DE102019116610A1 - Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, Formkörper und Form zum Harzformen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, Formkörper und Form zum Harzformen Download PDF

Info

Publication number
DE102019116610A1
DE102019116610A1 DE102019116610.1A DE102019116610A DE102019116610A1 DE 102019116610 A1 DE102019116610 A1 DE 102019116610A1 DE 102019116610 A DE102019116610 A DE 102019116610A DE 102019116610 A1 DE102019116610 A1 DE 102019116610A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mold
thermoplastic resin
temperature
resin
molding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102019116610.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Taiga Saito
Kazuharu Yasuda
Yuji Tanaka
Hideaki Ichiki
Yusuke Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Corp, Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Kasei Corp
Publication of DE102019116610A1 publication Critical patent/DE102019116610A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/52—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
    • B29C33/04—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/58—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/58—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2043/5816—Measuring, controlling or regulating temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12—Thermoplastic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0003—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B29K2995/0011—Electromagnetic wave shielding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3481—Housings or casings incorporating or embedding electric or electronic elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

Aspekt (I) stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers bereit, mit dem ein Formkörper in einem kurzen Formzyklus hergestellt werden kann. Das Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers des Aspekts (I) umfasst ein Formpressverfahren, wobei bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche eine Temperatur T1 °C erreicht, oder bei der Temperatur T1 °C ein thermoplastisches Harzverbundmaterial, das eine Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz enthält, sich in einem Hohlraum einer offenen Form befindet und die Form geschlossen wird, um einen Formpressvorgang durchzuführen; und ein Formkörper-Herausnahmeverfahren, wobei dann, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche nach dem Formpressen eine Temperatur T2 °C ist, die Form geöffnet wird, um einen Formkörper herauszunehmen, wobei die Temperatur T1 °C und die Temperatur T2 °C folgende Bedingungen erfüllen:in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, T1 > Tm, T2 > Tm - 110, wobei Tm für den Schmelzpunkt (°C) des thermoplastischen Harzes steht, undin einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, T1 > Tg, T2 > Tg - 70, wobei Tg für die Glasübergangstemperatur (°C) des thermoplastischen Harzes steht.

Description

  • Fachgebiet
  • Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, einen Formkörper und eine Form zum Harzformen.
  • Insbesondere bezieht sich ein Aspekt (I) der vorliegenden Offenbarung auf ein Verfahren zur Herstellung eins Formkörpers. Außerdem bezieht sich ein anderer Aspekt (II) der vorliegenden Offenbarung auf ein Verfahren zur Herstellung eins Formkörpers und einen Formkörper. Weiterhin bezieht sich ein weiterer Aspekt (III) der vorliegenden Offenbarung auf eine Form zum Harzformen.
  • Hintergrund
  • In Bezug auf Aspekt (I) umfassen Beispiele für ein herkömmliches Verfahren zur Gewinnung eines Formkörpers ein Formpressverfahren, bei dem eine Formmasse in eine Form gegeben wird, die Form geschlossen wird und dann die Form erhitzt wird, um die Temperatur zu erhöhen und das Formen durchzuführen, was in WO 2017/179675 A (PTL 1) usw. beschrieben ist.
  • In Bezug auf Aspekt (II) umfassen Beispiele für ein herkömmliches Verfahren zur Gewinnung eines Formkörpers ein Formpressverfahren, bei dem eine Formmasse in eine Form gegeben wird, die Form geschlossen wird und dann die Form erhitzt wird, um die Temperatur zu erhöhen und das Formen durchzuführen, was in PTL 1 beschrieben ist.
  • WO 2014/038710 A (PTL 2) schlägt ein Verfahren zur Gewinnung eines faserverstärkten Verbundformkörpers vor, das das vorläufige Formen eines flächenartigen Prepregs, das eine Verstärkungsfaser und eine duroplastische Matrixharzzusammensetzung enthält, umfasst, um partielle Vorformlinge aus einer Vielzahl von Teilen herzustellen.
  • In Bezug auf Aspekt (III) umfassen Beispiele für eine herkömmliche Form zum Harzformen, die beim Spritzgießen oder dergleichen verwendet wird, eine Form, die einen elektrischen Heizer und einen Kühlmediumdurchgang enthält ( JP 2012 - 224067 A (PTL 3)).
  • Liste der Entgegenhaltungen
  • Patentliteratur
    • PTL 1: WO 2017/179675 A
    • PTL 2: WO 2014/038710 A
    • PTL 3: JP 2012-224067 A
  • Kurzbeschreibung
  • In Bezug auf Aspekt (I) hat sich bei dem in PTL 1 beschriebenen Formpressverfahren gezeigt, dass der Formzyklus verbessert wird und die Produktivität verbessert wird, indem man das Heizverfahren, Kühlverfahren usw. nach Schließen der Form berücksichtigt. Weiterhin ist es bei einem herkömmlichen Formpressverfahren üblich, die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche gegenüber der Aufheiztemperatur ausreichend zu senken, etwa durch Einstellen der Differenz zwischen der Aufheiztemperatur und der Abkühltemperatur auf 80 °C oder mehr. Da in den letzten Jahren die Nachfrage nach Formkörpern zugenommen hat, ist es erforderlich, den Formzyklus weiter zu verkürzen und die Produktivität zu verbessern.
  • Es könnte also hilfreich sein, in Aspekt (I) ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers anzugeben, bei dem ein Formkörper in einem kurzen Formzyklus hergestellt werden kann.
  • In Bezug auf Aspekt (II) hat sich bei dem in PTL 1 beschriebenen Formpressverfahren gezeigt, dass der Formzyklus verbessert wird und die Produktivität verbessert wird, indem man das Heizverfahren, Kühlverfahren usw. nach Schließen der Form berücksichtigt. Im Falle der Verwendung eines Zwischensubstrats mit einer hohen Schüttdichte kann jedoch die Anordnung der Fasern in einem resultierenden Formkörper gestört sein, und Hohlräume können auftreten, und es gibt keine Beschreibung bezüglich eines Verfahrens, um unter Verwendung einer Form, die dreidimensional geformt ist, effizient einen dreidimensionalen Formkörper zu erhalten.
  • Außerdem beschreibt PTL 2 zwar ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings aus einem Material, bei dem eine Verstärkungsfaser mit einem Prepreg aus einem duroplastischen Harz oder dergleichen imprägniert wird, doch gibt es dort keine Beschreibung bezüglich eines Verbundmaterials, das ein thermoplastisches Harz enthält.
  • Es könnte also hilfreich sein, in Aspekt (II) ein Verfahren zur effizienten Herstellung eines Formkörpers anzugeben, der ein ausgezeichnetes Erscheinungsbild aufweist und weniger Störungen der Endlosfaser aufweist.
  • In Bezug auf Aspekt (III) muss eine herkömmliche Form dadurch hergestellt werden, dass man Furchen für den elektrischen Heizer und den Kühlmediumdurchgang schneidet, was zeit- und kostenaufwändig ist.
  • In den letzten Jahren ist eine Form erforderlich, bei der sich die Temperatur während des Formens über die gesamte Hohlraum-Oberfläche gleichmäßig einstellen lässt, da die Form der Formkörper immer komplizierter wird. Bei einer herkömmlichen Form, bei der Furchen durch Schneiden bereitgestellt werden, ist es schwierig, die Position der Furchen für den elektrischen Heizer und den Kühlmediumdurchgang gemäß der Form der Hohlraum-Oberfläche einzustellen, und es ist schwierig, den Abstand zwischen den Furchen und der Hohlraum-Oberfläche über die gesamte Hohlraum-Oberfläche konstant zu halten.
  • Es könnte also hilfreich sein, in Aspekt (III) eine Form zum Harzformen bereitzustellen, die leicht und kostengünstig hergestellt werden kann und bei der sich der Abstand zwischen einem Durchlass für elektrischen Heizer oder das Kühlmedium und der Hohlraum-Oberfläche frei einstellen lässt.
  • Im Einzelnen ist Aspekt (I) wie folgt.
    1. [1] ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, umfassend ein Formpressverfahren, wobei bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche eine Temperatur T1 °C erreicht, oder bei der Temperatur T1 °C ein thermoplastisches Harzverbundmaterial, das eine Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz enthält, sich in einem Hohlraum einer offenen Form befindet und die Form geschlossen wird, um einen Formpressvorgang durchzuführen, und ein Formkörper-Herausnahmeverfahren, wobei dann, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche nach dem Formpressen eine Temperatur T2 °C ist, die Form geöffnet wird, um einen Formkörper herauszunehmen, wobei die Temperatur T1 °C und die Temperatur T2 °C folgende Bedingungen erfüllen: in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, T1 > Tm, T2 > Tm - 110, wobei Tm für den Schmelzpunkt (°C) des thermoplastischen Harzes steht, und in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, T1 > Tg, T2 > Tg - 70, wobei Tg für die Glasübergangstemperatur (°C) des thermoplastischen Harzes steht.
    2. [2] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß [1], wobei die Verstärkungsfaser eine Endlos-Verstärkungsfaser ist.
    3. [3] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß [1] oder [2], wobei das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist und T1 und T2 die folgende Beziehung erfüllen: 0 ≤ T1 − T2 < 80 .
      Figure DE102019116610A1_0001
    4. [4] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß [3], wobei T1 und T2 weiterhin die folgende Beziehung erfüllen: 5 < T1 − T2 < 50.
      Figure DE102019116610A1_0002
    5. [5] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß [4], wobei T1, T2 und Tm weiterhin die folgende Beziehung erfüllen: 5 < T1 − T2 ≤ 30
      Figure DE102019116610A1_0003
      und Tm − 30 < T2 < Tm + 20 .
      Figure DE102019116610A1_0004
    6. [6] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß [5], wobei T2 und Tm weiterhin die folgende Beziehung erfüllen: Tm < T2 < Tm + 10 .
      Figure DE102019116610A1_0005
    7. [7] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Punkte [1] bis [6], wobei in dem Formpressverfahren die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche T3 °C zum Zeitpunkt des Einfüllens des thermoplastischen Harzverbundmaterials die folgende Beziehung erfüllt: T2 ≤ T3 .
      Figure DE102019116610A1_0006
    8. [8] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Punkte [1] bis [7], wobei in dem Formpressverfahren die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche T3 °C zum Zeitpunkt des Einfüllens des thermoplastischen Harzverbundmaterials eine Temperatur ist, bei der der Füllfaktor des thermoplastischen Harzverbundmaterials 80% oder weniger beträgt.
    9. [9] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Punkte [1] bis [8], wobei bei dem Formkörperherausnahmeverfahren die Formhohlraum-Oberfläche durch eine Vielzahl von Mitteln abgekühlt wird.
    10. [10] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Punkte [1] bis [9], wobei die Formhohlraum-Oberfläche einer Ablösungsbehandlung unterzogen wird.
    11. [11] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Punkte [1] bis [10], wobei das thermoplastische Harzverbundmaterial weiterhin ein Trennmittel enthält.
    12. [12] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Punkte [1] bis [11], weiterhin umfassend ein Korrekturverfahren, bei dem der herausgenommene Formkörper in eine Korrekturvorrichtung gebracht wird, um die Form des Formkörpers zu korrigieren.
    13. [13] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß [12], wobei in dem Korrekturverfahren die Temperatur T4 °C der Korrekturvorrichtung zum Zeitpunkt des Bringens des Formkörpers in die Korrekturvorrichtung die folgende Beziehung erfüllt:
      • in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, T4 < Tm - 30, und
      • in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, T4 < Tg - 30.
    14. [14] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Punkte [1] bis [13], wobei die Formhohlraum-Oberfläche eine Wärmeleitfähigkeit von 100 W·m-1·K-1 oder mehr aufweist.
    15. [15] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Punkte [1] bis [14], wobei in dem Formpressverfahren, nachdem das thermoplastische Harzverbundmaterial in den Formhohlraum gegeben wurde, die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche zu steigen beginnt und dann die Form geschlossen wird.
    16. [16] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, umfassend:
      • ein Einfüllverfahren, wobei eine Formmasse, die ein thermoplastisches Harz enthält, in einen Hohlraum einer offenen Form eingefüllt wird, und
      • ein Formpressverfahren, wobei die Form allmählich geschlossen wird, um einen Formpressvorgang durchzuführen, und zwar während eines Zeitraums von dem Zeitpunkt, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche zu steigen beginnt, bis die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche eine Temperatur T1 °C erreicht.
    17. [17] Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß [16], weiterhin umfassend:
      • ein Formkörperherausnahmeverfahren, wobei nach dem Formpressen die Formhohlraum-Oberfläche auf eine Temperatur T2 °C abgekühlt wird und die Form geöffnet wird, um einen Formkörper herauszunehmen, wobei
      • das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist und T1 und T2 die folgende Beziehung erfüllen: 0 < T1 − T2 < 80,
        Figure DE102019116610A1_0007
         T1 > Tm ,
        Figure DE102019116610A1_0008
        wobei Tm für den Schmelzpunkt (°C) des thermoplastischen Harzes steht, und T2 > Tm − 110.
        Figure DE102019116610A1_0009
  • Im Einzelnen ist Aspekt (II) wie folgt.
    1. [1] ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, umfassend ein Vorform-Herstellungsverfahren, wobei ein thermoplastisches Harzverbundmaterial, das eine Endlos-Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz enthält, in eine Vorform eingefüllt wird und dann die Vorform zugeklemmt wird, um eine Vorform eines Formkörpers herzustellen; ein Formpressverfahren, wobei eine Vorform in die Form gegeben wird, dann die Form zugeklemmt wird und die Oberfläche des Formhohlraums auf eine Erhitzungstemperatur T1 (°C) erhitzt wird, die nicht niedriger ist als der Schmelzpunkt oder die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Harzes, um einen Formpressvorgang durchzuführen; und ein Formkörperherausnahmeverfahren, wobei nach dem Formpressverfahren die Formhohlraum-Oberfläche mit zugeklemmter Form auf eine Abkühlungstemperatur T2 (°C) abgekühlt wird, die niedriger ist als der Schmelzpunkt oder die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Harzes, und dann die Form geöffnet wird, um einen Formkörper herauszunehmen.
    2. [2] Herstellungsverfahren gemäß [1], wobei in dem Vorform-Herstellungsverfahren eine Temperatur T0 (°C) der Vorform während der Herstellung der Vorform die folgende Beziehung erfüllt:
      • in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, Tm − 100 < T0 < Tm − 10
        Figure DE102019116610A1_0010
        wobei Tm der Schmelzpunkt des thermoplastischen Harzes ist; und
      • in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, Tg − 20 < T0 < Tg + 70
        Figure DE102019116610A1_0011
        wobei Tg die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Harzes ist.
    3. [3] Herstellungsverfahren gemäß [1] oder [2], wobei das thermoplastische Harzverbundmaterial ein Verbundmaterial ist, das ein Bündel der Endlos-Verstärkungsfaser enthält, und das Bündel nicht mit dem thermoplastischen Harz imprägniert ist.
    4. [4] Herstellungsverfahren gemäß einem der Punkte [1] bis [3], wobei das thermoplastische Harzverbundmaterial ein Verbundmaterial ist, das ein beschichtetes Garn enthält, wobei die Endlos-Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz beschichtet ist.
    5. [5] Herstellungsverfahren gemäß einem der Punkte [1] bis [4], wobei in dem Formpressverfahren wenigstens ein Teil von wenigstens einem, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Luft, Gaskomponenten und Wasserdampf besteht, in dem Formhohlraum zum Zeitpunkt des Zuklemmens der Form aus der Form entleert wird.
    6. [6] Herstellungsverfahren gemäß einem der Punkte [1] bis [5], wobei die Schüttdichte der Vorform das Doppelte der Schüttdichte des thermoplastischen Harzverbundmaterials oder mehr beträgt.
    7. [7] Herstellungsverfahren gemäß einem der Punkte [1] bis [6], wobei ein Endteil unter Verwendung einer heißen Klinge abgeschnitten wird, so dass die Vorform vor dem Formpressverfahren eine gewünschte Form erhält.
    8. [8] Herstellungsverfahren gemäß einem der Punkte [1] bis [7], weiterhin umfassend ein Korrekturverfahren, wobei der in dem Formkörperherausnahmeverfahren erhaltene Formkörper in eine Korrekturvorrichtung gegeben wird, deren Temperatur um 50 °C oder mehr niedriger ist als die Erhitzungstemperatur T1 °C ist, um die Form des Formkörpers zu korrigieren.
    9. [9] Herstellungsverfahren gemäß einem der Punkte [1] bis [8], wobei sich ein Wehr zur Unterdrückung des Harzflusses auf einer Formpaarungsfläche der Form befindet.
    10. [10] Herstellungsverfahren gemäß einem der Punkte [1] bis [9], wobei das Wehr ein aus einem elastomeren Material bestehendes Wehr ist, dass sich während des Formpressens verformt.
    11. [11] Herstellungsverfahren gemäß einem der Punkte [1] bis [10], wobei der Formkörper ein Gehäuse einer Kommunikationsvorrichtung ist.
    12. [12] Herstellungsverfahren gemäß [11], wobei die Endlos-Verstärkungsfaser eine Endlos-Glasfaser ist, die Zugfestigkeit des Gehäuses der Kommunikationsvorrichtung der folgenden Formel (3) genügt: Zugfestigkeit in L a ¨ ngsrichtung ( MPa ) × 0,5 + Zugfestigkeit in Breitenrichtung ( MPa ) × 0,5 > 500  MPa
      Figure DE102019116610A1_0012
       Biegemodul in L a ¨ ngsrichtung ( MPa ) × 0,5 + Biegemodul in Breitenrichtung ( MPa ) × 0,5 > 30  MPa
      Figure DE102019116610A1_0013
      und die durch ein KEC-Verfahren gemessene elektrisches-Feld-Abschirmungseigenschaft 10 dB oder weniger in einem Frequenzband von 1 GHz beträgt.
    13. [13] Gehäuse einer Kommunikationsvorrichtung, umfassend einen Verbundmaterial-Formkörper, der ein thermoplastisches Harz und eine Endlos-Glasverstärkungsfaser umfasst, wobei die Zugfestigkeit der folgenden Formel genügt (3): Zugfestigkeit in L a ¨ ngsrichtung ( MPa ) × 0,5 + Zugfestigkeit in Breitenrichtung ( MPa ) × 0,5 > 500 MPa
      Figure DE102019116610A1_0014
       Biegemodul in L a ¨ ngsrichtung ( MPa ) × 0,5 + Biegemodul in Breitenrichtung ( MPa ) × 0,5 > 30  MPa
      Figure DE102019116610A1_0015
      und die durch ein KEC-Verfahren gemessene elektrisches-Feld-Abschirmungseigenschaft 10 dB oder weniger in einem Frequenzband von 1 GHz beträgt. der Biegemodul des Gehäuses der Kommunikationsvorrichtung der folgenden Formel (4) genügt:
  • Im Einzelnen ist Aspekt (III) wie folgt.
    1. [1] eine Form zum Harzformen, umfassend einen Gusskörper mit einem hohlen Rohr im Innern und ein die Oberfläche des Formhohlraums bildendes Element, das auf einer Hohlraumflächenseite des Gusskörpers eine Hohlraumfläche bildet, wobei das die Formhohlraum-Oberfläche bildende Element aus einem Metall besteht, das eine größere Härte aufweist als der Gusskörper.
    2. [2] Form zum Harzformen gemäß (1), wobei das hohle Rohr ein hohles Rohr mit einem gebogenen Teil umfasst.
    3. [3] Form zum Harzformen gemäß (1) oder (2), weiterhin umfassend ein Verstärkungselement, das den Gusskörper verstärkt.
    4. [4] Form zum Harzformen gemäß einem der Punkte (1) bis (3), wobei der Gusskörper und das hohle Rohr aus demselben Metall bestehen.
    5. [5] Form zum Harzformen gemäß einem der Punkte (1) bis (4), wobei wenigstens ein Teil des die Formhohlraum-Oberfläche bildenden Elements an den Gusskörper geschweißt ist.
    6. [6] Form zum Harzformen gemäß einem der Punkte (1) bis (5), weiterhin umfassend einen Verteiler innerhalb des Gusskörpers.
    7. [7] Form zum Harzformen gemäß einem der Punkte (1) bis (6), umfassend ein hohles Rohr, das ein Heizmedium enthält, und ein hohles Rohr, das ein Kühlmedium enthält.
    8. [8] Form zum Harzformen gemäß einem der Punkte (1) bis (7), wobei das Harz ein thermoplastisches Harz ist.
    9. [9] Form zum Harzformen gemäß einem der Punkte (1) bis (8), wobei das Harz ein thermoplastisches Harzverbundmaterial ist, das ein thermoplastisches Harz und eine Verstärkungsfaser enthält.
    10. [10] Form zum Harzformen gemäß (9), wobei die Verstärkungsfaser eine Endlosfaser ist.
  • Da das Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß Aspekt (I) die Konfiguration aufweist, wie sie oben beschrieben ist, ist es möglich, einen Formkörper in einem kurzen Formzyklus herzustellen.
  • Da das Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß Aspekt (II) die Konfiguration aufweist, wie sie oben beschrieben ist, ist es möglich, einen Formkörper herzustellen, der ein ausgezeichnetes Erscheinungsbild aufweist und weniger Störung der Endlosfaser aufweist.
  • Gemäß Aspekt (III) ist es möglich, eine Form zum Harzformen bereitzustellen, die leicht und kostengünstig hergestellt werden kann und bei der sich der Abstand zwischen einem Durchlass für elektrischen Heizer oder das Kühlmedium und der Hohlraum-Oberfläche frei einstellen lässt.
  • Figurenliste
  • In den beigefügten Zeichnungen gilt:
    • 1 ist eine schematische erklärende Ansicht des Formverfahrens in Beispielen und Vergleichsbeispielen gemäß Aspekt (I);
    • 2 ist eine schematische Querschnittsansicht der in Beispielen und Vergleichsbeispielen gemäß Aspekt (I) verwendeten Form und ist eine erklärende Ansicht des ersten Teils und des zweiten Teils;
    • 3 zeigt die Beziehung zwischen der Temperatur und dem Füllfaktor des Verbundmaterials A, das in Beispiel 1-1 gemäß Aspekt (I) verwendet wurde;
    • 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Füllfaktor und dem Vf-Korrektur-Festigkeitsverhältnis des Verbundmaterials A und des Formkörpers von Beispiel I-1 gemäß Aspekt (I);
    • 5 ist ein Foto der Oberfläche der Glasfaser, die nach Erhitzen des Formkörpers zurückbleibt, der durch Änderung von T3 hergestellt wird, um das Harz in Aspekt (I) zu verbrennen, wobei die durch ΔT angezeigte Temperatur die Differenz gegenüber T1 (290 °C) in Beispiel I-1, d.h. „T1 - T3“, ist;
    • 6 ist ein Röntgen-CT-Bild der Glasfaser in dem Formkörper gemäß Aspekt (I);
    • 7 zeigt die Beobachtungsergebnisse des thermoplastischen Harzmaterials nach der Erhitzungsbewertung des thermoplastischen Harzmaterials, das in Beispiel I-1 gemäß Aspekt (I) verwendet wird;
    • 8 zeigt die Beobachtungsergebnisse des thermoplastischen Harzmaterials nach der Erhitzungs- und Kompressionsbewertung des thermoplastischen Harzmaterials, das in Beispiel I-1 gemäß Aspekt (I) verwendet wurde;
    • 9 zeigt die Zugfestigkeitsmessergebnisse des thermoplastischen Harzmaterials von 8;
    • 10 ist eine schematische Querschnittsansicht der Vorform, die in Beispielen des Aspekts (II) verwendet wird;
    • Die 11A und 11B sind schematische Ansichten der in Beispielen des Aspekts (II) hergestellten Vorform, wobei 11A eine perspektivische Ansicht ist und 11B eine Seitenansicht ist;
    • 12 ist eine schematische Querschnittsansicht der Form, die in Beispielen und Vergleichsbeispielen des Aspekts (II) verwendet wurde;
    • Die 13A und 13B sind schematische Ansichten des Formkörpers, der in Beispielen und Vergleichsbeispielen des Aspekts (II) hergestellt wurde, wobei 13A eine perspektivische Ansicht ist und 13B eine Seitenansicht ist;
    • 14 ist eine vergrößerte Ansicht des Wehrs der Formpaarungsfläche in der Form von 12;
    • 15 ist eine schematische Ansicht des Formkörpers von Beispiel II-4 des Aspekts (II), wobei die obere eine Draufsicht (Hinterseite) ist und die untere eine Seitenansicht ist;
    • 16 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels der Form zum Harzformen des Aspekts (III);
    • 17A ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für das Verfahren zur Herstellung einer Form zum Harzformen des Aspekts (III);
    • 17B ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für das Verfahren zur Herstellung einer Form zum Harzformen des Aspekts (III);
    • 17C ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für das Verfahren zur Herstellung einer Form zum Harzformen des Aspekts (III);
    • 17D ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für das Verfahren zur Herstellung einer Form zum Harzformen des Aspekts (III);
    • 17E ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für das Verfahren zur Herstellung einer Form zum Harzformen des Aspekts (III);
    • 18A ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-1 des Aspekts (III), und 18A ist eine perspektivische Ansicht;
    • 18B ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-1 des Aspekts (III), und 18B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in 18A;
    • 18C ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-1 des Aspekts (III), und 18C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y in 18A;
    • 18D ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-1 des Aspekts (III), und 18D ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie Z-Z in 18A;
    • 18E ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-1 des Aspekts (III), und 18E ist eine schematische Ansicht des hohlen Rohrs in 18A;
    • 18F ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-1 des Aspekts (III), und 18F ist eine schematische Ansicht des hohlen Rohrs in 18A;
    • 18G ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-1 des Aspekts (III), und 18G ist eine schematische Ansicht des hohlen Rohrs in 18A;
    • 19A ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-2 des Aspekts (III), und 19A ist eine perspektivische Ansicht;
    • 19B ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-2 des Aspekts (III), und 19B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in 19A;
    • 19C ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-2 des Aspekts (III), und 19C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y in 19A;
    • 20A ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers und des die Hohlraum-Oberfläche bildenden Elements in der Form zum Harzformen von Beispiel III-3 des Aspekts (III), und 20A ist eine perspektivische Ansicht;
    • 20B ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers und des die Hohlraum-Oberfläche bildenden Elements in der Form zum Harzformen von Beispiel III-3 des Aspekts (III), und 20B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in 20A;
    • 20C ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers und des die Hohlraum-Oberfläche bildenden Elements in der Form zum Harzformen von Beispiel III-3 des Aspekts (III), und 20C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y in 20A;
    • 20D ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers und des die Hohlraum-Oberfläche bildenden Elements in der Form zum Harzformen von Beispiel III-3 des Aspekts (III), und 20D ist eine schematische Ansicht des hohlen Rohrs in 20A;
    • 21A ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-4 des Aspekts (III), und 21A ist eine perspektivische Ansicht;
    • 21B ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-4 des Aspekts (III), und 21B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in 21A;
    • 21C ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-4 des Aspekts (III), und 21C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y in 21A;
    • 21D ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-4 des Aspekts (III), und 21D ist eine schematische Ansicht des hohlen Rohrs in 21A;
    • 21E ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-4 des Aspekts (III), und 21E ist eine schematische Ansicht des hohlen Rohrs in 21A; und
    • 21F ist eine schematische Ansicht des Gusskörpers in der Form zum Harzformen von Beispiel III-4 des Aspekts (III), und 21F ist eine schematische Ansicht des hohlen Rohrs in 21A.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Aspekt (I)
  • Im Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen des Aspekts (I) angegeben (im Folgenden als „Ausführungsform (I)“ bezeichnet). Der Aspekt (I) ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne von seinem Wesen abzuweichen.
  • Der Aspekt (I) ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers durch Formpressen.
  • Die erste Ausführungsform (I) des Aspekts (I) ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers umfassend
    ein Formpressverfahren, wobei bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche eine Temperatur T1 °C erreicht, oder bei der Temperatur T1 °C ein thermoplastisches Harzverbundmaterial, das eine Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz enthält, sich in einem Hohlraum einer offenen Form befindet und die Form geschlossen wird, um einen Formpressvorgang durchzuführen, und
    ein Formkörper-Herausnahmeverfahren, wobei dann, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche nach dem Formpressen eine Temperatur T2 °C ist, die Form geöffnet wird, um einen Formkörper herauszunehmen, wobei die Temperatur T1 °C und die Temperatur T2 °C folgende Bedingungen erfüllen:
    in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, T1 > Tm, T2 > Tm - 110, wobei Tm für den Schmelzpunkt (°C) des thermoplastischen Harzes steht, und
    in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, T1 > Tg, T2 > Tg - 70, wobei Tg für die Glasübergangstemperatur (°C) des thermoplastischen Harzes steht.
  • Wir haben eingehend Mittel untersucht, um den Formzyklus zu verbessern, und haben herausgefunden, dass es möglich ist, einen Formkörper aus einer Form so aus einer Form herauszulösen, dass man einen Formkörper mit einer guten Form und guten physikalischen Eigenschaften erhält, auch wenn der Formkörper in einem Zustand herausgenommen wird, bei dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche hoch ist. In der ersten Ausführungsform (I) wird der Formkörper in einem Zustand herausgenommen, bei dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche hoch ist, und daher kann der Formkörper in einem kurzen Zyklus produziert werden. Weiterhin können die Energiekosten reduziert werden, und die Temperaturänderung der Form ist gering, so dass die Verschlechterung der Form unterdrückt werden kann.
  • Die zweite Ausführungsform (I) gemäß Aspekt (I) ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, umfassend ein Einfüllverfahren, wobei eine Formmasse, die ein thermoplastisches Harz enthält, in einen Hohlraum einer offenen Form eingefüllt wird, und ein Formpressverfahren, wobei die Form allmählich geschlossen wird, um einen Formpressvorgang durchzuführen, und zwar während eines Zeitraums von dem Zeitpunkt, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche zu steigen beginnt, bis die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche eine Temperatur T1 °C erreicht.
  • Wir haben eingehend Mittel untersucht, um den Formzyklus zu verbessern, und haben herausgefunden, dass es möglich ist, mehr Kontinuität einer Endlos-Verstärkungsfaser in einem Verbundmaterial aufrechtzuerhalten, indem man eine Form allmählich schließt, nachdem die Temperatur zu steigen beginnt. Insbesondere im Falle eines Formkörpers, der eine Form mit einer Ecke aufweist, ermöglicht das allmähliche Schließen der Form eine Durchführung des Formvorgangs, ohne die Endlos-Verstärkungsfaser des in die Form eingefügten Verbundmaterials zu brechen.
  • Vor allem kann die Schüttdichte der Formmasse allmählich erhöht werden, indem man die Form schließt, während das thermoplastische Harz in der in die Form eingefüllten Formmasse schmilzt. Dies ermöglicht es, die Form zu schließen, ohne eine übermäßige Last auf die in die Form eingefüllte Formmasse auszuüben.
  • Außerdem haben wir herausgefunden, dass die Zeit, bis die Form die Temperatur T1 °C erreicht, verkürzt werden kann, indem man die Form allmählich schließt, nachdem die Temperatur der Form zu steigen beginnt, im Vergleich zu dem Fall, dass die Form geschlossen und dann erhitzt wird. Weiterhin haben wir herausgefunden, dass die Form geschlossen werden kann, während die in dem Formhohlraum und in der Formmasse enthaltene Luft entweicht, und das Schließen der Form kann effizient und mit weniger Energie erfolgen, ohne während des Schließens der Form eine übermäßige Kraft auszuüben.
  • Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers der ersten Ausführungsform (I)
  • Im Folgenden ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers der ersten Ausführungsform (I) beschrieben.
  • Formpressverfahren
  • - Thermoplastisches Harzverbundmaterial -
  • In der ersten Ausführungsform (I) enthält das thermoplastische Harzverbundmaterial vorzugsweise wenigstens eine Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz. Das thermoplastische Harzverbundmaterial kann weiterhin Additive, wie ein Schlichtemittel für die Verstärkungsfaser und einen Wärmestabilisator, ein Trennmittel und einen Farbstoff für das thermoplastische Harz, enthalten.
  • -- Verstärkungsfaser --
  • Beispiele für die Verstärkungsfaser sind wenigstens eine, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Glasfaser, Kohlenstofffaser, Aramidfaser, ultrahochfester Polyethylenfaser, Faser auf Polybenzazol-Basis, Flüssigkristall-Polyesterfaser, Polyketonfaser, Metallfaser und Keramikfaser besteht. Glasfaser, Kohlenstofffaser und Aramidfaser sind unter dem Gesichtspunkt der mechanischen Eigenschaften, thermischen Eigenschaften und der Vielseitigkeit zu bevorzugen, und Glasfaser ist unter dem Gesichtspunkt der Ökonomie und Produktivität zu bevorzugen.
  • Die Verstärkungsfaser kann allein oder in einer Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden.
  • Der Wärmebeständigkeitsindex der in Ausführungsform (I) zu verwendenden Verstärkungsfaser bei T3 °C, einer Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche, bei der das thermoplastische Harzverbundmaterial eingefüllt wird, beträgt vorzugsweise 90% oder mehr.
  • Der Wärmebeständigkeitsindex wird durch die folgende Gleichung dargestellt. W a ¨ rmebestandigkeitsindex ( % ) = Ergebnis eines Mikrotr o ¨ pfchentests unter Verwendung einer erhitzten  Verstarkungsfaser/Ergebnis eines Mikr o ¨ tropfchentests unter Verwendung einer nicht erhitzten Verst a ¨ rkungsfaser  × 100
    Figure DE102019116610A1_0016
  • Die Bedingungen des Erhitzens bestehen darin, eine Verstärkungsfaser in eine Form einzufüllen, deren Temperatur auf T3 °C eingestellt wurde, die Form zu schließen und die Verstärkungsfaser 30 Sekunden lang in Kontakt mit der Form zu halten und dann die Verstärkungsfaser herauszunehmen. Der Mikrotröpfchentest ist ein Verfahren, das in JP 2015-67926 A beschrieben ist.
  • Die Verstärkungsfaser kann ein Einzelgarn oder ein verzwirntes Garn sein. Ein Verbundgarn, das aus zwei oder mehr Typen von Verstärkungsfasern besteht, kann ebenfalls verwendet werden. Die Verstärkungsfaser kann so, wie sie ist, als Garn verwendet werden, oder sie kann in Form einer Schnur, eines Tuchs, eines Geflechts oder dergleichen verwendet werden.
  • Die Verstärkungsfaser kann eine kurze Faser, eine lange Faser oder eine Endlosfaser sein. Unter dem Gesichtspunkt der Gewinnung eines Formkörpers mit ausgezeichneter Festigkeit ist eine Endlos-Verstärkungsfaser zu bevorzugen.
  • Die mittlere Faserlänge der Verstärkungsfaser beträgt vorzugsweise 3 mm oder mehr und besonders bevorzugt 10 mm oder mehr. Die mittlere Faserlänge ist ein Mittelwert der Länge der Verstärkungsfaser, die nach der Verbrennung des thermoplastischen Harzverbundmaterials oder des Formkörpers zurückbleibt.
  • Die Einzelgarnzahl der Verstärkungsfaser beträgt unter dem Gesichtspunkt der Öffenbarkeit und Handhabbarkeit während der Filamentkombination vorzugsweise 30 bis 15000.
  • -- Schlichtemittel --
  • Vorzugsweise wird ein Schlichtemittel für die Verstärkungsfaser verwendet. Das Schlichtemittel enthält vorzugsweise zum Beispiel ein Kopplungsmittel zur Bildung einer Grenzfläche zwischen der Verstärkungsfaser und dem thermoplastischen Harz oder dergleichen, ein Bindemittel zur Verbesserung der Handhabbarkeit der Verstärkungsfaser und Unterstützung der Bildung einer Grenzfläche zwischen dem thermoplastischen Harz und dem Kopplungsmittel oder dergleichen und ein Gleitmittel zur Verbesserung der Handhabbarkeit der Verstärkungsfaser oder dergleichen. Das Schlichtemittel wird unter dem Gesichtspunkt der gleichmäßigen Auftragung auf die Verstärkungsfaser vorzugsweise als Flüssigkeit oder als Gas aufgetragen. Im Falle der Verwendung einer Verbindung mit einem hohen Schmelzpunkt oder hohen Siedepunkt kann das Schlichtemittel auch aufgetragen werden, während des erhitzt wird, oder in einem Lösungsmittel gelöst und aufgetragen oder emulgiert und in einem wässrigen System verwendet werden.
  • Beispiele für das Verfahren der Auswahl der Art und Menge des Schlichtemittels umfassen eines, das die Festigkeit einer Grenzfläche mit einem Matrixharz durch einen Mikrotröpfchentest ausnutzt, wie es in JP 2015-67926 A beschrieben ist. Das Schlichtemittel kann sich jedoch wegen der Hitze verflüchtigen oder verschlechtern, so dass es zu bevorzugen ist, den Test in Anbetracht der Wärmevorgeschichte während des Formens durchzuführen.
