SK48699A3 - Thermoplastic moulded part, a process for the production thereof and applications thereof - Google Patents

Thermoplastic moulded part, a process for the production thereof and applications thereof Download PDF

Info

Publication number
SK48699A3
SK48699A3 SK486-99A SK48699A SK48699A3 SK 48699 A3 SK48699 A3 SK 48699A3 SK 48699 A SK48699 A SK 48699A SK 48699 A3 SK48699 A3 SK 48699A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
millimeters
mold
molded part
fibers
polymer
Prior art date
Application number
SK486-99A
Other languages
English (en)
Other versions
SK284789B6 (sk
Inventor
Markus J H Bulters
Petrus H M Stokman
Johannes H Geesink
Original Assignee
Dsm Nv
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 Dsm Nv filed Critical Dsm Nv
Publication of SK48699A3 publication Critical patent/SK48699A3/sk
Publication of SK284789B6 publication Critical patent/SK284789B6/sk

Links

Classifications

    • 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
    • B29C70/12—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat
    • B29C70/14—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat oriented
    • 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
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
    • B29B9/14—Making granules characterised by structure or composition fibre-reinforced
    • 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
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04—Particle-shaped
    • 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
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • 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
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009—Measured parameter
    • B29C2948/92114—Dimensions
    • B29C2948/92142—Length
    • 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
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009—Measured parameter
    • B29C2948/922—Viscosity; Melt flow index [MFI]; Molecular weight
    • 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
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009—Measured parameter
    • B29C2948/92266—Mechanical properties
    • 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
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • 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
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • 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
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/10—Polymers of propylene
    • B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene
    • 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
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0094—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped having particular viscosity
    • 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
    • B29K2309/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2303/00 - B29K2307/00, as reinforcement
    • B29K2309/08—Glass
    • 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
    • B29K2707/00—Use of elements other than metals for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2707/04—Carbon
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/21—Circular sheet or circular blank
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249987—With nonvoid component of specified composition
    • Y10T428/249988—Of about the same composition as, and adjacent to, the void-containing component
    • Y10T428/249989—Integrally formed skin
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249987—With nonvoid component of specified composition
    • Y10T428/249991—Synthetic resin or natural rubbers
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249987—With nonvoid component of specified composition
    • Y10T428/249991—Synthetic resin or natural rubbers
    • Y10T428/249992—Linear or thermoplastic
    • Y10T428/249993—Hydrocarbon polymer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Description

