DK172224B1

DK172224B1 - Fremgangsmåde til fremstilling af en fiberforstærket plaststruktur

Info

Publication number: DK172224B1
Application number: DK389487A
Authority: DK
Inventors: Ian Stedman Biggs; Bronislaw Radvan
Original assignee: Wiggins Teape Group Ltd
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1987-07-27
Publication date: 1998-01-12
Also published as: AU7614187A; EP0255314A3; GB8618726D0; KR950012789B1; NO873137D0; NO174189C; PT85419B; DK389487A; US4964935A; ATE103534T1; KR880001429A; DE3789473D1; ZA875502B; JP2691402B2; EP0255314A2; AU599682B2; CA1286968C; FI873261A0; FI873261A; IE872026L

Description

DK 172224 B1 i

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af en fiberforstærket termoplastisk materialestruktur, hvorved den resulterende genstand udviser flydestøbte detaljer på en side og en åben, porøs struktur på den anden side.

5 Denne åbne struktur kan derpå imprægneres med en termo-hærdende harpiks for at frembringe ønskværdige egenskaber.

Som beskrevet i EP patentskrift nr. 0 148 763 vil konsoliderede termoplastiske materialer, der er forstærket med 10 lange, stive fibre, expandere, når de opvarmes til en temperatur af en sådan størrelse, at viskositeten af det termoplastiske materiale bliver reduceret tilstrækkeligt til at muliggøre bevægelse af fibrene, hvilket forekommer på grund af frigørelse af spændinger i fiber-netværket.

15 Dette fænomen forekommer i varierende omfang i afhængighed af typen/kvaliteten af det termoplastiske materiale, andelen af fibre og typen/dimensionen af fibrene.

Når et sådant materiale opvarmes og expanderes, kan det støbes til en ønsket form på to måder: 20 1) På konventionel måde, hvorved en portion af materiale indføres i formen, som ved lukning tvinger materialet til at flyde og fuldstændigt at fylde formhulheden. En genstand, der fremstilles på denne måde er fuldt konsolideret (fortættet) og kan bringes til at indeholde kom-25 pliceret formede detaljer, der er fuldt forstærket med glasfibre. I afhængighed af den tilstræbte anvendelse er en sådan genstand enten parat til anvendelse eller den kan overtrækkes/males med passende materialer. Den kan dog ikke imprægneres på grund af dens fuldt ud fortættede 30 tilstand.

2) En blanket af varmt, expanderet materiale indføres for at dække formens nedre værktøj. Massen af denne blanket er utilstrækkelig til at fylde formen i en fuldt fortæt- 2 DK 172224 B1 tet tilstand, således at der, når formen har nået afslutningen af sin bevægelsesbane, frembringes en semikonso-lideret form med en restporøsitet. Denne porøse natur kan anvendes som et middel, ved hvis hjælp produktet kan im-5 praegneres med en væske (harpiks), hvis dette skulle være ønsket. En ulempe ved denne formningsteknik er imidlertid, at de flydeformede detaljer (såsom dybe ribber) ikke kan tildannes uden tab af porøsitet i flydeområdet. Hvis man således på en overflade af genstanden kræver ensartet 10 imprægnering, kan det være nødvendigt i et vist.omfang at give afkald på udstrækningen af fiberforstærkede formede detaljer på den anden side.

Ifølge opfindelsen tilvejebringes en fremgangsmåde, ved hjælp af hvilken det er muligt at fremstille en genstand, 15 der udviser begge de før angivne metoders gode egenskaber; dvs. en genstand, der på den ene side har træk svarende til flydeformning, såsom fiberforstærkede ribber, mens den på den anden side bibeholder evnen til ensartet absorption af flydende harpiks. Det har også vist sig, at 20 genstande, der er fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, ikke indeholder synkemærker, hvilket er et problem ved genstande, der er fremstillet ved hjælp af den ovenfor angivne metode 1).

