ES2288754T3 - Procedimiento para la fabricacion de piezas moldeadas por polimerizacion de lactamas en moldes. - Google Patents

Procedimiento para la fabricacion de piezas moldeadas por polimerizacion de lactamas en moldes. Download PDF

Info

Publication number
ES2288754T3
ES2288754T3 ES95927728T ES95927728T ES2288754T3 ES 2288754 T3 ES2288754 T3 ES 2288754T3 ES 95927728 T ES95927728 T ES 95927728T ES 95927728 T ES95927728 T ES 95927728T ES 2288754 T3 ES2288754 T3 ES 2288754T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
mold
fiber composite
polymerization
lactams
melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES95927728T
Other languages
English (en)
Inventor
Bernd-Klaus Nussdorfer
Albrecht Peiffer
Klaus Titzschkau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schwartz GmbH
Original Assignee
Schwartz GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19944427206 external-priority patent/DE4427206A1/de
Priority claimed from DE19944434657 external-priority patent/DE4434657A1/de
Application filed by Schwartz GmbH filed Critical Schwartz GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2288754T3 publication Critical patent/ES2288754T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/02Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C41/04Rotational or centrifugal casting, i.e. coating the inside of a mould by rotating the mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/02Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C39/10Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. casting around inserts or for coating articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/02Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C41/04Rotational or centrifugal casting, i.e. coating the inside of a mould by rotating the mould
    • B29C41/042Rotational or centrifugal casting, i.e. coating the inside of a mould by rotating the mould by rotating a mould around its axis of symmetry
    • B29C41/045Rotational or centrifugal casting, i.e. coating the inside of a mould by rotating the mould by rotating a mould around its axis of symmetry the axis being placed vertically, e.g. spin casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/02Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C41/04Rotational or centrifugal casting, i.e. coating the inside of a mould by rotating the mould
    • B29C41/06Rotational or centrifugal casting, i.e. coating the inside of a mould by rotating the mould about two or more axes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/36Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and impregnating by casting, e.g. vacuum casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S264/00Plastic and nonmetallic article shaping or treating: processes
    • Y10S264/56Processes of molding lactams

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Polyamides (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

PARA LA ELABORACION DE PARTES MOLDEADAS MEDIANTE POLIMERIZACION DE LACTAMOS EN MOLDES CON PROPIEDADES REPRODUCIBLES Y TECNOLOGICAS DEFINIDAS SE PROPONE UN PROCEDIMIENTO, DONDE ANTES DEL PROCESO DE POLIMERIZACION SE APLICA EN EL MOLDE (7) UN MATERIAL (14) SINTETICO DE FIBRA PARA INCRUSTACION EN LA PARTE (2) DE MOLDE Y SE POSICIONA DE FORMA FIJA. LA INVENCION DESCRIBE TAMBIEN UNA NUEVA PARTE MOLDEADA ELABORADA MEDIANTE ESTE PROCESO.

Description

Procedimiento para la fabricación de piezas moldeadas por polimerización de lactamas en moldes.
La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de piezas moldeadas por polimerización de lactamas en moldes añadiendo material compuesto de fibras. La invención se refiere asimismo a nuevas piezas moldeadas fabricadas según el procedimiento de acuerdo con la invención.
La fabricación técnica de piezas moldeadas a partir de lactamas, preferentemente mediante la polimerización rápida alcalina activada o la polimerización en bloque, se usa desde hace aproximadamente 30 años. En el sentido de la presente invención se entienden por piezas moldeadas los elementos que se pueden fabricar mediante las técnicas conocidas de moldeo y polimerización, entre los que se encuentran semiproductos, elementos moldeados y similares.
En los campos de la construcción de máquinas y aparatos, por ejemplo, se intenta desde hace muchos años sustituir las chapas metálicas por otros materiales que ofrecen ventajas técnicas y/o económicas en la fabricación y/o aplicación. Como materiales alternativos también se han establecido, entre otros, los plásticos, que presentan propiedades muy diversas y se ajustan de la forma más precisa posible a los requisitos correspondientes. Sin embargo, hasta la fecha no se ha proporcionado ningún plástico que pueda sustituir por completo a los metales en lo que se refiere a su resistencia, estabilidad, dureza, rigidez, tenacidad, resistencia térmica, comportamiento en fuego, etc. En caso de que algunos plásticos aislados alcancen, al menos en parte, o incluso superen las propiedades tecnológicas del metal, su uso no suele ser comparable al uso de los metales desde el punto de vista de la rentabilidad. Por lo tanto, para cumplir lo mejor posible el perfil de requisitos, sigue siendo necesario seleccionar para cada caso de aplicación correspondiente el plástico de sustitución óptimo en cada caso de una amplia gama de variantes posibles.
