DE2352787A1

DE2352787A1 - Verfahren zum herstellen von verstaerkten kunststoff-formteilen und nach diesem verfahren hergestellter kunststoffformteil

Info

Publication number: DE2352787A1
Application number: DE19732352787
Authority: DE
Inventors: Setsuo Imada; Ysuhiko Otani
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1972-10-21
Filing date: 1973-10-20
Publication date: 1974-05-02
Also published as: DE2352787C3; DE2352787B2; JPS4963758A; JPS5111665B2; US3981955A

Description

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Xobe Steel, !Ltd.,, 3-1-8» I-Choime-, t/aki Fukiai-Ku,

Verfahren zum Ee2",stelXeai von verstärkten Kirnststoff-Formt eil en omd nach diesem Verfahren hergestellter Eun st,s t oi"±-Fo:rmte il..

Die Erfindung betrifft ein Verfahren z\am Herstellen von verstärkten Kunststoff-Formteilen in einer Rotationsform, wobei als Verstärkungen Glasfasern und Kohlefasern und dgl. in Frage kommen. Außerdem be-

trifft die Erfindung einen in einer Rotationsform hergestellten Formteil aus mit Glasfasern und dgl. verstärktem Kunststoff.

Es ist bekannt, aus Verstärkungen enthaltenden Kunststoffen wie thermoplastischen und wärmehärtenden Kunststoff^oder Kunstharzen Gegenstände zu formen bzw« Formkörper herzustellen, beispielsweise durch,..= ein Aufschichten dieser Körper von Hand,-' durch ein Aufspritzen dieser Körper, durch Strangpressen, durch

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Spritzgießen us?,'.

Aucli ist ein Verfahren zum .Herstellen von -Fonateilen aus verschiedenen Kunststoffen bekannt, das darin besteht, daß man zunächst einen pul\rerförmigen Kunststoff in eine Rotatioiisform wirft, daraufhin diese Form urn 360° umdreht, einen Heizofen Lind eine Kühlkammer in dieser yolge in dem von der sich drehenden Form durchlaufenen Weg anordnet, den pulverförmigen Kunststoff gleichförmig auf der Innenseite der Wand der Form durch eine zweiachsige Drehung der Form im Heizofen und der Kühlkammer verteilt, den pulverförmigen Kunststoff in dem Heizofen schmilzt, so daß derselbe an der Innenwand der Form im geschmolzenen Zustand in die gewünschte Form gebracht wird, woraufhin man den verformten Kunststoff in der Kühlkammer kühlt und verfestigt. Wenn man mit diesem Rotationsfomrverfahren Verstärkungen enthaltende Kunststoff-Formteile herstellen will, gibt man einen pulverförmigen oder flüssigen, thermoplastischen oder wärmehärtenden Kunststoff, der eine Verstärkung wie Glasfasern und Kohlefasern enthält, in derselben Weise wie oben angegeben in eine Rotationsform ein und formt ihn in der gewünschten Yelse in dieser Rotationsform aus, jedoch muß der Anteil der in dem Kunststoff einzubettenden Verstärkung wegen der hierdurch eintretenden Veränderung der Viskosität des Kunststoff gemisches mit Rücksicht auf die in der Form zu erzielende äußere Form der Kunststoff-Formkörper zwangsläufig begrenzt sein, wobei sich außerdem der Nachteil ergibt, daß keine gleichförmige Verteilung der Verstärkung in dem Kunststoff gemisch zu erzielen ist. Daher kann man auf diese Weise keine Formkörper oder Formteile mit einer ausreichenden Festigkeit herstellen, insbesondere dann

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nicht,, wenn die Konfiguration derselben kompliziert ist. ¥ielmehr geschieht es hierbei -vielfach, daß der genügend Verstärkungen oder Verstärkungselemente enthaltende Kunststoff nicht in die kleinen und feinen 2eile -der Form eindringt, ;d»h. es ist insbesondere bei komplizierten Formen schwierig, vollständige Formstücke oder Formkörper herzustellen*

