DE2007362A1

DE2007362A1 - Verfahren zur Herstellung geformter Gegenstände aus thermoplastischem Kunstharz und Glasfaser

Info

Publication number: DE2007362A1
Application number: DE19702007362
Authority: DE
Inventors: Peter Hans Berkeley Heights N.J. Hofer (V.St.A.)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1969-02-20
Filing date: 1970-02-18
Publication date: 1970-09-24
Also published as: FR2032952A5; ES375775A1; GB1305982A; CA918879A; SE364213B; US3621092A

Description

DR. W. SCHALK · DIPL-ING. P. WlRTH · DIPL-ING. G. DANNENBERG DR.V.SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WE I N HOLD -DR. D.GUDEL

6 FRANKFURT AM MAIN

CR. ESCHENHEIMER STRA(IE »9

PW/RK C-7606-C

17. Februar 1970

UNION CARBIDE CORPORATION

270 Park Avenue New York, N.Y. 10017/USA

Verfahren zur Herstellung geformter Gegenstände aus thermoplastischem Kunstharz und Glasfaser

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von geformten Gegenständen in einem Kaltstanzverfahren, ausgehend von erhitzten Gebilden, die aus thermoplastischem Kunstharz und hohen Glasfasermatten bestehen.

Neuere technologische Entwicklungen in der Herstellung geformter oder gestalteter Gegenstände aus aus Glasfaser und thermoplastischem Kunstharz bestehenden Rohlingen führten zu Stanz- bzw_e Preßverfahren, bei denen diese Gegenstände unter Verwendung einer mechanischen Stanzpresse hergestellt wurden. Bei manchen dieser Stanzverfahren wurde eine erhitzte Zusammensetzung bzw. ein Gebilde aus Glasfaser und thermoplastischem Kunstharz als der Rohling verwendet, aus dem der geformte Gegenstand zwischen zusammenpassenden Formen in einer Presse gestanzt bzw. gepreßt wird· Wegen der Geschwindigkeit, mit der diese Verfahren arbeiten,

009839/1880

benötigt man dabei Rohlinge aus Zusammensetzungen bzw. Gebilden, die eine ganz besondere, einzigartige Kombination von Eigenschaften aufweisen·

Ein aus einer hohen Glasfasermatte und thermoplastischem Kunstharz zusammengesetztes Gebilde wird als ein stanzfähiger Rohling in einem rasch vor sich gehenden Stanzpreßverfahren gestanzt, bei dem eine mechanische Stanzpresse verwendet wird.

Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, durch das geformte oder gestaltete Gegenstände leicht aus Rohlingen in einem mechanische Stanzpreßverfahren gestanzt werden können.

Ferner bezweckt die Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei dem ein aus Glasfaser und thermoplastischem Kunstharz hergestellter Rohling leicht in einer mechanischen Stanzpresse behandelt oder weiterbehandelt werden kann·

Bei der Ausführung der Erfindung ist ferner bezweckt, ein

Form-Verfahren zu schaffen, bei dem Luft aus dem hohlraum einer Presse während des Stanzpressens von Rohlingen in der Presse entweichen kann.

Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:

^Fig. 1 eine Seitenansicht einer hohen Glasfasermatte;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines kalten Rohlings gemäß der Erfindung, der aus der hohen Glasfasermatte nach Fig. 1 hergestellt ist;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen, heißen erweichten Rohlings;

009839/1880

Fig. 4-6 die Verarbeitung eines erfindungsgemäßen Rohlings in einer Stanzpresse, und

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Gebilde, aus dem Rohlinge leicht ausgeschnitten werden können.

Es hat sich herausgestellt, daß zur leichten Verarbeitung eines stanzbaren Rohlings, der aus Glasfaser und thermoplastischem Kunstharz besteht, in einem mechanischen Stanzpreßvorgang unter Verwendung einer mechanischen Stanzpresse der Rohling aus einer Zusammensetzung bestehen muß, die aus einer hohen Glasfasermatte hergestellt wurde. Die Erfindung betrifft daher ein Stanzpreßverfahren unter Verwendung einer Zusammensetzung bzw. eines Gebildes, das aus thermoplastischem Kunstharz und Glasfaser besteht oder diese Komponenten enthält und bei dem die Glasfaser in Form einer hohen Matterverwendet wurde, die mit dem thermoplastischem Kunstharz beladen oder imprägniert wurde, oder in die das Kunstharz anderweitig homogen eingemischt wurde.

Vor- und nachstehend bezieht sich der Ausdruck "hoch", bzw. locker oder "dick" im Zusammenhang mit der Erfindung auf das Verhältnis der Dicke zum Gewicht pro Flächengröße der Glasfaser in der Glasfasermatte. Für die Zwecke der Erfindung soll eine "hohe¹¹ Glasfasermatte eine Dicke von ungefähr 1,0 bis 15 mm bei einem Gewicht vom 0,036 g/cm (1 oz/sq.ft.) besitzen.

Der Ausdruck "Rohling" wird vor- und nachstehend in Zusammenhang mit der Erfindung zur Bezeichnung des stanzfähigen bzw. preßfähigen Gebildes aus Kunstharz und Glasfaser verwendet, wie es tatsächlich in die Stanzpresse eingesetzt wird· In manchen Fällen wird das Gebilde selbst, wie es als Rohling ist, verwendet, und in anderen Fällen werden ein oder mehrere Rohlinge verwendet, die aus dem Gebilde

geschnitten werden.

009839/1880

Der Ausdruck "thermoplastisch" wird vor- und nachstehend im Zusammenhang mit der Erfindung als Angabe dafür verwented, daß der Werkstoff oder das Gebilde bei Zuführung von Wärme erweicht oder fließt.

Das Gebilde wird dadurch hergestellt, daß thermoplastisches Kunstharz homogen durch die hohe Glasfasermatte.! hindurch verteilt wird, während das Gebilde unter Druck gesetzt wird.

Das zusammengesetzte Gebilde enthält ungefähr 10 bis 60, vorzugsweise ungefähr 20 bis 45 Gew.-% Glasfaser und ungefähr 90 bos 40, vorzugsweise ungefähr 80 bis 55 Gew.-% thermoplastisches Kunstahrz. Das Gebilde bzw. die Rohlinge können ungefähr 0,712bis 5,08 mm (30 - 200 mils) oder mehr dick sein und haben für gewöhnlich die Gestalt oder Form eines Films oder Blattes; jedoch ist die Form für die Erfindung nicht wesentlich, und die Rohlinge können daher in jeder beliebigen zweckentsprechenden Form oder Gestalt so hergestellt werden, daß sie zu den Stanzformen der Stanzpresse passen.