Los campos de aplicación para piezas moldeadas de plástico planas son la construcción de vehículos y el sector de transportes. En ellos se usan piezas moldeadas de gran superficie que originalmente estaban formadas por chapas metálicas. Recientemente, estas piezas moldeadas se han sustituido sobre todo por plásticos duroplásticos, de los cuales han destacado especialmente las resinas de poliéster insaturadas (resinas de PI), poliuretanos (resinas de PU) y resinas epoxídicas (resinas EP). En el caso de piezas poco solicitadas mecánicamente también se usan cada vez más los plásticos termoplásticos, de los cuales se usan sobre todo los plásticos de masa polipropileno (PP), policarbonato (PC), acrilonitrilo/butadieno/estirenos (ABS), así como diferentes formas mixtas.
La diversidad de los plásticos usados, especialmente en la construcción de vehículos, se considera cada vez con más frecuencia un inconveniente frente a los materiales metálicos, puesto que recientemente ha surgido la necesidad de reciclar y recuperar los aparatos viejos desechados. Mientras que la recuperación de metales se ha solucionado esencialmente hace años con el tratamiento de chatarra, el reciclaje de plásticos está aún en sus comienzos. Ya ahora se prevé que la clasificación por tipos de plástico es muy complicada y costosa. En lugar de ello resulta más razonable usar desde el principio sólo unos pocos tipos de plástico. Estos tipos de plástico deben usarse entonces lo más extensamente posible en la aplicación correspondiente, por ejemplo para parachoques, piezas laterales, guardabarros, techos, partes inferiores de la carrocería, capós, etc. en la construcción de automóviles. En este caso resulta deseable proporcionar un solo tipo de plástico para un gran número de aplicaciones.
En la reutilización de plásticos son parámetros importantes la energía necesaria y el grado de regeneración de los plásticos residuales en nuevas piezas de plástico. Normalmente, las piezas de plástico se trituran y se limpian de sustancias extrañas. La materia prima resultante está disponible habitualmente en forma de granulado. Si se trata de un plástico termoplástico, éste se puede reconvertir por completo en piezas nuevas en máquinas de moldeo por inyección. Por el contrario, los plásticos duroplásticos no se funden en condiciones comparables y, por ello, sólo se pueden usar parcialmente como cargas cuando se fabrican piezas duroplásticas nuevas. Así, debido a su aptitud para el reacondicionamiento completo, los termoplásticos adquieren cada vez más importancia frente a los duroplásticos, de manera que también pasa al primer plano la búsqueda de materiales de sustitución termoplásticos adecuados.
Un material termoplástico conocido con un espectro de propiedades especialmente equilibrado es la poliamida, que se usa ya para la fabricación de piezas técnicas de alta calidad. Se puede influir en las propiedades tecnológicas de las poliamidas, de modo que resultan técnica y económicamente interesantes como sustitutos para metales. Esto, sin embargo, hasta la fecha no es posible en el caso de piezas moldeadas de gran superficie y de pared esencialmente delgada respecto a la extensión superficial. Especialmente en el caso de piezas de soporte siguen dominando, además de los elementos duroplásticos, las chapas, que deben aguantar intensas fuerzas mecánicas sin romperse.
Las piezas moldeadas de poliamida se fabrican, entre otras formas, por polimerización de lactamas en moldes. La fabricación técnica de piezas moldeadas a partir de lactamas, preferentemente por polimerización rápida alcalina activada o polimerización en bloques, se usa desde hace aproximadamente 30 años. En el sentido de la presente invención se han de entender por piezas moldeadas planas las piezas moldeadas fabricadas a partir de hojas, chapas o de cualquier otro material de configuración plana que habitualmente presenta una gran extensión superficial y un grosor relativamente reducido.
En general, las piezas moldeadas a partir de lactamas se fabrican mediante la polimerización de lactamas en moldes de fundición, y generalmente son más duras, rígidas y resistentes al desgaste que los elementos de plástico convencionales, por ejemplo también que los de poliamida. Esto se debe en primer lugar a la mayor cristalinidad. Fijando las condiciones marco del procedimiento, tales como temperatura, tiempo de permanencia, etc., y eligiendo los aditivos que se han de usar y el tratamiento posterior, se puede influir en las propiedades tecnológicas correspondientes de las piezas moldeadas. La mayoría de estas condiciones mencionadas, sin embargo, sólo se pueden cumplir con un esfuerzo económico y técnico considerable. La elevada cristalinidad es principalmente la causa de que las piezas moldeadas fabricadas a partir de lactamas presenten también una elevada fragilidad. Así, las piezas moldeadas fabricadas a partir de lactamas según procedimientos convencionales pueden ser destruidas por sobrecargas repentinas que causan una rotura explosiva debido al denominado flujo frío. Esto puede producir daños considerables en el caso de elementos de construcción importantes para la seguridad.