Vynález sa týka spôsobu výroby termoplastického tvarovaného výrobku (výlisku), ktorý obsahuje nasledujúce kroky :
(a) dispergovanie spevňujúcich vlákien v tavenine polyolefínového polyméru alebo v tavenine polykondenzačného polyméru (polykondenzátu), (b) vstrekovanie takto získanej polymérnej kompozície do uzavretej formy pomocou extrudéra alebo zariadenia na vstrekovanie.
Rovnako sa vynález týka tvarovaného výrobku a jeho použitia.
Doterajší stav techniky
Takýto postup je známy z japonského patentu č. JP-A-5 17631. V tomto dokumente JP-A-5 17631 sa opisuje postup výroby plochej dosky z polypropylénu spevnenej vláknami vstrekovacím procesom.
V japonskom patente č. JP-A-7-16933 je uvedený podobný postup, pričom pravdaže hodnoty špecifického modulu a špecifické pevnosti výrobkov spevnených vláknami sú v tomto prípade také, že je potrebné ich zlepšiť.
Nedostatkom postupu opísaného v tomto dokumente JP-A-5 17631 je to, že tu opisovaný polypropylén spevnený vláknami vykazuje nižšie hodnoty špecifického modulu a špecifické pevnosti, ako je žiaduce.
Cieľom predmetného vynálezu je odstránenie týchto nedostatkov doterajšieho stavu techniky.
Podstata vynálezu
Podľa vynálezu sa toho docieľuje tým, že tavenina sa vstrekuje dýzou do formy, forma sa čiastočne otvorí ak aspoň časť povrchu výlisku ochladla pod teplotu mäknutia polyméru polyolefínu alebo polykondenzačného polyméru, zatiaľ čo stred výlisku má teplotu nad uvedenú teplotu mäknutia, pričom 1 až 60
31195ns/H % zmesi je tvorených spevňujúcimi vláknami s priemernou dĺžkou medzi 0,8 až 15 milimetrov.
Tvarovaný diel (alebo výlisok) pri otvorení formy prekvapivo expanduje a týmto spôsobom sa získa termoplastický výlisok s pórovitým stredom. Tento expandovaný tvarovaný diel získaný postupom podľa vynálezu má lepší špecifický modul a pevnosť ako známe tvarované diely podľa doterajšieho stavu techniky.
Čiastočným otvorením formy sa v tomto opise rozumie otvorenie formy na určitú vzdialenosť medzi oboma polovicami, ktorá je rovná požadovanej hrúbke tvarovaného výrobku.
V prípade tvarovaných výrobkov určujú požiadavky, týkajúce sa hustoty a pevnosti, hrúbku výlisku a teda rovnako jeho cenu. Tak zvaný špecifický modul a pevnosť sa používajú na uľahčenie porovnávania modulu a pevnosti materiálov určených na výrobu tvarovaných dielov. Tieto hodnoty sú pomernými mierami, ktoré merajú odolnosť tvarovaného dielu voči deformácii a prasknutiu pod vplyvom zaťaženia v ohybe na jednotku hustoty. Špecifický modul a pevnosť sa používajú zvlášť na porovnanie modulov a pevností materiálov, ktoré majú rôzne hustoty, pri hľadaní najľahšieho materiálu, ktorý poskytuje najväčšiu tuhosť alebo pevnosť pre určitý tvarovaný výrobok. Podrobný opis týchto pomerných charakteristík je možné nájsť v publikácii „Materials Selector: guidelines fór minimum weight design“ Chapman & Halí, London.
Pri uskutočňovaní postupu podľa vynálezu sa výhodne používa konvergentná dýza, pretože prekvapivo vyvoláva lepšiu expanziu tvarovaného dielu pri otváraní formy. Použitie týchto konvergentných dýz je známe zo zverejnenej medzinárodnej patentovej prihlášky WO-A-94/11177, pričom ale' v prípade predmetného vynálezu sa konvergentná dýza používa na dodanie orientácie plastickej hmote a/alebo vláknovému spevneniu vo výlisku, takže tvarovaný diel môže získať vyššiu tuhosť a pevnosť v určitom smere. V tejto medzinárodne zverejnenej patentovej prihláške WO-A-94/11177 sa ale nikde neuvádza žiadna zmienka o tom, že použitím tejto konvergentnej dýzy môže
31195/H byť dosiahnuté rozpínanie tvarovaného dielu, zatiaľ čo postup podľa vynálezu nevyvoláva žiadnu, alebo prakticky žiadnu anizotropiu v tvarovanom výrobku.
Táto konvergentná dýza môže byť zhotovená ako dýza s koncovým kužeľom, ale rovnako vo forme s vloženou dierovanou homogenizačnou doskou (doska s určitým počtom otvorov) v čele dýzy.
Výhody vynálezu sa prejavia veľmi zreteľne v prípadoch, keď sa postup podľa vynálezu použije na výrobu výrobkov miskovitého tvaru.
Tento tvarovaný výrobok má dva miskové povrchy, čím sa v tomto opise rozumejú dva povrchy ležiace navzájom proti sebe, ktoré sú väčšinou rovnobežné, ktorých dĺžka a šírka sú väčšie ako hrúbka výlisku medzi týmito povrchmi. Povrchy misky nemusia byť iba ploché, ale napríklad môžu byť zakrivené alebo dvojito zakrivené.
Čiastočné otvorenie formy iba v okamihu, keď už jeden miskový povrch vychladol, pod teplotu mäknutia polyolefí nového polyméru alebo polykondenzačného polyméru, vedie k tomu, že aspoň jeden povrch misky nie je pórovitý, to znamená že aspoň jeden povrch je zbavený pórov. Prítomnosť aspoň jedného povrchu misky, ktorý nie je pórovitý, vedie ku zlepšeniu špecifického modulu a pevnosti s ohľadom na neexpandovaný výlisok. Navyše sa takýto povrch môže vhodne natrieť.
Výhodne sa forma čiastočne otvára až potom, čo obe miskové povrchy vychladli.
V dôsledku toho sú oba miskové povrchy bez pórov, takže sa získa tvarovaný diel so sendvičovou štruktúrou. Sendvičová štruktúra dodáva výlisku v tvare misky zvlášť vysokú tuhosť a pevnosť. Slabým miestom v sendvičových , štruktúrach je často adhézia medzi stredom a povrchom misky. Pri známych sendvičových štruktúrach sa táto adhézia často zlepšuje pomocou tak zvaných tkanín 3D, pričom pod týmto označením sa obvykle mieni trojrozmerná vláknitá štruktúra vo forme tkaniny. Vlastnosťou tkaniny 3D je to, že niektoré z vlákien, ktoré spevňujú stred, prestupujú do povrchu misky, čo podporuje adhéziu medzi stredom a povrchom misky. Tkaniny 3D a z nich vyrobené kompozitné
31195/H výrobky sú opísané v publikácii : A. Schrauwers „Kunststoff Magazíne“, 1933, str. 15. Nevýhody používania tkaniny 3D spočívajú v tom, že musia byť vopred vyrobené na mieru a že sa musí pre každé vstrekovanie oddelene vkladať do formy. Tkanina 3D sa navyše môže používať len v kombinácii s termosetickými plastickými hmotami, ktoré majú veľmi nízku viskozitu. Podľa predmetného vynálezu bolo prekvapivo zistené, že aspoň časť spevňujúcich vlákien je prítomná čiastočne v strede a čiastočne v nepórovitom povrchu misky, čoho dôsledkom je to, že nieje nevyhnutné používať tkaninu 3D. Rovnako bolo zistené, že vlákna v strede tvarovaného dielu vytvárajú trojrozmernú sieť a sú orientované rovnobežne s plochou povrchu výlisku v tvare misky. Týmto spôsobom predmetný vynález prvýkrát núka možnosť použitia vstrekovacej technológie na výrobu (polo)sendvičovej štruktúry spevnenej vláknami, pričom sa používa termoplast vystužený vláknami, kde vlákna zo stredu prestupujú do povrchu. Takáto štruktúra prispieva k vynikajúcemu špecifickému modulu a pevnosti, i keď je nepórovitý iba jeden povrch misky.
Indexom toku taveniny (MFI) sa v tomto opise myslí index toku taveniny meraný podľa ISO 1133. Pri polypropyléne sa index toku taveniny meria pri teplote 230 °C pod zaťažením 2,16 kg.
Index toku taveniny pri polyolefíne, ktorý sa má použiť podľa tohto vynálezu, je výhodne vyšší ako 30 gramov/10 minút, a výhodnejšie vyšší ako 50 gramov/10 minút. Podľa vynálezu bolo zistené, že pri takomto indexe toku taveniny dochádza k lepšej expanzii tvarovaného dielu pri otváraní formy. Výhodne je tento index toku taveniny nižší ako 700 gramov/10 minút.
Číselný priemer molekulovej hmotnosti (Mn) polykondenzačných polymérov, ktoré sa majú pri uskutočňovaní postupu podľa vynálezu použiť, je výhodne vyšší ako 5000 g/mol. Tento postup sa ukázal ako účinný pre všetky' polykondenzačné polyméry, ktoré sú doposiaľ k dispozícii. Pri súčasných polymerizačných technológiách je horná hranica molekulovej hmotnosti dostupných polykondenzačných polymérov približne 90 000 g/mol . Je možné očakávať, že polykondenzačné polyméry s vyššou molekulovou hmotnosťou,
31195ns/H pokiaľ budú k dispozícii, bude možné spracovávať postupom podľa vynálezu až do molekulovej hmotnosti približne 200 000 g/mol.
Termínom „priemerná dĺžka vlákna“ sa v tomto opise rozumie číselný priemer dĺžky vlákna. Táto hodnota sa môže u tvarovaného dielu stanoviť pomocou svetelného mikroskopu po odstránení matice polyméru, napríklad spálením polyméru.
