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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
glasfaserverstärkten
thermoplastischen Harzpellets als Formmasse für FRTP (faserverstärktes thermoplastisches
Harz). EP-A 0 900 638, EP-A 0 444 867 und JP-A 06 114 830 beschreiben
Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Harzformmassen.
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FRTP
wird gebildet durch Einführen
von Pellets mit einem auf einen bestimmten Gehalt eingestellten Verstärkungsmaterial,
oder Einführen
von Pellets, die kein Verstärkungsmaterial
für thermoplastisches
Harz enthalten, und von Pellets, die ein Verstärkungsmaterial enthalten, in
einem bestimmten Anteil in eine Einspritzvorrichtung, und Einspritzen
der Pellets in eine Form der Einspritzvorrichtung zur Verfestigung.
Als Verstärkungsmaterial
für FRTP
werden Glaskurzfasern weit verbreitet verwendet.
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In
einem Fall, bei dem Glaskurzfasern als Verstärkungsmaterial verwendet werden,
werden Glaskurzfasern mit einer Länge von 3 bis 6 mm und ein
thermoplastisches Harz normalerweise unter Erhitzen mittels einer
Schnecke eines Doppelschneckenextruders oder eines Einschneckenextruders
geknetet und extrudiert, und dann in eine bestimmte Länge geschnitten
und danach pelletisiert. Die Pellets weisen eine solche Struktur auf,
dass Glaskurzfasern 12 in einem thermoplatischen Harz 11 dispergiert
und enthalten sind, wie z.B. in 8 veranschaulicht.
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Im
Hinblick auf FRTP, das die Glaskurzfasern als Verstärkungsmaterial
verwendet, gibt es jedoch die folgenden Probleme. Wenn die Glaskurzfasern
und das thermoplastische Harz unter Erhitzen mittels eines Extruders
geknetet werden, werden die Glaskurzfasern, z.B. aufgrund einer
Reibung zwischen der Extruderschnecke und den Glaskurzfasern, nämlich zerbrochen.
Außerdem
werden die Glaskurzfasern aufgrund der Reibung zwischen einer Schnecke
einer Einspritzvorrichtung zum Zeitpunkt der Bildung von FRTP gebrochen, wodurch
die Glasfasern noch weiter gekürzt
werden, und die Faserlänge,
die ursprünglich
3 bis 6 mm beträgt, weist
am Ende nur eine Länge
von 0,05 bis ca. 0,8 mm auf. Die mechanischen Eigenschaften eines
Formkörpers,
insbesondere die Schlagfestigkeit, können deshalb nicht ausreichend
verbessert werden.
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Glasfaserverstärkte thermoplastische
Harzpellets, die durch Imprägnieren
von Endlosfasern mit einem thermoplastischen Harz, Verfestigen des
Harzes und Schneiden der Endlosfasern auf eine bestimmte Länge erhalten
wurden, wurden andererseits auf befriedigende Weise verwendet, weil
lange Glasfasern in den Pellets vorhanden sind, wodurch die Glasfasern
bis zu einem gewissen Ausmaß lang
bleiben, obwohl die Glasfasern aufgrund von Reibung mit einer Schnecke
einer Einspritzvorrichtung zum Zeitpunkt der Bildung von FRTP gebrochen
werden, und so ein Formkörper
mit hoher Festigkeit erhalten werden kann.
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Es
wurde vorgeschlagen, Fasern als Endlosfasern für glasfaserverstärkte thermoplastische
Harzpellets zu verwenden, die von Spulen, wie Direktaufspul-Rovings
oder Spinnkuchen, abgezogen werden. In JP-A-5-50517 werden z.B. Faserbündel (Stränge) zur
Verstärkung,
zu Spinnkuchen aufgespult verwendet, um Fasern mit einer geringeren
lokalen Dispersion der Menge des aufgebrachten Schlichtemittels
zu verwenden.
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Ein
Direktaufspul-Roving kann nach einer bekannten Methode hergestellt
werden, z.B. einer in JP-A-59-111938
beschriebenen Methode. Spezifischerweise kann eine Methode genannt
werden, wie sie in den 4(a) und 4(b) dargestellt wird. 4(a) ist
eine Vorderansicht einer Vorrichtung zum Herstellen von Direktaufspul-Rovings,
und 4(b) ist eine Seitenansicht,
die die Herstellungsvorrichtung veranschaulicht. Der Direktaufspul-Roving 4 wird
auf solche Weise hergestellt, dass eine Vielzahl von Monofilamenten 6 aus
einer Düse 1 abgezogen
werden, die Monofilamente 6 mittels eines Applikators 2 mit
einem Schlichtemittel beschichtet werden, die Monofilamente 6 mittels
eines Bündelungselements 3 gebündelt werden,
um einen Glasfaserstrang 7 zu erhalten, und der Glasfaserstrang 7 wird
in eine zylindrische Form aufgerollt, während er mittels eines sich
hin- und herbewegenden Führungselements 5,
wie in 4(b) durch einen Pfeil dargestellt, querverschoben
wird, und dann unter Wärme
getrocknet.
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Die
vorstehenden Spinnkuchen können
auch hergestellt werden nach einer bekannten Methode, wie z.B. einer
in JP-A-55-16851 oder JP-A-5-50517 beschriebenen Methode. Spezifischer
beschrieben kann, wie in den 2(a) und 2(b) veranschaulicht, ein Spinnkuchen 9 als
Spule auf eine solche Weise hergestellt werden, dass eine Vielzahl
von Monofilamenten 6 aus einer Düse 1 abgezogen wird,
das Monofilament 6 mittels eines Applikators 2 mit
einem Schlichtemittel beschichtet wird, die Monofilamente 6 mittels
eines Bündelungselements 3 gebündelt werden,
um einen Glasfaserstrang 7 zu erhalten, und der Glasfaserstrang 7 aufgewickelt
wird, während
er mittels eines Spiraldrahtes 8 hin- und herverschoben
wird.
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Bei
der Herstellung von glasfaserverstärkten thermoplastischen Harzpellets
wird, wenn der Strang vom Äußeren der
Spule abgezogen wird, also nach dem sogenannten Außenabzug,
die Abzugsgeschwindigkeit gering und die Produktivität schlecht,
weil der Direktaufspul-Roving an einer Rotationsachse befestigt
wird, und der Strang davon abgezogen wird. Außerdem werden die Glasfasern üblicherweise
nach dem Beschichten mit einem Schlichtemittel getrocknet, wodurch
die Monofilamente aufgrund der Spannung, die zum Zeitpunkt des Abziehens
an dem Strang wirkt, leicht gebrochen werden, und es ist sehr schwierig,
den Strang von der Außenseite
der Spule ohne Brechen der Monofilamente abzuziehen. Wenn die Monofilamente
gebrochen sind, kann der Strang ausfransen und sein Titer sich verändern, wodurch
eine stabile Produktion schwer zu erreichen ist. Deshalb wird zweckmäßigerweise
im allgemeinen eine Methode des Abziehens der Faser von der Innenseite
der Spule, wie in 1 dargestellt, der sogenannte
Innenabzug, verwendet.