Si bien en el estado de la técnica también se conoce el uso de monómeros reforzados con fibras de vidrio y endurecidos en moldes en forma de los denominados duroplásticos, los procedimientos conocidos no pueden ser extrapolados sin más por el experto. Los duroplásticos, es decir, los plásticos de fibras de vidrio en el sentido convencional, se generan por polimerización radicalaria. En el caso de la fabricación de piezas moldeadas por polimerización de lactamas se trata de la preparación de termoplásticos que se producen mediante una polimerización aniónica. En ésta existen condiciones marco que en la polimerización radicalaria ni siquiera son dignas de atención. Por este motivo, las extrapolaciones de los conocimientos sobre los procedimientos de preparación de duroplásticos no conducen forzosamente al éxito en la preparación de termoplásticos por polimerización de lactamas, sino que la polimerización aniónica está sujeta a sus propias leyes. Las leyes para la preparación de duroplásticos no son extrapolables.
Por ejemplo, los parámetros de procedimiento que afectan a la humedad y la sensibilidad de las lactamas a sustancias polares causan problemas especiales en la polimerización aniónica de lactamas. De este modo tampoco se pueden incorporar simplemente plásticos de fibras de vidrio convencionales en las lactamas, sino que deben cumplir determinados criterios en función del parámetro de procedimiento.
En los documentos DE1174982A1 y DE1910175
A1, por ejemplo, se dan a conocer procedimientos para la fabricación de piezas moldeadas por polimerización de lactamas. El documento mencionado en primer lugar da a conocer un procedimiento para la fabricación de elementos de poliamida fundidos en molde que se fabrican mediante fundición por rotación en la cual las fuerzas de rotación no deben superar a las fuerzas de gravitación. Aunque se da a conocer la posibilidad teórica de la introducción de cargas, no se aprecian las medidas con las que se pueden alcanzar propiedades tecnológicas definidas. El documento DE1910175A1 da a conocer igualmente un procedimiento para la fabricación de piezas de poliamida fundidas en molde en el que se usan esteras para aumentar la rigidez de las piezas moldeadas de pared delgada. No se indica el uso selectivo de fibras o la sustitución de un tipo de fibras determinado.
En los documentos DE2050572A1, DE1214885
A1 y DE1066012A1 se describen procedimientos de fundición por rotación y de fundición centrifugada en los que, si bien se dan a conocer detalles de los procedimientos, éstos no se relacionan con la elaboración de piezas moldeadas reforzadas selectivamente con fibras.
Partiendo de esto, la presente invención se propone el objetivo de mejorar un procedimiento para la fabricación de piezas moldeadas por polimerización de lactamas en moldes en el sentido de aumentar la resistencia de las piezas moldeadas fabricadas de acuerdo con el procedimiento frente a picos de carga repentinos y de mejorar la reproducibilidad de las propiedades tecnológicas determinables de las piezas moldeadas fabricadas de acuerdo con el procedimiento.
Para el logro técnico de este objetivo se propone un procedimiento para la fabricación de piezas moldeadas esencialmente planas por polimerización de lactamas en moldes añadiendo el material compuesto de fibras según la reivindicación 1.
El procedimiento de acuerdo con la invención permite mejorar, mediante la introducción selectiva de material compuesto de fibras, la reproducibilidad de las propiedades tecnológicas del material de la pieza moldeada. Entre ellas se encuentran, por ejemplo, la resistencia a la tracción, el módulo de elasticidad, la resiliencia y similares. Por material compuesto de fibras en el sentido de la invención también deben entenderse, además de mechas de fibra de vidrio, tejidos y esteras, materiales no tejidos y fieltros, es decir, según configuraciones ventajosas de la invención, materiales no tejidos y fieltros punzonados, tejidos, mechas de fibra de vidrio, tejidos de mechas de fibra de vidrio y esteras, preferentemente de fibras de vidrio y de fibras sintéticas.
Es esencial tener en cuenta la compatibilidad del material (matriz) con el tejido, de lo cual resultan las propiedades tecnológicas. Así, es importante que las fibras estén exentas de sustancias inhibidoras.