V prípadoch, keď polyméma kompozícia obsahuje sklenené vlákna ako vlákna spevňujúce, potom je v tejto polymérnej kompozícii výhodne obsiahnutých 5 až 6 % hmotnostných týchto sklenených vlákien, výhodne 10 až 60 % hmotnostných týchto sklenených vlákien. V prípadoch, keď polymérna kompozícia obsahuje uhlíkové vlákna ako vlákna spevňujúce, potom je v tejto polymérnej kompozícii obsiahnuté výhodne 1 až 10 % hmotnostných týchto uhlíkových vlákien, výhodne 2 až 7 % hmotnostných týchto uhlíkových vlákien.
Podľa predmetného vynálezu bolo zistené, že takéto zmesi veľmi dobre expandujú.
Ďalej bolo podľa predmetného vynálezu zistené, že vytvarovaná časť môže ľahko expandovať na dvadsaťnásobok svojej pôvodnej hrúbky. Týmto spôsobom sa získa výlisok s pórovitosťou 95 %. Pórovitosť (P) tohto tvarovaného dielu sa v tomto opise stanoví nasledujúcim spôsobom :
P = [d(0) — d(p)j / d(0) x 100 (%) v ktorom:
d(0) je hustota pred expanziou a d(p) je hustota po expanzii.
Výhodou postupu podľa vynálezu je rovnako to, že sa môže získať pórovitý tvarovaný diel bez nutnosti použitia chemických alebo fyzikálnych peniacich činidiel. Vysoká pórovitosť tohto tvarovaného dielu je výhodná s ohľadom na docielenie vysokého špecifického modulu a pevnosti, pretože tieto vzťažné čísla sú nepriamo úmerné hustote.
31195/H
Rýchlosť, ktorou sa forma otvára, sa výhodne volí v závislosti od viskozity polyolefínu alebo od hodnoty Mn týchto polykondenzačných polymérov. Pri vysokej viskozite alebo hodnote Mn sa výhodne volí nižšia rýchlosť, ako pri nízkej viskozite alebo Mn. Najlepšie výsledky sa docielia upravením rýchlosti otvárania podľa rýchlosti expanzie výlisku tak, aby po otvorení formy tvarovaného dielu bol ďalej tento diel pritlačovaný k poloviciam formy v dôsledku expanzie tvarovaného dielu a aby oba povrchy misky presne odrážali priľahlé povrchy formy.
Forma sa výhodne otvára rýchlosťou, ktorá sa pohybuje v rozmedzí od 0,05 do 10 milimetrov/sekundu, alebo pri týchto hodnotách sa dosiahne výroba tvarovaných častí s vysokou pórovitosťou a s povrchom bez pórov.
Podľa predmetného vynálezu bolo ďalej zistené, že tieto medze môžu kolísať v závislosti od množstva vlhkosti v disperzii. Čím je vyšší obsah vlhkosti prítomnej v disperzii, tým rýchlejšie, alebo viac, sa forma môže otvárať, pričom sa stále ešte získa aspoň jeden hladký povrch misky zbavený pórov. Každý odborník pracujúci v danom odbore bude schopný ľahko stanoviť rýchlosť akou sa forma otvára, a vzdialenosť do ktorej sa má otvoriť. Množstvo vlhkosti v disperzii je výhodne nižšie ako 5 000 ppm. Takto sa zabráni vzniku prepadlín v povrchu.
Vynález sa rovnako týka miskovito tvarovaného termoplastického tvarovaného dielu obsahujúceho aspoň polyolefín alebo polykondenzačný polymér a spevňujúce vlákna.
Takéto tvarované diely sú opísané v dokumente JP-A-5-17631. Tvarované časti opísané v JP-A-5-17631 obsahujú polyolefín s indexom toku taveniny 30 gramov/10 minút alebo vyšším, a s viac ako 20 % hmotnostnými' spevňujúcich vlákien s dĺžkou 5 milimetrov alebo viac.
Nedostatkom týchto tvarovaných dielov opísaných v dokumente JP-A-517631, je to, že majú špecifický modul a špecifickú pevnosť príliš nízku pre použité polyolefíny, spevnené vláknami.
31195/H
Cieľom tohto vynálezu je poskytnúť tvarovaný diel, ktorý nemá uvedený nedostatok.
Tento cieľ bol dosiahnutý tak, že výlisok má pórovitý stred a aspoň jeden povrch misky bez pórov, pričom 1 až 60 % hmotnostných tohto tvarovaného dielu je tvorených spevňujúcimi vláknami s priemernou dĺžkou medzi 0,8 až 15 milimetrov, z ktorých je aspoň časť prítomná v strede a časť je prítomná v nepórovitom povrchu misky, a ďalej má tento tvarovaný diel pórovitosť medzi 5 až 95 %, výhodne medzi 10 a 90 % a najvýhodnejšie 20 až 85 %. Tento expandovaný tvarovaný diel podľa vynálezu má vyššiu špecifickú tuhosť a pevnosť ako neexpandované výlisky, ktoré sú napríklad opísané vJP-A-517631.
V prípade tvarovaných dielov s pórovitosťou vyššou ako 20 % hmotnostných sa prejavuje veľmi nízka anizotropia, zatiaľ čo tvarované diely s pórovitosťou nižšou ako 95 % objemových majú povrch misky bez pórov.
Polyolefín má výhodne index toku taveniny najmenej 30 gramov/10 minút.
Tento polyolefín je možné zvoliť zo skupiny zahrňujúcej polyetylén a polypropylén, alebo kopolyméry etylénu a propylénu. Polyolefín výhodne obsahuje polypropylén. Výhodou polypropylénu je vysoká teplota tavenia v dôsledku čoho má tvarovaný diel vyššiu teplotu tepelného ohybu a relatívne nižšiu obstarávaciu cenu.
Vhodnými polykondenzačnými polymérmi sú polykarbonát, polyester, polyamid, polyakrylát, polyketón, polyimid, polyaramid, polymérny kvapalný kryštál (LCP), polyuretán a kopolyméry týchto polykondenzátov. Výhodne sa tieto polykondenzačné polyméry volia zo skupiny zahrňujúcej polyamid 6.6, polyamid 11, polyamid 12, polyetyléntereftalát, polybutyléntereftalát a ich kopolyméry. Výhodou poslednej skupiny je ich relatívne nízka cena.
Spevňujúce vlákna sa môžu vybrať zo skupiny zahrňujúcej uhlíkové vlákna, aramidové vlákna, kovové vlákna, sklenené vlákna, keramické vlákna, alebo ich zmesi. Tvarovaný diel podľa tohto vynálezu výhodne obsahuje ako
31195ns/H spevňujúce vlákna sklenené vlákna alebo vlákna uhlíkové. Sklenené vlákna majú výhodu v tom, že sú lacné. Uhlíkové vlákna majú výhodu v tom, že majú vyššiu pevnosť v ťahu.
I keď sa výhody vynálezu docielia až vtedy, keď je aspoň jeden povrch misky bez pórov, je výhodne, keď bez pórov sú oba povrchy misky. Tvarovaný diel potom má sendvičovú štruktúru. Výhodou sendvičovej štruktúry je to, že špecifické vlastnosti materiálu sú lepšie, ako vlastnosti výlisku, ktorý túto sendvičovú štruktúru nemá. Výsledkom tejto sendvičovej štruktúry a skutočnosti, že časť spevňujúcich vlákien je čiastočne v strede a čiastočne v nepórovitom povrchu misky je to, že tvarovaný diel podľa vynálezu má výhodne špecifický modul pevnosti v ohybe aspoň 10.
Tvarované diely podľa vynálezu sa výhodne používajú v stavebných paneloch, v prvkoch a paneloch karosérií v automobilovom priemysle, v bielom tovare a v stavebníctve; ako kryty proti postreku, štíty proti hluku, požiarne steny, regály na zásielky, blatníky, kapoty, palubné dosky, panely pre práčky, pre bubnové sušičky, pre karavany a lietadlá, ako nárazníky, automobilové dvere, nakladacie rampy, prilby, pancierové dosky, izolačné steny ako pre teplo, tak i proti hluku, kontajnery, palety, akustické tlmiče, strešné vložky, dopravné kontajnery a prístrojové dosky. Tvarované diely podľa vynálezu sa rovnako môžu používať na súčiastky pre bicykle, ako súčasti skútrov a ako súčasti motocyklov. Zvlášť v oblastiach, kde je dôležitá zvuková izolácia, predstavujú tvarované diely podľa vynálezu veľké výhody. Použitie týchto tvarovaných dielov podľa vynálezu predstavuje výhody najmä pri takých výrobkoch, ktoré musia spĺňať požiadavky zvukotesnosti. Bolo zistené, že rozdiely v hustote medzi povrchom misky bez pórov a vnútrajškom výlisku podľa vynálezu majú priaznivý účinok na ich zvukotesnosť.
31195/H g
Príklady uskutočnenia vvnálezu
Postup podľa vynálezu a získané tvarované diely budú v ďalšej časti vysvetlené bližšie pomocou nasledujúcich príkladov uskutočnenia, ktoré sú však iba ilustratívne a nijako neobmedzujú rozsah predmetného vynálezu.
Spevňujúce vlákna sa môžu dispergovať v tavenine polyolefínu alebo polykondenzačného polyméru, pričom sa ako východiskové suroviny použijú sekané pramene súvislých vlákien, ktoré sú povlečené alebo potiahnuté uvažovaným termoplastom.
Pri povliekani sa prameň súvislých vlákien oddelí na jednotlivé vlákna a preťahuje sa impregnačným prievlakom, do ktorého sa vháňa roztavená termoplastická hmota. Pretože vlákna boli oddelené je každé vlákno plne zmáčané a impregnované roztaveným termoplastom. Hladký prameň s priemerom asi 3 milimetre sa zprievlaku odťahuje a chladí. Nakoniec sa prameň seká na granulát s požadovanou dĺžkou (napríklad 10-12 milimetrov). Vlákna sú vgranuláte obvykle vzájomne rovnobežné, kde každé vlákno je oddelene obklopené termoplastom. Povliekané vlákna sú predávané napríklad firmami Hoechst/PCI (Compec®, Celstran®), Borealis (Nepol®), LNP/Kawasaki Steel (Verton®).