Um .diese Nachteile zu überwinden," wurde vorgeschlagen, eine beispielsweise aus Glasfasern bestehende Verstärkung fest zu binden und diese fest gebundene oder verdichtete Verstärkung in einen flüssigen wärmehärtenden Kunststoff wie ungesättigte Polyester einzugeben und das so entstehende Kunststoff gemisch einem bei Rotation um zwei Achsen erfolgenden Formvorgang zu tianterwerfen. Dieses Verfahren wurde geschaffen, um die folgenden Nachteile zu überwinden, die auftreten^ wenn eine nicht fest gebundene oder verdichtete Verstärkung sich in einem flüssigen Kunststoff befindet und das so hergestellte Kunststoffgemisch einer Rotationsformgebung unterworfen wird. In diesem Fall wird "beispielsweise ein Sammelmittel benutzt, um einzelne im flüssigen Kunststoff dispergierte Fäden oder Fasern, die einen Durchmesser von einigen My besitzen, zusammenzusammeln. Da die Menge des Sammelmittels jedoch klein ist, ist auch die von denselben erzeugte Sammelkraft gering, Wenn daher während der Rotationsformung bei gleichzeitigem mechanischen Mischen oder Rühren mechanische Kräfte auf die Verstärkung ausgeübt werden, so wird die aus vielen Hunderten von einzelnen Fäden oder Fasern mit einem Durchmesser von jeweils einigen My "bestehende Verstärkung gelockert oder gelbst \ind die einzelnen Fäden oder' Fasern bilden baumwollartige Massen_a wodurch es unmöglich

wird, Formkörper oder Formteile mit gleichförmiger Wandstärke oder Dicke zu erzielen.

Bezüglich der mechanischen Festigkeit von Formkörpern oder Formstücken zeigen die Ergebnisse zahlreicher Untersuchungen, daß eine höchste Festigkeit erreicht werden kann, wenn die Fäden oder Fasern der Verstärkung voneinander gelöst sind und daß die mechanische Festigkeit des Endproduktes mit sinkender Lockerung oder gegenseitiger Loslösung der Teile der Verstärkung abnimmt. Daher ist es bei der Anwendung des oben genannten Rotationsformverfahrens notwendig, der Verstärkung die Möglichkeit zu geben, daß sie sich in einem Ausmaß lockert oder voneinander löst, daß nicht die Formbarkeit des als Ausgangsprodukt verwendeten Kunststoffgemisches stört.

Wenn man 20 Teile Glasfasern in 100 Teilen eines aus ungesättigtem Polyester bestehenden Kunstoffes unterbringt, wobei der Anteil der Verstärkung 16,5 Gew.% ist, beträgt die Druckdehnung eines mit gelockerter oder lockerer Verstärkung hergestellten Formstückes oder Formkörpers 12 bis 14 kg/mm , während die Biegungsbeanspruchbarkeit bzw. Druckdehnung eines nach dem oben genannten Verfahren hergestellten und eine fest gebundene Verstärkung enthaltenen Formkörpers oder Formstückes höchstens 7 kg/mm beträgt. Wenn man eine höhere Festigkeit erzielen möchte, muß die Innenseite des Formkörpers oder Formstückes, nämlich die mit der Wand der Form nicht in Kontakt kommende Seite des Formkörpers oder Formstückes solche Unregelmäßigkeiten aufweisen, daß dieselben durch den Formvorgang gar nicht hergestellt werden können.

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Wenn .man bei Anwendung des oben genannten Verfahrens die Menge bzvr, den .Anteil der Verstärkung vergrößert, steigt die Viskosität des aus Kunststoff und Verstärker bestehenden Ausgangsgemisches stark an,, so daß dieses Ausgangsgeffiisch sich nicht an die Innenwand der Form anschmiegt oder auch nur an derselben festhaftet, sondern eine freie feste Masse bildet.

Daher As~t es bisher nur möglich, einen Verstärknngsanteil von maximal 30 Teilen auf 100 Teile Kunststoff zu verwenden, wenn man verstärkte -Kunststoff-FOrmkörper oder Kunststoffteile herstellen will., wobei der maximale Anteil des Verstärkers in dem Ausgangsgemlseh 23 Gew.,% beträgt..