De acuerdo con una propuesta de la invención, el material compuesto de fibras se coloca de forma fija en el molde de manera que se pueda asegurar la situación geométrica del material compuesto de fibras en la pieza de trabajo. Ventajosamente se calienta el molde con el tejido colocado a una temperatura de 120ºC a 190ºC, preferentemente de 145ºC a 180ºC. De acuerdo con una propuesta de la invención, las lactamas se vierten en el molde una vez colocado el material compuesto de fibras. Resulta ventajoso que las lactamas se fundan con los aditivos necesarios antes de verterlas en el molde, ajustándose ventajosamente una temperatura de 110ºC a 140ºC, preferentemente de 116ºC a 125ºC.
De acuerdo con una configuración ventajosa de la invención, el molde se cierra y se le practica el vació tras verter las lactamas. De acuerdo con una propuesta de la invención, el molde puede girar adicional o alternativamente durante y/o después de verter las lactamas. Ventajosamente se ajustan unas velocidades de giro de 30 a 250 rpm (revoluciones por minuto). A estas velocidades, el molde también se puede hacer girar biaxialmente, lo que resulta ventajoso para la fabricación de piezas huecas. Este procedimiento permite verter las lactamas por etapas, de manera que se pueden realizar sucesivamente coladas individuales en función de la viscosidad de la masa fundida. Este procedimiento también permite colocar posteriormente el material compuesto de fibras, siempre y cuando no se alteren los parámetros de procedimiento necesarios en cuanto a la masa fundida de lactamas, de manera que no se puede producir una polimerización completa.
De acuerdo con otra propuesta ventajosa de la invención se ajustan unas velocidades de giro de 100 a 2.000 rpm. El vertido en el molde que gira se lleva a cabo en el centro de giro. Todos los procedimientos mencionados garantizan que se eviten inclusiones de aire en las piezas moldeadas fabricadas y que se obtenga una buena unión entre la masa vertida y el material compuesto de fibras.
De acuerdo con una configuración ventajosa de la invención se debe usar una cantidad lo más grande posible de vidrio. Esto conlleva especialmente un aumento de los valores de resistencia. Debe prestarse especial atención a que la poliamida polimerizada se adhiera lo más fijamente posible a la superficie del vidrio, a que permanezca la menor cantidad posible de inclusiones de aire en la pieza acabada y, sobre todo, a que la polimerización transcurra hasta el final, hasta un contenido residual de lactamas de, como máximo, 2%.
En particular se usan de acuerdo con la invención predominantemente tejidos de fibras de vidrio. Su ventaja reside en que poseen un volumen pequeño, de modo que se introduce menos aire en los moldes. Además se pueden lograr elevadas proporciones de vidrio mediante la disposición en capas. Los tejidos también se pueden colocar disponiendo las fibras en diferentes sentidos según las direcciones necesarias de la carga, para obtener así un material compuesto que pueda cumplir las más diversas exigencias estáticas y dinámicas. El uso de tejidos de fibras de vidrio permite además la fabricación de elementos de pared delgada.
De acuerdo con una propuesta de la invención, los tejidos de fibras de vidrio se colocan en el molde ya caliente y el molde se calienta adicionalmente. Esta medida permite eliminar la humedad presente en el tejido. En caso del molde cerrado se puede hacer pasar adicionalmente nitrógeno a través del tejido. También existe la posibilidad de evacuar el molde cerrado. Con estas medidas se evita en primer lugar la humedad, que puede obstaculizar o incluso impedir la polimerización de las lactamas, lo que generaría un contenido residual de lactamas superior al 2%.
De acuerdo con la invención se usa un material de fibras de vidrio que no presenta sustancias iónicas en la superficie. Asimismo se propone realizar la evacuación del molde de tal manera, que se eviten inclusiones de aire en la pieza acabada. Para ello existe, por una parte, la posibilidad de generar un vacío después de verter las lactamas y de cerrar el molde. También existe la posibilidad de inyectar las lactamas mediante toberas en el molde el que se ha practicado el vació.
De acuerdo con la invención se aplica presión al molde durante el proceso de polimerización. Para ello se puede colocar el molde en una prensa. Con estas medidas se pueden fabricar piezas moldeadas con especialmente poca tensión. De acuerdo con otra propuesta de la invención se pueden añadir a las lactamas aditivos para influir en las propiedades tecnológicas deseadas. Habitualmente se usan determinados prepolímeros reactivos por medio de los cuales se puede aumentar selectivamente la proporción amorfa en la poliamida de fundición altamente cristalina, de manera que disminuye la fragilidad y aumenta la tenacidad. De acuerdo con otra propuesta de la invención, los aditivos se seleccionan desde el punto de vista de la regeneración del material como plástico termoplástico. Naturalmente no se deben usar aditivos que puedan obstaculizar la polimerización aniónica.
