DE2029696B2

DE2029696B2 - Glasfaserverstärktes Kunststoffgranulat und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2029696B2
Application number: DE2029696A
Authority: DE
Inventors: Norman T. Santa Ana Calif. Hall (V.St.A.)
Original assignee: Liquid Nitrogen Processing Corp Malvern Pa (vsta)
Current assignee: Liquid Nitrogen Processing Corp Malvern Pa (vsta)
Priority date: 1969-06-17
Filing date: 1970-06-16
Publication date: 1975-05-22
Also published as: DE2029696C3; DE2029696A1; US3834980A; GB1302048A; US3702356A; CH534578A; US3608033A; US3709773A

Description

Wesentlich hierbei ist im Gegensatz zu dem bekann-

ten, unter Verwendung eines Kopplungsmittels hergestellten Granulat, daß dieses Silan-Kopplungsmittel mit dem thermoplastischen Kunststoff sehr gut ver-50 mischt wird, daß also dieses Kopplungsmittel in den

Die Erfindung bezieht sich auf ein glasfaserver- Überzug eingebracht ist, was natürlich nicht ausstärktes Kunststoffgranulat mit einem Kern aus einem schließen soll, daß im Einzelfall auch der Glasfaserlängsverlaufenden zusammenhängenden, gegebenen- strang vorher wie bekannt mit einem Kopplungsmittel falls mit einem Kopplungsmittel vorbehandelten versehen wird.

Glasfaserstrang und einem einen thermoplastischen 55 Bisher wurde das Silan-Kopplungsmittel unter

Kunststofl enthaltenden Überzug. Einhaltung des gleichen Gewichtsprozentsatzes als

Derartiges Granulat, wie es z. B. aus der US-PS Überzug auf das zusammenhängende Vorgespinst

77 501 bekannt ist, wird zur Herstellung von aufgebracht, und es hat sich gezeigt, daß die unter

glasfaserverstärkten Erzeugnissen verwendet, die auf Verwendung eines derart hergestellten Granulats

dem gesamten Gebiet der Technik in zunehmendem 60 hergestellten Spritzteile eine erheblich niedrigere

Maß eingesetzt werden. Zur Herstellung solcher Er- Zugfestigkeit hatten als solche Erzeugnisse, bei denen

Zeugnisse wird neuerdings Granulat mit hohem Glas- das Silan-Kopplungsmittel in dem geschmolzenen

anteil mit thermoplastischen Teilchen in einer Misch- Thermoplasten dispergiert wird,

trommel vermischt und dann mit Spritzmaschinen Es gibt bis jetzt keine Erklärung dafür, daß sich

weiter verarbeitet, was erheblich billiger ist, als das 65 eine erhebliche Steigerung der Zugfestigkeit bei

übliche Verfahren, bei dem alle Teilchen den gleichen Spritzteilen, die unter Verwendung des erfindungs-

Prozentsatz an Glas aufweisen. Es läßt sich also eine gemäßen Granulats hergestellt und mit thermo-

wesentliche Kostensenkung erreichen, wenn man den plastischen Teilchen gemischt werden, gegenüber

20 29S96 φ 3 ^Γ 4

solchen Erzeugnissen ergibt, die zwar die gleiche Zusammenhang mit der Herstellung von Granulat chemische Zusammensetzung haben, wobei jedoch und der Verwendung thermoplastischer Kunststoffe,
das Silan-Kopplungsmittel auf dem Vorgespinst an- Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in

geordnet ist d_er Zeichnung dargestellten Ausführungsteispiele

Es soll deshalb auch keine Theorie zur Erklärung 5 näher erläutert, wobei in den Figuren einander dieser unerwarteten Ergebnisse aufgestellt werden, entsprechende Teile jeweils mit gleichen Bezugszahlen die sich mit Hilfe der Erfindung erzielen lassen. Bis bezeichnet sind,
jetzt wird lediglich angenommen, daß mindestens die Es zeigt

nachstehend genannten Faktoren zu dem erwähnten F i g. 1 einen Strangpreßkopf zur Durchführung

