NL2009016C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een element van thermoplastisch composiet materiaal en een daarmee verkregen element van thermoplastisch composiet materiaal. - Google Patents

Werkwijze voor het vervaardigen van een element van thermoplastisch composiet materiaal en een daarmee verkregen element van thermoplastisch composiet materiaal. Download PDF

Info

Publication number
NL2009016C2
NL2009016C2 NL2009016A NL2009016A NL2009016C2 NL 2009016 C2 NL2009016 C2 NL 2009016C2 NL 2009016 A NL2009016 A NL 2009016A NL 2009016 A NL2009016 A NL 2009016A NL 2009016 C2 NL2009016 C2 NL 2009016C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
plastic
fibers
solvent
composite material
fiber
Prior art date
Application number
NL2009016A
Other languages
English (en)
Inventor
Robertus Gerardus Lenferink
Roger Leeuw
Original Assignee
Ten Cate Advanced Composites B V
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
Application filed by Ten Cate Advanced Composites B V filed Critical Ten Cate Advanced Composites B V
Priority to NL2009016A priority Critical patent/NL2009016C2/nl
Priority to PCT/NL2013/050428 priority patent/WO2013187767A1/en
Priority to US14/408,173 priority patent/US20150252154A1/en
Priority to EP13739829.3A priority patent/EP2861409A1/en
Priority to JP2015517215A priority patent/JP2015521660A/ja
Priority to AU2013274967A priority patent/AU2013274967A1/en
Priority to CA2876839A priority patent/CA2876839A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2009016C2 publication Critical patent/NL2009016C2/nl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/504—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC] using rollers or pressure bands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/122—Coating 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
    • B29B15/125—Coating 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 by dipping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/003—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/20—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in a single direction, e.g. roofing or other parallel fibres
    • B29C70/202—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in a single direction, e.g. roofing or other parallel fibres arranged in parallel planes or structures of fibres crossing at substantial angles, e.g. cross-moulding compound [XMC]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/043—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING 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
    • B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2067/003—PET, i.e. poylethylene terephthalate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING 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
    • B29K2069/00—Use of PC, i.e. polycarbonates or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING 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
    • B29K2071/00—Use of polyethers, e.g. PEEK, i.e. polyether-etherketone or PEK, i.e. polyetherketone or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING 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
    • B29K2081/00—Use of polymers having sulfur, with or without nitrogen, oxygen or carbon only, in the main chain, as moulding material
    • B29K2081/06—PSU, i.e. polysulfones; PES, i.e. polyethersulfones or derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING 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
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12—Thermoplastic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING 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
    • B29K2313/00—Use of textile products or fabrics as reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2007/00—Flat articles, e.g. films or sheets
    • B29L2007/008—Wide strips, e.g. films, webs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Description

WERKWIJZE VOOR HET VERVAARDIGEN VAN EEN ELEMENT VAN THERMOPLASTISCH COMPOSIET MATERIAAL EN EEN DAARMEE VERKREGEN ELEMENT VAN THERMOPLASTISCH COMPOSIET MATERIAAL
5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een element van thermoplastisch composiet materiaal, bijvoorbeeld een plaat of vel.
Het vervaardigen van een element van thermoplastisch composiet materiaal kan met behulp van verschillende, op 10 zichzelf bekende, werkwijzen plaatsvinden. Hierbij kan een thermoplastische kunststof op verschillende manieren in een legsel worden aangebracht, ter verkrijging van een kunststof element waarin het legsel als wapening is ingebed. Echter, de thans bekende werkwijzen hebben elk hun eigen, specifieke 15 nadelen, zoals hoge kosten voor bijvoorbeeld het fijnmalen van de thermoplastische kunststof, of het moeizaam in het legsel kunnen aanbrengen van de thermoplastische kunststof.
Het is een doel van de uitvinding om de bovengenoemde bezwaren althans gedeeltelijk te ondervangen. In het 20 bijzonder is het een doel van de uitvinding om een alternatieve werkwijze te verschaffen waarmee een element van thermoplastisch composiet materiaal op eenvoudige en/of relatief goedkope en/of snelle manier kan worden vervaardigd.
