CN101318382A - 纤维复合材料的二段成形方法 - Google Patents
纤维复合材料的二段成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101318382A CN101318382A CN 200810001118 CN200810001118A CN101318382A CN 101318382 A CN101318382 A CN 101318382A CN 200810001118 CN200810001118 CN 200810001118 CN 200810001118 A CN200810001118 A CN 200810001118A CN 101318382 A CN101318382 A CN 101318382A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fiber
- raw material
- finishing die
- resin
- compound intermediate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002928 artificial marble Substances 0.000 title 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 71
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 58
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 58
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 41
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 38
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract description 9
- 238000011049 filling Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 abstract 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 11
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 7
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 7
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 6
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 6
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 6
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 5
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 4
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 3
- 239000003677 Sheet moulding compound Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 description 2
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- SZTBMYHIYNGYIA-UHFFFAOYSA-M 2-chloroacrylate Chemical compound [O-]C(=O)C(Cl)=C SZTBMYHIYNGYIA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 102100040287 GTP cyclohydrolase 1 feedback regulatory protein Human genes 0.000 description 1
- 101710185324 GTP cyclohydrolase 1 feedback regulatory protein Proteins 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000549 coloured material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009787 hand lay-up Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000007666 vacuum forming Methods 0.000 description 1
Images
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
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C43/021—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
- C04B18/022—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates agglomerated by an organic binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/02—Selection of the hardening environment
- C04B40/0259—Hardening promoted by a rise in pressure
-
- 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
- B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C43/34—Feeding the material to the mould or the compression means
- B29C2043/3405—Feeding the material to the mould or the compression means using carrying means
- B29C2043/3427—Feeding the material to the mould or the compression means using carrying means hopper, vessel, chute, tube, conveying screw, for material in discrete form, e.g. particles or powder or fibres
-
- 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
- B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C43/04—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles using movable moulds
- B29C43/06—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles using movable moulds continuously movable in one direction, e.g. mounted on chains, belts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/54—Substitutes for natural stone, artistic materials or the like
- C04B2111/542—Artificial natural stone
- C04B2111/545—Artificial marble
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Devices For Medical Bathing And Washing (AREA)
Abstract
本发明提供了一种纤维复合材料的二段成形方法。在该方法中使用对树脂基质填充60重量％以上的纤维长度为5～15mm的纤维、粉状强化纤维原料而成的纤维强化坯料(复合中间原料)。将该纤维强化坯料进行破碎，并将纤维强化坯料的破碎片放置在平面上或规定的立体形状的表面上进行加热加压，使其密集并成为一体，从而制造具有规定形状的复合树脂成形产品。作为纤维强化坯料的原料，可以使用各种不燃性强化纤维。而且，作为树脂基质可以使用各种热塑性树脂。本发明提供一种能够容易进行成形而且能够高精度地制造成形产品的复合树脂成形产品的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种将混合搅拌的纤维复合原料粉碎形成复合中间材料，并对其进行成形的纤维复合材料的二段成形方法。
背景技术
作为复合材料，例如纤维强化塑料FRP的成形方法有，在模具上铺上纤维骨料，使混合有固化剂的树脂脱气并多层层叠的手铺成形法(Hand lay up method)或喷射成形法(Spray up method)。除此之外还有，将预先混合骨料和树脂的片状原料，利用金属模具进行压缩成形的SMC冲压成形法(sheet molding compound method)，将预先混合纤维和树脂基质(粘合剂)的材料(Preprig等)，在大型窑中进行“烧固”的方法等。然而，由于混合有不同种类的材料的状态下进行成形，而且作为树脂基质使用热固性树脂，因此存在几乎无法回收再利用的缺点。