Ergebnis beitragen: io des ertindungsgemäßen Verfahrens im Längsschnitt,

F i g. 2 perspektivisch in einem größeren Maßstab

a) Wenn das Vorgespinst die gesamte Menge des ein glasfaserverstärktes thermoplastisches Granulat, Silan-Kopplungsmittels (ohne Berücksichtigung F i g. 3 einen in einem noch größeren Maßstab des in dem Überzug auf den Glasfasern enthal- gezeichneten Teil eines Längsschnitts durch das mit tenen Kopplungsmittels) trägt, ergeben sich 15 Hilfe des Strangpreßkopfes nach F i g. 1 hergestellte Störungen bezüglich der Benetzung, der chemi- Erzeugnis nach dem Verlassen des Strangpreßwerkschen Bindung oder etwaiger anderer physiko- zeugs, wobei der Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 2 chemischer Vorgänge, auf die das Entstehen verläuft,

einer Bindung zwischen dem Harz und dem F i g. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in

Kopplungsmittel zurückzuführen ist; 20 Fig. 3.

b) das Vorhandensein großer Mengen des Silan- In F i g. 1 erkennt man einen insgesamt mit 10 Kopplungsmittels auf dem Vorgespinst führt zum bezeichneten Strangpreßkopf mit sich kreuzenden Entstehen physikalischer Absorptionsschichten, Kanälen, der einen Matrizenkörper 12 und eine die dem Thermoplast nicht zu Bindungszwecken Strangpreßdüse 14 umfaßt. In einer durchgehenden zur Verfugung stehen; 25 Bohrung des Matrizenkörpers 12 und der Düse 14

c) die Dispersion der Glasfasern wird gestört. ist ein Dorn 16 angeordnet, der eine Längsbohrung

aufweist, durch die hindurch sich das zusammen-

Eine zweite Lösung der Aufgabe besteht darin, daß hängende Vorgespinst 18 erstreckt Das Vorgespinst der Überzug aus einer Mischung des thermoplastischen kann von einer nicht dargestellten Vorratsrolle aus Kunststoffes mit darin dispergierten Glasfasern be- 30 oder mit Hilfe einer anderen Vorrichtung zugeführt steht. werden. Der Dorn 16 umfaßt eine Abweiserbuchse 20

Auch mit dieser Lösung konnten gute Ergebnisse und einen sich verjüngenden Ansatz 22, der in die hinsichtlich der Weiterverarbeitung und der Festigkeit Bohrung der zum Formen dienenden Düse 14 des des Enderzeugnisses festgestellt werden. Strangpreßkopfes 10 hineinragt.

Es hat sich gezeigt, daß die Gefahr der Faser- 35 Der Matrizenkörper 12 besitzt einen Einlaß 24, zusammenballung vermindert oder völlig vermieden der mit dem Auslaß eines nicht dargestellten Extruders werden kann, indem die Glasfasern in dem thermo- in Verbindung steht, der ein geschmolzenes thermoplastischen Überzug dispergiert werden, anstatt die plastisches Material zum Überzug des Glasfaser-Größe des zentralen Kerns zu erhöhen. Auf diese stranges, der Bohrung 26 des Einlasses 24 des Matrizen-Weise wird die bei bekannten Verfahren während der 40 körpers 12 zuführt.

Mischung des Granulats vor dem Einspritzen be- Der Matrizenkörper 12 kann mit nicht dargestellten

stehende Gefahr des Abbrechens der Glasfasern und Heizmitteln versehen sein, durch die der Thermoplast die Erhöhung der Dichte mit der Folge einer schwieri- im geschmolzenen Zustand gehalten wird, in vielen geren Weiterverarbeitung ausgeschaltet. Fällen wird jedoch der Thermoplast so weit erhitzt

Besonders positive Ergebnisse haben die Versuche 45 worden sein, daß er in dem Strangpreßkopf auch dann gebracht, bei denen gemäß einer vorteilhaften Weiter- flüssig bleibt, wenn keine Heizmittel vorgesehen sind, bildung der Erfindung in der Mischung aus thermo- Die Bohrung 26 steht in Verbindung mit der Buhplastischem Kunststoff und Silan-Kopplungsmittel rung 28, in der der Dorn 16 und dessen konischer Glasfasern dispergiert sind, wobei der Anteil des Ansatz 22 angeordnet sind.