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Obwohl
dieser Innenabzug im Hinblick auf die Abzugseigenschaften im Vergleich
zum Außenabzug bei
der Herstellung von glasfaserverstärkten thermoplastischen Harzpellets
(nachfolgend manchmal einfach als Pellets bezeichnet) zum Unterschied
von der vorstehend beschriebenen Methode zur Herstellung von Glaskurzfasern
hervorragend ist, wird der von der Innenseite abgezogene Glasfaserstrang
von der Spule durch Applikation einer Spannung abgezogen, während die
Spule fixiert wird, wodurch die Spule herausgezogen wird, während sie
längs des
Innenumfangs der Spule rotiert, und wird einmal während jeder
Umdrehung der Spule verzwirnt.
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In
diesem Fall weist eine konventionelle Spule einen Aufwickeldurchmesser,
d.h., einen Innendurchmesser mit einem Wert von 7,5 bis 16 cm auf,
und ist relativ klein. Die Wickelsteigung des Glasfaserstrangs ist
unabhängig
vom Aufwickeldurchmesser die gleiche, und deshalb wird die Zahl
der Verzwirnungen pro Einheitslänge
des abgezogenen Stranges größer, wenn
der Aufwickeldurchmesser kleiner ist. Der aus einer konventionellen
Spule abgezogene Glasfaserstrang ist deshalb in einem solchen Maße stark
verzwirnt, dass an ihn eine Spannung appliziert wird. Wenn er, z.B.
mittels einer Imprägnierdüse, mit
einem thermoplastischen Harz imprägniert wird, ist der Glasfaserstrang
nicht ausreichend als Monofilamente offen, wodurch Pellets erhalten
werden, die mit dem thermoplastischen Harz nicht ausreichend imprägniert sind.
Als Ergebnis kann die Adhäsion
zwischen den Monofilamenten und dem thermoplastischen Harz in Pellets
nicht gleichförmig
werden, wodurch ein Formkörper,
der z.B. durch Spritzgießen
erhalten wurde, in seiner Festigkeit schlecht sein kann.
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Zur
Vermeidung der Verzwirnung des aus dem Inneren abgezogenen Glasfaserstranges
gibt es außerdem
eine Methode, bei der man die Spule z.B. auf einen Drehtisch gibt
und den Tisch in einer Richtung synchronisiert, um die Verzwirnung
zu vermeiden, während
der Strang eine Umdrehung macht und abgezogen wird, was jedoch ungünstig ist,
weil eine große
Vorrichtung erforderlich ist.
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Auf
der Grundlage dieser Verhältnisse
ist es eine Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung, glasfaserverstärkte thermoplastische
Harzpellets und ein Verfahren zu ihrer Herstellung bereitzustellen,
das die Verzwirnung auf leichte Weise verringert, ohne eine komplizierte
Vorrichtung zu verwenden, wodurch der Spalt zwischen individuellen
Monofilamenten gleichmäßig mit
einem thermoplastischen Harz imprägniert wird, und das es möglich macht,
Pellets mit hoher Produktivität
herzustellen.
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Um
die vorstehende Aufgabenstellung zu erzielen, haben die Erfinder
der vorliegenden Anmeldung ausgedehnte Untersuchungen der vorstehenden
Probleme durchgeführt,
die sich auf die Bildung der Verzwirnung fokussieren, und als Ergebnis
wurde gefunden, dass die Verzwirnung des aus dem inneren der Spule abgezogenen
Glasfaserstranges verringert werden kann, wenn man den Aufwickeldurchmesser
der Spule erhöht.
Auf dieser Basis wurde die vorliegende Erfindung erzielt.
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Erfindungsgemäß wird ein
Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten thermoplastischen Harzpellets
nach Anspruch 1 bereitgestellt. Das Verfahren umfasst eine Stufe
des Abziehens von Glasfasersträngen
aus dem Inneren der Glasfaserspulen und Einführen derselben in eine Harzimprägnierdüse, eine Stufe
des Zuführens
von geschmolzenem thermoplastischen Harz in die Harzimprägnierdüse und Imprägnieren
des Glasfaserstrangs mit dem thermoplastischen Harz, eine Stufe
des Abziehens der mit dem thermoplastischen Harz imprägnierten
Glasfaserstränge
von der Harzimprägnierdüse, Kühlen und
Verfestigen des thermoplastischen Harzes, wobei ein linearer Formkörper erhalten
wird, und eine Stufe des Schneidens des Formkörpers in eine bestimmte Länge, wobei
als Glasfasern Glasfaserstränge
verwendet werden, die vom Spulen erhalten, erhalten durch Bündeln von
Monofilamenten mit einem Durchmesser von 6 bis 25 μm, und Aufwickeln auf
eine Weise, dass der Innendurchmesser 18 bis 50 cm beträgt, abgezogen
sind.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung stellt glasfaserverstärkte thermoplastische
Harzpellets bereit, die nach dem vorstehenden Verfahren hergestellt
werden, worin die Glasfasern im wesentlichen kontinuierlich über die
gesamte Längsrichtung
der Pellets vorhanden sind und zu einander fast parallel angeordnet sind.
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Es
wird außerdem
eine Spule für
glasfaserverstärkte
thermoplastische Harzpellets bereitgestellt, worin der Zwirnkoeffizient
(twist multiplier) TM der aus den Spulen abgezogenen Glasfaserstränge der
folgenden Formel entspricht: TM = ((Denier: g/9.000
m)1/2 × (Zahl
der Verzwirnungen/1 m))/287,4,0,076 ≤ TM ≤ 0,350.
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In
den anliegenden Zeichnungen zeigen:
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1(a) und 1(b) perspektivische
Darstellungen, die die erfindungsgemäße Spalze veranschaulichen. 1(a) ist eine perspektivische Ansicht, die einen
Direktaufspul-Roving zeigt, und 1(b) ist
eine perspektivische Darstellung, die einen Spinnkuchen zeigt.
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2(a) ist eine Vorderansicht, die eine Vorrichtung
zur Herstellung von Glasfasern für
einen Spinnkuchen zeigt, und 2(b) ist
eine Seitenansicht davon.
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3(a) ist eine Vorderansicht, die einen Spiraldraht
in den 2(a) und 2(b) zeigt,
und 3(b) ist eine Seitenansicht
davon.
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4(a) ist eine Vorderansicht, die ein Verfahren
zur Herstellung von Glasfasern für
einen Direktaufspul-Roving darstellt, und 4(b) ist
eine Seitenansicht davon.