25 Hiertoe omvat de werkwijze van de in de aanhef vermelde soort volgens de uitvinding de volgende, in geschikte volgorde uit te voeren stappen: a) het verschaffen van een legsel; b) het oplossen van een thermoplastische kunststof in 30 een oplosmiddel; c) het op het legsel aanbrengen van het oplosmiddel met daarin opgeloste kunststof; 2 d) het in het legsel persen van het oplosmiddel met daarin opgeloste kunststof; e) het verwarmen van het legsel voor het verdampen van het oplosmiddel, waarbij de kunststof in het legsel 5 achterblijft; en f) het laten afkoelen van het legsel en het aldus laten uitharden van de kunststof voor het verkrijgen van het element.
Door het volgens de uitvinding oplossen van de 10 thermoplastische kunststof in het oplosmiddel is het niet nodig, dat de kunststof wordt fijngemalen, waardoor kosten bespaard kunnen worden.
Het mengsel van thermoplastische kunststof en oplosmiddel vertoont een lagere viscositeit dan een niet-15 opgeloste, gesmolten kunststof, waardoor het mengsel eenvoudig tussen afzonderlijke filamenten van het legsel kan vloeien en het in het legsel aanbrengen van de kunststof op eenvoudige wijze kan plaatsvinden.
Stap c) kan bijvoorbeeld plaatsvinden door het door een 20 bad gevuld met oplosmiddel met daarin opgeloste kunststof halen van het legsel. Dit door het bad getrokken legsel kan vervolgens in stap d) door een tweetal nabij elkaar opgestelde drukrollen gehaald worden voor het in het legsel persen van het oplosmiddel met daarin opgeloste kunststof.
25 De twee drukrollen zijn hierbij met een vooraf bepaalde onderlinge afstand van elkaar opgesteld, zodat het legsel met oplosmiddel en daarin opgeloste kunststof een vooraf bepaalde dikte vertoont.
Stap e) kan bijvoorbeeld plaatsvinden door het in een 30 oven verwarmen van het legsel met oplosmiddel en daarin opgeloste kunststof. Na of tijdens het afkoelen en uitharden van het legsel met kunststof kan het legsel met kunststof op 3 een rol gerold worden, voor het eenvoudig kunnen opslaan en transporteren van het composiet element.
Het legsel kan elk willekeurig legsel zijn, zoals, maar niet uitsluitend, een non-woven, een weefsel, een vel, of 5 dergelijke.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding omdat deze verder de stap, uit te voeren na stap e) : g) het bij verhoogde temperatuur persen van het legsel 10 met kunststof of het element voor het egaliseren van het legsel met kunststof of het element.
Hierdoor wordt op eenvoudige wijze een composiet element met een vlak oppervlak verkregen.
Het legsel met kunststof kan bijvoorbeeld meteen na 15 stap e), wanneer deze nog warm is, geperst worden, waarbij stap f) na stap g) plaatsvindt, zodat het niet nodig is om het legsel tweemaal te verwarmen.
Alternatief kan stap g) wel voorafgaand aan stap f) plaatsvinden, waarbij het element opnieuw verwarmd wordt.
20 Dit is bijvoorbeeld voordelig wanneer een aantal in stap f) verkregen elementen samengeperst worden, ter verkrijging van een stijve composiet plaat.
Het legsel kan elk willekeurig legsel zijn. In het bijzonder omvat het legsel onderling verbonden vezels. De 25 vezels kunnen bijvoorbeeld door verweving, verkleving of naaien onderling verbonden zijn.
De vezels worden bij voorkeur gekozen uit de groep omvattende glasvezel, aramidevezel, koolstofvezel en polyestervezel. Dergelijke vezels verschaffen een sterke 30 wapening voor de kunststof.
Voor het verkrijgen van een composiet element, dat in één richting sterk/of en stijf is en bijvoorbeeld veerkrachtig in andere richtingen, kunnen de vezels in het 4 legsel zich in één richting uitstrekken. Een dergelijk legsel wordt ook wel een 'uni-directional fibre' genoemd.