Die Aufgabe der Erfindung "besteht darin, (die Uachteile der bekannten Verfahren zu vermelden und cii-e Hö.glicMk:e.l~fc zu schaffen_} mit einem größeren Anteil Verstärker bzw» Verstärkungselementen oder Verstärkungssteffem. versehene Kunststoff-Formkörper oder' Kunststoff-Forateile auch komplizierter Konfigur at ionen herstellen zu können, die gleichmäßige und erhöhte Festigkeitseigensclaaften besitzen.

Zur Lösung' dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Formkörpern oder Kunststoff-Formteilen nach dem Schleudergußprinzip vorgeschlagen, mit dem' Produkte höherer Festigkeit dadurch erzielt werden, daß man einen höheren Anteil von Verstärkungselementen oder Verstärkungsmaterial in dem . Kunststoffgemisch vorsieht. Dabei ist das Versjtärkungsmaterial gleichmäßig in den nach dem Schleudergußverfahren hergestellten Formkörpern oder Formteilen ver-

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teilt. Außerdem erhält man durch die Erfindung Kunststoff -Formkörper oder Kunststoff-Formteile, bei denen sov/ohl die innere als auch die äußere Oberfläche glatt ist.

Für diesen Zweck wird erfindungsgemäß ein nach dem Schleudergußpriiizip arbeitendes Verfahren zum Herstelle-i von Verstärkungsmaterial enthaltenden Kunststoff--Formkörpern oder Kunststoff-Formteilen vorgeschlagen, gemäß dem ein Versterkungsmaterial und ein Bindemittel, das in kleinerer Menge v/ie das Verstärkungsraaterial vorhanden ist, entlang der inneren Wand einer rotierenden Form bewegt wird, um zunächst eine Schicht aus dem Verstärkungsraaterial zu bilden, die auf der Innenseite der Form festgehalten Ist und eine größere Anzahl feiner Löcher oder Öffnungen enthält, woraufhin man eine-flüssige Masse in die rotierende Form eingibt und. mit dieser die aus Verstärkungsmaterial bestehende Schicht Imprägniert.bzw. diese Masse In die Löcher oder- Öffnungen der Verstärkungsschicht eindringen läßt, ■woraufhin das Ganze innerhalb der rotierenden Form verfestigt wird.

Die zunächst hergestellte, eine große Anzahl von feinen Löchern oder Hohlräumen enthaltende Schicht aus VerstärkungsmaitterialL wird beispielsweise dadurch hergestellt., daß man -eine größere Menge Verstarkongsmaterial •und eine demgegenüber kleinere Menge pulverförmiges Bindemittel entlang dar Innenwand der Rotationsform vorbewegt. Durch die Ausdrücke "größere Menge" und "kleinere Menge" soll lediglich das gegenseitige Mengenverhältnis des Verstärkungsmaterials und des Bindemittels, die in einem frei bewegbaren Zustand in der Rotationsform vor-

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handen sind, angegeben werden. Mit anderen Worten "bedeutet das, daß die Mengen von Verstärkungsmaterial und Bindemittel, aus denen bereits eine an der Innenwand der Rotationsform befestigte Schicht gebildet worden ist, von den Angaben über die "größere Menge" und "kleinere Menge" nicht erfaßt sind.

Yrenn die eine große Anzahl von Löchern oder Hohlräumen enthaltende Schicht mit einem aus faserförmigem Material bestehenden Verstärkungsmaterial gebildet worden ist, besitzt diese Schicht eine flockige oder einander überlappende Form und befindet sich in diesem Zustand an der Innenwand der-Rotationsform oder auf einer an der Innenwand." der Rotationsform gebildeten Kunststoffschicht. Das Bindemittel besitzt -eine von der Temperatur und anderen in der Rotationsform herrschenden Bedingungen abhängende Viskosität und klebt die Fasern des Verstärkungsmaterials aneinander oder an die Innenwand der Rotationsform oder die dort befindliche Kunststoffschicht, Somit wird das Verstärkungsmaterial gebunden und zusammengeklebt bzw. haftet aneinander.