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5 ist
eine Vorderansicht, die ein Beispiel einer Vorrichtung zur Herstellung
von Pellets zeigt, die den erfindungsgemäßen Spinnkuchen verwendet.
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6(a) ist eine Vorderansicht, die einen Teil des
aus dem in 5 dargestellten Spinnkuchen
herausgezogenen Strang zeigt, und 6(b) ist
eine Vorderansicht, die einen Teil des aus einem konventionellen Spinnkuchen
herausgezogenen Strangs zeigt.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen
Pellets zeigt.
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8 ist
eine perspektivische Darstellung, die ein Glaskurzfasern verwendendes
Pellet zeigt.
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9 ist
eine perspektivische Darstellung, die ein Direktaufspul-Roving verwendendes
Pellet zeigt.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen
näher beschrieben.
Als für
die glasfaserverstärkten
thermoplastischen Harzpellets (nachstehend einfach als L-FTP-Pellets bezeichnet)
verwendetes thermoplastisches Harz können vorzugsweise z.B. verwendet
werden Polyethylen, Polypropylen, Nylon, Polyethylenterephthalat,
Polybutylenterephthalat, Polystyrol, ein AS-(Acrylnitril-Styrol)Harz,
ein ABS(Acrylnitril-Butadien-Styrol)Harz, PPS (Polyphenylensulfid),
PEI (Polyetherimid) oder PEEK (Polyetheretherketon). Im thermoplastischen
Harz können
gegebenenfalls, abhängig
vom beabsichtigten Zweck und den Formgebungsbedingungen, ein Färbemittel,
ein Modifikator, ein von Glasfasern verschiedener Füllstoff,
ein bekanntes Additiv oder dergleichen enthalten sein, und sie können gemäß einem üblichen
Verfahren geknetet werden.
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Als
Glasfasern werden erfindungsgemäß Glasfaserstränge (nachstehend
einfach als Glasfasern bezeichnet) verwendet, die von der Innenseite
von Spulen abgezogen sind, die erhältlich sind durch Bündeln von Monofilamenten
mit einem Durchmesser von 6 bis 25 μm, und Aufwickeln derselben,
und nachfolgendes Lufttrocknen oder Trocknen unter Erwärmen, wie
erforderlich.
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Wenn
der Durchmesser der Monofilamente kleiner als 6 μm ist, kann die Produktivität der Glasfasern gering
werden, was die Kosten erhöht,
was deshalb für
die Praxis nicht geeignet ist. Wenn der Durch messer der Monofilamente
25 μm übersteigt,
steigt die Steifheit der Monofilamente und die Monofilamente werden
brüchig,
weshalb die Monofilamente wahrscheinlich aufgrund der Reibung zwischen
der Form und den Glasfasern oder zwischen Glasfasern gebrochen werden,
wenn die Monofilamente durch eine Harzimprägnierdüse einer L-FTP-Pellet-Herstellungsvorrichtung
laufen, wodurch die Qualität
der Pellets sich verschlechtern kann, und gleichzeitig wird die
Innenseite der Produktionsvorrichtung fusselig, wodurch sich die
Produktivität
verschlechtert.
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Als
vorstehend beschriebene Spulen können
als typische Beispiele genannt werden ein zylindrischer Direktaufspul-Roving 4,
wie in 1(a) dargestellt, und ein trommelförmiger Spinnkuchen 9,
wie in 1(b) dargestellt. Der Direktaufspul-Roving 4 und
der Spinnkuchen 9 werden wie vorstehend beschrieben erhalten, indem
man einen Glasfaserstrang 7 aufwickelt, während man
den Strang mittels eines sich hin- und herbewegenden Führungselements bzw. eines Spiraldrahts
querverschiebt, und sie können
leicht durch eine übliche Glasfaserherstellungsvorrichtung
und -methode hergestellt werden. So kann eine Spule mit einem Innendurchmesser
D erhalten werden, indem man eine Haspeltrommel mit einem Aufwickeldurchmesser
D verwendet.
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Wesentlich
ist es, dass die erfindungsgemäße Spule
einen Innendurchmesser D von 18 bis 50 cm aufweist, und der Innendurchmesser
vorzugsweise 25 bis 33 cm beträgt.
Wenn der Innendurchmesser kleiner als 18 cm ist, wird der Strang
mit einem kleinen Durchmesser aufgewickelt, wodurch die Zahl der
Verzwirnungen pro Einheitslänge
groß werden
kann, und der Verzwirnungsgrad hoch werden kann, und die Imprägniereigenschaften
mit dem thermoplastischen Harz schlecht werden können. Außerdem ist es erforderlich,
dass die Aufwickelmenge der Spule groß ist, um die Häufigkeit
eines Arbeitsschrittwechsels, z.B. durch Spleißen, so weit wie möglich zu
verringern, und wenn die Aufwickelmenge erhöht wird, wenn der Innendurchmesser
geringer als 18 cm ist, wird die Spule dick, wodurch die Trocknungseffizienz
eines Schlichtemittels schlecht wird. Wenn der Innendurchmesser
50 cm übersteigt,
wird, obwohl dies im Hinblick auf die Verringerung der Zahl der
Verzwirnungen des Stranges bevorzugt ist, die Spule voluminös, wodurch
ein größerer Lagerraum
erforderlich ist, was im Hinblick auf den Raum ungünstig ist.
Wenn der Innendurchmesser mit der gleichen Aufwickelmenge des Stranges
50 cm übersteigt,
wird außerdem
die erhaltene Spule dünn,
wodurch die Form der Spule weniger wahrscheinlich aufrechterhalten
werden kann. Wenn andererseits die Aufwickelmenge mit einem großen Innendurchmesser,
der 50 cm übersteigt,
groß ist,
wird die Spule schwer und voluminös, wodurch sich die Handlingseigenschaften
und Transporteigenschaften verschlechtern können.
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Die
Wickelsteigung bestimmt sich, wenn der Strang zu einer Spule aufgewickelt
wird, durch die Quergeschwindigkeit des Führungselementes oder des Spiraldrahtes
der Glasfaserproduktionsvorrichtung, und außerdem wird die Querbreite
auf die Spulenbreite der Spule beschränkt. Wenn der Innendurchmesser
der Spule wie vorstehend erwähnt
erhöht
wird, kann die Zahl der Verzwirnungen des von der Innenseite abzuziehenden Stranges
sicher verringert werden.
