DE3916275A1

DE3916275A1 - Compression mouldings of glass fibre reinforced plastic laminate

Info

Publication number: DE3916275A1
Application number: DE19893916275
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr Gardill; Helmut Pippin; Eberhard Walz
Original assignee: MITRAS KUNSTSTOFFE GmbH
Current assignee: MITRAS KUNSTSTOFFE GmbH
Priority date: 1989-05-19
Filing date: 1989-05-19
Publication date: 1990-12-20
Also published as: DE8915862U1

Abstract

Compression mouldings of parts which combine light weight with high mechanical strength, e.g. lids, flaps and parts such as sliding roof frames for motor cars and machine tools are made of glass fibre reinforced unsaturated polyester with an admixture of hollow or solid microbeads of glass, metal or ceramics. Stiffening inserts of metal or rigid plastics are firmly embedded in the mouldings.

Description

Es ist bekannt, glasfaserhaltige Kunststoff-Formmassen, insbesondere aus ungesättigten Polyesterharzen, für die Herstellung von Preßteilen, beispielsweise für die Her stellung von Bauteilen, bei denen es auf geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit ankommt, zu verwenden. Die in die Kunststoff-Formmassen eingebundenen Glasfasern erhöhen sowohl die Zug- und Druckfestigkeit in Richtung der Faserlängsachsen wie auch die Biegebruchfestigkeit.It is known to use plastic molding compounds containing glass fibers, in particular from unsaturated polyester resins for which Manufacture of pressed parts, for example for the Her provision of components where it is lightweight with high strength at the same time. The glass fibers integrated in the plastic molding compounds increase both the tensile and compressive strength in the direction of Longitudinal fibers as well as the bending strength.

Des weiteren ist es bekannt, zusätzlich oder anstelle der erwähnten Glasfasern Mikrohohlglaskugeln einzubinden, wobei ohne Verlust an Festigkeit erhebliche Gewichtseinsparungen erzielt werden können. Daneben werden auch Mikroglaskugeln, also Vollglaskugeln, in den beschriebenen Massen eingesetzt.Furthermore, it is known, in addition to or instead of Incorporate mentioned glass fibers micro hollow glass spheres, wherein considerable weight savings without loss of strength can be achieved. In addition, micro glass balls, all glass balls, in the described masses used.

Typische Produkte, die aus den genannten Werkstoffen herge stellt werden, finden beispielsweise im Automobilbau, aber auch in anderen Bereichen der industriellen Technik, Anwen dung. Als Beispiele werden genannt Türen für Schaltkästen, Geräteraumdeckel und Abdeckungen für Kraftfahrzeuge und Maschinen sowie Vorbauklappen für Lastkraftwagen und Busse. In typische Produkte dieser Art sind Einlegeteile, wie Scharnier- und Verriegelungselemente oder ähnliches eingeformt, die aus anderen Werkstoffen, beispielsweise Metallen oder harten Kunststoffen, bestehen. Diese Ein legeteile werden bei der Herstellung des Gesamt-Bauteiles mit eingeformt, wobei durch geeignete Formgebung der Ein legeteile dafür gesorgt wird, daß eine feste, kraftschlüs sige Verbindung zwischen dem Einlegeteil und dem Formteil zustande kommt. Typical products made from the materials mentioned be found, for example, in automotive engineering, however also in other areas of industrial technology, applications dung. Examples are doors for switch boxes, Equipment compartment lid and covers for motor vehicles and Machines and stem flaps for trucks and buses. In typical products of this type are inserts such as Hinge and locking elements or the like molded from other materials, for example Metals or hard plastics. This one Laying parts are used in the manufacture of the overall component molded in, with the appropriate shape of the one laying parts ensure that a firm, frictional connection sige connection between the insert and the molded part comes about.