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der er af den i ind-25 ledningen til krav 1 angivne art, er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

Fortrinsvis er en væsentlig andel af fibrene mellem 7 og 50 mm lange og er 13 μιη eller derunder i diameter. Hensigtsmæssigt foreligger fibrene i form af enkelte, sepa-30 rate glasfibre. Sådanne fibre er sædvanligvis tilvejebragt sådan, at de er bundet sammen i afskårne strengbundter, og disse må nedbrydes til enkelte fibre, før banen dannes.

DK 172224 Bl 3 Når der kræves fibre til at meddele strukturel styrke i laminatet, bør de separate glasfibre ikke være kortere end ca. 7 mm eller have en diameter, som er over 13 μπι, fordi sådanne fibre, som er kortere, ikke på passende 5 måde forstærker plastmatrixen, og sådanne fibre, der har større diameter, ikke på så effektiv måde forstærker matrixen. Som et alternativt kan man anvende fibre af andre materialer, der har en forstærkningseffektivitet, der i det mindste er lige så høj som for glasfibre.

10 Ved et højt elasticitetsmodul forstås et elasticitetsmodul, der er væsentligt højere end elasticitetsmodulet af banen. Fibre, som falder indenfor denne kategori, omfatter glas, carbon og keramiske fibre og sådanne fibre som aramid-fibre, der sælges under varemærkerne Kevlar og 15 Nomex, og de vil sædvanligvis omfatte enhver fiber, der har et modul, som er større end 10 000 MPa.

For at opnå det før angivne resultat kan metoden omfatte anvendelsen af en sekundær bane af materialet, der er blevet expanderet, eller hvori andelen af fibre ligger 20 over den, hvormed det er muligt at opnå fuld konsolidering .

Man gør derfor her brug af det forhold, at der i enhver kombination af stiv fiber (f.eks. glas)/polymer på grund af sammenpakningstendensen af fibrene foreligger en kri-25 tisk fiberkoncentration, over hvilken fuld konsolidering eller fortætning af strukturen er umulig under normale betingelser hvad angår presning og formning.

Fremgangsmåden kan omfatte, at man forsyner den porøse sidedel med et termohærdende eller termoplastisk plastma-30 teriale, som foreslået i EP patentskrift nr. 0 152 994.

Om ønsket kan det termohærdende eller termoplastiske plastmateriale foreligge i formen.

DK 172224 B1 4

Det termohærdende plastmateriale kan således anordnes i formen i flydende tilstand, før man behandler den porøse side. Hvis den skal behandles ved at forsyne den med et termoplastmateriale, kan dette som et alternativ tilveje-5 bringes i form af en tredie bane før påføringen deraf.

De termoplastiske materialer kan f.eks. være af polyethy-len, polypropylen, polystyren, acrylonitrilstyren-butadi-en, polyethylenterephthalat, polybutylenterephthalat eller polyvinylchlorid, som både kan være blødgjort og ikke 10 blødgjort, eller en legering eller blanding af disse materialer med hinanden eller med andre polyamidmaterialer. Andre passende termoplaster omfatter polyphenylenether eller polycarbonater eller polyestercarbonater eller termoplastiske polyestere eller polyetherimider eller acry-15 lonitrilbutylacrylatstyren-polymere eller amorft nylon eller polyarylenetherketon eller legeringer eller blandinger af disse materialer med hinanden eller andre polymere materialer.

Fiberindholdet af den første bane er mindre end 30% og af 20 den anden bane over 60%.

Med et glasfiberindhold på over 60%, dvs. et materiale, der har en kritisk fiberkoncentration, over hvilken fuld konsolidering og fortætning af strukturen sædvanligvis er umulig under normale betingelser hvad angår tryk og form-25 ning, er det vanskeligt at flydestøbe til komplicerede former, ved at kombinere et sådant materiale, såsom det, der er angivet i det foregående, kan man opnå den ønskede virkning.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan udøves på forskel-30 lige måder, og i det følgende vil forskellige metoder til fremstilling af en glasfiberforstærket termoplastisk genstand samt genstande fremstillet ved hjælp af fremgangs- DK 172224 B1 5 måden blive beskrevet under henvisning til eksempler og under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er en diagrammatisk afbildning af en form med et laminatmateriale deri parat til formning, og 5 fig. 2 er en diagrammatisk tværsnitsafbildning, der viser en genstand, der er fremstillet ved hjælp af den på fig.

