JPS61286107A - 繊維強化プラスチツクから成る半製品を連続的に製造する方法及び装置 - Google Patents

繊維強化プラスチツクから成る半製品を連続的に製造する方法及び装置

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JPS61286107A
JPS61286107A JP61130468A JP13046886A JPS61286107A JP S61286107 A JPS61286107 A JP S61286107A JP 61130468 A JP61130468 A JP 61130468A JP 13046886 A JP13046886 A JP 13046886A JP S61286107 A JPS61286107 A JP S61286107A
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fiber
fiber material
impregnating
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BASF SE
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/122Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex
    • 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
    • B29C70/50Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/523Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die and impregnating the reinforcement in the die

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  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、結合した形の繊維材料に流動性プラスチック
を含浸させかつ含浸した繊維材料を寸法規制することに
より、繊維強化プラスチックから成る半製品を連続的に
製造する方法並びに該方法を実施する装置に関する。
従来の技術 硬化性物質2例えば不飽和ポリエステル樹脂。
メラミン樹脂、フェノール樹脂及び同種のものを多種多
様な形の繊維と組合せることは公知である。
この場合には、一般に当該の繊維材料に上記のような物
質の初期縮合物が含浸浴で含浸させられる。
この操作はこの種の調整粘度が低いことに基づき大きな
困難を伴わずには不可能である。繊維と硬化性物質とを
組合せることの欠点は、−面では比較的長い含浸時間が
必要でありかつ他面では繊維材料がロールを介して導び
かれる際に、硬化性物質が一部分再び繊維材料から搾出
されるために。
硬化性物質の計量供給精度がしばしば不十分にある点に
ある。
繊維と熱可塑性物質とを組合せることも公知である。し
かし、この場合には大抵含浸は適用されず、専ら織物、
フリース及び同種のものの表面被覆が適用される。就中
、繊維の特性、すなわち当該の半製品の繊維の柔軟性は
維持されるべきである。例外的に1例えばペースト、溶
液又は分散液が含浸させられることもある。しかしなが
ら、この種の方法では、溶剤を又はプラスチック分散液
の場合には水を除去することが常に必要である。
この操作は、高価な乾燥工程により半製品の表面でプラ
スチックの富化を生ゼしぬる。従って、含浸が不均一に
なる。半製品内の気泡封入は、概して高い費用を用いて
回避されるにすぎない。
高い強度の繊維強化半製品を製造する際に重要であるの
は、全ての繊維素をプラスチックで完全にぬらすことで
ある。更に、繊維素は折られるべきでなく、かつ隣接し
た繊維間の間隔をできる限り小さく保つために、半製品
内には最少のプラスチックが残留すべきである。公知方
法は、これらの条件を完全には満足することができない
発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、高い粘度であっても繊維材料内にプラ
スチックの極めて均一な分配が行なわれかつ最適だと見
なされた繊維材料/プラスチック量比が後続の処理工程
中に維持される。繊維強化プラスチックから成る半製品