Um dies zu erreichen, sind verschiedene Maßnahmen bekannt. Als geeignet hat es sich erwiesen, das Einlegeteil mit Kavernen oder Vertiefungen auszurüsten, in welche beim Preßvorgang Kunststoff-Formmasse eingepreßt wird. Aller dings hat sich gezeigt, daß es in vielen Fällen schwierig ist, in diese Karvernen oder Vertiefungen zusätzlich auch einen entsprechenden Anteil an Glasfasern einzupressen. Insbesondere bei kleinen Vertiefungen oder Kavernen tritt lediglich Kunststoff-Formmasse ohne oder mit nur wenig Glasfasern - sozusagen gesiebt - in die Vertiefungen oder Kavernen ein. Das gleiche gilt für den Fall, daß dünne Aus läufer des Einlegeteiles mit glasfaserhaltiger Formmasse umpreßt oder hinterpreßt werden sollen. Die erwähnten Schwierigkeiten treten in besonderem Maße auf, wenn durch die Formgebung des Einlegeteiles bedingt, der Preßdruck auf verhältnismäßig niedrige Werte, beispielsweise auf Drücke kleiner als 60 bar, begrenzt werden muß.Various measures are known to achieve this. It has proven to be suitable to use the insert Equip caverns or recesses in which the Pressing process plastic molding compound is pressed. Everything However, it has been shown that it is difficult in many cases is, in these caves or depressions in addition to press in a corresponding proportion of glass fibers. Especially in small depressions or caverns only plastic molding compound with little or no Glass fibers - sifted, so to speak - into the wells or Caverns. The same applies in the event that thin out Runner of the insert with molding compound containing glass fiber to be pressed or pressed. The mentioned Difficulties occur particularly when through the shape of the insert causes the pressure on relatively low values, for example at pressures less than 60 bar, must be limited.

Überraschenderweise wurde beobachtet, daß Kunststoff-Form massen, die sowohl Glasfasern wie auch Gehalte an Mikro kugeln aufweisen, die erwähnten Nachteile nicht zeigen. Durch den Zusatz der Mikrokugeln wird das Fließverhalten der glasfaserhaltigen Kunststoff-Formmassen erheblich ver ändert und zwar in der Art, daß auch die Glasfasern mit in die erwähnten Kavernen oder Vertiefungen eintreten bzw. auch dünne Ausläufer von Einlegeteilen umfaßt werden. Die Zusätze an den erwähnten Mikrokugeln können dabei aus Mikrohohlglaskugeln oder Mikroglaskugeln (also Vollglas kugeln) bestehen oder es kann sich auch um metallisierte Glaskugeln, um Metallkugeln oder auch Keramikkugeln han deln.Surprisingly, it was observed that plastic form masses, both glass fibers and micro-contents have balls that do not show the disadvantages mentioned. By adding the microspheres, the flow behavior the glass fiber-containing plastic molding compounds ver changes in such a way that the glass fibers with in the caverns or depressions mentioned occur or thin extensions of inserts are also included. The Additions to the microspheres mentioned can be made Micro hollow glass spheres or micro glass spheres (i.e. full glass balls) or it can also be metallized Glass balls, around metal balls or ceramic balls deln.

Erfindungsgemäß wird deshalb die Verwendung von glasfaser haltigen Kunststoff-Formmassen mit Zusätzen an Mikrokugeln zur Herstellung von Preßteilen vorgeschlagen, in welche Einlagen mit eingepreßt werden, die mit Preßmasse und Glasfasern zu füllende Kavernen, Vertiefungen oder Hinter schneidungen aufweisen oder die mit dünnen Ausläufern der Kunststoffmasse einschließlich der Glasfasern hinterfüllt werden müssen.The use of glass fiber is therefore according to the invention containing plastic molding compounds with additives on microspheres proposed for the production of pressed parts, in which Deposits are pressed in with the molding compound and Caverns, depressions or backs to be filled with glass fibers have cuts or with thin foothills of the Backfilled plastic mass including the glass fibers Need to become.

