DE2439649B2

DE2439649B2 - RESIN MOLD REINFORCED WITH CUT AND ENDLESS FIBERS IN TAPE SHAPE

Info

Publication number: DE2439649B2
Application number: DE19742439649
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-08-19
Filing date: 1974-08-19
Publication date: 1976-11-25
Also published as: IT1040500B; NL7509498A; TR18784A; DE2439649A1; GB1499836A; BR7505265A; FR2282329A1; BE831797A; FR2282329B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kunstharzformmasse in Bandform mit Lagen von geschnittenen Glasfasern und von in wirrer Verteilung abgelegten endlosen Glasfasern als Verstärkungseinlage.The invention relates to a synthetic resin molding compound in tape form with layers of cut glass fibers and of endless glass fibers laid out in a confused distribution as reinforcement insert.

Bei Formmassen, deren Glasfaserverstärkung nur aus geschnittenen Fasern besteht ist keine gleichmäßige Verteilung der geschnittenen Fasern im Preßteil zu erreichea Mit der Verwendung einer zusätzlichen Schicht von endlosen Fasern in wirrer Verteilung zu den geschnittenen Fasern verbessert sich die Glasfaierverteilung im Preßteil. Eine solche Masse mit einer Verstärkungseinlage aus geschnittenen und endlosen Fasern in wirrer Verteilung ist bekannt (DT-OS 2247 142).In the case of molding compounds whose glass fiber reinforcement consists only of cut fibers, there is no uniformity Distribution of the cut fibers in the pressed part can be achieved with the use of an additional Layer of endless fibers in a random distribution to the cut fibers improves the glass fiber distribution in the pressed part. Such a mass with a reinforcing insert made of cut and endless Fibers in a confused distribution is known (DT-OS 2247 142).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kunstharzformmasse anzugeben, die für solche Preßteile besonders geeignet ist welche in einer Richtung eine besonders große Zug- und Biegefestigkeit haben sollen. Weiterhin soll die Masse ein großes Flächengewicht von mehr als 6 kg/m² haben und die Glasfasern so verteilt sein, daß ein homogener Fasergehalt auch beim Preßvorgang und im fertigen Preßteil vorhanden istThe invention is based on the object of specifying a synthetic resin molding compound which is particularly suitable for such molded parts which should have particularly high tensile and flexural strength in one direction. Furthermore, the mass should have a large weight per unit area of more than 6 kg / m ² and the glass fibers should be distributed in such a way that a homogeneous fiber content is also present during the pressing process and in the finished pressed part

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung zusätzlich in der Formmasse mindestens noch eine Lage von parallelliegenden, gestreckten Fasern eingebettet.To achieve this object, according to the invention, there is also at least one more layer in the molding compound embedded by parallel, stretched fibers.

Mit dieser neuen Masse wird es möglich, langgestreckte Teile oder Teile, die in einer Richtung besonders stark beansprucht sind, z. B. Schalensitze, Klemmleisten, Stoßstangen, Frontteilt, Kotflügel und Kabinenteile von Kraftfahrzeugen, bei gleicher Festigkeit wie bisher mit geringerer Wandstärke bzw. bei gleicher Wandstärke mit höheren Festigkeitseigenschaften in der Presse herzustellen. Das Flächengewicht der Masse kann so hoch eingestellt werden, daß die Presse direkt vom Band nach Abschneiden eines abgewogenen Stückes beschickt werden kann, ohne daß wie bisher Stücke der Formmasse aufeinandergelegt werden müssen, um das erforderliche Flächengewicht zu erhalten.With this new mass it becomes possible to have elongated parts or parts that go in one direction are particularly heavily used, z. B. bucket seats, clamping strips, bumpers, front parts, fenders and Cabin parts of motor vehicles, with the same strength as before with a smaller wall thickness or with produce the same wall thickness with higher strength properties in the press. The basis weight the mass can be set so high that the press is straight from the tape after cutting one weighed piece can be charged without, as before, pieces of the molding compound placed one on top of the other must be in order to obtain the required basis weight.

Zweckmäßig werden in der Mitte des Querschnittes zwei Lagen von endlosen Fasern in wirrer Verteilung und dazwischen eine Lage von endlosen parallel und gestreckt liegenden Fasern eingelagert. Besonders günstig ist es, beidseitig zu der Lage der parallel angeordneten Fasern zusätzlich noch geschnittene Fasern einzulagern, die kürzer sind als die in den anderen Lagen der Formmasse schon verwendeten geschnittenen Fasern.It is useful to have two layers of endless fibers in a confused distribution in the middle of the cross-section and in between a layer of endless parallel and stretched fibers embedded. Particularly It is favorable to additionally cut fibers on both sides in addition to the position of the fibers arranged in parallel To store fibers that are shorter than those already used in the other layers of the molding compound cut fibers.

