DE2311856A1 - Glasfaserverstaerkte, thermoplastische platten und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Glasfaserverstaerkte, thermoplastische platten und verfahren zu ihrer herstellung

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DE2311856A1
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Gabriel Chevallier
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    • 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
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    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/12—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
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Description

dr. MULLER-BORe DIPL-PHYC. Dn. MANiTZ dipl.-CHEM. DR. DEUFEL DiPL-ING. FINSTERWALD DiPL.-iNG. GRÄMKOW
PATENTANWÄLTE
München, den » Lo/Sv - C 2699
SOOIETE GHIMIQUE DES OHABBONNAGES
Tour Aurore
GOÜHBEVOIE, Hauts-de-Seine, Frankreich
Glasfaserverstärkte, thermoplastische Platten und Verfahren
zu ihrer Herstellung
Priorität: Frankreich vom 10. März 1972, Hr. 7208536
Die Erfindung betrifft eine verbesserte, glasfaserverstärkte, thermoplastische Platte und das Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Herstellung von glasfaserverstärkten Platten aus thermoplastischem Material mittels eines Vlieses bzw. einer Matte aus Glasfaser mittlerer Länge ist bereits bekannt, wobei zu der Hatte ein thermoplastisches Material in Pulverform vor dem Erwärmen des Ganzen unter Druck hinzugesetzt wird. Die auf diese V/eise erhaltenen Platten sind jedoch nicht homogen,
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da die Fasern sich in der Nachbarschaft des mittleren Teiles hiervon ansammeln, wobei oberhalb und unterhalb dieser fasrigen Mittelzone Zonen übrigbleiben, welche mehr oder weniger von Fasern frei sind und vollständig von dem thermoplastischen Material gebildet werden.
Bei einer anderen Verfahrensweise wird ein Ineinandergreifen bzw. Verwirren von endlosen Glasfasern ausgenutzt. Die Homogenität der erhaltenen Platten ist daher besser, jedoch ist der Gestehungspreis der nach dieser Verfahrensweise hergestellten Produkte wegen des Gestehungspreises der endlosen Glasfasern und der Schwierigkeiten, die"beim Formen dieser Platten durch Thermoverformung auftreten, sehr hoch·
Aufgabe der Erfindung ist es, thermoplastische Platten zu liefern, die diese Nachteile nicht aufweisen.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Platten zeichnen sich dadurch aus, daß sie durch eine Matrix aus thermoplastischem Material gebildet werden, in deren Innerem in den drei Richtungen isolierte Glasfasern mit einer Länge zwischen 1 cm und 10 cm gleichmäßig verteilt sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen, verstärkten Platten. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß man in einen Mischer ein thermoplastisches Material in Pulver- oder Kugelform und "wenig gebundenes" Vorgarn von Glasfasern mittlerer Länge einführt, daß man diese Materialien so mischt, daß die erreichte Durchmischung die Auflösung des Vorgarnes in getrennte Fasern und die homogene Verteilung des thermoplastischen Materials in dem dreidimensionalen Netzwerk der untereinander verwirrten, isolierten Fasern sicherstellt, und daß man schließlich das aus dem Mischer herausgekommene Gemisch durch Warmpressen in Platten überführt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird das thermoplastische Material aus Teilchen unterhalb von 500 Mikron gebildet.
Das eingesetzte Vorgarn besitzt eine Lange von wenigstens 1 cm und vorzugsweise eine zwischen 1 und 10 cm liegende Länge.
In der Beschreibung ist unter dem Ausdruck "wenig gebundenes "Vorgarn" ein Torgarn zu verstehen, dessen Schmälzen so ist, daß man es leicht in Einzelfasern auftrennen kann. Die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Mischer sind vorzugsweise Trockenmischer vom Typ von Innenmischern, beispielsweise solche, die eine Drehachse aufweisen, auf welcher Mischarme oder Mischwerkzeuge befestigt is% sind wie beispielsweise Blattmischer, Plugschaufelmischer oder Bandschneckenmischer.