Es wurde beobachtet, daß die erwähnte Wirkung um so deut licher eintritt, je kleiner die Mikroglaskugeln sind. Be sonders bewährt haben sich Kugeln mit einem Durchmesser von 1-250 µm. Auch die Menge der erwähnten Kugeln spielt eine Rolle. Bei Versuchen haben sich solche Formmassen bewährt, die auf UP- und/oder Vinylester-Basis aufgebaut waren, welche bezogen auf glasfaserfreie UP-Masse 20-60 Vol% Mikrokugeln enthielten. Dabei hat sich gezeigt, daß mit solchen Massen selbst verhältnismäßig dünne Ausläufer des Einlegeteiles umpreßt oder hinterpreßt werden konnten, deren Dicke in der Größenordnung von 0,7 bis 1,2 mm lag. Diese Erfolge wurden sogar dann erzielt, wenn der Preßdruck auf verhältnismäßig niedrige Werte beschränkt werden mußte, beispielsweise 60-70 bar nicht übersteigen durfte.It has been observed that the mentioned effect is all the more evident the smaller the micro glass balls are. Be Balls with a diameter of 1-250 µm. The amount of the balls mentioned also plays a role Role. Such molding compounds have proven themselves in tests, which were based on UP and / or vinyl ester, based on glass fiber-free UP-mass 20-60 vol% Contained microspheres. It has been shown that with such masses even relatively thin foothills of the Insert could be pressed or pressed in, the thickness of which was on the order of 0.7 to 1.2 mm. These successes have been achieved even when the pressing pressure had to be limited to relatively low values, For example, must not exceed 60-70 bar.

Unter Ausnutzung dieser Beobachtung konnten insbesondere Schiebedachrahmen für Automobile, Wohnwagen o.dgl. her gestellt werden, die aus einem Kunststoffrahmen bestehen, in dessen Längsbalken aus Metall, vorzugsweise Leichtme tall, gefertigte Schiebeleisten eingeformt wurden. Der Werkstoff dieser Rahmen enthielt dabei Glasfasern und Zu sätze von Mikrokugeln in der erwähnten Menge. Die Schie beleisten wiesen an den in den Kunststoffrahmen eingebet teten Seiten Vertiefungen und/oder Kavernen und/oder Hin terschneidungen auf, in die der Werkstoff des Rahmens mitsamt den darin enthaltenen Glasfasern und zusätzen an Mikrokugeln eingepreßt wurde.Taking advantage of this observation, in particular Sunroof frame for automobiles, caravans or the like. forth made of a plastic frame, in its longitudinal beams made of metal, preferably Leichtme tall, manufactured sliding strips were molded. The The material of this frame contained glass fibers and Zu sets of microspheres in the amount mentioned. The shoot Molded on the embedded in the plastic frame sides deepened and / or caverns and / or Hin cuts in which the material of the frame together with the glass fibers and additives contained therein Microspheres was pressed.

Zur Herstellung der erwähnten Formmassen kann von typischen UP-Harz-Rezepturen ausgegangen werden. Zwei Ausführungsfor men, die sich praktisch bewährt haben, werden im folgenden angegeben:
Typical UP resin formulations can be used to produce the molding compounds mentioned. Two embodiments that have proven themselves in practice are given below:

Example 1

24,0 Gew.-% UP-Harz
16,5 Gew.-% Monomere
0,8 Gew.-% Initiator/Inhibitor-Mischung
7,4 Gew.-% Mikrohohlglaskugeln
5,2 Gew.-% organische Zuschlagstoffe und Trennmittel
1,1 Gew.-% Eindickerpaste
45,0 Gew.-% Glasfasern, 25 mm lang24.0% by weight of UP resin
16.5% by weight of monomers
0.8 wt .-% initiator / inhibitor mixture
7.4% by weight of hollow glass microspheres
5.2% by weight of organic additives and release agents
1.1% by weight thickening paste
45.0% by weight of glass fibers, 25 mm long

