DE3614533C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Diese Verfahrensweise ist beispielsweise aus der DE-OS 17 79 262 und DE-OS 33 41 292 bekanntgeworden.

Formteile aus verstärkten Kunststoffen, bevorzugt glas­ faservestärkten Kunststoffen, werden in vielen An­ wendungsbereichen seit langem bevorzugt wegen ihrer hohen mechanischen Eigenschaftswerte eingesetzt. Man unterscheidet hierbei Formteile auf Basis von härtbaren Kunststoffen, Duroplasten wie ungesättigten Polyester- Melamin-, Phenol- und Epoxidharzen, und auf Basis von thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffen wie Polyole­ finen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Mischpolymerisaten des Styrols mit anderen Comonomeren, Polyamiden, und dergleichen. Die Faserverstärkung kann durch Einar­ beiten von losen Fasern, Rovings oder von in Gestalt textiler Flächengebilde vorliegender Fasern, wie Vliese, Gewebe, Gewirke oder dergl. erfolgen.

Das Herstellen von Formkörpern, die aus mit faserigen Substanzen in Gestalt von textilen Flächengebilden ver­ stärkten Thermoplasten bestehen, wird beispielsweise in der DE-OS 14 54 988 beschrieben. Hierbei werden aus den textilen Flächengebilden und den ausgewählten thermo­ plastischen Kunststoffen zunächst Verbundstoffe herge­ stellt, dies geschieht entweder durch Beschichten, Im­ prägnieren bzw. Tränken des textilen Flächengebildes mit den geschmolzenen Thermoplasten. Es ist auch mög­ lich, die textilen Flächengebilde mit Pasten, Lösungen oder Dispersionen enthaltend die thermoplastischen Kunststoffe zu imprägnieren, wobei jedoch es notwendig ist, die Lösungsmittel oder das Wasser wieder zu ent­ fernen. Diese im ersten Schritt hergestellten Verbund­ stoffe werden dann bis zum plastischen Fließen des thermoplastischen Kunststoffes erhitzt und dann zu den gewünschten Formkörpern verpreßt. Hierbei können be­ vorzugt Preßwerkzeuge verwendet werden, deren Tempera­ tur unterhalb des Erweichungspunktes des Thermoplasten gehalten wird.

Das Herstellen von mit Glasmatten verstärken Formkör­ pern aus thermoplastischen Kunststoffen wird grundsätz­ lich über den zweistufigen Weg beschritten, wobei im ersten Schritt ein Halbzeug aus einer Endlosfasermatte, die mit einer Thermoplastschmelze zusammengeführt wird, ein luftblasenfreies Halbzeug hergestellt wird und im zwei­ ten Schritt aus diesem Halbzeug durch Aufheizen und Preß­ formen und Abkühlen ein Formkörper, d. h. Fertigteil herge­ stellt wird. Diese Verfahrensweise wird Beispiel in dem Auf­ satz von Ehrenstein, Welz und Wurmb "Glasmattenverstärkte Thermoplaste", in der Zeitschrift Kunststoffe 66, 1976, Nr. 12, Seiten 793-797 beschrieben. Analoge Verfahren zum Her­ stellen von Halbzeug aus glasfasermattenverstärkten thermoplastischen Kunststoffen werden beispielsweise in der DE-AS 23 12 816, 29 48 235 und DE-OS 32 36 447 beschrieben.

Es sind auch getuftete Spinnvliese für verformbare Teppich­ böden aus der DE-PS 28 34 468 bekannt, die aus einer Misch­ ung von Polyester- und Copolyesterspinnfäden hergestellt werden, wobei das Vlies nach dem Tuften mit einem Acrylat- Dispersionsbindemittel beschichtet wird, bevor eine weitere Verformung stattfindet.

Auch sogenannte Bikomponentenfasern des Typs Mantel-Kern, wobei der Kern aus Polyester und der Mantel aus einem bei niedrigerer Temperatur als der Kern schmelzendem Material besteht, sind als Bindemittelfasern bekannt, um z. B. bei Vliesen oder Geweben eine verbesserte Festigkeit zu er­ zielen.