Silan-Kopplungsmittels in der Mischung zwischen 50 Die Abweiserbüchse 20 des Dorns 16 verhindert 0,25 und 4 Gewichtsprozent und der Anteil des das Eindringen von geschmolzenem Thermoplast in Glases in dem Granulat insgesamt zwischen 1 und 90, den im linken Teil von F i g. 1 dargestellten hinteren vorzugsweise zwischen 61 und 90, Gewichtsprozent Teil des Matrizenkörpers,
betragen soll. Das zusammenhängende Vorgespinst 18 wird durch

Die Erfindung bezieht sich schließlich auch noch 55 die Bohrung des Dorns 16 geführt und tritt an dem auf ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen sich verjüngenden Ansatz 22 des Dorns in die Bohrung glasfaserverstärkten Kunststoffgranulates, bei dem der Düse bzw, des Strangpreßwerkzeugs ein.
ein gegebenenfalls mit einem Kopplungsmittel vor- In der Bohrung 28 wird das von dem Dornansatz 22

behandelter zusammenhängender Glasfaserstrang mi. ablaufende zusammenhängende Vorgespinst mit den einem geschmolzenen thermoplastischen Kunststoff 60 Thermoplast überzogen, und das den Überzug tragen Ie ummantelt, der Thermoplast zum Erstarren gebracht Vorgespinst wird aus der Düse 14 abgeführt. Z 1 und der ummantelte Strang granuliert wird, welches diesem Zweck kann man eine nicht dargestellte A fdadurch gekennzeichnet ist, daß die Ummantelung wickelrolle oder den Strang einklemmende Transpor.-des Glasfaserstranges mit einem Gemisch des Thermo- walzen vorsehen; diese ebenfalls nicht gezeigten Transplasten mit einem Silan-Kopplungsmittel oder Glas- 65 portwalzen führen den Strang einem Zerhacker zu, fasern oder beiden in einem Extrudiervorgang erfolgt. der den mit dem Überzug versehenen Strang in g:rade Dieser kennzeichnende Verfahrensschritt ist zwar aus Zylinder mit der gewünschten Länge zerschneide:. Die der US-PS 29 40 885 an sich bekannt, doch nicht im Vorratsrolle, die Aufwickelrolle, der Zerhacker und

lie Transportwalzen gehören zu bekannten Vorrich- einer Trommel nicht auseinander, und daher enttungen, wie sie beim Herstellen zylinderförmiger stehen auch keine Zusammenballungen von Flaum. Granulate aus thermoplastischen 'Polymerisaten zum Auch bei den in dem thermoplastischen Überzug Erzeugen von Spritzteilen verwendet werden. dispergierten Glasfasern entstehen keine Zusammen-

Bei einer ersten Ausführung besteht der Überzug 5 ballungen von Flaum.

aus einer Mischung eines thermoplastischen Kunst- Das in F i g. 2 dargestellte Granulat hat die Form

stoffes mit einem Silan-Kopplungsmittel. Die Menge eines geraden Zylinders, dessen Durchmesser etwa des in dem geschmolzenen Thermoplasten enthaltenen 2,4 bis 6,4 mm und dessen Höhe etwa 3,2 bis 12,7 mm Süan-Kopplungsmittels soll derart sein, daß das glas- betragen soll. Granulate mit diesen Abmessungen faserverstärkte Granulat 0,25 bis 4,0 Gewichtsprozent io lassen sich mit Hilfe der gebräuchlichen Spritzgießdes dispergierten Silan-Kopplungsmittels enthält; hier- maschinen einwandfrei verarbeiten,
bei ist ein etwa schon in dem Überzug der Glasfasern F i g. 3 zeigt den Aufbau des mit dem Überzug

enthaltenes Silan-Kopplungsmittel nicht berücksich- versehenen zusammenhängenden Vorgespinstes beim tigt. Verlassen der Düse 14, dss von einem Überzug aus

Es sind zahlreiche Arten von Silan-Kopplungs- 15 dem thermoplastischen Polymerisat umschlossen ist, mitteln bekannt, und diese Stoife sind in der ein- der dispergierte Glasfasern 32 und ein Silan-Koppschlägigen Fachliteratur ausführlich beschrieben. Als lungsmittel enthält.