  • In dem Falle, dass eine Glasfaser als Verstärkungsfaser ausgewählt wird, kann ein Schlichtemittel verwendet werden. Das Schlichtemittel ist vorzugsweise ein Schlichtemittel, das ein Silan-Kopplungsmittel, ein Gleitmittel, ein Bindemittel und einen Emulgator enthält, und ist besonders bevorzugt ein Schlichtemittel, das nur aus einem Silan-Kopplungsmittel, einem Gleitmittel und einem Bindemittel besteht.
  • Es gibt keine besonderen Einschränkungen bezüglich der Arten des Silan-Kopplungsmittels, Gleitmittels, Bindemittels und Emulgators, und es kann irgendein bekanntes verwendet werden. Insbesondere die in JP 2015-101794 A beschriebenen Stoffe können als Stoffe verwendet werden.
  • --- Silan-Kopplungsmittel ---
  • Das Silan-Kopplungsmittel wird im Allgemeinen als Oberflächenbehandlungsmittel für die Glasfaser verwendet und trägt zur Verbesserung der Grenzflächenhaftfestigkeit bei.
  • Beispiele für das Silan-Kopplungsmittel sind unter Anderem Aminosilane, wie γ-Aminopropyltrimethoxysilan und N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilan; Mercaptosilane, wie γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan und γ-Mercaptopropyltriethoxysilan; Epoxysilane und Vinylsilane. Um die Reaktion zwischen der Glasfaseroberfläche und dem Silan-Kopplungsmittel zu beschleunigen, wird die Behandlung vorzugsweise in Gegenwart von Wasser, einem Katalysator, einer Base und einer Metallverbindung durchgeführt.
  • --- Gleitmittel ---
  • Das Gleitmittel trägt zur Verbesserung der Öffenbarkeit der Glasfaser bei.
  • Jedes herkömmliche flüssige oder feste Gleitmittel kann als Gleitmittel gemäß dem Zweck verwendet werden. Beispiele für das Gleitmittel sind unter Anderem ein Tier- und Pflanzenwachs oder ein Mineralwachs, wie Carnaubawachs und Lanolinwachs; und ein Tensid, wie Fettsäureamid, Fettsäureester, Fettsäureether, aromatischer Ester und aromatischer Ether.
  • --- Bindemittel ---
  • Das Bindemittel trägt zur Verbesserung der Schlichteeigenschaften und der Grenzflächenhaftfestigkeit der Glasfaser bei.
  • Ein duroplastisches Harz, ein thermoplastisches Harz, eine niedermolekulare Verbindung und dergleichen können gemäß dem Zweck als Bindemittel verwendet werden.
  • ---- Duroplastisches Harz ----
  • Beispiele für das duroplastische Harz als Bindemittel sind unter Anderem ein Isocyanat, wie m-Xylylendiisocyanat, 4,4'-Methylenbis(cyclohexylisocyanat) und Isophorondiisocyanat, und ein Polyurethanharz, das aus einem Diol auf Polyesterbasis oder Polyetherbasis synthetisiert ist. Außerdem werden zweckmäßigerweise zum Beispiel auch ein Epoxidharz des Bisphenoltyps und ein Härtungsmittel (Aminbasis, Säureanhydrid) und ein Harz auf Acrylatbasis verwendet.
  • ---- Thermoplastisches Harz ----
  • Beispiele für das als Bindemittel verwendete thermoplastische Harz sind unter Anderem ein Harz auf Acrylbasis, ein Harz auf Polyolefinbasis, ein Harz auf Polyamidbasis, ein Harz auf Polyacetalbasis, ein Harz auf Polycarbonatbasis, ein Harz auf Polyesterbasis, ein Polyetherketon, ein Polyetheretherketon, ein Polyethersulfon, ein Polyphenylensulfid, ein thermoplastisches Polyetherimid, ein thermoplastisches Harz auf Fluorbasis und modifizierte thermoplastische Harze, die durch Modifizieren der obigen erhalten werden.
  • Das als Bindemittel verwendete thermoplastische Harz ist vorzugsweise ein thermoplastisches Harz desselben Typs wie das Matrixharz des Formkörpers, da dies die Haftung zwischen der Glasfaser und dem thermoplastischen Harz in dem resultierenden Formkörper verbessert. Außerdem wird unter dem Gesichtspunkt, dass nach dem Formen keine Hohlräume zwischen den Glasfaserbündeln zurückbleiben sollen, vorzugsweise ein thermoplastisches Harz verwendet, das eine Viskosität und/oder einen Schmelzpunkt (Glasübergangstemperatur) aufweist, die oder der niedriger ist als bei dem Matrixharz. Zum Beispiel kann eine niedrige Viskosität und/oder ein niedriger Schmelzpunkt (niedrige Glasübergangstemperatur) dadurch erreicht werden, dass man ein Harz mit einem Molekulargewicht, das niedriger ist als das des Matrixharzes, verwendet, im Falle eines kristallinen Harzes eine Struktur einführt, die die Kristallisation stört, oder die Seitenkette verlängert.
  • Beispiele für das Harz auf Acrylbasis als Bindemittel sind ein Homopolymer von Acrylsäure, ein Copolymer von Acrylsäure und anderen, copolymerisierbaren Monomeren und Salze davon mit primären, sekundären und tertiären Aminen. Das Homopolymer und Copolymer von Acrylsäure weist vorzugsweise ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 1000 bis 90 000 und besonders bevorzugt 1000 bis 25 000 auf.
  • Beispiele für das copolymerisierbare Monomer der Copolymere von Acrylsäure und anderen, copolymerisierbaren Monomeren sind unter den Monomeren, die eine Hydroxygruppe und/oder eine Carboxygruppe aufweisen (außer dem Fall von nur Acrylsäure), unter Anderem wenigstens eines, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Acrylsäure, Maleinsäure, Methacrylsäure, Vinylessigsäure, Krotonsäure, Isokrotonsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Citraconsäure und Mesaconsäure besteht. Das copolymerisierbare Monomer weist vorzugsweise einen oder mehrere Typen von Monomeren auf Esterbasis auf.
  • Beispiele für das Salz des Homopolymers und Copolymers von Acrylsäure mit primären, sekundären und tertiären Aminen sind unter Anderem ein Triethylaminsalz, ein Triethanolaminsalz und ein Glycinsalz. Der Neutralisationsgrad beträgt unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Stabilität einer gemischten Lösung mit anderen, gleichzeitig vorhandenen Wirkstoffen (wie dem Silan-Kopplungsmittel) und der Reduktion des Amingeruchs vorzugsweise 20% bis 90% und besonders bevorzugt 40% bis 60%.
  • Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Polymers von Acrylsäure, das das Salz bildet, unterliegt keiner besonderen Einschränkung, liegt aber vorzugsweise im Bereich von 3000 bis 50 000. Es beträgt unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Schlichteeigenschaften der Glasfaser vorzugsweise 3000 oder mehr und beträgt unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Eigenschaften des resultierenden Formkörpers vorzugsweise 50 000 oder weniger.
  • Außerdem ist in dem Fall, bei dem die Haftung zwischen der Verstärkungsfaser und dem diese bedeckenden thermoplastischen Harz weiterhin verbessert ist und das Schlichtemittel als Wasserdispersion an der Glasfaser haftet, das als Bindemittel verwendete thermoplastische Harz unter dem Gesichtspunkt der Reduktion des Anteils der Emulgatorkomponente oder sogar des Arbeitens ohne Emulgator vorzugsweise ein modifiziertes thermoplastisches Harz.
  • „Modifiziertes thermoplastisches Harz“ bedeutet hier ein thermoplastisches Harz, das dadurch erhalten wird, dass man neben der Monomerkomponente, die die Hauptkette des thermoplastischen Harzes bilden kann, verschiedene Monomerkomponenten copolymerisiert, um die Eigenschaften des thermoplastischen Harzes zu verändern, wobei die Hydrophilie, Kristallinität, die thermodynamischen Eigenschaften und dergleichen modifiziert werden.
  • Beispiele für das modifizierte thermoplastische Harz, das als Bindemittel verwendet wird, sind unter Anderem ein modifiziertes Harz auf Acrylbasis, ein modifiziertes Harz auf Polyolefinbasis, ein modifiziertes Harz auf Polyamidbasis und ein modifiziertes Harz auf Polyesterbasis.
  • Das modifizierte Harz auf Polyolefinbasis als Bindemittel ist ein Copolymer aus einem Monomer auf Olefinbasis, wie Ethylen und Propylen, und einem Monomer, das mit dem Monomer auf Olefinbasis copolymerisierbar ist, wie einer ungesättigten Carbonsäure, und kann nach einem bekannten Verfahren hergestellt werden. Das modifizierte Harz auf Polyolefinbasis kann ein statistisches Copolymer sein, das durch Copolymerisieren eines Monomers auf Olefinbasis und einer ungesättigten Carbonsäure erhalten wird, oder es kann ein Pfropfcopolymer sein, das durch Aufpfropfen einer ungesättigten Carbonsäure auf ein Olefin erhalten wird.
  • Beispiele für das Monomer auf Olefinbasis sind unter Anderem Ethylen, Propylen und 1-Buten. Diese können allein oder in einer Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden. Beispiele für das Monomer, das mit dem Monomer auf Olefinbasis copolymerisierbar ist, sind eine ungesättigte Carbonsäure, wie Acrylsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Methacrylsäure, Vinylessigsäure, Krotonsäure, Isokrotonsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Citraconsäure und Mesaconsäure. Diese können allein oder in einer Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden.
  • Das Copolymerisationsverhältnis des Monomers auf Olefinbasis und des Monomers, das mit dem Monomer auf Olefinbasis copolymerisierbar ist, beträgt vorzugsweise 60 Massen-% bis 95 Massen-% des Monomers auf Olefinbasis und 5 Massen-% bis 40 Massen-% des Monomers, das mit dem Monomer auf Olefinbasis copolymerisierbar ist, und besonders bevorzugt 70 Massen-% bis 85 Massen-% des Monomers auf Olefinbasis und 15 Massen-% bis 30 Massen-% des Monomers, das mit dem Monomer auf Olefinbasis copolymerisierbar ist, wobei die Gesamtmasse der Copolymerisation 100 Massen-% beträgt. Wenn das Monomer auf Olefinbasis 60 Massen-% oder mehr ausmacht, ist die Affinität zu der Matrix gut. Wenn der Massenprozentanteil des Monomers auf Olefinbasis 95 Massen-% oder weniger beträgt, ist die Wasserdispergierbarkeit des modifizierten Harzes auf Polyolefinbasis gut, und es ist leicht, das modifizierte Harz auf Polyolefinbasis gleichmäßig auf die Verstärkungsfaser aufzutragen.
  • Bei dem modifizierten Harz auf Polyolefinbasis, das als Bindemittel verwendet wird, kann eine durch die Copolymerisation eingeführte modifizierende Gruppe, wie eine Carboxygruppe, mit einer basischen Verbindung neutralisiert werden. Beispiele für die basische Verbindung sind unter Anderem Alkalien, wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid; Ammoniak; und Amine, wie Monoethanolamin und Diethanolamin. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des als Bindemittel verwendeten modifizierten Harzes auf Polyolefinbasis unterliegt keiner besonderen Einschränkung, beträgt aber vorzugsweise 5000 bis 200 000 und besonders bevorzugt 50 000 bis 150 000. Unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Schlichtungseigenschaften der Glasfaser beträgt es vorzugsweise 5000 oder mehr und unter dem Gesichtspunkt der Emulsionsstabilität vorzugsweise 200 000 oder weniger.
  • Das als Bindemittel verwendete modifizierte Harz auf Polyamidbasis kann eine modifizierte Polyamidverbindung sein, bei der eine hydrophile Gruppe, wie eine Polyalkylenoxidkette oder eine tertiäres-Amin-Komponente, in die Molekülkette eingeführt ist, und kann nach einem bekannten Verfahren hergestellt werden.
  • Im Falle der Einführung einer Polyalkylenoxidkette in die Molekülkette erfolgt die Herstellung zum Beispiel durch Copolymerisieren von Polyethylenglycol, Polypropylenglycol oder dergleichen, wobei ein Teil oder alles zu einem Diamin oder einer Dicarbonsäure modifiziert ist. Im Falle der Einführung einer tertiäres-Amin-Komponente erfolgt die Herstellung zum Beispiel durch Copolymerisieren von Aminoethylpiperazin, Bisaminopropylpiperazin, α-Dimethylamino-ε-caprolactam oder dergleichen.
  • Das als Bindemittel verwendete modifizierte Harz auf Polyesterbasis kann ein Harz sein, das eine hydrophile Gruppe im Molekülgerüst einschließlich des Endes aufweist, wobei es sich um ein Copolymer einer Polycarbonsäure oder ihres Anhydrids und einem Polyol handelt, und kann nach einem bekannten Verfahren hergestellt werden.
  • Beispiele für die hydrophile Gruppe sind eine Polyalkylenoxid-Gruppe, ein Sulfonat, eine Carboxygruppe und neutralisierende Salze davon.
  • Beispiele für die Polycarbonsäure oder ihr Anhydrid sind eine aromatische Dicarbonsäure, eine sulfonathaltige aromatische Dicarbonsäure, eine aliphatische Dicarbonsäure, eine alicyclische Dicarbonsäure und eine trifunktionelle oder höherfunktionelle Polycarbonsäure.
  • Beispiele für die aromatische Dicarbonsäure sind unter Anderem Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Orthophthalsäure, 1,5-Naphthalindicarbonsäure, 2,6-Naphthalindicarbonsäure und Phthalsäureanhydrid.
  • Beispiele für die sulfonathaltige aromatische Dicarbonsäure sind unter Anderem Sulfoterephthalat, 5-Sulfoisophthalat und 5-Sulfoorthophthalat.
  • Beispiele für die aliphatische Dicarbonsäure oder die alicyclische Dicarbonsäure sind unter Anderem Fumarsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dimersäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, Bernsteinsäureanhydrid und Maleinsäureanhydrid.
  • Beispiele für die trifunktionelle oder höherfunktionelle Polycarbonsäure sind unter Anderem Trimellithsäure, Pyromellithsäure, Trimellithsäureanhydrid und Pyromellithsäureanhydrid.
  • Unter den oben genannten ist unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Wärmebeständigkeit des modifizierten Harzes auf Polyesterbasis zu bevorzugen, dass 40 Mol-% bis 99 Mol-% aller Polycarbonsäurekomponenten eine aromatische Dicarbonsäure sind. Außerdem ist unter dem Gesichtspunkt der Emulsionsstabilität, wenn das modifizierte Harz auf Polyesterbasis als Wasserdispersion verwendet wird, zu bevorzugen, dass 1 Mol-% bis 10 Mol-% aller Polycarbonsäurekomponenten eine sulfonathaltige aromatische Dicarbonsäure sind.
  • Beispiele für das Polyol des modifizierten Polyesterharzes sind ein Diol und ein trifunktionelles oder höherfunktionelles Polyol.
  • Beispiele für das Diol sind unter Anderem Ethylenglycol, Diethylenglycol, Polyethylenglycol, Propylenglycol, Polypropylenglycol, Polybutylenglycol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglycol, Polytetramethylenglycol, 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol und Bisphenol A oder sein Alkylenoxid-Addukt. Beispiele für das trifunktionelle oder höherfunktionelle Polyol sind Trimethylolpropan, Glycerin und Pentaerythrit.
  • Der Copolymerisationsanteil der Polycarbonsäure oder ihres Anhydrids und des Polyols des modifizierten Harzes auf Polyesterbasis beträgt vorzugsweise 40 Massen-% bis 60 Massen-% der Polycarbonsäure oder ihres Anhydrids und 40 Massen-% bis 60 Massen-% des Polyols und besonders bevorzugt 45 Massen-% bis 55 Massen-% der Polycarbonsäure oder ihres Anhydrids und 45 Massen-% bis 55 Massen-% des Polyols, wobei die Gesamtmasse der Copolymerisationskomponenten 100 Massen-% beträgt.
  • Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des modifizierten Harzes auf Polyesterbasis beträgt vorzugsweise 3000 bis 100 000 und besonders bevorzugt 10 000 bis 30 000. Es beträgt unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Schlichtungseigenschaften der Glasfaser vorzugsweise 3000 oder mehr und beträgt unter dem Gesichtspunkt der Emulsionsstabilität vorzugsweise 100 000 oder weniger.
  • ---- Niedermolekulare Verbindung ----
  • Die als Bindemittel verwendete niedermolekulare Verbindung weist vorzugsweise eine reaktive funktionelle Gruppe auf. Zum Beispiel ist es im Falle der Verwendung eines Matrixharzes, wie eines Polyamids, zu bevorzugen, eine Verbindung zu verwenden, die mit dem Carbonylende und/oder dem Amidende des Polyamids reagiert. Beispiele für eine solche Verbindung sind solche, die eine Epoxidgruppe aufweisen, und solche, die eine Säureanhydridgruppe aufweisen. Beispiele für die Verbindung, die eine Säureanhydridgruppe aufweist, sind Bernsteinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid und Benzoesäureanhydrid. Die Verbindung kann zweckmäßigerweise auf ein Molekulargewicht, das leicht durch Modifikation gehandhabt werden kann, eingestellt und dann verwendet werden.
  • Das duroplastische Harz, das thermoplastische Harz und die niedermolekulare Verbindung, die als Bindemittel verwendet werden soll, können allein oder in einer Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden.
  • Während die Gesamtmenge des Bindemittels 100 Massen-% beträgt, werden vorzugsweise 50 Massen-% oder mehr und besonders bevorzugt 60 Massen-% oder mehr von wenigstens einem Typ von Polymer verwendet, der aus dem Homopolymer von Acrylsäure, dem Copolymer von Acrylsäure und anderen copolymerisierbaren Monomeren und Salzen davon mit primären, sekundären und tertiären Aminen ausgewählt ist.
  • --- Schlichtemittelzusammensetzung für Glasfaser ---
  • Im Falle der Verwendung einer Glasfaser als Verstärkungsfaser enthält das Schlichtemittel der Glasfaser vorzugsweise 0,1 Massen-% bis 2 Massen-% des Silan-Kopplungsmittels, 0,01 Massen-% bis 1 Massen-% des Gleitmittels und 1 Massen-% bis 25 Massen-% des Bindemittels, und vorzugsweise werden diese Komponenten mit Wasser verdünnt, um die Gesamtmasse auf 100 Massen-% einzustellen.
  • Die Einsatzmenge des Silan-Kopplungsmittels in dem Schlichtemittel für die Glasfaser beträgt unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Schlichteeigenschaften und der Grenzflächenhaftungsstärke der Glasfaser und der mechanischen Festigkeit des Formkörpers vorzugsweise 0,1 Massen-% bis 2 Massen-%, besonders bevorzugt 0,1 Massen-% bis 1 Massen-% und ganz besonders bevorzugt 0,2 Massen-% bis 0,5 Massen-%.
  • Die Einsatzmenge des Gleitmittels in dem Schlichtemittel für die Glasfaser beträgt unter dem Gesichtspunkt der ausreichenden Schmierung und unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Reißfestigkeit von Bindegarn durch einen Luftspleißer und Verbesserung der Öffenbarkeit in dem Filamentskombinationsvorgang vorzugsweise 0,01 Massen-% oder mehr und besonders bevorzugt 0,02 Massen-% oder mehr. Die Einsatzmenge beträgt unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Grenzflächenhaftungsfestigkeit und der mechanischen Festigkeit des Formkörpers vorzugsweise 1 Massen-% oder weniger und besonders bevorzugt 0,5 Massen-% oder weniger.
  • Die Einsatzmenge des Bindemittels in dem Schlichtemittel für die Glasfaser beträgt unter dem Gesichtspunkt der Steuerung der Schlichteeigenschaften und Verbesserung der Grenzflächenhaftungsfestigkeit der Glasfaser und der Verbesserung der mechanischen Festigkeit des Formkörpers vorzugsweise 1 Massen-% bis 25 Massen-%, besonders bevorzugt 3 Massen-% bis 15 Massen-%, und ganz besonders bevorzugt 3 Massen-% bis 10 Massen-%.
  • --- Art der Verwendung des Schlichtemittels für die Glasfaser ---
  • Das Schlichtemittel für die Glasfaser kann je nach Art der Verwendung auf jede Form, wie eine wässrige Lösung, eine Form einer kolloidalen Dispersion oder einer Form einer Emulsion unter Verwendung eines Emulgators eingestellt werden. Es liegt jedoch unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Dispersionsstabilität und der Wärmebeständigkeit des Schlichtemittels vorzugsweise in Form einer wässrigen Lösung vor.
  • Die Glasfaser kann dadurch kontinuierlich erhalten werden, dass man eine Glasfaser trocknet, die durch Auftragung des Schlichtemittels, wie es oben beschrieben ist, auf eine Glasfaser durch ein bekanntes Verfahren, wie mit einem Walzenapplikator, in einem bekannten Glasfaserproduktionsverfahren erzeugt wurde.
  • Das aufgetragene Schlichtemittel macht vorzugsweise 0,1 Massen-% bis 3 Massen-%, besonders bevorzugt 0,2 Massen-% bis 2 Massen-% und ganz besonders bevorzugt 0,2 Massen-% bis 1 Massen-% als Gesamtmasse des Silan-Kopplungsmittels, des Gleitmittels und des Bindemittels aus, bezogen auf 100 Massen-% der Glasfaser.
  • Die Auftragungsmenge des Schlichtemittels als Gesamtmasse des Silan-Kopplungsmittels, des Gleitmittels und des Bindemittels beträgt, bezogen auf 100 Massen-% der Glasfaser, unter dem Gesichtspunkt der Steuerung der Schlichteeigenschaften und Verbesserung der Grenzflächenhaftungsfestigkeit der Glasfaser vorzugsweise 0,1 Massen-% oder mehr und unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Reißfestigkeit von Bindegarn durch einen Luftspleißer und Verbesserung der Öffenbarkeit in dem Filamentskombinationsvorgang vorzugsweise 3 Massen-% oder weniger.
  • Im Falle der Auswahl einer Kohlenstofffaser als Verstärkungsfaser enthält das Schlichtemittel vorzugsweise ein Gleitmittel und ein Bindemittel. Es gibt keine besonderen Einschränkungen bezüglich der Arten des Schlichtemittels, des Gleitmittels und des Bindemittels, und es kann irgendein bekanntes verwendet werden. Insbesondere können zum Beispiel die in der Patentliteratur ( JP 2015 - 101794 A ) beschriebenen Materialien als Materialien verwendet werden.
  • Im Falle der Verwendung einer Verstärkungsfaser, die von der Glasfaser und der Kohlenstofffaser verschieden ist, als Verstärkungsfaser können die Art und die Auftragungsmenge des Schlichtemittels gemäß den Eigenschaften der Verstärkungsfaser zweckmäßigerweise aus denjenigen der Schlichtemittel ausgewählt werden, die für die Glasfaser und die Kohlenstofffaser verwendet werden. Vorzugsweise werden die Art und die Auftragungsmenge des Schlichtemittels auf der Basis des für die Kohlenstofffaser verwendeten Schlichtemittels bestimmt.
  • Der Volumenanteil (Vf) der Verstärkungsfaser in dem thermoplastischen Harzverbundmaterial beträgt unter dem Gesichtspunkt der leichten Freisetzung aus der Form in dem Formkörperherausnahmeverfahren und unter dem Gesichtspunkt des Kleinhaltens der Formänderung des Formkörpers, auch wenn der Formkörper bei einer hohen Temperatur herausgenommen wird, vorzugsweise 30 Vol.-% oder mehr, besonders bevorzugt 35 Vol.-% bis 70 Vol.-% und ganz besonders bevorzugt 35 Vol.-% bis 65 Vol.-%.
  • Der Volumenanteil der Verstärkungsfaser wird dadurch erhalten, dass man das Gewicht eines Probekörpers (Formkörper) misst, dann den Probekörper 3 Stunden lang bei 650 °C verbrennt, das Gewicht der zurückbleibenden Verstärkungsfaser (Glasfaser usw.) misst und den Volumenprozentanteil anhand der relativen Dichte des thermoplastischen Harzes (1,15 im Falle von PA 66 und copolymerisiertem PA 6/12) und der relativen Dichte der Verstärkungsfaser (2,55 im Falle einer Glasfaser) bestimmt. Im Falle der Verwendung einer anderen Verstärkungsfaser als einer Glasfaser oder der Verwendung eines anderen thermoplastischen Harzes als PA 66 und copolymerisiertem PA 6/12 kann die relative Dichte jedes Materials im Voraus gemessen werden. Außerdem können die Bedingungen für die Verbrennung des thermoplastischen Harzes gemäß den Arten des thermoplastischen Harzes und der Verstärkungsfaser in geeigneter Weise variiert werden.
  • Unter dem Gesichtspunkt der leichten Freisetzung aus der Form in dem Formkörperherausnahmeverfahren und unter dem Gesichtspunkt des Kleinhaltens der Formänderung des Formkörpers, auch wenn der Formkörper bei einer hohen Temperatur herausgenommen wird, beträgt der Massenanteil der Verstärkungsfaser in dem thermoplastischen Harzverbundmaterial vorzugsweise 50 Massen-% oder mehr, besonders bevorzugt 60 Massen-% bis 95 Massen-% und ganz besonders bevorzugt 65 Massen-% bis 85 Massen-%, bezogen auf 100 Massen-% des thermoplastischen Harzverbundmaterials.
  • -- Thermoplastisches Harz --
  • Das thermoplastische Harz kann ein kristallines Harz oder ein amorphes Harz sein. Unter diesen ist ein kristallines Harz unter dem Gesichtspunkt des Auftretens des Merkmals, dass sich die Fließfähigkeit um den Schmelzpunkt herum stark verändert, zu bevorzugen.
  • Das thermoplastische Harz kann allein oder in einer Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden.
  • Im Falle der Verwendung eines Gemischs aus kristallinem Harz und amorphem Harz ist es zu bevorzugen, dass die höchste Temperatur aus Tm des kristallinen Harzes und Tg des amorphen Harzes, die in dem thermoplastischen Harz enthalten sind, die Anforderung erfüllt.
  • Beispiele für das thermoplastische Harz sind unter Anderem ein Harz auf Polyolefinbasis, wie Polyethylen und Polypropylen; ein Harz auf Polyamidbasis, wie Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 46, Polyamid 6/12, Polyamid 6/10, Polyamid 6I und Polyamid 6T; ein Harz auf Polyesterbasis, wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Polytrimethylenterephthalat; ein Harz auf Polyacetalbasis, wie Polyoxymethylen; ein Harz auf Polycarbonatbasis; ein Polyetherketon; ein Polyetheretherketon; ein Polyethersulfon; ein Polyphenylensulfid; ein thermoplastisches Polyetherimid; ein thermoplastisches Harz auf Fluorbasis, wie Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer; und modifizierte thermoplastische Harze, die durch Modifizieren der obigen Harze erhalten werden. Außerdem, können auch die Harze verwendet werden, die als thermoplastisches Harz des Bindemittels, wie es oben beschrieben ist, aufgeführt sind. Unter diesen sind ein Harz auf Polyolefinbasis, ein Harz auf Polyamidbasis, ein Harz auf Polyesterbasis, ein Polyetherketon, ein Polyetheretherketon, ein Polyethersulfon, ein Polyphenylensulfid, ein thermoplastisches Polyetherimid, ein thermoplastisches Harz auf Fluorbasis und modifizierte thermoplastische Harze davon zu bevorzugen. Ein Harz auf Polyolefinbasis, ein modifiziertes Harz auf Polyolefinbasis, ein Harz auf Polyamidbasis und ein Harz auf Polyesterbasis sind unter dem Gesichtspunkt der mechanischen physikalischen Eigenschaften und der Vielseitigkeit besonders bevorzugt, und ein Harz auf Polyamidbasis und ein Harz auf Polyesterbasis sind ganz besonders bevorzugt, wenn man den Gesichtspunkt der thermischen physikalischen Eigenschaften hinzufügt. Außerdem ist unter dem Gesichtspunkt der Haltbarkeit gegenüber wiederholter Belastung ein Harz auf Polyamidbasis weiterhin zu bevorzugen, und zweckmäßigerweise kann Polyamid 66 verwendet werden.
  • Das thermoplastische Harz kann allein oder in einer Kombination von mehreren thermoplastischen Harzen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten verwendet werden. Ein Gemisch von PA 66 und PA 6, PA 6/12, PA 6/10, PA 6T oder dergleichen kann zweckmäßigerweise verwendet werden.
  • „Harz auf Polyesterbasis“ bedeutet eine Polymerverbindung mit einer -CO-O-(Ester)-Bindung in der Hauptkette. Beispiele dafür sind Polyethylenterephthalat, Polypropylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polytetramethylenterephthalat, Poly-1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat, Polyethylen-2,6-naphthalindicarboxylat, Polyethylennaphthalat und Polypropylennaphthalat.
  • Weitere Informationen, d.h. Details zu dem Harz auf Polyesterbasis, sind in JP 2015-101794 A nachzuschlagen, und die in der Literatur beschriebenen können zweckmäßigerweise verwendet werden.
  • „Harz auf Polyamidbasis“ bedeutet eine Polymerverbindung mit einer -CO-NH-(Amid)-Bindung in der Hauptkette. Beispiele dafür sind unter Anderem ein Polyamid, das durch Ringöffnungspolymerisation eines Lactams erhalten wird, ein Polyamid, das durch Selbstkondensation einer ω-Aminocarbonsäure erhalten wird, ein Polyamid, das durch Kondensieren von Diamin und Dicarbonsäure erhalten wird, und Copolymere davon.
  • Weitere Informationen, d.h. Details zu dem Lactam, Diamin (Monomer) und der Dicarbonsäure (Monomer), sind in JP 2015-101794 A nachzuschlagen, und die in der Literatur beschriebenen können zweckmäßigerweise verwendet werden.
  • Spezielle Beispiele für das Polyamid sind Polyamid 4 (Poly-α-pyrrolidon), Polyamid 6 (Polycaproamid), Polyamid 11 (Polyundecanamid), Polyamid 12 (Polydodecanamid), Polyamid 46 (Polytetramethylenadipamid), Polyamid 66 (Polyhexamethylenadipamid), Polyamid 610, Polyamid 612, Polyamid 6T (Polyhexamethylenterephthalamid), Polyamid 9T (Polynonanmethylenterephthalamid), Polyamid 6I (Polyhexamethylenisophthalamid) und copolymerisierte Polyamide, die die obigen als konstituierende Komponenten enthalten.
  • Beispiele für die copolymerisierten Polyamide sind ein Copolymer von Hexamethylenadipamid und Hexamethylenterephthalamid, ein Copolymer von Hexamethylenadipamid und Hexamethylenisophthalamid und ein Copolymer von Hexamethylenterephthalamid und 2-Methylpentandiaminterephthalamid.
  • Das Tm des kristallinen Harzes beträgt vorzugsweise 100 °C bis 350 °C und besonders bevorzugt 150 °C bis 300 °C.
  • Das Tg des amorphen Harzes beträgt vorzugsweise 80 °C bis 250 °C und besonders bevorzugt 100 °C bis 200 °C.
  • -- Trennmittel --
  • Beispiele für das Trennmittel, das zu dem thermoplastischen Harz hinzugefügt werden soll, umfassen ein Verfahren unter Verwendung von Montansäure und Salzen davon, Estern davon, Halbestern davon, Stearylalkohol, Stellaamid und Ethylenwachs, Parylen® (Parylen ist eine eingetragene Marke in Japan, anderen Ländern oder beides; hergestellt von Parylene Japan, LLC) und Wolframoxid; und solche auf Pflanzenölbasis, Silikonbasis, Fluorbasis und Alkydbasis. Unter diesen sind Montansäure und ihre Salze zu bevorzugen.
  • Das Trennmittel kann allein oder in einer Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden.
  • Der Anteil des Trennmittels beträgt vorzugsweise 0,005 Massenteile bis 1,5 Massenteile und besonders bevorzugt 0,01 Massenteile bis 1,0 Massenteile, bezogen auf das thermoplastische Harzverbundmaterial (100 Massenteile).
  • Das thermoplastische Harzverbundmaterial kann in Mattenform, Bahnform, Tuchform, Pelletform oder dergleichen vorliegen. Unter dem Gesichtspunkt der Handhabbarkeit und der Formbarkeit während des Formens liegt es vorzugsweise in einer Bahn- oder Tuchform und besonders bevorzugt in einer Folien- oder Tuchform vor.
  • Beispiele für die Matte sind eine statistische Matte, in der kurze Fasern in zufälliger Richtung ausgerichtet sind.
  • Ein Gewebe, eine Maschenware, ein Gelege, eine Spitze oder dergleichen können als Bahn oder Tuch verwendet werden. Die Webung des Gewebes unterliegt keiner besonderen Einschränkung, und Beispiele dafür sind Grundbindung, Köperbindung und Atlasbindung. Das Verfahren zur Gewinnung dieser Gewebe unterliegt keiner besonderen Einschränkung und kann je nach Anwendung und Zweck ausgewählt werden. Zum Beispiel kann das Gewebe unter Verwendung einer Webmaschine, wie einer schützenlosen Webmaschine, einer Greiferwebmaschine, einer Luftdüsenwebmaschine und einer Wasserdüsenwebmaschine erhalten werden. Die Maschenware kann unter Verwendung einer Strickmaschine, wie einer Rundstrickmaschine, einer Flachstrickmaschine, einer Kettenwirkmaschine und einer Raschelmaschine erhalten werden.
  • Wenn eine Bahn oder ein Tuch verwendet wird, kann sie oder es in eine gewünschte Form geschnitten werden. Beispiele für das Schneideverfahren sind ein Wasserstrahlschneider, ein Laserschneider, ein Plottercutter, ein Ultraschallschneider, ein Superstahlklingenpressschneider und ein Heißklingenpressschneider, von denen ein Heißklingenpressschneider in Bezug auf Ökonomie, Produktivität und Leistungsfähigkeit zu bevorzugen ist.
  • Das thermoplastische Harzverbundmaterial kann ein beliebiges Material sein, das die Verstärkungsfaser und das thermoplastische Harz, wie sie oben beschrieben sind, enthält. Zum Beispiel kann ein Verbundmaterial, das durch Kleben, Laminieren, Auftragen, Tauchen oder Imprägnieren der Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz in Bahnform oder dergleichen erhalten wird, oder ein beschichtetes Verbundgarn, das durch Beschichten der Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz erhalten wird, verwendet werden. Beispiele für das Verfahren zur Herstellung des beschichteten Verbundgarns umfassen das in JP 2017-110322 A beschriebene Verfahren. Außerdem werden ein Gewebe, eine Maschenware, ein Geflecht oder dergleichen vorzugsweise als thermoplastisches Harzverbundmaterial unter Verwendung eines beschichteten Verbundgarns verwendet.
  • Das Verbundmaterial der Verstärkungsfaser und der Faser des thermoplastischen Harzes ist vorzugsweise ein Verbundmaterial aus einem kombinierten Filamentgarn der Verstärkungsfaser und der Faser des thermoplastischen Harzes.
  • Das Verfahren zur Herstellung des kombinierten Filamentgarns kann ein wohlbekanntes Verfahren sein. Beispiele dafür sind ein Öffnungs- und Dopplungsverfahren, bei dem die Verstärkungsfaser und die Faser des thermoplastischen Harzes durch eine äußere Kraft, wie elektrostatische Kraft, Druck durch Sprühen eines Fluids und Druck gegen eine Walze, geöffnet werden und dann im offenen Zustand gedoppelt oder parallel angeordnet werden; und ein Verschlingungsverfahren. Von diesen ist ein Verschlingungsverfahren zu bevorzugen, da es eine Beschädigung der Verstärkungsfaser unterdrücken kann, eine ausgezeichnete Öffenbarkeit aufweist und eine gleichmäßige Kombination erreichen kann. Beispiele für das Verschlingungsverfahren sind ein Verfahren, bei dem durch ein Fluid, wie Luft, Stickstoffgas und Wasserdampf, zwei oder mehr Wirbelturbulenzzonen fast parallel zur Garnachse hergestellt werden und Fasern in die Zonen geleitet werden, wobei man nicht aufgebauschte Garnfäden unter einer Spannung, die keine Kräuselung oder Krepp verursacht, erhält, und ein Verfahren zur Öffnung der Verstärkungsfaser allein oder zur Öffnung sowohl der Verstärkungsfaser als auch der Faser des thermoplastischen Harzes und dann Verschlingen der Faser(n) (Verschlingungsverfahren nach Öffnung). Insbesondere ist bevorzugt, dass die Faser des thermoplastischen Harzes in einem Verfahren, das eine Heißverarbeitung beinhaltet, allein einem Falschdrahtverfahren unterzogen wird und dann kontinuierlich nach dem Verschlingungsverfahren unter Verwendung derselben Vorrichtung kombiniert wird.
  • Weitere Informationen, d.h. Details zu dem Filamentkombinationsverfahren, sind in JP 2015-101794 A nachzuschlagen, und das in der Literatur beschriebene Verfahren kann zweckmäßigerweise verwendet werden.
  • -- Form --
  • Beispiele für die Form, die in der ersten Ausführungsform (I) verwendet wird, sind eine Form, die aus zwei Formteilen, einem oberen und einem unteren, besteht, und eine Form, die aus drei oder mehr Formteilen besteht. Die Form kann mit anderen Komponenten, einem Temperatursteuerungsmechanismus, einem Thermometer, einem Druckmesser, einer Entlüftungsfunktion und dergleichen, versehen sein.