Nach der DE-OS 17 79 262 wird ein gleichmäßiges Fasergemisch zu Rovings, Zwirnen, Geweben oder Matten verarbeitet, die unter Anwendung von Hitze und Druck zu Formteilen verpreßt werden. Die nicht aufschmelzenden Fasern bilden hierbei entweder in Längserstreckung durchgehend entsprechend den Rovings oder Zwirnen oder ggf. längs und quer bei Geweben eine durchgehende Armierung. Die Formgebung wird durch die vorgegebenen Armierungsrichtungen eingeschränkt bzw. das Verformungsvermögen der Gewebematten-Rovings ist in den unterschiedlichen Richtungen sehr verschieden. Das gilt auch für das Verfahren nach der DE-OS 31 13 930, bei dem als verpreßbares textiles Flächengebilde ein Gelege verwendet wird. Damit lassen sich Formkörper in ebener Ausführung oder mit nur sehr geringen Verformungsgraden mit hoher Biegefestigkeit und Formsteifigkeit herstellen, jedoch nicht Formkörper mit hohen und sehr stark unterschiedlichen Verformungsgraden.

Auch nach dem Vorschlag der DE-OS 33 41 292 werden textile Flächengebilde mit vorgegebenen Armierungsrichtungen und bevorzugten Armierungsrichtungen, insbesondere Gewebe oder Gewirke aus endlosen Fasern oder Monofilen oder Garnen, verwendet. Auch hier wird der Grad der möglichen Verformung und damit die Gestaltung des herzustellenden Formkörpers durch die zusammenhängende und insbesondere in ein oder zwei Richtungen sehr stark begrenzte Verformbarkeit infolge der zusammenhängenden Armierung eingeengt.

Gemäß DE-AS 17 78 781 wird ein gleichmäßiges watteartiges Fasergemisch hergestellt und diese Faserwatte direkt der Heißverpressung, insbesondere zu Platten, unterworfen. Hierbei liegen die nicht aufschmelzenden Fasern einzeln ohne Zusammenhang in dem geformten Formteil und bilden keine Armierung.

In der DE-OS 34 20 247 wird ein Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten Platten aus thermoplastischem Kunststoff beschrieben, das - im Gegensatz zu den vorangehend erläuterten Druckschriften zweistufig arbeitet, um zu einem dreidimensional geformten Formkörper zu gelangen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen faserverstärkter Kunststofformkörper zu schaffen, das auch bei sehr unterschiedlichen Verformungsgraden in verschiedenen Bereichen des Formkörpers einen möglichst gleichmäßigen Aufbau und damit ein möglichst gleichmäßiges Eigenschaftsbild zeigt. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren auch für starke Verformungen, d. h. stark konturierte und figurierte Formkörper einsetzen zu können.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Herstellen von kompakten mit einer textilen flächigen Armierung ausgestatteten Formkörper auf Basis thermoplastisch verarbeitbarer Kunststoffe vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, daß als textile Flächengebilde Vliese bzw. Vliesstoffe mit Flächengewichten von etwa 100 bis 2000 g/m² enthaltend schmelzbare Fasern (I) von etwa 1,7 dtex bis etwa 200 dtex bei einer Faserlänge von etwa 3 bis 200 mm und Armierungsfasern (II) mit einem Faserdurchmesser von etwa 8 bis 12 µ bzw. 2 bis 200 dtex bei einer Faserlänge von etwa 5 bis 200 mm verwendet werden.

Die Erfindung ermöglicht es, direkt vom Vlies durch einen einzigen Preßvorgang zum Feststoff und damit zum kompakten Formkörper zu kommen.

Erfindungsgemäß wird der thermoplastische Kunststoff in Gestalt thermoplastischer Fasern vorgesehen, die gleichmäßig in einem textilen Flächengebilde, das zu­ gleich die Armierung durch einen ausreichenden Gehalt an während der Herstellung des gewünschten Formkörpers nicht schmelzbaren Fasern enthält, verteilt sind.