Das Bindemittel-kann in die Rotationsform eingegeben werden, nachdem es einem Teil des Verstärkungsmaterials zugegeben worden ist, jedoch kann man eine Verstärkungsschicht mit einer großen Anzahl feiner Löcher oder Hohlräume wirkungsvoller herstellen, wenn man das Bindemittel zusammen mit dem Verstärkungsmaterial derart in die Rotartionsform eingibt, daß sich das Bindemittel wenigstens zum Zeitpunkt des Eingebens in die Rotationsform im pulverförmigen Zustand befindet. Es ist einsichtiges Ziel der Erfindung, in wirkungsvoller Weise eine Schicht aus Verstärkungsmaterial zu bilden, die eine große Anzahl von feinen bzw. kleinen Löchern oder Hohlräumen ent-

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häJ.t. Um dieses Ziel zu erreichen, v/ird es vorgezogen₅ einen thermoplastischen Kunststoff als Bindemittel zu verwenden. Besonders gute Ergebnisse erzielt man, vrerm man als Bindemittel Polyäthylen "benutzt.

Die in die Verstärkungsschicht e'iiiimprägnierte bzw. eindringende und dann sich verfestigende Grundmasse sollte solche Eigenschaften besitzen, daß diese Grundmasse gut in die kleinen Löcher oder Hohlräume der Verstärkungsschicht eindringen kann. Die Grundmasse ist daher zweckmäßig wenigstens dann flüssig, wenn sie in Kontakt mit der Verstärkungsschicht kommt. Außerdem "besitzt sie eine gute Verträglichkeit entweder mit dem Verstärkungsmaterial oder dem Bindemittel und ist so gewählt, daß sie sich unter Einschluß von Verstärkungsmaterial verfestigen kann.

Auch ist es Ziel der Erfindung, die'Grundmasse zu verfestigen, während sie Verstärkungsmaterial in mehr oder weniger kompakter Form enthält. Ura dieses Ziel zu erreichen, ist es zweckmäßig, als Grundmasse einen wärmehärtenden Kunststoff, insbesondere einen ungesättigten Polyester, zu verwenden.

Obwohl vorstehend die Erfindung in Verbindung mil; faserförmigem Verstärkungsmaterial beschrieben worden ist, ist sie nicht ηίβ^μΐ beschränkt. Vielmehr kann man ebenso gut auch flockiges, schuppenartiges oder ähnliches Verstärkungsmaterial verwenden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für die praktische Durchführung der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

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Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des erfin-■ dungsgemäßen Schleudergteßverf ahrens,

Fig. 2 bis 6 die einzelnen Verfahrensschritte zum Durchführen des Schleudergießverfahrens nach einer Ausführungsform der Erfindung, wobei die Fig. 3 und 6 im Maßstab vergrößerte Einzelheiten aus den Fig. 2 bzw. 5 zeigen, und

Fig. 7 bis 11 die einzelnen Schritte eines Schleudergießverfahrens nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei die Fig. 8 und im Maßstab vergrößerte Einzelheiten aus Fig. 7 bzw. 10 zeigen.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäß en~Verfahrens zum Herstellen von Kunststoff-Formkörpern oder Kunststoff-Forinteilen besitzt eine Station A zum Aufgeben und Abnehmen von Rotationsformen M, an der eine einen fertigen Formkörper enthaltende Rotationsform M abgenommen und eine neue Rotationsforai M aufgegeben wird. Die Rotationsformen durchlaufen einen Heizofen B, wo sie erwärmt und gleichzeitig gedreht werden, wodurch in der betreffenden Rotationsform befindlicher Kunststoff, der Verstärkungsmaterial in der obengenannten Weise enthält, geschmolzen und an der Innenwand der Rotationsform als Schicht zum Haften gebracht wird. Es findet also eine Verformung statt, die man als Schleudergießvorgang bezeichnen kann.

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Im Anschluß an die Wärmebehandlung durch!aufen die Rotationsformen K nacheinander eine Kühlkamatei* C, in ■welcher die Rotationsformen und. die jeweils in .jeder· Rotationsform befindlichen Formkörper gekühlt werden. so daß sich die Formkörper oder Formstücke verfestigen. Auch iia Bereich der Kühlkammer C werden die Rotationsformen M gedreht.