Poťahovanie súvislých spevňujúcich vlákien termoplastom, bez toho aby jednotlivé vlákna boli zmáčané, sa v tomto opise nazýva Continuous Glass Sheating (metóda CGS, súvislé potiahnutie skla). Výhodou oproti povliekaniu (pultruze) je vyššia rýchlosť výroby (a teda nižšia cena). V prípade granulátu CGS je tiež dĺžka skla rovnaká ako dĺžka granulátu a vlákna sú vzájomne rovnobežné.
Povlečené a potiahnuté vlákna sa ľahko dispergujú v tavenine termoplastu v taviacom pásme extrudéra.
Index toku taveniny sa meral podľa ISO 1133, pri polypropyléne pri teplote 230 °C a pri záťaži 2,16 kg.
Modul pevnosti v ohybe a pevnosť v ohybe bol stanovený podľa ISO 178 pri pomere 1/d rovnom 14.
31195,Ή
Odolnosť tvarovaného dielu proti ohybu pri vyvinutí určitej sily je vyjadrená ako špecifický modul a odolnosť proti prasknutiu je vyjadrená ako špecifická pevnosť. Tieto špecifické hodnoty závisia od tvaru dotyčného predmetu. Špecifický modul a pevnosť miskovitého tvarovaného dielu sú najlepšie aproximované na plochej doske. Špecifický modul plochej dosky je podielom tretej odmocniny modulu pevnosti v ohybe a hustoty, pričom pomerné číslo za získa, keď sa modul pevnosti v ohybe vyjadrí v MPa a hustota v kg/m3. Špecifická pevnosť dosky je daná podielom druhej odmocniny namáhania v ohybe a hustoty, pričom pomerné číslo sa získa, keď sa namáhanie v ohybe vyjadrí vMPa a hustota v kg/m3. Opis týchto pomerných čísiel je uvedený v publikácii : „Materials Selector : guidelines for minimum weight design“, Chapman & Halí, London.
Pri skúškach sa použilo vstrekovacie zariadenie Stork SX-3000-2100. Použitou závitovkou bola univerzálna závitovka s priemerom 72 milimetrov a dĺžkou 22D (podávanie/kompresia/čerpanie; 12D/6D/4D). Hĺbka závitu v podávacom pásme bola 9,75 milimetrov a v čerpacom pásme 5 milimetrov. Pomer kompresie je 1,95.
Špičkou skrutky je obvyklá skrutková špička pre spracovanie PVC, kombinovaná s prúdnicovým prstencovým ventilom. Špička nosu je obvyklá špička skrutky s dĺžkou 118 milimetrov a s vnútorným priemerom 19 milimetrov, ktorá sa na dĺžke 10 milimetrov zbieha do koncového priemeru 4 milimetre.
Materiál sa vstrekoval do formy plochého tvaru (s rozmermi 510 x 310 mm) cez stredový vtokový kanálik.
Príklad 1
Podľa tohto príkladu bol tvarovaný diel vyrobený z materiálu, tvoreného' zmesou prameňov sklenených vlákien potiahnutých polypropylénom. Prameň sklenených vlákien bol zmiešaný s vláknami z polypropylénu. Zmiešané vlákna sklo/polypropylén boli získané od fy Vertotex (Twintex R PP75 630-02); index toku taveniny (230°C, 2,16 kg) polypropylénových vlákien PP bol 20 gramov/10
311S5ns/H minút. Polypropylénový poťah sa získal od DSM (StamylanR P 112MN40). Index toku taveniny (230 °C, 2,16 kg) polypropylénového poťahu bol 47 gramov/10 minút. Obsah skla v zmesi bol 37,5 % hmotnostných, hmotnostný pomer PPmfi=ioo k PPmfi=2o bol 4:1. Index toku taveniny zmesi teda bol 40 gramov /10 minút. Dĺžka granulátu bola 12 milimetrov.
Vstrekovacie zariadenie Stork, opísané vyššie, bolo použité ako vstrekovací lis s nasledujúcim nastavením : Teploty valca boli pri násypke / pásma 1 / pásma 2 / pásma 3 / pásma 4 / nosu postupne 40 / 280 / 290 / 300 / 320 / 320 / 320 °C; teplota formy 110 °C; rýchlosť : 20 otáčok/minútu; merná dráha: 180 milimetrov; protitlak : 0,3 MPa; prídržný tlak : žiadny; čas chladnutia : 105- 150 sekúnd v závislosti od hrúbky predmetu; rýchlosť vstrekovania : 83 milimetrov/sekundu; merný čas : 35 sekúnd; stupeň zaťaženia : 100 %.
Materiál bol dispergovaný vo vstrekovacom zariadení a vstrekoval sa do doskovej formy, ktorá mala hrúbku 4 milimetre prostredníctvom konvergentnej dýzy. Ihneď po vstreknutí sa forma otvárala lineárnou rýchlosťou 0,08 milimetrov/sekundu po dĺžke dráhy 3,1 milimetrov. Po uplynutí času chladenia, pri ktorej celý tvarovaný diel vychladol pod teplotu mäknutia polypropylénu, sa forma ďalej otvorila a tvarovaný diel bol uvoľnený.
Zistilo sa, že tento tvarovaný diel homogénne expandoval a mal hrúbku 7,1 milimetra, hustotu 602 kg/m3 a pórovitosť 51 %. Modul pevnosti v ohybe (E) bol 2325 MPa, pevnosť v ohybe 44,3 MPa a predĺženie pri pretrhnutí (ebreak) bolo 3,3 %. Špecifický modul (Espec) bol 10,2, a špecifická pevnosť (sspec) 3,5. Na jednej strane bol povrch hladký a zbavený pórov a na druhej strane bol pórovitý a hladký. To ukazuje, že pri hodnote MFI rovnej 40 gramov/10 minút prebieha rozpínanie tak pomaly, že pri zvolenej rýchlosti otvárania bol iba jeden, povrch tvarovaného diela v dostatočnom styku s povrchom formy, čim vznikol miskovitý povrch, ktorý nebol pórovitý.
31l95ns/H
Príklad 2
Podľa tohto príkladu bol tvarovaný diel vyrobený z materiálu tvoreného zmesou prameňov sklenených vlákien potiahnutých polypropylénom. Prameň sklenených vlákien bol zmiešaný s vláknami z polypropylénu. Zmiešané vlákna sklo/polypropylén boli získané od fy Vertotex (TwintexR, R PP75 630-02); index toku taveniny (230 °C, 2,16 kg) polypropylénových vlákien bol 20 gramov/IO minút. Polypropylénový poťah sa získal od BASF (Novolen* 1100VC). Index toku taveniny polypropylénového poťahu bol 100 gramov/10 minút. Obsah skla v zmesi bol 37,5 % hmotnostných, hmotnostný pomer PPmfi=ioo k PPmfi=2q bol 4 : 1. Index toku taveniny polypropylénu v zmesi bol teda 70 gramov/10 minút. Dĺžka granulátu bola 12 milimetrov.
Materiál bol dispergovaný vo vstrekovacom zariadení Stork pri rovnakom nastavení ako v príklade 1, pričom sa vstrekoval do doskovej formy s hrúbkou 4 milimetre pomocou konvergentnej dýzy. Ihneď po vstreknutí sa forma otvárala lineárnou rýchlosťou 0,08 milimetrov/sekundu po dĺžke dráhy 3,1 milimetra. Po uplynutí intervalu chladenia sa forma otvorila a výlisok bol uvoľnený.
Podľa tohto príkladu sa zistilo, že tvarovaný diel homogénne expandoval, pričom jeho hrúbka bola 7,1 milimetra, hustota 567 kg/m3 a pórovitosť 54 %. Modul pevnosti v ohybe (E) bol 2555 MPa, pevnosť v ohybe 46,9 MPa a predĺženie pri pretrhnutí (ebľeak) je 3,1 %. Špecifické vlastnosti sú Espec = 11,2 a ospec = 4,0. Povrch bol po oboch stranách celkom hladký a zbavený pórov.
Príklad 3
Materiál, nastavenie vstrekovacieho zariadenia a postup až do, vstrekovania, vrátane vstrekovania, boli rovnaké ako v príklade 2. Forma však mala hrúbku len 3 milimetre miesto 4 milimetrov.
Ihneď po vstreknutí sa forma otvárala lineárnou rýchlosťou 0,08 milimetrov/sekundu po dráhe 1,9 milimetrov. Po uplynutí intervalu chladenia sa forma otvorila a výlisok bol uvoľnený.
31195ns/H
Podľa tohto príkladu sa zistilo, že výlisok rovnomerne expandovai, pričom mal hrúbku 4,9 milimetrov, hustotu 610 kg/m3 a pórovitosť 51 %. Modul pevnosti v ohybe bol 2689 MPa, pevnosť v ohybe 55,5 MPa a predĺženie pri pretrhnutí 3,4 %. Špecifickými vlastnosťami sú Espec = 10,6 a ospec = 3,9. Povrch bol celkom zbavený pórov na oboch stranách.
Porovnávací pokus A
Materiál, nastavenie vstrekovacieho zariadenia a postup boli rovnaké ako v príklade 1, iba stým rozdielom, že sa tvarovaný diel chladil bezprostredne po vstrekovaní pod teplotu mäknutia polypropylénu, bez toho aby sa forma čiastočne otvorila. Po uplynutí intervalu chladenia sa forma plne otvorila a výlisok bol uvoľnený.
Neexpandovaný výlisok mal hrúbku 4,0 milimetrov, hustotu 1028 kg/m3 a pórovitosť 16 %. Modul pevnosti v ohybe dosky bol 4266 MPa, pevnosť v ohybe 110,9 MPa a predĺženie pri pretrhnutí bolo 4,0 %. Špecifické vlastnosti sú Expec = 7,4 a ospec = 3,1. Povrch bol celkom zbavený pórov a hladký po oboch stranách. Pri tomto postupe sa zistilo, že výlisok neexpandoval a mal nízke špecifické vlastnosti. Pórovitosť 16 % bola dôsledkom dutín, vytvorených nepoužitím prídržného tlaku.
Porovnávací pokus B
Materiál, nastavenie vstrekovacieho zariadenia a postup boli rovnaké ako v pokuse A, iba stým rozdielom, že teraz sa počas 10 sekúnd použil prídržný tlak 3,5 MPa bezprostredne po vstrekovaní. Po uplynutí intervalu' chladenia sa forma plne otvorila a výlisok bol uvoľnený.