Example 2

31,0 Gew.-% UP-Harz
20,5 Gew.-% Monomere
1,5 Gew.-% Initiator-Mischung
9,6 Gew.-% anorganischer Füllstoff
12,0 Gew.-% Mikrohohlglaskugeln
1,9 Gew.-% internes Trennmittel
1,0 Gew.-% Eindickerpaste
22,5 Gew.-% Glasfasern, 25 mm und 50 mm lang31.0% by weight of UP resin
20.5% by weight of monomers
1.5 wt .-% initiator mixture
9.6% by weight of inorganic filler
12.0% by weight of hollow glass microspheres
1.9% by weight internal release agent
1.0% by weight thickening paste
22.5% by weight of glass fibers, 25 mm and 50 mm long

Die Anwendung der Erfindung wird nachfolgend unter Bezug nahme auf die Zeichnung am Beispiel eines Schiebedachrah mens erläutert. Es stellen dar:The application of the invention is hereinafter referred to took the drawing using the example of a sunroof frame mens explained. They represent:

Fig. 1 eine schematische Wiedergabe eines Kfz-Schiebedach rahmens in der Draufsicht; Figure 1 is a schematic representation of a motor vehicle sunroof frame in plan view.

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Querschnittes entlang der Linie II-II der Fig. 1. Fig. 2 is an enlarged view of a cross section along the line II-II in FIG. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte Schiebedachrahmen ist als Ganzes mit 1 bezeichnet. Er besteht im wesentlichen aus den beiden Längsbalken 2,2′, welche durch die Querbalken 3,3′ mit einander verbunden sind. Die Rahmenteile 2,2′,3,3′ sind aus Kunststoff-Formmasse auf UP-Basis hergestellt, welche beispielsweise nach einem der vorstehend angegebenen Rezep te zusammengesetzt sein kann. The sunroof frame shown in Fig. 1 is designated as a whole by 1. It consists essentially of the two longitudinal beams 2.2 ', which are connected to each other by the cross beams 3.3 '. The frame parts 2.2 ', 3.3 ' are made of plastic molding compound on a UP base, which can be composed, for example, according to one of the recipes given above.

In die Längsbalken 2,2′ sind aus Leichtmetall gefertigte Schiebeleisten 4,4′ eingepreßt.In the longitudinal beams 2.2 'are made of light metal sliding bars 4.4 ' pressed.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Schiebeleiste 4 (und entsprechend auch 4′) bis zu etwa 3/4 der Wandstärke des Längsbalkens 2 in diesen eingesenkt. Die Wandstärke unter der Schiebeleiste beträgt ca. 1,2 mm. Um eine möglichst innige Verbindung zwischen der Preßmasse des Längsbalkens und der Schiebeleiste zu erzielen, sind in den unteren Balken 5 der Schiebeleiste Kavernen 6 sowie auch Vertie fungen 7 eingearbeitet. Die Schiebeleisten sind zudem noch an ihren Rändern mit Ausladungen 8 versehen. Bei der Her stellung eines derartigen Teiles kommt es darauf an, daß die Formmasse in die erwähnten Kavernen und Vertiefungen eindringt und diese vollständig ausfüllt. Um die Festigkeit der Masse zu erhalten, sollen aber auch die Glasfasern zusammen mit der Masse in die erwähnten Vertiefungen und Kavernen eintreten. Entsprechendes gilt für die Ausladungen 8, die allseits von der Masse und den Glasfasern umflossen werden sollen.As can be seen from Fig. 2, the sliding bar 4 (and accordingly also 4 ' ) is sunk up to about 3/4 of the wall thickness of the longitudinal beam 2 in this. The wall thickness under the sliding bar is approximately 1.2 mm. In order to achieve the most intimate connection possible between the molding compound of the longitudinal beam and the sliding bar, caverns 6 and also recesses 7 are incorporated in the lower bar 5 of the sliding bar. The sliding strips are also provided with projections 8 on their edges. In the manufacture of such a part, it is important that the molding compound penetrates into the caverns and depressions mentioned and completely fills them. In order to maintain the strength of the mass, the glass fibers should also enter the above-mentioned depressions and caverns together with the mass. The same applies to the projections 8 , which are to be surrounded by the mass and the glass fibers on all sides.