Das zusammengesetzte Gebilde wird durch Zusammenbringen des thermoplastischen Kunstahrzes und der Glasfaser hergestellt, wobei die in der Technik üblichen Verfahren zum Lamellieren oder Walzen oder Imprägnieren angewendet werden, z.B. eine Formung durch Zusammendrückung, Kalandrieren oder Glattpressen im Strangpreßverfahren, Lamellieren im Strangpreßverfahren, überstreichen oder Überziehen im Strangpreßverfahren, Überziehen im Tauchverfahren, Imprägnieren mit Pulver und überziehen oder Rakeln mit dem Messer.

Die bei diesen Verfahren anwendbaren Drücke sind je nach dem Verfahren verschieden; z.B. liegt der beim Formen durch Zusammenpressen angewendete Druck ungefähr zwischen

009839/1880

.1,75 bis 210 kp/cm , vorzugsweise zwischen 7 bis 35 kp/cm · Für das Überziehen im Tauchverfahren ist kein Druck erforderlich.

Die bei diesen Verfahren verwendeten Temperaturen hängen von den Erweichungspunkten und den Zersetzungspunkten des thermoplastischen Harzes ab· Das Lameliieren oder Imprägnieren muß bei einer über dem Erweichungspunkt und unter dem Zersetzungspunkt des Harzes liegenden Temperatur durchgeführt werden« Die Verfahrens- bzw_e Behandlungsdauer hängt gleichfalls von dem verwendeten Harz ab und auch von den jeweils verwendeten Mengen an Glasfaser und an Kunstharz. Diese Behandlungszeiten können daher zwischen ungefähr 30 Sekunden bis 30 Minuten oder mehr, abhängig von den Bestandteilen und deren Zusammensetzungen und abhängig von dem jeweils verwendeten Verfahren, liegen.

Bei der Herstellung des zusammengesetzten Gebildes wird das thermoplastische Kunstharz einer oder bis zu zehn oder mehr Lagen aus Matten von hohem bzw. lockerem Glasfasermaterial zugesetzt. Eine Seitenansicht einer solchen Lage, die aus einer hohen bzw. lockeren Glasfasermatte besteht, ist in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellt. Das thermoplastische Kunstharz wird gewöhnlich in Form eines Films oder Bogens verwendet, der eine Dicke von ungefähr 0,05 bis 3,2 mm besitzt.

Bei der Herstellung der zusammengesetzten Gebilde ist es wesentlich, die hohe Glasfasermatte mit dem thermoplastischen Harz so zusammenzubringen und zusammenzudrücken, daß die Dicke der Matte wesentlich verringert wird und das zusammengesetzte Gebilde in seiner sich ergebenden Form bzw. als der sich ergebende Rohling unter Druck gesetzt wird, wie es in der Seitenansicht nach Fig. 2 für einen kalten Rohling dargestellt ist. Diese Zusammendrückung wird z.T. dadurch herbeigeführt, daß man ein Ge-

009839/1880

bilde hergestellt, das eine geringere Dicke als diejenige der ursprünglich hohen Glasmatte besitzt. Das Gebilde nach Fig. 2 wurde aus der Matte nach Fig. 1 hergestellt, hat aber weniger als die Hälfte der Dicke der Glasfasermatte nach Fig. 1. Bei der Anwendung des Druckformverfahrens zur Herstellung der Gebilde wird die Imprägnierung der Glasfasermatte mit thermoplastischem Kunstharz z.B. dadurch herbeigeführt, daß das thermoplastische Kunstharz unter genügendem Druck geschmolzen wird, und daß diese Imprägnierung während einer Zeitspanne erfolgt, wie sie zum Imprägnieren der Glasfasermatte mit guter Benetzung des Glases durch das Kunstharz erforderlich ist, aber ohne daß übermäßiges Fließen des Harzes oder Ausscheiden des Harzes aus dem Körper des Gebildes erfolgt.

Nach der Herstellung werden die Gebilde gekühlt und aus dem Behandlungsgerät, in dem sie hergestellt wurden, herausgenommen und für zukünftige Verwendung aufgespeichert· In manchen Fällen wird das Gebilde in dem Zustand verwendet, den der Rohling hat, nachdem er durch Wärmezufuhr erweicht und in der Presse stanzgepreßt wurde. In anderen Fällen können ein oder mehrere Rohlinge, die für den Anwendungszweck besser geeignete Größen- und Umrißformen als diejenige des genannten Gebildes haben, aus diesem Gebilde geschnitten werden. Der Rohling wird vorzugsweise aus dem kalten Gebilde herausgeschnitten. Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf eine Reihe von drei Rohlingen, die aus nur einem solchen Gebilde geschnitten oder ausgestanzt werden können. Diese Rohlinge können dazu dienen, Kraftfahrzeugkotflügel, Dachschalen oder -feider für Kraftfahrzeuge oder ähnliche Zwecke und dergleichen zu stanzen und/oder zu pressen.

Während des Arbeitsganges der Herstellung des Gebildes und des Zusammendrückens des Fasermaterials und des Kunet-

009839/1110

harzes verliert das Gebilde seine hohe bzw. lockere Form, die die hohe Glasfasermatte vorher hatte, da die Glasfasermatte während der Bildung des Gebildes zusammengedrückt wird. Bevor der Rohling in einer mechanischen Stanzpresse verarbeitet wird, in der er auf das gewünschte Endprodukt gestanzt wird, wird der Rohling in einem Ofen soweit erhitzt, daß das darin befindliche Harz erweicht und der Rohling sich in dem richtigen ErweichungszuBtand befindet, in dem er in der Stanzpresse weiter verarbeitet werden soll. Während dieses Erwärmungsvorganges gewinnt der Rohling etwas von seiner lockeren "hohen" Struktur zurück, die er ursprünglich zufolge der "Höhe" der Glasfasermatte zeigte, und zwar weil das Harz im Ofen erweichte. Bei der Erweichung des Harzes befinden sich die Glasfasern im Rohling unter Druck und streben dazu, auseinanderzugehen und in ihre ursprüngliche Stellung zurückzuspringen, d.h. in die Lage, in der sie sich in der lockeren Glasfasermatte befanden, wie ee Pig. 3 als Seitenansicht einer erhitzten, erweichten Glasfasermatte zeigt. Der Rohling nach Pig. 3 wurde durch Erwärmen des Rohlings nach Pig. 2 hergestellt, wobei er einen Teil der lockeren "hohen" Struktur zurückgewonnen hat, die die Matte nach Pig. 1 zeigte. Als Ergebnis dieser Entspannung der Glasfasern schwillt der erwärmte Rohling um ungefähr 20 bis 500 # seiner ursprünglichen Dicke. Wenn der erwärmte Rohling während des Stanzvorgangee ausgestanzt und gekühlt wird, verliert der sich ergebende ausgestanzte Gegenstand alle Lockerkeit bzw. "Höhe", die die lockere Glasmatte ursprünglich beeaß und befinden sich die Glasfasern erneut in zusammengepreßtem Zustand.