对此，近年来，取代玻璃纤维强化树脂(GFRP)，使用可回收的聚氯丙烯酸甲酯等热塑性树脂。但是，如果不把上述热固性树脂作为基质，则难以获得规定的强度，而且使用热塑性树脂时，需要特殊的制造方法(独立行政法人产业技术综合研究所)，从而欠缺通用性，因此缺乏实用性。另一方面，作为回收再利用的方法，只公开有将汽车用装饰材料作为FRP再利用原料，将热塑性树脂的树脂丸作为基质原料，在粉碎工序中将再利用原料和基质原料粉碎成10mm的直径，将粉碎后的再生原料和基质原料进行搅拌，使该搅拌后的再生原料和基质原料互相摩擦并且混合成一体，接着在混合减容工序中将上述搅拌混合后的再利用原料和基质原料互相摩擦并使其减容，并将上述混合减容后的再生原料和基质原料投入到挤压机，对该再生原料和基质原料熔融为一体的回收再利用产品进行挤压成形的汽车用装饰材料的回收再利用方法(日本专利文献1)。另一方面，受成形技术等的限制，用于树脂强化的纤维通常对热固性树脂最多填充40重量％，而如果将热塑性树脂作为基质，对其填充通常无法想象的60重量％以上的强化纤维，所得到物理性质虽然相当于将热固性树脂作为基质的FRP的物理性质，但是，对基质填充的填充量为60重量％以上时，根本无法进行通常的挤压成形，因此采用薄膜堆垛法(film stacking)(日本专利文献2)，其不利于批量生产。
《日本专利文献1》日本专利公开公报特开2006-264060号
《日本专利文献2》日本专利公开公报特开2007-138361号
发明内容
对此，本发明的发明人经研究发现，虽然对纤维填充量为60重量％以上的成形品直接进行成形是不可能的，但是在使用热塑性树脂时，将搅拌固化后的纤维强化复合材料进行粉碎或破碎，使其作为纤维长度整齐的成形中间材料，并对其进行二段成形，则能够混合60重量％以上，较为理想的是70重量％以上至85重量％的纤维成分，而且对其进行成形，则纤维长度整齐的短纤维被任意排列且上下重叠，纤维相互缠绕在一起，因此作为树脂基质即使使用热塑性树脂，也能制造出极为理想的纤维强化树脂产品。
本发明的发明人注意到破碎的复合中间片能够乘气流依次堆积填充到成形模内，从而完成了本发明。
本发明的复合材料的二段成形方法，包括，将混合搅拌60～85重量％的天然或化学纤维原料和40～15重量％的热塑性树脂并使其固化的坯料进行粉碎，从而准备含有以5～15mm的纤维长度为主的短纤维的破碎复合中间原料的工序；将高度填充有该短纤维成分的破碎复合中间原料，填充于规定的成形模中的工序；对密集在成形模内的破碎复合中间原料进行加热加压，使破碎复合中间原料中的相邻纤维任意排列且互相缠绕，同时对其进行压缩使其成为一体的工序。尤其，向成形模进行填充的工序中，在成形模上设置用于与气流一同将复合中间原料进行投入的投入口，同时在成形模上设置气流的排出口，将复合中间原料与气流一同投入到成形模内并从排出口进行排气，使复合中间原料在成形模中从气流的下游侧依次向上游侧堆积填充。而且，在向成形模进行填充的工序中，还可以对由一对成形模所形成的模具内部进行减压，并开放材料投入口，使复合中间原料吸入填充到模具内部。
采用本发明，作为填充纤维，可以对来自废旧衣料的纤维或者热塑性树脂片使用含有将化学纤维或天然纤维栽毛而成的地毯等的树脂的纤维成分，适于回收再利用。而且，混合60～85重量％的填充纤维和40～25重量％的热塑性树脂而成的复合材料，经破碎成为以5～15mm的纤维长度为主的短纤维，并且通过热塑性树脂成为一体，短纤维被高度填充，短纤维长度被任意排列且互相缠绕在一起，因此能够表现优越的拉伸强度，同时对应于树脂的厚度还能够表现可挠性。另外，可以提供表面上渗出并形成有树脂层的耐水性可燃烧纤维复合材料产品。
在本发明，作为纤维原料，不仅可以从可燃性的化学纤维、天然纤维，还可以从玻璃纤维、炭纤维以及纤维硼等不燃性纤维中予以选取，而为了回收再利用，优选化学纤维、天然纤维。上述热塑性树脂，根据用途可以选择各种热塑性树脂，并根据强化纤维的种类、尺寸、填充量等之间的关系调整热塑性树脂的组成成分。例如，作为汽车装饰材料，优选PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)，作为车体、小型船舶船体材料等结构性材料，优选PC(聚碳酸酯)聚酰胺树脂等。而且，通过天然纤维和聚乳酸的组合，可以提供生物分解复合材料。另外，为了改善与强化纤维的混合搅拌性，可以混和两种以上互为相溶的热塑性树脂进行调整。
对根据本发明所成形的成形品进行着色时，最好是准备对60～85重量％的一种或两种以上已着色的纤维原料，混合搅拌40～15重量％的透明或透光性热塑性树脂并使其固化而成的纤维强化坯料的破碎片。而且还可以准备对已着色的纤维原料，混合搅拌着色有同类颜色的热塑性树脂并使其固化而成的纤维强化坯料的破碎片，上述破碎片有时可以是两种以上不同种类的着色材料。
本发明的特征在于，将搅拌固化的复合坯料进行粉碎，将具有整齐的纤维长度的中间材料填充到成形模内并进行加热加压，从而制造薄片状、稍微厚的板状或立体形状的复合树脂成形产品。当强化纤维中含有水分时，可在与熔融的树脂基质进行混合搅拌之前，利用其他热源使所含水分蒸发，还可以在将熔融的树脂基质和多个强化纤维进行混合搅拌时，利用树脂基质的热量对强化纤维进行加热，使强化纤维中的水分蒸发。如此一来，无须增加强化纤维的干燥工序，能够简化制造工序。
回收再利用使用完毕的含有热塑性树脂的纤维坯料(地毯材料)时，将回收的纤维坯料粉碎成适当的大小，如残留有纤维的立体形状程度的大小，如长度为5mm～15mm的大小，并利用适当的热源进行加热使树脂基质软化或熔融，另外根据需要再添加树脂基质，使其作为纤维坯料的全部或一部分原料。