Es hat sich gezeigt, daß dies mit bekannten, glasfaserhal tigen UP-Formmassen nicht möglich ist. Werden den Formmassen jedoch zusätzlich Mikrokugeln in den genannten Mengen zugesetzt, so verbessert sich das Fließverhalten der Massen derart, daß die Kavernen und Vertiefungen vollstän dig mit Preßmassen einschließlich Glasfasern ausgefüllt und die Ausladungen 8 entsprechend umflossen werden.It has been shown that this is not possible with known UP-molding compounds with glass fiber content. However, if the molding compositions are additionally added with microspheres in the amounts mentioned, the flow behavior of the compositions improves in such a way that the caverns and depressions are filled completely with molding compositions including glass fibers and the projections 8 are correspondingly flowed around.

Bei einem Formteil wie den in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Schiebeleisten 4 kommt noch hinzu, daß dieses Formteil infolge der dünnen, fahnenartigen Schienen 9,9′ nur in sehr begrenztem Maße mit Druck beaufschlagt werden kann. Steigt der Druck an diesen Teilen über etwa 60 bar, so werden die Schienen verformt, was vermieden werden muß. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß aber auch unter diesen Preßbedingungen mit der erfindungsgemäß zur Verwen dung vorgeschlagenen Masse eine vollständige Einbettung und kraftschlüssige Verbindung der Teile erzielt werden kann.In a molded part such as the sliding strips 4 shown in the drawing, there is also the fact that this molded part can be pressurized only to a very limited extent due to the thin, flag-like rails 9, 9 '. If the pressure on these parts rises above about 60 bar, the rails are deformed, which must be avoided. Surprisingly, it has been found that complete embedding and non-positive connection of the parts can also be achieved under these pressing conditions with the mass proposed according to the invention for use.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1    Schiebedachrahmen
2, 2′ Längsbalken
3, 3′ Querbalken
4, 4′ Schiebeleisten
5    Balken
6    Kavernen
7    Vertiefungen
8    Ausladungen
9, 9′ Schienen 1 sunroof frame
2, 2 ′ longitudinal beams
3, 3 ′ crossbar
4, 4 ′ sliding strips
5 bars
6 caverns
7 wells
8 projections
9, 9 ′ rails

Claims

1. Use of plastic molding compounds containing glass fibers with additives on microspheres for the production of press share in which inserts are pressed, the caverns to be filled with molding compound and glass fibers, Ver have indentations or undercuts or with thin foothills of the plastic mass including the Additives have to be backfilled.

2. Use of plastic molding compositions according to claim 1, whose microspheres have a diameter of 1-250 µm point.

3. Use of plastic molding compositions according to claim 1 or 2, whose additions to microspheres from microglass balls and / or hollow micro glass balls, whether or not metallized and / or Metal balls and / or ceramic balls exist.

4. Use of plastic molding compounds according to one of the Claims 1 to 3 on UP and / or vinyl ester base, the based on the glass fiber-free UP and / or vinyl ester Contain mass 20 to 60 vol% microspheres.

5. Sunroof frame for automobiles, caravans or the like, consisting of a plastic frame ( 2 , 2 '; 3 , 3 ') in the longitudinal beam ( 2 , 2 ') made of metal, preferably light metal, manufactured sliding strips ( 4 , 4 ') Are molded in, produced according to one of claims 1 to 4, characterized in that the material of the frame ( 2 , 2 '; 3 , 3 ') contains glass fibers and additives of microspheres and that the sliding strips on the sides embedded in the plastic frame Have depressions ( 7 ) and / or caverns ( 6 ) and / or undercuts into which the material of the frame together with the glass fibers and additives contained therein are pressed in microspheres.