1 viste form.

Som det fremgår af fig. 1, omfatter det fiber forstærkede termoplastiske materiale, som skal formes, et øvre lag 1 10 af et fiberforstærket termoplastisk materiale, der indeholder glasfibre med en længde på 13 mm og en diameter på 1 pm i en polypropylen-matrix. Tætheden af glasfibre er ca. 25%. Denne bane er lamineret ovenpå af en anden bane 2, der har et lignende indhold som bane 1, men som har et 15 meget større indhold af glasfibre, nemlig på ca. 80%. På grund af pakketætheden af fibrene vil det under normale betingelser hvad angår presning og formning være umuligt at opnå konsolideret struktur med denne anden bane.

Den form, hvori banerne skal formgives til en genstand, 20 har et øvre værktøj 3, der er forsynet med formede indhak 4, og et lavere værktøj 5, der har en hulhed 6.

De laminerede baner, der kan have være forvarmet til en forudbestemt temperatur, indføres i formen, der lukkes ved en fixeret stopposition. Materialet med det høje 25 glasindhold i bane 2 svarer til hulheden 6 i det lavere værktøj 5, mens materialet med det lave glasindhold i bane 1 tvinges til at strømme ind i indhakkene 4 og antage formen af det øvre værktøj 3. Der forekommer en vis grad af indbyrdes blanding af materialerne ved grænse-30 laget, hvilket sikrer en passende binding.

DK 172224 B1 6

Efter afkøling og trykudligning forekommer der en genstand som den på fig. 2 viste. Genstanden, der er vist med henvisningstallet 7, har en øvre del 8, der er tildannet ud fra banen 1, af polypropylen, der er blevet 5 fuldt konsolideret, hvorved de ensartede dispergerede glasfibre er identificeret ved henvisningstallet 9. Den lavere del af genstande, som tildannes ud fra banen 2, er identificeret ved henvisningstallet 10, hvorved denne del er porøs og ukonsolideret.

10 Genstanden kan anvendes på forskellige måder, f..eks. kan den bindes til en anden genstand ved at anvende den porøse struktur som et forankringsorgan for et klæbende eller smeltet termoplastisk materiale, der forener de to genstande. Som et alternativ kan den omdannes til en som en 15 helhed fremtrædende genstand i sig selv ved at fylde den porøse struktur. For at gøre dette kan en termohærdende harpiks hældes/indsprøjtes i det lavere værktøj 5 (ved denne særlige konfiguration), og formen kan lukkes igen, således at harpiksen tvinges ind i det porøse, absor-20 berende lag 10. Efter hærdningen fjernes genstanden, og den udviser de gode egenskaber svarende til en fuldt ud forstærket formet termoplastisk genstand på oversiden og en forstærket formet termohærdet harpiks på den anden side. Desuden bliver synkemærker tilsløret, selv før im-25 prægneringen af det porøse lag med en flydende harpiks.

Denne konstruktion muliggør en hurtig formning af flyde-formede detaljer på en side af genstanden kombineret med et glat termohærdet lag på den anden side. Genstanden kan således have en god finish og have en overflade, der er i 30 stand til at modstå høj temperatur, og en anden overflade med tilstrækkelig detaljerigdom til anvendelse som forstærkningsorgan eller andre krav.