Ook kan het legsel een aantal lagen omvatten, in elke waarvan de vezels zich in één richting uitstrekken, en 5 waarbij de vezels van de verschillende lagen zich in verschillende richtingen uitstrekken. Hiermee wordt een stijf composiet element verkregen met een relatief laag gewicht. De vezels van de verschillende lagen kunnen bijvoorbeeld onder een hoek van 45° ten opzichte van elkaar 10 opgesteld zijn, waarbij vier lagen op elkaar worden aangebracht ter verkrijging van een composiet element dat in hoofdzaak in alle richtingen even stijf en/of sterk is. De richtingen van de vezels kunnen gekozen worden in afhankelijkheid van de gewenste belasting van het composiet 15 element.
Opgemerkt wordt, dat er sprake van kan zijn, dat telkens één laag van het aantal lagen wordt gevormd met de werkwijze volgens de uitvinding, welke lagen bij verhoogde temperatuur samengeperst worden ter verkrijging van het 20 composiet element. Alternatief kan er sprake van zijn, dat het legsel uit stap a) het aantal lagen vertoont. Een voordeel van een legsel, dat in stap a) het aantal lagen vertoont, is dat de kans op bijvoorbeeld breuk of splijten van het legsel tijdens het vervaardigen van het composiet 25 element relatief klein is. Het is een voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding, dat een legsel met een dergelijk aantal lagen, dat daardoor relatief dik is, eenvoudig en/of goed geïmpregneerd kan worden met de kunststof.
30 Het legsel met vezels die zich in één richting uitstrekken, of het legsel met het aantal lagen zoals hiervoor beschreven, vertonen beide het voordeel, dat er geen sprake is van krimp. Dergelijke legsels worden ook wel 5 krimpvrije weefsels of 'non-crimp fabrics' genoemd.
Composiet elementen omvattende dergelijke 'non-crimp fabrics' zijn door hun eigenschappen geschikt voor diverse toepassingen.
5 De kunststof wordt bij voorkeur gekozen uit de groep omvattende polyetherimide (PEI), polyethersulfon (PESU), polycarbonaat (PC), polyetheretherketon (PEEK), polyester/polyetheentereftalaat (PET), en mengsels daarvan.
In het bijzonder een combinatie van een non-crimp 10 fabric en polyetherimide (PEI) levert een composiet element op, dat door zijn eigenschappen geschikt is voor diverse, hoogwaardige doeleinden. Bijvoorbeeld is een dergelijk composiet element geschikt voor het vervaardigen van onderdelen van voertuigen, zoals auto's, vrachtwagens, 15 boten, vliegtuigen, helikopters en ruimtevoertuigen.
In het bijzonder een combinatie van een non-crimp fabric omvattende glasvezel of koolstofvezel met PEI levert een composiet materiaal op, dat hogetemperatuurs-bestendigheid, een geringe ontvlambaarheid, goede 20 slagvastheid en geringe vochtabsorptie heeft.
Het oplosmiddel wordt bij voorkeur gekozen uit de groep omvattende n-methyl-2-pyrrolidon (NMP) en dimethylaceetamide (DMAC).
De uitvinding ziet verder op een element van 25 thermoplastisch composiet materiaal verkregen door toepassing van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, welk element een thermoplastisch kunststof, bijvoorbeeld plaatvormig of velvormig lichaam omvat, waarin het legsel als wapening is ingebed.
30 Een dergelijk element is door zijn eigenschappen geschikt voor diverse doeleinden, zoals, maar niet uitsluitend, voor het vervaardigen van onderdelen van 6 voertuigen, zoals auto's, vrachtwagens, boten, vliegtuigen, helikopters en ruimtevoertuigen.