を連続的に製造するための簡単かつ迅速に実施可能な方
法を提供することであった。
問題点を解決するための手段 前記課題は、冒頭に記載した形式の方法において9本発
明により、流動性プラスチックを循環路内を循環させか
つ多数の分流で約0.1〜約lOバールの圧力下に含浸
帯域内に噴射し、その際含浸領域内に流入するプラスチ
ックの噴流を含浸帯域内を誘導される繊維材料に対して
実質的に垂直に衝突させることにより解決される。
発明の作用及び効果 本発明方法によれば、含浸室及び規制ノズルだけを交換
する簡単な手段により、実質的に全ての所望の形態の繊
維材料に露光又は過酸化物によって硬化可能なプラスチ
ック並びにまた熱可塑性プラスチックを含浸させること
が公知である。
露光又は過隣化物によって硬化可能なプラスチックとし
ては、遊離ラジカルによって架橋させることができる全
てのプラスチック、例えば不飽和ポリエステル樹脂、不
飽和もしくは飽和アクリル樹脂、変性エポキシ樹脂、変
性ポリウレタン樹脂又はこれらの樹脂の混合物を使用す
ることができる。更に、有効に上記樹脂と、それらと共
重合可能な不飽和単量体との混合物を使用することもで
きる。
適当な熱可塑性プラスチックは9例えばオレフィン重合
体例えばポリエチレン又はポリプロピレン;スチレン重
合体又はスチレンと50重辰%までのアクリルニトリル
、α−メチル−スチレン、無水マレイン酸もしくはメチ
ルメタクリレートとの共重合体、並びにゴム変性スチレ
ン重合体、特にブタジェンゴム2〜25重量%を含有す
るもの;塩素含有重合体例えばポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデンもしくは塩素化ポリオレフィン;ポリアミ
ド、ポリメチルメタクリレート、テレフタル酸と飽和ジ
オールから成るポリエステル、ポリカーボネート並びに
これらの重合体の混合物である。
これらのプラスチックは、常用の添加物2例えば充填剤
、顔料1色素、帯電防止剤、安定剤、防炎剤又は滑剤を
含有することができる。その粘度は一般に1〜100 
Pa、sである。
繊維材料としては、天然もしくは合成有機繊維。
例えばアラミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアク
リルニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール
、木綿、麻繊維及び同種のもの並びに無機繊維9例えば
ガラス繊維、炭素繊維等が該当する。これらのうちでは
、ガラス繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維及びポリビ
ニルアルコール繊維が特に有利である。これらの繊維は
、使用する際には、ヤーン、粗糸の形、結合したステー
プル繊維の形又は織物1編物もしくは7リースの形で存
在することができる。より良く結合するために、上記繊
維材料はプラスチックをベースとする結合剤で被覆され
ている。ガラス繊維は1例えばシラン又はクロムベース
の接着助剤を含有する常用の層で処理されている。
一般に、繊維材料を供給ロールから繰出しかっ含浸帯域
を誘導する。圧送可能な粘稠度で存在するプラスチック
を循環路内を循環させる。その際該循環路は含浸帯域を
包含する。搬送量に対する還流、量として決定される返
還比は、 0.01〜0.9゜有利には0.1〜0.5
である。本発明の重要な特徴は、流動性プラスチックを
約0.1〜約10バールの圧力に加圧し1次いで該圧力
を速度に変換させ。
その際プラスチックを大抵は多数の分流で含浸帯域に噴
射させかつそこで含浸すべき繊維材料に対して実質的に
垂直に衝突させることにある。プラスチックは繊維材料
に衝突した後に、順流操作法であることを前提条件とし
て、ある程度の道路をその走行方向に対して平行に流動
しかつ繊維材料を少なくとも一部分含浸帯域から押し進
める。それにより極めて小さな引出し力が生じるにすぎ
ず。
ひいてはモノフィラメントの狭すぎる隣接、それに伴う
不完全なガス抜き及び不十分なプラスチック受容が回避
される。例えば粘度5〜10 pa、s及び通過速度約
50 m / mlnで、引出し張力は約1O−3N/
lexであるにすぎない。含浸した繊維材料を含浸帯域
を搬送する速度は、その他のパラメータ値のその都度の
量に基づき+  2 m/s以下である。
含浸帯域に引続き、含浸した繊維材料を相応する装置で
寸法規制する。該装置は、含浸した強化材料が通過する
際にノズル状の狭搾部の前方で圧力が構成され、該圧力