Bei ausreichendem Anteil an thermoplastischen schmelzbaren Fasern (I) in dem textilen Verbund wird bei Anwendung von Druck und Wärme ein kompakter homogener lunker­ freier Formkörper, der eine textile Armierung aus Ver­ stärkungsfasern enthält, aus den thermoplastischen Fasern geformt. Der Formkörper weist dabei eine glatte Oberfläche auf. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, Formkörper mit ausgeprägter Konfiguration durch Verpressen oder Tiefziehen her­ zustellen, da die erfindungsgemäßen textilen Flächen­ gebilde sich überraschend gut verformen lassen, ins­ besondere auch durch Fließpressen. Die nach dem er­ findungsgemäßen Verfahren herstellten Formkörper lassen den ursprünglichen Vliescharakter des einge­ setzten textilen Flächengebildes nicht mehr erkennen, es entsteht ein kompakter, lunkerfreier Kunststoff- Formkörper, der eine Armierung aus Fasern enthält.

Die Schmelztemperatur der thermoplastischen Fasern, die in dem textilen Flächengebilde sind, wird als Beginn der thermoplastischen Fließbarkeit des jeweiligen thermoplastischen Kunststoffes defi­ niert. Teilkristalline Stoffe wie Polyolefine, Poly­ amid unter anderem sind unterhalb ihres Einfriertem­ peraturbereiches spröde, in der Nähe ihres Kristallit­ schmelzbereiches thermoelastisch und oberhalb des Kristallitschmelzbereiches werden sie fließbar, d. h. sie gehen in dem Schmelzbereich über. Nichtkristalline Stoffe wie Polyvinylchlorid, modifiziertes Polystyrol, sind oberhalb ihrer Einfriertemperatur gummielastisch und gehen bei weiterer Temperaturerhöhung in den Be­ reich thermoplastischer Fließbarkeit kontinuierlich über. Die Schmelztemperatur solcher nichtkristalliner Thermoplaste wird dort angesiedelt, wo die gesamte thermoplastische Masse in den thermoplastischen Zustand übergegangen ist.

Die erfindungsgemäß verwendeten textilen Flächengebilde liegen als Vliese und Vliesstoffe, auch non wovens genannt, vor. Die Herstellung der Faservliese kann nach dem Krempel- oder Rando-Verfahren erfolgen. Die Vliesstoffe sind verfestigte Faser­ vliese, wobei die Verfestigung durch mechanische, chemische oder physikalische Verfahren vorgenommen werden kann. Bevorzugt wird die mechanische Ver­ festigung durch Nadeln, Nähen oder Steppen. Für die Herstellung von Krempel-Vliesen werden Faserlängen von etwa 30 bis 100 mm, bei Glasfasern bis zu maximal etwa 80 mm bevorzugt, während bei dem Herstellen von Vliesen nach dem Rando-Verfahren sowohl sehr kurze als auch sehr lange Fasern, auch gleichzeitig, verwendet werden können.

Die Flächengewichte der Vliese können in weitem Umfange variieren, wobei höhere Flächengewichte auch durch Aufeinanderschichten mehrerer gleichartiger oder verschiedenartiger Vliese erzielt werden können. Bevor­ zugt können auch genadelte Vliese, sog. Nadelfilze, eingesetzt werden.