Neexpandovaný tvarovaný diel mal hrúbku 4,0 milimetre, hustotu 1225 kg/m3 a pórovitosť 0 %. Modul pevnosti v ohybe dosky bol 6720 MPa, pevnosť v ohybe 178,3 MPa a predĺženie pri pretrhnutí bolo 4,0 %. Špecifické vlastnosti sú Espec = 7,2 a Ospec = 3,4. Povrch bol celkom zbavený pórov a hladký po
31195ns/H oboch stranách. Tento pokus ukázal, že pórovitosť výlisku z pokusu A bola dôsledkom neprítomnosti prídržného tlaku.
Porovnávací pokus C
Materiál, nastavenie vstrekovacieho zariadenia a postup boli rovnaké ako v príklade 1, iba stým rozdielom, že sa teraz počas 10 sekúnd použil prídržný tlak 3,5 MPa bezprostredne po vstrekovaní. Ihneď potom sa forma čiastočne otvárala lineárnou rýchlosťou 0,08 milimetrov do vzdialenosti 3,1 milimetrov. Po uplynutí intervalu chladenia sa forma plne otvorila a výlisok bol uvoľnený.
Tvarovaný diel vykazoval po oboch stranách hrubý pórovitý miskovitý povrch, z ktorého vyčnievali sklenené vlákna. Hrúbka kolísala od 4 do 7,1 milimetrov. Hustota bola nižšia ako 1000 kg/m3. To ukázalo, že použitie prídržného tlaku nevyvoláva homogénnu expanziu lisovaného dielca. V intervale 10 sekúnd, keď bol použitý prídržný tlak, už tvarovaný diel vychladol natoľko, že medzi oboma povrchmi misky už nebola prítomná zmes s teplotou nad teplotu mäknutia polypropylénu.
Porovnávací pokus D
Nastavenie vstrekovacieho zariadenia a postup boli rovnaké ako v príklade I, iba stým rozdielom, že teraz bol použitý odlišný materiál : StamylanR P 112MN40 s MFI 47 gramov/10 minút a so 40 % hmotnostnými sklenených vlákien (dĺžka 0,1 až 0,3 milimetrov).
Ihneď po vstrekovaní sa forma otvárala lineárnou rýchlosťou 0,08' milimetrov/sekundu po dĺžke dráhy 3,1 milimetrov. Po uplynutí intervalu chladenia sa forma plne otvorila a výlisok bol vyhodený. Výlisok neexpandoval a nezaujal tvar formy, pričom mal pórovitosť 12 %. To ukázalo, že dĺžky skleneného vlákna 0,1 až 0,3 milimetrov sú príliš krátke na to, aby umožnili expanziu výlisku.
31195ns/H
Príklad 4
Postup a nastavenie vstrekovacieho zariadenia boli rovnaké ako v príklade 2, iba s tým rozdielom, že teraz nastavené teploty valca boli pre násypku / pásmo 1 / pásmo 2 / pásmo 3 / pásmo 4 / pásmo 5 / nos postupne 40 / 280 / 290 / 310 / 325 / 325 / 325 °C.
Ako materiál sa v tomto príklade použil Fiberstran* G1/40 od fy. DSM Engineering Plastics (USA), povliekací granulát tvorený polyamidom s hodnotou Mn 25 000 g/mol, obsahujúci 40 % hmotnostných sklenených vlákien.
Bezprostredne po vstrekovaní sa forma otvárala lineárnou rýchlosťou 0,55 milimetrov/sekundu po dĺžke dráhy 3,1 milimetrov. Po čase chladenia sa forma plne otvorila a výlisok bol uvoľnený.
Po uskutočnení tohto postupu sa zistilo, že tvarovaný diel homogénne expandoval, pričom mal hrúbku 6,1 milimetrov, hustotu 625 kg/m3 a pórovitosť 57 %. Mechanické vlastnosti sa merali na suchých vzorkách. Modul pevnosti v ohybe bol 4400 MPa, pevnosť v ohybe 85 MPa a predĺženie pri pretrhnutí 3,2 %. Špecifické vlastnosti sú EsPec= 12,2 a aSpec = 4,7. Povrch bol zbavený pórov a hladký po oboch stranách.
Príklad 5
Nastavenie vstrekovacieho zariadenia a postup boli rovnaké ako v príklade 4.
r
V tomto príklade sa ako materiál použil CelstranR N66C40-01-04, čo je materiál na poťahovanie získaný od PCI/Hoechst-Celanese tvorený polyamidom PA 6.6 s hodnotou M„ vyššou ako 5000 g/mol a obsahujúci 40 % hmotnostných uhlíkových vlákien.
31195ns/H
Ihneď po vstrekovaní sa forma otvárala lineárnou rýchlosťou 0,55 milimetrov/sekundu po dĺžke dráhy 2,7 milimetrov. Po čase chladenia sa forma ďalej otvárala a tvarovaný diel bol uvoľnený.
Podľa tohto príkladu sa zistilo, že výlisok rovnomerne expandoval, pričom mal hrúbku 5,7 milimetra, hustotu 671 kg/m3 a pórovitosť 50 %. Mechanické vlastnosti sa merali na suchých vzorkách. Modul pevnosti v ohybe bol 8600 MPa, pevnosť v ohybe 110 MPa a predĺženie pri pretrhnutí bolo 2,9 %. Špecifické vlastnosti boli Espec = 14,2 a aSpec= 4,9. Povrch bol zbavený pórov a bol hladký po oboch stranách.
Príklad 6
Pri výrobe tvarovaného dielu podľa tohto príkladu sa ako materiál použila zmes obsahujúca pramene sklenených vlákien povlečených polypropylénom. Sklenené vlákno z prameňa sklenených vlákien bolo získané od Vetrotex, pričom sa naviac k týmto skleneným vláknam pridali súvislé polypropylénové vlákna (TwintexR, R PP 630-02). Hodnota MFI týchto polypropylénových vlákien bola 20 gramov/10 minút. Polypropylénový povlak sa získal od fy. Montell (ValtecR HH442-H). Hodnota MFI povlaku bola 700 gramov/10 minút. Zmes obsahovala 37,5 % hmotnostných skla, hmotnostný pomer PPmfi=7oo k PPmfi=2o bol 4 : 1. Hodnota MFI polypropylénu v zmesi teda bola 340 gramov/10 minút. Dĺžka granulátu bola 12 milimetrov. Obsah vlhkosti v zmesi, meraný metódou Karl-Fischer, bol nižší ako 100 ppm.
Ako vstrekovacie zariadenie bolo použité zariadenie Stork, ktoré je opísané vyššie, s nasledujúcim nastavením : teploty valca pre násypku / pásmo 1 / pásmo 2 / pásmo 3 / pásmo 4 / pásmo 5 / nos boli postupne 40 /190 / 210 ľ 230 / 270 / 285 / 285 °C; teplota formy : 85 °C ; rýchlosť: 40 otáčok/minútu; merná dráha : 110 milimetrov; protitlak: 0,1 MPa; prídržný tlak : žiadny; čas chladenia : 60 až 80 sekúnd; rýchlosť vstrekovania : 100 milimetrov/minútu; merný čas : 25 sekúnd; stupeň zaťaženia : 100 %.
31195ns/H
Materiál sa dispergoval vo vstrekovacom zariadení, pričom sa vstrekoval cez konvergentnú dýzu do doskovej formy, ktorá mala hrúbku 2 milimetre.
Ihneď po vstreknutí sa forma otvárala lineárnou rýchlosťou 0,1 milimetra/sekundu po dĺžke dráhy 1,8 milimetrov. Po uplynutí intervalu chladenia, keď celý tvarovaný diel ochladol pod teplotu spracovania polypropylénu, sa forma ďalej otvorila a tvarovaný diel bol uvoľnený. Podľa tohto príkladu sa zistilo, že výlisok rovnomerne expandoval a mal hrúbku 3,8 milimetra, hustotu 645 kg/m3 a pórovitosť 40 %. Modul pevnosti v ohybe bol 3105 MPa, pevnosť v ohybe bola 54,5 MPa a predĺženie pri pretrhnutí bolo 3,9 %. Špecifické vlastnosti boli Espec = 10,5 a aspec = 3,6. Povrch bol celkom zbavený pórov a bol hladký po oboch stranách.
Príklad 7
Strojné nastavenie vstrekovacieho zariadenia bolo rovnaké ako v príklade 6, iba bola iná dĺžka dráhy po ktorej sa forma otvárala bezprostredne po vstrekovaní. Materiál bol rovnako taký istý ako v predchádzajúcom príklade. Ihneď po vstrekovaní sa forma otvárala lineárnou rýchlosťou 0,1 milimetra/sekundu po dĺžke dráhy 2,9 milimetra. Po uplynutí času chladenia, keď celý tvarovaný diel vychladol pod teplotu spracovania polypropylénu, sa forma otvorila a vylisovaný dielec bol uvoľnený. Povrch výlisku nebol na oboch stranách celkom zbavený pórov.
Príklad 8
Strojné nastavenie vstrekovacieho zariadenia bolo rovnaké ako, v príklade 6, iba bola iná dĺžka dráhy po ktorej sa forma otvárala bezprostredne po vstrekovaní. Materiál bol rovnaký ako v predchádzajúcom príklade, s tým rozdielom, že bola iná nameraná vlhkosť, ktorá bola 2732 ppm. Ihneď po vstrekovaní sa forma otvárala lineárnou rýchlosťou 0,1 milimetra/sekundu po dĺžke dráhy 2,9 milimetra. Po uplynutí intervalu chladenia, keď celý tvarovaný
3l195ns/H diel vychladil pod teplotu spracovania polypropyiénu, sa forma ďalej otvorila a výlisok bol uvoľnený.
Podľa tohto príkladu sa zistilo, že tvarovaný diel homogénne expandoval a mal hrúbku 4,9 mm, hustotu 490 kg/m3 a pórovitosť 60 %. Modul pevnosti v ohybe bol 1869 MPa, pevnosť v ohybe bola 31,5 MPa a predĺženie pri pretrhnutí bolo 3,7 %. Špecifické vlastnosti boli Espec= 11,7 a aspec = 3,6. Povrch bol celkom zbavený pórov a bol hladký po oboch stranách.
Príklad 9
Strojné nastavenie vstrekovacieho zariadenia bolo rovnaké ako v príklade 6, stým rozdielom, že bola iná dĺžka dráhy po ktorej sa forma otvárala bezprostredne po vstrekovaní. Materiál bol rovnaký ako v prvom príklade, s výnimkou nameraného obsahu vlhkosti, ktorý bol 5600 ppm. Ihneď po vstrekovaní sa forma otvárala lineárnou rýchlosťou 0,1 milimetra/sekundu po dĺžke dráhy 2,9 milimetra. Po uplynutí intervalu chladenia, keď celý výlisok vychladil pod teplotu spracovávania polypropyiénu, sa forma ďalej otvorila a výlisok bol uvoľnený. Povrch bol po oboch stranách celkom zbavený pórov a vykazoval značný počet prepadlín, vyvolaných zavlečenou nerozpustenou vlhkosťou.