  • Das Material der Form ist vorzugsweise ein Stahlmaterial, und Beispiele dafür sind Aluminium, Kohlenstoffstahl, Legierungsstahl, Hartmetallstahl, Aluminiumlegierung und Kupferlegierung. Unter dem Gesichtspunkt der Ermöglichung einer schnelleren und genaueren Regulierung der Temperatur der Hohlraum-Oberfläche kann die Form aus unterschiedlichen Materialien für einen ersten Teil, der die Hohlraum-Oberfläche umfasst, und einen zweiten Teil außerhalb des ersten Teils (2) bestehen.
  • Die Form des Formhohlraums, bei dem es sich um einen Innenraum handelt, der durch Schließen der Form entsteht, unterliegt keiner besonderen Einschränkung und kann zweckmäßigerweise gemäß dem herzustellenden Formkörper gewählt werden. Die Hohlraum-Oberfläche der Form kann eine flache Oberfläche, eine unebene Oberfläche, eine gewellte Oberfläche, eine Kombination davon oder dergleichen sein.
  • Es ist zu bevorzugen, die Hohlraum-Oberfläche der Form einer Trennbehandlung zu unterziehen.
  • Beispiele für die Trennbehandlung sind ein Verfahren, bei dem ein externes Trennmittel auf die Formhohlraum-Oberfläche aufgetragen wird, und ein Verfahren, bei dem die Formoberfläche im Voraus einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird.
  • Bei dem externen Trennmittel kann es sich um kommerziell erhältliche auf Kohlenwasserstoffbasis, auf Fluorbasis, auf Silikonbasis, auf Pflanzenölbasis oder Bornitrit handeln, und von diesen sind solche auf Kohlenwasserstoffbasis geeignete Beispiele für das externe Trennmittel für einen Formkörper, der ein Polyamidharz enthält.
  • Außerdem sind Beispiele für das Verfahren, bei dem die Formoberfläche im Voraus einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, bekannte Techniken, wie Anwenden einer Verchromung, Titannitridbehandlung, Beschichtung mit einem Harz auf Fluorbasis, Keramikbeschichtung, Silikonbeschichtung oder PTFE-Beschichtung auf die Formoberfläche.
  • Unter dem Gesichtspunkt der Energiekosten und der Produktionseffizienz des Formens weist das Material der Hohlraum-Oberfläche der Form vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit von 100 W·m-1·K-1 oder mehr und besonders bevorzugt 140 W·m-1·K-1 bis 200 W·m-1·K-1 auf.
  • Die Wärmeleitfähigkeit des für die Form verwendeten Materials kann nach dem bekannten Laserblitzverfahren gemessen werden.
  • Die Form weist vorzugsweise sowohl einen Heizmechanismus als auch einen Kühlmechanismus auf.
  • Beispiele für den Heizmechanismus sind ein Stabheizer, der durch Elektrizität oder dergleichen heizt, ein Plattenheizer und ein Mechanismus, der bewirkt, dass ein Wärmemedium, wie Öl, Wasserdampf und überhitzter Wasserdampf, durch eine Strömungsleitung in die Form strömt. Der Heizmechanismus kann einen einzigen Mechanismus oder eine Vielzahl von Mechanismen umfassen.
  • Beispiele für den Kühlmechanismus sind ein Mechanismus, der bewirkt, dass ein kaltes Medium, wie Öl, Wasser, Luft, Wasserdampf, überhitzter Dampf und Nebel, durch eine Strömungsleitung in die Form strömt, ein Mechanismus, bei dem Wasserdampf, Nebel, Luft oder dergleichen in den Formhohlraum geblasen wird. In der ersten Ausführungsform (I) ist es wichtig, die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche nach dem Formpressen auf T2 °C zu regulieren. Unter dem Gesichtspunkt der leichten Einstellung auf eine geeignete Temperatur umfasst der Kühlmechanismus vorzugsweise eine Vielzahl von Mechanismen und umfasst besonders bevorzugt Luftkühlung und einen Kühlmechanismus mit einem Medium, wie Wasser oder Wasserdampf.
  • Der Heizmechanismus wird vorzugsweise verwendet, um das thermoplastische Harz zu schmelzen oder zu erweichen oder dergleichen, Der Kühlmechanismus kann auf der Vorkühlung der Formöffnung beruhen.
  • In dem Formpressverfahren unterliegt die Anzahl der thermoplastischen Harzverbundmaterialien, die sich in dem Formhohlraum befinden, keiner besonderen Einschränkung, und es können eines oder mehrere sein.
  • Das thermoplastische Harzverbundmaterial kann allein oder zusammen mit anderen Elementen in den Formhohlraum eingefüllt werden.
  • Dabei kann das thermoplastische Harzverbundmaterial bei normaler Temperatur in die Form eingefüllt werden, oder es kann vorerhitzt und dann in die Form eingefüllt werden. Insbesondere im Falle der Verwendung eines plattenartigen Prepregs als thermoplastisches Harzverbundmaterial ist es zu bevorzugen, das thermoplastische Harzverbundmaterial auf die Glasübergangstemperatur - 30 °C oder höher, wenn das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, und auf den Schmelzpunkt - 30 °C oder höher, wenn das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, vorzuerhitzen, und es ist besonders zu bevorzugen, das thermoplastische Harzverbundmaterial auf die Glasübergangstemperatur oder höher, wenn das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, und auf den Schmelzpunkt oder höher, wenn das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, vorzuerhitzen. Im Falle der Verwendung eines textilartigen Materials als thermoplastisches Harzverbundmaterial, wie im Falle des plattenartigen Materials, kann dieses vorerhitzt werden oder nicht vorerhitzt werden, bevor es in die Form eingefüllt wird. Durch das Vorerhitzen kann die Gaskomponente in dem Textil entfernt und die Formbarkeit verbessert werden.
  • In dem Formpressverfahren ist die Temperatur T3 °C der Formhohlraum-Oberfläche zum Zeitpunkt des Einfüllens des thermoplastischen Harzverbundmaterials vorzugsweise höher oder gleich der Temperatur T2 °C zum Kühlen der Formhohlraum-Oberfläche in dem Formkörperherausnahmeverfahren (T2 ≤ T3).
  • T3 erfüllt vorzugsweise Tm - 100 ≤ T3, erfüllt besonders bevorzugt Tm - 50 < T3 ≤ Tm + 20 und erfüllt ganz besonders bevorzugt Tm < T3 ≤ Tm + 10, wenn das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist.
  • T3 erfüllt vorzugsweise T3 ≥ Tg - 70, wenn das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist.
  • T3 kann T2 oder höher und T1 oder niedriger betragen, oder es kann Tm oder niedriger betragen.
  • Es war klar, dass ein Formkörper mit ausgezeichneter Festigkeit hergestellt werden kann, indem man die Temperatur T3 °C, bei der das thermoplastische Harzverbundmaterial in den Formhohlraum gegeben wird, gemäß dem Füllfaktor des thermoplastischen Harzverbundmaterials auf einen geeigneten Bereich einstellt.
  • Wir haben herausgefunden, dass ein Formkörper mit noch besserer Festigkeit erhalten werden kann, indem man die Temperatur T3 °C, bei der das thermoplastische Harzverbundmaterial in Ausführungsform (I) in den Formhohlraum gegeben wird, auf eine geeignete Temperatur einstellt, bei der der Füllfaktor (%) des thermoplastischen Harzverbundmaterials in einen speziellen Bereich fällt. Das Verfahren zur Berechnung des Füllfaktors eines thermoplastischen Harzverbundmaterials und einer Temperatur, die dem Füllfaktor entspricht, in Ausführungsform (I) ist wie folgt.
  • Die Temperatur der Hohlraum-Oberfläche einer aus Metall bestehenden Form, deren Raumdicke zwischen der Hohlraum-Oberfläche doppelt so groß wie die Dicke eines einzigen Stücks eines thermoplastischen Harzverbundmaterials oder größer ist, wird auf eine willkürliche Temperatur eingestellt, die Form wird geöffnet, und dann wird ein Stück des thermoplastischen Harzverbundmaterials, dessen Dicke bei normaler Temperatur TH1 (mm) beträgt, eingefüllt, die Form wird sofort geschlossen und dann so geöffnet, dass die Zeitdauer, bis das Material herausgenommen wird, die folgende Zeitdauer ist, und das thermoplastische Harzverbundmaterial wird aus der Form herausgenommen, und die Dicke (TH2 (mm)) wird gemessen. Die Zeit vom Einfüllen des thermoplastischen Harzverbundmaterials in die Form bis zum Herausnehmen des thermoplastischen Harzverbundmaterials beträgt 30 Sekunden. Außerdem ist die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche vom Einfüllen des Materials in die Form bis zum Herausnehmen des Materials aus der Form konstant bei der willkürlichen Temperatur.
  • Der Füllfaktor (%) bei der willkürlichen Temperatur wird durch die folgende Gleichung berechnet. F u ¨ llfaktor ( % ) = ( TH2 − TH1 ) / TH1 × 100
    Figure DE102019116610A1_0017
  • 3 zeigt ein Beispiel für das Messergebnis des Füllfaktors (%) des in Beispiel 1-1 verwendeten thermoplastischen Verbundmaterials als Beispiel für die Berechnung des Füllfaktors.
  • Bei dem Herstellungsverfahren der Ausführungsform (I) ist die Temperatur T3 °C, bei der das thermoplastische Verbundmaterial in dem Formpressverfahren in die Form eingefügt wird, vorzugsweise eine Temperatur, bei der der Füllfaktor des eingestellten thermoplastischen Harzverbundmaterials 80% oder weniger beträgt, und besonders bevorzugt eine Temperatur, bei der der Füllfaktor 0% bis 60% beträgt.
  • Weiterhin haben wir herausgefunden, dass die Festigkeit des erhaltenen Formkörpers mit dem Füllfaktor (%) korreliert.
  • Insbesondere haben wir auch herausgefunden, dass ein Formkörper, der eine noch bessere Festigkeit aufweist, erhalten werden kann, indem man ein Verbundmaterial verwendet, bei dem der Füllfaktor bei der Temperatur, die T3 sein wird, in einem geeigneten Bereich liegt, und den Formvorgang durchführt, wobei die Temperatur zur Messung des Füllfaktors T3 beträgt. Der Füllfaktor des thermoplastischen Harzverbundmaterials bei der Temperatur, die T3 sein wird, beträgt vorzugsweise 80% oder weniger und besonders bevorzugt 60% oder weniger.
  • 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Füllfaktor (%) des in Beispiel 1-1 verwendeten thermoplastischen Harzverbundmaterials und dem Vf-Korrektur-Festigkeitsverhältnis eines Formkörpers, der nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1-1 erhalten wurde, außer dass die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche zum Zeitpunkt der Messung des Füllfaktors T3 beträgt.
  • Dabei ist das Vf-Korrektur-Festigkeitsverhältnis ein Wert, der dadurch erhalten wird, dass man die Zugfestigkeit des erhaltenen Formkörpers unter Verwendung des Volumenanteils (Vf) der Verstärkungsfaser gemäß der folgenden Gleichung korrigiert. Vf − Korrektur − Festigkeitsverh a ¨ ltnis = Zugfestigkeit/ { Verst a ¨ rkungsfaserfestigkeit × Vf + Festigkeit des thermoplastischen Harzes × ( 100 − Vf ) } × 0,5
    Figure DE102019116610A1_0018
  • Dabei bezieht sich die Zugfestigkeit auf einen Wert, den man erhält, indem man einen Formkörper, der dadurch erhalten wird, dass man ein thermoplastisches Harzverbundmaterial mit einem Füllfaktor, das nach dem obigen Verfahren analysiert wurde, formt, wobei die Temperatur zur Messung des Füllfaktors T3 beträgt, mit dem Verfahren misst, das im folgenden Abschnitt „Beispiele“ beschrieben ist. Die Verstärkungsfaserfestigkeit bezieht sich auf einen Wert, den man erhält, indem man die in dem thermoplastischen Harzverbundmaterial enthaltene Verstärkungsfaser gemäß JIS 7161 misst. Vf (Vol.-%) bezieht sich auf einen Wert, der nach dem obigen Verfahren gemessen wird. Die Festigkeit des thermoplastischen Harzes bezieht sich auf einen Wert, den man erhält, indem man das in dem thermoplastischen Harzverbundmaterial enthaltene thermoplastische Harz gemäß JIS 7161 misst.
  • Es wird davon ausgegangen, dass es sich bei dem Einfluss des Füllfaktors auf die Eigenschaften des Formkörpers um die Störung der Ausrichtung und Flexibilität der Verstärkungsfaser (zum Beispiel Glasfaser) in dem Formkörper handelt. Dabei ist 5 ein Foto einer Glasfaser, die zurückbleibt, nachdem ein Formkörper, der in derselben Weise wie in Beispiel 1-1 hergestellt wird, außer dass T3 geändert wird, erhitzt wird, um das thermoplastische Harz zu verbrennen, und 6 ist ein CT-Bild der Glasfaser in dem Formkörper. Wie in 5 gezeigt ist, gibt es keine große Störung in der Glasfaser, auch wenn T3 geändert wird. Außerdem gibt es, wie in 6 gezeigt wird, auch keinen großen Unterschied in der Flexibilität der Glasfaser.
  • Wie jedoch in 7 gezeigt ist, wird, wenn das in Beispiel I-1 verwendete thermoplastische Harzverbundmaterial in eine Form eingefüllt wird und die Form geschlossen wird, um den Zustand der Glasfaser zu beobachten, ein deutlicher Unterschied beobachtet. Die Bilder in 7 wurden nach dem folgenden Verfahren beobachtet. Zuerst bestand die Bedingung (a) darin, dass ein Stück des in Beispiel 1-1 verwendeten thermoplastischen Harzverbundmaterials in die Form eingefüllt wurde, wobei die Temperatur des Formhohlraums 150 °C betrug, das Material 15 Sekunden lang ruhen gelassen wurde, dann die Form geschlossen und mit 5 MPa zusammengepresst wurde, die Form während des Zusammenpressens auf 250 °C erhitzt wurde und dann die Form geöffnet wurde und das thermoplastische Harzverbundmaterial herausgenommen wurde, um die Oberfläche zu untersuchen. Die Bedingung (b) bestand darin, dass ein Stück des in Beispiel I-1 verwendeten thermoplastischen Harzverbundmaterials in die Form eingefüllt wurde, wobei die Temperatur des Formhohlraums 250 °C betrug, das Material 15 Sekunden lang ruhen gelassen wurde, dann die Form geschlossen und mit 5 MPa zusammengepresst wurde, der zusammengepresste Zustand 30 Sekunden lang aufrechterhalten wurde und dann die Form geöffnet wurde und das thermoplastische Harzverbundmaterial herausgenommen wurde, um die Oberfläche zu untersuchen. Die thermoplastischen Harzverbundmaterialien der Bedingung (a) und der Bedingung (b) wurden in 30 mm Breite und 200 mm Länge herausgenommen und in der Nähe von 100 mm links und rechts 3 mm weit eingeschnitten. Die Zugfestigkeit des herausgenommenen thermoplastischen Harzverbundmaterials der Bedingung (a) und der Bedingung (b) wurde gemessen (nach dem Verfahren, das im folgenden Abschnitt „Beispiele“ beschrieben ist), und das Ergebnis betrug 2500 N für (a) und 2400 N für (b).
  • Das heißt, es zeigte sich, dass bei dem Herstellungsverfahren der Ausführungsform (I) der Füllfaktor zum Zeitpunkt des Einfüllens des thermoplastischen Harzverbundmaterials in die Form die mechanischen Eigenschaften des Formkörpers beeinflusst.
  • Außerdem wird, wie in 8 gezeigt ist, wenn das in Beispiel I-1 verwendete thermoplastische Harzverbundmaterial in eine Form eingefüllt wird und die Form geschlossen wird, um den Zustand der Glasfaser zu beobachten, ein deutlicher Unterschied beobachtet. In (d) wurde ein Brechen der Glasfaser bestätigt.
  • Das Bild in 8 wurde nach dem folgenden Verfahren beobachtet. Zuerst bestand die Bedingung (c) darin, dass fünf Stücke des in Beispiel 1-1 verwendeten thermoplastischen Harzverbundmaterials in die Form eingefüllt wurden, wobei die Temperatur des Formhohlraums 23 °C betrug, die Form geschlossen und mit 5 MPa zusammengepresst wurde, die Form während des Zusammenpressens auf 250 °C erhitzt wurde und dann die Form geöffnet wurde und das thermoplastische Harzverbundmaterial herausgenommen wurde, um die Oberfläche zu untersuchen. Die Bedingung (d) bestand darin, dass fünf Stücke des in Beispiel I-1 verwendeten thermoplastischen Harzverbundmaterials in die Form eingefüllt wurden, wobei die Temperatur des Formhohlraums 250 °C betrug, die Form geschlossen und mit 5 MPa zusammengepresst wurde, der zusammengepresste Zustand 10 Sekunden lang aufrechterhalten wurde und dann die Form geöffnet wurde und das thermoplastische Harzverbundmaterial herausgenommen wurde, um die Oberfläche zu untersuchen. Die thermoplastischen Harzverbundmaterialien von (c) und (d) wurden in 40 mm Breite und 100 mm Länge herausgenommen, in der Nähe von 50 mm links und rechts 3 mm weit eingeschnitten und einer Zugprüfung (nach dem Verfahren, das im folgenden Abschnitt „Beispiele“ beschrieben ist) und Oberflächenbeobachtung unterzogen. Die Zugfestigkeit der herausgenommenen thermoplastischen Harzverbundmaterialien der Bedingung (c) und der Bedingung (d) wurde gemessen, und das Ergebnis betrug 1500 N für (c) und 1400 N für (d). 9 zeigt die maximale Zugfestigkeit (MPa), die anhand der Dicke und Breite des Testtextils berechnet wird, als Ergebnis der Zugprüfung des dritten Stücks und des ersten Stücks auf der Unterseite der Verbundmaterialien von (c) und (d). Die maximale Zugfestigkeit ist ein Wert, der durch die folgende Gleichung berechnet wird. Maximale Zugfestigkeit ( MPa ) = maximale Zugbelastung  ( N ) / Breite ( mm ) × Dicke  ( mm )
    Figure DE102019116610A1_0019
  • Das heißt, es zeigte sich, dass in Aspekt (I) der Füllfaktor zum Zeitpunkt des Einfüllens des thermoplastischen Harzverbundmaterials in die Form die mechanischen Eigenschaften des Formkörpers beeinflusst.
  • In dem Formpressverfahren kann die Form gleichzeitig mit dem Einfüllen des thermoplastischen Harzverbundmaterials geschlossen werden, oder sie kann nach dem Einfüllen des thermoplastischen Harzverbundmaterials und einer Zeitlang Abwarten geschlossen werden. Außerdem können die Temperatur des Formhohlraums, bei der das thermoplastische Harzverbundmaterial eingefüllt wird, und die Temperatur des Formhohlraums, bei der die Form geschlossen wird, gleich oder verschieden sein. Es ist zu bevorzugen, dass die Temperatur des Formhohlraums, bei der die Form geschlossen wird, höher ist als die Temperatur des Formhohlraums, bei der das thermoplastische Harzverbundmaterial eingefüllt wird.
  • In dem Formpressverfahren kann die Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz imprägniert werden, während das thermoplastische Harz schmilzt.
  • In dem Formpressverfahren ist zu bevorzugen, dass bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche die Temperatur T1 °C erreicht, oder bei der Temperatur T1 °C das thermoplastische Harzverbundmaterial, das die Verstärkungsfaser und das thermoplastische Harz enthält, in die offene Hohlform eingefüllt wird und die Form geschlossen wird, um einen Formpressvorgang durchzuführen.
  • „Bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche die Temperatur T1 °C erreicht,“ umfasst den Fall, bei dem das Einfüllen, das Schließen der Form und das Formpressen durchgeführt werden, wenn die Temperatur T1 °C erreicht. Das heißt, es umfasst den Fall, bei dem in dem Formpressverfahren, wenn die Temperatur des Formhohlraums die Temperatur T1 °C erreicht, das thermoplastische Harzverbundmaterial in die offene Hohlform eingefüllt wird und die Form geschlossen wird und das Formpressen durchgeführt wird, während die Temperatur beibehalten wird. Unter den obigen Fällen werden das Einfüllen und das Schließen der Form vorzugsweise bis zu dem Zeitpunkt durchgeführt, an dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche Tm °C erreicht.
  • Weiterhin umfasst „bei der Temperatur T1 °C“ den Fall, bei dem das Einfüllen des thermoplastischen Harzverbundmaterials, das Schließen der Form, das Formpressen und das Herausnehmen des Formkörpers bei einer konstanten Temperatur durchgeführt werden.
  • Unter den obigen Fällen ist es unter dem Gesichtspunkt der Trennbarkeit des Formkörpers und des Erscheinungsbilds des Formkörpers zu bevorzugen, dass „bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche die Temperatur T1 °C erreicht,“ das thermoplastische Harzverbundmaterial in die offene Hohlform eingefüllt und die Form geschlossen wird, um einen Formpressvorgang durchzuführen.
  • In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, ist T1 vorzugsweise höher als Tm (Tm < T1), und unter dem Gesichtspunkt der leichten Imprägnierung der Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz gilt besonders bevorzugt Tm + 10 < T1. Ein zu hohes T1 kann jedoch einen thermischen Abbau des thermoplastischen Harzes verursachen, und daher ist vorzugsweise T1 < Tm + 80, besonders bevorzugt T1 < Tm + 50 und am meisten bevorzugt T1 < Tm + 30.
  • In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, ist T1 unter dem Gesichtspunkt der leichten Imprägnierung der Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz vorzugsweise höher als Tg (Tg < T1), und unter dem Gesichtspunkt der früheren Imprägnierung mit dem thermoplastischen Harz und weiterhin der Verkürzung des Formzyklus ist besonders bevorzugt Tg + 30 < T1. Ein zu hohes T1 kann jedoch einen thermischen Abbau des thermoplastischen Harzes verursachen, und daher ist vorzugsweise T1 < Tg + 100, besonders bevorzugt T1 < Tg + 80 und am meisten bevorzugt T1 < Tg + 50.
  • In der vorliegenden Beschreibung kann die Temperatur T1 °C eine Temperatur sein, bei der die Formhohlraum-Oberfläche in dem Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers die höchste Temperatur erreicht, und ist vorzugsweise die höchste Temperatur in den Zyklen zur kontinuierlichen Produktion von Formkörpern.
  • Die Aufheizgeschwindigkeit in dem Formpressverfahren kann konstant sein oder variiert werden.
  • Die Aufheizgeschwindigkeit beträgt unter dem Gesichtspunkt der Produktivität vorzugsweise 30 °C/min oder mehr. Die Aufheizgeschwindigkeit kann anhand der Zeit, die erforderlich ist, um die Temperatur von T3 °C zu T1 °C zu ändern, und der Temperaturdifferenz zwischen T1 und T3 bestimmt werden.
  • Man beachte, dass die Ausführungsform (I) den Fall, dass die Temperatur vom Einfüllen des thermoplastischen Harzverbundmaterials bis zum Herausnehmen des Formkörpers konstant gehalten wird, und den Fall ohne Erhitzen umfasst.
  • In dem Formpressverfahren kann die Form nach dem Einfüllen und vor dem Erhöhen der Temperatur der Hohlraum-Oberfläche der Form vollständig geschlossen werden, oder sie kann nach dem Einfüllen und nach dem Erhöhen der Temperatur der Hohlraum-Oberfläche der Form vollständig geschlossen werden. Zum Beispiel kann die Form vollständig geschlossen werden, nachdem das thermoplastische Harz zu schmelzen beginnt, so dass die Verstärkungsfaser in dem in die Form eingefügten thermoplastischen Harzverbundmaterial nicht übermäßig belastet wird. Unter diesen Fällen und unter dem Gesichtspunkt des Schließens der Form, während die Luft, die in dem Formhohlraum und in dem thermoplastischen Harzverbundmaterial enthalten ist, ausgeleitet wird, und unter dem Gesichtspunkt des effizienten Durchführens des Schließens der Form mit weniger Energie, ohne während des Schließens der Form übermäßige Kraft auszuüben, ist es zu bevorzugen, dass die Form nach dem Erhöhen der Temperatur der Hohlraum-Oberfläche der Form vollständig geschlossen wird, besonders zu bevorzugen, dass die Form vollständig geschlossen wird, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (Tm - 10) °C oder höher und T1 °C oder niedriger ist, und ganz besonders zu bevorzugen, dass die Form vollständig geschlossen wird, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche Tm °C oder höher und T1 °C oder niedriger ist.
  • In dem Formpressverfahren unterliegt das Verfahren des Schließens der Form keiner besonderen Einschränkung, und die Form kann auf einmal in einer kurzen Zeit geschlossen werden, oder sie kann allmählich geschlossen werden.
  • Beispiele für das Verfahren des allmählichen Schließens sind ein Verfahren des Schließens in mehrmaligen Vorgängen (zum Beispiel 2- bis 5-mal) in Abständen (zum Beispiel 0,5 Sekunden bis 30 Sekunden) und ein Verfahren des Aufwendens von ausreichend Zeit (zum Beispiel 20 Sekunden oder länger), um kontinuierlich auf einmal zu schließen. Insbesondere ist es unter dem Gesichtspunkt des weiteren Verhinderns des Brechens der Endlos-Verstärkungsfaser während des Formens zu bevorzugen, dass die Form vollständig geschlossen wird (das Schließen beendet wird), nachdem das thermoplastische Harz zu schmelzen beginnt. In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, ist es zu bevorzugen, dass die Form bei einer Temperatur von Tm °C oder höher vollständig geschlossen wird, und besonders zu bevorzugen, dass die Form bei einer Temperatur von Tm + 5 oder höher vollständig geschlossen wird. Im Falle des Schließens in mehrmaligen Vorgängen kann der Schließanteil jedes Mal gleich oder verschieden sein. Außerdem kann die Schließgeschwindigkeit jedes Mal gleich oder verschieden sein. Im Falle des Aufwendens von ausreichend Zeit, um kontinuierlich auf einmal zu schließen, kann die Schließgeschwindigkeit konstant sein oder variieren.
  • Bei dem Verfahren des allmählichen Schließens der Form kann die Position so gesteuert werden, wie es oben beschrieben ist, und die Formklemmkraft kann variieren. Geeignete Beispiele für die Variation der Formklemmkraft, um die Form allmählich zu schließen, umfassen ein Verfahren des Schließens der Form unter geringem Druck im Stadium des In-Kontakt-Bringens mit einem voluminösen Substrat, das in die Form eingebracht wurde, des Erhöhens der scheinbaren Dichte, während das Substrat schmilzt, und schließlich des Erhöhens der Formklemmkraft, um die Form vollständig zu schließen.
  • Während des Schließens der Form kann die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche konstant sein oder variieren.
  • Der Druck (Formklemmdruck) während des Formpressens beträgt vorzugsweise 2 MPa bis 20 MPa und besonders bevorzugt 5 MPa bis 10 MPa. Außerdem beträgt der Druck in der Mitte des allmählichen Zuklemmens der Form vorzugsweise 0,1 MPa bis 5 MPa und besonders bevorzugt 0,5 MPa bis 3 MPa.
  • In dem Formpressverfahren beträgt die Zeit, während der die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche Tm °C oder höher ist, unter dem Gesichtspunkt der leichten Gewinnung eines Formkörpers, bei dem die Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz imprägniert ist, vorzugsweise 20 Sekunden oder länger, besonders bevorzugt 30 Sekunden oder länger und am meisten bevorzugt 60 Sekunden oder länger. Unter dem Gesichtspunkt der Produktivität ist jedoch eine kürzere Zeit zu bevorzugen.
  • Wir haben herausgefunden, dass es eine Korrelation zwischen dem Integralwert der Temperatur während eines Zeitraums, in dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche sich von T3, bei der das thermoplastische Harzverbundmaterial eingefüllt wird, auf T2, bei der der Formkörper herausgenommen wird, ändert, und der Haftfestigkeit der Grenzfläche zwischen der Verstärkungsfaser und dem thermoplastischen Harz gibt und dass es eine Korrelation zwischen dem Integralwert der Temperatur während eines Zeitraums, in dem die Temperatur gleich dem Schmelzpunkt oder höher ist, und den physikalischen Eigenschaften des Formkörpers, wie der Biegefestigkeit, gibt.
  • Außerdem haben wir herausgefunden, dass es eine Korrelation zwischen dem Grad des Verzugs des Formkörpers und T2 gibt und dass bei Annäherung von T2 und/oder T3 an T1 das Molekulargewicht des thermoplastischen Harzes abnimmt und dass je nach dem Typ des thermoplastischen Harzverbundmaterials das Volumen des in die Form eingefügten thermoplastischen Harzverbundmaterials mit Annäherung von T3 an T1 zunimmt.
  • Unter den obigen Gesichtspunkten können T1, T2 und T3 unter Berücksichtigung der Eigenschaften des zu formenden Formkörpers und der Produktivität in geeigneter Weise bestimmt werden.
  • Dabei liegt der Formkörper vorzugsweise in einer Form vor, bei der der nicht mit dem Harz imprägnierte Teil in dem Verstärkungsfaserbündel gering ist. Der nicht imprägnierte Anteil liegt vorzugsweise im Bereich von 1% oder weniger, besonders bevorzugt 0,8% oder weniger und am meisten bevorzugt 0,3% oder weniger.
  • Der nicht imprägnierte Anteil kann dadurch bestimmt werden, dass man einen Querschnitt in der Dickenrichtung des Verbundmaterials ausschneidet, den Querschnitt mit einem Mikroskop fotografiert, anhand des erhaltenen Bildes jeweils die Fläche des Faserbündels und des Zwischenraums in dem Faserbündel bestimmt und das Verhältnis der Fläche des Zwischenraumanteils zu der Fläche des Faserbündels (das Flächenverhältnis (%) des nicht imprägnierten Anteils) berechnet.
  • Weiterhin kann beim Formpressen auch ein Hybridformverfahren verwendet werden, das weiterhin ein Spritzgussverfahren umfasst.
  • Formkörperherausnahmeverfahren
  • In dem Formkörperherausnahmeverfahren ist es zu bevorzugen, dass die Form geöffnet und der Formkörper herausgenommen wird, wenn der Pressvorgang beendet ist und die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche die Temperatur T2 °C ist, und besonders zu bevorzugen, dass die Formhohlraum-Oberfläche nach dem Pressvorgang auf die Temperatur T2 °C abgekühlt wird und die Form geöffnet wird, um den Formkörper herauszunehmen. In der vorliegenden Beschreibung ist es zu bevorzugen, dass die Temperatur T2 °C die Bedingung T2 ≤ T1 (insbesondere T2 ≤ T3 ≤ T1) erfüllt, und besonders zu bevorzugen, dass die Temperatur T2 niedriger ist als die Temperatur T1 °C (insbesondere T2 ≤ T3 < T1). Außerdem ist sie vorzugsweise die niedrigste Temperatur in den Zyklen des kontinuierlichen Herstellens von Formkörpern.
  • In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, erfüllt T2 unter dem Gesichtspunkt der Verkürzung des Formungszyklus und unter dem Gesichtspunkt des Reduzierens der Temperaturänderung der Formhohlraum-Oberfläche, des Reduzierens der Energiekosten des Formens und des Unterdrückens der Verschlechterung der Form vorzugsweise die Bedingung T2 > Tm - 110. Von den obigen Fällen ist es zu bevorzugen, dass die Bedingung Tm - 50 < T2 < Tm + 20 erfüllt wird, besonders zu bevorzugen, dass die Bedingung Tm - 30 < T2 < Tm + 20 erfüllt wird, und ganz besonders zu bevorzugen, dass die Bedingung Tm < T2 < Tm + 10 erfüllt wird.
  • In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, erfüllt T2 unter dem Gesichtspunkt der Verkürzung des Formungszyklus und unter dem Gesichtspunkt des Reduzierens der Temperaturänderung der Formhohlraum-Oberfläche, des Reduzierens der Energiekosten des Formens und des Unterdrückens der Verschlechterung der Form vorzugsweise die Bedingung T2 > Tg - 70. Von den obigen Fällen ist es zu bevorzugen, dass die Bedingung Tg - 50 < T2 < Tg + 5 erfüllt wird, und besonders zu bevorzugen, dass die Bedingung Tg - 30 < T2 < Tg erfüllt wird.
  • In der ersten Ausführungsform (I) erfüllen T1 und T2 vorzugsweise die Bedingung 0 ≤ T1 - T2 < 80, besonders bevorzugt die Bedingung 0 < T1 - T2 < 80, ganz besonders bevorzugt die Bedingung 5 < T1 - T2 < 50, weiterhin vorzugsweise die Bedingung 5 < T1 - T2 ≤ 30 und besonders bevorzugt die Bedingung 5 < T1 - T2 < 30. Indem man die Temperaturdifferenz zwischen T1 und T2 in den obigen Bereichen einstellt, kann die Temperaturänderung der Formhohlraum-Oberfläche reduziert werden, können die Energiekosten des Formens weiter reduziert werden, und kann die Verschlechterung der Form weiter unterdrückt werden.
  • In dem Formkörperherausnahmeverfahren kann die Abkühlungsgeschwindigkeit der Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche konstant sein oder variieren.
  • Die Abkühlungsgeschwindigkeit beträgt unter dem Gesichtspunkt der Produktivität vorzugsweise 30 °C/min oder mehr, besonders bevorzugt 100 °C/min oder mehr und ganz besonders bevorzugt 200 °C/min oder mehr. Die Abkühlungsgeschwindigkeit kann aus der Zeit, die erforderlich ist, um die Temperatur von T1 °C auf T2 °C zu verändern, und der Temperaturdifferenz zwischen T1 und T2 bestimmt werden.
  • Die Differenz zwischen der Erwärmungsgeschwindigkeit in dem Formpressverfahren und der Abkühlungsgeschwindigkeit in dem Formkörperherausnahmeverfahren beträgt unter dem Gesichtspunkt der Eigenschaft der Imprägnierung der Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz, der Verfestigungseigenschaft beim Herausnehmen des Formkörpers, der Trennbarkeit und der Produktivität vorzugsweise 80 °C/min oder mehr, besonders bevorzugt 100 °C/min oder mehr und ganz besonders bevorzugt 120 °C/min oder mehr.
  • In dem Formkörperherausnahmeverfahren wird die Formhohlraum-Oberfläche vorzugsweise durch eine Vielzahl von Mitteln gekühlt. Beispiele für die Mittel zum Kühlen der Formhohlraum-Oberfläche umfassen ein Mittel, bei dem der Kühlmechanismus der Form verwendet wird, wie es oben beschrieben ist. Unter den obigen Fällen können Luftkühlung und ein Medium, wie Wasserdampf und ein wässriges Medium, unter dem Gesichtspunkt der schnellen Abkühlung der Formhohlraum-Oberfläche auf die Temperatur T2 und der Verhinderung eines schnellen Hitzeschocks in der Form zweckmäßigerweise miteinander kombiniert werden.
  • In dem Formkörperherausnahmeverfahren unterliegt das Verfahren zum Herausnehmen des Formkörpers keiner besonderen Einschränkung, und Beispiele dafür umfassen eines, bei dem der in der Form vorgesehene Auswurfstift oder dergleichen verwendet wird, um den Formkörper herauszunehmen.
  • In der ersten Ausführungsform kann der Formkörper in kontinuierlichen Zyklen hergestellt werden, indem man den Einfüllvorgang nach dem Formkörperherausnahmeverfahren kontinuierlich durchführt. Die Anzahl der Zyklen unterliegt keiner besonderen Einschränkung.
  • Wenn bei der Durchführung der kontinuierlichen Zyklen die Temperatur T2 °C niedriger ist als die Temperatur T3 °C, kann die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche zum Beispiel unter Verwendung des Heizmechanismus der Form, wie er oben beschrieben ist, erhöht werden.
  • Korrekturverfahren
  • In der ersten Ausführungsform (I) kann der in dem Formkörperherausnahmeverfahren herausgenommene Formkörper unter dem Gesichtspunkt der Glattheit der Oberfläche des Formkörpers und des Weiterformens des Formkörpers in eine Korrekturvorrichtung gegeben werden, um die Form des Formkörpers zu korrigieren.
  • Beispiele für die Korrekturvorrichtung sind eine Vorrichtung, die der oben beschriebenen Form ähnlich ist und zwei Formteile, ein Oberteil und ein Unterteil, oder dergleichen umfasst und innerhalb der Formteile dieselbe Form wie der Formhohlraum bildet, wenn man die Formteile zusammenpasst.
  • Die innere Form der Korrekturvorrichtung kann dieselbe wie die innere Form der Form oder davon verschieden sein. Zum Beispiel kann die Form verwendet werden, um eine Rohform eines Formkörpers herzustellen, und eine Korrekturvorrichtung kann verwendet werden, um eine Feinjustierung eines Endteils auf eine feine Form vorzunehmen, oder dergleichen.
  • Das Material der Korrekturvorrichtung ist vorzugsweise ein Stahlmaterial, und Beispiele dafür sind Aluminium, Kohlenstoffstahl, Legierungsstahl und Hartmetallstahl.