Volgens de uitvinding kan, zoals hiervoor is beschreven, het element van thermoplastisch composiet 5 materiaal met behulp van de werkwijze volgens de uitvinding relatief goedkoop vervaardigd worden in vergelijking met een dergelijk element van thermoplastisch composiet materiaal, dat met een andere werkwijze vervaardigd is. Hierdoor is het met de werkwijze volgens de uitvinding vervaardigde 10 composiet element geschikt voor toepassingen waarin kosten een belangrijke rol spelen.
Het element volgens de uitvinding is tot elke gewenste vorm te modelleren, waarbij de modellering bij voorkeur onder verwarming plaatsvindt.
15 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van in een tekening weergegeven figuren, waarin: figuur 1 de werkwijze volgens de uitvinding schematisch weergeeft; en de figuren 2A-2C elk een voor de werkwijze volgens de 20 uitvinding bijzonder geschikt legsel tonen.
Figuur 1 toont schematisch de stappen van de werkwijze voor het vervaardigen van een element van composiet materiaal volgens de uitvinding.
In een eerste stap wordt een op een rol 1 opgerold 25 legsel 2 verschaft. Het legsel 2 is een vezellegsel met onderling verbonden vezels van glas, aramide, koolstof of polyester.
Het legsel 2 wordt vervolgens van de rol 1 afgetrokken en verzameld in een legsel-buffer 3. Door het in voorraad 30 verzamelen van het legsel 2 kan een lege rol 1 eenvoudig vervangen worden door een nieuwe rol, zonder dat het verdere proces stilgelegd moet worden. Op deze wijze kan het proces volgens de uitvinding continu plaatsvinden.
7
In een volgende stap wordt het legsel 2 door een bad 4, dat gevuld is met een mengsel 5 van oplosmiddel met daarin opgeloste thermoplastische kunststof, getrokken, bijvoorbeeld door middel van trekrollen, zodat het mengsel 5 5 van oplosmiddel en kunststof aan het legsel 2 hecht. Het oplossen van de kunststof in het oplosmiddel kan bijvoorbeeld onder verwarming of roeren plaatsvinden, waarbij het bad 4 na het oplossen van de kunststof in het oplosmiddel met het mengsel 5 gevuld wordt. De kunststof 10 omvat bijvoorbeeld een kunstharsgranulaat, welk granulaat eenvoudig kan oplossen in het oplosmiddel. Het oplosmiddel is bijvoorbeeld n-methyl-2-pyrrolidon (NMP) en dimethylaceetamide (DMAC). De kunststof is bijvoorbeeld polyetherimide (PEI), polyethersulfon (PESU), polycarbonaat 15 (PC), polyetheretherketon (PEEK), polyester/polyetheentereftalaat (PET), of mengsels daarvan.
In een volgende stap wordt het legsel 2 met het mengsel 5 van oplosmiddel met daarin opgeloste kunststof door een kneep van een tweetal naast elkaar opgestelde, aangedreven 20 drukrollen 6 gevoerd, waarbij het mengsel 5 in het legsel 2 wordt geperst. De twee drukrollen 6 zijn hierbij met een vooraf bepaalde onderlinge afstand 7 van elkaar opgesteld, zodat het legsel 2 met mengsel 5 een vooraf bepaalde dikte vertoont.
25 Vervolgens wordt het legsel 2 met het daarin geperste mengsel 5 in een oven verwarmd, waarbij het oplosmiddel uit het legsel 2 verdampt. De verdamping van het oplosmiddel is in figuur 1 weergegeven met het cijfer 8.
De combinatie van het legsel 2 met de kunststof wordt 30 vervolgens verzameld in een tweede legsel-buffer 9, waarna het legsel 2 op een rol 10 wordt aangebracht. Ook hier biedt de tweede legsel-buffer 9 het voordeel, dat het proces volgens de uitvinding continu kan plaatsvinden, zonder dat 8 dit proces stilgelegd moet worden tijdens het verwijderen van een volle rol 10 en het aanbrengen van een nieuwe, lege rol. In de tweede legsel-buffer 9 koelt het legsel 2 met de kunststof af ter verkrijging van een composiet element.