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In
der vorliegenden Erfindung beträgt
außerdem
die Spulenbreite der Spule vorzugsweise 10 bis 60 cm, insbesondere
15 bis 40 cm. Wenn die Breite geringer als 10 cm ist, muss die Aufwickelmenge
hoch sein, um die Häufigkeit
von Arbeitsschrittwechseln, wie z.B. Spleißen, zu verringern, und wenn
die Aufwickelmenge groß ist,
kann die Trocknungseffizienz schlecht werden, wenn die Spule wie
vorstehend be schrieben bearbeitet wird, und gleichzeitig kann die
Faser verschlenkert werden, wenn sie von der Spule abgezogen wird,
wodurch ein Verstopfen der Düse
verursacht wird. Wenn die Spulenbreite andererseits 60 cm übersteigt,
kann der Strang die innere Oberfläche der Spule beim Schritt
der Einführung
zur Ziehführung
scheuern, wenn er von der Innenseite abgezogen wird, wodurch die
Monofilamente brechen können.
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Weil
der Direktaufspul-Roving zylindrisch ist, weist er im Vergleich
zu dem nachfolgend beschriebenen Spinnkuchen eine stabile Form auf,
und besitzt deshalb hervorragende Handlingeigenschaften, wie z.B.
Stapeleigenschaften und Transporteigenschaften. Wenn er zylindrisch
ist, tritt andererseits bei der Herstellung des Direktaufspul-Rovings
ein Phänomen
auf, bei dem das Schlichtemittel sich an der Oberfläche mit
der Feuchtigkeitsbewegung in der Stufe des Lufttrocknens oder Trocknen
des Erhitzens nach dem Aufwickeln der Gasfaser anreichert, d.h.,
es tritt eine sogenannte Wanderung auf. In einem solchen Fall sollte
der Strang am äußeren Umfangsteil
des Direktaufspul-Rovings verworfen werden und nicht verwendet werden,
der jeder Endoberfläche
des Direktaufspul-Rovings ausgesetzte Strang muss jedoch verwendet
werden. Wenn der Strang aus dem Direktaufspul-Roving abgezogen wird,
sind Teile vorhanden, an denen das Schlichtemittel in hoher Konzentration
aufgrund der Wanderung an einigen Teilen akkumuliert wird. Wie erwähnt, weist
der aus dem Direktaufspul-Roving herausgezogene Glasfaserstrang
Teile auf, auf denen das Schlichtemittel sich mit hoher Konzentration
angehäuft
wird.
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Da
außerdem
die Zahl der gebündelten
Monofilamente des Direktaufspul-Rovings üblicherweise geringer als 1.600
ist, und das thermoplastische Harz 11 die Innenseite A
des Strangs 7 schwer permeiert, ist es schwierig, jedes
getrennte Monofilament 6 mit dem thermoplastischen Harz 11 gleichmäßig zu imprägnieren, wodurch
sich eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften von FRTP
ergibt. Um eine mangelhafte Imprägnierung
mit dem thermoplastischen Harz 11 zu verhindern, ist es
andererseits erforderlich, den Glasfaserstrang 7 langsam
durch eine Düse
zu führen,
und eine zeitlang in Kontakt mit dem thermoplastischen Harz 11 zu
belassen, wodurch die Produktionsgeschwindigkeit sich beträchtlich
verringert, was die Produktionskosten erhöht. Es ist deshalb bevorzugt,
den nachstehend beschriebenen Spinnkuchen zu verwenden.
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Nach
Aufbrauchen des Stranges auf einer Spule, oder beim Brechen des
Stranges während
der Verwendung der Spule, ist es außerdem erforderlich, zwei Stränge für eine weitere
kontinuierliche Produktion zu spleißen. In einem solchen Fall
verdoppelt sich an dem Teil, wo die beiden Stränge gespleißt sind, die Gesamtzahl der
Filamente, und im Hinblick auf einen konventionellen Strang, der
mindestens 1.600 Filamente umfasst, wird der gespleißte Teil
außerdem
schwer mit dem Harz imprägnierbar,
und außerdem
kann der Strang gebrochen werden, da sich der Abziehwiderstand in
der Form erhöht,
und deshalb ist es bevorzugt, den nachstehend beschriebenen Spinnkuchen
zu verwenden.
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Was
den vorstehend genannten Spinnkuchen betrifft, so ist es andererseits
möglich,
einen trommelförmigen
Spinnkuchen 9, wie z.B. in den vorstehend erwähnten 2(a) und 2(b) gezeigt,
auf solche Weise herzustellen, dass eine Vielzahl von Monofilamenten 6 aus
einer Hülse 1 abgezogen
werden, die Monofilamente 6 mit einem Schlichtemittel mittels
eines Applikators 2 beschichtet werden, die Monofilamente 6 mittels eines
Bündelelements 3 gebündelt werden,
unter Erhalt eines Glasfaserstrangs 7, und der Glas faserstrang 7 aufgewickelt
wird, während
der Strang mittels eines Spiraldrahtes 8 hin- und herbewegt
wird.
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Der
Spiraldraht 8 weist zwei Drähte 8a und 8b auf,
die, wie in den 3(a) und 3(b) dargestellt, an
einer Rotationsachse 10 befestigt sind, und die zwei Drähte 8a und 8b sind
rotationssymmetrisch bogenförmig
gebogen. Die Rotationsachse 10 rotiert wie durch einen
Pfeil in 3(b) dargestellt, und der Strang 7 wird
alternativ zu den Drähten 8a und 8b geführt, um
eine Querverschiebung zu bewirken. Durch die Querverschiebung mittels
des Spiraldrahtes 8 ist, im Vergleich mit der Querverschiebung
mittels des sich hin- und herbewegenden Führungselements 5,
wie in 4(a) dargestellt, ein Bruch
der Monofilamente aufgrund von Reibung und Kontakt mit dem Strang 7 weniger
wahrscheinlich. Der Strang verläuft
außerdem
am Spiraldraht flach, und der aufgewickelte Strang ist gut angeordnet,
und der Strang wird in einem solchen Zustand aufgewickelt, dass
die Filamente fast parallel zu einander sind. Der Strang wird sich
deshalb leicht zu Filamenten öffnen,
wenn er mit dem Harz imprägniert
wird, und weist hervorragende Imprägniereigenschaften auf.
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Der
erhaltene Spinnkuchen 9 weist eine solche Form auf, dass
der Strang 7 trommelförmig
aufgewickelt ist, d.h., eine solche Form, dass der zentrale Bereich
ausgebaucht ist und beide Enden sich verjüngen, wie in 1(b) dargestellt. Im Vergleich mit dem vorstehenden
Direktaufspul-Roving wird deshalb das Phänomen, dass das Schlichtemittel
zusammen mit Feuchtigkeit an die Oberflächenschicht wandert und in
der Stufe der Lufttrocknung oder Trocknung durch Erwärmen angehäuft wird,
wenn die Glasfaser aufgewickelt wird (Wanderung), weniger leicht
auftreten, und selbst wenn es auftritt, tritt dies am Anfang des
Aufwickelns an der innersten Seite des Spinnkuchens auf, und am
Ende des Aufwickelns an der äußersten
Seite des Spinnkuchens, und diese Teile können entfernt werden, weshalb
Teile schlechter Qualität,
an denen das Schlichtemittel angehäuft ist, nicht verwendet werden
müssen.