Pur manche Anwendungezwecke, d.h. zur Herstellung bestimmter Typen gestanzter Gegenstände, ist es zu bevorzugen, einen Rohling zu verwenden, der aus einer lockeren Glasfasermatte hergestellt wurde, die eine Höhe von ungefähr 1,016 mm bie 2,54 mm besaß und die 50 bis 500 # anschwillt, wenn eie erwärmt wird. Diese Anwendungsgebiete umfassen Kraftfahrzeug-

009839/1880

/Kraftfahrzeug-Kofferraumdeckel, Dachschalen, MCraftfahrζeughauben, Schalen, Bottiche und

dergleichen.

Die bei einem guten stanzbaren Rohling für mechanische Stanzverfahren erforderlichen und erwünschten Eigenschaften, die durch die Rohling gemäß der Erfindung gewährleistet werden, sind die folgenden:

a) Die Rohlinge sind in erhitztem Zustand aufgequollen und porös, und obge^Lich solche heißen Rohlinge mehr Luft enthalten als ein heißer Rohling, der aus einer nichtluftigen, "niedrigen" Glasfasermatte hergestellt würde, enthält, erlauben diese Eigenschaften unerwartet einen leichten Durchgang von Luft durch den porösen Rohling, während er gestanzt wird, und seine lockere Struktur verhindert, daß Luft zwischen den Rohling und den Stanzformen der Presse eingeschlossen wird. Demzufolge sind aus den erfindungsgemäßen Rohlingen gestanzte Gegenstände im wesentlichen frei von Fehlern, die von eingeschlossener Luft herrühren, wie zum Beispiel "diesel burning" (Dieselölverbrennungsfehler), Flecken und wurmstichartige Löcher, in den Oberflächen dieser Gegenstände. Solche Fehler treten häufig bei gestanzten Gegenständen auf, die aus nichtlockeren Rohlingen hergestellt wurden. Somit werden erfindungsgemäß glattere und gleichmäßigere Stanzerzeugnisse hergestellt, bei denen wesentlich weniger Ausschuß, der von auf eingeschlossener Luft beruhenden Fehlern herrührt, entsteht, d.h., wenn zum Stanzen Rohlinge gemäß der Erfindung verwendet werden·

b) Die erfindungsgemäßen Rohlinge sind in erhitztem Zustand bei Temperaturen, die zum Stanzen genügend über dem Erweichungspunkt des in ihnen enthaltenen Harzes liegen, nicht klebrig. Rohlinge hingegen, die nicht aus einer lockeren, "hohen" Glasfasermatte hergestellt sind, sind bei diesen Temperaturen sehr klebrig. Diese hohen Temperaturen treten natürlich während des Vorwärmens der Rohlinge vor dem Stanzvorgang auf, Ist

009839/1880

der Rohling während dieser Vorwärmarbeiten klebrig, so ist er sehr schwer zu handhaben, wodurch für klebrige Rohlinge besondere Behandlungsweisen notwendig sind. Die erfindungsgemäßen. heißen Rohlinge sind bei hohen Temperaturen nicht klebrig, da die Glasfasern in der Matte sich an der Oberfläche des Rohlings befinden, wenn sie vom Pressen freigegeben sind.

c) Die erfindungsgemäßen Rohlinge absorbieren während des Erhitzens wesentlich weniger Wärme vor dem Stanzvorgang als ein aus einer nicht luftigen, "niedrigen" Glasfasermatte hergestellter Rohling; auch absorbieren sie an ihren Außenflächen wesentlich mehr Wärme als ein solcher Rohling. Dieser Unterschied in den Wärmeabsorptionseigenschaften gibt den erfindungsgemäßen Rohlingen den Vorteil, daß die Außenfläche des Rohlings heißer ist, wodurch das Harz leichter fließen kann und eine größere Form- und Oberflächengenauigkeit der Formen in der Stanzpresse erreicht wird, ohne daß der Kühlkräslauf wesentlich erhöht wird. Der Unterschied in der Wärmeabsorptionsfähigkeit beruht darauf, daß ein aus einer lockeren Glasfasermatte hergestellter Rohling einen wesentlich geringeren Wärmeübertragungskoeffizienten besitzt als ein Rohling, der aus einer nicht luftigen Glasfasermatte hergestellt ist, denn der aus der lockeren Glasfasermatte hergestellte Rohling gibt die Wärmeeinheiten nicht so schnell von seiner Außenfläche an seine inneren Regionen ab.

d) Von den erfindungsgemäßen Rohlingen erhält man ein Stanzgut, bei dem Glasfaser und Harz über die ganze Matrize des gestanzten und geformten Gegenstands gleichmäßig vertalt sind. Ein Stanzgegenstand aus einem aus einer nicht lockeren Glasfasermatte hergestellten Rohling dagegen ist an seiner Oberfläche bzw· an seinen peripheren Regionen, besonders an seinen Ecken harzreich. Diese

009839/1880

- ίο -

harzreichen Regionen an den Kanten des Stanzgegenstandes können leicht splittern und rissig werden, weshalb solche Gegenstände mit besonderer Sorgfalt gehandhabt werden müssen, um Splittern und Rißbildung und die dadurch hervorgerufene Beschädigung ihrer Oberfläche zu vermeiden.

Das Fehlen solcher harzreichen Kantenzonen bei den aus den erfindungsgemäßen Rohlingen hergestellten Stanzgegenständen beruht darauf, daß die Glasfaser in den durch Wärme erweichten und aufgequollenen Rohlingen mit dem Harz gleichmäßig in alle Bereiche des Stanzgegenstandes fließt, so daß Glasfaser und Harz über das gesamte Stanzprodukt gleichmäßig verteilt sind. Bei einem aus einer nicht lockeren Glasfasermatte hergestellten nicht aufgequollenen Rohling trennt sich das Harz von dem zusammengedrückten Glas und fließt unabhängig von diesem, wodurch die aus solchen Rohlingen gestanzten Gegenstände eine nicht homogene Zusammensetzung erhalten. Dadurch daß Glasfaser und Harz bei den aus den erfindungsgemäßen Rohlingen hergestellten Gegenständen gleichmäßig verteilt sind, erhält man stabilere Gegenstände, was die größere Festigkeit der Stanzgegenstände zeigt.

e) Der erfindungsgemäße Rohling ist in erhitztem Zustand wesentlich weniger biegsam als ein aus einer nicht lockeren, "niedrigen" Glasfasermatte hergestellter Rohling. Diese geringe Biegsamkeit hat den Vorteil, daß durch sie ein Durchhängen des heißen Rohlings verhindert wird und seine Handhabung während des Transports vom Ofen zur Stanzpresse, besonders bei automatisierten Anlagen, erheblich einfacher ist. Die geringe Biegsamkeit 1st darauf zurückzuführen, daß der heiße Rohling durch das Aufquellen dicker ist·

009839/1880

Wie vorstehend dargelegt soll die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gebilde verwendete Glasfasermatte aus Glasfasern mit einer "Höhe¹¹ von etwa 1|Q16 mm Ms 12,700 mm Dicke prq 0,0306 g/cm (pro 1 ounce/square foot) Matte "bestehen. Die Matte soll nicht gewebt sein.