Beispiele für geeignete Silan-Kopplungsmittel, die in Das zusammenhängende Vorgespinst 18 kann aus

Verbindung mit Thermoplasten verwendet werden einem oder mehreren, beispielsweise drei, zusammenkönnen, seien die folgenden genannt: Vinyltriethoxy- 20 hängenden Vorgespinststrängen gebildet sein. Das silan, Gamma-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vorgespinst soll vorzugsweise eine Länge von etwa 200 Beta - (3,4) - Epoxycxclohexyl - Äthyltrimethoxysilan, bis 8000 m/kg haben. Das Vorgespinst soll aus Glas Gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, N-Beta- der Sorte E bestehen, wobei der Durchmesser vorzugs-(Aminoäthyl) - Gamma - Aminopropyltriethoxysilan, weise etwa 0,005 bis 0,015 mm beträgt. Normaler-Gamma-Chloropropyltrimethoxysilan und Gamma- 25 weise kann man auch Fasern aus Glas der Sorte G Mercaptopropyltrimethoxysilan. Die nachstehende all- mit einem Durchmesser von etwa 0,009 mm oder gemeine Strukturformel gilt für die meisten Silan- Fasern aus Glas der Sorte K mit einem Durchmesser Kopplungsmittel, die zusammen mit Thermoplasten von etwa 0,013 mm verwenden,
verwendbar sind: Es steht eine große Auswahl an geeigneten Mate-

30 rialien zum Überzug zur Verfugung. Diese variieren in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Thermoplasten. Beispielsweise kann es sich bei einem geeigneten handelsüblichen Überzugsmaterial um ein Hierin bezeichnet X eine hydrolysierbare Gruppe, Dreikomponentensystem handeln, das ein Silan-Kopp- und zwar gewöhnlich einen Ester nach der Formel 35 lungsmittel, ein Schmiermittel zum Verhindern einer 0(CHj)_nH, wobei η für 1 bis 3 Kohlenstoffatome Schädigung der Glasfasern durch eine Scherwirkung steht. Y bezeichnet eine organofunktionelle Gruppe, bei mechanischer Berührung zwischen den Glasdie unter Berücksichtigung ihrer Verträglichkeit mit fasern und ein kittähnliches Material enthält, z. B. dem betreffenden Harz gewählt ist; als allgemeine Polyvinylalkohol oder ein anderes wasserlösliches Beispiele seien die folgenden genannt: 40 Filmbildungsmittel.

Wie insbesondere aus F i g. 4 ersichtlich, füllt der das Silan-Kopplungsmittel enthaltende thermoplastische Überzug 30 des Strangs die Hohlräume und Lücken in der Umgebung des zusammenhängenden 45 Vorgespinstes aus. Die Glasfasern 32 in dem das Silan-K oppiungsmittel enthaltenden thermoplastischen Überzug 30 sind im wesentlichen regellos verteilt.

Das Erstarren des geschmolzenen thermoplastischen

Hierbei hat w einen Wert zwischen 1 und 3, und es Überzugs 30 läßt sich leicht durch Abkühlen in Luft bezeichnet die Zahl der Methylgruppensubstitutionen. 50 herbeiführen, nachdem der Strang die Düse 14 ver-Bei dem in den F i g. 2 bis 4 dargestellten Aus- lassen hat.

führungsbeispiel besteht der Überzug 30 aus einem Zwar erweist sich glasfaserverstärktes thermo-

thermoplastischen Polymerisat und enthält sowohl plastisches Granulat gemäß der Erfindung, das zum dispergierte Glasfasern 32 als auch ein Silan-Kopp- Mischen mit thermoplastischen Teilchen geeignet ist, lungsmittel. 55 dann als besonders vorteilhaft, wenn es Glas in einem