5 Eventueel kan het zo verkregen composiet element vervolgens bij verhoogde temperatuur geperst worden voor het egaliseren van het element, of kunnen een aantal zo verkregen composiet elementen samengeperst worden ter verkrijging van een stijf composiet element (niet 10 afgebeeld).
De figuren 2A-2C tonen elk een zogenaamde 'non-crimp fabric'-vezellegsel 2A-2C. Het vezellegsel 2A uit figuur 2A vertoont vier op elkaar aangebrachte lagen 20-24, waarbij de vezels van de lagen 20-24 zich in verschillende richtingen 15 uitstrekken. Hierbij strekken de vezels van de bovenste laag 20 zich in de lengte van het vezellegsel 2A uit, welke richting hier gedefinieerd is als 0°. De vezels van de zich direct onder laag 20 uitstrekkende laag 21 strekken zich loodrecht ten opzichte van de vezels van laag 20 uit, ofwel 20 onder een hoek van 90°. De vezels van de zich direct onder laag 21 uitstrekkende laag 22 strekken zich onder een hoek van 45° ten opzichte van de vezels van laag 20 uit. De vezels van de zich direct onder laag 22 uitstrekkende laag 23 strekken zich in dezelfde richting als de vezels van laag 25 21 uit, ofwel onder een hoek van 90° ten opzichte van de vezels van laag 20. De vezels van de onderste laag 24 strekken zich onder een hoek van -45° ten opzichte van de vezels van laag 20 uit. De vezels van vezellegsel 2A worden bijeengehouden door een naaidraad. De opstelling van de 30 vezellagen 20-24 in vier verschillende richtingen (-45°, 0°, 45°, 90°) wordt ook wel quadraxiaal genoemd.
Opgemerkt wordt, dat de richtingen van de vezels van de lagen 20-24 naar wens, bijvoorbeeld in afhankelijkheid van 9 de gewenste belasting van het composiet element, gekozen kunnen worden. Bijvoorbeeld kunnen de vezels van alle lagen 20-24 in de lengterichting van het vezellegsel 2A opgesteld zijn, zodat een zogenaamd uni-directional non-crimp fabric 5 verkregen wordt.
Opgemerkt wordt voorts, dat het vezellegsel 2A elk willekeurig aantal vezellagen kan omvatten. Bijvoorbeeld kan het vezellegsel 2 twee lagen omvatten, die onder een hoek van respectievelijk 0° en ±45°, of 0° en 90° opgesteld zijn, 10 ook wel biaxiaal genoemd. Alternatief kan het vezellegsel 2A drie lagen omvatten, die onder een hoek van respectievelijk 0°, ±45° en 90° opgesteld zijn, ook wel triaxiaal genoemd.
Figuur 2B toont een vezellegsel 2B, waarvan alle lagen in één richting opgesteld zijn, namelijk in de 15 lengterichting van het vezellegsel 2B. De verschillende vezelfilamenten van het vezellegsel 2B zijn onderling verbonden door naaigaren.
Figuur 2C toont een vezellegsel 2C, waarvan de buitenste laag onder een hoek van 45° opgesteld is.
20 Opgemerkt wordt, dat de uitvinding zich niet beperkt tot de getoonde uitvoeringsvormen, maar zich tevens uitstrekt tot varianten binnen het bereik van de aangehechte conclusies.

Claims (9)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een element van thermoplastisch composiet materiaal, bijvoorbeeld een plaat 5 of vel, omvattende de volgende, in geschikte volgorde uit te voeren stappen: a) het verschaffen van een legsel; b) het oplossen van een thermoplastische kunststof in een oplosmiddel; 10 c) het op het legsel aanbrengen van het oplosmiddel met daarin opgeloste kunststof; d) het in het legsel persen van het oplosmiddel met daarin opgeloste kunststof; e) het verwarmen van het legsel voor het verdampen van 15 het oplosmiddel, waarbij de kunststof in het legsel achterblijft; en f) het laten afkoelen van het legsel en het aldus laten uitharden van de kunststof voor het verkrijgen van het element. 20
2. Werkwijze volgens conclusie 1, verder omvattende de stap, uit te voeren na stap e): g) het bij verhoogde temperatuur persen van het legsel met kunststof of het element voor het egaliseren van het 25 legsel met kunststof of het element.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het legsel onderling verbonden vezels omvat.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij de vezels gekozen worden uit de groep omvattende glasvezel, aramidevezel, koolstofvezel en polyestervezel.