¥ie Fig. 1 zeigt, sind die Station A, de.T Heizofen B und die Kühlkammer C im gleichen Winkelabstand von jeweils 120 verteilt auf einem Kreisbogen angeordnet, ebenso "wie Formenträger X, Y und Z in gleichförmigem Winkel abstand von jeweils 120° auf einem drehbaren Tisch 2 angebracht sind, der um eine zentrale Welle 1, welche die Drehachse bildet, umläuft. Jeder Formträger- X, Y und Z trägt jeweils zwei Formhälften m, wobei diese Formenträger intermittierend in regelmäßiger Folge gedreht werden, so daß nacheinander das Abnehmen und Aufgeben von Rotationsformen an der Station A, das Schmelzen und Verformen der ein Verstärkungsmaterial in gleichförmiger Verteilung enthaltenden Kunststoffmasse im Heizofen B und das Kühlen und Verfestigen in der Kühlkammer C durchgeführt werden kann.

Jeder der Formenträger X, Y und Z besitzt jeweils eine Doppelwelle 3, die aus einer auf dem Tisch 2 angebrachten inneren Welle und einer auf dieser steckenden äußeren Welle besteht. Die beiden Formhälften m sind an den beiden Enden einer kurzen Achse 4 angebracht, die senkrecht zu Längsachse der Doppelwelle 3 am Ende der inneren Welle angeordnet ist. Die kurze Achse 4 ist mit der inneren Welle der Doppelwelle 3 mittels eines Kegelradgetriebes 5 getriebemäßig verbunden, so daß

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die "beiden Fonnhälften m um zwei Achsen gedreht v/er den nämlich sowohl urn die Doppelwelle 3 als auch um die senkrecht hierzu verlaufende kurze Achse 4. Unter dem drehbaren Tisch 2 sind nicht dargestellte Drehringe angeordnet und mit Treibscheiben 6 und 7 verbunden, welche auf der inneren bzw. äußeren Welle der Doppelpfeile 3 angeordnet sind, um Drehbewegungen auf die innere und äußere Welle übertragen zu können. Somit kann man eine um zwei Achsen erfolgende Drehbewegung der Rotationsformen M mittels der Doppelwelle" 3 und der Drehung der Rotationsformen M mittels des Tisches 2, nämlich durch die intermittierende Drehung der Rotationsformen in die aufeinanderfolgende BehandlungsStationen A, B und C, erzielen.

Wenn die Rotationsformen M um die durch den Fcrmträger X gehende Achse gedreht und anschließend eine kombinierte Drehung im Heizofen B erfolgt, "schwimmt" das Verstärkungsmaterial 8a auf dem pulverförmigen Kunststoff, vsreil es ein geringeres spezifisches Gewicht als der pulverförmige Kunststoff hat, wie besonders deutlich aus Fig. 3 und, 8 zu erkennen ist. Wenn man die Menge des Verstärkungsmaterials 8a erhöht, wird das Verstärkungsmaterial, wie Fig. 2 und 3 zeigen, in Form einer aufgerauhten Schicht teilweise in die beispielsweise aus thermoplastischem Kunststoff bestehende Bindemittelschicht 8b eindringen und teilweise auf dieser Schicht liegen, während, wenn die Menge des Bindemittels klein ist, das-Verstärkungsmaterial 8a auf der geschmolzenen Bindemittelschicht 8b in der in Fig. 7 und 8 dargestellten Weise liegenbleibt. Das Verstärkungsmaterial wird nicht aufgelockert bzw. gelöst oder wolleartig bzw. baumwollartig verfestigt, selbst wenn der pulverförmige

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Kunststoff im Heizofen B schmilzt,, veil die Viskosität der Schmelze hoch ist und das- geschmolzene Bindemittel nicht in das Verstärkurigsrnaterial Sa einimprägniert wird bzw. eindringt. Vielmehr bleibt das Verstärkungs-. material 8a in der in Fig. 3 und 8 besonders deutlich · zu erkennenden Weise als aufgerauhte Deckschicht auf der geschmolzenen Bindemittel schicht 8b liegen, wobei das Verstärkungsmaterial 8a genügend gleichmäßig verteilt in jedem Bereich der Rotationsform abgelagert wird. Anschließend wird die Rotationsform M in der Kühlkammer C abgekühlt, um den in ihr befindlichen Formkörper oder Formteil zu verfestigen.