Durch Aufschmelzen eines Teiles der praktisch als Bindemittelersatz in dem textilen Flächengebilde enthaltenden Fasern, die als thermo­ plastische schmelzbare Fasern (I) bezeichnet werden, wird bei gleichzeitiger Formgebung und Komprimierung der Schmelze zum Formkörper ein kompaktes Material herge­ stellt, in dem der Anteil an nicht geschmolzenen Fasern des textilen Flächengebildes die Armierung bildet. Um eine ausreichende Armierung des fertigen Formkörpers zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, daß die Differenz der Schmelztempera­ turen der beiden das textile Flächengebilde bildenden Fasergruppen (I) und (II) mindestens 20°C beträgt, be­ vorzugt wesentlich höher ist. In besonders bevorzugten textilen Flächengebilden ist die nicht zum Aufschmelzen bestimmte Faser eine von Hause aus unschmelzbare Faser, wie insbesondere Glasfasern, Carbonfasern und/oder ggf. Jutefasern oder dergl. Es ist aber auch möglich, bei­ spielsweise niedrigschmelzende thermoplastische Fasern, wie beispielsweise Polyproylenfasern, mit Hochtempera­ tur beständigen und höher schmelzenden Fasern, wie Polyersterfasern, Polyacrylnitrilfasern, Polyarylamid­ fasern, Polyimidfasern als nicht aufzuschmelzende Faser, die die spätere Armierung bilden, zu verwenden. Als in dem textilen Flächengebilde zur Anwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren geeignete thermoplastische schmelzbare Fasern sind die beispielsweise im Patent­ anspruch 5 oder 6 aufgeführten verwendbar. Als für die Ar­ mierung geeignete nicht schmelzbare Fasern sind die gemäß Patentanspruch 7 aufgeführten mit Vorteil anzu­ wenden, wobei bevorzugt Glasfasern zur Anwendung kommen. Jedoch können auch für die Armierung, wie bereits ausgeführt, thermoplastische Fasern eingesetzt werden, sofern sie einen ausreichend höheren Schmelz­ bereich als den der aufzuschmelzenden thermoplasti­ schen Fasern (I) aufweisen und durch die angewendeten Verfahrenstemperaturen nicht zerstört werden.

Eine besonders bevorzugte Ausbildung eines Formkörpers gemäß der Erfindung sieht den Einsatz von textilen Flächengebilden mit einem Ge­ halt an thermoplastischen schmelzbaren Fasern (I) von 80 bis 50 Gew.-% und an Glasfasern von 20 bis 50 Gew.-% vor. Als thermoplastische Fasern bieten sich bei­ spielsweise für Massenprodukte Polyolefinfaser an, wobei je nach dem gewünschten Eigenschaftsbild ent­ weder Polyethylenfasern oder bevorzugt aus Polypro­ pylenfasern zur Anwendung kommen. Formkörper mit höheren Wärmefestigkeiten und Wärmestandfestigkeiten können gemäß dem Erfindungsverfahren hergestellt wer­ den durch Verpressen von Vliesen aus Glasfasern und thermoplastischen Fasern aus Thermoplasten wie Poly­ estern, Mischpolyestern, Polyamiden, Polyimiden, Poly­ carbonaten, Polyphenylenoxiden oder dergl.

Da die textilen Flächengebilde mit den beiden Faser­ gruppen, die als Bindemittel einerseits und als Ver­ stärkung andererseits dienen, in gleichmäßiger Ver­ teilung hergestellt werden können, überträgt sich dieses auch auf die daraus herzustellenden Formkörper, die durch das ausgezeichnete Fließverhalten des Flächengebildes zu gut ausgeformten Konfigurationen führen.

Bei einer bevorzugten Herstellung und Zusammensetzung der textilen Flächengebilde sind die thermoplastischen Fasern gekräuselt, so daß die zweite Fasergruppe, bei­ spielsweise nicht schmelzbare Glasfasern, die in ge­ rader Form vorliegen, besser in dem Vlies gleichmäßig verteilt gehalten werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Formkörper mit einer Enddicke von etwa 0,3 bis 7 mm oder auch mehr hergestellt werden, wobei größere Wanddicken auch durch Aufeinanderstapeln zweier oder mehrerer Zu­ schnitte aus textilen Flächengebilden, gleicher oder auch verschiedener Faserzusammensetzungen durch Ein­ wirken von Preßdruck hergestellt werden können.