Bei dem Überzugsmaterial, das dem Strangpreß- sehr hohen Gewichtsprozentsatz von z. B. 61 bis kopf 10 von dem Extruder zugeführt wird, kann es 90 Gewichtsprozent enthält, doch kann man die sich dabei entweder um ein Gemisch aus Glasfasern, Konzentration des Glases in dem Granulat innerhalb z. B. zerhackten Vorgespinsten, dem Silan-Kopp- eines sehr großen Bereichs von 1 bis 90 Gewichtslungsmittel und thermoplastischem Material oder 60 prozent variieren. Hierbei richtet sich die Konzenaber um ein Gemisch aus aufgeschmolzenen thermo- tration des Glases nach der Glasmenge, die in dem plastischen Pellets, die dispergierte Glasfasern ent- gespritzten Erzeugnis vorhanden sein soll, und ist halten, und dem Silan-Kopplungsmittel handeln. eine Funktion der Menge an thermoplastischen

Da der Überzug, der das Polymerisat und die darin Teilchen, die mit dem Granulat gemischt werden,
dispergierten Glasfasern umfaßt und das Vorgespinst 6₅ Als thermoplastische Kunststoffe kommer, alle jene umschließt, steif ist und härter als die bis jetzt üblichen in Frage, die zum Herstellen glasfaserverstärkter Polymerisatüberzüge, bricht das Granulat selbst bei Spritzteile geeignet sind. Hierzu gehören z. B. die einem hohen Prozentsatz an Glas, beim Mischen in Nylonpolyamide, Polystyrol und dessen Mischpoly-

Epoxidäther	OCH₂CHCH₂O;
Amine	NH₂,NHCH₃,NHCH₂CH„NH₂;
Epoxide	CH₂CHCH₂O;
Halogene	Cl, Br;
Olefine	CH = CH₂.

merisate, ferner Polyolefine, Polyacrylate wie Poly- ergaben sich die gleichen Zugfestigkeitswerte wie bei carbonate, Polysulfone und Polyphenylenoxid, Ace- dem Beispiel 1.

tale, Polyurethane sowie Polyvinylchlorid. Beispiel 3

Die nachstehenden Beispiele dienen zur näheren

Erläuterung der Erfindung. 5 Das Verfahren nach dem Beispiel 2 wurde wieder

holt, wobei das Kopplungsmittel zuerst den zer-

Beispiel 1 hackten Glasfasern der Sorte PPG 3129 beigefügt

wurde, woraufhin dieses Gemisch mit dem PoIy-

Einem glasfaserverstärkten Polypropylengranulat, propylen gemischt wurde. Es wurden Ergebnisse das 20 Gewichtsprozent Glasfasern enthält, wird das io erzielt, die mit denjenigen nach dem Beispiel 1 ver-Silan-Kopplungsmittel Gamma-Glycidoxypropyltri- gleichbar waren,
methoxysilan, d. h. OCHjCHCHüCKCHs^SKOCH^a

in einer Menge beigefügt, die 1 5 Gewichtsprozent Beispiel 4

der Menge des Granulats entspricht. Das Granulat

wird in Chargen von je etwa 22,5 kg in einer Misch- 15 Das Verfahren nach dem Beispiel 2 wurde wiedertrommel behandelt, um eine gleichmäßige Dispersion holt, wobei zuerst das Kopplungsmittel dem PoIyzu gewährleisten. Das Gemisch aus dem Granulat propylengranulat beigefügt und dann das Gemisch und dem Kopplungsmittel wird mit Hilfe eines mit zerhackten Glasfasern der Sorte PPG 3129 ge-50-mm-Extruders extrudiert und dem Strangpreß- mischt wurde. Es wurden wiederum mit dem Beikopf nach F i g. 1 zugeführt, um in Berührung mit 20 spiel 1 vergleichbare Ergebnisse erzielt
einem zusammenhängenden Glasvorgespinst (Materialbezeichnung PPG 6532) gebracht zu werden, das B e i s ρ i e 1 5
direkt von einem Vorratswickel abgezogen wird.