Die zur Herstellung der lockeren, "hohen" Matte verwendete Glasfaser wird vorzugsweise in Form von Glasfasern oder -strängen mit einer Länge von 2,54 cm bis endlos, vorzugsweise mit einer Länge von>. 10,16 cm verwendet· Das Glas kann in Form von Endlosfäden, Strängen, Fäden, Garn, Vorgarn, nicht gewebten Fasern und dergleichen verwendet werden.

Die Glasfasern können mit einem oder mehreren der üblicherweise verwendeten Schlichtemittel behandelt oder überzogen werden. Diese Schlichtemittel sind gewöhnlich mehrere Bestandteile aufweisende Präparate, die ein oder mehrere Schmiermittel, Emulgatoren, Kopplungsmittel, Mittel zum Regulieren des pH-Wertes, filmbildende synthetische Bindemittel, Antistatikmittel und/oder Benetzungsmittel enthalten. Bevorzugte Kopplungsmittel sind organische Siliziumverbindungen wie Silylperoxydverbindungen, Alkoxysilane, Aminoalkoxysilane, Vinylalkoxysilane und Aminoalkylalkoxysilane.

Charakteristische Beispiele für die Silylperoxydverbindungen sind Vinyl-tris-(t-buty!peroxy)-silan, Allyl-tris-(t-butylperoxy)-silan, Tetratris-(t-butylperoxy)-silan, Allyl-(t-butylperoxy)-tetrasiloxan, Vinylmethyl-bis-(t-butylperoxy)-silan, Vinyl-tris-(oL,o(. -dimethylbenzylperoxy)-silan, Allylmethyl-bis-(t-butylperoxy)-silan, Methyl-tri s-(t-butylperoxy)-silan, Dimethyl-bi s-(t-butylperoxy)-silan, Isocyanatopropyl-tris-Ct-butylperoxyJ-silan und Vinyldiacetoxy-(t-butylperoxy)-silan·

009839/1880

Beispiele für die Aminoalkylalkoxysilane sind unter anderem y-Aminopropyltri äthoxysilan, \ -Aminopropyltriäthoxysilan und Bis-(/l-hydroxymethyl)-Jf-aminopropyltriäthoxysilan·

Weitere organische Siliziumverbindungen, die verwendet v/erden können, sind unter anderem $-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, β-(3,4-epoxycyclohexyl)-äthyltrimethoxysilan, Jf-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und Vinyltriäthoxysilan.

Die einzelnen verwendeten Glasfasern können entweder gerade oder gekrümmt sein. Die Verdichtung, die durch das Pressen der Glasfasermatte mit dem Harz während der Herstellung des Rohlings hervorgerufen wird, entsteht dadurch, daß das heiße geschmolzene Harz durch die Matte hindurchdringt und bei diesem Hindurchdringen durch die Matte die Luft verdrängt wird.

Die lockeren, "hohen" Glasfasermatten können in einem beliebigen der normalerweise verwendeten Verfahren zur Herstellung von Glasfasermatten, z.B, mit fortlaufendem Strang oder mit zerhacktem Strang, hergestellt werden, vorausgesetzt, daß die hergestellte Matte die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gebilde erforderlichen Eigenschaften hinsichtlich ihrer "Höhe" hat. Gewöhnlich werden die Glasfasermatten mit Hilfe eines Mattenbindemittels aus den geschlichteten Glasfasern hergestellt. Das Mattenbindemittel enthält gewöhnlich filmbildendes Harz, einen Emulgator und ein Kopplungsmittel. Das Mattenbindemittel, das für die "hohen" Glasfasermatten verwendet wird, aus denen die erfindungsgemäßen Gebilde hergestellt werden sollen, muß derart sein, daß es gestattet, daß die einzelnen Glasfasern in dem Gebilde in bezug aufeinander fließen können, wenn der erhitzte Rohling in der Stanzpresse gestanzt wird. Aus diesem Grunde werden als filmbildende Harze für die Mattenbindemittel thermoplastische Harze bevorzugt, Jedoch können auch einige in Wärme aushärtbare Harze verwendet werden.

009839/1880

Zu den polymeren Materialien, die zur Herstellung der nach der Lehre der Erfindung zu behandelnden Gebilde verwendet werden können, zählen alle durch Druck verformbaren thermoplastischen Harze, die als Materialien zur Herstellung verformter oder geformter Gegenstände bekannt sind.

Zu den polymeren Materialien, die nach der Lehre der Erfindung verwendet werden können, gehören die Vinylharze. Dabei kann es sich entweder um Homopolymerisate eines individuellen Vinylmonomers oder um Mischpolymerisate eines oder mehrerer Vinylmonomere und von O bis etwa 50 Mol-% eines oder mehrerer Nichtvinylmdnomere handeln, die mit Vinylmonomeren ein Mischpolymerisat bilden können. Mit dem Eegriff "Vinylmonomer" ist eine Verbindung gemeint, die wenigstens eine polymerisierbare Gruppe der Formel -C=C-enthält. Zu diesen Vinylmonomeren gehören daher unter anderem die folgenden;

nicht substituierte Olefine, einschließlich Monoolefine v/ie Äthylen, Propylen, 1-Buten,und Isobutylen, und Polyolefine wie Butadien, Isopren, Dicyclopentadien und Norbonen, halogenierte Olefine, wie Chloropren, Tetrafluoräthylen, Chlortrifluorethylen, Hexafluorpropylen, Vinylaryle, wie Styrol, o-Methoxystyrol, p-Methoxystyrol, m-Methoxystyrol, o-Nitrostyrol, p-Nitrostyrol, o-Methylstyrol, p-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Phenylstyrol, o-Phenylstyrol, m-Phenylstyrol, Vinylnaphthalen und dergleichen, Vinyl- und Vinylidenhalogenide wie Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid, Vinylidenfluorid, Vinylidenbromid und dergleichen, Vinylester, wie Vinylformat, Vinylazetat, Vinylchlorpropionat, Vinylbenzoat, Vinylchlorbenzoat und dergleichen, Acryl- und *L -Alkylacrylsäuren, ihre Alkylester, ihre Amide und ihre Nitrile, wie Acrylsäure, Chloracrylsäure, Methacrylsäure, Äthacrylsäure, MettyQacrylat, Äthjäaiylat, Butylacrylat, n-Octylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, n-Decylacrylat, Methylmethacrylat,Butylmethacrylat, Methyläthacrylat,