Claims (5)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1.Spôsob výroby tvarovaného dielu z termoplastu, ktorý obsahuje tieto kroky:
    (a) dispergovanie spevňujúcich vlákien v tavenine polyolefínového polyméru alebo polykondenzačného polyméru, (b) vstrekovanie takto získanej polymérnej kompozície do uzavretej t
    formy pomocou extrudéra alebo vstrekovacieho zariadenia, vyznačujúci sa tým, že sa táto polymérna kompozícia, v ktorej je podiel vlhkosti menší ako 5000 ppm, vstrekuje dýzou do formy, ktorá sa čiastočne otvára, keď aspoň časť povrchu tvarovaného dielu vychladla pod teplotu mäknutia polyolefínového alebo polykondenzačného polyméru, zatiaľ čo stred tvarovaného dielu má teplotu nad uvedenou teplotou mäknutia, pričom 1 až 60 % hmotnostných tejto polymérnej kompozície je tvorené spevňujúcimi vlákninami s priemernou dĺžkou medzi 0,8 a 15 milimetrov.
  2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa použije konvergentná dýza.
  3. 3. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že tvarovaný diel má tvar misky.
  4. 4. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že index toku taveniny polyolefínu je vyšší ako 30 gramov/minútu.
  5. 5. Termoplastický tvarovaný diel vyrobený z kompozície obsahujúcej aspoň polyolefínový alebo polykondenzačný polymér a spevňujúce vlákna, vyznačujúci sa tým, že tento tvarovaný diel má pórovitý stred a aspoň jeden' nepórovitý povrch misky, pričom 1 až 60 % hmotnostných tejto kompozície je tvorené spevňujúcimi vláknami s priemernou dĺžkou medzi 0,8 a 15 milimetrov, ktorých aspoň časť je prítomná čiastočne v strede a čiastočne v nepórovitom povrchu misky a výlisok má pórovitosť medzi 5 a 95 % objemovými.
    31195ns?H
SK486-99A 1996-10-14 1997-10-14 Spôsob výroby tvarovaného dielu z termoplastu a tvarovaný diel SK284789B6 (sk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1004268A NL1004268C2 (nl) 1996-10-14 1996-10-14 Schaalvormig vormdeel, een werkwijze voor de vervaardiging en toepassingen ervan.
PCT/NL1997/000576 WO1998016366A1 (en) 1996-10-14 1997-10-14 Thermoplastic moulded part, a process for the production thereof and applications thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK48699A3 true SK48699A3 (en) 1999-10-08
SK284789B6 SK284789B6 (sk) 2005-11-03