Dieses Vorgespinst besteht aus Glasfasern der Sorte K Das Verfahren nach dem Beispiel 1 wurde wieder-

und wird in zwei Strängen durch eine Düse mit einem 25 holt, jedoch wurde an Stelle des Kopplungsmittels Durchmesser von 3,18 mm geleitet, so daß man einen Gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan das Kopp-Strang mit einem Gewicht von etwa 8,35 g/m erhält, lungsmittel Gamma-Methacryloxypropyltrimethoxyder sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 153 m/ silan verwendet. Die Prüfung nach dem ASTM-Zermin bewegt. Das fertige Erzeugnis enthält 60 Ge- reißversuch D 638 ergab eine Zugfestigkeit von etwa wichtsprozent Glas. Während dieses Herstellungsvor- 30 630 kg/cm* im Vergleich zu etwa 525 kg/cm² bei gangs wird der Extruder mit einer Temperatur von Probestücken, die ohne Verwendung eines Silan-Koppetwa 220 bis 232° C betrieben, und Heizelemente in lungsmittels hergestellt waren,
dem Strangpreßkopf werden so eingeregelt, daß sich

der Kopf auf einer ähnlichen Temperatur befindet. Beispiel 6

Der Extruder arbeitet hierbei mit 8 U/min. 35

Aus einem Gemisch von 50 Gewichtsprozent Gra- Glasfaserverstärktem Polysulfongranulat, das 30 Ge-

nulat mit der angegebenen Glaskonzentration und wichtsprozent Glasfasern enthält (Materialbezeich-50 Gewichtsprozent Polypropylenpulver wird nach nung GF 1006), wird das Silan-Kopplungsmittel in dem Spritzpießverfahren ein Satz von Probestücken einer Menge entsprechend 2,0 Gewichtsprozent beifür den ASTM-Zerreißversuch D 638 hergestellt. Die 40 gefügt. Zum gleichmäßigen Dispergieren des Kopp-Zuj festigkeit der Probestücke betrug etwa 667 kg/cm* lungsmittels wurde das Gemisch in einer Mischim Gegensatz zu etwa 527 kg/cm⁸ bei auf ähnliche trommel behandelt. Das Gemisch wurde mit Hilfe Weise, jedcch ohne Verwendung des Kopplungs- des Strangpreßkopfes 10 über 22Strängen eines zumttels hergestellten Vergleichsprobestücken. sammenbängenden Vorgespinstes aus Glasfasern der

Zu Vergleichszwecken wurde das Verfahren nach 45 Sorte K extrudiert, wobei das Gewicht des Vorgedim ersten Absatz dieses Beispiels 1 wiederholt, spinstes etwa 0,286 g/m betrug. Das fertige Erzeugnis jedoch wurde die gesamte Menge des Silan-Kopp- enthielt 76% Glas. Die Untersuchung eines Probelungsmittels als Überzug auf das zusammenhängende Stückes für den ASTM-ZerreiBversuch, das 30% Glasvorgespinst aufgebracht, und dem extrudierten Glasfasern enthielt, zeigte eine Bruchfestigkeit von Gemisch aus Polypropylen und Glasfasern wurde 50 etwa 1400 kg/cm² im Vergleich zu etwa 1200 kg/cm^r kein Kopplungsmittel beigefügt. Ein Gemisch aus bei einem ohne das Silan-Kopplungsmittel herge 50 Gewichtsprozent Granulat aus dem so vorbereiteten stellten Probestück.
Konzentrat und 50 Gewichtsprozent Polypropylen- Beispiel 7

pulver wurde durch Spritzen zu Probestücken für den ^p

ASTM-Zerreißversuch D 638 verarbeitet. Während 55 Polypropylen, das 1 Gewichtsprozent des gleich sich bei der Anwendung der Erfindung, wie erwähnt, mäßig dispergierten Kopplungsmittels enthielt, wurdi eine Zugfestigkeit von etwa 667 kg/cm² ergab, hatten auf ein zusammenhängendes Glasvorgespinst extru diese Probestücke nur eine Zugfestigkeit von etwa diert, das 48 Glasfasern umfaßte, deren Gewicht etwi 555 kg/cm*. 0,137 g/m betrug. Das fertige Erzeugnis enthiel

60 40 Gewichtsprozent Glasfasern. Die Zugfestigkei

Beispiel 2 dieses Materials, das direkt zu Probestücken tür dei

ASTM-Zerreißversuch D 638 verarbeitet wurde, be

Das Verfahren gemäß dem Beispiel 1 wurde wieder- trug etwa 725 kg/cm² im Vergleich zu etwa 560 kg/cm holt, jedoch wurde Polypropylengranulat und zer- bei einem auf herkömmliche Weise hergestellte hackte Glasfasern der Sorte PPG 3129 an Stelle der 65 Probestück.