Die neue Formmasse wird auf einer an sich bekannten Bandanlage hergestellt, die mehrere Stationen zur Aufgabe der Harzansätze sowie der geschnittenen und der endlosen Fasern besitzt. Es werden Harzansätze mit Schnelleindickungskomponenten verwendet.The new molding compound is produced on a conveyor system known per se, which has several stations for Task of the resin batches as well as the cut and endless fibers. There are resin batches with Rapid thickening components used.

Zunächst werden die geschnittenen und endlosen wirr verteilten Fasern in den Harzansatz eingebettet und die Schichten in an sich bekannter Weise gut durchmischt, so daß eine homogene Faserverteilung vorliegt. Dann werden auf die bandförmige Masse parallele endlose Fasern abgelegt und von einer Harz und gegebenenfalls Glasfasern enthaltenden Schicht abgedeckt. Die abdekkende Schicht kann in gleicher Weise zusammengesetzt und hergestellt sein wie die Grundschicht, auf der die parallelen endlosen Fasern abgelegt wurden. Schließlich wird das so hergestellte Schichtpaket mit Hilfe von Walzen leicht gestreckt so daß die eingelagerten parallelen endlosen Fasern eine Vorspannung erhalten.First, the cut and endless, randomly distributed fibers are embedded in the resin and the Layers are thoroughly mixed in a manner known per se, so that there is a homogeneous fiber distribution. then parallel endless fibers are deposited on the band-shaped mass and a resin and optionally Layer containing glass fibers covered. The covering layer can be composed in the same way and manufactured like the base layer on which the parallel endless fibers were laid. In the end the layer package produced in this way is slightly stretched with the help of rollers so that the stored parallel endless fibers received a bias.

Das Vorstrecken der parallelen Fasern kann auch entfallen, wenn die Masse bei der Herstellung des Preßteiles in der Presse einer sehr starken Streckung in der Vorzugsrichtung unterworfen wird.The pre-stretching of the parallel fibers can also be omitted if the mass is used in the manufacture of the Pressed part is subjected to a very strong stretching in the preferred direction in the press.

In der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele für den Aufbau der Formmasse in F i g. 1 und 2 und für Herstellungsverfahren in F i g. 3 bis 5 angegeben.In the drawing, exemplary embodiments for the structure of the molding compound are shown in FIG. 1 and 2 and for Manufacturing process in FIG. 3 to 5 indicated.

Bei der bandförmigen Formmasse, die nach F i g. 1 im Querschnitt senkrecht zur Bandachse dargestellt ist, liegen in der Harzansatzschicht geschnittene Fasern 4, endlose Fasern in wirrer Verteilung 6, parallelliegende Fasern 15 und darüber wieder geschnittene Fasern 4. Es ist zweckmäßig, in den Oberflächenschichten geschnittene Fasern vorzusehen, damit die aus der Formmasse hergestellten Preßteile Oberflächen ohne sichtbare Strukturierv,ng durch endlose Fasern besitzen.In the case of the band-shaped molding compound which, according to FIG. 1 in Cross-section is shown perpendicular to the belt axis, are cut fibers 4, endless fibers in a confused distribution 6, parallel fibers lying in the resin attachment layer Fibers 15 and then re-cut fibers 4. It is expedient to cut in the surface layers Provide fibers so that the molded parts produced from the molding compound have no visible surfaces Structuring through endless fibers.

Nach F i g. 2 liegen in der Masse eingebettet zwischen endlos wirr verteilten Fasern 6 die parallel abgelegten Fasern 15 und beiderseits hierzu geschnittene Fasern 8 mit kürzerer Schnittlänge als die geschnittenen Fasern 4 in den oberflächennahen Schichten.According to FIG. 2 are embedded in the mass between Fibers 6 distributed endlessly in a randomly disordered manner, the fibers 15 deposited in parallel and fibers 8 cut on both sides for this purpose with a shorter cut length than the cut fibers 4 in the layers near the surface.