在复合树脂成形产品上形成表面树脂层时，可以在复合树脂成形产品的表面上重叠软化或熔融的合成树脂材料，还可以在表面上层叠用合成树脂制造的薄膜、片或板。复合树脂成形产品的表面树脂层，可以形成在复合树脂成形产品的整个外表面，也可以形成在外表面的一部分上，例如板状复合树脂成形产品的上表面或下表面。
复合树脂成形产品可以在形成表面树脂层的同时加压成形为规定的产品形状，而在复合树脂成形产品的表面上层叠用合成树脂制造的薄膜、片或板，或者重叠软化或熔融的合成树脂材料时，也能够成形为规定的产品形状。该复合树脂成形产品的成形，可以采用金属模具或滚筒等，进行拉伸成形(drawing forming)、弯曲成形(bending and forming)、真空成形、压力成形(Viscous)、对模热成形(matched monld thermal forming)等。
用合成树脂制造的薄膜、片或板和复合树脂成形产品，可以利用粘合剂进行粘合，也可以利用复合树脂成形产品的树脂基质和表面树脂层的合成树脂材料之间的亲和力进行结合。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的纤维强化树脂成形产品的二段成形方法的第一实施方式的模式图。
图2是表示本发明所涉及的具有辐射激效的高填充成形产品的二段成形方法的第二实施方式的模式图。
图3是表示在本发明中，被回收再利用的汽车用装饰材料的破碎片的照片。
图4是表示在本发明中，将回收再利用的汽车用装饰材料的破碎片和树脂进行混合搅拌，并用破碎机进行破碎而成的复合中间原料的照片。
图5是表示在本发明中，将破碎的复合中间原料进行加热加压，并进行成形的纤维复合材料片的照片。
图中：
10、110搅拌机 11、111破碎机
30、31、51、52金属模具 20、120复合坯料
21、121破碎片 40、60复合产品
具体实施方式
下面，结合附图所示的具体例子，详细说明本发明。图1表示本发明所涉及的可回收再利用的纤维强化树脂产品的制造方法的最佳实施方式。制造纤维强化树脂产品时，首先准备各种强化纤维材料(本实施方式中利用图3所示的汽车装饰材料的破碎片)。该强化纤维，优选使用长度为5～15mm的短纤维。另外，还准备树脂，例如适当大小的片状聚丙烯或聚乙烯等的热塑性树脂。该树脂可以是上述树脂中的一种，也可以是两种树脂的混合。
另一方面，启动搅拌机10的加热器，使搅拌机10内部的温度上升到热塑性树脂的熔融温度，如100℃～300℃的范围内。如图1(a)所示，将破碎的热塑性树脂片投入到搅拌机10内，进行搅拌的同时使其熔化。片状树脂粘合剂，可以一次性地进行投入，也可以分数次进行投入。树脂粘合剂的熔化过程中，搅拌机叶片的转动带动熔融树脂进行搅拌从而发生热量时，可将加热器的加热温度调整为比树脂粘合剂的熔融温度稍低的温度。
当热塑性树脂充分软化或熔化时，将预先准备的纤维原料，如废旧地毯的破碎片(图3)，一次性或分数次投入到搅拌机10内，同时还将着色剂，如涂料，一次性或分数次投入到搅拌机10内，并进行搅拌以使软化/熔融的热塑性树脂和填充剂及着色剂混合均匀。一次投入大量填充剂，软化/熔融的树脂温度将会下降，因此对搅拌机10进行投入之前，可以先将纤维强化坯料的原料通过加热器加热至适当温度。
而且，在熔融的状态下长时间对热塑性树脂进行加热，树脂将会丧失原有的物理性质，因此，优选充分熔化之后，在短时间内完成混合搅拌。本发明的发明人通过实验得出，开始熔融至完成混合搅拌的优选时间为5分钟～30分钟，然而，由于该温度根据加热温度或热塑性树脂的物理性质而改变，因此，通过实验获取最佳时间为佳。
如图1(b)、(c)所示，搅拌充分之后，取出搅拌物20，在破碎机11将其粉碎成适当尺寸，例如突出有长度为10mm左右的纤维的块状或鳞片状(混合搅拌图4所示的树脂和纤维的破碎片)。破碎机，可以使用澳大利亚产振动筛的一轴破碎机，还可以使用二轴破碎机、日矿的冲击式破碎机(impact crusher)。重要的是，使高度填充的具有各种纤维长度的纤维成为5～15mm左右。由于该破碎片21通过后续工序中的加压进行流动，因而其尺寸没有特别的限制，但是，由于该破碎片21乘气流填充到成形模内，因而其形状最好是容易悬浮于气流的形状，且堆积之后空气能够透过堆积物整体的形状。
如图1(d)所示，利用上述制造方法，能够制造出不同颜色，如白色、黑色、茶色、浅蓝色的破碎片21。
获得多种颜色的破碎片21(图4)之后，如图1(e)所示，将其填充到成形模，例如经加热的一对金属模具30、31内。在此，经排气口32对金属模具内部进行吸气减压，接着关闭排气口32，由吸引口33吸入填充复合中间片21。然后，施加振动等，使填充密度稳定，并在该位置上进行加热加压。如此一来，不同颜色的热塑性树脂进行流动并压缩至1/4～1/5，互相成为一体，因此待温度下降之后，取出并对其表面进行研磨，则得到如图1(f)所示的表面模样看似经过抛光的纤维强化树脂产品，并且其表面上形成有树脂层(参照图5)。
本发明，在破碎片乘气流填充到成形模内的工序中，将成形模的上方作为气流的入口，另一方面将成形模的下方作为气流的排出口，将对气流具有透气性的复合中间原料与气流一同投入到成形模内并从下方进行排气，使中间原料在成形模中从下方依次向上方堆积填充。具体而言，例如，作为填充机有时会采用离心方式。
图2表示将50重量％的化学纤维或天然纤维和30重量％的低剂量辐射原矿粉末高度填充的复合材料产品的制造方法的最佳实施方式。在此，作为辐射激效添加剂准备镭矿石粉末。该无机材料，通常使用粉末状材料。另一方面，作为树脂，可以使用适当大小的片状聚丙烯或聚乙烯等的热塑性树脂。