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Erfindungsgemäß beträgt die Zahl
der pro Glasfaserstrang gebündelten
Monofilamente höchstens 1.200.
Das ist im Hinblick auf den Direktaufspul-Roving erforderlich, weil
das Spleißen
leicht durchgeführt
werden kann. Dies ist deshalb so, weil, wenn die Zahl der gebündelten
Monofilamente 1.200 übersteigt,
es für
das Harz lange erforderlich sein wird, in das Innere des Glasfaserstrangs
einzudringen, und die Imprägnierung
des Harzes wird unzulänglich
sein, und außerdem
weist insbesondere ein gezwirnter Anteil schlechte Imprägniereigenschaften
mit dem thermoplastischen Harz auf und um die Imprägnierung
mit dem Harz zu verbessern, muss die Kontaktzeit mit dem Harz in
der Imprägnierdüse lang
sein, wodurch die Produktivität
beachtlich abfällt.
Außerdem
ist eine lange Imprägnierdüse erforderlich,
und die Harzerwärmungszeit
verlängert
sich, wodurch eine Verschlechterung des Harzes durch Hitze wahrscheinlich
wird, und das Aussehen (insbesondere der Farbton) von endgültigen Formkörpern wird
verschlechtert. Die Zahl der pro Glasfaserstrang gebündelten Monofilamente
beträgt
deshalb vorzugsweise 100 bis 1.000 und insbesondere 200 bis 800.
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Erfindungsgemäß beträgt der Titer
(TEX) pro Glasfaserstrang 150 bis 500, insbesondere 200 bis 350. Wenn
der Titer geringer als 150 ist, muss die Zahl der Monofilamente
gering sein, oder der Durchmesser der Monofilamente muss klein sein,
wodurch die Produktivität
der Glasfasern gesenkt wird, was die Kosten erhöht. Wenn der Titer 500 übersteigt,
ist die Zahl der Filamente im allgemeinen groß und eine Im prägnierung
wird weniger leicht zu erzielen sein, und der Einfluss der Verzwirnung
wird aufgrund einer erhöhten
Größe des Strangs
signifikant.
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Der
Zwirnkoeffizient TM des aus der Spule herausgezogenen Glasfaserstrangs
entspricht außerdem der
folgenden Formel. Der Zwirnkoeffizient TM beträgt vorzugsweise 0,088 ≤ TM ≤ 0,300. TM = ((Denier: g/9.000 m)1/2 × (Zahl
der Zwirne pro 1 m))/287,40,076 ≤ TM ≤ 0,350.
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Der
Zwirnkoeffizient ist ein Konzept, um den Verdrehungswinkel unter
Korden mit verschiedenen Titern anzuordnen, da der Verdrehungswinkel
abhängig
vom Titer auch mit der gleichen Zahl von Verdrehungen verschieden
ist. Die Zahl der Verdrehungen pro 1 m wird auf solche Weise erhalten,
dass im Hinblick auf das Abwickeln der Spule, d.h., einem ersten
aus dem Inneren abgezogenen Teil, die Länge eines Umlaufs des aus dem
inneren Umfang der Spule abgezogenen Stranges fünfmal gemessen wird, der Mittelwert
der fünf
Messungen festgestellt wird, und die Zahl der Umdrehungen pro 1
m berechnet wird, unter der Annahme, dass der Strang der obigen
Länge einmal
verzwirnt wird. Wenn z.B. die Länge
eines Umlaufs des entlang des inneren Umfangs während der Rotation herausgezogenen
Strangs 90 cm ist, beträgt
die Zahl der Verdrehungen pro 1 m 0,9.
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Die
Zahl der Verdrehungen pro 1 m wird in der vorstehenden Formel verwendet,
weil die Zahl der Verdrehungen im Vergleich mit einem konventionellen
Kord mit einer Zahl von Verdrehungen pro 10 cm extrem gering ist.
Die Zahl der Verdrehungen pro 1 m wird am Beginn des Abwickelns
der Spule erhalten, weil die Zahl von Verdrehungen abhängig von
der Dickenrichtung der Spule abhängt,
und weil, wenn die obige Formel im Hinblick auf die Zahl der Verdrehungen
am Beginn des Abwickelns erfüllt
ist, der Zwirnkoeffizient TM an der Außenseite mit einem Abwickeldurchmesser,
der größer ist
als am Beginn, tatsächlich
dem Bereich von 0,076 bis 0,350 genügt. Außerdem wird der Mittelwert
von fünf
Messungen verwendet, um die Länge
eines Umlaufs zu erhalten, um die Genauigkeit zu erhöhen, und
nur eine Messung ist ausreichend, wenn die Länge eines Umlaufs erhalten
werden kann. Die Sache ist die, dass die Zahl der Verdrehungen am
Innendurchmesserteil der Spule erhalten wird.
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Wenn
der Zwirnkoeffizient TM geringer als 0,076 ist, ist es, obwohl der
Grad der Verdrehung gering ist, notwendig, dass der Innendurchmesser
der Spule 50 cm übersteigt,
oder die Spulenbreite 60 cm übersteigt,
und die Spule wird voluminös
werden oder die Monofilamente werden leicht aufgrund von Reibung
des Stranges mit der inneren Oberfläche der Spule gebrochen, wenn
der Strang von der Innenseite herausgezogen wird, wie vorstehend
beschrieben. Wenn der Titer geringer als 150 ist, der Zwirnkoeffizient
TM geringer als 0,076 ist, wird jedoch, wie vorstehend beschrieben,
die Produktivität
der Glasfasern niedrig, was die Kosten erhöht. Wenn er 0,350 übersteigt,
erhöht
sich andererseits der Grad der Verdrehung und die Imprägniereigenschaften
werden schlecht.
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Erfindungsgemäß wird die
Zahl der in einem Pellet enthaltenen Glasfaserstränge abhängig von
der Größe der Imprägnierdüse, der
Zahl der im Strang gebündelten
Monofilamente und außerdem
dem Durchmesser des Pellets gewählt.
Im allgemeinen beträgt
sie jedoch vorzugsweise 3 bis 35, insbesondere bis 5 bis 15. Wenn
die Zahl der Glasfaserstränge
geringer als 3 ist, werden die Pellets in Bezug auf den Anteil des
Harzes einen kleinen Durchmesser aufweisen, wodurch die Produktionseffizienz
schlecht wird, und außerdem
steigt dadurch die Zahl der pro Strang gebündelten Monofilamente, und
als Ergebnis wird ver mutlich eine Düsenverstopfung in der Harzimprägnierdüse an den
Spleißanteilen
auftreten. Wenn sie andererseits 35 übersteigt, wird die Adhäsion unter
den Strängen
unzureichend, wodurch die Pellets leicht gebrochen werden, wenn
sie pelletisiert werden. Wenn die Zahl der Stränge groß ist, wird die Zeit zum Härten zum
Zeitpunkt der Produktion lang, und die Häufigkeit des Spleißens wird
zunehmen.