009839/1880

Äthyläthacrylat, Acrylamid, N-Methylacrylamid, N₁N-Dimethylacrylamid, Methacrylamid, N-Methylmethacrylamid, N,N-Dimethy!methacrylamid, Acrylnitril, Chloracrylnitril, Methacrylnitril, A'thacrylnitril, und der-gleichen, Malein- und Fumarsäure und ihre Anhydride und Alkylester, wie Maleinsäureanhydrid, Dimethylmaleat, Diäthylmaleat und dergleichen, Vinylalkyläther und -ketone, wie Vinylmethyläther, Vinyläthyläther, Vinylisobutyläther, 2-Chloräthylvinyläther, Methylvinylketon, Äthylvinylketon, Isobutylvinylketon und dergleichen, ebenso Vinylpyridin, N-Vinylcarbazol, N-Vinylpyrrolidin, Äthylmethylenmalonat, Acrolein, Vinylalkohol, Vinylacetal, Vinylbutyral und dergleichen· Nichtvinylmonomere, die mit Vinylmonomeren ein Mischpolymerisat bilden können, sind unter anderem Kohlenmonaxyd und Formaldehyd.

Somit enthalten die Vinyl-Polymerisate z.B. unter anderem Polyäthylen, Polypropylen, Äthylen-Propylen-Mischpolymerisate, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylfluorid, Polystyrol, Styrolbutadienacrylnitril-Terpolymerisate, Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisate, Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymerisate, Äthylen-Acrylnltril-Mischpolymerisate und Styrol-Acrylnitril-Mischpolymerisate.

Zusätzlich zu den Viny!polymerisaten können gemäß der Erfindung andere polymere Materialien verwendet werden, zu denen unter anderem die folgenden gehören: thermoplastische Polyurethanharze, Polyamidharze, wie die Nylonharze einschließlich Polyhexamethylenadipamid, Polysulfonharze, Polykarbonatharze, Phenoxyharze, Polyacetalharze, PoIyalkylenoxydharze, wie Polyäthyienoxyd und Polypropylenoxyd, Polyphenylenoxydharze, und Zelluloseesterharze, wie Zellulosenitrat, Zelluloseazetat und Zellulosepropionat.

Ebenfalls unter den Begriff "Polymerisat" fallen Mischungen von zwei oder mehreren polymeren Materialien. Charakteristisch für solche Mischungen sind Polyäthylen/Polypropylen, Poly-

009839/1810

äthylen geringer Dichte mit Polyäthylen hoher Dichte, Polyäthylen mit Olefinmischpolymerisäten wie die vorstehend angegebenen, z.B. Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymeri sa;te, Äthylen-Äthylmethacrylat-Mischpolymerisate, Äthylen-Athylacrylat-Mischpolymerisate, Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisate, Äthylen-Acrylsäure-Äthylacrylat-Terpolymerisate, Äthylen-Acrylsäure-Vinylacetat-Terpolymerisate und dergleichen.

Ferner bezieht sich die Bezeichnung "Polymerisat" auch auf die metallischen Salze der Polymerisate oder Mischungen derselben, die freie Carboxylgruppen enthalten. Dazu gehören zum Beispiel Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymerisate, Äthylen-Methacrylsäure-Mischpolymerisate, Äthylen-Äthacrylsäure-Mischpolymerisate, Styrol-Acrylsäure-Mischpolymerisate, Buten-Acrylsäure-Mischpolymerisate und dergleichen.

Zur Herstellung der Salze dieser Carboxylsäure-Polymerisate können zum Beispiel unter anderem die ein-, zwei- und dreiwertigen Metalle wie Natrium, Lithium, Kalium, Kalzium, Magnesium, Aluminium, Barium, Zink, Zirkon, Beryllium, Eisen, Nickel, Kobalt und dergleichen verwendet werden.

In den Fällen, in denen zwei oder mehr Monomere dazu verwendet werden, ein Polymerisat zu bilden, können die monomeren Anteile in einer zufälligen oder in einer blockartigen Verteilung in der Polymerisatkette verstreut sein, oder es können eine oder mehrere Ketten aus monomeren Anteilen auf die anderen Ketten von monomeren Anteilen aufgepfropft sein.

Die Polymerisate können in jeder beliebigen Form verwendet werden, in der sie in der Form- und Preßtechnik gewöhnlich angewendet werden, zum Beispiel in Form von

009839/1880

Pulver, Kügelchen (pellets), Körnern und dergleichen und in Form von Mischungen der Polymerisate mit Hilfsstoffen. Solche Hilfsstoffe können zum Beispiel Plastizierungsmittel, Stabilisierungsmittel gegen Hitze und Licht, Füllstoffe, Pigmente, Verarbeitungshilfsmittel, Streck- oder Beschwerraittel und Mittel zur Erhöhung der Schlagfestigkeit.

Das jeweils verwendete spezielle Polymerisatmaterial schreibt die Auswahl und die Menge der damit zu verwendenden Hilfsstoffe vor, da es sich dabei um diejenigen zugehörigen Hilfsstoffe handelt, die für diejenigen Polymerisate bestimmt sind, welche gemäß der Erfindung verwendet werden. Die verwendeten Hilfsstoffe müssen physikalisch und chemisch miteinander und bzw. mit den anderen Bestandteilen der Zusammensetzungen bzw. Gebilde bezüglich der beabsichtigten Verwendung unter den beschriebenen Verfahrensbedingungen verträglich sein. Die Hilfsstoffe werden in solchen Mengen verwendet, die für den gegebenen Zweck wirksam und ausreichend sind. So ist zum Beispiel die wirksame Menge eines Plastifizierungsmittels eine "plastifizieren e Menge", d.h. eine Menge an Plastifizierungsmittel, welche die Biegsamkeit, die Verarbeitbarkeit, die Bearbeitbarkeit und/oder die Dehnfähigkeit des Polymerisates merklich erhöht. Die Stabilisierungsmittel wären in^für eine Stabilisierung wirksamen Menge zu verwenden und die Füllmittel wären in «iner für den Füllzweck wirksamen Mengen zu verwenden; wenn zum Beispiel ein Verstärkungsfüllstoff verwendet werden soll, so würde dieser Füllstoff in solchen Mengen verwendet, daß er den gewünschten Verstärkungseffekt schafft.

Die nachfolgende Reihenfolge von Verfahrensschritten sind bei der Verwendung von stanzfähigen Rohlingen bei dem erfindungsgemäßen Stanzverfahren verwendet»

a)) Der Rohling wird auf eine Temperatur erhitzt, die über dem

Schmelzpunkt und unter dem Zersetzungspunkt der thexmo-, plastischen Kunstharzkomponente des Rohlinge liegt.