另一方面，启动搅拌机110的加热器，使搅拌机110内部的温度上升到热塑性树脂的熔融温度，如100℃～300℃的范围内。如图2(a)所示，将破碎的热塑性树脂片投入到搅拌机110内，进行搅拌的同时使其熔化。片状树脂粘合剂，可以一次性地进行投入，也可以分数次进行投入。树脂粘合剂的熔化过程中，搅拌机叶片的转动带动熔融树脂进行搅拌从而发生热量时，可将加热器的加热温度调整为比树脂粘合剂的熔融温度稍低的温度。
当热塑性树脂充分软化或熔化时，将预先准备的化学纤维一次性或分数次投入到搅拌机110内，同时将镭矿石粉末一次性或分数次投入到搅拌机110内，并进行搅拌以使软化/熔融的热塑性树脂和纤维成分及矿石粉末混合均匀。一次投入大量的填充剂，软化/熔融的树脂温度将会下降，因此对搅拌机110进行投入之前，可以先将纤维强化坯料的原料通过加热器加热至适当温度。
而且，在熔融的状态下长时间对热塑性树脂进行加热，树脂将会丧失原有的物理性质，因此，优选充分熔化之后，在短时间内完成混合搅拌。本发明的发明人通过实验得出，开始熔融至完成混合搅拌的优选时间为5分钟～30分钟，然而，由于该温度根据加热温度或热塑性树脂的物理性质而改变，因此，通过实验获取最佳时间为佳。
如图2(b)、(c)所示，搅拌充分之后，取出搅拌物20，在破碎机111将其粉碎成适当尺寸，例如直径为5mm～15mm左右的块状或鳞片状。由于该破碎片121通过后续工序中的加压进行流动，因而其尺寸没有特别的限制，但是，由于该破碎片121乘气流填充到成形模内，因而其形状最好是容易悬浮于气流的形状，且堆积之后空气能够透过堆积物整体的形状，以便对金属模具内进行适当地排气使材料均匀地堆积在各个角落。
如图2(d)所示，利用上述制造方法，能够制造出不同颜色，如白色、黑色、茶色、浅蓝色的破碎片121。
获得多种颜色的破碎片21之后，如图2(e)所示，准备开放一对立式金属模具51、52而构成的金属模具50。在此，经填充口53将破碎片121与气流一同填充到金属模具50内。具体而言，向成形模内进行填充的工序中，在一对成形模上设置用于与气流一同将复合中间原料进行投入的投入口，根据需要在成形模的另一方的规定位置上设置气流的排气口，将复合中间原料与气流一同投入到成形模内并从排气口进行排气，使复合中间原料在成形模中从气流的下游侧依次向上游侧堆积填充。然后，施加振动等，使填充密度稳定，并在该位置上进行加热加压。如此一来，不同颜色的热塑性树脂进行流动并压缩至约1/3，互相成为一体，因此待温度下降之后，取出并对其表面进行研磨，则得到如图2(f)所示的表面模样看似经过抛光的树脂产品。另外，在本实施方式中，立式金属模具在竖立的状态下进行压缩成形，但是也可以将其水平放置进行压缩。
另外，使用聚丙烯(PP)/乙烯·醋酸乙烯共聚体(EVA)树脂，并且作为强化纤维使用天然纤维，可获得由50重量％的天然纤维、10重量％的低辐射原矿粉末、15重量％的远红外线粉末以及20重量％的PP、5重量％的EVA构成的表面极其光滑的复合树脂板。
Claims (5)
1.一种复合材料的二段成形方法，其特征在于：
包括，将混合搅拌60～85重量％的天然或化学纤维原料和40～15重量％的热塑性树脂并使其固化的坯料进行粉碎，从而准备含有以5～15mm的纤维长度为主的短纤维的破碎复合中间原料的工序；
将高度填充有该短纤维成分的破碎复合中间原料，填充于规定的成形模中的工序；
对密集在成形模内的破碎复合中间原料进行加热加压，使破碎复合中间原料中的相邻纤维任意排列且互相缠绕，同时对其进行压缩使其成为一体的工序。
2.根据权利要求1所述的复合材料的二段成形方法，其特征在于：
向成形模进行填充的工序中，在一对成形模上设置用于与气流一同将复合中间原料进行投入的投入口，同时在成形模上设置气流的排出口，将复合中间原料与气流一同投入到成形模内并从排出口进行排气，使复合中间原料在成形模中从气流的下游侧依次向上游侧堆积填充。
3.根据权利要求1所述的复合材料的二段成形方法，其特征在于：
向成形模进行填充的工序中，对由一对成形模所形成的模具内部进行减压，并在该状态下，开放材料投入口，使复合中间原料吸入填充到模具内部。
4.根据权利要求1所述的复合材料的二段成形方法，其特征在于：
对密集在成形模内的复合中间原料进行加热加压，同时对其进行压缩使其成为一体的工序中，压缩比例为1/3以上。
5.一种耐水性可燃烧纤维复合材料产品，其特征在于：
该耐水性可燃烧纤维复合材料产品由对来自废旧衣料的纤维或者热塑性树脂片，混合60～85％的含有把化学纤维或天然纤维栽毛而成的地毯等的树脂的回收再利用纤维成分和40～25％的热塑性树脂而成的复合材料构成，以5～15mm的纤维长度为主的短纤维被热塑性树脂成为一体，高度填充的短纤维长度任意排列且互相缠绕在一起，表面上渗出并形成有树脂层。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007-150604 | 2007-06-06 | ||
| JP2007150604 | 2007-06-06 | ||
| JP2007150604 | 2007-06-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101318382A true CN101318382A (zh) | 2008-12-10 |