  • Die Korrekturvorrichtung kann einen Temperatursteuerungsmechanismus, wie einen Heizmechanismus oder einen Kühlmechanismus, aufweisen oder auch nicht. Die Korrekturvorrichtung kann zum Beispiel ein Loch aufweisen, um ein Kühlmedium zirkulieren zu lassen, wobei das Kühlmedium, dessen Temperatur von einem Temperaturregler oder dergleichen eingestellt wird, in dem Loch zirkulieren gelassen wird, um die Temperatur konstant zu halten.
  • In dem Korrekturverfahren erfüllt die Temperatur T4 °C der Korrekturvorrichtung zum Zeitpunkt des Platzierens des Formkörpers in die Korrekturvorrichtung unter dem Gesichtspunkt der effizienten Durchführung der Korrektur des Formkörpers vorzugsweise die Bedingung T4 < Tm - 30, und besonders bevorzugt erfüllt sie die Bedingung T4 < Tm - 100, wenn das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist.
  • Wenn das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, erfüllt T4 unter dem Gesichtspunkt der effizienten Durchführung der Korrektur des Formkörpers vorzugsweise die Bedingung T4 < Tg - 30 und erfüllt besonders bevorzugt die Bedingung T4 < Tg - 70.
  • Unter dem Gesichtspunkt der Produktivität ist es zu bevorzugen, dass T4 niedriger ist als T2 (T4 < T2), und besonders ist es zu bevorzugen, dass T4 die Bedingung T4 < T2 - 50 erfüllt.
  • Das Korrekturverfahren kann bei einer konstanten Temperatur durchgeführt werden, oder es kann durchgeführt werden, während man die Temperatur verändert (zum Beispiel während man die Temperatur senkt).
  • Die Zeitdauer des Korrekturvorgangs unterliegt keiner besonderen Einschränkung. Außerdem kann der Korrekturvorgang durchgeführt werden, indem man Druck auf die Korrekturvorrichtung ausübt, oder er kann durchgeführt werden, indem man einfach die Last des Gewichts der Vorrichtung selbst verwendet, ohne Druck auszuüben.
  • Der in der ersten Ausführungsform (I) erhaltene Formkörper kann zweckmäßigerweise zum Beispiel in Anwendungen struktureller Materialien, wie bei Flugzeugen, Fahrzeugen und Baumaterialien, verwendet werden. Beispiele für die Fahrzeuganwendung sind unter Anderem die Verwendung des Formkörpers für Chassis/Fahrwerk, Federungssystem, Antriebssystemelemente, Innenraumelemente, Außenelemente, funktionelle Elemente und andere Elemente.
  • Außerdem kann der Formkörper für Anwendungen wie elektrische und elektronische Elemente und Gehäuse von elektrischen und elektronischen Elementen verwendet werden. Beispiele für die Anwendung bei elektrischen und elektronischen Elementen sind unter Anderem die Verwendung des Formkörpers für ein Gehäuse eines PC und als Smartphone-Gehäuse.
  • Weiterhin kann der Formkörper auch für Anwendungen wie Industriematerialien verwendet werden. Beispiele dafür sind unter Anderem die Verwendung der Formkörper für Schrauben und Unterlegscheiben.
  • Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers der zweiten Ausführungsform (I)
  • Im Folgenden ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers der zweiten Ausführungsform (I) beschrieben.
  • Einfüllverfahren
  • - Formmasse -
  • Beispiele für die Formmasse sind das thermoplastische Harzverbundmaterial des Herstellungsverfahrens der ersten Ausführungsform (I) und eine Harzzusammensetzung, die ein thermoplastisches Harz enthält.
  • Das thermoplastische Harzverbundmaterial als Formmasse ist vorzugsweise eines, das als geeignetes Beispiel in dem Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform (I) aufgeführt ist.
  • Das thermoplastische Harz kann ein ähnliches Harz sein wie das thermoplastische Harz, das in dem Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform (I) beschrieben ist, und ist vorzugsweise eines, das als geeignetes Beispiel aufgeführt ist.
  • Die Formmasse kann das Trennmittel enthalten, wie es bei dem Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform (I) beschrieben ist. Das Trennmittel kann den oben beschriebenen ähnlich sein und ist vorzugsweise eines, das als geeignetes Beispiel aufgeführt ist.
  • - Form -
  • Die Form, die in dem Herstellungsverfahren der zweiten Ausführungsform (I) verwendet wird, kann diejenige sein, die in dem Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform (I) beschrieben ist, und ist vorzugsweise eine, die als geeignetes Beispiel aufgeführt ist.
  • Die Anzahl der im Einfüllvorgang einzufüllenden Formmassen und die Temperatur T3 °C der Hohlraum-Oberfläche der Form können solche sein, wie sie in dem Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform (I) beschrieben sind, und sind vorzugsweise solche, die als geeignetes Beispiel aufgeführt sind.
  • Formpressverfahren
  • In dem Formpressverfahren wird die Form nach dem Einfüllvorgang allmählich geschlossen, um das Formpressen durchzuführen, und zwar in einem Zeitraum von dem Zeitpunkt, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche zu steigen beginnt, bis die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche eine Temperatur T1 °C erreicht.
  • Die Temperatur T °C kann eine Temperatur sein, die in dem Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform (I) beschrieben ist, und ist vorzugsweise eine, die als geeignetes Beispiel aufgeführt ist.
  • In dem Formpressverfahren kann die Form geschlossen werden, während die in dem Formhohlraum und in der Formmasse enthaltene Luft entweicht, ohne vor dem Formen und während des Schließens der Form eine übermäßige Kraft auf das Verbundmaterial auszuüben, was bewirkt, dass ein Brechen der Verstärkungsfaser in dem Formkörper verhindert wird. Außerdem wird unter dem Gesichtspunkt der effizienten Durchführung des Schließens der Form mit weniger Energie die Form geschlossen, nachdem die Temperatur der Hohlraum-Oberfläche der Form zu steigen beginnt. Von diesen Fällen wird in dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, die Form vorzugsweise vollständig geschlossen, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (Tm - 10) °C oder höher und T1 °C oder niedriger ist, und besonders bevorzugt wird sie vollständig geschlossen, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche Tm °C oder höher und T1 °C oder niedriger ist. Außerdem wird in dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, die Form vorzugsweise vollständig geschlossen, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (Tg - 10) °C oder höher und T1 °C oder niedriger ist, und besonders bevorzugt wird sie vollständig geschlossen, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche Tg °C oder höher und T1 °C oder niedriger ist.
  • In dem Formpressverfahren wird die Form allmählich geschlossen. Beispiele für das Verfahren des Schließens der Form sind ein Verfahren des Schließens in mehrmaligen Vorgängen (zum Beispiel 2- bis 5-mal) in Abständen (zum Beispiel 0,5 Sekunden bis 30 Sekunden) und ein Verfahren des Aufwendens von ausreichend Zeit (zum Beispiel 20 Sekunden oder länger), um kontinuierlich auf einmal zu schließen. Insbesondere ist es unter dem Gesichtspunkt des weiteren Verhinderns des Brechens der Endlos-Verstärkungsfaser während des Formens zu bevorzugen, dass die Form vollständig geschlossen wird (das Schließen beendet wird), nachdem das thermoplastische Harz zu schmelzen beginnt. In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, ist es zu bevorzugen, dass die Form bei einer Temperatur von Tm °C oder höher vollständig geschlossen wird, und besonders zu bevorzugen, dass die Form bei einer Temperatur von Tm + 5 oder höher vollständig geschlossen wird. Im Falle des Schließens in mehrmaligen Vorgängen kann der Schließanteil jedes Mal gleich oder verschieden sein. Außerdem kann die Schließgeschwindigkeit jedes Mal gleich oder verschieden sein. Im Falle des Aufwendens von ausreichend Zeit, um kontinuierlich auf einmal zu schließen, kann die Schließgeschwindigkeit konstant sein oder variieren.
  • Durch das allmähliche Schließen der Form kann die Schüttdichte der Formmasse allmählich erhöht werden. Dies ermöglicht es, die Form zu schließen, ohne eine übermäßige Last auf die in die Form eingefüllte Formmasse auszuüben. Insbesondere wenn die Formmasse ein Element, das eine große Menge Luft enthält, wie eine Verstärkungsfaser, enthält, kann die Last weiterhin reduziert werden. Von den obigen Fällen kann, wenn die Form geschlossen wird, während das thermoplastische Harz in der in die Form eingefüllten Formmasse schmilzt, das Brechen der Endlos-Verstärkungsfaser weiterhin verhindert werden, und es kann ein Formkörper mit einem noch besseren Erscheinungsbild erhalten werden.
  • Während des Schließens der Form kann die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche konstant sein oder variieren.
  • In dem Formpressverfahren kann der Druck der Form so sein, wie es in dem Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform (I) beschrieben ist, und ist vorzugsweise einer, der als geeignetes Beispiel aufgeführt ist.
  • In dem Formpressverfahren beträgt die Zeit, während der die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche Tm °C oder höher ist, unter dem Gesichtspunkt der leichten Gewinnung eines Formkörpers, in dem die Komponenten gleichmäßig dispergiert sind, vorzugsweise 20 Sekunden oder länger, besonders bevorzugt 30 Sekunden oder länger und am meisten bevorzugt 60 Sekunden oder länger. Unter dem Gesichtspunkt der Produktivität ist jedoch eine kürzere Zeit zu bevorzugen.
  • Formkörperherausnahmeverfahren
  • Das Herstellungsverfahren der zweiten Ausführungsform (I) kann nach dem Formpressen ein Formkörperherausnahmeverfahren umfassen, bei dem die Formhohlraum-Oberfläche auf eine Temperatur T2 °C abgekühlt wird und die Form geöffnet wird, um den Formkörper herauszunehmen. Die Temperatur T2 °C ist vorzugsweise die niedrigste Temperatur in den Zyklen des kontinuierlichen Herstellens von Formkörpern.
  • In dem Formkörperherausnahmeverfahren können T2, die Beziehung zwischen T1 und T2 und das Verfahren zum Herausnehmen des Formkörpers solche sein, wie sie in dem Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform (I) beschrieben sind, und sind vorzugsweise solche, die als geeignetes Beispiel aufgeführt sind.
  • In der zweiten Ausführungsform (I) kann der Formkörper in kontinuierlichen Zyklen hergestellt werden, indem man den Einfüllvorgang nach dem Formkörperherausnahmeverfahren kontinuierlich durchführt.
  • Wenn bei der Durchführung der kontinuierlichen Zyklen die Temperatur T2 °C niedriger ist als die Temperatur T3 °C, kann die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche zum Beispiel unter Verwendung des Heizmechanismus der Form, wie er oben beschrieben ist, erhöht werden.
  • Korrekturverfahren
  • In der zweiten Ausführungsform (I) kann der in dem Formkörperherausnahmeverfahren herausgenommene Formkörper unter dem Gesichtspunkt der Glattheit der Oberfläche des Formkörpers und des Weiterformens des Formkörpers in eine Korrekturvorrichtung gegeben werden, um die Form des Formkörpers zu korrigieren.
  • Das Korrekturverfahren kann so sein, wie es in dem Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform (I) beschrieben ist, und ist vorzugsweise eines, das als geeignetes Beispiel aufgeführt ist.
  • Der in der zweiten Ausführungsform (II) erhaltene Formkörper kann zweckmäßigerweise zum Beispiel in Anwendungen struktureller Materialien, wie bei Flugzeugen, Fahrzeugen und Baumaterialien, verwendet werden. Beispiele für die Fahrzeuganwendung sind unter Anderem die Verwendung des Formkörpers für Chassis/Fahrwerk, Federungssystem, Antriebssystemelemente, Innenraumelemente, Außenelemente, funktionelle Elemente und andere Elemente.
  • Außerdem kann der Formkörper für Anwendungen wie elektrische und elektronische Elemente und Gehäuse von elektrischen und elektronischen Elementen verwendet werden. Beispiele für die Anwendung bei elektrischen und elektronischen Elementen sind unter Anderem die Verwendung des Formkörpers für ein Gehäuse eines PC und als Smartphone-Gehäuse.
  • Weiterhin kann der Formkörper auch für Anwendungen wie Industriematerialien verwendet werden. Beispiele dafür sind unter Anderem die Verwendung der Formkörper für Schrauben und Unterlegscheiben.
  • Aspekt (II)
  • Im Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen des Aspekts (II) angegeben (im Folgenden als „Ausführungsform (II)“ bezeichnet). Der Aspekt (II) ist nicht auf die folgende Ausführungsform beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne von seinem Wesen abzuweichen.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers des Aspekts (II) umfasst ein Vorform-Herstellungsverfahren, wobei ein thermoplastisches Harzverbundmaterial, das eine Endlos-Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz enthält, in eine Vorform eingefüllt wird und dann die Vorform zugeklemmt wird, um eine Vorform eines Formkörpers herzustellen; ein Formpressverfahren, wobei eine Vorform in die Form gegeben wird, dann die Form zugeklemmt wird und die Oberfläche des Formhohlraums auf eine Erhitzungstemperatur T1 (°C) erhitzt wird, die nicht niedriger ist als der Schmelzpunkt oder die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Harzes, um einen Formpressvorgang durchzuführen; und ein Formkörperherausnahmeverfahren, wobei nach dem Formpressverfahren die Formhohlraum-Oberfläche mit zugeklemmter Form auf eine Abkühlungstemperatur T2 (°C) abgekühlt wird, die niedriger ist als der Schmelzpunkt oder die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Harzes, und dann die Form geöffnet wird, um einen Formkörper herauszunehmen.
  • Das Herstellungsverfahren des Aspekts (II) ist ein Formpressverfahren, wobei zuerst eine Vorform hergestellt wird, indem man ein thermoplastisches Harzverbundmaterial, das eine Endlos-Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz enthält, in eine Vorform eingefüllt wird, bei der es sich um eine Form zur Herstellung eines endgültigen Formkörpers oder einer separat bereitgestellten Form handelt, und dann die Vorform zugeklemmt wird, um eine Vorform eines endgültigen Formkörpers herzustellen, dann die Oberfläche des Formhohlraums innerhalb der Form zur Herstellung eines endgültigen Formkörpers auf eine Erhitzungstemperatur T1 erhitzt wird und ein Formpressvorgang durchgeführt wird, um die Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz zu imprägnieren, während das thermoplastische Harz schmilzt, dann die Formhohlraum-Oberfläche auf eine Abkühlungstemperatur T2 abgekühlt wird, um das thermoplastische Harz abzukühlen und zu verfestigen, und dann die Form geöffnet wird, um einen Formkörper herauszunehmen.
  • Vorform-Herstellungsverfahren
  • - Thermoplastisches Harzverbundmaterial -
  • Das thermoplastische Harzverbundmaterial enthält wenigstens eine Endlos-Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz. Das thermoplastische Harzverbundmaterial kann weiterhin Additive, wie ein Schlichtemittel für die Endlos-Verstärkungsfaser und einen Wärmestabilisator, ein Trennmittel und einen Farbstoff für das thermoplastische Harz, enthalten.
  • -- Endlos-Verstärkungsfaser --
  • Beispiele für die Endlos-Verstärkungsfaser sind wenigstens ein Typ von Endlos-Verstärkungsfaser, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Glasfaser, Kohlenstofffaser, Aramidfaser, ultrahochfester Polyethylenfaser, Flüssigkristall-Polyesterfaser, Polyketonfaser, Metallfaser und Keramikfaser besteht. Endlos-Verstärkungsfasern aus Glasfaser, Kohlenstofffaser und Aramidfaser sind unter dem Gesichtspunkt der mechanischen Eigenschaften, thermischen Eigenschaften und der Vielseitigkeit zu bevorzugen, und unter dem Gesichtspunkt der Ökonomie ist eine Endlos-Verstärkungsglasfaser zu bevorzugen.
  • Die Endlos-Verstärkungsfaser kann allein oder in einer Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden.
  • Die Endlos-Verstärkungsfaser kann ein Einzelgarn oder ein verzwirntes Garn sein. Ein Verbundgarn, das aus zwei oder mehr Typen von Endlos-Verstärkungsfasern besteht, kann ebenfalls verwendet werden. Die Endlos-Verstärkungsfaser kann so, wie sie ist, als Garn verwendet werden, oder sie kann in Form einer Schnur, eines Tuchs, eines Geflechts oder dergleichen verwendet werden.
  • Die Endlos-Verstärkungsfaser kann ein Bündel (Faserbündel) aus Endlos-Verstärkungsfasern sein. Die Einzelgarnzahl der Endlos-Verstärkungsfaser in dem Bündel aus Endlos-Verstärkungsfasern beträgt unter dem Gesichtspunkt der Öffenbarkeit und Handhabbarkeit während der Filamentkombination vorzugsweise 30 bis 15000. Die Einzelgarnzahl kann ein Mittelwert der Einzelgarnzahlen von zehn Faserbündeln in einem Querschnitt des Formkörpers sein.
  • In dem Falle, dass eine Glasfaser als Endlos-Verstärkungsfaser ausgewählt wird, kann ein Schlichtemittel verwendet werden. Das Schlichtemittel ist vorzugsweise ein Schlichtemittel, das ein Silan-Kopplungsmittel, ein Gleitmittel, ein Bindemittel und einen Emulgator enthält, und ist besonders bevorzugt ein Schlichtemittel, das nur aus einem Silan-Kopplungsmittel, einem Gleitmittel und einem Bindemittel besteht.
  • Es gibt keine besonderen Einschränkungen bezüglich der Arten des Silan-Kopplungsmittels, Gleitmittels, Bindemittels und Emulgators, und es kann irgendein bekanntes verwendet werden. Insbesondere die in JP 2015-101794 A beschriebenen Stoffe können als Stoffe verwendet werden.
  • Im Falle der Auswahl einer Kohlenstofffaser als Endlos-Verstärkungsfaser enthält das Schlichtemittel vorzugsweise ein Gleitmittel und ein Bindemittel.
  • Im Falle der Verwendung einer Endlos-Verstärkungsfaser, die von der Glasfaser und der Kohlenstofffaser verschieden ist, als Endlos-Verstärkungsfaser können die Art und die Auftragungsmenge des Schlichtemittels gemäß den Eigenschaften der Endlos-Verstärkungsfaser zweckmäßigerweise aus denjenigen der Schlichtemittel ausgewählt werden, die für die Glasfaser und die Kohlenstofffaser verwendet werden. Vorzugsweise werden die Art und die Auftragungsmenge des Schlichtemittels auf der Basis des für die Kohlenstofffaser verwendeten Schlichtemittels bestimmt.
  • Der Volumenanteil (Vf) der Endlos-Verstärkungsfaser in dem thermoplastischen Harzverbundmaterial beträgt unter dem Gesichtspunkt der leichten Freisetzung aus der Form in dem Formkörperherausnahmeverfahren und unter dem Gesichtspunkt des Kleinhaltens der Formänderung des Formkörpers, auch wenn der Formkörper bei einer hohen Temperatur herausgenommen wird, vorzugsweise 30 Vol.-% oder mehr, besonders bevorzugt 35 Vol.-% bis 70 Vol.-% und ganz besonders bevorzugt 35 Vol.-% bis 65 Vol.-%.
  • Der Volumenanteil der Endlos-Verstärkungsfaser wird dadurch erhalten, dass man das Gewicht eines Probekörpers (Formkörper) misst, dann den Probekörper 3 Stunden lang bei 650 °C verbrennt, das Gewicht der zurückbleibenden Endlos-Verstärkungsfaser (Glasfaser usw.) misst und den Volumenprozentanteil anhand der relativen Dichte des thermoplastischen Harzes (1,15 im Falle von PA 66 und copolymerisiertem PA 6/12) und der relativen Dichte der Endlos-Verstärkungsfaser (2,55 im Falle einer Glasfaser) bestimmt. Im Falle der Verwendung einer anderen Endlos-Verstärkungsfaser als einer Glasfaser oder der Verwendung eines anderen thermoplastischen Harzes als PA 66 und copolymerisiertem PA 6/12 kann die relative Dichte jedes Materials im Voraus gemessen werden. Außerdem können die Bedingungen für die Verbrennung des thermoplastischen Harzes gemäß den Arten des thermoplastischen Harzes und der Endlos-Verstärkungsfaser in geeigneter Weise variiert werden.
  • Unter dem Gesichtspunkt der leichten Freisetzung aus der Form in dem Formkörperherausnahmeverfahren und unter dem Gesichtspunkt des Kleinhaltens der Formänderung des Formkörpers, auch wenn der Formkörper bei einer hohen Temperatur herausgenommen wird, beträgt der Massenanteil der Endlos-Verstärkungsfaser in dem thermoplastischen Harzverbundmaterial vorzugsweise 50 Massen-% oder mehr, besonders bevorzugt 60 Massen-% bis 95 Massen-% und ganz besonders bevorzugt 65 Massen-% bis 85 Massen-%, bezogen auf 100 Massen-% des thermoplastischen Harzverbundmaterials.
  • -- Thermoplastisches Harz --
  • Das thermoplastische Harz kann ein kristallines Harz oder ein amorphes Harz sein. Unter diesen ist ein kristallines Harz unter dem Gesichtspunkt des Auftretens des Merkmals, dass sich die Fließfähigkeit um den Schmelzpunkt herum stark verändert, zu bevorzugen.
  • Das thermoplastische Harz kann allein oder in einer Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden.
  • Beispiele für das thermoplastische Harz sind unter Anderem ein Harz auf Polyolefinbasis, wie Polyethylen und Polypropylen; ein Harz auf Polyamidbasis, wie Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 46, Polyamid 6/12, Polyamid 6/10, Polyamid 6I und Polyamid 6T; ein Harz auf Polyesterbasis, wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Polytrimethylenterephthalat; ein Harz auf Polyacetalbasis, wie Polyoxymethylen; ein Harz auf Polycarbonatbasis; ein Polyetherketon; ein Polyetheretherketon; ein Polyethersulfon; ein Polyphenylensulfid; ein thermoplastisches Polyetherimid; ein thermoplastisches Harz auf Fluorbasis, wie Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer; und modifizierte thermoplastische Harze, die durch Modifizieren der obigen Harze erhalten werden. Außerdem, können auch die Harze verwendet werden, die als thermoplastisches Harz des Bindemittels, wie es oben beschrieben ist, aufgeführt sind. Unter diesen sind ein Harz auf Polyolefinbasis, ein Harz auf Polyamidbasis, ein Harz auf Polyesterbasis, ein Polyetherketon, ein Polyetheretherketon, ein Polyethersulfon, ein Polyphenylensulfid, ein thermoplastisches Polyetherimid, ein thermoplastisches Harz auf Fluorbasis und modifizierte thermoplastische Harze davon zu bevorzugen. Ein Harz auf Polyolefinbasis, ein modifiziertes Harz auf Polyolefinbasis, ein Harz auf Polyamidbasis und ein Harz auf Polyesterbasis sind unter dem Gesichtspunkt der mechanischen physikalischen Eigenschaften und der Vielseitigkeit besonders bevorzugt, und ein Harz auf Polyamidbasis und ein Harz auf Polyesterbasis sind ganz besonders bevorzugt, wenn man den Gesichtspunkt der thermischen physikalischen Eigenschaften hinzufügt. Außerdem ist unter dem Gesichtspunkt der Haltbarkeit gegenüber wiederholter Belastung ein Harz auf Polyamidbasis weiterhin zu bevorzugen, und zweckmäßigerweise kann Polyamid 66 verwendet werden.
  • Das thermoplastische Harz kann allein oder in einer Kombination von mehreren thermoplastischen Harzen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten verwendet werden. Ein Gemisch von PA 66 und PA 6, PA 6/12, PA 6/10, PA 6T oder dergleichen kann zweckmäßigerweise verwendet werden.
  • „Harz auf Polyesterbasis“ bedeutet eine Polymerverbindung mit einer -CO-O-(Ester)-Bindung in der Hauptkette. Beispiele dafür sind Polyethylenterephthalat, Polypropylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polytetramethylenterephthalat, Poly-1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat, Polyethylen-2,6-naphthalindicarboxylat, Polyethylennaphthalat und Polypropylennaphthalat.
  • Weitere Informationen, d.h. Details zu dem Harz auf Polyesterbasis, sind in JP 2015-101794 A nachzuschlagen, und die in der Literatur beschriebenen können zweckmäßigerweise verwendet werden.
  • „Harz auf Polyamidbasis“ bedeutet eine Polymerverbindung mit einer -CO-NH-(Amid)-Bindung in der Hauptkette. Beispiele dafür sind unter Anderem ein Polyamid, das durch Ringöffnungspolymerisation eines Lactams erhalten wird, ein Polyamid, das durch Selbstkondensation einer ω-Aminocarbonsäure erhalten wird, ein Polyamid, das durch Kondensieren von Diamin und Dicarbonsäure erhalten wird, und Copolymere davon.
  • Weitere Informationen, d.h. Details zu dem Lactam, Diamin (Monomer) und der Dicarbonsäure (Monomer), sind in JP 2015-101794 A nachzuschlagen, und die in der Literatur beschriebenen können zweckmäßigerweise verwendet werden.
  • Spezielle Beispiele für das Polyamid sind Polyamid 4 (Poly-α-pyrrolidon), Polyamid 6 (Polycaproamid), Polyamid 11 (Polyundecanamid), Polyamid 12 (Polydodecanamid), Polyamid 46 (Polytetramethylenadipamid), Polyamid 66 (Polyhexamethylenadipamid), Polyamid 610, Polyamid 612, Polyamid 6T (Polyhexamethylenterephthalamid), Polyamid 9T (Polynonanmethylenterephthalamid), Polyamid 6I (Polyhexamethylenisophthalamid) und copolymerisierte Polyamide, die die obigen als konstituierende Komponenten enthalten.
  • Beispiele für die copolymerisierten Polyamide sind ein Copolymer von Hexamethylenadipamid und Hexamethylenterephthalamid, ein Copolymer von Hexamethylenadipamid und Hexamethylenisophthalamid und ein Copolymer von Hexamethylenterephthalamid und 2-Methylpentandiaminterephthalamid.
  • Das Tm des kristallinen Harzes beträgt vorzugsweise 100 °C bis 350 °C und besonders bevorzugt 150 °C bis 300 °C.
  • Das Tg des amorphen Harzes beträgt vorzugsweise 80 °C bis 250 °C und besonders bevorzugt 100 °C bis 200 °C.
  • Das thermoplastische Harz kann dadurch identifiziert werden, dass man einen Querschnitt des Formkörpers mit einem Laser-Raman-Mikroskop analysiert, und der Schmelzpunkt und die Glasübergangstemperatur jedes thermoplastischen Harzes kann durch ein dynamisches Differenzkalorimeter (DSC) anhand der Zusammensetzung des Harzes berechnet werden. Ein Harz, dessen Schmelzpunkt nicht berechnet werden kann, kann als amorphes Harz bestimmt werden, und ein Harz, dessen Schmelzpunkt berechnet werden kann, kann als kristallines Harz bestimmt werden.
  • Wenn in dem Vorform-Herstellungsverfahren das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, genügt die Temperatur T0 (°C) der Vorform während der Vorform-Herstellung vorzugsweise der folgenden Formel (1) und besonders bevorzugt der folgenden Formel (1)': Tm − 100 < T0 < Tm − 10
    Figure DE102019116610A1_0020
     Tm − 80 < T0 < Tm − 30
    Figure DE102019116610A1_0021
    (wobei in den Formeln (1) und (1)' Tm für den Schmelzpunkt des thermoplastischen Harzes steht).
  • Außerdem genügt, wenn das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, die Temperatur T0 (°C) der Vorform vorzugsweise der folgenden Formel (2) und besonders bevorzugt der folgenden Formel (2)'. Tg − 20 < T0 < Tg + 70
    Figure DE102019116610A1_0022
     Tg < T0 < Tg + 50
    Figure DE102019116610A1_0023
    (wobei in den Formeln (2) und (2)' Tg für die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Harzes steht).
  • Unter dem Gesichtspunkt der leichten Freisetzung aus der Form und unter dem Gesichtspunkt des Kleinhaltens der Formänderung des Formkörpers, auch wenn der Formkörper bei einer hohen Temperatur herausgenommen wird, beträgt der Massenanteil des thermoplastischen Harzes in dem thermoplastischen Harzverbundmaterial vorzugsweise weniger als 50 Massen-%, besonders bevorzugt 10 Massen-% bis 50 Massen-% und ganz besonders bevorzugt 15 Massen-% bis 35 Massen-%, bezogen auf 100 Massen-% des thermoplastischen Harzverbundmaterials.
  • -- Trennmittel --
  • Beispiele für das Trennmittel, das zu dem thermoplastischen Harz hinzugefügt werden soll, umfassen ein Verfahren unter Verwendung von Montansäure und Salzen davon, Estern davon, Halbestern davon, Stearylalkohol, Stellaamid und Ethylenwachs, Parylen® (Parylen ist eine eingetragene Marke in Japan, anderen Ländern oder beides; hergestellt von Parylene Japan, LLC) und Wolframoxid; und solche auf Pflanzenölbasis, Silikonbasis, Fluorbasis und Alkydbasis. Unter diesen sind Montansäure und ihre Salze zu bevorzugen.
  • Das Trennmittel kann allein oder in einer Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden.
  • Der Anteil des Trennmittels beträgt vorzugsweise 0,005 Massenteile bis 1,5 Massenteile und besonders bevorzugt 0,01 Massenteile bis 1,0 Massenteile, bezogen auf das thermoplastische Harzverbundmaterial (100 Massenteile).
  • Das thermoplastische Harzverbundmaterial kann in Mattenform, Bahnform, Tuchform, Pelletform oder dergleichen vorliegen. Unter dem Gesichtspunkt der Handhabbarkeit und der Formbarkeit während des Formens liegt es vorzugsweise in einer Bahn- oder Tuchform und besonders bevorzugt in einer Folien- oder Tuchform vor.
  • Beispiele für die Matte sind eine statistische Matte, in der Fasern in zufälliger Richtung ausgerichtet sind.
  • Ein Gewebe, eine Maschenware, ein Gelege, eine Spitze oder dergleichen können als Bahn oder Tuch verwendet werden. Die Webung des Gewebes unterliegt keiner besonderen Einschränkung, und Beispiele dafür sind Grundbindung, Köperbindung und Atlasbindung. Das Verfahren zur Gewinnung dieser Gewebe unterliegt keiner besonderen Einschränkung und kann je nach Anwendung und Zweck ausgewählt werden. Zum Beispiel kann das Gewebe unter Verwendung einer Webmaschine, wie einer schützenlosen Webmaschine, einer Greiferwebmaschine, einer Luftdüsenwebmaschine und einer Wasserdüsenwebmaschine erhalten werden. Die Maschenware kann unter Verwendung einer Strickmaschine, wie einer Rundstrickmaschine, einer Flachstrickmaschine, einer Kettenwirkmaschine und einer Raschelmaschine erhalten werden.
  • Wenn eine Bahn oder ein Tuch verwendet wird, kann sie oder es in eine gewünschte Form geschnitten werden. Beispiele für das Schneideverfahren sind ein Wasserstrahlschneider, ein Laserschneider, ein Plottercutter, ein Ultraschallschneider, ein Superstahlklingenpressschneider und ein Heißklingenpressschneider, von denen ein Heißklingenpressschneider in Bezug auf Ökonomie, Produktivität und Leistungsfähigkeit zu bevorzugen ist.
  • Das thermoplastische Harzverbundmaterial kann ein beliebiges Material sein, das die Endlos-Verstärkungsfaser und das thermoplastische Harz, wie sie oben beschrieben sind, enthält. Zum Beispiel kann ein Verbundmaterial, das durch Kleben, Laminieren, Auftragen, Tauchen oder Imprägnieren der Endlos-Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz in Bahnform oder dergleichen erhalten wird, ein Verbundmaterial in Bahnform, Tuchform oder dergleichen, das durch Kombinieren der Endlos-Verstärkungsfaser mit der Faser des thermoplastischen Harzes erhalten wird, ein Verbundmaterial, das ein beschichtetes Garn enthält, welches durch Beschichten der Endlos-Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz erhalten wird, verwendet werden. Beispiele für das beschichtete Garn umfassen ein Garn, das durch Beschichten einer Glasfaser mit einem Harz auf Polyamidbasis erhalten wird, und Beispiele für das Herstellungsverfahren umfassen das in JP 2017-110322 A beschriebene Verfahren. Ein Gewebe, eine Maschenware, ein Geflecht oder dergleichen werden vorzugsweise als thermoplastisches Harzverbundmaterial, das das beschichtete Garn enthält, verwendet.
  • Von den oben genannten ist das thermoplastische Harzverbundmaterial unter dem Gesichtspunkt des Erhalts bemerkenswerter Wirkungen und unter dem Gesichtspunkt der Erleichterung der Herstellung eines Formkörpers, der ein thermoplastisches Harz enthält, aus dem keine Fasern hergestellt werden können, vorzugsweise ein Verbundmaterial, das ein beschichtetes Garn enthält, bei dem die Endlos-Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz beschichtet ist, und besonders bevorzugt ein Verbundmaterial, das nur aus einem beschichteten Garn besteht. Im Falle eines beschichteten Garns kann die Schüttdichte des thermoplastischen Harzverbundmaterials gemäß dem Webverfahren zunehmen. Die Schüttdichte kann jedoch reduziert werden, indem man eine Vorform herstellt, was das Einfügen in eine Form, die zur Herstellung eines endgültigen Formkörpers verwendet wird, erleichtert. Als Ergebnis ist es möglich, einen Formkörper zu erhalten, der ein gutes Erscheinungsbild aufweist, wobei die Störung der Endlos-Verstärkungsfaser reduziert ist.
  • Das thermoplastische Harzverbundmaterial enthält vorzugsweise ein Bündel der Endlos-Verstärkungsfaser, und das Bündel ist vorzugsweise nicht mit dem thermoplastischen Harz imprägniert. Der Imprägnierungsanteil des thermoplastischen Harzes in dem Bündel der Endlos-Verstärkungsfasern kann dadurch bestimmt werden, dass man einen Querschnitt des thermoplastischen Harzverbundmaterials mit einem Mikroskop beobachtet. Der Imprägnierungsanteil des thermoplastischen Harzes in dem Bündel der Endlos-Verstärkungsfasern in dem Querschnitt beträgt vorzugsweise 50% oder weniger, besonders bevorzugt 10% oder weniger und am meisten bevorzugt 1% oder weniger. Ein geringerer Imprägnierungsanteil des thermoplastischen Harzes in dem Bündel der Endlos-Verstärkungsfasern führt zu einer besseren Formbarkeit zum Zeitpunkt des Formens einer Vorform.
  • Das Verbundmaterial der Endlos-Verstärkungsfaser und der Faser des thermoplastischen Harzes ist vorzugsweise ein Verbundmaterial aus einem kombinierten Filamentgarn der Verstärkungsfaser und der Faser des thermoplastischen Harzes.
  • Das Verfahren zur Herstellung des kombinierten Filamentgarns kann ein wohlbekanntes Verfahren sein. Beispiele dafür sind ein Öffnungs- und Dopplungsverfahren, bei dem die Verstärkungsfaser und die Faser des thermoplastischen Harzes durch eine äußere Kraft, wie elektrostatische Kraft, Druck durch Sprühen eines Fluids und Druck gegen eine Walze, geöffnet werden und dann im offenen Zustand gedoppelt oder parallel angeordnet werden; und ein Verschlingungsverfahren. Von diesen ist ein Verschlingungsverfahren zu bevorzugen, da es eine Beschädigung der Verstärkungsfaser unterdrücken kann, eine ausgezeichnete Öffenbarkeit aufweist und eine gleichmäßige Kombination erreichen kann. Beispiele für das Verschlingungsverfahren sind ein Verfahren, bei dem durch ein Fluid, wie Luft, Stickstoffgas und Wasserdampf, zwei oder mehr Wirbelturbulenzzonen fast parallel zur Garnachse hergestellt werden und Fasern in die Zonen geleitet werden, wobei man nicht aufgebauschte Garnfäden unter einer Spannung, die keine Kräuselung oder Krepp verursacht, erhält, und ein Verfahren zur Öffnung der Verstärkungsfaser allein oder zur Öffnung sowohl der Verstärkungsfaser als auch der Faser des thermoplastischen Harzes und dann Verschlingen der Faser(n) (Verschlingungsverfahren nach Öffnung) ist zu bevorzugen, dass die Faser des thermoplastischen Harzes in einem Verfahren, das eine Heißverarbeitung beinhaltet, allein einem Falschdrahtverfahren unterzogen wird und dann kontinuierlich nach dem Verschlingungsverfahren unter Verwendung derselben Vorrichtung kombiniert wird.
  • Weitere Informationen, d.h. Details zu dem Filamentkombinationsverfahren, sind in JP 2015-101794 A nachzuschlagen, und das in der Literatur beschriebene Verfahren kann zweckmäßigerweise verwendet werden.
  • Die Dicke eines Stücks des thermoplastischen Harzverbundmaterials beträgt vorzugsweise 10 mm oder weniger und besonders bevorzugt 0,5 mm bis 5 mm.