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Der
Gehalt an Glasfasern in den L-FTP-Pellets beträgt vorzugsweise 30 bis 85 Massen-%,
insbesondere 40 bis 75 Massen-%. Wenn der Gehalt an Glasfasern kleiner
als 30 Massen-% ist, ist der Glasgehalt der zur Bildung von FRTP
verwendeten Ausgangspellets unzulänglich, und wenn er 85 Massen-% übersteigt,
wird die Harzmenge relativ zur Menge der Glasfasern zu gering, wodurch
die Imprägnierung
der Glasfasern unzulänglich
wird.
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Die
L-FTP-Pellets der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung einer
Herstellungsvorrichtung, wie sie in JP-A-59-49913, JP-B-52-10140
oder
US 4 439 387 beschrieben
wird, hergestellt werden, und es kann z.B. eine Herstellungsvorrichtung,
wie sie in
5 dargestellt wird, verwendet
werden. In
5 werden die Glasfaserstränge
7,
die von der Innenseite einer Vielzahl von Glasfaserspulen, wie z.B.
den Spinnfaserkuchen
9, abgezogen wurden, durch einen Vorheizofen
24 geführt und
dann in eine Harzimprägnierdüse (Form)
21 eingeführt. In
diese Harzimprägnierdüse
21 wird
ein unter Erhitzen geknetetes thermoplastisches Harz von einem Extruder
25 eingespeist,
und die Vielzahl von angeordneten Glasfasersträngen
7 wird in der Harzimprägnierdüse
21 mit
dem thermoplastischen Harz imprägnier
und zur gleichen Zeit in eine lineare Form mit einem im wesentlichen
kreisförmigen
Querschnitt gebracht. Der so erhaltene lineare Formkörper wird
abgekühlt
und verfestigt, während
er durch ein Kühlbad
26 hindurchgeführt wird,
durch eine Abzugsvorrichtung
27 herausgezogen und von einer
Pelletisiermaschine
29 auf eine bestimmte Länge geschnitten
unter Erhalt von erfindungsgemäßen Pellets
30.
Die Länge
der Pellets
30 ist nicht besonders beschränkt, beträgt normalerweise
aber 0,3 bis 3 cm.
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Bei
der vorstehenden Herstellung von L-FTP-Pellets weist jeder der Glasfaserstränge 7,
die aus den entsprechenden Spinnkuchen 9 abgezogen wurden,
eine durch Ziehen verursachte Spannung und einen leichten Verdrehungsgrad
auf, die Zahl der Verdrehungen pro Längeneinheit ist jedoch so klein
wie höchstens einmal
pro 1 m, wie in 6(a) dargestellt, da der Innendurchmesser
der Spinnkuchen 9 auf 18 cm oder mehr erhöht wird.
Die von einer konventionellen Spule abgezogenen Glasfaserstränge 7 mit
einem kleinen Innendurchmesser weisen jedoch eine Verdrehungszahl
von so hoch wie zweimal, wie in 6(b) dargestellt,
auf. Der erfindungsgemäße Glasfaserstrang 7 weist
eine geringere Verdrehungszahl im Vergleich mit einem konventionellen
Strang auf und ist wahrscheinlich offener, und deshalb wird, wenn
er mit einem thermoplastischen Harz in der Imprägnierdüse 21 imprägniert wird,
der Spalt zwischen gedrehten Monofilamenten ausreichend mit dem
Harz imprägniert.
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In
dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhältlichen
L-FTP-Pellet 30 ist, wie in 7 dargestellt,
eine Vielzahl von Glasfasersträngen 7 entlang
der Längsrichtung
(Ziehrichtung) des Pellets angeordnet, mit einem thermoplastischen
Harz 11 bedeckt und vereinigt, und das thermoplastische
Harz 11 permeiert sogar den Spalt zwischen jedem, getrennten
Monofilament 6 in jedem der Glasfaserstränge 7 gleichmäßig. Die
Glasfasern oder die Monofilamente sind andererseits im Pellet in
einem solchen Zustand enthalten, dass sie nicht wesentlich deformiert
und verdreht sind, und sind deshalb in der gesamten Längsrichtung
des Pellets im wesentlichen kontinuierlich und sind fast parallel
zu einander angeordnet.
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Weil
außerdem
ein Glasfaserstrang 7, der von einem Spinnkuchen 9 abgezogen
ist, der erhalten wurde durch Bündeln
der Monofilamente 6 und Aufwickeln in eine trommelförmige Gestalt,
während
sie mittels eines Spiraldrahtes 8 querbewegt werden, und
nachfolgendes Trocknen durch Erwärmen,
verwendet wird, und der Strang deshalb eine relativ flache Form
aufweist, ist die Form des Glasfaserstrangs 7 im Querschnitt
der L-FTP-Pellets im Vergleich mit einem konventionellen flach.
Die L-FTP-Pellets 30 werden wie sie sind oder nach Mischung
mit Pellets, die nur aus einem thermoplastischen Harz bestehen und
kein Verstärkungsmaterial enthalten,
in einem optionalen Verhältnis
zur Ausbildung eines FRTP-Formkörpers in
eine Einspritzvorrichtung eingeführt.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun näher
unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben.
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BEISPIEL 1
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Zehn
Glasfaserstränge,
von denen jeder aus einem Spinnkuchen mit einem Innendurchmesser
von 28,6 cm und einer Spulenbreite von 23,0 cm (TM = 0,212), erhalten
durch Bündeln
von 600 Monofilamenten mit einem Durchmesser von 16 μm (330 TEX)
und Aufwickeln in eine trommelförmige
Gestalt mittels eines Spiraldrahts, abgezogen wurde, wurden als
Verstärkungsmaterial
zusammengefügt,
und zehn solcher Zusammenfügungen
wurden durch zehn Düsen
einer Harzimprägnierdüse hindurchgeführt und
unter Verwendung eines thermoplastischen Harzes, umfassend Polypropylen
mit MI = 30 und 10% Säuremodifiziertes
Polypropylen (hergestellt von UNIROYAL CHEMICAL, Handelsname: POLYBOND
3200), das zugefügt
wurde, wurden die Glasfaserstränge
aus den zehn Düsen
mit ∅ 2,2 mm bei einer Harztemperatur von 260°C bei einer
Geschwindigkeit von 20 m/min nach dem in 5 dargestellten
Verfahren abgezogen, um L-FTP-Pellets aus Polypropylen/Glasfasern
(GF) mit einem Glasgehalt von 60 Massen-% herzustellen.