DK 172224 B1 7

Tabel 1 specificerer de teoretiske og målte hulrumsindhold af ikke konsolideret materiale, der har et glasindhold, der ligger over det kritiske niveau, ved hvilket man kan opnå konsolidering. Materialets hulrumsindhold, 5 der i et senere stadium gør det modtageligt for imprægnering, blev både beregnet teoretisk og bestemt ved hjælp af en olieabsorptionsprøve. Det ses, at der var god overensstemmelse mellem de to evalueringsmetoder.

labej. 1, 10 Hulrumsindhold af laminerede banematerialer af ukonsol-iderede glasfiber/partikelformet termoplast over det kritiske glasindhold, ved hvilket konsolidering kan opnås.

Glasindhold af fibre, som er 12 mm 60% 70* 80* 90- lange og 11 pm i diameter__

Fladevægt vægt (g/m2) 1114 1090 1099 1103 Løs massefylde (cm!/g) 0,88 1, 12 1,39 1,66 * Teoretisk løs massefylde 0,67 0,60 0,53 0,46 (cm’/g) ** Teoretisk hulrumsindhold (5) 24 46 62 72 + Olieabsorption (g/m2) 242,3 582,3 1075,8 1751,0 ++ Hulrumsindhold (*) 26 54 67 79 * Densitet af glasfiberindhold - 2,55 g/cm^ 15 Densitet af indhold af termoplast (polypropylen) 0,91 g/cm^ ** Teoretisk hulrumsindhold baseret på målt banetykkelse og teoretiske værdier af hulrumsandel + Densitet af den anvendte olie var 0,9 g/cm *3 DK 172224 B1 8 ++ Hulrumsindhold baseret på volumen af olieoptagelse

Tabel 2 viser 8 eksempler på laminater, der dannes på basis af udgangsmaterialer med højt eller lavt glasindhold, som angivet i tabellens note 1. Det fremgår af den olie-5 absorptionsprøve, som gennemføres på den side af hvert laminat, der er tildannet af komponenten med højt glasindhold, at værdierne for olieabsorptionen (og derfor hulrumsindholdet) i det væsentlige passede godt sammen med det formål, som laminatet skulle anvendes til.

DK 172224 B1 -—-—2- i £

Ό > > -P

ri C rH iH tH

Ό O O 3 0 C

2 -£ . Ti ^ O4 CU W

£ Ό I +> « I I 1-1

C Φ O.E lOrHCN'fCOCNCnr'· C C fB

h ri ^H^T-Hoocoinootnc^·^ ro o > ^ Φ M HOOl NvOHClOlH rH rH -i-> Ph

-H fO O W '— pH > U

<0 ·Η J3 O4 di Ή H->

•H <0 O O CO

ft k tH 4-» I § SS ® c g © rH I—I -HQ) E5 -C OQ Ή > -75-,,, ® & o< ro c ro O Ό -P CO Ih 03

1-1 -C Φ <D ·—t -—> ΟΟ'ΰ^.ΜΤ'ΟηΟ πλ m CD

'VI Ό E ·ββε ΠΗίη\ΟΗΝΗΗ ffc o o > C rH ,V ε K\\\»,fcvv s. )¾ <P 0)

'O -H CD CO 2 w iHrHOOOOOO L ^ O rH

o cn ro c >1 ή x)

(Π j 2 1) -- V

-P rH — 1 ^ ^--Vi U J.

Φ cn ο Φ φ ro ro rH, rHCØ^ in H C31 (N CD N ΓΌ -% ti Ό *—* -P rort ε cNOiocrit^cnoocj' 2 2 cn

*H ? «Ρ Q) c vvvss^KSi g g ·ρ4 L

-Pro WNNNMHHH Φ Φ CO *ro iM Ό ίο Jg c

Φ Co 4J

Ih O -Η -H *TO 0) ε £ °* - £ ro θ’ Φ "φ - ® c .c i 'n« cooooioumoh . . i-ι m •h _ vo^^-cnooocNco II π <d -h E Ό Q gN IDOUNOHOO ^ O t-i rom BO) COfONOOCONNM , , rH m -i£-U-Ό.--S S 5-¾