In F i g. 3a ist eine Herstellungsmaschine mit mehreren Stationen für die Aufgabe der Harzansätze und der Fasern schematisch dargestellt Dabei wird zunächst auf ein Tragband bzw. eine Tragfolie 1 riarzansatz 2 aufgetragen und dann über ein Breitschneidwerk 3 geschnittene Fasern 4 von z. B. 500 mm Faserlänge aufgeflockt. Über eine Einrichtung 5 werden endlose Fasern 6 in wirrer Verteilung abgelegt und anschließend über ein weiteres Breitschneidwerk 7 geschnittene Fasern 8 von z. B. 25 mm Länge aufgeflockt. Über eine Tragfolie 9 wird eine Harzansatzschicht 10 zugeführt und auf das Schichtpaket aufgebracht. Das Paket durchläuft dann mäanderförmig eine Doppelreihe von gegeneinander versetzten Walzen (sogenannte mäandrische Doppelbandanlage), von denen nur die Walzen 11 und 12 dargestellt sind. In an sich bekannter Weise wird hier infolge der Einwirkung der Walzenreihe und von unter Zugspannung stehenden Bändern 14 eine gute Imprägnierung und Durchmischung der einzelnen Schichten erreicht. Von dem aus der Doppelbandanlage austretenden Schichtpaket wird anschließend die Tragfolie 9 abgezogen und bei 13 aufgewickelt.In Fig. 3a is a manufacturing machine with multiple Stations for the task of the resin batches and the fibers are shown schematically a carrier tape or a carrier film 1 applied riarzansatz 2 and then over a wide cutting unit 3 cut fibers 4 from e.g. B. flocked 500 mm fiber length. About a facility 5 become endless Fibers 6 deposited in a confused distribution and then cut via a further wide cutting unit 7 Fibers 8 of e.g. B. flocked 25 mm length. A resin batch layer 10 is fed in via a carrier film 9 and applied to the layer package. The package then meanders through a double row of offset rollers (so-called meander double belt system), of which only the rollers 11 and 12 are shown. In a manner known per se becomes a good one here due to the action of the row of rollers and of the belts 14 under tension Impregnation and mixing of the individual layers achieved. From the one from the double belt system As the layer package emerges, the carrier film 9 is then peeled off and wound up at 13.

Über eine Zuführeinrichtung 22 werden parallelliegende Glasfasern 15 zugeführt und auf der Oberfläche des Schichtpaketes abgelegt. Diese endlosen Glasrovings können ein Gewicht von 600 bis 4800 TEX besitzen und verbinden sich an der Oberfläche mit der noch klebrigen Harzschicht. Die parallelen Fasern können über die ganze Breite des Bandes oder auch nur über der einen Hälfte abgelegt werden. Die untere Tragfolie 1 wird entfernt und auf der Rolle 16 aufgewickelt. Im Anschluß daran wird über ein Leitblech 17 die Faltung des Bandes um seine Längsachse eingeleitet. Der Ablauf der Faltung ist in der teilweise perspektivischen Darstellung der F i g. 3b angedeutet. Mittels eines entsprechend ausgebildeten Leitbleches 17 wird die eine Hälfte des Bandes angehoben. In der Mitte, an der Knickstelle wird eine von der Halterung 18 geführte Rolle 19 oder eine abgerundete Gleitkufe angesetzt und der Faltungsvorgang fortgesetzt. Mehrere zur Auflagefläche des Bandes geneigte Walzen 23 (Fig.3c, nur eine Walze ist dargestellt) vollenden die Faltung bis beide Bandhälften aufeinanderliegen.Glass fibers 15 lying in parallel are fed in via a feed device 22 and placed on the surface of the shift package. These endless glass rovings can weigh from 600 to 4800 TEX own and bond on the surface with the still sticky resin layer. The parallel fibers can be placed over the entire width of the tape or just over one half. The lower one Carrying sheet 1 is removed and wound onto roll 16. This is followed by a Guide plate 17 initiated the folding of the tape about its longitudinal axis. The process of folding is in the partially perspective illustration of FIG. 3b indicated. By means of a suitably trained Guide plate 17 is raised one half of the belt. In the middle, at the kink, there is a from the holder 18 guided roller 19 or a rounded skid attached and the folding process continued. Several rollers 23 inclined to the support surface of the belt (FIG. 3c, only one roller is shown) complete the fold until both halves of the tape are on top of each other.