Sorte MF 1004 verwendet. Das Kopplungsmittel Bezüglich des Beispiels 7 ist zu bemerken, daß m

wurde dem vorbereiteten Gemisch vor der Behandlung der Thermoplast und das Silan-Kopplungsmitt in einer Mischtrommel direkt beigefügt Hierbei auf das Glasvorgespinst extrudiert wurde.

9 10

Beispiel 8 Beispiel 10

Glasfaserverstärktes Polystyrolgranulat, das 20 Ge- Nylon 6, das zu 40% gleichmäßig dispergierte Glaswichtsprozent an dispergierten Glasfasern enthielt fasern enthielt, die behandelt worden waren, um sie (Materialbezeichnung CF-1004), wurde mittels eines 5 als Verstärkungsmaterial für Nylon geeignet zu 50-mm-Extruders extrudiert und dem Strangpreß- machen, wurde zusammen mit 30 Strängen eines zukopf nach F i g. 1 zugeführt, durch den ein zusam- sammenhängenden Glasfaservorgespinstes mit einem menhängendes Vorgespinst (Materialbezeichnung Gewicht von etwa 0,27 g/m extrudiert. Das Erzeugnis PPG 539) geleitet wurde. Das Vorgespinst bestand besaß ein Gewicht von rund 12 g/m und enthielt aus Glasfasern der Sorte K und wurde in zwei Strängen io 0,77 g Nylon 6, 1,51 g gleichmäßig dispergierte Glasdurch eine Düse mit einem Durchmesser von etwa fasern und 2,67 g des zerhackten Glasvorgespinstes. 3,2 mm geleitet, so daß man einen Strang mit einem

Gewicht von etwa 8,35 g/m erhielt, der sich mit einer Beispiel 11
Geschwindigkeit von etwa 150 m/min bewegte. Das

fertige Erzeugnis enthielt 61 Gewichtsprozent Glas. 15 Ein Polypropylen-Homopolymerisat mit dem

Während des Verarbeitungsvorgangs wurde der Ex- Schmelzindex 8 bis 10, das 30% Glasfasern enthielt,

truder bei einer Temperatur von etwa 260 bis 295 ⁰C die so behandelt waren, daß sie mit dem Polypropylen

betrieben, und der Strangpreßkopf 10 wurde durch zusammenwirken konnten, wurde konvergierend zu-

Heizvor richtungen auf einer ähnlichen Temperatur sammen mit in der gleichen Weise vorbehandelten

gehalten. Der Extruder wurde mit einer Drehzahl so Glasfasern mit einem Gewicht von etwa 0,137 g/m

von 8 U/min betrieben. extrudiert. Es wurden 48 zusammenhängende Vorge-

. in spinststränge verwendet, so daß das fertige Erzeugnis

B e 1 s ρ 1 e 1 9 _ein Gewicht von etwa 9,4 g/m hatte. Der Überzug

Man kann das Verfahren nach dem Beispiel 8 aus dem Harz und den dispergierten Glasfasern wog

wiederholen, wobei jedoch dem Extruder Polystyrol- 25 etwa 2,8 g/m und enthielt etwa 0,85 g/m an gleich-

granulat und zerhackte Glasfasern der Sorte PPG 539 mäßig dispergierten Glasfasern. Der gesamte Gehalt

zugeführt werden. an Glasfasern betrug 79%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1% 2 ■_ς C/ Anteil des benötigten glasfaserverstärkten Granulats '·> Patentansprüche: herabsetzt. Es haben sich jedoch Schwierigkeiten beim Spritzen