ϋ) m E

-H O) D) rH I «—· O O P> Ή φ φ Φ ε co m ro -P CO -P ε * n) n) >—1 -p«rH^ rorocsrorotNNiN 5, 5, xi cn 2 S 2 c c c ri b S* ro ro - -h _M & II)__rH 1—I ό c -^—————— rH £ 2 S e = o p « 9 § 1 .co O ! e B Ό **1 ό φ p.« Moioroo-tsiom cn cn .5 ·§ C Η Μ ε HC'f'MOmO't'' «Η rH (/] >, h hos woooioinNc^ ro -h W OWD iHHHH Ih Ih rH Uh ro λ mm cn rH ro Q)

® fe fe £» S

5 ® Ό Ό J 5

2 © CO

ri js Hr- (NioioioNNnn -p oh-> o SS mro -C Ό ^ C *.vkvv*.vv ft ft ε •O O) ϋΉ NHHHOOOO 5-2 u

5 ε >1 J 2 P O

m o * μ ω ® ^

^ m ,Η ® ro CJ

ri. ro ri ri -n °

Cn -H nj Φ) CJ) ^ XJ P 1 'O*!- OOOOCOCOOOCO _ Q) o f m 4h gÆ σ'σ cd cn omt ^ <£ +) o > -P O £\ OOOO'T'TNN in Q ro Ih 5 β 4JHO) (NrlHH CN CO g

Σ CO g rH

-Z--ta--» I' Ήη -H

O 2 ro H-) Z i 2 2 £ s © Is 5 i φ s

.c hh rH—' inimoooinino ’c’e Ci S

m o g ooortrtoort 5 5 ro -π w TO g v s K k v v \ #a 11 i 2 ri Λή n es m umt cm n it S S vi E W > rH rH Φ >

fe * W W H S

S « -5 ti r§ ro rH > c U Π rH £ ' g m m ro o « E ·σ T3 5 5 2 _ (U 2 2 ro = φ ra ε ε 4h in

Uh m S1 , , ro m si ro C Ih . Ih · Cu ro -Η K f* m w m cn c ε p SE 00000000 HHHH m m ct m iiZj\ cna)cncococncT\co ro co ro cn co -p Η -P o Cn O O O rH rH O O rH Η fO Η Φ rH m

-, Ti ro +J CNCNCN^T'a'CNCN^f Ih X2 Ih X) m CO

chp Σ cn m -μ m -p λ; co 2--·· -p σι-P cn 2 m

ri S · Pro«jroftj>iiH

2 t co φ Σ > 5; > Eh D-, -S e ^ HCNro^incooco -μ ^ ro ω o ti PI-----1 2 rH cn co EKSEMPEL 9 DK 172224 B1 10

Ukonsoliderede prøver af 70% glasfibre, der var 12 nun lange og havde en diameter af 11 μιη/30% polypropylen- pulver med en stofmængde på 1000 g/m , og 25% glasfibre, 5 der var 12 mm lange og havde en diameter på 11 μιη/75% polypropylen-pulver med en stofmængde på 2000 g/m , blev udskåret til en diameter på 22 cm, der var den effektive diameter af formen. Prøverne blev ovnopvarmet til 200 °C i 7 minutter og anordnet i en presseform ved en tempera-10 tur på 100 °C med materialet med 25% glasindhold i øverste position. Ved at lukke pressen til en sluttelig spalte på 3 mm dannedes der en skål med en absorberende nedre overflade og med formede ribber og prægninger på den øvre overflade. Pressen blev hævet og afkølet til en 15 temperatur på 50 °C, 40 g af en termohærdende harpiks (solgt under varemærket "Modar 824 LT" af ICI Ltd.) blev hældt i formen, og pressen blev lukket igen, hvorved harpiksen blev tvunget ind i det absorberende lag, idet overskud af harpiks blev tvunget ud fra værktøjet. Efter 20 hærdning blev skålen vejet, og det blev beregnet, at den havde optaget 18 g harpiks, hvilket meddelte den nedre overflade et glat, skinnende overfladeudseende.