Es ist auch möglich, für die textilen Flächengebilde für jede Fasergruppe Fasermischungen oder Mischfasern einzusetzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch die Her­ stellung von Verbundkörpern mit einer Armierung auf Basis thermoplastischer Kunststoffe nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren, wobei zwischen die erwärmten Zu­ schnitte aus textilem Flächengebilde ein weiteres Substrat, beispielsweise ein flächiges Substrat wie eine Metallfolie, Kunststoffolie, Gittergewebe, Draht­ gewebe, Stoffgewebe oder dergl. aufgelegt oder auf einen Zuschnitt aufgelegt und durch Einwirken von Preß­ druck zu einem kompakten Formkörper verdichtet, ver­ formt und verbunden wird. Der hohe Anteil an thermo­ plastischen Fasern, die durch Aufschmelzen die thermo­ plastische Bindemittelschmelze zum Herstellen des kom­ pakten Formkörpers bilden, ist es auch möglich, weitere Substrate haftfest und gleichmäßig mit einzubinden. Der nicht aufgeschmolzene Teil des textilen Flächenge­ bildes bleibt als Armierung in dem gebildeten Form­ körper.

Das Aufheizen der Zuschnitte aus textilen Flächenge­ bilden kann in Infrarot-Umluftöfen oder zwischen Heizplatten durchgeführt werden. Um eine gute Aus­ formung sowie glatte Oberflächen und Lunkerfreiheit zu erhalten, werden Drucke zwischen etwa 5 und 300 bar angewendet, sie sind von dem textilen Vlies, seiner Zu­ sammensetzung, seiner Dicke sowie von der Konfiguration des herzustellenden Formkörpers abhängig.

Man unterscheidet hierbei zwei Arten des Verpressens, je nach der Art der Temperierung der Preßwerkzeuge. Bei der einen Verfahrensweise werden die Zuschnitte auf die Plastifizierungstemperatur zum Schmelzen der dafür bestimmten thermoplastischen Fasern des textilen Flächengebildes erwärmt und anschließend in einem Werk­ zeug, dessen Temperatur unterhalb der Plastifizierungs­ temperatur der thermoplastischen plastifizierten Fasern liegt, vorzugsweise unter 100°C, d. h. in einem soge­ nannten kalten Werkzeug verformt. Die andere Verfahrens­ weise vereinigt Erwärmung und Plastifizierung des Zu­ schnittes sowie das Verdichten und Verformen unter Ein­ wirkung von Preßdruck in einem Verfahrensschritt in dem Werkzeug, das hierbei eine zur Plastifizierung der aufschmelzbaren thermoplastischen Fasern des ein­ gelegten textilen Flächengebildes ausreichende Tempe­ ratur aufweist. Dieses wird auch als Heißpressen be­ zeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich des weiteren gegenüber der bekannten Herstellung von glasmattenverstärkten thermo­ plastischen Formkörpern dadurch aus, daß die Zuschnitte für die Formkörper mit wesentlich geringerer Belastung der Stanz- und Schneidwerkzeuge ausgeführt werden können, da das poröse textile Flächen­ gebilde aus den Fasergemischen (I) und (II) wesentlich leichter zu stanzen ist als ein Verbund aus einer Glasfasermatte mit einer kompakten Thermoplastschicht. Darüber hinaus zeichnet sich das erfindungsgemäß eingesetzte textile Flächengebilde durch verbesserte Fließeigenschaften während der Formgebung und des Verpressens aus, so daß auch bei stark verformten Teilen eine gleichmäßige Verteilung der als Armierung verbleibenden Fasern in dem Formkörper vorhanden ist. Das wirkt sich nicht nur auf die Oberflächengüte des Formkörpers sondern auch positiv auf seine mechanischen Eigenschaften aus.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt die

Fig. 1 das schematische Fließbild gemäß dem be­ kannten Verfahren,

Fig. 2 u. 3 die schematische Fließbilder des er­ findungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 4 den Herstellungsprozeß eines Formkörpers.