  • -- Vorform --
  • Die Vorform kann dieselbe wie die für das später beschriebene Formpressen verwendete Form oder von dieser verschieden sein. Von diesen Fällen ist eine verschiedene unter dem Gesichtspunkt der Produktivität zu bevorzugen.
  • Beispiele für die Vorform sind eine Form, die aus zwei Formteilen, einem oberen und einem unteren, besteht, und eine Form, die aus drei oder mehr Formteilen besteht. Die Form kann mit anderen Komponenten, einem Temperatursteuerungsmechanismus, einem Thermometer, einem Druckmesser, einer Entlüftungsfunktion und dergleichen, versehen sein.
  • Das Material der Vorform ist vorzugsweise ein Stahlmaterial, und Beispiele dafür sind Aluminium, Kohlenstoffstahl, Legierungsstahl, Hartmetallstahl, Aluminiumlegierung und Kupferlegierung.
  • Die Hohlraum-Oberfläche der Vorform kann einer Trennbehandlung unterzogen werden. Beispiele für die Trennbehandlung sind ein Verfahren, bei dem ein externes Trennmittel auf die Vorformhohlraum-Oberfläche aufgetragen wird, und ein Verfahren, bei dem die Formoberfläche im Voraus einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird. Bei dem externen Trennmittel kann es sich um kommerziell erhältliche auf Kohlenwasserstoffbasis, auf Fluorbasis, auf Silikonbasis, auf Pflanzenölbasis oder Bornitrit handeln, und von diesen sind solche auf Kohlenwasserstoffbasis geeignete Beispiele für das externe Trennmittel für einen Formkörper, der ein Polyamidharz enthält. Außerdem sind Beispiele für das Verfahren, bei dem die Formoberfläche im Voraus einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, bekannte Techniken, wie Anwenden einer Verchromung, Titannitridbehandlung, Beschichtung mit einem Harz auf Fluorbasis, Keramikbeschichtung, Silikonbeschichtung oder PTFE-Beschichtung auf die Formoberfläche.
  • Die Vorform kann sowohl einen Heizmechanismus als auch einen Kühlmechanismus aufweisen.
  • Die Form für die Vorform braucht keine detaillierte Form eines endgültigen Formkörpers bereitzustellen, und der auf die Form ausgeübte Druck kann auch geringer sein als bei einer Pressform zur Herstellung eines endgültigen Formkörpers. Daher kann das Formmaterial ein in Bezug auf Ökonomie und Verarbeitbarkeit ausgezeichnetes Material sein, und vorzugsweise ist es eines aus Kohlenstoffstahl oder Aluminium.
  • Die Anzahl der thermoplastischen Harzverbundmaterialien, die sich in dem Vorformhohlraum befinden, unterliegt keiner besonderen Einschränkung, und es können eines oder mehrere sein. Dabei ist es unter dem Gesichtspunkt der Reduktion der Ungleichförmigkeit der Vorform beim Einfüllen in die Form während des Formpressens, um die Verarbeitbarkeit der Vorform zu verbessern, zu bevorzugen, eine Vielzahl von Stücken eines tuchartigen oder bahnartigen thermoplastischen Harzverbundmaterials einzufüllen.
  • Die Gesamtdicke des thermoplastischen Harzverbundmaterials, das in den Hohlraum der Vorform eingefüllt wird, beträgt vorzugsweise 20 mm oder weniger und besonders bevorzugt 0,5 mm bis 10 mm.
  • Das thermoplastische Harzverbundmaterial kann allein oder zusammen mit anderen Elementen in den Hohlraum eingefüllt werden.
  • Die Form des Hohlraums, bei dem es sich um einen Innenraum handelt, der durch Schließen der Vorform entsteht, unterliegt keiner besonderen Einschränkung und kann zweckmäßigerweise gemäß dem herzustellenden Formkörper gewählt werden. Sie kann dieselbe wie die später beschriebene Form oder davon verschieden sein. Unter dem Gesichtspunkt der Ökonomie ist die Form des Hohlraums der Vorform vorzugsweise eine solche, die den zur Gewinnung eines endgültigen Formkörpers verwendeten Formhohlraum vereinfacht (zum Beispiel eine Form, die die Oberfläche der Form eines endgültigen Formkörpers verflacht, eine Form, die die Krümmung der Form eines endgültigen Formkörpers glättet, usw.). Weiterhin ist es, wenn die Dicke größer ist als die Dicke eines endgültigen Formkörpers, möglich, das Formen während der Herstellung der Vorform zu vereinfachen und die Störung, das Schneiden und dergleichen der Endlos-Verstärkungsfaser zu reduzieren.
  • In dem Vorform-Herstellungsverfahren wird das thermoplastische Harzverbundmaterial in die Vorform eingefüllt, und dann wird die Form zugeklemmt. Der Formklemmdruck beträgt unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung einer Beschädigung der Endlos-Verstärkungsfaser vorzugsweise 0,5 MPa bis 10 MPa und besonders bevorzugt 1 MPa bis 5 MPa.
  • Unter dem Gesichtspunkt der Leichtigkeit der Vorformherstellung wird das Vorformherstellungsverfahren vorzugsweise dadurch durchgeführt, dass man die Temperatur zu einem gewissen Grad erhöht. In dem Vorform-Herstellungsverfahren ist es zu bevorzugen, dass die Temperatur T0 (°C) der Vorform bei der Herstellung der Vorform eine Temperatur ist, bei der sich das thermoplastische Harz leicht verformt. In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, ist T0 (°C) vorzugsweise Tm - 100 oder höher und Tm - 10 oder niedriger, besonders bevorzugt Tm - 70 oder höher und Tm - 10 oder niedriger und ganz besonders bevorzugt Tm - 50 oder höher und Tm - 20 oder niedriger. In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, ist T0 vorzugsweise Tg - 20 oder höher und Tg + 70 oder niedriger, besonders bevorzugt Tg - 15 oder höher und Tg + 50 oder niedriger und ganz besonders bevorzugt Tg - 10 oder höher und Tg + 20 oder niedriger.
  • T0 ist vorzugsweise größer oder gleich der obigen Untergrenze, da in diesem Fall die Schüttdichte der Vorform erhöht werden kann, was das Formpressen innerhalb der Form zur Herstellung eines endgültigen Formkörpers erleichtert. Außerdem ist es, wenn T0 größer oder gleich der obigen Untergrenze ist, möglich, zu verhindern, dass das thermoplastische Harz ausfließt, und zu verhindern, dass die Endlos-Verstärkungsfaser während der Herstellung der Vorform gestört wird oder bricht. Im Falle der Verwendung einer Vielzahl von Stücken des thermoplastischen Harzverbundmaterials macht es ein höheres T0 (zum Beispiel ein T0 größer oder gleich der obigen Untergrenze) leichter, die thermoplastischen Harze zusammen zu schmelzen, um eine Vorform mit einer stabilen Form zu erhalten.
  • Unter dem Gesichtspunkt des leichten Formens einer Vorform erfüllen die Temperatur T0 (°C) und die Fließtemperatur TF (°C) des thermoplastischen Harzes vorzugsweise die Formel (1) und erfüllen besonders bevorzugt die Formel (2). TF − 100 < T0 < TF − 10
    Figure DE102019116610A1_0024
     TF − 80 < T0 < TF − 30
    Figure DE102019116610A1_0025
  • Die Temperatur kann die Temperatur der Hohlraum-Oberfläche der Vorform sein.
  • Das Vorformherstellungsverfahren kann durchgeführt werden, während wenigstens ein Teil von wenigstens einem, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Luft, Gaskomponenten und Wasserdampf im Vorform-Hohlraum besteht, aus der Form ausgeleitet wird.
  • Die Schüttdichte der in dem Vorform-Herstellungsverfahren erhaltenen Vorform beträgt vorzugsweise das 0,5-fache oder mehr und das 0,9-fache oder weniger und besonders bevorzugt das 0,6-fache oder mehr und das 0,8-fache oder weniger, bezogen auf die Schüttdichte des endgültigen Formkörpers.
  • Die Schüttdichte der Vorform beträgt vorzugsweise das 1,5-fache oder mehr und besonders bevorzugt das Doppelte oder mehr, bezogen auf die Schüttdichte des thermoplastischen Harzverbundmaterials, das sich in der Vorform befindet. Außerdem beträgt sie unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Effizienz des Formpressens und des Erhaltens eines Formkörpers mit einem besseren Erscheinungsbild vorzugsweise das 4-fache oder weniger und besonders bevorzugt das 3-fache oder weniger.
  • Die Schüttdichte kann dadurch erhalten werden, dass man das Gewicht (g) durch das scheinbare Volumen (Querschnittsdicke x Flächeninhalt) (cm3) dividiert. In dem Falle, dass sich eine Vielzahl verschiedener Typen von thermoplastischen Harzverbundmaterialien in der Vorform, kann die Schüttdichte des thermoplastischen Harzverbundmaterials ein Mittelwert der Schüttdichte aller thermoplastischen Harzverbundmaterialien sein.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren der Ausführungsform (II) können bemerkenswerte Wirkungen erhalten werden, insbesondere im Falle des Formpressens eines dicken thermoplastischen Harzverbundmaterials oder im Falle des Laminierens einer Vielzahl von Stücken von thermoplastischem Harzverbundmaterial und der Durchführung des Formpressens (zum Beispiel der Fall, in dem fünf oder mehr Stücke Verbundmaterial aufeinander laminiert werden und das Formpressen durchgeführt wird). Im Falle der Verwendung eines dicken Verbundmaterials gab es insofern Probleme, als ausgetretenes Harz oder eine herausragende Faser in die Formtrennfläche geriet, so dass die Form nicht vollständig zugeklemmt werden konnte; ein Hohlraum trat auf; das Verbundmaterial änderte seine Position während des Formpressens; der auf den stehenden Wandteil ausgeübte Druck war unzureichend, wenn eine Kastenform oder dergleichen hergestellt wurde; und andere Probleme. Im Falle des Laminierens einer Vielzahl von Stücken von Verbundmaterial und des Durchführens des Formpressens gab es auch insofern Probleme, als die geänderte Position des Verbundmaterials während des Formpressens und die Arbeitseffizienz abnahmen; Luft, Gas und dergleichen zwischen den Verbundmaterialien wurden nicht ausgetrieben und blieben als Hohlräume in dem Formkörper; und andere Probleme. Durch Herstellen einer Vorform können die Positionsverschiebung des Verbundmaterials und das Auftreten von Hohlräumen unterdrückt werden, und ein Formkörper mit einem ausgezeichneten Erscheinungsbild kann effizient erhalten werden.
  • Insbesondere ein thermoplastisches Harz mit hohem Wasseraufnahmevermögen (zum Beispiel Polyamid usw.) neigt dazu, während des Erhitzens Wasserdampf zu erzeugen und neigt dazu, Hohlräume zu bilden. Daher kann das Verfahren der Ausführungsform (II) bemerkenswerte Wirkungen entfalten, insbesondere in dem Falle eines Harzes mit hohem Wasseraufnahmevermögen.
  • Außerdem gab es insofern Probleme, als der Druck während des Formpressens im Falle eines Verbundmaterials, das ein beschichtetes Garn enthält, tendenziell hoch war, da dieses hart war, und das der Druck die Endlos-Verstärkungsfaser beschädigte oder es erschwerte, das Material in einer komplizierten Form formzupressen. Die Probleme treten wahrscheinlich insbesondere in dem Fall auf, dass man eine Vielzahl von Stücken von Verbundmaterial, das ein beschichtetes Garn enthält, aufeinander laminiert und ein Formpressen durchführt. Indem man eine Vorform herstellt, ist es möglich, die Anwendung eines hohen Drucks während des Formpressens zu vermeiden und effizient einen Formkörper zu erhalten, der ein besseres Erscheinungsbild aufweist und der für die Herstellung eines Verbundmaterials, das ein beschichtetes Garn enthält, besonders gut geeignet ist.
  • Insbesondere ist es effektiv für die Form eines Formkörpers, der eine stehende Wand mit einem großen Winkel mit einem Boden aufweist.
  • Der Endteil der Vorform kann nach dem Vorformherstellungsverfahren mit Hilfe einer heißen Klinge abgeschnitten werden, so dass die Vorform eine gewünschte Form erhält. Beispiele für die gewünschte Form sind eine Form, die für den endgültigen Formkörper geeignet ist. Wenn die Vorform eine gewünschte Form erhält, wird die Vorform weniger wahrscheinlich zwischen den Formen eingeschlossen, und die Störung der Endlosfaser kann in dem Formpressverfahren und dem später beschriebenen Formkörperherausnahmeverfahren reduziert werden, was es leichter macht, einen Formkörper mit ausgezeichnetem Erscheinungsbild zu erhalten.
  • Formpressverfahren
  • -- Form --
  • Beispiele für die Form sind eine Form, die aus zwei Formteilen, einem oberen und einem unteren, besteht, und eine Form, die aus drei oder mehr Formteilen besteht. Die Form kann mit anderen Komponenten, einem Temperatursteuerungsmechanismus, einem Thermometer, einem Druckmesser, einer Entlüftungsfunktion und dergleichen, versehen sein.
  • Das Material der Form besteht vorzugsweise aus Metall, und Beispiele dafür sind Aluminium, Kohlenstoffstahl, Legierungsstahl, Hartmetallstahl, Aluminiumlegierung und Kupferlegierung. Unter dem Gesichtspunkt der Ermöglichung einer schnelleren und genaueren Regulierung der Temperatur der Hohlraum-Oberfläche kann die Form aus unterschiedlichen Materialien für einen ersten Teil, der die Hohlraum-Oberfläche umfasst, und einen zweiten Teil außerhalb des ersten Teils (12) bestehen.
  • Die Form des Formhohlraums, bei dem es sich um einen Innenraum handelt, der durch Schließen der Form entsteht, unterliegt keiner besonderen Einschränkung und kann zweckmäßigerweise gemäß dem herzustellenden Formkörper gewählt werden. Die Hohlraum-Oberfläche der Form kann eine flache Oberfläche, eine unebene Oberfläche, eine gewellte Oberfläche, eine Kombination davon oder dergleichen sein.
  • Es ist zu bevorzugen, die Hohlraum-Oberfläche der Form einer Trennbehandlung zu unterziehen.
  • Beispiele für die Trennbehandlung sind ein Verfahren, bei dem ein externes Trennmittel auf die Formhohlraum-Oberfläche aufgetragen wird, und ein Verfahren, bei dem die Formoberfläche im Voraus einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird.
  • Bei dem externen Trennmittel kann es sich um kommerziell erhältliche auf Kohlenwasserstoffbasis, auf Fluorbasis, auf Silikonbasis, auf Pflanzenölbasis, Bornitrit oder dergleichen handeln, und von diesen sind solche auf Kohlenwasserstoffbasis geeignete Beispiele für das externe Trennmittel für einen Formkörper, der ein Polyamidharz enthält.
  • Außerdem sind Beispiele für das Verfahren, bei dem die Formoberfläche im Voraus einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, bekannte Techniken, wie Anwenden einer Verchromung, Titannitridbehandlung, Beschichtung mit einem Harz auf Fluorbasis, Keramikbeschichtung, Silikonbeschichtung oder PTFE-Beschichtung auf die Formoberfläche.
  • Unter dem Gesichtspunkt der Energiekosten und der Produktionseffizienz des Formens weist das Material der Hohlraum-Oberfläche der Form vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit von 100 W·-m-1·K-1 oder mehr und besonders bevorzugt 140 W·m-1·K-1 bis 200 W·m-1·K-1 auf.
  • Die Wärmeleitfähigkeit des für die Form verwendeten Materials kann nach dem bekannten Laserblitzverfahren gemessen werden.
  • Die Form weist vorzugsweise sowohl einen Heizmechanismus als auch einen Kühlmechanismus auf.
  • Beispiele für den Heizmechanismus sind ein Stabheizer, der durch Elektrizität oder dergleichen heizt, ein Plattenheizer und ein Mechanismus, der bewirkt, dass ein Wärmemedium, wie Öl, Wasserdampf und überhitzter Wasserdampf, durch eine Strömungsleitung in die Form strömt. Der Heizmechanismus kann einen einzigen Mechanismus oder eine Vielzahl von Mechanismen umfassen.
  • Beispiele für den Kühlmechanismus sind ein Mechanismus, der bewirkt, dass ein kaltes Medium, wie Öl, Wasser, Luft, Wasserdampf, überhitzter Dampf und Nebel, durch eine Strömungsleitung in die Form strömt, und ein Mechanismus, bei dem Wasserdampf, Nebel, Luft oder dergleichen in den Formhohlraum geblasen wird. In der ersten Ausführungsform (II) ist es wichtig, die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche nach dem Formpressen auf T2 °C zu regulieren. Unter dem Gesichtspunkt der leichten Einstellung auf eine geeignete Temperatur umfasst der Kühlmechanismus vorzugsweise eine Vielzahl von Mechanismen und umfasst besonders bevorzugt Luftkühlung und einen Kühlmechanismus mit einem Medium, wie Wasser oder Wasserdampf.
  • Der Heizmechanismus wird vorzugsweise zum Beispiel verwendet, um das thermoplastische Harz zu schmelzen oder zu erweichen. Der Kühlmechanismus kann auf der Vorkühlung der Formöffnung beruhen.
  • Unter dem Gesichtspunkt, zu verhindern, dass das geschmolzene thermoplastische Harz während des Formpressvorgangs aus einer Formpaarungsfläche herausfließt, ist die Form vorzugsweise mit einem Wehr versehen, das das Fließen des Harzes auf die Formpaarungsfläche der Form unterdrückt (ein Wehr, das verhindert, dass Harz ausfließt). Indem man das Wehr bereitstellt, um zu verhindern, dass das verflüssigte thermoplastische Harz ausfließt, kann das Endlos-Verstärkungsfaserbündel effizient mit dem thermoplastischen Harz imprägniert werden. Außerdem ist es möglich, das Fließen, die Störung und das Abschneiden der Endlos-Verstärkungsfaser, die durch das Ausfließen des verflüssigten thermoplastischen Harzes verursacht werden, zu verhindern.
  • Bezogen auf das Wehr ist es annehmbar, aus der Form eine Zapfenstruktur zu machen, so dass die Struktur der Formpaarungsfläche selbst eine Struktur ist, die verhindert, dass Harz ausfließt, oder ein Dichtungsmaterial zu verwenden.
  • Das Material des Wehrs ist vorzugsweise ein elastomeres Material, wie ein Silikonkautschuk. Unter diesen ist unter dem Gesichtspunkt der zuverlässigen Versiegelung der Formpaarungsfläche während des Formpressens und der Verhinderung unnötigen Ausfließens des verflüssigten thermoplastischen Harzes ein elastisches elastomeres Material zu bevorzugen, und ein elastomeres Material, das sich während des Formpressens in dem später beschriebenen Formpressverfahren verformt (wie ein thermoplastisches Elastomer mit einem Schmelzpunkt, der niedriger ist als die Erhitzungstemperatur T1 (°C), oder dergleichen), ist besonders zu bevorzugen.
  • In dem Formpressverfahren unterliegt die Anzahl der Vorformen, die in den Formhohlraum eingefüllt werden, keiner besonderen Einschränkung, und es kann sich um eine oder mehrere handeln.
  • Die Vorform kann sich allein oder zusammen mit anderen Elementen in dem Formhohlraum befinden. Unter dem Gesichtspunkt der Arbeitseffizienz ist jedoch zu bevorzugen, nur eine Vorform einzufüllen.
  • Dabei kann die Vorform bei normaler Temperatur in die Form eingefüllt werden, oder sie kann vorerhitzt und dann in die Form eingefüllt werden. Insbesondere im Falle der Verwendung eines plattenartigen Prepregs als Vorform ist es zu bevorzugen, die Vorform auf die Glasübergangstemperatur - 30 °C oder höher, wenn das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, und auf den Schmelzpunkt - 30 °C oder höher, wenn das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, vorzuerhitzen, und es ist besonders zu bevorzugen, die Vorform auf die Glasübergangstemperatur oder höher, wenn das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, und auf den Schmelzpunkt oder höher, wenn das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, vorzuerhitzen. Im Falle der Verwendung eines textilartigen Materials als Vorform, wie im Falle der plattenartigen Vorform, kann diese vorerhitzt werden oder nicht vorerhitzt werden, bevor sie in die Form eingefüllt wird. Durch das Vorerhitzen kann die Gaskomponente in dem Textil entfernt und die Formbarkeit verbessert werden.
  • In dem Formpressverfahren ist die Temperatur T3 °C der Formhohlraum-Oberfläche zum Zeitpunkt des Einfüllens der Vorform vorzugsweise höher oder gleich der Temperatur T2 °C zum Kühlen der Formhohlraum-Oberfläche in dem Formkörperherausnahmeverfahren (T2 ≤ T3).
  • T3 erfüllt vorzugsweise Tm - 100 ≤ T3, erfüllt besonders bevorzugt Tm - 50 < T3 ≤ Tm + 20 und erfüllt ganz besonders bevorzugt Tm < T3 ≤ Tm + 10, wenn das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist.
  • T3 erfüllt vorzugsweise T3 ≥ Tg - 70, wenn das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist.
  • T3 kann T2 oder höher und T1 oder niedriger betragen, oder es kann Tm oder niedriger betragen.
  • In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz eine Vielzahl von kristallinen Harzen und eine Vielzahl von amorphen Harzen enthält, können das Tm und das Tg bei der Vorheiztemperatur und das T3 das niedrigste Tm oder das niedrigste Tg sein, oder sie können das höchste Tm oder das höchste Tg sein.
  • In dem Formpressverfahren wird das Formpressen durchgeführt, nachdem die Form zugeklemmt ist.
  • In dem Formpressverfahren kann die Form gleichzeitig mit dem Einfüllen (Einfügung) der Vorform geschlossen werden, oder sie kann nach dem Einfüllen der Vorform und einer Zeitlang Abwarten geschlossen werden. Außerdem können die Temperatur des Formhohlraums, bei der die Vorform eingefüllt wird, und die Temperatur des Formhohlraums, bei der die Form geschlossen wird, gleich oder verschieden sein. Es ist zu bevorzugen, dass die Temperatur des Formhohlraums, bei der die Form geschlossen wird, höher ist als die Temperatur des Formhohlraums, bei der die Vorform eingefüllt wird.
  • In dem Formpressverfahren kann die Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz imprägniert werden, während das thermoplastische Harz schmilzt.
  • In dem Formpressverfahren wird die Form zugeklemmt, und die Oberfläche des Formhohlraums wird auf eine Erhitzungstemperatur T1 (°C) erhitzt, die höher oder gleich dem Schmelzpunkt oder der Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Harzes ist, um einen Formpressvorgang durchzuführen. Die Ausführungsform (II) umfasst den Fall, bei dem, wenn die Temperatur die Erhitzungstemperatur T1 (°C) erreicht, die Vorform eingefüllt wird, die Form zugeklemmt wird, während die Hohlraumtemperatur beibehalten wird, und das Formpressen durchgeführt wird. Unter den obigen werden das Einfüllen und die das Zuklemmen der Form vorzugsweise bis zu dem Zeitpunkt durchgeführt, an dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche Tm (°C) erreicht.
  • In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, ist T1 vorzugsweise höher als Tm (Tm < T1), und unter dem Gesichtspunkt der leichten Imprägnierung der Endlos-Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz gilt besonders bevorzugt Tm + 10 < T1. Ein zu hohes T1 kann jedoch einen thermischen Abbau des thermoplastischen Harzes verursachen, und daher ist vorzugsweise T1 < Tm + 80, besonders bevorzugt T1 < Tm + 50 und am meisten bevorzugt T1 < Tm + 30.
  • In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, ist T1 unter dem Gesichtspunkt der leichten Imprägnierung der Endlos-Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz vorzugsweise höher als Tg (Tg < T1), und unter dem Gesichtspunkt der früheren Imprägnierung mit dem thermoplastischen Harz und weiterhin der Verkürzung des Formzyklus ist besonders bevorzugt Tg + 30 < T1. Ein zu hohes T1 kann jedoch einen thermischen Abbau des thermoplastischen Harzes verursachen, und daher ist vorzugsweise T1 < Tg + 100, besonders bevorzugt T1 < Tg + 80 und am meisten bevorzugt T1 < Tg + 50.
  • Außerdem ist die Erhitzungstemperatur T1 unter dem Gesichtspunkt der leichten Imprägnierung mit dem thermoplastischen Harz und der Erleichterung des Fließens des thermoplastischen Harzes vorzugsweise höher oder gleich der Fließtemperatur TF.
  • In der vorliegenden Beschreibung kann die Erhitzungstemperatur T1 °C eine Temperatur sein, bei der die Formhohlraum-Oberfläche in dem Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers die höchste Temperatur erreicht, und ist vorzugsweise die höchste Temperatur in den Zyklen zur kontinuierlichen Produktion von Formkörpern. In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz eine Vielzahl von kristallinen Harzen und eine Vielzahl von amorphen Harzen enthält, können das Tm und das Tg bei T1 das höchste Tm oder das höchste Tg sein.
  • Die Aufheizgeschwindigkeit in dem Formpressverfahren kann konstant sein oder variiert werden.
  • Die Aufheizgeschwindigkeit beträgt unter dem Gesichtspunkt der Produktivität vorzugsweise 30 °C/min oder mehr. Die Aufheizgeschwindigkeit kann anhand der Zeit, die erforderlich ist, um die Temperatur von T3 °C zu der Erhitzungstemperatur T1 °C zu ändern, und der Temperaturdifferenz zwischen T1 und T3 bestimmt werden.
  • Man beachte, dass die Ausführungsform (II) den Fall, dass die Temperatur vom Einfüllen der Vorform bis zum Herausnehmen des Formkörpers konstant gehalten wird, und den Fall ohne Erhitzen oder Kühlen umfasst.
  • In dem Formpressverfahren kann die Form nach dem Einfüllen und vor dem Erhöhen der Temperatur der Hohlraum-Oberfläche der Form vollständig geschlossen werden, oder sie kann nach dem Einfüllen und nach dem Erhöhen der Temperatur der Hohlraum-Oberfläche der Form vollständig geschlossen werden. Unter diesen Fällen und unter dem Gesichtspunkt der Gewinnung eines Formkörpers mit einem besseren Erscheinungsbild ist es zu bevorzugen, wenigstens einen Teil von wenigstens einem, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Luft, Gaskomponenten und Wasserdampf besteht, in dem Formhohlraum während des Zuklemmens der Form aus der Form zu entleeren. Zum Beispiel ist es unter dem Gesichtspunkt des Schließens der Form, während die Luft und dergleichen, die in dem Formhohlraum und in der Vorform enthalten ist, ausgeleitet wird, und unter dem Gesichtspunkt des effizienten Durchführens des Schließens der Form mit weniger Energie, ohne während des Schließens der Form übermäßige Kraft auszuüben, zu bevorzugen, dass die Form nach dem Erhöhen der Temperatur der Hohlraum-Oberfläche der Form vollständig geschlossen wird. In dem Falle, dass das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, ist es besonders zu bevorzugen, dass die Form vollständig geschlossen wird, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (Tm - 10) °C oder höher und T1 °C oder niedriger ist, und ganz besonders zu bevorzugen, dass die Form vollständig geschlossen wird, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche Tm °C oder höher und T1 °C oder niedriger ist, und besonders zu bevorzugen, dass die Form vollständig geschlossen wird, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche Tm + 5 °C oder höher und niedriger als T1 °C ist
  • Man beachte, dass „Zuklemmen der Form“ in der vorliegenden Beschreibung das vollständige Schließen der Form bedeutet.
  • In dem Formpressverfahren unterliegt das Verfahren des Schließens der Form (das Verfahren des Zuklemmens der Form) keiner besonderen Einschränkung, und die Form kann auf einmal in einer kurzen Zeit geschlossen werden, oder sie kann allmählich geschlossen werden.
  • Beispiele für das Verfahren des allmählichen Schließens sind ein Verfahren des Schließens in mehrmaligen Vorgängen (zum Beispiel 2- bis 5-mal) in Abständen (zum Beispiel 0,5 Sekunden bis 30 Sekunden) und ein Verfahren des Aufwendens von ausreichend Zeit (zum Beispiel 20 Sekunden oder länger), um kontinuierlich auf einmal zu schließen. Im Falle des Schließens in mehrmaligen Vorgängen kann der Schließanteil jedes Mal gleich oder verschieden sein. Außerdem kann die Schließgeschwindigkeit jedes Mal gleich oder verschieden sein. Im Falle des Aufwendens von ausreichend Zeit, um kontinuierlich auf einmal zu schließen, kann die Schließgeschwindigkeit konstant sein oder variieren.
  • Bei dem Verfahren des allmählichen Schließens der Form kann die Position so gesteuert werden, wie es oben beschrieben ist, und die Formklemmkraft kann variieren. Geeignete Beispiele für die Variation der Formklemmkraft, um die Form allmählich zu schließen, umfassen ein Verfahren des Schließens der Form unter geringem Druck im Stadium des In-Kontakt-Bringens mit einem voluminösen Substrat, das in die Form eingebracht wurde, des Erhöhens der scheinbaren Dichte, während das Substrat schmilzt, und schließlich des Erhöhens der Formklemmkraft, um die Form vollständig zu schließen.
  • Während des Schließens der Form kann die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche konstant sein oder variieren.
  • Außerdem kann die Formpaarungsfläche eine Zapfenstruktur aufweisen, um zu verhindern, das das Harz ausläuft.
  • Der Druck (Formklemmdruck) während des Formpressens beträgt vorzugsweise 2 MPa bis 20 MPa und besonders bevorzugt 5 MPa bis 10 MPa. Außerdem beträgt der Druck in der Mitte des allmählichen Zuklemmens der Form vorzugsweise 0,1 MPa bis 5 MPa und besonders bevorzugt 0,5 MPa bis 3 MPa.
  • In dem Formpressverfahren beträgt die Zeit, während der die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche Tm °C oder höher ist, unter dem Gesichtspunkt der leichten Gewinnung eines Formkörpers, bei dem die Endlos-Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz imprägniert ist, vorzugsweise 20 Sekunden oder länger, besonders bevorzugt 30 Sekunden oder länger und am meisten bevorzugt 60 Sekunden oder länger. Unter dem Gesichtspunkt der Produktivität ist jedoch eine kürzere Zeit zu bevorzugen.
  • Wir haben herausgefunden, dass es eine Korrelation zwischen dem Integralwert der Temperatur während eines Zeitraums, in dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche sich von T3, bei der das thermoplastische Harzverbundmaterial eingefüllt wird, auf T2, bei der der Formkörper herausgenommen wird, ändert, und der Haftfestigkeit der Grenzfläche zwischen der Endlos-Verstärkungsfaser und dem thermoplastischen Harz gibt und dass es eine Korrelation zwischen dem Integralwert der Temperatur während eines Zeitraums, in dem die Temperatur gleich dem Schmelzpunkt oder höher ist, und den physikalischen Eigenschaften des Formkörpers, wie der Biegefestigkeit, gibt.
  • Außerdem haben wir herausgefunden, dass es eine Korrelation zwischen dem Grad des Verzugs des Formkörpers und T2 gibt und dass bei Annäherung von T2 und/oder T3 an T1 das Molekulargewicht des thermoplastischen Harzes abnimmt und dass je nach dem Typ des thermoplastischen Harzverbundmaterials das Volumen des in die Form eingefügten thermoplastischen Harzverbundmaterials mit Annäherung von T3 an T1 zunimmt.
  • Unter den obigen Gesichtspunkten können T1, T2 und T3 unter Berücksichtigung der Eigenschaften des zu formenden Formkörpers und der Produktivität in geeigneter Weise bestimmt werden.
  • Dabei umfassen Beispiele für eine zu bevorzugende Form des Formkörpers eine Form, bei der der nicht mit dem Harz imprägnierte Teil in dem Endlos-Verstärkungsfaserbündel gering ist. Der nicht imprägnierte Anteil liegt vorzugsweise im Bereich von 1% oder weniger, besonders bevorzugt 0,8% oder weniger und am meisten bevorzugt 0,3% oder weniger.
  • Der nicht imprägnierte Anteil kann dadurch bestimmt werden, dass man einen Querschnitt in der Dickenrichtung des Verbundmaterials ausschneidet, den Querschnitt mit einem Mikroskop fotografiert, anhand des erhaltenen Bildes jeweils die Fläche des Faserbündels und des Zwischenraums in dem Faserbündel bestimmt und das Verhältnis der Fläche des Zwischenraumanteils zu der Fläche des Faserbündels (das Flächenverhältnis (%) des nicht imprägnierten Anteils) berechnet.
  • Weiterhin kann beim Formpressen auch ein Hybridformverfahren verwendet werden, das weiterhin ein Spritzgussverfahren umfasst.
  • Formkörperherausnahmeverfahren
  • In dem Formkörperherausnahmeverfahren ist es zu bevorzugen, dass die Form geöffnet und der Formkörper herausgenommen wird, wenn der Pressvorgang beendet ist und die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche die Temperatur T2 °C ist, und besonders zu bevorzugen, dass die Formhohlraum-Oberfläche nach dem Pressvorgang auf die Temperatur T2 °C abgekühlt wird und die Form geöffnet wird, um den Formkörper herauszunehmen. In der vorliegenden Beschreibung ist es zu bevorzugen, dass die Temperatur T2 °C die Bedingung T2 ≤ T1 (insbesondere T2 ≤ T3 ≤ T1) erfüllt, und besonders zu bevorzugen, dass die Temperatur T2 niedriger ist als die Temperatur T1 °C (insbesondere T2 ≤ T3 < T1). Außerdem ist sie vorzugsweise die niedrigste Temperatur in den Zyklen des kontinuierlichen Herstellens von Formkörpern.
  • In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, beträgt T2 (°C) unter dem Gesichtspunkt der Verkürzung des Formungszyklus und unter dem Gesichtspunkt des Reduzierens der Temperaturänderung der Formhohlraum-Oberfläche, des Reduzierens der Energiekosten des Formens und des Unterdrückens der Verschlechterung der Form vorzugsweise Tm - 250 °C oder höher, besonders bevorzugt Tm - 150 °C oder höher, ganz besonders bevorzugt höher als Tm - 110 °C, weiter bevorzugt Tm - 110 °C oder höher, weiter bevorzugt Tm - 80 °C oder höher und besonders bevorzugt Tm - 50 °C oder höher. Außerdem beträgt es vorzugsweise Tm + 20 °C oder niedriger, besonders bevorzugt Tm + 10 °C oder niedriger, ganz besonders bevorzugt Tm oder niedriger, ganz besonders bevorzugt Tm - 5 °C oder niedriger, weiter bevorzugt Tm - 10 °C oder niedriger und besonders bevorzugt Tm - 20 °C oder niedriger. Unter den obigen Fällen beträgt es vorzugsweise Tm oder niedriger, besonders bevorzugt Tm - 150 °C oder höher und Tm - 5 °C oder niedriger, ganz besonders bevorzugt Tm - 100 °C oder höher und Tm - 10 °C oder niedriger und besonders bevorzugt Tm - 50 °C oder höher und Tm - 20 °C oder niedriger. Eine niedrigere Kühltemperatur T2 erleichtert die Freisetzung des Formkörpers, erhöht aber die Formzeit. Solange die Form freigesetzt werden kann, reduziert ein höheres T2 die Formzeit und ermöglich ein Formen mit hoher Zykluszahl.
  • Außerdem ist es annehmbar, dass T2 (°C) die Bedingung Tm - 50 < T2 < Tm + 20, Tm - 30 < T2 < Tm + 20 oder Tm < T2 < Tm + 10 erfüllt.
  • In dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, erfüllt T2 unter dem Gesichtspunkt der Verkürzung des Formungszyklus und unter dem Gesichtspunkt des Reduzierens der Temperaturänderung der Formhohlraum-Oberfläche, des Reduzierens der Energiekosten des Formens und des Unterdrückens der Verschlechterung der Form vorzugsweise die Bedingung T2 > Tg - 70. Von den obigen Fällen ist es zu bevorzugen, dass die Bedingung Tg - 50 < T2 < Tg + 5 erfüllt wird, und besonders zu bevorzugen, dass die Bedingung Tg - 30 < T2 < Tg erfüllt wird.
  • In der Ausführungsform (II) erfüllen T1 (°C) und T2 (°C) vorzugsweise die Bedingung T1 - T2 ≥ 0, besonders bevorzugt die Bedingung 0 ≤ T1 - T2 < 80, ganz besonders bevorzugt die Bedingung 0 < T1 - T2 < 80, ganz besonders bevorzugt die Bedingung 5 < T1 - T2 < 50, weiterhin vorzugsweise die Bedingung 5 < T1 - T2 ≤ 30 und besonders bevorzugt die Bedingung 5 < T1 - T2 < 30. Indem man die Temperaturdifferenz zwischen T1 (°C) und T2 (°C) in den obigen Bereichen einstellt, kann die Temperaturänderung der Formhohlraum-Oberfläche reduziert werden, können die Energiekosten des Formens weiter reduziert werden, und kann die Verschlechterung der Form weiter unterdrückt werden.
  • In dem Formkörperherausnahmeverfahren kann die Abkühlungsgeschwindigkeit der Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche konstant sein oder variieren.