Das Vermischen bzw. Verkneten muß ausreichend kräftig und lange erfolgen, so daß eine Auflösung des Vorgarnes in Einzelglasfasern erfolgt, jedoch nicht so stark, daß ein nennenswerter Anteil der Glasfasern zerbrochen wird.
Es wurde gefunden, daß man unter solchen Bedingungen ein dreidimensionales Netzwerk aus untereinander verwirrten Glasfasern und eine regelmäßige Verteilung der Teilchen des thermoplastischen Materials in diesem Fasernetzwerk, an welchem sie haften, erreicht.
Der Anteil der Fasern in den angewandten Mischungen kann von 0,5 bis 50 # variieren, im allgemeinen liegt er in der Größenordnung von 20 bis 30 ^.
Das nach dem Vermischen bzw. Verkneten erhaltene Gemisch wird anschließend bei einer Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Materials gepreßt .
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Die Erfindung umfaßt daher auch ein solches Gemisch, welches durch Teilchen aus gleichförmig in einer Matrix verteiltem thermoplastischem Material gebildet wird, wobei diese Matrix durch ein dreidimensionales Netzwerk von Glasfasern gebildet wird.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält man Platten, in welchen die Glasfaser gleichmäßig in der thermoplastischen Matrix verteilt ist.
Der Oberflächenzustand dieser Platten ist zufriedenstellend. Er kann jedoch noch verbessert werden, indem das Ausgangsgemisch, nachdem es entweder über oder unter eine dünne Folie bzw. Platte aus thermoplastischem Material oder auch zwischen zwei Folien bzw. Platten aus thermoplastischem Material gelegt wurde, gepreßt wird. Das diese beiden Folien bzw. Platten bildende, thermoplastische Material ist vorteilhafterweise von derselben Art wie dasjenige, in welches die Glasfasern dispergiert sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß es natürlich auch von verschiedener, jedoch hiermit verträglicher Art sein kann. Wenn die Glasfasern beispielsweise in einem kristallinen Polystyrol dispergiert bzw. verteilt sind, können die Abdeckfolien bzw. -platten aus kristallinem Polystyrol oder auch aus schlagzähem Polystyrol oder aus einem ABS-PoIymerisat (Aerylnitril-Butadien-Styrol-Gopolymerisat) oder einem SAN-Polymerisat (Styrol-Acrylnitrilcopolymerisat) usw. bestehen.
Eine bevorzugte Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von verstärkten Platten aus Mischungen Glasfasern/thermoplastisches Material-Mischungen besteht darin, diese Mischung, welche aus dem Mischer bzw. Kneter austritt, zu einem Walzenstuhl zu führen, wo sie zu einer endlosen Bahn bzw. Platte verformt wird. Diese.Bahn bzw. Platte wird anschließend kontinuierlich zwischen zwei Platten bzw.
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Folien aus thermoplastischem Material zwischengelegt. Das Ganze tritt dann durch einen Wärmeofen, wo es erweicht wird, und anschließend durch eine oder mehrere Walzen hindurch, wodurch es seine endgültige Form erhält.
Die erfindungsgemäß hergestellten, glasfaserverstärkten, thermoplastischen Platten können in einfacher und an sich bekannter Weise tiefgezogen oder wärmeverformt werden. Sie ergeben Endprodukte, welche wegen der guten Verteilung der Glasfasern ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweisen.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel T
In einen Pflugschaufelmischer (Fabrikat Lödige) werden 70 Teile Kugeln aus (homopolymerem) Polystyrol mit einem Durchmesser unterhalb 500/um und 50 Teile Vorgarn aus Glasfasern mit einer Länge von 2,5 cm eingegeben. Dieses Gemisch wird 45 Sekunden durchgearbeitet. Das erhaltene Produkt wird in einer Pinette-Presse bei 200-2050C für 2 Minuten unter einem von 270 auf 300 bar ansteigenden Druck entweder für sich alleine oder in Anwesenheit einer Folie aus kristallinem Polystyrol mit einer Stärke von 0,2 mm gepreßt.