Während also nach dem Stand der Technik, wie in der Fig. 1 nochmals im Fließbild dargestellt, mit textilen Flä­ chengebilden verstärkte thermoplastische Formkörper über den Zwischenschritt der Fertigung eines Halbzeu­ ges durch Beschichten oder Imprägnieren hergestellt werden, ist es durch Einsatz erfindungsgemäß ausgebil­ deter textiler Flächengebilde möglich, den gewünschten verstärkten thermoplastischen Formkörper direkt aus einem Teil, dem textilen Flächengebilde mit nur einem Preßvorgang herzustellen, wie aus der Fließbilddarstel­ lung nach Fig. 2 der Zeichnung ersichtlich ist. Darüber hinaus ist es auch möglich, das Verfahren dadurch wei­ ter abzukürzen, daß das Aufheizen und Preßformen in einem einzigen Schritt durchgeführt wird, wie in der Fig. 3 im schematischen Fließbild dargestellt. Die wirt­ schaftlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfah­ rens, ausgehend von geeigneten erfindungsgemäß aus­ gebildeten textilen Flächengebilden, sind bedeutend.

Gemäß der Fließbilddarstellung der Fig. 2 wird nach Fig. 4 ein Formkörper hergestellt. Ausgangsbasis bildet das textile Flächengebilde 1 gemäß Fig. 4a, aus dem ein Zuschnitt gefertigt wird entsprechend der Konfiguration des daraus zu formenden Formkörpers. Unter Formkörper wird im Sinne der Erfindung stets ein dreidimensional verformtes Gebilde verstanden. Das textile Flächengebilde 1 ist als Vlies ausge­ bildet und enthält in gleichmäßiger Verteilung die thermoplastischen Fasern (I), aus einem thermoplasti­ schen Kunststoff, der nachfolgend aufgeschmolzen wird und die Fasern (II), die eine höhere Schmelztemperatur als die Fasern (I) aufweisen und die in dem nachfolgen­ den Verfahrensprozeß nicht aufgeschmolzen werden.

In dem Vlies 1 können Fasern (I) und (II) unterschied­ liche Längen aufweisen, also längere und kürzer Fasern sowohl der einen als auch der anderen Sorte. Die als Armierung verbleibende Faser (II) sollte jedoch nicht zu kurz sein, um ausreichende Steifigkeit dem Endpro­ dukt zu verleihen, während die Länge der aufzuschmel­ zenden thermoplastischen Faser (I) für das Endprodukt keine Rolle spielt, da sie aufschmilzt. Dies spielt eine Rolle bei der Herstellung des textilen Flä­ chengebildes, da eine möglichst gleichmäßige Faserver­ teilung der beiden Fasersorten in dem Filz oder Vlies erwünscht ist.

Der aus dem textilen Flächengebilde 1 gefertigte Zu­ schnitt 1 a wird gemäß Fig. 4b beispielsweise durch Infrarot-Bestrahlung 3 oder mittels Heißluft auf die Schmelztemperatur der eingesetzten thermoplastischen Faser (I) solange erwärmt, bis alle thermoplastischen Fasern (I) aufgeschmolzen sind. Der Zuschnitt 1 a wird hierbei beispielsweise auf einem Tragerost 2 gehalten und transportiert. Der teilweise aufgeschmolzene Zu­ schnitt 1 b wird nunmehr gemäß Fig. 4b auf bzw. in ein Formwerkzeug 4 gelegt und einem Preßdruck und Ver­ formungsdruck durch Zufahren des Werkzeuges mittels des Stempels 5 unterworfen. Die nicht aufgeschmolzenen Fasern (II), die auch als Verstärkungsfasern oder Ar­ mierung zu bezeichnen sind, verleihen dem teilweise aufgeschmolzenen Zuschnitt 1 b noch ausreichende Festig­ keit, um das Handling beim Einlegen in das Werkzeug zu ermöglichen. Bei Vorwärmen des Zuschnittes 1 a gemäß dem Verfahrensschritt Fig. 4b wird das nachfolgende Verformen in sogenannten kalten Preßwerkzeugen vorge­ nommen, die sich lediglich aufgrund der erwärmten Zu­ schnitte auf eine Arbeitstemperatur von etwa 50 bis 70°C aufwärmen. Die aus dem erwärmten Zuschnitt 1 b geformten Teile werden dann aus der Preßform entnommen, noch abgekühlt, ggf. an den Rändern besäumt, und bilden das Fertigteil oder Formkörper 10.