Con el procedimiento de acuerdo con la invención se pueden fabricar piezas moldeadas planas que, mediante una fabricación rentable, pueden alcanzar aproximadamente las propiedades tecnológicas de las piezas moldeadas planas fabricadas a partir de metal. Las piezas moldeadas fabricadas según el procedimiento de acuerdo con la invención también alcanzan las propiedades tecnológicas de las piezas moldeadas de plásticos duroplásticos pero, por el contrario, se pueden reutilizar de forma sencilla y, sobre todo, completa.
Con el procedimiento de acuerdo con la invención se pueden fabricar además piezas moldeadas con propiedades tecnológicas reproducibles, estando aumentada sustancialmente la resistencia frente a picos de carga repentinos. Se puede influir, por ejemplo, en las propiedades mecánicas por medio del tipo de material compuesto de fibras, del tipo de colocación respecto al número de capas, del sentido de las fibras y similares.
Una pieza moldeada fabricada según el procedimiento de acuerdo con la invención es nueva en cuanto a su estructura y sus propiedades tecnológicas. Resultan especialmente sorprendentes la determinabilidad y reproducibilidad de las propiedades tecnológicas.
Otras ventajas y características de la invención resultan de la descripción siguiente mediante ejemplos de realización del procedimiento de acuerdo con la invención, así como mediante las figuras. Muestran:
la Fig. 1 un diagrama de flujo esquemático para explicar el curso del procedimiento;
la Fig. 2 una representación seccional esquemática de un ejemplo de realización para un elemento de construcción moldeado, y
la Fig. 3 una representación esquemática de un dispositivo para la realización del procedimiento.
Los ejemplos de realización se explican mediante el diagrama de flujo esquemático mostrado en la
Fig. 1.
En primer lugar se proporcionan y especifican en los pasos 1 y 2 las cantidades previstas de las lactamas y de los aditivos necesarios. Por especificación se entiende la relación cuantitativa y cualitativa entre las materias primas individuales que, dependiendo entre otras cosas del conocimiento tecnológico, influyen en que el procedimiento se realice con éxito. Por ejemplo, una especificación exacta puede mantener la proporción de componentes extraíbles del material, es decir, de mono- y oligómeros, por debajo del 2% de manera que las propiedades tecnológicas no empeoren de forma persistente.
En el paso de procedimiento 6 se proporciona el material compuesto de fibras en las cantidades, los recortes y las especificaciones correspondientes. El material compuesto de fibras se puede seleccionar en función de la propiedad tecnológica deseada.
Por ejemplo, se pueden introducir tejidos de hilos de fibra de vidrio, esteras de vidrio textil, fieltros de vidrio punzonados o materiales no tejidos de vidrio punzonados. Cuando se usan tejidos de mechas de fibra de vidrio se ha de prestar atención a que la unión entre la matriz y la fibra sea homogénea. Los puntos de unión de las esteras de vidrio textil pueden estar unidos con adhesivos duroplásticos adecuados. La estructura esponjosa de los fieltros y de los materiales no tejidos contribuye al aumento significativo de las capacidades de absorción de impactos en la pieza de trabajo fabricada.
En el paso de procedimiento 3 se mezclan las lactamas y los aditivos y se funden. Una regulación de la temperatura 4 y una regulación del tiempo 5 se ocupan de generar una masa fundida según se desea con propiedades definidas y un comportamiento definido específico del procedimiento.
Los materiales compuestos de fibras proporcionados en el paso de procedimiento 6 se introducen en el molde 7. Una regulación de la temperatura 8 se ocupa de mantener las temperaturas deseadas. El vertido de la masa fundida se lleva a cabo en función de los temporizadores 9 y 10, y la polimerización siguiente en función de la regulación del procedimiento 11.
La regulación del procedimiento incluye, por ejemplo, el cierre y la evacuación del molde una vez realizado el vertido, el giro del molde para generar una pieza de fundición centrifugada, en el que son ventajosas unas frecuencias de giro de 100 a 2.000 rpm. El vertido se lleva a cabo en el centro de giro. En una fundición por rotación, por ejemplo una fundición biaxial, se ajusta una velocidad de rotación de 30 a 250 rpm. Este procedimiento permite el vertido por etapas en función del aumento de la viscosidad de la masa fundida en el molde.
Una vez realizada la polimerización, la pieza de trabajo acabada generalmente se puede extraer fácilmente del molde.