009839/1880

" b)) Der so erhitzte Rohling wird in eine kalte Form einer mechanischen Stanzpresse überführt, zum Beispiel eine Hohlform eines Satzes von Stanz- oder Preßwerkzeugteilen, wobei dieser Satz bzw. der Satz von Form- oder Stanzwerkzeugteilen die für den beabsichtigten geformten Gegenstand gewünschte Gestalt hat bzw. schafft.

c)) Die Presse wird während einer Zeitspanne geschlossen, die dazu ausreicht, daß der Rohling den Stanzwerkzeughohlraura in einem Zustand füllt, in welchem er im wesentlichen von Spannungen frei ist, und in der er soweit abkühlt, daß er die gewünschte Gestalt des Hohlraums der Stanzform beibehält.

d)) Die Presse wird geöffnet und der geformte Gegenstand ausgeworfen.

Der Rohling wird in Stufe a, wie es in Pig. 4 veranschaulicht wird, während einer Zeitspanne erhitzt, die dazu ausreicht, daß das Harz zum Fließen kommt oder genügend weich wird, derart, daß der gewünschte IeIl in der Stanzpresse geformt werden kann. Der auf diese Weise erhitzte Rohling quillt, und seine Dicke nimmt um 50 bis 500 # der Dicke des nicht erhitzten Rohlings zu. Die Verweilzeit des Rohlings in der Heizvorrichtung, zum Beispiel einem Ofen, hängt von einer Mehrzahl von Faktoren ab, zum Beispiel von dem verwendeten Harz, von der Größe des Rohlinge, von den zugehörigen Mengen an Glasfaser und der Harzmenge im Rohling, von der Wärmekapazität, der Temperatur und der Wellenlänge bzw. Strahlung des Ofens ab. Diese Ofen-Verweilzeiten können daher zwischen ungefähr 4 Sekunden und ungefähr 5 Minuten liegen^Der in die Stanzpresse überführte oder in diese eingesetzt Rohling kann in bezug auf den Hohlraum der Stanzform der Presse die gleiche Größe oder eine größere oder eine geringere Größe als dieser Hohlraum besitzen.

009839/1880

Es können auch bei ein und demselben Stanzvorgang mehrere Rohlinge gemeinsam oder überelnandergeschlchtet gestanzt werden.

Die Presse, in der der Rohling gestanzt wird, ist Insofern als eine kalte Presse anzusehen, als das obere Stanzwerkzeug und das untere Stanzwerkzeug der Presse vermöge der Verwendung eines Kühlmittels, zum Seispiel Wasser, während des Stanzvorganges auf einer Temperatur gehalten werden, die zwischen der Raumtemperatur und einer Temperatur liegt, die kleiner ist als die Schmelztemperatur oder die Erweichungstemperatur des im Rohling befindlichen Kunstharzes und die vorzugsweise W bei etwa 15,6 bis 26,7° 0 liegt.

Nachdem der erwärmte Rohling, wie in Pig. 5 gezeigt, In die kalte Presse gelegt worden ist, werden die Stanzwerkzeugteile während eines Zeitraumes geschlossen, der dazu ausreicht, daß der Rohling den Formhohlraum in spannungsfreiem Zustand füllt und genügend abkühlt, um die gewünschte Gestalt der Form beizubehalten, die in Fig. gezeigt 1st. Die Verweilzeit des Werkstücks in der Stanzform liegt in der Größenordnung von etwa 3 bis 60 Sekunden bei Rohlingen von 0,76 mm bis 10,1 mm Dicke. Die Geschwindigkeit und die Kraft, mit der der Formvorgang in der Presse ausgeführt wird, gewährleistet den Arbeitsgang, der eher als Stanz- oder Tiefziehverfahren als ein Formpreßverfahren zu bezeichnen ist·

Nach der Durchführung des Stanzvorganges werden die Stanawerkzeugteile geöffnet bzw. auseinandergefahren und kann der erzeugte geformte Gegenstand leicht aus dem Stanzwerkzeug entfernt werden. An dieser Stelle des Verfahrene besitzt der Gegenstand gewöhnlich eine Temperatur, die awisohen ungefähr Raumtemperatur und einer Temperatur liegt, die wesentlich unterhalb des Sohmelepunktee der Pol^erlsatkomponente des geformten Gegenstandes liegt·

009839/1880

Die geformten Gegenstände können in verschiedenen Gestaltungen und Formen hergestellt werden, deren Umrißlinien oder -flächen ebene und/oder unebene Oberflächen sind bzw. in solchen Oberflächen Riegen. Die geformten Gegenstände haben eine Dicke von im allgemeinen ungefähr 0,508 bis 5,08 mm. Der Querschnitt der gestanzten Gegenstände kann ein gleichmäßiger oder ungleichförmiger Querschnitt sein. Zum Beispiel können Rippen, Ansätze oder sonstige Vorsprünge an den Gegenständen vorgesehen sein, und es können Bereiche mit schmaler oder geringer Querschnittsfläche benachbart zu Bereichen mit verhältnismäßig dicker bzw· großer Querschnittsfläche liegen·

Wenn erwünscht, können während des Stanzvorganges oder bei einem anschließenden Lochungs- oder Einprägevorgang Löcher und Kerben in den geformten Gegenstand mittels üblicher Bearbeitungsverfahren eingebracht werden, nachdem er abgekühlt ist.

Der an den erfindungsgemäßen Rohlingen durchgeführte Stanzvorgang macht es notwendig, daß die Presse tatsächlich an ihrem unteren Hubende bzw, bei einer Kurbelpresse im wesentlichen am unteren Totpunkt der Stempelbewegung angehalten wird, d.h. nicht mehr als ungefähr 5° von diesem Totpunkt, und zwar für eine kurze Zeitspanne, wie es Pig. 6 veranschaulicht. Diese Technik des Anhaltens am Totpunkt ist genau das Gegente.il der Üblichen Praxis, die beim Stanzen von Metall eingehalten werden muß, wobei ein Anhalten am unteren Totpunkt während des Stanzkreislaufs verursachen könnte, daß das Stanzwerkzeug am Boden des Werkstücks stecken bleibt. Ein solches Festsetzen tritt bei dem Stanzvorgang nach der Erfindung, bei dem erfindungsgemäße Rohlinge eingesetzt werden, nicht auf.