EKSEMPEL 10

Eksempel 9 blev gentaget med prøver af ukonsolideret 25 banemateriale af 80% glasfibre, der er 12 mm lange og 11 pm i diameter/20% polypropylen-pulver med en stofmængde o på 1000 g/m og 25% glasfibre, der er 12 mm lange og 11 μιη i diameter/75% polypropylen-materiale med en stof-mængde på 2000 g/nr. Der fremkom en harpiksoptagelse på 30 24,8 g, hvorved den nedre overflade havde et overfladeud seende af lignende art som det fra eksempel 9.

EKSEMPEL 11 DK 172224 B1 11

Man fremstillede følgende prøver.

To skiver, der var 23 cm i diameter og havde en stof-

O

mængde på 2000 g/m af ukonsolideret permeabelt banelig-5 nende materiale omfattende 25% glasfibre, der var 12 mm lange og 11 μπι i diameter, og 75% polypropylenpulver, bundet sammen.

En skive, der var 21 cm i diameter og havde en stofmængde på 500 g/m af ukonsolideret permeabelt banelignende ma-10 teriale omfattende 80% glasfibre, der var 12 mm lange og 11 pm i diameter, og 20% polypropylenpulver, bundet sammen .

En skive, der var 17 cm i diameter, af 1 mm tyk polycar-bonatfolie, solgt under varemærket LEXAN af General Elec-15 trie Co., der fungerede som en tredie bane.

Prøverne blev opvarmet i en ovn ved 205 °C i 7,5 minutter og derpå anordnet sammen, i den angivne rækkefølge, i en presseform ved en temperatur på 100 °C. Pressen blev der-på lukket, og der blev påsat et tryk på 14 0 kg/cm i 1 20 minut. Det resulterende, laminerede formstykke viste sig at være i det væsentlige sammenbundet.

EKSEMPEL 12

Man gentog metoden fra eksempel 11, men med en prøve af en polycarbonatfolie, der var 21 cm i diameter, og som 25 erstattede skiven med en diameter på 17 cm i eksempel 11.

Det viste sig, at det resulterende laminerede formstykke var bundet godt til polycarbonatfolien, som delvist omsluttede sidekanterne af formstykket uden at der var dannet folder.

30 EKSEMPEL 13 DK 172224 B1 12

Man fremstillede prøver som i eksempel 11, og man fulgte den samme metode, med undtagelse af, at prøverne omfattende polycarbonat blev opvarmet ved 250 °C i 4 minutter, 5 og at bundpladen af presseformen (i kontakt med polycar-bonat-folien) blev holdt ved 140 °C under formningen. Metoden blev derpå gentaget to gange med ukonsoliderede permeable prøver, der omfattede polycarbonat, og som havde glasfiberindhold på henholdsvis 70 og 60%.

10 De resulterende laminerede prøvestykker viste sig i alle tre tilfælde at være sammenbundet, og de udviste en større modstandsdygtighed overfor tvungen aflaminering end formstykkerne fra eksempel 11 og 12.

EKSEMPEL 14 15 Man fremstillede 38 cm kvadratiske prøver på basis af følgende materialer.

Ukonsolideret permeabelt banelignende materiale med en

O

stofmængde på 2000 g/m omfattende 25% glasfibre, der var 12 mm lange og 11 μιη i diameter, og 75% polypropylenpul-20 ver, sammenbundet.

Polycarbonat-folie solgt under varemærket LEXAN af General Electric i tykkelser på 1 mm, 0,5 mm og 0,25 mm.

De to ukonsoliderede prøver blev opvarmet til 205 °C i 7,5 minutter i en ovn, og den 1 mm tykke polycarbonatfilm 25 til 250 °C i 4 minutter. Prøverne blev derpå placeret i en pladepresse ved en temperatur på 100 °C i den angivne rækkefølge, og der blev påsat et tryk på 140 kg/cm i 1 minut.