  • Die Abkühlungsgeschwindigkeit beträgt unter dem Gesichtspunkt der Produktivität vorzugsweise 30 °C/min oder mehr, besonders bevorzugt 100 °C/min oder mehr und ganz besonders bevorzugt 200 °C/min oder mehr. Die Abkühlungsgeschwindigkeit kann aus der Zeit, die erforderlich ist, um die Temperatur von T1 (°C) auf T2 (°C) zu verändern, und der Temperaturdifferenz zwischen T1 und T2 bestimmt werden.
  • Die Differenz zwischen der Erwärmungsgeschwindigkeit in dem Formpressverfahren und der Abkühlungsgeschwindigkeit in dem Formkörperherausnahmeverfahren beträgt unter dem Gesichtspunkt der Eigenschaft der Imprägnierungseigenschaft der Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz, der Verfestigungseigenschaft beim Herausnehmen des Formkörpers, der Trennbarkeit und der Produktivität vorzugsweise 80 °C/min oder mehr, besonders bevorzugt 100 °C/min oder mehr und ganz besonders bevorzugt 120 °C/min oder mehr.
  • In dem Formkörperherausnahmeverfahren wird die Formhohlraum-Oberfläche vorzugsweise durch eine Vielzahl von Mitteln gekühlt. Beispiele für die Mittel zum Kühlen der Formhohlraum-Oberfläche umfassen ein Mittel, bei dem der Kühlmechanismus der Form verwendet wird, wie es oben beschrieben ist. Unter den obigen Fällen können Luftkühlung und ein Medium, wie Wasserdampf und ein wässriges Medium, unter dem Gesichtspunkt der schnellen Abkühlung der Formhohlraum-Oberfläche auf die Temperatur T2 (°C) und der Verhinderung eines schnellen Hitzeschocks in der Form zweckmäßigerweise miteinander kombiniert werden.
  • In dem Formkörperherausnahmeverfahren unterliegt das Verfahren zum Herausnehmen des Formkörpers keiner besonderen Einschränkung, und Beispiele dafür umfassen eines, bei dem der in der Form vorgesehene Auswurfstift oder dergleichen verwendet wird, um den Formkörper herauszunehmen.
  • In der Ausführungsform (II) kann der Formkörper in kontinuierlichen Zyklen hergestellt werden, indem man den Formpressvorgang nach dem Formkörperherausnahmeverfahren kontinuierlich durchführt. Die Anzahl der Zyklen unterliegt keiner besonderen Einschränkung.
  • Wenn bei der Durchführung der kontinuierlichen Zyklen die Temperatur T2 °C niedriger ist als die Temperatur T3 °C, kann die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche zum Beispiel unter Verwendung des Heizmechanismus der Form, wie er oben beschrieben ist, erhöht werden.
  • Korrekturverfahren
  • In der Ausführungsform (II) kann der in dem Formkörperherausnahmeverfahren herausgenommene Formkörper unter dem Gesichtspunkt der Glattheit der Oberfläche des Formkörpers, des Weiterformens des Formkörpers und der Verhinderung des Verzugs in eine Korrekturvorrichtung gegeben werden, um die Form des Formkörpers zu korrigieren. Insbesondere kann die Ausführungsform (II) weiterhin ein Korrekturverfahren umfassen, bei dem sich der in dem Formkörperherausnahmeverfahren erhaltene Formkörper in einer Korrekturvorrichtung befindet, deren Temperatur um 50 °C oder mehr niedriger ist als die Erhitzungstemperatur T1 °C, um den Formkörper zu korrigieren.
  • Beispiele für die Korrekturvorrichtung sind eine Vorrichtung, die der oben beschriebenen Form ähnlich ist und zwei Formteile, ein Oberteil und ein Unterteil, oder dergleichen umfasst und innerhalb der Formteile dieselbe Form wie der Formhohlraum bildet, wenn man die Formteile zusammenpasst.
  • Die innere Form der Korrekturvorrichtung kann dieselbe wie die innere Form der Form oder davon verschieden sein. Zum Beispiel kann die Form verwendet werden, um eine Rohform eines Formkörpers herzustellen, und eine Korrekturvorrichtung kann verwendet werden, um eine Feinjustierung eines Endteils auf eine feine Form vorzunehmen, oder dergleichen.
  • Das Material der Korrekturvorrichtung ist vorzugsweise ein Stahlmaterial, und Beispiele dafür sind Aluminium, Kohlenstoffstahl, Legierungsstahl und Hartmetallstahl.
  • Die Korrekturvorrichtung kann einen Temperatursteuerungsmechanismus, wie einen Heizmechanismus oder einen Kühlmechanismus, aufweisen oder auch nicht. Die Korrekturvorrichtung kann zum Beispiel ein Loch aufweisen, um ein Kühlmedium zirkulieren zu lassen, wobei das Kühlmedium, dessen Temperatur von einem Temperaturregler oder dergleichen eingestellt wird, in dem Loch zirkulieren gelassen wird, um die Temperatur konstant zu halten.
  • In dem Korrekturverfahren erfüllt die Temperatur T4 °C der Korrekturvorrichtung zum Zeitpunkt des Platzierens des Formkörpers in die Korrekturvorrichtung unter dem Gesichtspunkt der effizienten Durchführung der Korrektur des Formkörpers vorzugsweise die Bedingung T4 < Tm - 30, und besonders bevorzugt erfüllt sie die Bedingung T4 < Tm - 100, wenn das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist.
  • Wenn das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, erfüllt T4 (°C) unter dem Gesichtspunkt der effizienten Durchführung der Korrektur des Formkörpers vorzugsweise die Bedingung T4 < Tg - 30 und erfüllt besonders bevorzugt die Bedingung T4 < Tg - 70.
  • Unter dem Gesichtspunkt der Produktivität ist es zu bevorzugen, dass T4 niedriger ist als T2 (T4 < T2), und besonders ist es zu bevorzugen, dass T4 die Bedingung T4 < T2 - 50 erfüllt. Außerdem ist T4 vorzugsweise um 55 °C oder mehr niedriger als T1 und besonders bevorzugt um 60 °C oder mehr niedriger als T1.
  • Das Korrekturverfahren kann bei einer konstanten Temperatur durchgeführt werden, oder es kann durchgeführt werden, während man die Temperatur verändert (zum Beispiel während man die Temperatur senkt).
  • Die Zeitdauer des Korrekturvorgangs unterliegt keiner besonderen Einschränkung. Außerdem kann der Korrekturvorgang durchgeführt werden, indem man Druck auf die Korrekturvorrichtung ausübt, oder er kann durchgeführt werden, indem man einfach die Last des Gewichts der Vorrichtung selbst verwendet, ohne Druck auszuüben.
  • Der mit dem Herstellungsverfahren der Ausführungsform (II) erhaltene Formkörper kann zweckmäßigerweise zum Beispiel in Anwendungen struktureller Materialien, wie bei Flugzeugen, Fahrzeugen und Baumaterialien, verwendet werden. Beispiele für die Fahrzeuganwendung sind unter Anderem die Verwendung des Formkörpers für Chassis/Fahrwerk, Federungssystem, Antriebssystemelemente, Innenraumelemente, Außenelemente, funktionelle Elemente und andere Elemente.
  • Außerdem kann der Formkörper für Anwendungen wie elektrische und elektronische Elemente und Gehäuse von elektrischen und elektronischen Elementen verwendet werden. Beispiele für die Anwendung bei elektrischen und elektronischen Elementen sind unter Anderem die Verwendung des Formkörpers für ein Gehäuse eines Kommunikationsgeräts, wie ein Gehäuse eines PC, oder als Smartphone-Gehäuse. Beispiele für einen geeigneten Formkörper sind ein Gehäuse eines Kommunikationsgeräts, das aus einem thermoplastischen Harzverbundmaterial, das ein thermoplastisches Harz und eine Endlos-Verstärkungsfaser enthält, erhalten wurde. Der Formkörper kann besonders gut geeignet als Gehäuse eines Kommunikationsgeräts verwendet werden, bei dem es sich um das Gehäuse eines 5G-Kommunikationsgeräts handelt.
  • Weiterhin kann es nicht nur für ein Gehäuse eines Kommunikationsgeräts verwendet werden, sondern auch zum Beispiel für ein Gehäuse eines kontaktlosen Ladegeräts, das Radiowellentransparenz erfordert.
  • Bei dem Formkörper, der mit dem Herstellungsverfahren der Ausführungsform (II) erhalten wird (zum Beispiel einem kastenförmigen Formkörper oder einem quaderförmigen Gehäuse für ein Kommunikationsgerät), erfüllt die Zugfestigkeit vorzugsweise die Formel (3) und erfüllt besonders bevorzugt die Formel (3)'. Zugfestigkeit in L a ¨ ngsrichtung ( MPa ) × 0,5 + Zugfestigkeit in Breitenrichtung ( MPa ) × 0,5 > 500  MPa
    Figure DE102019116610A1_0026
     Zugfestigkeit in L a ¨ ngsrichtung ( MPa ) × 0,5 + Zugfestigkeit in Breitenrichtung ( MPa ) × 0,5 > 520 MPa
    Figure DE102019116610A1_0027
  • Außerdem erfüllt bei dem Formkörper, der mit dem Herstellungsverfahren der Ausführungsform (II) erhalten wird (zum Beispiel einem kastenförmigen Formkörper oder einem quaderförmigen Gehäuse für ein Kommunikationsgerät), das Biegemodul vorzugsweise die Formel (4) und erfüllt besonders bevorzugt die Formel (4)'. Biegemodul in L a ¨ ngsrichtung ( MPa ) × 0,5 + Biegemodul in Breitenrichtung ( MPa ) × 0,5 > 30  MPa
    Figure DE102019116610A1_0028
     Biegemodul in L a ¨ ngsrichtung ( MPa ) × 0,5 + Biegemodul in Breitenrichtung ( MPa ) × 0,5 > 32  MPa
    Figure DE102019116610A1_0029
  • Weiterhin ist bei dem Formkörper, der mit dem Herstellungsverfahren der Ausführungsform (II) erhalten wird (zum Beispiel einem kastenförmigen Formkörper oder einem quaderförmigen Gehäuse für ein Kommunikationsgerät), die nach einem KEC-Verfahren gemessene Abschirmungseigenschaft für elektrisches Feld vorzugsweise kleiner als 10 dB, besonders bevorzugt kleiner als 5 dB und ganz besonders bevorzugt kleiner als 0,1 dB in einem Frequenzband von 1 GHz. Die Abschirmungseigenschaft für elektrisches Feld kann je nach Art der Endlos-Verstärkungsfaser zum Beispiel gesenkt sein, und es ist besonders zu bevorzugen, eine Endlos-Verstärkungsglasfaser zu verwenden.
  • Außerdem beträgt bei dem Formkörper, der mit dem Herstellungsverfahren der Ausführungsform (II) erhalten wird (zum Beispiel einem kastenförmigen Formkörper oder einem quaderförmigen Gehäuse für ein Kommunikationsgerät), die mittlere Dicke vorzugsweise 1 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,5 mm oder weniger und ganz besonders bevorzugt 0,4 mm oder weniger.
  • In der vorliegenden Beschreibung können die Zugfestigkeit, der Biegemodul und die Abschirmungseigenschaft für elektrisches Feld mit den Verfahren gemessen werden, die im folgenden Abschnitt „Beispiele“ beschrieben sind.
  • Gehäuse für ein Kommunikationsgerät
  • Das Gehäuse für ein Kommunikationsgerät des Aspekts (II) ist ein Gehäuse für ein Kommunikationsgerät, das aus einem Verbundmaterial-Formkörper besteht, der ein thermoplastisches Harz und eine Endlos-Verstärkungsglasfaser enthält. Zum Beispiel kann es sich um einen Quader handeln.
  • In Bezug auf die Merkmale des Gehäuses handelt es sich dabei um ein Element, bei dem Radiowellendurchlässigkeit erforderlich ist, und die nach einem KEC-Verfahren gemessene Abschirmungseigenschaft für elektrisches Feld ist vorzugsweise kleiner als 10 dB, besonders bevorzugt kleiner als 5 dB und ganz besonders bevorzugt kleiner als 0,1 dB in einem Frequenzband von 1 GHz. Als Endlos-Verstärkungsfaser mit den obigen Merkmalen kann eine Endlos-Verstärkungsglasfaser verwendet werden.
  • Weiterhin sind als Merkmale des Gehäuses eine hohe Festigkeit und eine hohe Steifigkeit erforderlich.
  • Eine zu bevorzugende Ausführungsform ist ein Gehäuse, bei dem die Zugfestigkeit die obige Formel (3) erfüllt und der Biegemodul die obige Formel (4) erfüllt. Die Zugfestigkeit und der Biegemodul können in die gewünschten Bereiche gebracht werden, zum Beispiel indem man das Gehäuse über eine Vorform herstellt.
  • Die mittlere Dicke des Gehäuses beträgt vorzugsweise 1 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,5 mm oder weniger und am meisten bevorzugt 0,4 mm oder weniger. Wenn man zum Beispiel das Gehäuse über eine Vorform herstellt, ist es möglich, ein Gehäuse einer gewünschten Dicke mit weniger Störung der Endlosfaser und ohne Erzeugung von Hohlräumen herzustellen.
  • Das Gehäuse für ein Kommunikationsgerät kann zum Beispiel nach dem Herstellungsverfahren, wie es oben beschrieben ist, hergestellt werden.
  • Aspekt (III)
  • Im Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform des Aspekts (III) angegeben (im Folgenden als „Ausführungsform (III)“ bezeichnet). Der Aspekt (III) ist nicht auf die folgende Ausführungsform beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne von seinem Wesen abzuweichen.
  • Bei den Herstellungsverfahren gemäß Aspekt (I) und Aspekt (II), wie sie oben beschrieben sind, kann die Form zum Harzformen des Aspekts (III) verwendet werden.
  • Die Form zum Harzformen der Ausführungsform (III) kann ein Oberteil oder ein Unterteil einer Form oder beides sein, oder sie kann ein Teil oder alle Teile einer drei- oder mehrteiligen Form sein. Die Form zum Harzformen der Ausführungsform (III) kann auch in Kombination mit anderen Formen als derjenigen der Ausführungsform (III) verwendet werden.
  • Im Folgenden ist die Form zum Harzformen der Ausführungsform (III) auf der Basis der Zeichnungen beschrieben.
  • 16 zeigt als Beispiel ein Formoberteil, und es ist eine Querschnittsansicht, bei dem der Querschnitt von hohlen Rohren zu sehen ist. Die Form zum Harzformen 1 des Aspekts (III) umfasst wenigstens einen Gusskörper 3, der innen ein hohles Rohr 2 aufweist. Wenn die Form mit einem Gusskörper mit einem hohlen Rohr im Innern versehen ist, ist es möglich, den Abstand zwischen einer Hohlraum-Oberfläche und einem hohlen Rohr leicht einzustellen, ohne eine Furche durch Schneiden bereitzustellen. Der Abstand zwischen der Hohlraum-Oberfläche und dem hohlen Rohr kann zum Beispiel durch ein Verfahren eingestellt werden, bei dem die Hohlraum-Oberfläche eines die Hohlraum-Oberfläche bildenden Elements 4 geschnitten wird, oder ein Verfahren, bei dem ein hohles Rohr verwendet wird, das eine Form aufweist, die der später beschriebenen Form der Hohlraum-Oberfläche entspricht.
  • Es ist zu bevorzugen, dass die Form zum Harzformen der Ausführungsform (III) nur innerhalb des Gusskörpers mit einem Temperatursteuerungsmechanismus versehen ist.
  • In dieser Beschreibung bedeutet „innerhalb“, dass sich wenigstens ein Teil des äußeren Randes des hohlen Rohrs oder dergleichen innerhalb des Gusskörpers befindet, und umfasst zum Beispiel den Fall einer Struktur, bei der ein Teil des äußeren Randes des hohlen Rohrs oder dergleichen aus dem Gusskörper herausragt (2k in 20B). Unter den obigen Fällen ist es unter dem Gesichtspunkt der leichteren Herstellung zu bevorzugen, dass sich der gesamte Rand des hohlen Rohrs innerhalb des Gusskörpers (2g, 2h, 2i in 20B) befindet, und im Hinblick darauf, dass ein Gussmaterial häufig eine geringe Fließfähigkeit hat, und unter dem Gesichtspunkt der Erleichterung des Fließens des Gussmaterials zwischen dem hohlen Rohr und dem Ende des Gusskörpers und der festeren Fixierung der Position des hohlen Rohrs innerhalb des Gusskörpers ist es besonders zu bevorzugen, den Abstand zwischen dem hohlen Rohr und dem Ende des Gusskörpers zu erhöhen (zum Beispiel h2 in 20B auf 0,5 mm oder mehr einzustellen).
  • Die Anzahl der hohlen Rohre 2, die innerhalb des Gusskörpers 3 enthalten sind, unterliegt keiner besonderen Einschränkung, und es kann sich um eines oder mehrere handeln. Außerdem kann innerhalb des hohlen Rohrs 2 ein Medium zum Erhitzen oder Kühlen fließen, wie Öl, Wasser, Luft, Wasserdampf, überhitzter Dampf oder Nebel, oder ein elektrisches Heizgerät, wie ein Stabheizer, eine Kühlvorrichtung oder dergleichen kann in das hohle Rohr 2 eingearbeitet sein. Von den obigen Fällen ist es zu bevorzugen, ein hohles Rohr, das ein Heizmedium enthält, und ein hohles Rohr, das ein Kühlmedium enthält, mitzuverwenden. Unter dem Gesichtspunkt der Kosteneffektivität ist das Erhitzungsmedium vorzugsweise ein Patronenheizer, und das Kühlmedium ist vorzugsweise Wasser.
  • Ein elektrisches Heizgerät 7, wie ein Stabheizer oder ein Plattenheizer, kann sich weiterhin innerhalb des Gusskörpers 3 befinden (18A, 19A, 20A und 21A).
  • Der Gusskörper 3 umfasst vorzugsweise eine Heizeinrichtung und eine Kühleinrichtung.
  • Beispiele für die Heizeinrichtung sind ein hohles Rohr, das ein Heizmedium enthält, und ein elektrisches Heizgerät. Beispiele für die Kühleinrichtung umfassen ein hohles Rohr, das ein Kühlmedium enthält.
  • Ein Verteiler 8 kann sich weiterhin in dem Gusskörper 3 befinden (21A, 21B, 21C und 21F). Der Verteiler befindet sich vorzugsweise innerhalb des Gusskörpers 3. Es ist zu bevorzugen, dass der Verteiler 8 mit dem hohlen Rohr 2 verbunden ist, und es ist besonders zu bevorzugen, dass der Verteiler mit einer Vielzahl von hohlen Rohren verbunden ist und sich der gesamte äußere Rand des Verteilers innerhalb des Gusskörpers befindet (21C). Der Verteiler 8 und das hohle Rohr 2 können aus demselben Material oder aus verschiedenen Materialien bestehen. Unter dem Gesichtspunkt der Festigkeit der Schweißung bestehen sie jedoch vorzugsweise aus demselben Material. Der Verteiler wird vorzugsweise von demselben Medium durchflossen wie das damit verbundene hohle Rohr, oder dasselbe elektrische Heizgerät ist eingebaut oder dergleichen.
  • Beispiele für das Verfahren zur Verbindung des Verteilers 8 und des hohlen Rohrs 2 sind ein Verfahren, bei dem die Verbindungsteile des hohlen Rohrs und des Verteilers aneinander geschweißt und befestigt werden, und ein Verfahren, bei dem die Teile verbunden werden, indem man den Rand mit einem Gussmaterial fixiert. Wenn sich ein Verteiler innerhalb der Form befindet, kann die Wirkung der Änderung der Temperatur durch das Medium in dem hohlen Rohr und in dem Verteiler verbessert werden, und die zur Umordnung der Form erforderliche Zeit kann verkürzt werden.
  • Die Form des hohlen Rohrs 2 kann linear sein, oder es kann einen gebogenen Teil aufweisen. Die Form mit einem gebogenen Teil kann zum Beispiel dadurch hergestellt werden, dass man eine Vielzahl von Arten von hohlen Rohren verbiegt, schweißt, durch Metall-3D-Druck oder andere Verfahren. Von den obigen Fällen kann durch Kombinieren eines durch Metall-3D-Druck erzeugten Rohrs und eines durch Biegen erzeugten Rohrs mit geringen Kosten ein Rohr mit einer komplizierten Form und einer ausgezeichneten Temperaturänderungswirkung entstehen.
  • Es ist zu bevorzugen, dass das hohle Rohr ein hohles Rohr mit einem gebogenen Teil umfasst, und es ist besonders zu bevorzugen, dass alle hohlen Rohre hohle Rohre mit einem gebogenen Teil sind.
  • Unter dem Gesichtspunkt von Festigkeit und leichter Bearbeitung kann das Material des hohlen Rohrs 2 eine Aluminiumlegierung der Reihe Nr. 3000, der Reihe Nr. 4000, der Reihe Nr. 5000, der Reihe Nr. 6000 oder der Reihe Nr. 7000, Kupferlegierung, SUS oder dergleichen sein.
  • In der Form zum Harzformen der Ausführungsform (III) kann der Gusskörper 3 eine Hohlraum-Oberfläche bilden. Es ist jedoch zu bevorzugen, dass der Gusskörper 3 keine Hohlraum-Oberfläche umfasst.
  • Der Gusskörper 3 befindet sich vorzugsweise in Kontakt mit einem eine Hohlraum-Oberfläche bildenden Element 4 auf der Seite der Hohlraum-Oberfläche und in Kontakt mit einer Wärmeisolationsplatte 5 oder einem später beschriebenen Verstärkungselement 6 auf der Oberflächenseite gegenüber der Hohlraum-Oberfläche.
  • Beispiele für das Material (Gussmaterial) des Gusskörpers 3 sind eine Aluminiumlegierung zum Gießen, eine Kupferlegierung, SUS, Gusseisen, Gussbronze und Gussmagnesium.
  • Der Gusskörper 3 und das hohle Rohr 2 bestehen unter dem Gesichtspunkt der Festigkeit vorzugsweise aus Metall. Von den obigen Fällen bestehen das gegossene Metall 3 und das hohle Rohr 2 unter dem Gesichtspunkt der festeren Verbindung des Gusskörpers und des hohlen Rohrs und der genaueren und leichteren Steuerung des Abstands zwischen der Hohlraum-Oberfläche und dem hohlen Rohr vorzugsweise aus demselben Metall (zum Beispiel einer Aluminiumlegierung).
  • Die Hohlraum-Oberfläche der Form der Ausführungsform (III) wird unter dem Gesichtspunkt der Haltbarkeit der Form, der leichten Einstellung des Abstands zwischen dem elektrischen Heizgerät oder dem Kühlmediumdurchlass und der Hohlraum-Oberfläche, der Haltbarkeit der Formoberfläche und der Anfälligkeit für Beschädigungen vorzugsweise durch das eine Hohlraum-Oberfläche bildende Element 4 gebildet. Der Gusskörper 3 und das die Hohlraum-Oberfläche bildende Element 4 können miteinander in Kontakt sein, oder sie können andere Elemente dazwischen umfassen. Von den obigen Fällen sind der Gusskörper 3 und das die Hohlraum-Oberfläche bildende Element 4 unter dem Gesichtspunkt der Erleichterung der Produktion und der Verkürzung des Abstands zwischen dem hohlen Rohr 2 und der Hohlraum-Oberfläche in dem Gusskörper 3 vorzugsweise in Kontakt miteinander. In dem Fall, bei dem der Gusskörper 3 und das die Hohlraum-Oberfläche bildende Element 4 in Kontakt miteinander sind, ist, wenn der Abstand zwischen dem hohlen Rohr 2 und dem die Hohlraum-Oberfläche bildenden Element kurz ist (zum Beispiel beträgt der Abstand zwischen der Grenzfläche zwischen dem Gusskörper 3 und dem die Hohlraum-Oberfläche bildenden Element 4 und dem äußeren Ende der Grenzflächenseite des hohlen Rohrs 2 -5 mm oder weniger), die Temperaturänderungswirkung gut, und wenn der Abstand groß ist (zum Beispiel beträgt der Abstand zwischen der Grenzfläche zwischen dem Gusskörper 3 und dem die Hohlraum-Oberfläche bildenden Element 4 und dem äußeren Ende der Grenzflächenseite des hohlen Rohrs 2 1,5 mm oder mehr), fließt das Gussmaterial leicht in den Zwischenraum zwischen dem hohlen Rohr 2 und dem die Hohlraum-Oberfläche bildenden Element 4, was weiterhin die Produktion erleichtert. Von den obigen Fällen ist der Abstand zwischen der Grenzfläche zwischen dem Gusskörper 3 und dem die Hohlraum-Oberfläche bildenden Element 4 und dem äußeren Ende der Grenzflächenseite des hohlen Rohrs 2 unter dem Gesichtspunkt der Ausgewogenheit zwischen der Temperaturänderungswirkung und der leichten Produktion vorzugsweise -3 mm bis 1 mm.
  • In der Form zum Harzformen der Ausführungsform (III) ist der Abstand zwischen der Hohlraum-Oberfläche und dem äußeren Ende auf der Hohlraum-Oberflächenseite des hohlen Rohrs unter dem Gesichtspunkt des leichten Erhalts der Temperaturänderungswirkung der Hohlraum-Oberfläche durch das Medium (zum Beispiel das Kühlmedium) in das hohle Rohr vorzugsweise gering und beträgt besonders bevorzugt 50 mm oder weniger.
  • Das die Hohlraum-Oberfläche bildende Element 4 kann aus einem Material (zum Beispiel Metall) bestehen, das von dem Metall, das den Gusskörper bildet, verschieden ist. Das die Hohlraum-Oberfläche bildende Element 4 besteht unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung von Verschleiß und Beschädigung der Hohlraum-Oberfläche und unter dem Gesichtspunkt der Dehnung des Endes des Rohrs (Verbindungsbefestigungsteil), das in einer vorstehenden Weise aus einem eingegossenen Teil (Erhitzungs- und Kühlungsteil) an einem Verstärkungselement vorbei ausgegossen ist, um ein Austreten des Mediums in dem Rohr aufgrund der Lockerung der Verbindung des hohlen Rohrs, die durch Erhitzen oder Kühlen verursacht wird, zu verhindern, vorzugsweise aus einem Element mit einer Härte, die größer ist als die des Metalls, das den Gusskörper bildet, und besonders bevorzugt aus einem Metall mit einer hohen Härte (zum Beispiel einem Metall mit einer Brinell-Härte von 90 HB oder mehr). Beispiele für das Metall des die Hohlraum-Oberfläche bildenden Elements sind eine Aluminiumlegierung der Reihe Nr. 7000, eine Aluminiumlegierung der Reihe Nr. 6000, eine Kupferlegierung und SUS.
  • Man beachte, dass „Härte“ eine gemäß JIS Z2243 gemessene Brinell-Härte bedeutet.
  • Unter dem Gesichtspunkt der Festigkeit und der Wärmeleitung ist es zu bevorzugen, dass wenigstens ein Teil des die Hohlraum-Oberfläche bildenden Elements 4 an den Gusskörper 3 geschweißt ist, und es ist besonders zu bevorzugen, dass das die Hohlraum-Oberfläche bildende Element 4 über die gesamte Fläche gegenüber der Hohlraum-Oberfläche an den Gusskörper 3 geschweißt ist (16).
  • Beispiele für das Schweißverfahren umfassen ein Verfahren, bei dem das die Hohlraum-Oberfläche bildende Element 4 mit großer Härte während des Gießens in einer Form platziert wird, das hohle Rohr 2 daraufgehalten wird, ein geschmolzenes Gussmaterial eingefüllt wird und durch die Hitze des Gussmaterials geschweißt wird.
  • Die Form zum Harzformen der Ausführungsform (III) umfasst vorzugsweise weiterhin ein Verstärkungselement 6 zum Verstärken des Gusskörpers 3. Ein Gusskörper kann im Vergleich zu einem geschnittenen Körper leicht hergestellt werden. Ein Gusskörper neigt jedoch zur Verformung, wenn er einem starken Druck ausgesetzt ist, so dass er sich aufgrund des während des Spritzgießens auf das Formenoberteil und -unterteil ausgeübten Drucks oder dergleichen verformen kann. Ein Verstärkungselement, das Druck aufnimmt, kann die Verformung des Gusskörpers unterdrücken.
  • Beispiele für das Verstärkungselement 6 sind eine Formbasis, ein Positionierungsstift und ein abgestufter Stift. Durch Bereitstellen des Verstärkungselements 6 wird der Gusskörper 3 verstärkt, und der Gusskörper 3 und das hohle Rohr 2 innerhalb des Gusskörpers 3 werden weniger wahrscheinlich zerdrückt. Durch die enge Befestigung des Gusskörpers 3 und des die Hohlraum-Oberfläche bildenden Elements 4 durch Schweißen oder Befestigen mit einem Bolzen kann die Wärmeleitung effizient durchgeführt werden. Indem man den Gusskörper 3 und das Verstärkungselement 6 mit einem Bolzen oder dergleichen befestigt, kann jedes Element genauer positioniert werden. Indem man eine Wärmeisolierungsplatte zwischen dem Verstärkungselement 6 und dem Gusskörper 3 einfügt, ist es möglich, zu verhindern, dass Wärme nach draußen entweicht.
  • Das Verstärkungselement 6 kann mit dem Gusskörper in Kontakt sein oder auch nicht. Zum Beispiel kann sich das Verstärkungselement auf der Seite gegenüber der Hohlraum-Oberfläche und außerhalb des Gusskörpers befinden (16), oder es kann teilweise durch den Gusskörper 3 und/oder das die Hohlraum-Oberfläche bildende Element 4 dringen. Das Verstärkungselement 6 befindet sich vorzugsweise auf der Fläche gegenüber der Hohlraum-Oberflächenseite des Gusskörpers 3 (16), und ist besonders bevorzugt mit der Fläche gegenüber der Hohlraum-Oberflächenseite des Gusskörpers 3 in Kontakt. Das Verstärkungselement 6 kann sich auf fünf Flächen befinden, wobei die Hohlraum-Oberfläche der Form zum Harzformen ausgeschlossen ist.
  • Die Form zum Harzformen kann weiterhin mit einer Wärmeisolationsplatte 5 versehen sein.
  • Die Wärmeisolationsplatte 5 befindet sich vorzugsweise zum Beispiel zwischen dem Gusskörper 3 und dem Verstärkungselement 6. Durch die Bereitstellung der Wärmeisolationsplatte 5 kann verhindert werden, dass die Wärme des Gusskörpers 3 zum Verstärkungselement 6 geleitet wird, und die Temperatur des Gusskörpers 3 wird aufrechterhalten.
  • Die Form des Formhohlraums, bei dem es sich um einen Innenraum handelt, der durch Schließen der Form zum Harzformen entsteht, unterliegt keiner besonderen Einschränkung und kann zweckmäßigerweise gemäß dem herzustellenden Formkörper gewählt werden. Die Hohlraum-Oberfläche der Form kann eine flache Oberfläche, eine unebene Oberfläche, eine gewellte Oberfläche, eine Kombination davon oder dergleichen sein.
  • Die Hohlraum-Oberfläche der Form zum Harzformen kann einer Trennbehandlung unterzogen werden.
  • Beispiele für die Trennbehandlung sind ein Verfahren, bei dem ein externes Trennmittel auf die Formhohlraum-Oberfläche aufgetragen wird, und ein Verfahren, bei dem die Formoberfläche im Voraus einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird.
  • Bei dem externen Trennmittel kann es sich um kommerziell erhältliche auf Kohlenwasserstoffbasis, auf Fluorbasis, auf Silikonbasis, auf Pflanzenölbasis oder Bornitrit oder dergleichen handeln, und von diesen sind solche auf Kohlenwasserstoffbasis geeignete Beispiele für das externe Trennmittel für einen Formkörper, der ein Polyamidharz enthält.
  • Außerdem sind Beispiele für das Verfahren, bei dem die Formoberfläche im Voraus einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, bekannte Techniken, wie Anwenden einer Verchromung, Titannitridbehandlung, Beschichtung mit einem Harz auf Fluorbasis, Keramikbeschichtung, Silikonbeschichtung oder PTFE-Beschichtung auf die Formoberfläche.
  • Ein Verfahren zur Herstellung der Form zum Harzformen der Ausführungsform (III) wird anhand der 17A bis 17E beschrieben.
  • Ein Material 41 für das eine Hohlraum-Oberfläche bildende Element aus einer harten Aluminiumlegierung (zum Beispiel einer Aluminiumlegierung der Reihe Nr. 7000), wobei eine Fläche gegenüber der Hohlraum-Oberfläche gemäß der Form einer geplanten Hohlraum-Oberfläche im Voraus abgeschnitten wurde, und ein hohles Rohr 2, das gemäß der Form der gewünschten Hohlraum-Oberfläche gebogen wurde, werden in eine Sandform 9 aus einem Holzrahmen (zum Beispiel eine Sandform zum Aluminiumgießen) gebracht, und ein geschmolzenes Gussmaterial wird in die Form gegeben, um ein Sandgussverfahren durchzuführen (17A).
  • Anschließend wird die Sandform abgekühlt (17B), und die Sandform 9 wird entfernt (17C).
  • Anschließend wird die Hohlraum-Oberflächenseite des Materials 41 des die Hohlraum-Oberfläche bildenden Elements gemäß der gewünschten Form der Hohlraum-Oberfläche abgeschnitten, wobei man ein Laminat aus einem Gusskörper 3, der innen ein hohles Rohr 2 aufweist, und einem eine Hohlraum-Oberfläche bildenden Element 4 erhält (17D).
  • Anschließend werden eine Wärmeisolationsplatte 5 und ein Verstärkungselement 6 auf die Fläche gegenüber der Hohlraum-Oberfläche des Gusskörpers 3 laminiert, wobei man ein Formoberteil erhält (17E).
  • Die Form zum Harzformen kann zum Harzformen verwendet werden. Spezielle Beispiele für die Anwendung der Form sind das Erhitzen und Abkühlen eines Harzes (zum Beispiel ein später beschriebenes thermoplastisches Harzverbundmaterial) zum Formen, das Formen eines dreidimensionalen Formkörpers und das gleichmäßige Erhitzen und Abkühlen einer Oberfläche des Formhohlraums.
  • Der erhaltene Formkörper kann zum Beispiel als strukturelle Materialien, wie bei Flugzeugen, Fahrzeugen und Baumaterialien, elektrische und elektronische Elemente und Gehäuse von elektrischen und elektronischen Elementen, Schrauben, Unterlegscheiben und dergleichen verwendet werden. Beispiele für die strukturellen Materialien bei Fahrzeugen sind Chassis/Fahrwerk, Federungssystem, Antriebssystemelemente, Innenraumelemente, Außenelemente, funktionelle Elemente, Elemente des Beschleunigerpedals und des Bremspedals und Grundlagen davon sowie Sitzelemente.
  • Das Harz ist vorzugsweise ein thermoplastisches Harz, und Beispiele dafür sind ein Harz auf Polyolefinbasis, wie Polyethylen und Polypropylen; ein Harz auf Polyamidbasis, wie Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 46, Polyamid 6/12, Polyamid 6/10, Polyamid 61 und Polyamid 6T; ein Harz auf Polyesterbasis, wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Polytrimethylenterephthalat; ein Harz auf Polyacetalbasis, wie Polyoxymethylen; ein Harz auf Polycarbonatbasis; ein Polyetherketon; ein Polyetheretherketon; ein Polyethersulfon; ein Polyphenylensulfid; ein thermoplastisches Polyetherimid; ein thermoplastisches Harz auf Fluorbasis, wie Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer; und modifizierte thermoplastische Harze, die durch Modifizieren der obigen Harze erhalten werden. Unter diesen ist unter dem Gesichtspunkt der mechanischen physikalischen Eigenschaften, der Vielseitigkeit und der Beständigkeit gegenüber Dauerbelastung ein Harz auf Polyamidbasis zu bevorzugen (und Polyamid 66 ist besonders zu bevorzugen).
  • Das thermoplastische Harz kann allein oder in einer Kombination von mehreren thermoplastischen Harzen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten verwendet werden. Ein Gemisch von PA 66 und PA 6, PA 6/12, PA 6/10, PA 6T oder dergleichen kann zweckmäßigerweise verwendet werden.
  • Der Schmelzpunkt des Harzes beträgt vorzugsweise 200 °C oder höher und 350 °C oder niedriger und besonders bevorzugt 280 °C oder höher.
  • Das Harz ist vorzugsweise ein thermoplastisches Harzverbundmaterial, das ein thermoplastisches Harz und eine Verstärkungsfaser enthält. Die Verstärkungsfaser ist vorzugsweise eine Endlosfaser.
  • Beispiele für die Endlosfaser sind eine Glasfaser, Kohlenstofffaser, Aramidfaser, ultrahochfeste Polyethylenfaser, Flüssigkristall-Polyesterfaser, Polyketonfaser, Metallfaser und Keramikfaser. Von diesen sind unter dem Gesichtspunkt der mechanischen Eigenschaften, thermischen Eigenschaften und der Vielseitigkeit und Ökonomie eine Endlos-Verstärkungsglasfaser zu bevorzugen.