Die bei dem Stanzvorgang verwendete Presse muß eine mechanische Stanzpresse oder eine gleichwertig wirkende Presse sein. Eine übliche hydraulische Presse kann nicht verwendet werden, da sie nicht zugleich sowohl eine schnelle Preßgeschwindigkeit

009839/1880

als auch einen augenblicklich verfügbaren Druck zu liefern vermag, d.h. eine Vereinigung von Eigenschaften, wie sie für den erfindungsgemäßen Stanzvorgang erforderlich ist. Indessen kann eine spezielle hydraulische Presse dafür verwendet werden, die ein besonderes Speichersystem für große Energiespeicherung aufweist, und zwar um die Wirkung einer rein mechanischen Presse zu verdoppeln oder zu vervielfachen. Dieser Stanzvorgang macht es notwendig, daß Drücke in der Größenordnung von etwa 21 bis 140 kp/cm oder mehr bei Stanzkreisläufen von ungefähr 10 bis 60 Sekunden Dauer wiederholt, d.h. von Schaltknopfdruck bis Schaltknopfdruck aufgebracht wird. Das schnelle Schließen der Stanzpresse unter diesen Drücken verhindert ein vorzeitiges Kühlen des Einsatzgutes während des Zeitraumes, in welchem die Form gefüllt wird. Da überdies das Einsatzgut in der Form so schnell zum Fließzustand kommt, ergeben sich geringere Spannungen und Fehler in der Ausrichtung in dem erzeugten geformten Gegenstand als in geformten Gegenständen verursacht werden, die durch Spritzvorgänge hergestellt werden.

Zwar kann der Stanzvorgang gemäß der Erfindung mit der Bauart mechanischer Pressen durchgeführt werden, wie sie beim Stanzen von Metall verwendet werden; das erfindungsgemäße Verfahren zum Stanzen der Rohlinge schafft jedoch unerwartete, ungewöhnliche Vorteile gegenüber den beim Stanzen von Metall auftretenden Eigenschaften darin, daß die aus solchen Rohlingen geformten Gegenstände mit zusammengesetzten Kurvenflächen, scharfen Ecken und unterschiedlichen Querschnitten während des Stanzvorganges versehen werden können. Somit werden zur Herstellung geformter Gegenstände, die unebene Außenflächen oder Umrißformen aufweisen sollen, ausgehend von Rohlingen gemäß der Erfindung weniger Bearbeitungeschritte benötigt, als erforderlich wären, wenn der gleiche geformte Gegenstand in einem Metailstanzverfahren aus Metall hergestellt würde.

009839/1880

Die folgenden Beispiele dienen - ohne Einschränkung des Schutzumfanges der Erfindung - lediglich zu deren Erläuterung.

Beispiele

Gebilde mit einem Gehalt von 60 Gewichtsprozenten Kunstharz und Gewichtsprozenten Glasfaser werden wie folgt hergestellt. Nach der Formgebung haben die Gebilde eine Dicke von 2,54- mm und Ausmaße von 122 cm Breite und 244 cm Länge. Die bei der Herstellung der Gebilde verwendeten.thermoplastischen Kunstharze haben die folgenden Zusammensetzungen und Eigenschaften:

Kunstharz Zusammensetzung und Eigenschaft des Harzes

A Homopolymerisat des Propylens mit einem

Schmelzindex oder Schmelzfluß von 4 bei 230° C und einem Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt von 165° 0.

B Homopolymerisat des Styrole mit einem "Rossi

Peakes"-:Fluß von 190 bis 280 Sekunden bei 135° C und einem Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt von 100° 0.

Homopolymerisat von Nylon-6 (Polyamid) mit

einem Schmelzindex oder Schmelzfluß von 16 bei 230° C und einem Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt von 219° 0,

D Homopolymerisat des Polyvinylchlorids mit

einer inhärenten Viskosität von 0,76 bis 0,80 und einem Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt von 70° 0.

E Mischpolymerisat aus 72 Gewichtsprozenten

Styrol mit 28 Gewichtsprozenten Acrylnitril, mit einem Schmelzindex oder Schmelzfluß von 1,5 bei 200° 0 und einem Schmelzpunkt oder

Erweichungspunkt von 100° 0.

009839/1880

Die Kunstharze werden in Form eines Films oder von Streifen oder Blättern angewendet, deren Dicke etwa 0,127 bis 0,762 mm beträgt; die Gebilde werden durch Zusammenpressen von fünf Lagen des Kunstharzes mit drei Lagen einer lockeren Glasfasermatte unter Formgebung während 10 Minuten bei einer Temperatur hergestellt, die ungefähr 50 bis 100° C über dem Erweichungspunkt oder dem Schmelzpunkt des Kunstharzes liegt. Die Lagen von Kunstharz und Glasfaser werden abwechselnd in einer Schichtfolge Kunstharz/Glasfaser/Kunstharz/Glasfaser/Kunstharz/ Kunstharz/Glasfaser/Kunstharz angeordnet. Die Glasfasermatte wiegt etwa 0,0457 g/cm².

Die Bedingungen der anzuwendenden formgebenden Fressung bzw. Zusammendrückung, ferner das jeweilige spezielle Harz und die Eigenschaften (nach Lockerkeit und Faserlänge) der bei der Herstellung von sechs Gebilden I bis VI verwendeten Glasfasermatte sind in der Tabelle I angegeben.

009839/1880

Gebilde Druckrerhältnlsse bei (Zusarmen- der Formgebung eetsung) , lemperatur Druck« OQ kp/om

Tabelle I

Bei dem Gebilde zu verwendendes Kunstharz

lockerkeitsverhältnls In der Glasfasermatte

Faserlänge in der Glasfasermatte

CO O CO OO (O (O

II III IT

TI

205 205 220 240 200 245

3,5

5,25

3/1 5/1 3/1 3/1 2/1 2/1

endlos 127 mm endlos endlos 50,8 mm 50,8 mm

O CD

GJ CD

Vor dem Stanzen in der Stanzpresse werden Rohlinge von 114,3 χ 190,5 nun Größe aus jedem der Gebilde geschnitten und in einem Infrarot-Ofen erhitzt. Die nachstehende Tabelle II zeigt die für jeden Rohling anzuwendenden Erhitzungsbedingungen, die Herkunftsnummer des Rohlings und die Dicke der erhitzten Rohlinge.