5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, waarbij de vezels in het legsel zich in één richting uitstrekken.
6. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, waarbij het legsel 5 een aantal lagen omvat, in elke waarvan de vezels zich in één richting uitstrekken, en waarbij de vezels van de verschillende lagen zich in verschillende richtingen uitstrekken.
7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de kunststof wordt gekozen uit de groep omvattende polyetherimide (PEI), polyethersulfon (PESU), polycarbonaat (PC), polyetheretherketon (PEEK), polyester/polyetheentereftalaat (PET), en mengsels daarvan. 15
8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het oplosmiddel wordt gekozen uit de groep omvattende n-methyl-2-pyrrolidon (NMP) en dimethylaceetamide (DMAC).
9. Element van thermoplastisch composiet materiaal verkregen door toepassing van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, welk element een thermoplastisch kunststof, bijvoorbeeld plaatvormig of velvormig lichaam omvat, waarin het legsel als wapening is ingebed. 25
NL2009016A 2012-06-15 2012-06-15 Werkwijze voor het vervaardigen van een element van thermoplastisch composiet materiaal en een daarmee verkregen element van thermoplastisch composiet materiaal. NL2009016C2 (nl)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2009016A NL2009016C2 (nl) 2012-06-15 2012-06-15 Werkwijze voor het vervaardigen van een element van thermoplastisch composiet materiaal en een daarmee verkregen element van thermoplastisch composiet materiaal.
PCT/NL2013/050428 WO2013187767A1 (en) 2012-06-15 2013-06-17 Method for manufacturing an element of thermoplastic composite material and an element of thermoplastic composite material obtained therewith
US14/408,173 US20150252154A1 (en) 2012-06-15 2013-06-17 Method for manufacturing an element of thermoplastic composite material and an element of thermoplastic composite material obtained therewith
EP13739829.3A EP2861409A1 (en) 2012-06-15 2013-06-17 Method for manufacturing an element of thermoplastic composite material and an element of thermoplastic composite material obtained therewith
JP2015517215A JP2015521660A (ja) 2012-06-15 2013-06-17 熱可塑性複合材料の要素の製造方法およびそれを用いて得られる熱可塑性複合材料の要素
AU2013274967A AU2013274967A1 (en) 2012-06-15 2013-06-17 Method for manufacturing an element of thermoplastic composite material and an element of thermoplastic composite material obtained therewith
CA2876839A CA2876839A1 (en) 2012-06-15 2013-06-17 Method for manufacturing an element of thermoplastic composite material and an element of thermoplastic composite material obtained therewith

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2009016A NL2009016C2 (nl) 2012-06-15 2012-06-15 Werkwijze voor het vervaardigen van een element van thermoplastisch composiet materiaal en een daarmee verkregen element van thermoplastisch composiet materiaal.