が最適な含浸及びガス抜きを保証するために役立ちかつ
過剰のプラスチックを流入口から又は寸法規制装置の側
面に設置された流出接続管弁から押出すように構成され
ている。
含浸した繊維材料の横断面の寸法は1寸法規制装置の横
断面並びに使用強化材料及びプラスチックの種類に左右
される。
含浸した繊維材料は、即座に後加工するか又は半製品と
して巻取りかつ貯蔵することができる。
本発明に基づき含浸したストランド又はテープ状強化材
料からは、特に高い強度の製品1例えば圧力容器、駆動
軸、クランク軸、連接棒、ばね及びその他の機械部材を
製造することができる。
特に高粘度の、充填されたプラスチックバッチを含浸さ
せた繊維材料は1本発明のもう1つの特徴に基づき、含
浸及び寸法規制工程の直後に巻取りかつ該チーズをセグ
メントに切開することができる。この方法によれば、プ
レス成形、射出成形及び注型成形のために適当である繊
維強化材料が得られる。この材料は実際に気泡を内包せ
ず、良好に取扱い可能でありかつ極めて経済的に加工さ
れる(十分なオートマチック化が可能である)。
こうして製造した成形品は、比較的高い機械的データ及
び良好な表面品質で優れている。
高粘度のプラスチックを含浸させた繊維材料の細断した
チーズは、場合により後加工前に射出成形又はプレス成
形により大きな1例えば円筒状成形体に前成形すること
もできる。
まだ細断してないチーズを射出成形機械に装入する際に
初めて切開するか又は切開せずにスクリュ一式射出成形
機械に供給することも可能であり。
それにより繊維材料の程度の差こそあれ強力な粉砕をス
クリューにより行うことができる。
本発明はまた前記方法を実施する方法に関する。
本発明による装置は、前記粘度の下方範囲用の実施態様
によれば、流動性プラスチック用の貯蔵容器及び含浸室
から成り、該含浸室はポンプを備えた供給導管及び戻し
導管を介して上記貯蔵容器と接続されている。含浸室は
多数のノズル及びオーバフロー通路を有し、これらはそ
れぞれ側室の領域内に配置されており、それらのうちの
一方の側室は供給導管にかつ他方の側室は戻し導管に接
続されている。この構成により、プラスチックは流れの
衝撃力を高めるために過剰で含浸室に搬送することがで
きる。繊維材料の含浸のために利用されなかったプラス
チックは貯蔵容器に返還される。
本発明による装置は、特許請求の範囲第グ項〜第を項に
記載されているように構成するのが有利である。特に特
許請求の範囲第を項及び第5項に記載に基づく構成は、
繊維材料の極めて迅速な含浸を保証する。側室の間を繊
維の搬送方向に対して平行に延びるプラスチックの流れ
により、推進力が繊維材料に作用し、従って含浸した繊
維材料の搬送のために必要な引出し力を極めて小さく保
つことができる。
前記粘度の上方範囲のためには、流動性プラスチックを
、側室を取外して、直接強化材料の飛打方向に対して横
方向で誘導することができる。
実施例 次に図示の実施例につき本発明の詳細な説明する。
主として9本装置はケーシング2から成り、該ケーシン
グ内に通路状含浸、室3が形成されており。
該含浸室の端面側開口4及び5は繊維材料の横断面に少
なくとも近似値的に合わせられている。繊維材料は供給
ロール1から繰出される。含浸室3内に、多数の、直径
方向で向かい合ったかつ相互にずらされたノズル6が開
口している。全てのノズルは側室7の領域内に配置され
ており、該側室は供給導管10を介して貯蔵容器12と
接続されているo9でもう1つの側室が示され、該側室
は多数のオーバフロー通路8を有しかつ戻し導管11を
介して同様に貯蔵容器12と接続されている。
プラスチックの貯蔵容器12は、一般に加熱ジャゲット
13を備えている。攪拌装置が図示されている。ポンプ
14によって、プラスチックは供給導管lOを経て加圧
下に側室7に搬送され、該側室からプラスチックは次い
で噴射流の形で高速度及び相応する衝撃を伴って含浸室
3内の繊維材料に衝突する。それにより、繊維材料は破
開されかつ含浸せしめられる。この場合、プラスチック
の流動方向と、繊維材料の搬送方向とは同じである。繊
維材料の搬送方向に対して反対向きのプラスチックの流
動方向も考えられうる。
プラスチックを含浸した繊維材料は含浸室を出出後に寸
法規制される。このような寸法規制装置15を通過する
際に、プラスチック及び繊維材料は所望の横断面形状に
規制され、過剰のプラスチックは剥離されかつ導管16
を介して循環路に戻される。
寸法規制装置15に引続き、加熱又は冷却装置17が設
けられており、該装置内でプラスチックは輻射熱によっ