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Unter
Verwendung der L-FTP-Pellets als Ausgangspellets wurde Polypropylen
in einer bestimmten Menge zugefügt,
und mittels einer Einspritzvorrichtung eine Festigkeitstestprobe
gemäß ASTM mit
einem Glasgehalt von 30 Massen-% hergestellt.
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BEISPIEL 2
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Auf
gleiche Weise wie im Beispiel 1 wurden L-FTP-Pellets aus Polypropylen/GF
mit einem Glasgehalt von 60 Massen-% hergestellt, mit der Ausnahme,
dass 12 Glasfaserstränge,
von denen jeder aus einem Spinnkuchen mit einem Innendurchmesser
von 28,6 cm und einer Spulenbreite von 23,0 cm (TM = 0,175), erhalten
durch Bündeln
von 600 Monofilamenten mit einem Durchmesser von 13 μm (225 TEX),
und Aufwickeln in eine trommelförmige
Gestalt mittels eines Spiraldrahtes abgezogen wurde, als Verstärkungsmaterial
verwendet wurden.
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Auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde gemäß ASTM eine Festigkeitstestprobe
mit einem Glasgehalt von 30 Massen-% hergestellt.
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BEISPIEL 3
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L-FTP-Pellets
aus Polypropylen/GF mit einem Glasfasergehalt von 60 Massen-% wurden
auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme,
dass 10 Glasfaserstränge,
von denen jeder aus einem Spinnkuchen mit einem Innendurchmesser
von 20,0 cm und einer Spulenbreite von 30,0 cm (TM = 0,302), erhalten
durch Bündeln
von 600 Monofilamenten mit einem Durchmesser von 16 μm (330 TEX),
und Aufwickeln in eine trommelförmige
Gestalt mittels eines Spiraldrahtes, abgezogen wurde, als Verstärkungsmaterial
verwendet.
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Auf
gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde gemäß ASTM eine Festigkeitstestprobe
mit einem Glasgehalt von 30 Massen-% hergestellt.
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BEISPIEL 4
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L-FTP-Pellets
aus Polypropylen/GF mit einem Glasgehalt von 60 Massen-% wurden
auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme,
dass 3 Glasfaserstränge,
die von einem Direktaufspul-Roving (in Tabelle 1 als Roving bezeichent)
mit einem Innendurchmesser von 28,6 cm und einer Spulenbreite von
33,0 cm (TM = 0,387) mit 2.000 gebündelten Monofilamenten (1100
TEX), wobei jedes Monofilament einen Durchmesser von 16 μm aufwies,
abgezogen wurden, als Verstärkungsmaterial
verwendet wurden.
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Unter
Verwendung der L-FTP-Pellets als Ausgangspellets wurde außerdem auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemäß ASTM eine Festigkeitstestprobe
mit einem Glasgehalt von 30 Massen-% hergestellt.
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VERGLEICHSBEISPIEL 1
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L-FTP-Pellets
aus Polypropylen/GF mit einem Glasgehalt von 60 Massen-% wurden
auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme,
dass 7 Glasfaserstränge,
von denen jeder aus einem Spinnkuchen mit einem Innendurchmesser
von 16,0 cm und einer Spulenbreite von 20,0 cm (TM = 0,437), erhalten
durch Bündeln
von 800 Monofilamenten mit einem Durchmesser von 16 μm (440 TEX),
und Aufwickeln in eine trommelförmige
Gestalt mittels eines Spiraldrahtes, abgezogen wurde, als Verstärkungsmaterial
verwendet und zusammengefügt,
und fünf
solche Zusammenfügungen
wurden durch fünf
Düsen hindurch
geführt,
und acht Glasfaserstränge
wurden zusammengefügt,
und fünf
solche Zusammenfügungen
wurden durch fünf
Düsen hindurchgeführt.
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Unter
Verwendung der L-FTP-Pellets als Ausgangspellets wurde außerdem auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemäß ASTM eine Festigkeitstestprobe
mit einem Glasgehalt von 30 Massen-% hergestellt.
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VERGLEICHSBEISPIEL 2
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L-FTP-Pellets
aus Polypropylen/GF mit einem Glasgehalt von 60 Massen-% wurden
auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme,
dass 10 Glasfaserstränge,
von denen jeder aus einem Direktaufspul-Roving mit einem Innendurchmesser
von 16,0 cm und einer Spulenbreite von 26,5 cm (TM = 0,378) mit
600 gebündelten
Monofilamenten, (330 TEX), wobei jedes Monofilament einen Durchmesser
von 16 μm
aufwies, abgezogen wurde, als Verstärkungsmaterial zusammengefügt wurden.
Unter Verwendung der L-FTP-Pellets als Ausgangspellets wurde außerdem auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemäß ASTM eine Festigkeitstestprobe
mit einem Glasgehalt von 30 Massen-% hergestellt.
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VERGLEICHSBEISPIEL 3
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L-FTP-Pellets
aus Polypropylen/GF mit einem Glasgehalt von 60 Massen-% wurden
auf die gleiche Weise wie in Baispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme,
dass 3 Glasfaserstränge,
von denen jeder aus einem Direktaufspul-Roving (in Tabelle 2 als
Roving bezeichnet) mit einem Innendurchmesser von 16,0 cm und einer Spulenbreite
von 26,5 cm (TM = 0,378) mit 2.000 gebündelten Monofilamenten, (1.100
TEX), wobei jedes Monofilament einen Durchmesser von 16 μm aufwies,
abgezogen wurde, als Verstärkungsmaterial
zusammengefügt.
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Unter
Verwendung der L-FTP-Pellets als Ausgangspellets wurde außerdem auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemäß ASTM eine Festigkeitstestprobe
mit einem Glasgehalt von 30 Massen-% hergestellt.
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VERGLEICHSBEISPIEL 4
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L-FTP-Pellets
aus Polypropylen/GF mit einem Glasgehalt von 60 Massen % wurden
auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme,
dass 10 Glasfaserstränge,
von denen jeder aus einem Spinnkuchen mit einem Innendurchmesser
von 16,0 cm und einer Spulenbreite von 26,5 cm (TM = 0,378), erhalten
durch Bündeln
von 600 Monofilamenten mit einem Durchmesser von 16 μm (330 TEX)
und Aufwickeln in eine trommelförmige
Gestalt mittels eines Spiraldrahts, abgezogen wurde, als Verstärkungsmaterial
zusammengefügt.
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Unter
Verwendung der L-FTP-Pellets als Ausgangspellets wurde außerdem auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemäß ASTM eine Festigkeitstestprobe
mit einem Glasgehalt von 30 Massen-% hergestellt.