| CN101318382B CN101318382B (zh) | 2013-01-23 |
Family
ID=40093668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200810001118 Expired - Fee Related CN101318382B (zh) | 2007-06-06 | 2008-01-16 | 纤维复合材料的二段成形方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (4) | JP2009012441A (zh) |
| CN (1) | CN101318382B (zh) |
| WO (1) | WO2008149852A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116438044A (zh) * | 2021-06-01 | 2023-07-14 | 沃克工作室公司 | 再生板的制造方法和再生板 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013189406A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Hot House:Kk | ホルミシス効果を有するトリウム含有成形体およびその製造方法ならびに貼付用ペレット |
| JP6384808B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2018-09-05 | 久慈琥珀株式会社 | 再生琥珀の製造方法 |
| US9724854B2 (en) * | 2015-05-13 | 2017-08-08 | Hexcel Composites Limited | Preforms made directly from thermosetting composite chips |
| IT201600069601A1 (it) * | 2016-07-05 | 2018-01-05 | Tiziano Baldi | Granulato polimaterico per produzioni termoplastiche riproducenti materiali naturali |
| JP7261021B2 (ja) * | 2019-01-28 | 2023-04-19 | ジャパンコンポジット株式会社 | マーブル調成形品の製造方法および成形材料 |
| JP7037824B2 (ja) * | 2019-12-12 | 2022-03-17 | 株式会社エイ・ティ・エル | 樹脂ブロック、樹脂ブロック製造装置、樹脂ブロック製造方法、および樹脂成形物 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54150469A (en) * | 1978-05-19 | 1979-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of mottle patterned plastic plate |
| JPS6321200A (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-28 | 筒中プラスチツク工業株式会社 | 模様付き合成樹脂材の製造方法 |
| JPH01286944A (ja) * | 1988-05-11 | 1989-11-17 | Tsutsunaka Plast Ind Co Ltd | 御影石調の熱可塑性樹脂成形品 |
| JP2004331475A (ja) * | 2003-05-12 | 2004-11-25 | Yamaha Livingtec Corp | 人工大理石 |
-
2007
- 2007-08-17 JP JP2007212740A patent/JP2009012441A/ja active Pending
- 2007-12-10 JP JP2007318485A patent/JP2009012450A/ja active Pending
-
2008
- 2008-01-04 JP JP2008000069A patent/JP2009012451A/ja active Pending
- 2008-01-16 CN CN 200810001118 patent/CN101318382B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-03-13 JP JP2008064389A patent/JP2009012453A/ja active Pending
- 2008-06-03 WO PCT/JP2008/060199 patent/WO2008149852A1/ja active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116438044A (zh) * | 2021-06-01 | 2023-07-14 | 沃克工作室公司 | 再生板的制造方法和再生板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101318382B (zh) | 2013-01-23 |