Después de la extracción se pueden lograr efectos de cristalización posterior deseados almacenando las piezas de trabajo en una atmósfera definida, por ejemplo en una atmósfera calentada o sin intercambio de aire.
El molde puede estar elaborado preferentemente de acero fino. No se requieren agentes de separación.
Como muestra la Figura 2 en el ejemplo de un rollo de cable, la fijación firme del material compuesto de fibras al molde permite realizar deposiciones definidas del material compuesto de fibras en la pieza moldeada, cuya consecuencia son propiedades tecnológicas definidas. La pieza moldeada obtenida 12 se compone entonces del elemento de lactama 13 en el que está colocado de forma definida el material compuesto de fibras, que en el ejemplo de realización mostrado son esteras de fibras 14.
En el molde 15 representado esquemáticamente en la Figura 3, la cavidad 16 está configurada para la fabricación de un elemento de construcción moldeado de gran superficie. En el ejemplo de realización mostrado está colocado en la cavidad 16 un material compuesto de fibras 17, por ejemplo un tejido de vidrio. La cavidad 16 está conectada con una cabeza mezcladora 18, de manera que en el ejemplo de realización mostrado se puede alimentar la masa fundida de lactamas según el denominado procedimiento de inyección. La cavidad 16 está conectada igualmente a una bomba de vacío 19 que genera en la cavidad 16 un vacío parcial, de modo que la masa fundida es aspirada a la cavidad 16 a través de la cabeza mezcladora 18. El material compuesto de fibras colocado en la cavidad 16 se incorpora así en la masa fundida antes de la polimerización.
Lista de símbolos de referencia
\global\parskip0.500000\baselineskip
1
\tabul
Lactamas (especificación)
2
\tabul
Aditivos (especificación)
3
\tabul
Mezclado
4
\tabul
Regulación de la temperatura
5
\tabul
Regulación del tiempo
6
\tabul
Material compuesto de fibras (especificación)
7
\tabul
Molde
8
\tabul
Regulación de la temperatura
9
\tabul
Regulación del tiempo
10
\tabul
Regulación del tiempo
11
\tabul
Regulación del procedimiento
12
\tabul
Pieza moldeada
13
\tabul
Elemento de lactama
14
\tabul
Esteras de fibras
15
\tabul
Molde
16
\tabul
Cavidad
17
\tabul
Material compuesto de fibras
18
\tabul
Cabeza mezcladora
19
\tabul
Bomba de vacío.
\global\parskip0.000000\baselineskip

Claims (20)

1. Procedimiento para la fabricación de piezas moldeadas esencialmente planas por polimerización de lactamas en moldes añadiendo un material compuesto de fibras, en el que antes del proceso de polimerización se introduce el material compuesto de fibras de gran superficie en un molde que presenta superficies esencialmente grandes y planas para su incorporación en la pieza moldeada y se coloca de forma fija respecto al molde, caracterizado porque para la polimerización se vierten lactamas, se aplica presión al molde después de cerrarlo y la polimerización transcurre hasta el final, hasta un contenido residual de lactamas de, como máximo, 2%, y porque se usan fibras de vidrio sin sustancias iónicas en la superficie.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el molde con el material compuesto de fibras colocado se calienta a una temperatura de 120ºC a 190ºC.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el molde con el material compuesto de fibras colocado se calienta preferentemente a una temperatura de 145ºC a 180ºC.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la proporción de vidrio se ajusta a entre 10 y 70%.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como material compuesto de fibras se usa material no tejido o fieltro punzonado.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como material compuesto de fibras se usan mechas de fibra de vidrio.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como material compuesto de fibras se usa tejido.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como material compuesto de fibras se usan esteras.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las lactamas se funden junto con los aditivos antes de verterlas en el molde.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque la masa fundida se calienta a una temperatura de 110ºC a 140ºC.
11. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque la masa fundida se calienta preferentemente a una temperatura de 116ºC a 125ºC.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el molde se calienta adicionalmente después de colocar las fibras.
13. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se hace pasar nitrógeno a través del molde cerrado.
14. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la masa fundida de lactamas se inyecta en el molde cerrado.
15. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el molde se cierra y se le practica el vació después de verter la masa fundida.
16. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque después del vertido se hace girar el molde.
17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque se hace girar el molde con una velocidad de 30 a 250 rpm.
18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 16 ó 17, caracterizado porque el vertido de la masa fundida se lleva a cabo en etapas.
19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque se hace girar el molde con una velocidad de hasta 2.000 rpm.
20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque el vertido de la masa fundida se lleva a cabo en el centro de giro.