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In
den vorstehenden Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen
1 bis 4 wurden (a) der Bruch der Stränge aufgrund einer Verstopfung
durch Fussel und (b) die Möglichkeit
eines Spleißens
festgestellt, und der Imprägnierzustand
mit dem thermoplastischen Harz in den L-FTP-Pellets zum Zeitpunkt
der Herstellung der L-FTP-Pellets bewertet. Außerdem wurde die Biegefestigkeit
und die Schlagfestigkeit jeder Festigkeitstestprobe gemessen, und
die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammen mit den obigen Produktionsbedingungen
angegeben.
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Die
Bewertung des "Imprägnierzustands
der Pellets" wurde
mittels eines roten Markierungstests (Tintentest) durchgeführt, bei
dem die Pellets in eine Tinte eingetaucht wurden, das Verfärben von
einer Kante der Pellets in Längsrichtung
visuell ausgewertet und die Auswertung auf der Basis von fünf Stufen,
1 (gut) bis 5 (schlecht) durchgeführt wurde. Im Hinblick auf "Bruch von Strängen aufgrund
eines Verstopfens mit Fusseln" wurde
die Bewertung 10 Stunden nach Beginn des Verfahrens durchgeführt.
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Aus
den Tabellen 1 und 2 ist ersichtlich, dass in den Vergleichsbeispielen
1 bis 4, in denen der Innendurchmesser der Spule kleiner als 18
cm ist, der Zwirnkoeffizient höher
ist, und die Verdrehung stärker
als in den erfindungsgemäßen Beispielen
1 bis 4 ist, und deshalb die Imprägnierung mit dem Harz der Pellets
im allgemeinen schlecht ist.
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Obwohl
der Spinnkuchen, der bei der Imprägnierung mit dem Harz besser
ist, die Tendenz aufweist, eine bessere Biegefestigkeit und Schlagfestigkeit
eines durch Verwenden der hergestellten L-FTP-Pellets erhaltenen
Formkörpers
als der Roving aufzuweisen, sind die erfindungsgemäßen Beispiele
im Vergleich mit den Vergleichsbeispielen hervorragend. Obwohl im
Beispiel 1 und im Vergleichsbeispiel 4 die Spule ein Spinnkuchen
ist und die Bedingungen mit Ausnahme des Innendurchmessers der Spule
gleich sind, werden in den Pellets des Beispiels 1 sogar Spalten
in den Glasfasern mit dem Harz ausreichend imprägniert, während die Imprägnierung
im Vergleichsbeispiel 4 unzureichend ist, und die Biegefestigkeit
und die Schlagfestigkeit im Formkörper im Vergleich mit Beispiel
1 schlecht sind.
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Im
Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 3 ist die Spule ein Direktaufwickel-Roving,
erhalten durch Bündeln von
2.000 Strängen
und Aufwickeln in eine zylindrische Form, und dementsprechend ist
der Imprägnierungsgrad
mit dem Harz der Pellets im Vergleich zu den obigen Fällen eines
Spinnkuchens im Hinblick auf Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 3
schlecht. Der Verdrehungsgrad der Stränge ist jedoch abhängig von
der Differenz im Innendurchmesser der Spule verschieden, und deshalb
besteht eine signifikante Differenz in der Imprägnierung mit dem Harz der Pellets,
und der Imprägnierungszustand
mit dem Harz ist im Vergleichsbeispiel 3 im Vergleich zum Beispiel
4 schlecht, und die Festigkeit ist im Vergleichsbeispiel 3 ebenfalls
schlecht. Da eine Vielzahl von Strängen gebündelt ist, war sowohl in Beispiel
4 als auch im Vergleichsbeispiel 3 ein Spleißen unmöglich, der Verdrehungsgrad
ist jedoch in Beispiel 4 niedrig, weshalb kein Bruch der Stränge aufgrund
eines Verstopfens auftrat, während
im Vergleichsbeispiel 3, in dem der Verdrehungsgrad der Stränge hoch
war, ein Bruch der Stränge
am Düsenteil
dreimal auftrat.
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In
den Beispielen 1 bis 4 trat außerdem überhaupt
kein Bruch der Stränge
aufgrund eines Verstopfens mit Fusseln auf, während im Vergleichsbeispiel
1 ein Bruch der Stränge
am Düsenteil
einmal auftrat, weil der Verdrehungsgrad der Stränge hoch ist, obwohl die Spule
ein Spinnkuchen war.
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Beispiel
2 ist außerdem
ein Beispiel, in dem der Durchmesser der Monofilamente 13 μm betrug,
was im Vergleich mit Beispiel 1 gering ist, und die Zahl der Stränge auf
12 erhöht
wurde. Es wurde gefunden, dass durch Erhöhen der Zahl der Stränge, anstatt
die Filamente, wie vorstehend erwähnt, dünn zu machen, die Imprägnierung
mit dem Harz der Pellets so gut wie in Beispiel durchgeführt werden
kann, und außerdem
eine höhere
Biegefestigkeit und Schlagfestigkeit als im Beispiel 1 erhalten
werden kann, wenn die Zahl der Stränge erhöht wird.
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-
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Wie
vorstehend erläutert,
liegt erfindungsgemäß der Innendurchmesser
der Spule innerhalb eines Bereiches von 18 bis 50 cm und ist größer als
der von konventionellen Spulen. Der Zwirnkoeffizient pro Längeneinheit
des Stranges, abgezogen von der Innenseite der Spule und z.B. einer
Harzimprägnierdüse zugeführt, kann
deshalb im Vergleich mit einer konventionellen Spule verringert
werden. Der Strang wird sich deshalb in der Harzimprägnierdüse leichter
als Monofilamente öffnen
lassen, wodurch Spalten zwi schen den Monofilamenten mit dem thermoplastischen
Harz unter Bildung von L-FTP-Pellets ausreichend imprägniert werden können.
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Da
der Aufwickel-Innendurchmesser der Spule groß ist, ist es möglich, die
Aufwickelmenge ohne Erhöhung
der Aufwickeldicke der Spule zu erhöhen, wodurch die Häufigkeit
des Spleißens
verringert und die Arbeitsbelastung verringert werden kann, und
außerdem
kann der Teil, auf dem ein Schlichtemittel aufgrund von Wanderung
mit einer hohen Konzentration akkumuliert wird, im Vergleich zu
einer konventionellen Spule mit einem kleinen Innendurchmesser mit
der gleichen Aufwickelmenge verringert werden. Da die L-FTP-Pellets mit
Strängen
mit einer kleinen Zahl von Verdrehungen und einem niedrigen Verdrehungsgrad,
wie vorstehend erwähnt,
hergestellt werden, können
außerdem
Pellets hoher Qualität
erhalten werden, in denen die Adhäsion zwischen den Glasfasern
und dem Harz in den L-FTP-Pellets verbessert ist, und die Glasfasern
sind im wesentlichen in der gesamten Längsrichtung der Pellets kontinuierlich
und fast parallel zu einander angeordnet. Als Ergebnis kann die
Festigkeit des durch z.B. Spritzgießen erhaltenen Formkörpers verbessert
werden.