  • Beispiele
  • Es folgt eine ausführlichere Beschreibung des Aspekts (I) anhand von Beispielen. Der Aspekt (I) ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • Thermoplastisches Harzverbundmaterial
  • Die folgenden beiden Typen von Materialien wurden als thermoplastische Harzverbundmaterialen zum Formen verwendet.
  • Verbundmaterial A: Kombiniertes Filamentgarn-Verbundmaterial
  • Eine Polyamid-66-Faser (Produktname: LEONA® (LEONA ist eine eingetragene Marke in Japan, anderen Ländern oder beides) 470/144 BAU (hergestellt von Asahi Kasei Corp. Fibers & Textiles), Feinheit: 470 dtex, Einzelgarnzahl: 144), die keiner Verschlingungsbehandlung unterzogen wurde, wurde als Faser aus thermoplastischem Harz verwendet.
  • Zwei Bündel Glasfaser mit einer Feinheit von 685 dtex und einer Einzelgarnzahl von 400 und zwei Bündel der oben genannten PA-Faser mit einer Feinheit von 470 dtex wurden gedoppelt und parallel angeordnet, dann im Wesentlichen senkrecht einer Fluidverschlingungsdüse zugeführt und dann einer Fluidverschlingung unter den folgenden Bedingungen unterzogen, wobei man ein Verbundgarn erhielt.
    • - Fluidverschlingungsdüse: KYOCERA KC-AJI-L (1,5 mm Durchmesser, Propulsionstyp)
    • - Luftdruck: 2 kg/cm2
    • - Verarbeitungsgeschwindigkeit: 30 m/min
  • Das Verbundgarn wurde als Kett- und Schussfaden verwendet, um ein Gewebe (Textil) mit einer Kettdichte von 6 Garnen/5 mm und einer Schussdichte von 6 Garnen/5 mm zu weben. Während des Webens traten keine Fussel oder Fibrillen auf, in der Webmaschine wurde keine Anhaftung von Abfallgarn oder Pilling beobachtet, und die Webeigenschaften waren gut.
  • Sieben Stücke des Gewebes wurden aufeinander laminiert und so zugeschnitten, dass sie zu der Form eines gewünschten Pressformkörpers passt. Eine heiße Klinge wurde auf eine Temperatur von 330 °C erhitzt und dann verwendet, um das Laminat von 7 Stücken zu schneiden. Die geschnittene Oberfläche wurde angeschmolzen, wobei man ein Verbundmaterial mit ausgezeichneter Handhabbarkeit erhielt. Der Volumenanteil der Verstärkungsfaser in dem Gewebe betrug 38 Vol.-%, und das Massenverhältnis der Verstärkungsfaser in dem Gewebe betrug 65 Massen-%.
  • Verbundmaterial B: Beschichtetes Verbundgarn-Verbundmaterial
  • Ein beschichtetes Verbundgarn wurde mit dem folgenden Verfahren unter den folgenden Bedingungen hergestellt.
  • - Endlos-Verstärkungsfaser -
  • Endlos-Verstärkungsfaser (A)
  • Eine Glasfaser mit einer Feinheit von 685 dtex, einem mittleren Einzelgarndurchmesser von 9,2 µm und einer Einzelgarnzahl von 400 wurde als Endlos-Verstärkungsfaser (A) verwendet.
  • - Thermoplastisches Harz (Beschichtungsharz) -
  • Beschichtungsmaterial 1: PA 66 (hergestellt von Asahi Kasei Chemicals Corporation, 1402S-011)
  • Beschichtungsmaterial 2: (Vor)Compound von copolymerisiertem PA 6/12 (hergestellt von EMS-CHEMIE (Japan) Ltd., Grilon CF6S nat)
  • Das Beschichtungsmaterial 1 und das Beschichtungsmaterial 2 wurden nach dem folgenden Verfahren miteinander gemischt, wobei man ein gemischtes Compound erhielt. Ein Doppelschneckenextruder (TEM 26 SS) wurde verwendet, um das Compoundieren durchzuführen, wobei das Massenverhältnis von PA 66 und copolymerisiertem PA 6/12 8 : 1 betrug. Die Rotationsgeschwindigkeit des Extruders betrug 200 U/min, die Austragungsmenge betrug 15 kg/h, und die Extrusionstemperatur betrug 270 °C. Das System wurde über einen Vakuumanschluss vor den Düsen evakuiert. Der Schmelzpunkt des erhaltenen Compounds betrug 265 °C.
  • Ein beschichtetes Verbundgarn, bei dem drei Endlos-Verstärkungsfasern (A) mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet wurden, wurde unter den folgenden Bedingungen hergestellt, wobei eine von der ITOCHU SysTech Corporation hergestellte Garnbeschichtungsvorrichtung (unter Verwendung eines von Trawon hergestellten Extruders und einer von SAHM hergestellten Wickelmaschine) verwendet wurde.
  • Beschichtungsbedingung
  • Anzahl der Glasfaserbündel: 3
    Innendurchmesser von Loch A: 0,60 mm
    Innendurchmesser von Loch B: 0,60 mm
    Abstand zwischen den Löchern A und B: 2,0 mm
    Harzextrusionsgeschwindigkeit: 40 U/min
    Wickelgeschwindigkeit: 500 m/min
    Düsentemperatur (Temperatur des Zylinderauslasses und der Löcher A und B): 300 °C
    Eingestellte Temperatur des Extruderzylinderteils: 300 °C
    Garnspannung: 0,2 N
  • Verfahren zur Herstellung des Gewebes
  • Das beschichtete Verbundgarn, das so erhalten wurde, wie es oben beschrieben ist, wurde als Kett- und Schussgarn verwendet, um ein Gewebe von 600 g/m2 mit einer 4-4-Köperbindung unter Verwendung einer Greiferwebmaschine (DORNIER RAPIER WEAVING MACHINE P1, hergestellt von DORNIER) zu weben.
  • Verbundmaterial B: Das oben genannte Gewebe mit einem beschichteten Verbundgarn, das ein Compoundprodukt von PA 66 und PA 6/12 enthält.
  • Der Volumenanteil der Verstärkungsfaser in dem Gewebe betrug 38 Vol.-%, und der Massenanteil der Verstärkungsfaser in dem Gewebe betrug 65 Massen-%.
  • Das zum Formen verwendete Gewebe kann gegebenenfalls getrocknet werden. Insbesondere in dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz aus PA-Harz besteht, das anfällig für Hydrolyse ist, ist es, um die physikalischen Eigenschaften eines endgültigen Formkörpers aufrechtzuerhalten, zu bevorzugen, das Substrat zu trocknen, um eine durch direktes Einfüllen des Substrats in eine heiße Form verursachte Hydrolyse zu verhindern.
  • Formverfahren
  • Formkörper wurden nach dem folgenden Verfahren eines in 1 gezeigten Formpressverfahrens hergestellt. In den Beispielen 1-9 bis 1-13 begann nach dem Einfüllen des Verbundmaterials die Temperatur der Hohlraum-Oberfläche der Form zu steigen, und dann wurde die Form allmählich geschlossen.
  • Das Formwerkzeug wurde von der Toshiba Machine Co., Ltd. (S100V-8A) mit einer maximalen Klemmkraft von 300 Tonnen hergestellt. Die Form und ausführliche Bedingungen für jedes Verfahren jedes Beispiels und Vergleichsbeispiels sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Wie in 2 gezeigt ist, stellt das Material des ersten Teils in Tabelle 1 eine Teilform dar, die eine Oberfläche des Formhohlraums zum Formen eines Formkörpers bildet, und das Material des zweiten Teils stellt einen Formteil außerhalb des ersten Teils dar.
  • Verfahren 1: Einfüllen von Verbundmaterial
  • Die Form wurde geöffnet, und ein Satz Verbundmaterial (ein Laminat von sieben Stücken eines Gewebes im Falle von Verbundmaterial A und ein Laminat von sechs Stücken des Gewebes im Falle von Verbundmaterial B), das in die gewünschte Form geschnitten wurde, wurde auf einer vorbestimmten Position in die Form eingefüllt, als die Temperatur der Hohlraum-Oberfläche T3 °C betrug.
  • Verfahren 2: Erhitzen der Form
  • Nach dem Einfüllen des Verbundmaterials in den Formhohlraum wurde die Form geschlossen, und die Temperatur der Hohlraum-Oberfläche wurde auf T1 erhöht, und das Polyamidharz des Verbundmaterials wurde in der Form geschmolzen, und die Endlos-Glasfaser wurde damit imprägniert.
  • Verfahren 3: Trennen der Form und Abkühlen
  • Die Hohlraum-Oberfläche wurde auf T2 °C gekühlt, indem man zum Beispiel Kühlwasser von 25°C durch eine Kühlmedium-Fließpassage leitet, wobei die Hohlform geschlossen ist. Wasserdampf und Druckluft könnten gegebenenfalls verwendet werden, um die Form zu kühlen. Die Einzelheiten des Kühlmediums sind kollektiv in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Verfahren 4: Entformung
  • Die Form wurde geöffnet, als die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche T2 °C betrug, und ein Formkörper wurde sofort herausgenommen. Zurück zu Verfahren 1.
  • Die Abkühlungsgeschwindigkeit ist eine Abkühlungsgeschwindigkeit, mit der die Formhohlraum-Oberfläche von der hohen Temperatur (T1 °C) auf die niedrige Temperatur (T2 °C) abgekühlt wird. Die Erhitzungsgeschwindigkeit ist eine Erhitzungsgeschwindigkeit, mit der die Hohlraum-Oberfläche von der Temperatur (T3 °C) zum Einfüllen des Verbundmaterials auf die hohe Temperatur (T1 °C) erhitzt wird. In Bezug auf die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche wurde die Korrelation zwischen der Temperatur der Hohlraum-Oberfläche und der Temperatur in der Nähe der Hohlraum-Oberfläche im Voraus bestimmt, und die tatsächliche Temperatursteuerung während des Formens wurde auf der Basis der Temperatur in der Nähe der Hohlraum-Oberfläche durchgeführt.
  • Beispiel I-1
  • Ein Formkörper von 250 mm x 250 mm mit einer Dicke von 2 mm wurde unter Verwendung des Verbundmaterials A hergestellt. Die Form wurde geöffnet, das Verbundmaterial A wurde eingefüllt, als die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (die Temperatur zum Einfüllen des Verbundmaterials, T3 °C) 250 °C betrug, und die Form wurde unter einem Klemmdruck von 10 MPa geschlossen. Bei geschlossener Form wurde die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (T1 °C) auf 290 °C erhöht und 45 Sekunden lang auf 290 °C gehalten, dann wurde die Form unter Verwendung von Wasser und Druckluft als Kühlmedien auf die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (T2 °C) von 240 °C abgekühlt, und die Form wurde geöffnet, um einen Formkörper herauszunehmen. Die Zeit, während der die Temperatur des Formkörpers höher oder gleich dem Schmelzpunkt (265°C) des thermoplastischen Harzes war, betrug 63 Sekunden. Mit dem obigen Verfahren wurden kontinuierlich Formkörper hergestellt. Die Zeit von T3 auf T1 betrug 20 Sekunden, T1 wurde 45 Sekunden lang beibehalten, die Zeit zur Senkung der Temperatur von T1 auf T2 betrug 10 Sekunden, und der Formzyklus dauerte 85 Sekunden. Die Details der Formbedingungen und der Eigenschaften des Formkörpers sind in Tabelle 1 aufgeführt. „Formzyklus“ bezieht sich auf die erforderliche Zeit, um die Temperatur von T3 auf T1 und T2 zu ändern und dann zu T3 zurückzukehren. Die Zeit zum Herausnehmen des Formkörpers bei T2 °C betrug etwa 5 Sekunden, und die Erhitzungsgeschwindigkeit von T2 auf T3 war dieselbe wie die Erhitzungsgeschwindigkeit von T3 auf T1.
  • Der Füllfaktor des verwendeten Verbundmaterials A bei T3 (250 °C) betrug 115%.
  • Die Erhitzungsgeschwindigkeit der Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche in Beispiel I-1 betrug 120 °C/min, und die Abkühlungsgeschwindigkeit betrug 300 °C/min.
  • Die Form war ein Formoberteil und ein Formunterteil, einschließlich eines ersten Teils, das aus einer Aluminiumlegierung bestand und einen Kühlmediumfließdurchgang aufwies, und eines zweiten Teils, das aus Kohlenstoffstahl bestand und ein Heizgerät aufwies (2). Die Wärmeleitfähigkeit des ersten Teils, das aus einer Aluminiumlegierung bestand, betrug 140 W·m-1·K-1, und die Wärmeleitfähigkeit des zweiten Teils, das aus Kohlenstoffstahl bestand, betrug 45 W·m-1·K-1. Außerdem wurde ein externes Trennmittel auf Kohlenwasserstoffbasis (Chem Lease 2166, hergestellt von Chem Lease Japan Co., Ltd.) auf die Hohlraum-Oberfläche der Form aufgetragen.
  • Beispiel I-2
  • Ein Formkörper wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1-1 hergestellt, außer dass das Verbundmaterial B verwendet wurde und die T1-Haltezeit geändert wurde. Die Details der Formungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Der Füllfaktor des verwendeten Verbundmaterials B bei T3 (250 °C) betrug 0%.
  • Beispiel I-3
  • Ein Formkörper wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1-2 hergestellt, außer dass die Temperaturen T2 und T3 geändert wurden. Die Details der Formungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Der Füllfaktor des verwendeten Verbundmaterials B bei T3 (255 °C) betrug 0%.
  • Beispiel I-4
  • Ein Formkörper wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1-2 hergestellt, außer dass die Temperaturen T1, T2 und T3 geändert wurden. Die Details der Formungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Der Füllfaktor des verwendeten Verbundmaterials B bei T3 (262 °C) betrug 0%.
  • Beispiel I-5
  • Eine flache Platte wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1-2 geformt, wobei das erste Teil der Form aus Corson-Legierung bestand, einer Kupferlegierung mit einer Wärmeleitfähigkeit von 165 W·m-1·K-1 (MoldMax-V, hergestellt von Materion Blush), und das zweite Teil aus Kohlenstoffstahl mit einer Wärmeleitfähigkeit von 45 W·m-1·K-1 bestand. Das verwendete Verbundmaterial war ähnlich dem von Beispiel 1-2. Die Details der Formungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt, und die anderen Bedingungen waren dieselben wie in Beispiel 1-2.
  • Der Füllfaktor des verwendeten Verbundmaterials B bei T3 (270 °C) betrug 0%.
  • Beispiel I-6
  • Ein Formkörper wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1-4 hergestellt, außer dass die Hohlraum-Oberfläche der Form mit einem Harz auf Fluorbasis beschichtet war und einer Oberflächentrennbehandlung unterzogen wurde und dass kein externes Trennmittel aufgetragen wurde. Die Details der Formungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die Entformbarkeit war derjenigen beim Auftragen eines externen Trennmittels überlegen, so dass es zum Zeitpunkt des Entformens des Formkörpers keine Verformung oder dergleichen gab, und die physikalischen Eigenschaften waren gut.
  • Beispiel I-7
  • Nach der Entformung wurde der in Beispiel 1-6 hergestellte Formkörper sofort in eine andere Form (Korrekturvorrichtung) eingesetzt, die einen Hohlraum derselben Größe wie die in Beispiel 1-6 verwendete Form aufwies, wobei die Formtemperatur auf 100 °C eingestellt worden war, und die Form 45 Sekunden lang unter einer Last von 1 MPa belassen worden war.
  • Der erhaltene Formkörper hatte ein gutes Erscheinungsbild ohne Verzug.
  • Die Details der Formungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Beispiel I-8
  • Eine Form für einen kastenförmigen Formkörper wurde verwendet, wobei es sich bei dem Material des ersten Teils und dem Material des zweiten Teils der Form um dieselbe Aluminiumlegierung wie in Beispiel 1-1 handelte. Die verwendete Form war dieselbe wie in Beispiel 1-6, wobei die Hohlraum-Oberfläche einer Trennbehandlung durch Beschichtung mit einem Harz auf Fluorbasis unterzogen worden war. Die Abmessungen des kastenförmigen Formkörpers waren wie folgt: Die Form des Bodens war ein 215 mm langes und 215 mm breites Quadrat, und vier Seitenwände mit einer Höhe von 30 mm, bezogen auf den Boden, waren unter einem Winkel von 60 Grad, bezogen auf den Boden, angeordnet. T1 betrug 290 °C, T2 betrug 250 °C, T3 betrug 255 °C, und die T1-Haltezeit betrug 50 Sekunden.
  • Die Form wurde geöffnet, das Verbundmaterial A wurde eingefüllt, als die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (die Temperatur zum Einfüllen des Verbundmaterials, T3 °C) 255 °C betrug, und die Form wurde unter einem Klemmdruck von 10 MPa geschlossen. Bei geschlossener Form wurde die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (T1 °C) auf 290 °C erhöht und 50 Sekunden lang auf 290 °C gehalten, dann wurde die Form unter Verwendung von Wasser und Druckluft als Kühlmedien auf die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (T2 °C) von 250 °C abgekühlt, und die Form wurde geöffnet, um einen Formkörper herauszunehmen. Die Erhitzungsgeschwindigkeit der Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche betrug 100 °C/min, und die Abkühlungsgeschwindigkeit betrug 250 °C/min.
  • Die Details der Formungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Das Erscheinungsbild des Formkörpers war gut. Es wurde jedoch der Bruch einiger Glasfasern visuell bestätigt, indem man den Boden und die Eckteile der Seitenwände beobachtete.
  • Die Festigkeitsbewertung und Vf-Messung des Formkörpers wurden unter Verwendung eines Probekörpers durchgeführt, der in der Nähe der Mitte des Bodens des kastenförmigen Formkörpers herausgeschnitten war.
  • Die Temperatur T3 zum Einfüllen des Verbundmaterials in die Form betrug 255 °C, und der Füllfaktor des Verbundmaterials A bei 255 °C betrug 120%.
  • Beispiel I-9
  • Beispiel 1-9 war dasselbe wie Beispiel 1-8, außer dass der Formklemmvorgang nach dem folgenden Verfahren durchgeführt wurde.
  • Die Form wurde geöffnet, das Verbundmaterial A wurde eingefüllt, als die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (die Temperatur zum Einfüllen des Verbundmaterials, T3 °C) 255 °C betrug, die Form wurde unmittelbar nach Beginn des Erhitzens unter einem Klemmdruck von 1 MPa geschlossen, und nach 20 Sekunden Halten wurde die Form unter einem Klemmdruck von 10 MPa vollständig geschlossen. Die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (T1 °C) wurde auf 290 °C erhöht und 50 Sekunden lang auf 290 °C gehalten, dann wurde die Form unter Verwendung von Wasser und Druckluft als Kühlmedien auf die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (T2 °C) von 250 °C abgekühlt, und die Form wurde geöffnet, um einen Formkörper herauszunehmen.
  • Die Details der Formungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Das Erscheinungsbild des Formkörpers war gut, und es wurde visuell bestätigt, dass es kein Brechen der Glasfaser oder dergleichen gab, indem man den Boden und die Eckteile der Seitenwände beobachtete.
  • Die Temperatur T3 zum Einfüllen des Verbundmaterials in die Form betrug 255 °C, und der Füllfaktor des Verbundmaterials A bei 255 °C betrug 120%.
  • Beispiel I-10
  • Die Form wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1-9, außer dass T1 300 °C betrug und T2 150 °C betrug, allmählich geschlossen. Daher wurde ein guter Formkörper erhalten, bei dem kein Brechen der GF-Endlosfaser an den Eckteilen des Formkörpers gefunden wurde. Die Details der Formungsbedingungen sind in Tabelle 1 aufgeführt, und die anderen Bedingungen waren dieselben wie in Beispiel 1-9.
  • Beispiel I-11
  • Es wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1-9 durchgeführt, außer dass das Verbundmaterial B verwendet wurde.
  • Die Details der Formungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Beispiel I-12
  • Nur Druckluft wurde als Kühlmedium verwendet, T1 betrug 290 °C, die T1-Haltezeit betrug 50 Sekunden, die Erhitzungsgeschwindigkeit betrug 120 °C/min, und die Abkühlungsgeschwindigkeit betrug 30 °C/min. Die genauen Bedingungen des Formens sind in Tabelle 1 aufgeführt, und die anderen waren dieselben wie in Beispiel I-11. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Beispiel I-13
  • Druckluft und Dampf von 180 °C wurden als Kühlmedien verwendet, T1 wurde auf 280 °C geändert, die T1-Haltezeit wurde auf 30 Sekunden geändert, die Erhitzungsgeschwindigkeit wurde auf 110 °C/min geändert, und die Abkühlungsgeschwindigkeit wurde auf 180 °C/min geändert. Die Details der Formungsbedingungen sind in Tabelle 1 aufgeführt, und die anderen waren dieselben wie in Beispiel I-11.
  • Beispiel I-14
  • Das Formen wurde unter Verwendung des Verbundmaterials A unter den in Tabelle 1 aufgeführten Bedingungen durchgeführt. Die Temperatur T3 zum Einfüllen des Verbundmaterials in die Form betrug 250 °C, und der Füllfaktor des Verbundmaterials A bei 250 °C betrug 115%.
  • Beispiel I-15
  • Das Formen wurde unter Verwendung des Verbundmaterials A unter den in Tabelle 1 aufgeführten Bedingungen durchgeführt. Die Temperatur T3 zum Einfüllen des Verbundmaterials in die Form betrug 220 °C, und der Füllfaktor des Verbundmaterials A bei 220 °C betrug 58%.
  • Vergleichsbeispiel I-1
  • Ein Formkörper wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1-1 hergestellt, außer dass T1 auf 300 °C geändert wurde, T2 auf 150 °C geändert wurde, T3 auf 150 °C geändert wurde, und die T1-Haltezeit auf 0 Sekunden geändert wurde. Die Details der Formungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Vergleichsbeispiel I-2
  • Ein kastenförmiger Formkörper wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1-8 hergestellt. T1 betrug 300 °C, T2 betrug 150 °C, T3 betrug 150 °C, und die T1-Haltezeit betrug 0 Sekunden. Die Details der Formungsbedingungen sind in Tabelle 1 aufgeführt, und die anderen Bedingungen waren dieselben wie in Beispiel 1-8. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Vergleichsbeispiel I-3
  • Das Formen wurde in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel I-1 durchgeführt, außer dass kein externes Trennmittel für die Form verwendet wurde. Bei dem Formkörper fand ein Trennfehler statt, und ein Teil des Harzes auf der Oberfläche des Formkörpers löste sich ab. Es konnte nur ein Formkörper mit einem schlechten Erscheinungsbild erhalten werden.
  • Bewertung
  • Die erhaltenen Formkörper wurden einer Festigkeitsprüfung unterzogen. Die Bewertungsbedingungen waren wie folgt.
  • Die Zugprüfung wurde unter den folgenden Bedingungen gemäß ISO 527-1 durchgeführt.
    • - Testumgebung: 23°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit
    • - Formkörper: Zugprüfung wurde an einem Probekörper gemäß JIS K7161 Nr. 3 durchgeführt
    • - Traversengeschwindigkeit: 5 mm/min
    • - Backenabstand: 50 mm
    • - verwendetes Gerät: Instron 50 kN
  • Die Messung der Biegesteifigkeit wurde gemäß ISO 178 durchgeführt.
  • Die Bewertung des Erscheinungsbilds wurde durch visuelle Beobachtung des Formkörpers durchgeführt, um zu bestätigen, ob es Fehler (Verbrennung, Schrumpfung, Verzug usw.) an dem Formkörper gab oder nicht.
  • Der Volumenanteil der Verstärkungsfaser wurde dadurch bestimmt, dass man das Gewicht des Probekörpers bestimmte, dann den Probekörper 3 Stunden lang bei 650 °C verbrannte und das Gewicht des zurückbleibenden Glases bestimmte und den prozentualen Volumenanteil aus der relativen Dichte 1,15 des Harzes und der relativen Dichte 2,55 des Glases bestimmte.
    Figure DE102019116610A1_0030
    Figure DE102019116610A1_0031
    Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die Verfahren der Beispiele I-1 bis I-9 und I-11 bis I-13 weisen geringe Energiekosten und weniger Formverschlechterung auf. Außerdem können die Verfahren der Beispiele 1-9 bis 1-13 Formkörper mit gutem Erscheinungsbild in kurzen Zykluszeiten produzieren im Vergleich zu dem Fall, dass die Form nicht allmählich geschlossen wird, nachdem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche zu steigen beginnt.
  • Im Folgenden ist eine ausführlichere Beschreibung des Aspekts (II) anhand von Beispielen angegeben. Der Aspekt (II) wird jedoch nicht durch diese Beispiele eingeschränkt.
  • Thermoplastisches Harzverbundmaterial
  • Die folgenden beiden Typen von Materialien wurden als thermoplastische Harzverbundmaterialen zum Formen verwendet.
  • Verbundmaterial A: Kombiniertes Filamentgarn-Verbundmaterial
  • Eine Polyamid-66-Faser (Produktname: LEONA® 470/144 BAU (hergestellt von Asahi Kasei Corporation), Feinheit: 470 dtex, Einzelgarnzahl: 144, Schmelzpunkt 265 °C), die keiner Verschlingungsbehandlung unterzogen wurde, wurde als Faser aus thermoplastischem Harz verwendet.
  • Zwei Bündel Glasfaser mit einer Feinheit von 685 dtex und einer Einzelgarnzahl von 400 und zwei Bündel der oben genannten PA-Faser mit einer Feinheit von 470 dtex wurden gedoppelt und parallel angeordnet, dann im Wesentlichen senkrecht einer Fluidverschlingungsdüse zugeführt und dann einer Fluidverschlingung unter den folgenden Bedingungen unterzogen, wobei man ein Verbundgarn erhielt.
    • - Fluidverschlingungsdüse: KYOCERA KC-AJI-L (1,5 mm Durchmesser, Propulsionstyp)
    • - Luftdruck: 2 kg/cm2
    • - Verarbeitungsgeschwindigkeit: 30 m/min
  • Das Verbundgarn wurde als Kett- und Schussfaden verwendet, um ein Gewebe (Textil) mit einer Kettdichte von 6 Garnen/5 mm und einer Schussdichte von 6 Garnen/5 mm zu weben. Während des Webens traten keine Fussel oder Fibrillen auf, in der Webmaschine wurde keine Anhaftung von Abfallgarn oder Pilling beobachtet, und die Webeigenschaften waren gut.
  • Sieben Stücke des Gewebes wurden aufeinander laminiert und so zugeschnitten, dass sie zu der Form eines gewünschten Pressformkörpers passt. Eine heiße Klinge wurde auf eine Temperatur von 330 °C erhitzt und dann verwendet, um das Laminat von 7 Stücken zu schneiden. Die geschnittene Oberfläche wurde angeschmolzen, wobei man ein Verbundmaterial mit ausgezeichneter Handhabbarkeit erhielt. Der Volumenanteil der Endlos-Verstärkungsfaser in dem Gewebe betrug 38 Vol.-%, und das Massenverhältnis der Endlos-Verstärkungsfaser in dem Gewebe betrug 65 Massen-%.
  • Verbundmaterial B: Beschichtetes Verbundgarn-Verbundmaterial
  • Ein beschichtetes Verbundgarn wurde mit dem folgenden Verfahren unter den folgenden Bedingungen hergestellt.
  • - Endlos-Verstärkungsfaser-S -
  • Endlos-Verstärkungsfaser (A)
  • Eine Glasfaser mit einer Feinheit von 685 dtex, einem mittleren Einzelgarndurchmesser von 9,2 µm und einer Einzelgarnzahl von 400 wurde als Endlos-Verstärkungsfaser (A) verwendet.
  • - Thermoplastisches Harz (Beschichtungsharz) -
  • Beschichtungsmaterial 1: PA 66 (hergestellt von Asahi Kasei Corporation, 1402S-011)
  • Beschichtungsmaterial 2: (Vor)Compound von copolymerisiertem PA 6/12 (hergestellt von EMS-CHEMIE (Japan) Ltd., Grilon CF6S nat)
  • Das Beschichtungsmaterial 1 und das Beschichtungsmaterial 2 wurden nach dem folgenden Verfahren miteinander gemischt, wobei man ein gemischtes Compound erhielt. Ein Doppelschneckenextruder (TEM 26 SS) wurde verwendet, um das Compoundieren durchzuführen, wobei das Massenverhältnis von PA 66 und copolymerisiertem PA 6/12 8 : 1 betrug. Die Rotationsgeschwindigkeit des Extruders betrug 200 U/min, die Austragungsmenge betrug 15 kg/h, und die Extrusionstemperatur betrug 270 °C. Das System wurde über einen Vakuumanschluss vor den Düsen evakuiert. Der Schmelzpunkt des erhaltenen Compounds betrug 265 °C.
  • Ein beschichtetes Verbundgarn, bei dem drei Endlos-Verstärkungsfasern (A) mit dem Compound beschichtet wurden, wurde unter den folgenden Bedingungen hergestellt, wobei eine von der ITOCHU SysTech Corporation hergestellte Garnbeschichtungsvorrichtung (unter Verwendung eines von Trawon hergestellten Extruders und einer von SAHM hergestellten Wickelmaschine) verwendet wurde.
  • Beschichtungsbedingung
  • Anzahl der Glasfaserbündel: 3
    Innendurchmesser von Loch A: 0,60 mm
    Innendurchmesser von Loch B: 0,60 mm
    Abstand zwischen den Löchern A und B: 2,0 mm
    Harzextrusionsgeschwindigkeit: 40 U/min
    Wickelgeschwindigkeit: 500 m/min
    Düsentemperatur (Temperatur des Zylinderauslasses und der Löcher A und B): 300 °C
    Eingestellte Temperatur des Extruderzylinderteils: 300 °C
    Garnspannung: 0,2 N
  • Verfahren zur Herstellung des Gewebes
  • Das beschichtete Verbundgarn, das so erhalten wurde, wie es oben beschrieben ist, wurde als Kett- und Schussgarn verwendet, um ein Gewebe von 600 g/m2 mit einer 4-4-Köperbindung unter Verwendung einer Greiferwebmaschine (DORNIER RAPIER WEAVING MACHINE P1, hergestellt von DORNIER) zu weben.
  • Der Volumenanteil der Endlos-Verstärkungsfaser in dem Gewebe betrug 38 Vol.-%, und der Massenanteil der Endlos-Verstärkungsfaser in dem Gewebe betrug 65 Massen-%.
  • Das zum Formen verwendete Gewebe kann gegebenenfalls getrocknet werden. Insbesondere in dem Fall, bei dem das thermoplastische Harz aus PA-Harz besteht, das anfällig für Hydrolyse ist, ist es, um die physikalischen Eigenschaften eines endgültigen Formkörpers aufrechtzuerhalten, zu bevorzugen, das Substrat zu trocknen, um eine durch direktes Einfüllen des Substrats in eine heiße Form verursachte Hydrolyse zu verhindern.
  • Verfahren zur Herstellung der Vorform
  • Eine Vorform wurde unter Verwendung einer Vorformform für das Formen der Vorform hergestellt.
  • Die Vorformform wurde geöffnet, und ein Satz Verbundmaterial (ein Laminat von sieben Stücken eines Gewebes im Falle von Verbundmaterial A und ein Laminat von sechs Stücken des Gewebes im Falle von Verbundmaterial B), das in eine gewünschte vorübergehende Form geschnitten wurde, wurde auf einer vorbestimmten Position in die Vorformform eingefüllt. Die Vorformform wurde geschlossen und dann 30 Sekunden lang mit einem Pressdruck von 2 MPa beaufschlagt, und die Vorformform wurde geöffnet, um eine Vorform herauszunehmen. Außerdem wurde ein Schneidmesser so eingestellt, dass es die Vorform zum Zeitpunkt des Zuklemmens der Form in eine vorbestimmte Form schnitt, und die Temperatur des Schneidmessers wurde so eingestellt, dass sie dieselbe ist wie die Temperatur der Vorformform. Die Temperatur der Vorformform wurde mit einem Temperaturregulator auf konstante 200 °C eingestellt.
  • Verfahren zur Herstellung des Formkörpers
  • Ein Formkörper wurde unter Verwendung einer in 12 gezeigten Form hergestellt. Das Formwerkzeug wurde von der Toshiba Machine Co., Ltd. (S100V-8A) mit einer maximalen Klemmkraft von 300 Tonnen hergestellt.
  • Wie in 12 gezeigt ist, stellt das Material des ersten Teils eine Teilform dar, die eine Oberfläche des Formhohlraums zum Formen eines Formkörpers bildet, und das Material des zweiten Teils stellt einen Formteil außerhalb des ersten Teils dar.
  • Verfahren 1: Einfüllen der Vorform
  • Die Form wurde geöffnet, und die Vorform wurde auf einer vorbestimmten Position in die Form eingefüllt, als die Temperatur der Hohlraum-Oberfläche T3 °C betrug.
  • Verfahren 2: Erhitzen der Form
  • Nach dem Einfüllen des Verbundmaterials in den Formhohlraum wurde die Form geschlossen, und die Temperatur der Hohlraum-Oberfläche wurde auf T1 °C erhöht, und das Polyamidharz des Verbundmaterials wurde in der Form geschmolzen, und die Endlos-Glasfaser wurde damit imprägniert.
  • Verfahren 3: Trennen der Form und Abkühlen
  • Die Hohlraum-Oberfläche wurde auf T2 °C gekühlt, indem man zum Beispiel Kühlwasser von 25 °C durch eine Kühlmedium-Fließpassage leitet, wobei die Hohlform geschlossen ist. Wasserdampf und Druckluft könnten gegebenenfalls verwendet werden, um die Form zu kühlen.
  • Verfahren 4: Entformung
  • Die Form wurde geöffnet, als die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche T2 °C betrug, und ein Formkörper wurde sofort herausgenommen. Zurück zu Verfahren 1.
  • Die Abkühlungsgeschwindigkeit ist eine Abkühlungsgeschwindigkeit, mit der die Formhohlraum-Oberfläche von der hohen Temperatur (T1 °C) auf die niedrige Temperatur (T2 °C) abgekühlt wird. Die Erhitzungsgeschwindigkeit ist eine Erhitzungsgeschwindigkeit, mit der die Hohlraum-Oberfläche von der Temperatur (T3 °C) zum Einfüllen des Verbundmaterials auf die Erhitzungstemperatur (T1 °C) erhitzt wird. In Bezug auf die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche wurde die Korrelation zwischen der Temperatur der Hohlraum-Oberfläche und der Temperatur in der Nähe der Hohlraum-Oberfläche im Voraus bestimmt, und die tatsächliche Temperatursteuerung während des Formens wurde auf der Basis der Temperatur in der Nähe der Hohlraum-Oberfläche durchgeführt.
  • Beispiel II-1
  • Sieben Stücke des Verbundmaterials A (Gesamtdicke: 6 mm) wurden in eine in 10 gezeigte Vorformform eingefügt (wobei die Formtemperatur auf eine konstante Temperatur von 200 °C eingestellt worden war). Nach dem Schließen der Vorformform wurde ein Pressdruck von 2 MPa 30 Sekunden lang ausgeübt, und die Vorformform wurde geöffnet, um eine Vorform herauszunehmen. Außerdem wurde ein Schneidmesser (in der Figur nicht gezeigt) so eingestellt, dass es die Vorform zum Zeitpunkt des Zuklemmens der Form in eine vorbestimmte Form schnitt, und die Temperatur des Schneidmessers wurde so eingestellt, dass sie dieselbe ist wie die Temperatur der Vorformform. Nach dem Entformen der Vorformform wurde eine Vorform mit einer Dicke von 3 mm ( 11) herausgenommen. Die Schüttdichte zum Zeitpunkt des Laminierens der sieben Stücke des Verbundmaterials A vor der Vorformbildung betrug 0,68 g/cm3, und die Schüttdichte der Vorform betrug 1,13 g/cm3.
  • Anschließend wurde die Vorform verwendet, um einen Formkörper mit einer Dicke von 2 mm herzustellen, wie in 13 gezeigt ist. Die Form war die Form zur Herstellung eines kastenförmigen Formkörpers, wie es in 12 gezeigt ist, wobei eine Furche in die Formpaarungsfläche geschnitten wurde, um einen Silikonkautschuk einzubetten und dadurch ein aus einem Silikonkautschuk bestehendes Wehr bereitzustellen (14). Die Form wurde geöffnet, die Vorform des Verbundmaterials A wurde eingefüllt, als die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (die Temperatur zum Einfüllen des Verbundmaterials, T3 °C) 250 °C betrug, und die Form wurde unter einem Klemmdruck von 10 MPa geschlossen. Bei geschlossener Form wurde die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (T1 °C) auf 290 °C erhöht und 45 Sekunden lang auf 290 °C gehalten, dann wurde die Form unter Verwendung von Wasser und Druckluft als Kühlmedien auf die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche (T2 °C) von 240 °C abgekühlt, und die Form wurde geöffnet, um einen Formkörper herauszunehmen. Die Zeit, während der die Temperatur des Formkörpers höher oder gleich dem Schmelzpunkt (265°C) des thermoplastischen Harzes war, betrug 63 Sekunden. Mit dem obigen Verfahren wurden kontinuierlich Formkörper hergestellt. Die Zeit von T3 auf T1 betrug 20 Sekunden, die T1-Haltezeit betrug 45 Sekunden, die Zeit zur Senkung der Temperatur von T1 auf T2 betrug 10 Sekunden, und der Formzyklus dauerte 85 Sekunden. Der Formzyklus ist die erforderliche Zeit, um die Temperatur von T3 auf T1 und T2 zu ändern und dann zu T3 zurückzukehren. Die Zeit zum Herausnehmen des Formkörpers bei T2 °C betrug etwa 5 Sekunden, und die Erhitzungsgeschwindigkeit von T2 auf T3 war dieselbe wie die Erhitzungsgeschwindigkeit von T3 auf T1. Wenn die Form geschlossen wurde und die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche von T3 auf T1 erhöht wurde, verformte sich außerdem der Silikonkautschuk in dem Wehr und füllte so die Furche aus und dichtete dadurch die Formpaarungsfläche ab. Auf diese Weise war es möglich, zu verhindern, dass das geschmolzene Harz herausfließt.