Die aufgeschmolzenen thermoplastischen Fasern (I) sind bei dem Formkörper 10 zu einer kom­ pakten Masse verschmolzen und abgekühlt, in der die nicht aufgeschmolzenen Fasern (II) als Armierung ver­ bleiben. Damit wird ein faserverstärktes Formteil aus thermoplastischem Kunststoff erhalten, daß sich durch eine gleichmäßige Verteilung der Faserverstärkung und entsprechenden mechanischen Eigenschaften auszeichnet. Der erwärmte Zuschnitt 1 b gemäß Fig. 4c zeigt ein sehr gutes Fließverhalten während des Verpressens, so daß auch dreidimensionale Formkörper mit Bereichen sehr starker Verformung gut ausgeformt werden.

Es ist auch möglich, die Verfahrensschritte gemäß Fig. 4b und c in einem zusammenfassenden, d. h. daß der Zuschnitt gemäß Fig. 4a direkt in ein Preßwerk­ zeug gemäß Fig. 4c eingelegt wird, wobei jedoch das Preßwerkzeug auf die Schmelztemperatur der Fasern (I) erwärmt ist und der Zuschnitt so lange unter Druck ver­ preßt wird, bis die thermoplastischen Fasern (I) in der Presse aufgeschmolzen sind und verdichtet und ver­ formt sind, und nach Abkühlen des Preßwerkzeuges und Öffnen desselben, der Formkörper 10 aus der Form ent­ nommen wird.

Beispiel 1

350 Gew.-Teile E-Glasstapelfasern von 10 µm Durch­ messer und einer Länge von 30 mm und 650 Gew.-Teilen Polyamidfasern von 20 dtex und 100 mm Länge werden vermischt und im Krempelverfahren schichtweise unter Kreuzlegung zu einem Vlies mit einem Flächenge­ wicht von 800 g/m² verarbeitet. Aus dem Vlies wird ein Zuschnitt für eine topfförmige Abdeckhaube erstellt und auf eine Temperatur von etwa 230°C erwärmt bis die Polyamidfasern vollständig plastifiziert waren und in einer Presse mit Patrize und Matrize, die eine Temperatur unter 70°C aufweisen, bei einem Druck von 60 bar zu der Abdeckhaube verpreßt. In der kompakten Polyamidmasse des Fertigteils waren die Glas­ fasern eingebettet und bildeten als vliesartige Flä­ chengebilde die Armierung. Die Oberflächen der Abdeck­ haube waren glatt. Die Glasfasern zeigten eine gleich­ mäßige Verteilung im Fertigteil, d. h. in dem Form­ körper.

Beispiel 2

Anstelle der Polyamidfasern des Beispiel 1 wurden Polypropylen-Stapelfasern von 18 dtex und einer Länge von 80 mm verwendet und hieraus wie in Beispiel 1 beschrieben eine Abdeckhaube herstellt. Der Zu­ schnitt wurde auf ca. 180°C erwärmt.

Beispiel 3

Anstelle der Polyamidfaser des Beispiel 1 wurden Polypropylenspließfasern in Längen von 6 bis 30 mm und Polyethylenfasern von 17 dtex in Längen von 50 mm zu gleichen Teilen verwendet und hieraus wie in Beispiel 1 beschrieben eine Abdeckhaube hergestellt. Der Zuschnitt wurde auf ca. 180°C erwärmt.