Family

ID=19763671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK486-99A SK284789B6 (sk) 1996-10-14 1997-10-14 Spôsob výroby tvarovaného dielu z termoplastu a tvarovaný diel

Country Status (12)

Country Link
US (2) US6303070B1 (sk)
EP (1) EP0934150B9 (sk)
JP (1) JP4135982B2 (sk)
AU (1) AU4576697A (sk)
CZ (1) CZ298638B6 (sk)
DE (1) DE69722427T2 (sk)
ES (1) ES2201325T3 (sk)
HU (1) HU225669B1 (sk)
NL (1) NL1004268C2 (sk)
PL (1) PL185405B1 (sk)
SK (1) SK284789B6 (sk)
WO (1) WO1998016366A1 (sk)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7185468B2 (en) 2002-10-31 2007-03-06 Jeld-Wen, Inc. Multi-layered fire door and method for making the same
ES2300558T3 (es) * 2003-01-30 2008-06-16 Key Safety Systems, Inc. Volante de conduccion con compuestos termoplasticos.
JP4392744B2 (ja) * 2003-03-25 2010-01-06 Ｓａｂｉｃイノベーティブプラスチックスジャパン合同会社 無塗装自動車外板用成形品の成形方法および成形品
US20070110979A1 (en) * 2004-04-21 2007-05-17 Jeld-Wen, Inc. Fiber-reinforced composite fire door
MXPA06012083A (es) * 2004-04-21 2007-01-25 Jeld Wen Inc Materiales compuestos de fibra reforzada y estructuras de construccion que comprenden materiales compuestos de fibra reforzada.
US7588049B2 (en) * 2005-03-14 2009-09-15 Peter Compton Blyth Polymeric fire hydrant
WO2006125037A2 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Exxonmobil Research And Engineering Company In-line compounding and molding process for making fiber reinforced polypropylene composites
US8408403B2 (en) * 2005-06-22 2013-04-02 Whirlpool Corporation Molded plastic dishwasher rack tine members including elastomeric bumpers
DE102006038948A1 (de) * 2006-08-18 2008-02-21 Blach Verwaltungs Gmbh & Co. Kg Langfaserstäbchengranulat
WO2009036089A1 (en) * 2007-09-10 2009-03-19 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Synthetic resin process and article useful for plating applications
EP2036713A1 (de) * 2007-09-11 2009-03-18 Quadrant Plastic Composites AG Verbundplatte auf Basis von HPL-Schichtshoffen
KR101209795B1 (ko) * 2010-11-26 2012-12-10 현대자동차주식회사 압출-사출-발포 연속성형 공법을 이용한 언더커버의 제조방법
DE102014103438A1 (de) * 2013-07-16 2015-01-22 Airbus Operations Gmbh Spritzgussverfahren zur Herstellung eines Primärstrukturverbindungselements