Daraufhin wird an der Station A eine aus einem wärmehärtenden Kunststoff mit darin eingeschlossenem Aushärtemittel oder Vulkanisationsmittel bestehende Gr.'undmasse in die Rotationsform M eingegeben, woraufhin im Heizofen B ein Schleuderformvorgang durchgeführt wird, so daß die aus Kunststoff bestehende Grundmasse auf der gesamten Innenfläche der Rotationsform bzw. des dort befindlichen Formkörpers verteilt wird, so daß eine Grundmaterialschicht 8c entsteht, welche, wie in.Fig. 6 dargestellt, den in Fig. 3 dargestellten überstehenden rauhen Teil des TerStärkungsmaterials 8a einschließt, oder, wie Fig. 11 zeigt, in die in Fig. 8 dargestellte Schicht des Verstärkungsmaterials 8a eingedrungen bzw. einimprägniert ist. Somit wird im Heizofen B ein integraler Formkörper oder Formteil aus Kunststoff gebildet, der Verstärkungsmaterial enthält.

In der anschließend durchlaufenen Kühlkammer C wird der so gebildete Formkörper verfestigt oder ausgehärtet, um ein vollständig geformtes Endprodukt' 9 zu erhalten, das

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aus Verstärkungsmaterlal enthalt end em Kunststoff besteht. Dann wird die Rotatlonsform. M wieder zur Station A v/eiterbewegt und geöffnet, so daß man aus ihr ein Endprodukt der In PIg. 5 oder in PIg. 10 dargestellten Art entnehmen kann.

Bei dem in PIg. 5 dargestellten Endprodukt. 9 ist das Yerstärkungsniaterlal 8a,-wie die vergrößerte Darstellung aus Flg. 6 zeigt,, sowohl in der Bindemittelschicht 8b als auch in der ■ Grundmasseschicht 8c eingebettet,. während sich bei dem In FIg. 10 dargestellten -Endprodukt 9 das ■Verstärkungsmaterial 8a zum größten Teil Innerhalb der aus wärittehärtendem Kunststoff bestehenden Grundinasseschicht 8c befindet, viie die vergrößerte Darstellung aus FIg. 11 zeigt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei speziellen Beispielen weiter erläutert.

Beispiel 1

Dieses Beispiel zeigt, wie ein kastenartiger Behälter mit Abmessungen von 300 χ 200 χ 150 mm und einer Wandstärke von 4,5 mm gemäß der vorliegenden Erfindung geformt wird.

Es wurden 50 g pulverförmiges Polyäthylen und 400 g Glasfasern In eine Rotatlonsform eingegeben. und diese Rotationsform dann 6 Minuten lang bei einer auf 250⁰C gehaltenen Temperatur gedreht _r um aus den Glasfasern zunächst eine Schicht zu bilden, die eine große Anzahl von kleinen Löchern oder Hohlräumen enthält. Dann wurden 1200 g eines Polyesters, der als Katalysator 1,5 % Methyläthylketonperoxld und außerdem 0_r3 % Kobaltoctenoat

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und Dirnethylanilin als Beschleuniger enthielt, in die Porifl eingegeben, so daß der- Polyester- in die aus Glasfasern bestehende Schicht eindringt oder einiaprägniert wird. Dann wurde die Form bei 25 C 30 Minuten langgedreht, um den die Grundmasse bildenden Polyester zu verfestigen.

Die Druckdehnung bzw. die Biegungsbeanspruchbarkeit

2 der so hergestellten Formkörper betrug 12 kg/mm, und war damit etwa doppelt so hoch wie bei FormkÖrpern, die nach bekannten Verfahren hergestellt wurden, weil man bisher nur Druckdetrungen bzw. Biegeverfestigkeiten von etwa 6 bis 7 kg/mm erzielte.