て固化されるか又は冷却により固体状態に変換せしめら
れる。この際に、半製品が形成され、該半製品はその直
後に引続き後加工処理に供給するか又はロールに巻取る
ことができる。
射出成形又はプレス成形材料の形の半製品を製造するた
めには、一般に従来の構造の切断装置及び圧縮装置を持
続することができる(図示せず)。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明による装置の1実施例の略示断面図である
。 1・・・・・・供給ロール、2・・・・・・ケーシング
、3・・・・・・含浸室、4,5・・・・・・端面側開
口、6・・・・・・ノズル。 7.9・・・・・・側室、8・・・・・・オーバフロー
M路、lo・・・・・・供給導管、11・・・・・・戻
し導管、12・・・・・・貯蔵容器。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)結合した形の繊維材料に流動性プラスチックを含
    浸させかつ含浸した繊維材料を寸法規制することにより
    、繊維強化プラスチックから成る半製品を連続的に製造
    する方法において、流動性プラスチックを循環路内を循
    環させかつ多数の分流で約0.1〜約10バールの圧力
    下に含浸帯域内に噴射し、その際含浸領域内に流入する
    プラスチックの噴流を含浸帯域内を誘導される繊維材料
    に対して実質的に垂直に衝突させることを特徴とする、
    繊維強化プラスチックから成る半製品を連続的に製造す
    る方法。
  2. (2)プラスチックを含浸した繊維材料を含浸及び規制
    工程の直後に巻取りかつ該チーズをセグメントに切開す
    る特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)結合した形の繊維材料に流動性プラスチックスを
    含浸させかつ含浸した繊維材料を寸法規制することによ
    り、繊維強化プラスチックから成る半製品を連続的に製
    造する装置において、流動性プラスチック用の貯蔵容器
    (12)及び含浸室(3)を有し、該含浸室がポンプ(
    14)を収容する供給導管(10)及び戻し導管(11
    )を介して貯蔵容器と接続されており、上記含浸室が多
    数のノズル(6)及びオーバフロー通路(8)を有し、
    該ノズル及びオーバフロー通路がそれぞれ側室(7、9
    )の領域内に設けられており、それらの一方の側室(7
    )が供給導管(10)にかつ他方の側室(9)が戻し導
    管(11)に接続されていることを特徴とする、繊維強
    化プラスチックから成る半製品を連続的に製造する装置
  4. (4)ノズル(6)又はオーバフロー通路(8)が含浸
    室(3)の向かい合った壁領域内に設けられている特許
    請求の範囲第3項記載の装置。
  5. (5)向かい合ったノズル(6)が繊維材料の運動方向
    で相互にずらされて配置されている特許請求の範囲第3
    項又は第4項記載の装置。
  6. (6)オーバフロー通路(8)の横断面の和がノズル(
    6)の横断面の数倍でありかつ少なくとも近似値的に含
    浸室(3)の横断面に相当する特許請求の範囲第3項か
    ら第5までのいずれか1項に記載の装置。
JP61130468A 1985-06-13 1986-06-06 繊維強化プラスチツクから成る半製品を連続的に製造する方法及び装置 Pending JPS61286107A (ja)

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DE19853521228 DE3521228A1 (de) 1985-06-13 1985-06-13 Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von halbzeug aus faserverstaerkten kunststoffen

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JP (1) JPS61286107A (ja)
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DE (2) DE3521228A1 (ja)

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