DE3117280A1

DE3117280A1 - Gegenstaende aus thermoplastischen polymeren, welche mit glasfasern verstaerkt sind

Info

Publication number: DE3117280A1
Application number: DE19813117280
Authority: DE
Inventors: Antonio Dr. Chiolle; Lino Casalecchio Di Reno Bologna Credali; Sergio Ferrara Danesi; Giovanni Di Drusco
Original assignee: Montedison SpA
Current assignee: Montedison SpA
Priority date: 1980-05-06
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1982-06-16
Also published as: AU547867B2; IL62761A; ZA812920B; GB2075077B; BR8102744A; JPS6354735B2; AU7013581A; SE453272B; FR2481994B1; ES8304596A1; MX158505A; GB2075077A; SE8102729L; CH658462A5; BE888682A; AR224573A1; IT1193532B; NL8102126A; ATA196681A; FR2481994A1

Description

O:.:-:J^:1 O I 31 1728D

PATENTANWÄLTE

dr. V. SCHMIED-KOWARZIK · dr. P. WEI N HOLD · München dipping. G. DANNENBERC · dr. D. GUDEL · dipl.-ing. S. SCHUBERT ■ Frankfurt

SIEGFRIEDSTRASSE 8 ΘΟΟΟ MÖNCHEN 4O

TELEFON: (089) 335024 + 335025 TELEX: 5215679

FE.2862 Wd/sh

Montedison S.p.A. Foro Buonaparte Mailand / Italien

Gegenstände aus thermoplastischen Polymeren, welche mit Glasfasern verstärkt sind.

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Platten bzw. Folien oder Schichtstoffen aus Olefinpolymeren mit Glasfaserverstärkung; weiterhin betrifft die Erfindung mehrschichtige Formkörper aus polymerem Material, das die genannten Platten bzw. Folien als Bestandteile enthält.

Es ist bekannt, daß die mechanischen Eigenschaften von Erzeugnissen auf der Grundlage von Kunststoffen durch Einarbeitung : ίο von verstärkenden Faserstoffen mit einem hohen Biegemodul j wie z. B. Glas-, Zellulose-, Asbest- oder Kohlenstofffasern usw. verbessert werden können.

\ Verfahren zur Herstellung derart verstärkter Erzeugnisse bzw. j ₁₅ Gegenständen basieren auf dem Druckspritzen von Mischungen ; aus geschmolzenen Polymeren mit Fasern. Diese sind jedoch

nur zur Herstellung kleiner Gegenstände geeignet und führen ■ zu einer nicht-homogenen Verteilung der Verstärkungsmate- ! rialien in den gebogenen Flächen.

^: Weiterhin gibt es dafür Verfahren, die aus dem Imprägnieren

] von Faserlagen mit polymeren Latices mit nachfolgendem : Formpressen unter Wärmeeinwirkung zu Platten bestehen. ; Im letzteren Falle befinden sich die Faserstoffe vorwiegend im mittleren Teil des Gegenstands, so daß sie nicht zu

dessen Verstärkung beitragen.

Ein weiterer Nachteil, der beiden Verfahren gewöhnlich anhaftet, besteht in der schlechten Oberflächenbeschaffenheit der Erzeugnisste, da die Faserstoffe an der Oberfläche

erscheinen, was besonders beim Formpressen begünstigt wird.

Es wurde nun ein Verfahren geschaffen, das zur Herstellung von Erzeugnissen bzw. Gegenständen aus thermoplastischem polymeren Material erfolgreich verwendet werden kann, wobei die Erzeugnisse Glasfasern als Verstärkungsmaterial enthalten und eine ausgezeichnete Oberflächenbeschaffenheit aufweisen und die Fasern völlig homogen in dem gesamten Erzeugnis verteilt sind.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein solches Verfahren, das die folgenden Schritte umfaßt:

5 a) Herstellung einer Mischung aus Glasfasern von einer Länge von mehr als 1 mm mit Fibrillen oder Fibriden

mindestens eines thermoplastischen Olefinpolymers mit eine

Oberfläche von mindestens 1 m /g in einer wässrigen Dispersion oder in einem inerten flüssigen Medium, wobei das Gewichtsverhältnis von Glasfasern/Fibrillen zwischen 3 : 97 und 95 : 5 beträgt;

b) Bildung einer Folie bzw. Platte durch Absetzen der Dispersion auf einer porösenOberfläche, wobei das flüssige Medium im wesentlichen entfernt wird, so daß sich die Glasfasern auf einer Ebene im wesentlichen parallel zu der Hauptebene der Folie bzw.'Platte ablagern;

c) Trocknen der Folie bzw. Platte;

d) Erhitzen der Platte bzw. Folie auf eine Temperatur, die der Schmelztemperatur des Olefinpolymers, das die Fibrillen bildet bzw. des Olefinpolymers, das die höchste Schmelztemperatur von jenen besitzt, die die Fibrillen

₂₅ bilden, entspricht oder höher ist als diese,

wobei Druck für eine ausreichende Zeitspanne angewendet wird, um die genannten Fibrillen zu schmelzen.