Den i det foregående angivne metode blev derpå gentaget 30 ved en anden og en tredie lejlighed, hvor de 0,5 og 0,25 DK 172224 B1 13 mm polycarbonatfilm hver for sig blev anvendt i stedet for den 1 mm film.

Det viste sig, at der var dannet en god binding mellem de tre komponenter af hvert af de resulterende laminater.

5 EKSEMPEL 15

De tre laminater, der var fremstillet i eksempel 14, blev udskåret til en diameter på 22 cm. Et stykke med en diameter på 15 cm af ukonsolideret materiale af den art, som den første prøve blev udskåret fra i eksempel'14, blev 10 derpå lagt på hvert af de cirkulære laminater.

De resulterende sammensatte genstande blev i rækkefølge opvarmet til 205 °C i 7,5 minutter og udsat for presseformning i en form, der var opvarmet til 120 °C under et tryk på 140 kg/cm i 1 minut.

15 Det viste sig, at de tre resulterende formlegemer var godt formede og godt sammenbundne.

EKSEMPEL 16

Man forberedte først prøver til formning som i eksempel 9. Den første prøve omfattende 75% glasfibre, der var 12 2 0 mm lange og 11 pm i diameter, og 30% polypropylen, blev derpå opvarmet til 200 °C i 7 minutter og derpå anordnet i den samme presseform som den, der blev anvendt i eksempel 9. Efter lukning af formen blev prøvens struktur sammenpresset i en sådan grad, at det smeltede polypropylen 25 svedte ud på overfladerne af glasfibrene. Da pressen blev hævet, bevirkede glasfibrenes elasticitet, at den udsvedte fiberstruktur i det væsentlige genantog sin porøse konfiguration fra før presningen.

Efter at den første prøve var tilstrækkeligt afkølet til, 30 at den kunne håndteres, blev den fjernet fra formen, og DK 172224 B1 man lod den afkøle fuldstændigt. 15 g af den termohærden-de harpiks, som sælges under varemærket "Modat 824 LT" af ICI Ltd., blev derpå hældt ind i formen, og den første prøve blev derpå ført tilbage til formen. Pressen blev 5 derpå lukket, således at den termohærdende harpiks opfyldte porerne i prøvens nedre overflade. Efter hærdning frembragtes der derved en skållignende struktur med en glat og skinnende nedre overflade samt en øvre åben overflade med sammenfiltrede fibre. Den således frembragte 10 struktur kan fjernes fra formen med henblik på lagring og integrerende formning på en senere dag, sammen med en sekundær fiberforstærket plade omfattende en væsentligt højere andel af termoplastisk materiale, eller den kan øjeblikkelig udsættes for en integrerende formning med en 15 sådan plade, som beskrevet i det følgende.

Mens den termohærdende harpiks hærdede i formen, blev den sekundære prøve omfattende 25% glasfibre, der var 12 mm lange og med en diameter på 11 μπι, og 75% polypropylen opvarmet til 200 °C i 7 minutter og indført i formen 20 ovenpå den tidligere formede første prøve. Pressen blev derpå lukket for anden gang, således at det varme materiale ved den nedre flade af den sekundære prøve fik lejlighed til at integrere sig med den sammenfiltrede, fibrøse øvre overflade af den første prøve, der allerede 25 forelå i formen. På grund af det relativt høje termoplas-tiske indhold af den sekundære prøve forekom der også i dette tilfælde uden vanskelighed en flydeformning, hvorved der skete en tilpasning til profilen af formens øvre del.