  • Die Erhitzungsgeschwindigkeit der Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche in Beispiel II-1 betrug 120 °C/min, und die Abkühlungsgeschwindigkeit betrug 300 °C/min.
  • Die Form war ein Formoberteil und ein Formunterteil, einschließlich eines ersten Teils, das aus einer Aluminiumlegierung bestand und einen Kühlmediumfließdurchgang aufwies, und eines zweiten Teils, das aus Kohlenstoffstahl bestand und ein Heizgerät aufwies (12). Die Wärmeleitfähigkeit des ersten Teils, das aus einer Aluminiumlegierung bestand, betrug 140 W·m-1·K-1, und die Wärmeleitfähigkeit des zweiten Teils, das aus Kohlenstoffstahl bestand, betrug 45 W·m-1·K-1. Außerdem wurde ein externes Trennmittel auf Kohlenwasserstoffbasis (Chem Lease 2166, hergestellt von Chem Lease Japan Co., Ltd.) auf die Hohlraum-Oberfläche der Form aufgetragen.
  • Der erhaltene Formkörper war ein Formkörper mit einer Dicke von 2 mm und einem ausgezeichneten Erscheinungsbild mit geringer Störung der Glasfaser.
  • Beispiel II-2
  • Ein Formkörper wurde in derselben Weise wie in Beispiel II-1 hergestellt, außer dass sechs Stücke des Verbundmaterials B in die Vorformform eingefüllt wurden.
  • Die Schüttdichte zum Zeitpunkt des Laminierens der sechs Stücke des Verbundmaterials B vor der Vorformbildung betrug 0,56 g/cm3, und die Schüttdichte der Vorform betrug 1,13 g/cm3.
  • Der erhaltene Formkörper war ein Formkörper mit einem ausgezeichneten Erscheinungsbild mit geringer Störung der Glasfaser.
  • Beispiel II-3
  • Ein Formkörper wurde in derselben Weise wie in Beispiel II-2 hergestellt, außer dass eine Form ohne in die Furche der Formpaarungsfläche eingesetzten Silikonkautschuk verwendet wurde.
  • Bei dem erhaltenen Formkörper floss Harz aus, und Grate traten um den Formkörper herum auf. Wegen des Harzflusses war die Glasfaser am oberen Eckteil gestört.
  • Beispiel II-4
  • Ein Smartphone-Gehäuse mit einer in 15 gezeigten Form wurde hergestellt. Eine Vorform wurde hergestellt, wobei man zwei Stücke des Verbundmaterials B verwendete und eine Form zum Formpressen als Vorformform verwendete. Die Vorform wurde eine Minute lang bei einer Formtemperatur von 220 °C und einem Formpressdruck von 2 MPa durchgeführt.
  • Die Schüttdichte zum Zeitpunkt des Laminierens der zwei Stücke des Verbundmaterials B vor der Vorformbildung betrug 0,6 g/cm3, und die Schüttdichte der Vorform betrug 1,20 g/cm3.
  • Anschließend wurde Formpressen unter denselben Bedingungen wie in Beispiel II-2 durchgeführt.
  • Der erhaltene Formkörper hatte eine Produktdicke von 0,4 mm, Abmessungen von 135 mm in Längsrichtung, 65 mm in Breitenrichtung und 5 mm in der Seitenwandhöhe, eine Zugfestigkeit von 550 MPa und einen Biegemodul von 35 MPa in Längsrichtung sowie eine Zugfestigkeit von 530 MPa und einen Biegemodul von 33 MPa in Breitenrichtung. Außerdem wurde die Abschirmungseigenschaft für elektrisches Feld des ebenen Teils des Formkörpers nach einem KEC-Verfahren gemessen, und das Ergebnis war 0 dB in einem Frequenzband von 1 GHz. Der Formkörper hatte eine ausgezeichnete Permeabilität für elektrische Wellen.
  • Das Erscheinungsbild des Formkörpers war gut ohne Faserstörung.
  • Die Zugfestigkeit wurde gemäß JIS K7161 gemessen. Der Biegemodul wurde gemäß JIS K7171 gemessen. Die Abschirmungseigenschaft für elektrisches Feld wurde dadurch erhalten, dass man den Formkörper zu einem Quadrat von 5 cm x 5 cm zuschnitt, dieses mit leitfähigem Band an einer Probenfixierungsvorrichtung als Aluminium befestigte, eine Elektrolyse unter Verwendung eines von „Anritsu“ hergestellten Testgeräts MA8602C für die Abschirmungseigenschaft für elektrisches Feld (KEC-Verfahren) durchführte und die Abschirmungseigenschaft für elektrisches Feld bei 1 GHz unter Verwendung eines von „Anritsu“ hergestellten Spektrumanalysators MS2661C maß.
  • Vergleichsbeispiel II-1
  • Ein Formkörper wurde in derselben Weise wie in Beispiel II-2 hergestellt, außer dass keine Vorform hergestellt wurde und ein Verbundmaterial direkt in eine Form für Formpressen eingefüllt wurde.
  • Der erhaltene Formkörper wies ein schlechtes Erscheinungsbild auf, wobei im Randbereich eine große Störung der Glasfaser auftrat. Außerdem variierte die Dicke des peripheren Seitenwandbereichs stark. Weiterhin traten auf der Oberfläche des Formkörpers feine Hohlräume auf.
  • Im Folgenden ist eine ausführlichere Beschreibung des Aspekts (III) anhand von Beispielen angegeben. Der Aspekt (III) wird jedoch nicht durch diese Beispiele eingeschränkt.
  • Beispiel III-1
  • Ein Material für ein eine Hohlraum-Oberfläche bildendes Element aus einer Aluminiumlegierung der Reihe Nr. 7000 (Produktname: Alumigo Hard, hergestellt von Daido Die & Mold Steel Solutions Co., Ltd., Brinell-Härte HB (197)) und hohle Rohre 2a bis 2e mit den in der folgenden Tabelle 2 aufgeführten Abmessungen wurden in eine Sandform gegeben, die in einem separaten Verfahren durch einen Holzrahmen gebildet wurde, und Aluminium (Produktname: Aluminiumlegierung zum Gießen AC4CT6, hergestellt von NIKKEI MC ALUMINIUM CO.,LTD., Brinell-Härte HB (81)) wurde als Gussmaterial verwendet, wobei man eine Form zum Harzformen erhielt, bei der es sich um ein Laminat aus einem eine Hohlraum-Oberfläche bildenden Element und einem Gusskörper handelt.
  • Die hohlen Rohre waren zylindrisch, wobei ein Aluminium-3D-Rohr, das von einem Metall-3D-Drucker und einem Aluminiumrundrohr (hergestellt von Swagelok, SS10MO-1-6RT, ϕ 10 mm Rohr, 3/8 konisches Außengewinde) hergestellt wurde, miteinander verbunden wurden (18E bis 18G). 18E ist eine erklärende Ansicht des hohlen Rohrs 2a bis 2c, 18F ist eine erklärende Ansicht des hohlen Rohrs 2d, und 18G ist eine erklärende Ansicht des hohlen Rohrs 2e. Das Aluminium-3D-Rohr des hohlen Rohrs 2e wurde innen mit elf Vorsprüngen versehen (18G). Außerdem wurden fünf hohle Rohre 2a bis 2e nebeneinander zwischen stabartigen elektrischen Heizgeräten 7 (zylindrisch mit einem Außendurchmesser von 10 mm) in dem Gusskörper angeordnet (18A bis 18D).
  • Das hohle Rohr 2a wies die niedrigsten Produktionskosten auf, und das hohle Rohr 2b wies die zweitniedrigsten Produktionskosten auf. Außerdem wurde für das hohle Rohr 2c das Innere des Aluminium-3D-Rohrs eingeschnitten, um es mit einem Rohr zu verbinden, so dass der Rohrverbindungsteil eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit hatte. Bei dem hohlen Rohr 2d war der äußere Durchmesser des Aluminium-3D-Rohrs derselbe wie der des Aluminiumrundrohrs, so dass es nur wenig vergeudeten Raum gab. Das hohle Rohr 2e konnte einen komplizierten Fließdurchlass bilden. Weiterhin wurde das hohle Rohr 2e eingeschnitten, um es mit einem Rohr zu verbinden, so dass es eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit hatte.
  • Die 18A bis 18G sind schematische Ansichten eines Gusskörperteils einer Form zum Harzformen von Beispiel III-1. 18A ist eine perspektivische Ansicht des Gusskörperteils der Form zum Harzformen. 18B ist ein Querschnitt eines Teils, wo das hohle Rohr ein Aluminiumrundrohr ist, wobei der Querschnitt des hohlen Rohrs kreisförmig ist (Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in 18A). 18C ist ein Querschnitt eines Teils, wo das hohle Rohr ein Aluminium-3D-Rohr ist, wobei der Querschnitt des hohlen Rohrs kreisförmig ist (eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y in 18A). 18D ist ein Querschnitt, wobei das hohle Rohr und das elektrische Heizgerät quadratisch sind (eine Querschnittsansicht entlang der Linie Z-Z in 18A). Das hohle Rohr 2c befand sich in der Mitte des Gusskörpers in Querrichtung. In 18B betrug der Abstand von dem Ende des Gusskörpers bis zum elektrischen Heizgerät am Ende 35 mm, und der Zwischenraum zwischen dem elektrischen Heizgerät und dem hohlen Rohr betrug 12 mm. Weiterhin betrug in 18C der Abstand von dem Ende des Gusskörpers bis zum elektrischen Heizgerät am Ende 35 mm, der Zwischenraum zwischen dem hohlen Rohr 2a bis 2c und 2e und dem elektrischen Heizgerät betrug 10 mm, und der Zwischenraum zwischen dem hohlen Rohr 2d und dem elektrischen Heizgerät betrug 12 mm.
    Figure DE102019116610A1_0032
  • Beispiel III-2
  • Eine Form zum Harzformen, bei der es sich um ein Laminat aus einem eine Hohlraum-Oberfläche bildenden Element und einem Gusskörper handelt, wurde in derselben Weise wie in Beispiel III-1 erhalten, außer dass fünf Aluminiumrundrohre (hergestellt von Swagelok, SS10MO-1-6RT, ϕ 10 mm Rohr, 3/8 konisches Außengewinde) als hohle Rohre verwendet wurden (19A bis 19C). Das hohle Rohr 2f war ein gerades zylindrisches Rohr mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einem Innendurchmesser von 6 mm.
  • Die 19A bis 19C sind schematische Ansichten eines Gusskörperteils einer Form zum Harzformen von Beispiel III-2. 19A ist eine perspektivische Ansicht. 19B ist ein Querschnitt, wobei der Querschnitt des hohlen Rohrs kreisförmig ist (eine Querschnittsansicht entlang der Linie X- X in 19A). 19C ist ein Querschnitt, wobei das hohle Rohr und das elektrische Heizgerät quadratisch sind (eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y in 19A). In 19B betrug der Abstand von dem Ende des Gusskörpers zum elektrischen Heizgerät am Ende 35 mm, und der Zwischenraum zwischen dem elektrischen Heizgerät und dem hohlen Rohr betrug 12 mm.
  • Beispiel III-3
  • Aluminiumrundrohre (hergestellt von Swagelok, SS10MO-1-6RT, ϕ 10 mm Rohr, 3/8 konisches Außengewinde) wurden gebogen oder geschweißt, wobei man fünf hohle Rohre 2g bis 2k mit den in Tabelle 3 aufgeführten Abmessungen erhielt (20D). Eine Form zum Harzformen, wobei der Abstand zwischen einer Hohlraum-Oberfläche und einem hohlen Rohr für jedes hohle Rohr unterschiedlich war, wurde in derselben Weise wie in Beispiel III-1 erhalten, außer dass die erhaltenen fünf hohlen Rohre verwendet wurden und kein elektrisches Heizgerät verwendet wurde (20A bis 20C). 20C ist eine Querschnittsansicht des hohlen Rohrs 2j.
  • Das hohle Rohr 2j war in Kontakt mit dem die Hohlraum-Oberfläche bildenden Element, und das hohle Rohr 2k schnitt die Oberfläche des die Hohlraum-Oberfläche bildenden Elements, so dass ein Teil des äußeren Randes des hohlen Rohrs aus dem Gusskörper herausragte (20B). Tabelle 3
    h1 (mm) h2 (mm) L1 (mm) L2 (mm) L3 (mm)
    2g 13,5 1,50 100 70 200
    2h 14 1,00 100 70 200
    2i 14,5 0,50 100 70 200
    2j 15 0,00 100 70 200
    2k 20 -5,00 100 70 200
  • Beispiel III-4
  • Eine Form zum Harzformen wurde hergestellt, indem man die Form des hohlen Rohrs veränderte.
  • Alle hohlen Rohre waren Aluminiumrundrohre (hergestellt von Swagelok, SS10MO-1-6RT, ϕ 10 mm Rohr, 3/8 konisches Außengewinde).
  • Das hohle Rohr 2l war ein Rohr, das zur Seite der Hohlraum-Oberfläche in der Mitte des Gusskörpers hin gebogen war (21D).
  • Das hohle Rohr 2m war ein Rohr, das auf einen Krümmungsradius von 22 mm gebogen war (21E).
  • Das hohle Rohr 2n war ein Rohr, das durch Schweißen von Aluminiumrundrohren an zwei Arten von Verteilern 8 erhalten wurde, wobei eine Art des Verteilers 8 ein zylindrischer Verteiler ist, der drei Anschlüsse auf einer Seite und einen Anschluss auf der anderen Seite aufweist, und die andere Art des Verteilers 8 ist ein viereckiger Verteiler, der drei Anschlüsse auf einer Seite und einen Anschluss auf der anderen Seite aufweist (21F).
  • Die hohlen Rohre 2l bis 2n und die stabartigen elektrischen Heizgeräte 7 wurden abwechselnd angeordnet (21A bis 21C), und eine Form zum Harzformen wurde in derselben Weise wie in Beispiel III-1 erhalten.
  • Die 21A bis 21F sind schematische Ansichten eines Gusskörperteils einer Form zum Harzformen von Beispiel III-4. 21A ist eine perspektivische Ansicht. 21B ist ein Querschnitt, wobei der Querschnitt des hohlen Rohrs kreisförmig ist (Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in 21A). 21C ist ein Querschnitt, wobei das elektrische Heizgerät quadratisch ist (eine Querschnittsansicht entlang der Linie Y-Y in 21A). In 21B betrug der Abstand von dem Ende des Gusskörpers zu dem elektrischen Heizgerät 7 am Ende 35 mm, der Zwischenraum zwischen dem elektrischen Heizgerät 7 und den hohlen Rohren 2l und 2m betrug 12 mm, und der Verteiler 8 war in der Mitte der elektrischen Heizgeräte 7, die den Verteiler zwischen sich einschließen, angeordnet.
  • Bei allen Formen zum Harzformen der obigen Beispiele war es unnötig, zu schneiden, um Furchen zum Durchtritt von hohlen Rohren zu erhalten, und es war möglich, leicht eine Form herzustellen, die die Hohlraum-Oberfläche gleichmäßig abkühlen kann.
  • Außerdem befand sich eine Wärmeisolationsplatte auf dem Gusskörper der Form zum Harzformen der obigen Beispiele, die den Wärmerückhalt des Gusskörpers verbesserte. Weiterhin war ein Verstärkungselement vorhanden, so dass der Gusskörper auch dann nicht beschädigt oder verformt wurde, wenn er zum Spritzgießen verwendet wurde.
  • 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
    • WO 2017/179675 A [0003, 0006]
    • WO 2014/038710 A [0005, 0006]
    • JP 2012 [0006]
    • JP 224067 A [0006]
    • JP 2012224067 A [0006]
    • JP 2015067926 A [0036, 0042]
    • JP 2015101794 A [0044, 0101, 0103, 0118, 0238, 0249, 0251, 0272]
    • JP 2015 [0090]
    • JP 101794 A [0090]
    • JP 2017110322 A [0115, 0267]

Claims (40)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, umfassend ein Formpressverfahren, wobei bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche eine Temperatur T1 °C erreicht, oder bei der Temperatur T1 °C ein thermoplastisches Harzverbundmaterial, das eine Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz enthält, sich in einem Hohlraum einer offenen Form befindet und die Form geschlossen wird, um einen Formpressvorgang durchzuführen, und ein Formkörper-Herausnahmeverfahren, wobei dann, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche nach dem Formpressen eine Temperatur T2 °C ist, die Form geöffnet wird, um einen Formkörper herauszunehmen, wobei die Temperatur T1 °C und die Temperatur T2 °C folgende Bedingungen erfüllen: in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, T1 > Tm, T2 > Tm - 110, wobei Tm für den Schmelzpunkt (°C) des thermoplastischen Harzes steht, und in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, T1 > Tg, T2 > Tg - 70, wobei Tg für die Glasübergangstemperatur (°C) des thermoplastischen Harzes steht.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß Anspruch 1, wobei die Verstärkungsfaser eine Endlos-Verstärkungsfaser ist.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist und T1 und T2 die folgende Beziehung erfüllen: 0 ≤ T1 − T2 < 80.
    Figure DE102019116610A1_0033
  4. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß Anspruch 3, wobei T1 und T2 weiterhin die folgende Beziehung erfüllen: 5 < T1 − T2 < 50.
    Figure DE102019116610A1_0034
  5. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß Anspruch 4, wobei T1, T2 und Tm weiterhin die folgende Beziehung erfüllen: 5 < T1 − T2 ≤ 30
    Figure DE102019116610A1_0035
    und Tm − 30 < T2 < Tm + 20.
    Figure DE102019116610A1_0036
  6. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß Anspruch 5, wobei T2 und Tm weiterhin die folgende Beziehung erfüllen: Tm < T2 < Tm + 10.
    Figure DE102019116610A1_0037
  7. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in dem Formpressverfahren die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche T3 °C zum Zeitpunkt des Einfüllens des thermoplastischen Harzverbundmaterials die folgende Beziehung erfüllt: T2 ≤ T3 .
    Figure DE102019116610A1_0038
  8. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in dem Formpressverfahren die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche T3 °C zum Zeitpunkt des Einfüllens des thermoplastischen Harzverbundmaterials eine Temperatur ist, bei der der Füllfaktor des thermoplastischen Harzverbundmaterials 80% oder weniger beträgt.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei bei dem Formkörperherausnahmeverfahren die Formhohlraum-Oberfläche durch eine Vielzahl von Mitteln abgekühlt wird.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Formhohlraum-Oberfläche einer Ablösungsbehandlung unterzogen wird.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das thermoplastische Harzverbundmaterial weiterhin ein Trennmittel enthält.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, weiterhin umfassend ein Korrekturverfahren, bei dem der herausgenommene Formkörper in eine Korrekturvorrichtung gebracht wird, um die Form des Formkörpers zu korrigieren.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß Anspruch 12, wobei in dem Korrekturverfahren die Temperatur T4 °C der Korrekturvorrichtung zum Zeitpunkt des Bringens des Formkörpers in die Korrekturvorrichtung die folgende Beziehung erfüllt: in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, T4 < Tm - 30, und in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, T4 < Tg - 30.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Formhohlraum-Oberfläche eine Wärmeleitfähigkeit von 100 W·m-1·K-1 oder mehr aufweist.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei in dem Formpressverfahren, nachdem das thermoplastische Harzverbundmaterial in den Formhohlraum gegeben wurde, die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche zu steigen beginnt und dann die Form geschlossen wird.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, umfassend: ein Einfüllverfahren, wobei eine Formmasse, die ein thermoplastisches Harz enthält, in einen Hohlraum einer offenen Form eingefüllt wird, und ein Formpressverfahren, wobei die Form allmählich geschlossen wird, um einen Formpressvorgang durchzuführen, und zwar während eines Zeitraums von dem Zeitpunkt, wenn die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche zu steigen beginnt, bis die Temperatur der Formhohlraum-Oberfläche eine Temperatur T1 °C erreicht.
  17. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß Anspruch 16, weiterhin umfassend: ein Formkörperherausnahmeverfahren, wobei nach dem Formpressen die Formhohlraum-Oberfläche auf eine Temperatur T2 °C abgekühlt wird und die Form geöffnet wird, um einen Formkörper herauszunehmen, wobei das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist und T1 und T2 die folgende Beziehung erfüllen: 0 < T1 − T2 < 80,
    Figure DE102019116610A1_0039
     T1 > Tm ,
    Figure DE102019116610A1_0040
    wobei Tm für den Schmelzpunkt (°C) des thermoplastischen Harzes steht, und T2 > Tm − 110 .
    Figure DE102019116610A1_0041
  18. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, umfassend ein Vorform-Herstellungsverfahren, wobei ein thermoplastisches Harzverbundmaterial, das eine Endlos-Verstärkungsfaser und ein thermoplastisches Harz enthält, in eine Vorform eingefüllt wird und dann die Vorform zugeklemmt wird, um eine Vorform eines Formkörpers herzustellen; ein Formpressverfahren, wobei eine Vorform in die Form gegeben wird, dann die Form zugeklemmt wird und die Oberfläche des Formhohlraums auf eine Erhitzungstemperatur T1 (°C) erhitzt wird, die nicht niedriger ist als der Schmelzpunkt oder die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Harzes, um einen Formpressvorgang durchzuführen; und ein Formkörperherausnahmeverfahren, wobei nach dem Formpressverfahren die Formhohlraum-Oberfläche mit zugeklemmter Form auf eine Abkühlungstemperatur T2 (°C) abgekühlt wird, die niedriger ist als der Schmelzpunkt oder die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Harzes, und dann die Form geöffnet wird, um einen Formkörper herauszunehmen.
  19. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 18, wobei in dem Vorform-Herstellungsverfahren eine Temperatur T0 (°C) der Vorform während der Herstellung der Vorform die folgende Beziehung erfüllt: in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein kristallines Harz ist, Tm − 100 < T0 < Tm − 10
    Figure DE102019116610A1_0042
     in einem Fall, bei dem das thermoplastische Harz ein amorphes Harz ist, Tg − 20 < T0 < Tg + 70
    Figure DE102019116610A1_0043
    wobei Tg die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Harzes ist.
  20. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei das thermoplastische Harzverbundmaterial ein Verbundmaterial ist, das ein Bündel der Endlos-Verstärkungsfaser enthält, und das Bündel nicht mit dem thermoplastischen Harz imprägniert ist.
  21. Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei das thermoplastische Harzverbundmaterial ein Verbundmaterial ist, das ein beschichtetes Garn enthält, wobei die Endlos-Verstärkungsfaser mit dem thermoplastischen Harz beschichtet ist.
  22. Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei in dem Formpressverfahren wenigstens ein Teil von wenigstens einem, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Luft, Gaskomponenten und Wasserdampf besteht, in dem Formhohlraum zum Zeitpunkt des Zuklemmens der Form aus der Form entleert wird.
  23. Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei die Schüttdichte der Vorform das Doppelte der Schüttdichte des thermoplastischen Harzverbundmaterials oder mehr beträgt.
  24. Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei ein Endteil unter Verwendung einer heißen Klinge abgeschnitten wird, so dass die Vorform vor dem Formpressverfahren eine gewünschte Form erhält.
  25. Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 24, weiterhin umfassend ein Korrekturverfahren, wobei der in dem Formkörperherausnahmeverfahren erhaltene Formkörper in eine Korrekturvorrichtung gegeben wird, deren Temperatur um 50 °C oder mehr niedriger ist als die Erhitzungstemperatur T1 °C, um die Form des Formkörpers zu korrigieren.
  26. Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei sich ein Wehr zur Unterdrückung des Harzflusses auf einer Formpaarungsfläche der Form befindet.
  27. Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 26, wobei das Wehr ein aus einem elastomeren Material bestehendes Wehr ist, dass sich während des Formpressens verformt.
  28. Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 27, wobei der Formkörper ein Gehäuse einer Kommunikationsvorrichtung ist.
  29. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 28, wobei die Endlos-Verstärkungsfaser eine Endlos-Glasfaser ist, die Zugfestigkeit des Gehäuses der Kommunikationsvorrichtung der folgenden Formel (3) genügt: Zugfestigkeit in L a ¨ ngsrichtung ( MPa ) × 0,5 + Zugfestigkeit in Breitenrichtung ( MPa ) × 0,5 > 500  MPa
    Figure DE102019116610A1_0044
     der Biegemodul des Gehäuses der Kommunikationsvorrichtung der folgenden Formel (4) genügt: Biegemodul in L a ¨ ngsrichtung ( MPa ) × 0,5 + Biegemodul in Breitenrichtung ( MPa ) × 0,5 > 30  MPa
    Figure DE102019116610A1_0045
    und die durch ein KEC-Verfahren gemessene elektrisches-Feld-Abschirmungseigenschaft 10 dB oder weniger in einem Frequenzband von 1 GHz beträgt.
  30. Gehäuse einer Kommunikationsvorrichtung, umfassend einen Verbundmaterial-Formkörper, der ein thermoplastisches Harz und eine Endlos-Glasverstärkungsfaser umfasst, wobei die Zugfestigkeit der folgenden Formel genügt (3): Zugfestigkeit in L a ¨ ngsrichtung ( MPa ) × 0,5 + Zugfestigkeit in Breiten − richtung ( MPa ) × 0,5 > 500  MPa
    Figure DE102019116610A1_0046
     der Biegemodul der folgenden Formel (4) genügt: Biegemodul in L a ¨ ngsrichtung ( MPa ) × 0,5 + Biegemodul in Breitenrichtung ( MPa ) × 0,5 > 30  MPa
    Figure DE102019116610A1_0047
     und die durch ein KEC-Verfahren gemessene elektrisches-Feld-Abschirmungseigenschaft 10 dB oder weniger in einem Frequenzband von 1 GHz beträgt.
  31. Form zum Harzformen, umfassend einen Gusskörper mit einem hohlen Rohr im Innern und ein die Oberfläche des Formhohlraums bildendes Element, das auf einer Hohlraumflächenseite des Gusskörpers eine Hohlraumfläche bildet, wobei das die Formhohlraum-Oberfläche bildende Element aus einem Metall besteht, das eine größere Härte aufweist als der Gusskörper.
  32. Form zum Harzformen gemäß Anspruch 31, wobei das hohle Rohr ein hohles Rohr mit einem gebogenen Teil umfasst.
  33. Form zum Harzformen gemäß Anspruch 31 oder 32, weiterhin umfassend ein Verstärkungselement, das den Gusskörper verstärkt.
  34. Form zum Harzformen gemäß einem der Ansprüche 31 bis 33, wobei der Gusskörper und das hohle Rohr aus demselben Metall bestehen.
  35. Form zum Harzformen gemäß einem der Ansprüche 31 bis 34, wobei wenigstens ein Teil des die Formhohlraum-Oberfläche bildenden Elements an den Gusskörper geschweißt ist.
  36. Form zum Harzformen gemäß einem der Ansprüche 31 bis 35, weiterhin umfassend einen Verteiler innerhalb des Gusskörpers.
  37. Form zum Harzformen gemäß einem der Ansprüche 31 bis 36, umfassend ein Heizmedium und ein Kühlmedium.
  38. Form zum Harzformen gemäß einem der Ansprüche 31 bis 37, wobei das Harz ein thermoplastisches Harz ist.
  39. Form zum Harzformen gemäß einem der Ansprüche 31 bis 38, wobei das Harz ein thermoplastisches Harzverbundmaterial ist, das ein thermoplastisches Harz und eine Verstärkungsfaser enthält.
  40. Form zum Harzformen gemäß Anspruch 39, wobei die Verstärkungsfaser eine Endlosfaser ist.
DE102019116610.1A 2018-06-19 2019-06-19 Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, Formkörper und Form zum Harzformen Ceased DE102019116610A1 (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-116454 2018-06-19
JP2018116454 2018-06-19
JP2018245285 2018-12-27
JP2018-245285 2018-12-27
JP2019047500 2019-03-14
JP2019-047500 2019-03-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019116610A1 true DE102019116610A1 (de) 2019-12-19

Family

ID=68724933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019116610.1A Ceased DE102019116610A1 (de) 2018-06-19 2019-06-19 Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, Formkörper und Form zum Harzformen

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2020152091A (de)
CN (1) CN110614744B (de)
DE (1) DE102019116610A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4163075A1 (de) * 2021-12-21 2023-04-12 Mater A/S Verfahren zur herstellung eines gegenstandes aus thermoplastischem und faserigem abfall und verbundmaterial mit thermoplastischem und faserigem abfall
EP4163078A1 (de) * 2021-12-21 2023-04-12 Mater A/S Form zur herstellung eines gegenstandes aus thermoplastischen und faserigen abfallprodukten und verbundmaterial mit thermoplastischen und faserigen abfallprodukten

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7404318B2 (ja) * 2021-08-18 2023-12-25 三菱重工業株式会社 複合材の加工装置及び複合材の加工方法
CN114474772A (zh) * 2022-01-28 2022-05-13 山东鲁化森萱新材料有限公司 一种高强高韧聚甲醛制品的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012224067A (ja) 2011-04-22 2012-11-15 Fuji Seiko:Kk 射出成形装置
WO2014038710A1 (ja) 2012-09-10 2014-03-13 三菱レイヨン株式会社 繊維強化複合材料成形品の製造方法及び繊維強化複合材料成形品
JP2015067926A (ja) 2013-09-30 2015-04-13 旭化成ケミカルズ株式会社 複合糸条
JP2015101794A (ja) 2013-11-20 2015-06-04 旭化成ケミカルズ株式会社 複合材料成型体の製造方法
JP2017110322A (ja) 2015-12-18 2017-06-22 旭化成株式会社 複合糸、織物、及び連続強化繊維樹脂成形体
WO2017179675A1 (ja) 2016-04-15 2017-10-19 旭化成株式会社 成形用金型および圧縮成形方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL282502A (de) * 1961-09-01
JPS5998812A (ja) * 1982-07-08 1984-06-07 Toyo Seikan Kaisha Ltd プラスチツクキヤツプの製造方法
JPH05193039A (ja) * 1992-01-22 1993-08-03 Sekisui Chem Co Ltd 軽量な繊維強化熱可塑性樹脂成形体及びその製造方法
JP4009916B2 (ja) * 1996-03-06 2007-11-21 タキロン株式会社 圧縮配向成形体及びその製造方法
DK1750320T3 (en) * 2004-05-14 2016-02-15 Showa Denko Kk Senior structural, process for the preparation of this and separation device to a fuel cell
NL1027579C2 (nl) * 2004-11-24 2006-05-29 Trespa Int Bv Werkwijze voor het vervormen van een kunststofplaat.
US9120898B2 (en) * 2011-07-08 2015-09-01 Baker Hughes Incorporated Method of curing thermoplastic polymer for shape memory material
US9412717B2 (en) * 2011-11-04 2016-08-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus and methods for molded underfills in flip chip packaging
JP2013103481A (ja) * 2011-11-16 2013-05-30 Teijin Ltd 複合材料成形品の製造方法
JP2013176876A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Teijin Ltd 成形体の製造方法
JP5705807B2 (ja) * 2012-09-27 2015-04-22 日本写真印刷株式会社 加飾成形品の製造方法
CA2908023A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-09 Toray Industries, Inc. Sandwich laminate, sandwich structure and unified molded product using same and processes for producing both
CN103407018B (zh) * 2013-07-04 2017-02-08 京信通信技术(广州)有限公司 天线及其天线罩以及该天线罩的模具和成型工艺
US20180030239A1 (en) * 2015-03-24 2018-02-01 Sabic Global Technologies B.V. Crystalline polycarbonate articles and methods of making the same
JP6549883B2 (ja) * 2015-04-16 2019-07-24 プレス工業株式会社 積層樹脂成形板とその製造方法
JP6320460B2 (ja) * 2016-06-17 2018-05-09 株式会社名機製作所 強化繊維と熱可塑性樹脂を含む成形品のプレス成形装置およびプレス成形方法
CN106009758A (zh) * 2016-06-17 2016-10-12 句容市百事特复合材料有限公司 一种纤维增强塑料货用托盘及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012224067A (ja) 2011-04-22 2012-11-15 Fuji Seiko:Kk 射出成形装置
WO2014038710A1 (ja) 2012-09-10 2014-03-13 三菱レイヨン株式会社 繊維強化複合材料成形品の製造方法及び繊維強化複合材料成形品
JP2015067926A (ja) 2013-09-30 2015-04-13 旭化成ケミカルズ株式会社 複合糸条
JP2015101794A (ja) 2013-11-20 2015-06-04 旭化成ケミカルズ株式会社 複合材料成型体の製造方法
JP2017110322A (ja) 2015-12-18 2017-06-22 旭化成株式会社 複合糸、織物、及び連続強化繊維樹脂成形体
WO2017179675A1 (ja) 2016-04-15 2017-10-19 旭化成株式会社 成形用金型および圧縮成形方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4163075A1 (de) * 2021-12-21 2023-04-12 Mater A/S Verfahren zur herstellung eines gegenstandes aus thermoplastischem und faserigem abfall und verbundmaterial mit thermoplastischem und faserigem abfall
EP4163078A1 (de) * 2021-12-21 2023-04-12 Mater A/S Form zur herstellung eines gegenstandes aus thermoplastischen und faserigen abfallprodukten und verbundmaterial mit thermoplastischen und faserigen abfallprodukten

Also Published As

Publication number Publication date
CN110614744B (zh) 2022-03-29
JP2020152091A (ja) 2020-09-24
CN110614744A (zh) 2019-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019116610A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, Formkörper und Form zum Harzformen
EP3268198B1 (de) Verfahren zur herstellung unidirektionaler faserverstärkter bänder
CN105992682B (zh) 纤维增强塑料及其制造方法
DE60308223T2 (de) Verfahren zur herstellung eines geformten schussfesten gegenstandes
DE60119504T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines verbundprofils aus organischem, thermoplastischem, durch verstärkungsfasern verstärktem kunststoff
EP2939818A1 (de) Formkörper mit hohler struktur und verfahren zur herstellung davon
EP3763860A1 (de) Mit thermoplastischem harz beschichtetes verstärkungsfaser-verbundgarn, herstellungsverfahren für dieses verbundgarn, endlosfaserverstärktes harzformteil und verfahren zur herstellung eines verbundstoffformteils
US20190240934A1 (en) Fiber-reinforced composites, laminates including the same, and systems and methods for making such laminates
DE102011008909A1 (de) Verbundlaminate und Verfahren zur Herstellung derselben
DD297600A5 (de) Stoff aus thermoplastischen fasern und kontinuierlichen verstaerkungsfasern
DE112017000354T5 (de) Prepreg, Verfahren zu seiner Herstellung und Faser-verstärktes Formprodukt
WO2018052080A1 (ja) 積層基材およびその製造方法
DE102011102342A1 (de) Textiles Flächengebilde, seine Verwendung sowie Verfahren zur Herstellung von Compositen
DE102012202625A1 (de) Feder aus einem Kunststoff-Verbundmaterial für Fahrzeugaufhängungen sowie Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben
DE112018002295T5 (de) Verbundkörper enthaltend faserverstärktes Harz, faserverstärktes Verbundharzmaterial und Verfahren zu deren Herstellung
WO2019188873A1 (ja) プレス成形品の製造方法
EP3036276B1 (de) Verfahren zur herstellung eines compositkunststoffteils (ck)
US20140178653A1 (en) Production Method for Composite Shaped Product Having Undercut Portion
EP3778174A1 (de) Verfahren zur herstellung eines formartikels
EP3941727A1 (de) Verfahren zum herstellen eines selbstverstärkten thermoplastischen kompositwerkstoffs
EP3225735A1 (de) Kohlenstofffasermatte, vorform, bahnmaterial und formkörper
DE102011087194A1 (de) Large-Tow-Kohlenstofffaser-Verbundmaterial mit verbesserten Biegeeigenschaften und verbesserten Oberflächeneigenschaften
DE69918837T2 (de) Kunststoff-folien
EP2732946B1 (de) Komposit, Bauteil hieraus sowie Verfahren zur Herstellung hierfür
EP3661717B1 (de) Verfahren zur erzeugung einer strukturierten narbung auf der oberfläche eines mit einem textilen flächengebilde endlosfaserverstärkten thermoplasten

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final