Beispiel 2

Es wurde ein zylindrischer Behälter mit einem Durchmesser von 400 mm, einer Länge von 700 mm und einer Wandstärke von 2 mm aus 125 g pulverförmiges! Polyäthylen als Bindemittel, 1000 g Glasfasern als Verstärkungsraaterial und 3000 g Polyester als Grundmasse in derselben ¥eise wie in Beispiel 1 angegeben hergestellt. Die Druckdehnung bzw. Biegung^beanspruchbarkeit der so hergestellten Formkörper betrug wiederum 12 kg/mm.

Zusätzlich zu den in den beiden vorstehend genannten Beispielen aufgeführten Materialien können die nachfolgend angegebenen Materialien vorteilhaft bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendet werden.

Als Bindemittel werden Kunststoffe benutzt, welche eine gute Verträglichkeit mit und eine gute Haftung an den für die Grundmasse verwendeten Kunststoffen besitzen.

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"Wenn man beispielsweise für die Grundiaa.sse einen ungesättigten Polyester verwendet,' sind Polyathylon-ABS- und Polystyrol. -Kunststoffe für aas Bindemittel besonders geeignet.

Als Verstärkungsmaterial werden vorzugsweise Glasfasern verwendet, in v.^Telche eine flüssige lirundmasse gut eindringen kann und welche so vorhanden sein können, daß sie nicht miteinander verhaken oder verfilzen, sondern mehr oder weniger voneinander gelöst bzw. im lockeren Zustand vorhanden sind.

Für die Grundmasse kann man bei Raumtemperatur härtende und auch wärmehärtende Po^ester- und außerdem Kunststoffe verwenden, die bei Raumtemperatur als trockenes Pulver vorliegen, jedoch unter erhöhter Wärmeeinwirkung sich verflüssigen und anschließend wieder fest v/erden, beispielsweise pulverförmige Epoxykunstharze. Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Grundmasse umfaßt jedoch nicht nur Polymere, d.h. nicht nur makromolekulare Materialien, sondern auch Monomere, beispielsweise Monomere, welche Polymere bilden, wie Nylon 6, Acrylkunstharze, Urethanprepolymere* Phenolkunstiiarze, Polyester und Polystyrol.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kenn die Menge des im Kunststoff unterzubringenden Verstärkungsmaterials gegenüber bekannten Rotationsformverfahren bedeutend erhöht werden. So können mehr als 30 Teile Verstärkungsmaterial in 100 Teilen Kunststoff angeordnet werden, wobei der Anteil des Verstärkungsmaterials mehr als 23 Gew.?Q beträgt. Auch ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die mechanische Festigkeit bzw. Be-

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BAD ORJOfNAL

lastbarkeit der hergestellten Formkörper oder Formteile bedeutend zu verbessern. Dabei wir-d das Verctärkungsmaterial gleichförmig über die gesamte Innenfläche der Formen verteilt und befindet sich in der Grundmasseschicht in .lockerer Verteilung. In diesem Zustand ist das Ver- . stärkungsmaterial sowohl in der Grundmasseschicht als auch in der Bindemittelschicht vorhanden, wenn beide Schichten eine entsprechende Dicke aufweisen, während es ebenso möglich ist, bei Verwendung einer nur sehr dünnen Bindeinittelschicht das Verstärkungsmaterial in . lockerer und offener Form im wesentlichen in der Grundmasseschicht anzuordnen. Aufgrund dieses Merkmals wird die mechanische Festigkeit der erfindungsgemäß herzustellenden Formkörper oder Formteile weiter verbessert.

Es wurde aufgezeigt, daß das Verstärkungsmaterial auf der Innenseite einer verhältnismäßig dicken Bindemittelschicht angeordnet ist und dabei teilweise in dieser Bindemittelschicht liegt und teilweise mit einer rauhen Oberfläche über¹ diese Bindeinittelschicht vorsteht, oder daß das Verstärkungsmaterial zunächst nur auf der Innenseite einer verhältnismäßig dünnen Bindeinittelschicht angebracht wird und beim ersten Verfahrensschritt nur in gleichmäßiger-Verteilung als eigene Schicht an dieser Bindemittelschicht-angebracht wird, woraufhin die aufgerauhte oder verhältnismäßig lockere Bindemittelschicht mit der Grundmasse getränkt bzw. von dieser imprägniert und somit im zweiten Verfahrensschritt aufgelockert oder geschichtet wird, so daß praktisch ein Laminat entsteht. Dementsprechend kann auch die Innenfläche der Formkörper glatt sein und die mechanische Festigkeit derselben verbessert werden. Somit haben die fertigen Formkörper auch eine glatte Innenfläche und besitzen ausgezeichnete Oberflächeneigenschaften.