Beispiel 4

Bei dem Beispiel 2 wurden 100 Gew.-Teile Glasfasern durch Jutefasern ersetzt und das Vlies anschließend genadelt. Eine Ab­ deckhaube gemäß Beispiel 1 wurde hergestellt. Der Zu­ schnitt wurde auf die Schmelztemperatur des PP er­ wärmt, ca. 180°C.

Erfindungsgemäß hergestellte Formkörper können vor­ teilhaft für die Innen- und Außenausstattung von Kraftfahrzeugen, z. B. in Gestalt von Seitenverkleidungen Armstützen, Tunnelabdeckungen, Armaturenbretter, Motorhaubenabdeckungen, Radkastenverkleidungen, usf. verwendet werden.

Neben Polypropylenfasern werden auch Polyesterfasern bevorzugt als schmelzbare Fasern zum Herstellen von Formkörpern gemäß der Erfindung eingesetzt.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen von kompakten faserverstärkten dreidimensional geformten Formkörpern aus thermoplastischem Kunststoff bzw. Kunststoffgemisch, bei dem ein Zuschnitt entsprechend der Konfiguration des gewünschten Formkörpers aus einem textilen Flächengebilde enthaltend 80 bis 50 Gew.-% von eine um mindestens 20°C über der Schmelztemperatur der Fasern (I) liegende Schmelztemperatur aufweisende Armierungsfasern (II) hergestellt wird, der Zuschnitt auf eine dem thermoplastischen Fließbereich der Fasern (I) entsprechende Schmelztemperatur vor oder während der Formgebung so lange erwärmt wird, bis die thermoplastischen Fasern (I) plastifiziert sind, und durch Einwirken von Preßdruck auf den Zuschnitt die pastifizierten Fasern (I) um das als Armierung verbleibende Flächengebilde aus den nicht plastifizierten Armierungsfasern (II) verdichtet und gemeinsam zu dem Formkörper verformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als textile Flächengebilde Vliese bzw. Vliesstoffe mit Flächengewichten von etwa 100 bis etwa 2000 g/m² enthaltend schmelzbare Fasern (I) von etwa 1,7 dtex bis etwa 200 dtex bei einer Faserlänge von etwa 3 bis 200 mm und Armierungsfasern (II) mit einem Faserdurchmesser von etwa 8 bis 12 µ bzw. 2 bis 200 dtex bei einer Faserlänge von etwa 5 bis 200 mm verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vliese bzw. Vliesstoffe enthaltend thermoplastische Fasern (I) in gekräuselter Gestalt verwendet werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei erwärmte Zuschnitte aufeinandergelegt und durch Einwirken von Preßdruck zu einem homogenen kompakten Formkörper verdichtet, verformt und verbunden werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf bzw. zwischen die erwärmten Zuschnitte ein weiteres Substrat, bespielsweise ein flächiges Substrat wie eine Metallfolie, Kunstoffolie, Gittergewebe, Drahtgewebe, Stoffgewebe oder dergl. aufgelegt und durch Einwirken von Preßdruck zu einem kompakten Formkörper verdichtet, verformt und verbunden wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Vliese bzw. Vliesstoffe enthaltend als thermoplastische schmelzbare Fasern (I) Fasern, Fasergemische oder Mischfasern auf Basis von Polyolefinen, wie Polypropylen, Propylencopolymere, Polyethylen, Ethylen-Copolymere verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Vliese bzw. Vliesstoffe enthaltend als thermoplastische Fasern (I) hochtemperaturbeständige Fasern wie z. B. auf Basis von Polyamiden, Polyimiden, linearen Polyestern, Polytherephthalsäureestern, Mischpolyestern, Polycarbonaten, Polyphenylenoxid, verwendet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Armierungsfasern (II), Glasfasern oder Fasergemische, aus Glasfasern und Steinwollfasern, Asbestfasern, Wollfasern, Baumwollfasern, Hanffasern, Jutefasern, Carbonfasern, Zellwollfasern, Seidenfasern, verwendet sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erwärmten Zuschnitte mit Drucken von etwa 3 bis 300 bar verdichtet und verformt werden.