ES95927728T 1994-08-01 1995-07-26 Procedimiento para la fabricacion de piezas moldeadas por polimerizacion de lactamas en moldes. Expired - Lifetime ES2288754T3 (es)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944427206 DE4427206A1 (de) 1994-08-01 1994-08-01 Verfahren zur Herstellung von Formteilen mittels Polymerisation von Lactamen in Formen
DE4427206 1994-08-01
DE19944434657 DE4434657A1 (de) 1994-09-28 1994-09-28 Verfahren zur Herstellung von flächigen Formteilen mittels Polymerisation von Lactamen in Formen
DE4434657 1994-09-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2288754T3 true ES2288754T3 (es) 2008-01-16

Family

ID=25938868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES95927728T Expired - Lifetime ES2288754T3 (es) 1994-08-01 1995-07-26 Procedimiento para la fabricacion de piezas moldeadas por polimerizacion de lactamas en moldes.

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5980796A (es)
EP (1) EP0773865B1 (es)
JP (1) JPH10503439A (es)
CN (1) CN1063385C (es)
AT (1) ATE366177T1 (es)
CA (1) CA2196576A1 (es)
CZ (1) CZ24997A3 (es)
DE (1) DE59511081D1 (es)
ES (1) ES2288754T3 (es)
RU (1) RU2133672C1 (es)
WO (1) WO1996004124A1 (es)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29922920U1 (de) * 1999-02-12 2000-05-11 Ensinger GmbH & Co., 71154 Nufringen Rotationssymmetrisches Bauteil, wie Seilrollen, Laufrad o.dgl. aus Kunststoff
DE10228649A1 (de) * 2002-06-26 2004-01-22 Bakelite Ag Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Produktes auf Epoxidharzbasis
JP5146699B2 (ja) * 2010-06-03 2013-02-20 トヨタ自動車株式会社 繊維強化複合材製の部品の構造
EP2402148B1 (en) * 2010-06-30 2014-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Casting method for manufacturing a work piece
AT511514B1 (de) * 2011-06-09 2013-12-15 Engel Austria Gmbh Verfahren zum herstellen von, insbesondere faserverstärkten, thermoplastischen kunststoffteilen
FR2997035B1 (fr) * 2012-10-23 2016-07-01 Arkema France Procede de fabrication d'une piece composite thermoplastique, par injection-compression-moulage sous vide, dispositif de mise en œuvre et piece ainsi obtenue
US9186852B2 (en) 2013-11-22 2015-11-17 Johns Manville Fiber-containing prepregs and methods and systems of making
US11548245B2 (en) 2013-11-22 2023-01-10 Johns Manville Fiber-containing prepregs and methods and systems of making
CN104960124B (zh) * 2015-06-17 2018-05-22 河北腾跃铁路装备股份有限公司 一种心盘磨耗盘尼龙毛坯压铸成型工艺
CN108367530B (zh) * 2015-12-18 2020-06-09 朗盛德国有限责任公司 纤维复合材料的生产
CN106976192B (zh) * 2017-03-21 2023-04-18 江苏肯帝亚木业有限公司 木质纤维热改性木塑复合材料设备及木塑材料的制备工艺
US10857744B2 (en) 2018-04-03 2020-12-08 Johns Manville System for producing a fully impregnated thermoplastic prepreg
US10717245B2 (en) 2018-04-03 2020-07-21 Johns Manville System for producing a fully impregnated thermoplastic prepreg

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1066012B (de) * 1959-09-24 Lemforder Metallwarengesellschaft mbH Lemforde (Hann) Schleudervorrichtung zur Herstellung von Stangen Rohren Schlauchen Bezügen u dgl aus Kunststoff im Schleudergußver fahren
BE635595A (es) * 1962-08-03
DE1214865B (de) * 1964-06-02 1966-04-21 Kuesters Eduard Maschf Verfahren zur Herstellung von Kalanderwalzen aus Kunststoffen durch Schleudern
US3349634A (en) * 1965-04-13 1967-10-31 Dayco Corp Transmission belt and method of manufacture
CH479654A (de) * 1968-03-02 1969-10-15 Basf Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Polyamidformkörpern
FR2003090A1 (es) * 1968-03-02 1969-11-07 Basf Ag
DE1910175A1 (de) * 1969-02-28 1970-09-10 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern aus Polyamiden durch aktivierte anionische Polymerisation von Lactamen
CH515794A (de) * 1969-10-23 1971-11-30 Loeckmann Hans Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Polyamidstranges
DE2026906A1 (en) * 1970-06-02 1971-12-16 Fenaro Ferch & Co Kg Polyamide flat moulded part - with filler materials - embedded in it at predetermined positions
DE2064598A1 (de) * 1970-12-30 1972-07-13 Bayer Verfahren zur Herstellung von Polyamidhohlkörpern
DE2633560A1 (de) * 1976-07-26 1978-02-09 Elteka Kunststoff Verfahren zur herstellung von gusskoerpern durch die aktivierte anionische polymerisation von lactamen
DE2637683A1 (de) * 1976-08-20 1978-02-23 Kabel Metallwerke Ghh Verfahren zur herstellung von rotationssymetrischen hohlkoerpern
DE2817778A1 (de) * 1977-05-09 1978-11-23 Firestone Tire & Rubber Co Glasfaserverstaerkte polyamidzusammensetzungen
US4508675A (en) * 1981-04-24 1985-04-02 Allied Corporation Nylon composition for use in rotational molding
DE3325554A1 (de) * 1983-07-15 1985-01-24 Basf Ag Verfahren zur herstellung von flaechigen formteilen aus faserverstaerktem polyamid
NL8400930A (nl) * 1984-03-23 1985-10-16 Leo Koet Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een met vezels verstevigd kunststof element.