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Bei "bekannten Rotationsformverfahren bzw. bekannten Schleudergießverfanren erreicht man nur dann, vrenn ein bei Räumt enrp er atur aushärtender wärmeliärt end er Kunststoff als Grundmasse verv/endet wird, eine für den Formvorgang ausreichende Viskosität, während bei Verwendung von unter erhöhter Temperatur aushärtenden wärmehärtenden. Kunststoffen der Formvorgang unmöglich wird, weil die Viskositätsveränderung zu groß ist. Im Gegensatz hierzu kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Grundmasse auch dann fest mit dem Verstärkungsmaterial verbunden werden, wenn eine Viskositätsänderung erfolgt und in 'diesem Zustand das Aushärten durchgeführt wird, weil das Verstärkungsmaterial über die gesamte Innen- ° fläche der Form gleichmäßig verteilt ist und flauschig oder locker an der Innenfläche der Bindemittelschicht Vorsteht bzw. an der Innenseite der bereits geformten Bindemittelsehicht in lockerer und offener Form angebracht ist. Daher können.nicht nur bei Raumtemperatur aushärtende wärmehärtende Kunststoffe, sondern auch bei erhöhten Temperaturen aushärtende wärmehärtende Kunststoffe gemäß der vorliegenden' Erfindung verwendet werden. Dies ist ein weiterer Vorteil der Erfindung.

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Claims

Pat ent a nsprüehej_

/1)/Verfahren zum Herstellen von verstärkten bzw. Ver- ^- Stärkungsmaterial enthaltenden Kunststoff-Formstücken durch eine Art Schleudergießen, dadurch gekennzeichnet , daß man ein Verstarkungs-material und ein Bindemittel, das in einer kleineren Menge als das Yerstärkungsmaterlal vorhanden ist, entlang der Innenwand einer Rotationsform bewegt, um dadurch zunächst eine Schicht aus dem Verstärkungsmaterial zu bilden, welche an der Innenseite der Form befestigt ist bzw. haftet und eine größere Anzahl von feinen Hohlräumen oder Löchern enthält, woraufhin man eine flüssige Grundmasse in die Rotatiönsforra eingibt und die flüssige Grundmasse in die aus Verstärkungsmaterial gebildete Schicht eindringen läßt oder einimprägniert, woran anschließend man das Ganze sich verfestigen läßt.

Z) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, , daß als Grundmasse ein Polymer verwendet wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundmasse ein Monomer verwendet wird.

4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein thermoplastischer Kunststoff oder ein thermoplastisches Kunstharz und als Grundmasse ein wärmehärtender Kunststoff oder ein wärmehärtendes Kunstharz verwendet wird.

5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Polyäthylen, als ·

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Grundrassse ein ungesättigter Polyester und als VerstärkungsmateriaD Glasfasern- verwendet v/erden.

6) Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkungsmaterial ein .flockenartiges Material verv/endet wird.

7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in Pulverform in die Form eingegeben wird.

8) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel außerhalb' der Form einem Teil des Verstärkungsmaterials zugegeben und-in die Form in dem Zustand, in dem es in das Verstärkungsraaterial eingegeben worden ist, eingegeben wird.

9) Verstärkter Kunststoff-Formteil, dadurch gekennzeichnet , daß er aus einem Verstärkungsmaterial, einem an das Verstärkungsinaterial gebundenen Bindemittel und einer In die innerhalb des Verstärlcungsmaterials befindlichen und von Bindemittel nicht gefüllten Löcher oder Hohlräume eingedrungenen Grundmasse besteht.

10) Formteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Verstärkungsmaterials mehr als' 23 Gew.% des Gesamtgewichtes des Formteils beträgt.

) Formteil nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß .die Gesamtmenge des Verstärkungsmaterials größer als die Gesamtmenge des Bindemittels ist.

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