Schließlich wird das Schichtpaket über Andruckwalzen 20 zusammengepreßt. Das Band kann dann unmittelbar auf eine Bandwaage 21 laufen, wo automatisch abgewogene Bandstücke abgeschnitten und einer Presse zur Weiterverarbeitung zugeführt werden. Die Bandstücke werden dabei so in die Presse eingelegt, daß die parallelen Glasfasern in Richtung der erwünschten Vorzugsrichtung der Festigkeit des Preßteiles liegen.Finally, the stack of layers is pressed together by means of pressure rollers 20. The tape can then run directly onto a belt scale 21, where automatically weighed pieces of tape are cut off and fed to a press for further processing. The pieces of tape are put into the press inserted that the parallel glass fibers in the direction of the preferred preferred direction of the strength of the pressed part lie.

Die Temperaturführung auf der Herstellungsmaschine wird in der Weise beeinflußt, daß die untere Schicht der Formmasse bis zu der Stelle wo die Faltung erfolgt, eine um etwa 20° höhere Temperatur erhält als die obere Schicht, damit der Reifungsprozeß hier schneller abläuft, die Masse schneller eindickt und auch mechanisch stabiler wirdThe temperature control on the production machine is influenced in such a way that the lower layer the molding compound to the point where the folding takes place, receives a temperature about 20 ° higher than that upper layer, so that the ripening process is faster here runs, the mass thickens faster and is also mechanically more stable

Abweichend von der Darstellung der F i g. 3 kann das Schichtpaket auch in der Weise hergestellt werden, daß anschließend an das Aufbringen der parallelen Glasfasern 15 über eine Rundungswalze eine bandförmige Formmasse aufgelegt wird, welche die Fertigungsstufen einschließlich des Durchlaufens der Doppelbandanlage bereits hinter sich hat und in einer zweiten parallel betriebenen Anlage hergestellt wird oder welche unmittelbar vorher produziert und irr Vorrat gehalten wurde.Deviating from the representation of FIG. 3, the layer package can also be produced in such a way that following the application of the parallel glass fibers 15 via a rounding roller, a band-shaped one Molding compound is placed, which includes the production stages including passing through the double belt system has already been through it and is being produced in a second parallel-operated system or which was produced immediately beforehand and kept in stock.

Auch kann als weitere Abhandlung zwischen den einzelnen Stationen zur Aufgabe der Glasfasern noch Harzansatz, z. B. über entsprechende Breitschlitzdüsen zugegeben werden.A further treatise between the individual stations on the task of the glass fibers can also be used Resin batch, e.g. B. be added via appropriate slot nozzles.

Die parallel aufgebrachten Glasrovings liegen in der Formmasse gestreckt und haben nach Durchlaufen der Andruckwalzen 20 eine gewisse Vorspannung in Längsrichtung. Da die parallelen Fasern zwischen den geschnittenen kurzen Fasern und den wirr verteilten endlosen Fasern eingeschlossen sind, bleiben sie auch beim Preßvorgang in der Vorzugsrichtung. Die geschnittenen kurzen Fasern verzahnen sich mit der Schicht der wirren endlosen Fasern und den parallelen Fasern. Ohne diese Maßnahme kann es zu Delaminierungserscheinungen zwischen den Schichten der wirr verteilten endlosen Fasern und der Schicht der parallelen Fasern kommen. Die endlosen Fasern mit wirrer Verteilung, die beim Preßvorgang weniger stark fließen, tragen da/.u bei, daß die parallelen Fasern unter dem Preßdruck, wenn die Masse fließt, nicht auseinandergedrängt werden oder sich übereinanderschieben. Es bleibt die Vorzugsrichtung erhalten und damit die günstigen Festigkeitseigenschaften für die spätere Kräfteaufnahme im Preßteil.The glass rovings applied in parallel lie stretched in the molding compound and after passing through the Pressure rollers 20 have a certain bias in the longitudinal direction. Since the parallel fibers between the cut short fibers and the randomly distributed endless fibers are included, so they stay during the pressing process in the preferred direction. The cut short fibers interlock with the Layer of tangled endless fibers and parallel fibers. Without this measure, delamination phenomena can occur come between the layers of the randomly distributed endless fibers and the layer of parallel fibers. The endless fibers with confused distribution, which flow less strongly during the pressing process, contribute to the fact that the parallel fibers are underneath the pressure when the mass flows, are not pushed apart or slide over each other. It the preferred direction is retained and thus the favorable strength properties for the later Force absorption in the pressed part.