Zu verwendendes Gebilde

(Zus ammens etzung)

III

!Tabelle	II	Temperatur	Dicke des er
			hitzten Roh
Rohling		210° C	lings in ram
		210° C
	Ofenbedinfiimgen	245° C	9,1
1	Zeit	127° 0 *	11,4 *
2	see.	220° C *	7,9 *
3	40	127° C *	7,9 *
4	40		5,0 *
5	30	6,4 *
6	50
45
50

* angenäherte Werte

Nachdem die Rohlinge in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt und erhitzt wurden, werden sie dann in einer mechanischen Stanzpresse auf eine Plattengröße von 127 x 203 χ 2,0 mm gepreßt, wobei die nachstehend in der Tabelle III angegebenen Stanz- bzw. Preßbedingungen angewendet Werdens

Rohling

Tabelle III	Druck (ange- « nähert in kp/cm 2
	56
Stanz- bzw. Preßbedingungen	56
Zeit in see. bei geschlos sener Form	91
15	105
15	98
10	112
15
15
10

009839/1880

.Keiner der auf diese Weisen hergestellten Rohlinge ist klebrig, und die Rohlinge sind leicht zu handhaben. Beim Transport vom Ofen zur Presse hängen sie nicht durch. Die gepreßten bzw. gestanzten Platten haben keine Oberflächenfehler, wie sie sonst von eingeschlossener Luft herrühren, und die Platten enthalten das Kunstharz und die Glasfaser durchweg in gleichmäßiger Verteilung. Sie haben keine an Kunstharz übermäßig angereicherte Kanten. Die Platten sind vorteilhaft als Verkleidungsplatten für Bauzwecke bzw. Gebäude.

Die lockerkeit der Glasfasermatte ist, wie oben angegeben, als eine Dicke von 1,02 bis 12,7 mm pro 0,031 g/cm der Glasfasermatte anzugeben. Die zur Bestimmung der Lockerkeit bzw. "Dicke" verwendeten Maßgrößen werden von Mattenmustern

von 929 cm (US-Quadratfuß)-Größe genommen, und zwar werden die Muster quer zur Breite der Matte genommen. Die Muster werden dann gewogen, um den Gewichtsfaktor für die Bestimmung der Lockerkeit zu erhalten. Die Dicke der Matte wird durch einen Dickenmesser gemessen, der auf ein Tausendstel US-Zoll Skaleneinteilung kalibriert ist. Die Dickenwerte werden ermittelt, während man den Fuß des Meßgerätes (eine Stahlplatte in der Größe von 30,5 x 30,5 χ 0,0125 cm Ausmaß im Gewicht von 453 g) auf der Matte aufsitzen läßt, und zwar einmal rhne zusätzliche Belastung und zum anderen mit einer gleichmäßigen Belastung von 0,07 kp/cm . Die Lockerkeit wird dann aus den Werten des Gewichtes und der Dicke berechnet. Die,Lockerkeit kann dann

in mm Dicke pro 0,031 g/cm bzw. eine US-Unze pro US-Quadratfuß der Glasfaser der Matte, - entweder unter "last-

freien" Bedingungen oder unter Last von 0,07 kp/cm bzw. ein US-Pfund pro Quadratzoll - anzugeben. Die angegebenen Werte von 1,02 bis 12,7 mm pro 0,031 g/cm bzw. von 0,040 bis 0,500 US-Zoll pro Unze/Quadratfuß der Matte, die die Kennzahlen der erfindungsgemäß verwendeten Matten sind, gelten für lastfreie Bedingungen.

009839/1880

Vie in den obigen Beispielen angegeben, kann die Lockerkeit der Glasfasermatte auch als das Verhältnis der Dicke unter lastfreien Bedingungen zur Dicke der Matte bei Belastung mit 0,07 kp/cm (bzw. ein pound per square inch)angegeben werden. (Siehe Tabelle I) In den Beispielen sind daher die Gebilde I, III und IV mit einer Belastung von 1 1/2 Unzen pro Quadratfuß der Matte (0,0457 g/cm ) hergestellt, und jedes dieser Gebilde hat eine Dicke von etwa 6,1 mm bei der unbelasteten Matte und eine Dicke von etwa 2,0 mm, wenn die

/US··
Matte mit einem Druck von einemZPfund pro Quadratzoll bzw. 0,07 kp/cm belastet ist. Die Glasfasermatten haben daher ein Lockerkeitsverhältnis von 3:1. Eine dieser Matten wird für jede Lage der Glasfasergebilde I, III und IV verwendet·

Das Gebilde II der Beispiele hat ein Lockerkeitsverhältnis von 5 : 1, da es aus einer Matte mit einem Gewicht von 1 1/2 Unzen pro Quadratfuß hergestellt wurde, die eine Dicke von ungefähr 10 mm bei unbelasteter Matte besitzt, und eine Dicke von ungefähr 2,00 mm, wenn die Matte mit einem Druck

von einem/Pfund pro Quadratzoll bzw. 0,07 kp/cm belastet ist. Je eine solcher Matten wurde für jede Glasfaserlage des Gebildes II verwendet.

Die Gebilde V und VI der Beispiele haben ein Lockerkeitsverhältnis von 2:1, da sie hergestellt wurden aus Matten mit einem Gewicht von 1 1/2 Unzen pro Quadrat fuß bzw. 0,0457 g/cm , die eine Dicke von etwa 5,6 mm bei unbelasteter Matte und eine Dicke von etwa 2,8 mm bei Belastung der Matte mit einem Druck von einem US-Pfund pro Quadratzoll bzw. 0,07 kp/cm besitzen. Je eine solcher Matten wurde für jede der Lagen aus Glasfaser bei den Gebilden 7 und VI verwendet·

Für die Zwecke der Erfindung ist es zu bevorzugen,eine Matte zu verwenden, deren oben definiertes Lockerkeitsverhältnis zwischen etwa 2:1 und etwa 5:1 liegt.

009839/1880

Die bevorzugten,unter Druckausübung formbaren thermoplastischen Harze sind solche, die einen Modul von mindestens 100 000 TJS-Pfund pro Quadratzoll bzw. 7000 kp/cm haben.

009839/1880

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Stanzen und/oder Pressen, insbesondere zur Herstellung geformter Gegenstände aus thermoplastischem Kunstharz und Glasfaser, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein unter Erwärmung aufgequollener Rohling in die kalten Stanzwerkzeuge einer mechanischen Stanzpresse eingesetzt wird, wobei der Rohling ein Gebilde aus unter Druckausübung formbarem thermoplastischen Harz und einer lockeren Glasfasermatte ist, in der die Glasfasern vor der Erhitzung des Rohlings zusammengedrückt sind, und wobei der Rohling um 50 bis 500 $> der Dicke des nichterhitzten Rohlings bei der Erhitzung aufquillt;

b) die Formwerkzeuge während einer Zeitspanne geschlossen werden, die dazu ausreicht, daß das Einsatzgut den Formhohlraum in einem im wesentlichen spannungsfreien Zustand füllt und soweit abkühlt, daß es die Form der Formwerkzeuge behält, und

c) die Formwerkzeuge geöffnet und der auf diese Weise geformte Gegenstand entnommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling aus etwa 40 bis 90 Gewichtsprozenten thermoplastischem Kunstharz und etwa 10 bis 60 Gewichtsprozenten Glasfaser besteht.

Der Patentanwalt

00 9839/1880

Leerseite