US4714575A (en) * 1986-05-27 1987-12-22 Ex-Cell-O Corporation Method for manufacturing RIM composites
EP0272635B1 (en) * 1986-12-19 1992-08-05 Takeda Chemical Industries, Ltd. A molding process of fiber reinforced plastics
GB2208364B (en) * 1987-07-31 1990-09-19 Sumitomo Rubber Ind Production of fiber reinforced plastic article
TW207975B (es) * 1991-10-19 1993-06-21 Sumitomo Seika Chemicals
JPH05116169A (ja) * 1991-10-25 1993-05-14 Mitsubishi Kasei Corp 繊維強化樹脂成形体の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996004124A1 (de) 1996-02-15
CA2196576A1 (en) 1996-02-15
CN1154675A (zh) 1997-07-16
US5980796A (en) 1999-11-09
CZ24997A3 (en) 1997-07-16
ATE366177T1 (de) 2007-07-15
CN1063385C (zh) 2001-03-21
DE59511081D1 (de) 2007-08-16
RU2133672C1 (ru) 1999-07-27
EP0773865B1 (de) 2007-07-04
EP0773865A1 (de) 1997-05-21
JPH10503439A (ja) 1998-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2288754T3 (es) Procedimiento para la fabricacion de piezas moldeadas por polimerizacion de lactamas en moldes.
JP6792344B2 (ja) 強化部材で強化された成形物品、その製造方法及びその使用
US4466138A (en) Safety helmet with a shell injected from thermoplastics and method for the manufacture of said helmet
CN101665121B (zh) 长纤维增强热塑性树脂制外部安装成形体
CN107107486A (zh) 生产机动车辆的混合结构部件的方法及相应混合结构部件
CN102470583A (zh) 纤维增强复合材料的制造方法
TW201819159A (zh) 成形品及壓縮成形法
KR100846545B1 (ko) 자동차 본체용 복합부재 및 그 제조방법
CN109867814A (zh) 纤维复合材料及其生产方法
RU97103142A (ru) Способ получения формованных изделий путем полимеризации лактамов в формах
US20070228783A1 (en) Production method for motorcycle saddles
CZ298638B6 (cs) Zpusob výroby termoplastického tvarovaného dílu atermoplastický tvarovaný díl
WO2008034687A1 (de) Verfahren zur herstellung eines warmwasserspeichers
JP3394680B2 (ja) 塗装可能部材の製造に好適なガラスマット強化熱可塑性樹脂
JPH02225533A (ja) チョップドストランドマットおよび熱可塑性樹脂シート材料
JP2020019897A (ja) 連続繊維強化樹脂成形体の製造方法、製造装置、及び中間基材
JP3393309B2 (ja) 繊維強化樹脂製ヘルメットの製造方法
KR100482443B1 (ko) 열가소성 수지 조성물의 제조 방법
EP4007692B1 (en) Manufactured articles consisting of the coupling of two polyamide-based parts, one of which fibre-reinforced, and a process for the production thereof
JP7469147B2 (ja) 複合体及びその製造方法
JP7523253B2 (ja) 成形体及びその製造方法
JP3292998B2 (ja) 中空構造体の製造方法
DE29522131U1 (de) Formteil mittels Polymerisation von Lactamen in Formen
CA2053999A1 (en) Reinforced thermoplastic components for use in the manufacturing of ophthalmic lenses and methods of making such components
JPH06341012A (ja) 複合材料用熱可塑性樹脂マルチフィラメント糸及び織物