1. Glasfaserverstärktes Kunststoffgranulat mit ergeben, wenn ein bekanntes Granulat verwendet einem Kern aus einem längsverlaufenden zu- 5 wird, das zahlreiche zu einem Strang vereinigte sammenhängenden, gegebenenfalls mit einem Glasfasern umfaßt und demeatsprechend einen sehr Kopplungsmittel vorbehandelten Glasfaserstrang hohen Glasanteil in der Größenordnung von 61 bis und einem einen thermoplastischen Kunststoff 90 Gewichtsprozent enthält Dies ist zurückzuführen enthaltenden Überzug, dadurch gekenn- auf das Aufbrechen des Glasfaserstranges während zeichnet, daß der Überzug aus einer Mischung io des Mischens, was zu einem Zusammenballen von des thermoplastischen Kunststoffs mit einem Flaum führt. Dieses Zusammenballen führt zu einer Silan-Kopplungsmittel besteht Erhöhung des Schüttgewichtes des Erzeugnisses,

2. Glasfaserverstärktes Kunststoffgranulat mit erschwert die Weiterverarbeitung und beeinträchtigt einem Kern aus einem längsverlaufenden zusam- die Zugfestigkeit der fertigen Spritzgießteile,
menhängenden, gegebenenfalls mit einem Kopp- 15 Man hat versucht, hier Abhilfe zu schaffen, indem lungsmittel vorbehandelten Glasfaserstrang und man ein zusammenhängendes Vorgespinst aus Glaseinem einen thermoplastischen Kunststoff ent- fasern mit einem Überzug aus einer Lösung des haltenden Überzug, dadurch gekennzeichnet, daß Thermoplasten versah und dann das Lösungsmittel der Überzug aus einer Mischung des thermo- zum Verdampfen brachte, um einen dünnen Überzug plastischen Kunststoffes mit darin dispergierten 20 aus dem Thermoplasten auf dem Vorgespinst zu Glasfasern besteht. erzeugen. Das so gewonnene Ausgangsmaterial hat

3. Glasfaserverstärktes Kunststoffgranulat nach sich nicht in jeder Beziehung bewährt, denn da der Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der thermoplastische Überzug außerordentlich dünn ist, Mischung aus thermoplastischem Kunststoff und besteht die Gefahr, daß er bricht, sich ablöst oder Silan-Kopplungsmittel Glasfasern dispergiert sind. 25 auf andere Weise mechanisch zerstört wird.

4. Glasfaserverstärktes Kunststoffgranulat nach Aus der US-PS 34 41 466 ist auch bereits bekannt, einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- einen zusammenhängenden Glasfaserstrang mit einem zeichnet, daß der Anteil des Silan-Kopplungs- Silan-Kopplungsmittel zu tränken und ihn anschliemittels in der Mischung zwischen 0,25 und 4 Ge- ßend mit dem thermoplastischen Kunststoff in enge wichtsprozent und der Anteil des Glases in dem 30 Berührung zu bringen. Schließlich ist aus der US-PS Granulat insgesamt zwischen 1 und 90, Vorzugs- 29 40 885 die Lehre zu entnehmen, einen Glasfaserweise zwischen 61 und 90 Gewichtsprozent beträgt. strang durch flüssiges Harz hindurch zu ziehen und

5. Verfahren zum Herstellen eines glasfaser- anschließend mit einem Gemisch aus Glasfasern und verstärkten Kunststoffgranulats nach einem der Kunststoff zu überziehen.

Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein gegebenenfalls mit 35 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

einem Kopplungsmittel vorbehandelter zusammen- Granulat der eingangs erwähnten Art zu schaffen,

hängender Glasfaserstrang mit einem geschmol- welches sich auch bei großem Glasanteil ohne Schwie-

zenen thermoplastischen Kunststoff ummantelt, rigkeiten mit reinem Kunststoffgranulat mischen und

der Thermoplast zum Erstarren gebracht und der im Spritzgießverfahren weiter verarbeiten läßt, so daß

ummantelte Strang granuliert wird, dadurch ge- 40 Erzeugnisse mit sehr hoher Festigkeit billiger als

kennzeichnet, daß die Ummantelung des Glas- bisher hergestellt werden können,

faserstrangs mit einem Gemisch des Thermo- Eine erste Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der

plasten mit einem Silan-Kopplungsmittel oder Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug

Glasfasern oder beiden in einem Extrudiervorgang aus einer Mischung des thermoplastischen Kunststoffs

erfolgt. 45 mit einem Silan-Kopplungsmittel besteht.