Als vorteilhaft hat sich für die Aufteilung der Glasfaserverstärkung ein Verhältnis von 60% geschnittenen zu 40% endlos in wirrer Verteilung aufgebrachten Glasrovings ergeben. Von den geschnittenen Rovings besteht etwa 1/3 aus Fasern kürzerer Faserlänge.A ratio of 60% has proven to be advantageous for the division of the glass fiber reinforcement 40% of the glass rovings are applied endlessly in a confused distribution. From the cut rovings consists of about 1/3 of fibers of shorter fiber length.

Anhand der F i g. 4 und 5 der Zeichnung soll noch erläutert werden, daß die Faltung der bandförmigen Formmasse auch in anderer Weise, abweichend von der Darstellung nach F i g. 3 erfolgen kann. Nach F i g. 4 werden die parallelen Glasrovings auf einer Breite entsprechend 2/3 der gesamten Bandbreite abgelegt (F i g. 4a) und in einer ersten Faltung der von parallelen Rovins freie Teil aufgefaltet (Fig.4b). Anschließend wird eine weitere Faltung durchgeführt, wobei eine Form gemäß Fig.4c entsteht und drei Schichten Formmasse übereinanderliegen.Based on the F i g. 4 and 5 of the drawing will be explained that the folding of the band-shaped Molding compound also in a different way, deviating from the representation according to FIG. 3 can be done. According to FIG. 4th the parallel glass rovings are laid down on a width corresponding to 2/3 of the entire band width (FIG. 4a) and in a first fold the part free of parallel rovins is unfolded (FIG. 4b). Afterward a further folding is carried out, creating a shape according to FIG. 4c and three layers Molding compounds lie on top of each other.

Nach F i g. 5a werden die parallelen Glasrovins in der Mitte der bandförmigen Masse über eine Breite von etwa 2/3 der Gesamtbreite abgelegt. Die Faltung wird von beiden Rändern des Bandes her vorgenommen, so daß die Form nach Fig.5b erhalten wird. Um das Flächengewicht noch mehr zu vergrößern, kann in einem weiteren Faltungsschritt nochmals eine Faltung um die Mittellinie vorgenommen werden, so daß vier Schichten Formmasse übereinanderliegen. Nach jeder Faltung wird die Masse über Andruckwalzen leicht zusammengepreßt, damit sich die einzelnen Schichten miteinander verbinden.According to FIG. 5a, the parallel glass rovins are in the center of the ribbon-shaped mass over a width of deposited about 2/3 of the total width. The fold is made from both edges of the tape, see above that the shape of Figure 5b is obtained. To increase the basis weight even more, in a further folding step, a fold can be made around the center line, so that four Layers of molding compound on top of each other. After each folding, the mass becomes light over pressure rollers pressed together so that the individual layers bond together.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Synthetic resin molding compound in tape form with layers of cut glass fibers and in tangled Distribution of deposited endless glass fibers as reinforcement insert, characterized in that in addition at least one layer of parallel stretched fibers is embedded in the molding compound

2. Synthetic resin molding compound according to claim 1, characterized in that in the middle of the cross section two layers of endless fibers in a confused distribution with a layer of endless in between parallel stretched fibers are embedded.

3. Synthetic resin molding compound according to claim 1 and 2, characterized in that on both sides to the position Fibers cut from parallel stretched fibers are arranged.

4. synthetic resin molding compound according to claim 3, characterized in that the both sides of the position of the parallel fibers embedded cut fibers are shorter, preferably half as long as the cut fibers in the other layers of the molding compound.

5. A method for producing the synthetic resin molding composition according to claim 1 to 4. wherein first the cut and endless, randomly distributed fibers embedded in resin and well mixed or are homogenized, characterized in that the parallel endless fibers are then deposited and covered by a resin formulation and fibers containing layer and that finally to Pre-tensioning the parallel endless fibers, the layer package is slightly stretched.

6. A method for producing the synthetic resin molding composition according to claim 1 to 4 by means of a Conveyor system with several stations for the application of the resin batches, the cut and the endless fibers on carrier films, initially a resin batch, cut fibers and endless Fibers in a confused distribution are applied to the Triiger foil, characterized in that then cut fibers of shorter length are applied, covered with resin and then the Layers are homogenized and then after removing the carrier film on top, the abandoned parallel endless fibers, folded the tape around the longitudinal axis and finally the layer package is compressed.

7. The method according to claim 6, characterized in that the parallel endless fibers can only be applied over half the width of the tape and then the tape around the Long axis is folded.

8. The method according to claim 6, characterized in that the parallel endless fibers only be applied over 2/3 of the width of the tape and the tape around the longitudinal axis several times is folded.