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4096218A (en) * 1973-07-19 1978-06-20 Asahi-Dow Limited Method of producing foamed thermoplastic resin articles having smooth and glossy surfaces free from swirl marks and hair cracks
JPS60264237A (ja) * 1984-06-12 1985-12-27 Sekisui Chem Co Ltd 繊維強化プラスチツク製ボルト素材の製造方法
JPH0729319B2 (ja) * 1986-09-19 1995-04-05 しげる工業株式会社 発泡製品の射出成形方法およびその装置
US4923650A (en) * 1988-07-27 1990-05-08 Hercules Incorporated Breathable microporous film and methods for making it
JPH04110129A (ja) * 1990-08-31 1992-04-10 Mitsubishi Petrochem Co Ltd ポリプロピレン発泡体の押出成形法
JPH07318B2 (ja) * 1990-12-12 1995-01-11 株式会社日本製鋼所 射出圧縮成形方法及び装置
JPH0692508B2 (ja) * 1991-04-26 1994-11-16 チッソ株式会社 長繊維強化ポリオレフィン樹脂組成物
JPH05318541A (ja) * 1992-05-25 1993-12-03 Mitsubishi Petrochem Co Ltd プラスチックの射出成形方法
GB9223781D0 (en) * 1992-11-13 1993-01-06 Woodhams Raymond T Cellulose reinforced oriented thermoplastic composites
JPH06328470A (ja) * 1993-05-26 1994-11-29 Toyota Motor Corp 発泡層成形方法およびその装置
JP3375377B2 (ja) * 1993-06-15 2003-02-10 積水化学工業株式会社 繊維強化熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法
JP3118125B2 (ja) * 1993-09-17 2000-12-18 株式会社神戸製鋼所 発泡射出成形方法
JP3091611B2 (ja) * 1993-09-20 2000-09-25 株式会社神戸製鋼所 発泡射出成形方法
JP2696061B2 (ja) * 1993-12-29 1998-01-14 株式会社神戸製鋼所 ２層発泡射出成形装置
JPH07247679A (ja) * 1994-03-14 1995-09-26 Idemitsu Petrochem Co Ltd コンクリート用型枠およびコンクリート用型枠の製造方法
EP0692358A1 (en) * 1994-06-24 1996-01-17 Corell Resin Technology B.V. Method for manufacturing a plastic board and a board obtained with this method
CA2134424A1 (en) * 1994-10-26 1996-04-27 Raymond T. Woodhams Injection molding process for the production of oriented thermoplastic and particulate matter composite articles
JP3015711B2 (ja) * 1994-11-30 2000-03-06 東北パイオニア株式会社 発泡成形体の成形方法及び発泡成形体の成形装置
WO1997029896A1 (fr) * 1996-02-16 1997-08-21 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. Procede de fabrication d'un article leger en resine thermoplastique renforcee de fibres, et article leger moule
JP4080556B2 (ja) * 1996-09-30 2008-04-23 株式会社プライムポリマー 繊維強化熱可塑性樹脂軽量成形品の製造法及び金型
JPH09277335A (ja) * 1996-02-16 1997-10-28 Idemitsu Petrochem Co Ltd ガラス繊維強化熱可塑性樹脂軽量成形品の製造法及び軽量成形品
JPH1058573A (ja) * 1996-08-20 1998-03-03 Sumitomo Chem Co Ltd 繊維強化熱可塑性樹脂発泡成形体およびその製造方法
JPH1110673A (ja) * 1997-06-24 1999-01-19 Idemitsu Petrochem Co Ltd 繊維強化樹脂の積層成形方法および積層成形品

Also Published As

Publication number Publication date
DE69722427T2 (de) 2004-05-06
EP0934150B9 (en) 2003-10-08
SK284789B6 (sk) 2005-11-03
WO1998016366A1 (en) 1998-04-23
PL185405B1 (pl) 2003-05-30
DE69722427D1 (de) 2003-07-03
JP4135982B2 (ja) 2008-08-20
CZ129199A3 (cs) 1999-10-13
NL1004268C2 (nl) 1998-04-15
PL332703A1 (en) 1999-09-27
HUP9904334A3 (en) 2000-08-28
HU225669B1 (en) 2007-05-29
CZ298638B6 (cs) 2007-12-05
US6605329B2 (en) 2003-08-12
EP0934150B1 (en) 2003-05-28
JP2001502259A (ja) 2001-02-20
US6303070B1 (en) 2001-10-16
HUP9904334A2 (hu) 2000-06-28
ES2201325T3 (es) 2004-03-16
US20020025424A1 (en) 2002-02-28
AU4576697A (en) 1998-05-11
EP0934150A1 (en) 1999-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK48699A3 (en) Thermoplastic moulded part, a process for the production thereof and applications thereof
ES2299211T3 (es) Procedimiento y aparato de preimpregnacion con resina.
US4931358A (en) Fiber-reinforced thermoplastic panels
US4957422A (en) Apparatus for the manufacture of sections of thermoplastic resin reinforced with continuous fibers
US4098943A (en) Fiber reinforced multi-ply stampable thermoplastic sheet
US3684645A (en) Glass fiber reinforced thermoplastic article
JP3290035B2 (ja) 繊維強化熱可塑性シート
US6623838B1 (en) Lightweight resin molded product and production method thereof
WO2018204743A1 (en) Pultruded impregnated fibers and uses therefor
EP0481015A1 (en) COMPOSITES RIGIDIFIED BY ZONES, WITH TWO DIFFERENT RESINS.
CA1157605A (en) Manufactured articles based on thermoplastic polymers reinforced with glass fibers
KR20170118895A (ko) 섬유 강화 부품 또는 반제품의 제조 방법
CZ9402000A3 (en) Recyclable moulded thermoplastic structures reinforced by high-molecular fibers and process for preparing thereof
EP1105277A4 (en) LONG FIBER REINFORCED COMPOSITE STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
KR100317864B1 (ko) 섬유강화된열성형성복합재료의제조방법
CN1827340B (zh) 制备热塑性树脂制品的方法
JP2002509498A (ja) 複合材料およびその生成方法
US11820044B2 (en) System for producing a lightweight thermoplastic composite sheet
US5888913A (en) Glass matt reinforced thermoplastics suitable for the production of paintable parts and parts produced therefrom
EP0847845A1 (en) Thermoformable sheets having core layer with unmatted, oriented fibers and fiber-free cap layer
CA2199106A1 (en) Glass matt reinforced thermoplastics suitable for the production of paintable parts and parts produced therefrom
US20240026108A1 (en) Plastic composite with improved physical properties
JP2014069444A (ja) 自動車内装材用成形材料
KR19980061102A (ko) 카페트 기포지용 폴리에스터 스판본드 부직포의 제조방법
JPH06198753A (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂成形体

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20161014