Claims

1. Fremgangsmåde til fremstilling af en fiberforstærket plaststruktur (7), som omfatter laminering af et første lag (1) af fiberforstærket termoplastisk materiale med et 5 andet lag (2) af fiberforstærket termoplastisk materiale, kendetegnet ved, at det første lag (1) har et fiberindhold på højst 30 vægt-% og konsoliderer, når det afkøles efter at have været udsat for tryk ved en temperatur over smeltetemperaturen af det termoplastiske ma-10 teriale, at det andet lag (2) af fiberforstærket termoplastisk materiale har et fiberindhold på mere end 60 vægt-% og forbliver i det væsentlige ikke-konsolideret og porøst, når det afkøles efter at have været udsat for den pågældende temperatur og det pågældende tryk, og at man 15 former laminatet i en form (3, 5) ved den pågældende temperatur og det pågældende tryk, således at det første lag (1) flyder ud til overensstemmelse med formens form og konsolideres (8) og bindes til det andet lag, der formes af formen, og hvoraf i det mindste en del forbliver i det 20 væsentlige ikke-konsolideret og porøst.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en væsentlig andel af fibrene ligger mellem 7 og 50 mm i længden og 13 (.im eller derunder i diameter.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet 25 ved, at fibrene foreligger i form af enkelte, separate fibre.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2 eller 3, kende tegnet ved, at de forstærkende fibre har et elasticitetsmodul på mere end 10 000 MPa.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at der anvendes et andet lag (2) af materiale, der DK 172224 B1 16 er blevet expanderet, eller hvori fiberindholdet ligger over det, som er muligt for at opnå fuld konsolidering.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at man i den angivne porøse del (10) af det andet 5 lag (2) af fiberforstærket plastmateriale indfører et termohærdende eller termoplastisk plastmateriale før eller efter laminering med det første lag af fiberforstærket plastmateriale (1).

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet 10 ved, at man i formen (3, 5) i den porøse del (10) ind fører termohærdende eller termoplastisk materiale.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at det termohærdende plastmateriale indføres i formen (5) i flydende tilstand før laminatet.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 7 eller 8, kendeteg net ved, at man i den porøse del (10) indfører et termoplastisk materiale, der foreligger i pladeform, og som integreres med laminatet i formen (3, 5).

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet 20 ved, at laget af termoplastisk materiale som helhed betragtet har større dimensioner end den porøse del (10) af det andet lag (2) af fiberforstærket termoplastisk materiale, hvorved en del af det termoplastiske materiale bringes til integration med i det mindste en del af en 25 sidekant af det andet lag (2).

11. Fremgangsmåde ifølge krav 8, 9 eller 10, kendetegnet ved, at man former det andet lag (2) under tryk, at man forsyner det med det termohærdende eller termoplastiske materiale, og at man derpå laminerer det 30 med det første lag (1). DK 172224 B1 n

12. Fremgangsmåde ifølge krav 11, kendetegnet ved, at man indfører det andet lag (2) i formen (3, 5), at man påvirker med tryk, at man frigør trykket for at muliggøre, at dette lag (2) genantager sin porøse kon- 5 figuration før trykpåvirkningen, at man indfører det ter-mohærdende eller termoplastiske materiale i formen (3, 5), at man påvirker med tryk for at forsyne det andet lag (2) med det termohærdende eller termoplastiske materiale, og at man derpå laminerer det andet lag (2) til det før-10 ste lag (1).

13. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at man forvarmer det første (1) og det andet lag (2) før man indfører dem i formen.

14. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, 15 kendetegnet ved, at fibrene er glasfibre.

15. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at de termoplastiske materialer er polyethylen, polypropylen, polystyren, acrylo-nitrilstyrenbutadien, polyethylenterephthalat, polybuty- 20 lenterephthalat eller polyvinylchlorid, både blødgjort eller ikke blødgjort, eller en legering og blandinger af disse materialer med hinanden eller andre polymere materialer.

16. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, 25 kendetegnet ved, at de termoplastiske materialer er polyphenylenether eller polycarbonater af polyes-tercarbonater eller termoplastiske polyestere eller poly-etherimider eller acrylonitrilbutylatstyren-polymere eller legeringer eller blandinger af disse materialer med 30 hinanden eller andre polymere materialer.