Die erhaltenen Platten von $ mm Stärke werden bei während etwa 20 Sekunden auf einer Hitzeverformungseinrichtung (Fabrikat ILLIG) wärmeverformt. Hierbei wird festgestellt, daß das Produkt sich den Formen der Form ohne anormale Verminderung der Stärke an den Winkeln anpaßt und daß die Glasfasern in der Masse sehr gut verteilt sind.
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Beispiel 2
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei jedoch die Mischung aus Fasern und perlförmigem Thermoplasten in der Pinette-Presse in Anwesenheit einer Folie aus schlagzähem Polystyrol von 1,5 nun Stärke während 2 Minuten bei einer von 165°G auf 205°G ansteigenden und einen von 160 auf 100 bar abnehmenden Druck zusammengepreßt wird.
Hieraus kann man warmeverformte Gegenstände mit guter Qualität herstellen.
~ Patentansurüche -
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1.)Thermoplastische Platten, dadurch ge kennzeich-, n e t, daß sie durch eine Matrix aus thermoplastischem Material gebildet werden, in deren Innerem in den drei Richtungen isolierte Glasfasern mit einer Länge zwischen 1 cm und ΊΟ cm gleichmäßig verteilt sind.
    2. Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t,, daß man in einen Mischer ein thermoplastisches Material in Pulver- oder Kugelform und ein "wenig gebundenes11 Vorgarn von Glasfasern mittlerer Länge einführt, daß man diese Materialien so mischt, daß die erreichte Durchmischung die Auflösung des Vorgarnes in getrennte Fasern und die homogene Verteilung des thermoplastischen Materials in dem dreidimensionalen Netzwerk der untereinander verwirrten, isolierten Fasern sicherstellt, und daß man schließlich das aus dem Mischer herausgekommene Gemisch durch Warmpressen in Platten überführt.
    5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein thermoplastisches Material verwendet, ■ welches durch Teilchen von weniger als 500 Mikron gebildet wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Vorgarn verwendet, das eine Länge von wenigstens 1 cm und vorzugsweise eine Länge zwischen 1 und 10 cm besitzt.
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    y. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ζ e i c Ii η e t, daß man als Mischer insbesondere -Trockenmischer vom !Typ der Innenmischer mit einer Drehachse, auf welcher Arne oder Misch- bzw. Knetwerkzeuge befestigt sind, verwendet-.
    S. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e It e η .η ζ e i c h - . η e t, daß das Vermischen bzw. Verkneten ausreichend kräftig und lange durchgeführt wird, so daß eine Auflösung des Vorgarnes in Einzelfasern erfolgt, jedoch nicht solange, daß ein.nennenswerter Anteil der Glasfasern zerbrochen wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß der Anteil der Fasern in der Mischung zwischen 0,5 und 50 '/° variiert und insbesondere in der Größenordnung von 20 bis 30 ,0 liegt.
    8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltene Mischung nach dem Vermischen bzw. Verkneten bei einer Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen-Materials gepreßt wird.
    9. Mischung aur Herstellung von Platten aus thermoplastischem, glasfaserverstärktem Material, dadurch g e k eη η ζ e i c h net, daß sie durch Teilchen aus thermoplastischem Material gebildet wird, v/elche gleichmäßig in einer durch ein dreidimensionales Netzwerk von Glasfasern gebildeten Matrix verteilt sind. ·
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DE2311856A 1972-03-10 1973-03-09 Glasfaserverstärkte thermoplastische Platte und Verfahren zu ihrer Herstellung Expired DE2311856C3 (de)

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DE2311856B2 DE2311856B2 (de) 1978-01-12
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