| JP2009012451A (ja) | 2009-01-22 |
| JP2009012441A (ja) | 2009-01-22 |
| JP2009012450A (ja) | 2009-01-22 |
| WO2008149852A1 (ja) | 2008-12-11 |
| JP2009012453A (ja) | 2009-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101318382B (zh) | 纤维复合材料的二段成形方法 | |
| US5364672A (en) | Artificial stones | |
| KR100888334B1 (ko) | 다양한 외관 디자인을 갖는 인조석 및 이의 제조방법 | |
| CN108472881A (zh) | 结构复合材料和方法 | |
| JP2016508089A (ja) | 層状及び塊状の人造石物 | |
| EP1578576B1 (en) | Near net shape prepreg | |
| US20130196138A1 (en) | Fiber Reinforced Putty, Device And Method For Its Manufacture, Device And Method To Make Laminates And Other Finished Parts From The Putty, And A Laminate Made From The Putty | |
| JP6776735B2 (ja) | 繊維強化熱可塑性プラスチック作製用プレシートの製造方法 | |
| JP2009029066A (ja) | 可燃性繊維強化樹脂成形品の製造方法 | |
| CN104271349B (zh) | 大尺寸聚苯乙烯面板 | |
| JP2604861B2 (ja) | 人造大理石およびその製造方法 | |
| US8652389B2 (en) | Compression moulding method for realising thermoplastic products | |
| CN1081164A (zh) | 人造石材的制造方法 | |
| KR20010095118A (ko) | 수지성형용 재료 및 이것을 사용한 수지성형물 | |
| CN107118526B (zh) | 玻璃纤维-纳米羟基磷灰石-聚乳酸三元复合材料及其制备方法 | |
| CN1156529C (zh) | 一种废旧塑料陶瓷粉轻质仿汉白玉建筑装饰材料及其制造方法 | |
| KR20010017505A (ko) | 인조목재의 제조방법 | |
| TWI678275B (zh) | 用於立體列印之黏結材料及其製造方法 | |
| KR20070096141A (ko) | 친환경파레트용 자재 | |
| JP2005305876A (ja) | Ｆｒｐリサイクル成形品の製法 | |
| JP2000108122A (ja) | 表面加飾用シートモールディングコンパウンドの製造方法 | |
| JPH09201898A (ja) | 表面化粧を有する軽量複合板の製造方法 | |
| KR19980703374A (ko) | 중공 미소구체를 함유한 성형가능한 열가소성 복합 시이트 | |
| KR20070060040A (ko) | 복합수지 성형품의 제조방법 | |
| CN106939118A (zh) | 玻璃钢透光板及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: XU KEXIN Free format text: FORMER OWNER: ALMIGHTY CO., LTD. Effective date: 20110420 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: HYOGO PREFECTURE, JAPAN TO: 300072 COLLEGE OF PRECISION INSTRUMENT AND OPTO-ELECTRONICS ENGINEERING, TIANJIN UNIVERSITY, NO. 92, WEIJIN ROAD, NANKAI DISTRICT, TIANJIN |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20110420 Address after: 300072 Tianjin City, Nankai District Wei Jin Road No. 92, Tianjin University College of precision instrument Applicant after: Xu Kexin Address before: Hyogo Applicant before: Almighty Co., Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130123 Termination date: 20170116 |