NL2009016 2012-06-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2009016C2 true NL2009016C2 (nl) 2013-12-17

Family

ID=46982855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2009016A NL2009016C2 (nl) 2012-06-15 2012-06-15 Werkwijze voor het vervaardigen van een element van thermoplastisch composiet materiaal en een daarmee verkregen element van thermoplastisch composiet materiaal.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20150252154A1 (nl)
EP (1) EP2861409A1 (nl)
JP (1) JP2015521660A (nl)
AU (1) AU2013274967A1 (nl)
CA (1) CA2876839A1 (nl)
NL (1) NL2009016C2 (nl)
WO (1) WO2013187767A1 (nl)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2790891B1 (en) 2012-10-09 2016-10-26 Reliant Worldwide Plastics, LLC Thermoplastic injection molded element with integral thermoplastic positioning system for reinforced composite structures
WO2015038630A1 (en) 2013-09-10 2015-03-19 Reliant Worldwide Plastics, Llc Tray table and method of manufacture
WO2015168680A1 (en) 2014-05-02 2015-11-05 Reliant Worldwide Plastics, Llc Method and system for homogenous thermoplastic seat back assembly
EP3154825A4 (en) 2014-06-16 2018-04-25 Reliant Worldwide Plastics, LLC Method and apparatus for composite thermoplastic arm rest assembly
WO2017070186A1 (en) 2015-10-23 2017-04-27 Reliant Worldwide Plastics, Llc Method and apparatus for a homogeneous thermoplastic leg support
WO2017079088A1 (en) 2015-11-04 2017-05-11 Reliant Worldwide Plastics, Llc Method and apparatus for a thermoplastic homogeneous failure module
CN109232930B (zh) * 2018-08-07 2021-04-27 陕西科技大学 一种具有优异力学及摩擦学表现的聚合物仿生织构薄膜及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1983002085A1 (en) * 1981-12-11 1983-06-23 Smith, Henry, Roy Continuous production of fiber reinforced thermoplastics materials and structures made therefrom
US4898754A (en) * 1986-09-30 1990-02-06 The Boeing Company Poly(amide-imide) prepreg and composite processing

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1983002085A1 (en) * 1981-12-11 1983-06-23 Smith, Henry, Roy Continuous production of fiber reinforced thermoplastics materials and structures made therefrom
US4898754A (en) * 1986-09-30 1990-02-06 The Boeing Company Poly(amide-imide) prepreg and composite processing

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013187767A1 (en) 2013-12-19
US20150252154A1 (en) 2015-09-10
AU2013274967A1 (en) 2015-01-22
JP2015521660A (ja) 2015-07-30
CA2876839A1 (en) 2013-12-19
EP2861409A1 (en) 2015-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2009016C2 (nl) Werkwijze voor het vervaardigen van een element van thermoplastisch composiet materiaal en een daarmee verkregen element van thermoplastisch composiet materiaal.
NL2009017C2 (nl) Werkwijze voor het vervaardigen van een element van composiet materiaal, dat een krimpvrij vezelweefsel en pei (polyetherimide) omvat, en een daarmee verkregen element van composiet materiaal.
US20200238659A1 (en) Planar composite material
US20150044438A1 (en) Planar composite material
CN101557923B (zh) 制造成型的蜂窝结构的方法及由此制造的蜂窝结构
JP7123052B2 (ja) 粉末形態の熱可塑性ポリマーを予備含浸させた繊維材料の製造方法
CA2836017C (en) Multilayered fabric, its use including processes for production of composites
CN103998683B (zh) 结构用芯材
CN108431098B (zh) 结构体
CN101557924A (zh) 制造成型的蜂窝结构的方法及由此制造的蜂窝结构
US20150056430A1 (en) Method of manufacturing a piece of automotive vehicle equipment and associated piece of equipment
US20060121805A1 (en) Non-woven, uni-directional multi-axial reinforcement fabric and composite article
JP6773397B2 (ja) 複合物における透過性及び繊維体積率を制御するためのポリマーナノ粒子
US20210316483A1 (en) Reinforcing fiber tape material and production method thereof, reinforcing fiber layered body and fiber reinforced resin molded body using reinforcing fiber tape material
CN102514117A (zh) 用于汽车防撞梁的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料及汽车防撞梁的制作方法
US20030107148A1 (en) Methods of randomly dispersing chopped carbon fiber and consolidating the materials together to make a fiber reinforcement mat
US20130327471A1 (en) Methods of making embossed liner panels
US20170291330A1 (en) Method for producing a composite part made from aqueous resin and composite part coming from such a method
JP6783883B2 (ja) 繊維強化樹脂成型体を得るための素板
JP6783882B2 (ja) 繊維強化樹脂成型体の製造方法
KR20210035151A (ko) 연속섬유 강화 복합재를 표면층으로 포함하는 샌드위치 패널
JP6685647B2 (ja) 繊維強化樹脂成型体を得るための素版の製造方法
JP2021161217A (ja) 配向性プリプレグの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20200701