Die Bezeichnungen "Fibrillen" oder "Fibriden" beschreiben

:₃₀ faserartige Strukturen im allgemeinen, die eine Zellu-

' losefaser-ähnliche Morphologie aufweisen, deren Form

• außer länglich manchmal auch häutchenartig sein kann,

I Deren Länge beträgt im allgemeinen 0,5 bis 50 mm und

j der mittlere Scheindurchmesser oder die kleinere Abmessung

j ₃₅ von 1 - 500 μ.

! 2

j Fibrillen oder Fibriden mit einer Oberfläche von 1 m /g

; oder mehr sind schon lange bekannt und werden haupt-

sächlich verwendet, um Zellulosefasern bei der Herstellung ! von Papier oder verwandter Produkte teilweise oder voll

--er-

ständig zu ersetzen. Sie können mit verschiedenen, in der Literatur beschriebenen Verfahren hergestellt werden.

Nach der brit. PS 868 651 können solche Strukturen durch Zugabe einer Lösung eines Polymers zu einem Mittel, in dem sich das Polymer nicht löst, hergestellt werden, wobei gleichzeitig das ausgefällte Polymer bzw. das ge-

j quollene Polymer Schneidkräften unterworfen wird.

!in Ein ähnliches Verfahren ist auch in der deutschen Patent-

j anmeldung 2 208 553 beschrieben worden, ι

Nach der brit. PS 1 287 917 werden Strukturen mit einer ana-Lo/jjeri Mopholoftle durch Polymerisation voti ^-Olefinen in An-Wesenheit von Koordinationskatalysatoren erhalten, wobei Schneidkräfte im Reaktionsmedium wirksam werden.

Weitere Verfahren, mit denen Strukturen mit den oben beschriebenen Merkmalen und Anwendungseigenschaften hergestel.t werden können, und zwar als mehr oder weniger zusammenhängende Aggregate oder a]s Fibrillen-Faserstrukturen (Netzfäden), bestehen aus dem Strangpressen durch eine Öffnung von Lösungen, Emulsionen, Dispersionen oder Suspensionen synthetischer Polymeren in Lösungsmitteln, Emulgiermitteln oder Dispersionsmitteln oder Mischungen von

diesen, unter Bedingungen der fast sofortigen Verdampung des Lösungesmittel oder der vorhandenen flüssigen Phase (Blitz-Spinn-Verfahren).

Derartige Verfahren sind z. B. in der brit. PS 891 943 und Ί 262 531, in US PS 3770856, 3 740 383 und 3 808 091, in der belg.PS 789 808, in der franz. P.S. 2 176 858 und in der deutschen Patentanmeldung 2 343 543 beschrieben worden.

Die Faseraggregate oder Netzfäden, die mit Hilfe solcher Verfahren hergestellt werden, können durch Schneiden oder Refiner-Behandlung leicht zerteilt werden, bis man elementare Faserstrukturen mit einer Oberfläche von wenigstens

2 •1 m / g erhält, < +) "Plexifilaments"

1 m / g erhält, die zur Verwendung bei der Papierherstellung

oder ähnlichen Produkten geeignet sind.

In der brit. PS 891 945 ist z. B. beschrieben worden, wie man solche Netzfadenfibride durch Zerteilen von Netzfäden erhält, die durch Blitzspinnen polymerer Lösungen hergestellt worden waren.

Schließlich können Fibriden oder Faserstrukturen mit analogen Anwendungseigenschaften zweckmäßig hergestellt werden, indem eine Lösung, Suspension, Emulsion oder Dispersion eines Polymers in Lösungsmitteln und/oder Emulgiermitteln oder Dispersionsmitteln, während diese unter rascher Verdampfung der flüssigen Phase stranggepreßt werden, der Schneidewirkung eines gasförmigen fließbaren Mediums mit hoher Geschwindigkeit in winkelförmiger Richtung zur Richtung des Strangpressens unterworfen v/erden.

Solche Verfahren sind in der ital. PS 9^7 919 und 1 030 809 beschrieben worden.

Erfindungsgemäß werden Fibrillen oder Fibride von Olefinpolymeren verwendet wie z. B. Polyäthylen mit niederer oder hoher Dichte, Polypropylen, Äthylen-zTropylen-Mischpolymere als ungeordnetes oder Blockpolymerisat, Polybuten-1 und Poly-A-methyl-1-penten.

Die Herstellung der Mischung aus Glasfasern und Fibrillen kann leicht durch Dispergieren der 2 Arten von Fasern unter Rühren in einer inerten Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser,

nach Verfahren erfolgen, die gewöhnlich zur Herstellung von Pulpe (Papierbrei) für Papier angewendet werden. Bei dieser Herstellung sollte die Faserdispersion oder die Polyolefinfibrillen vorzugsweise ein Benetzungsmittel enthalten, um deren Dispergierbarkeit in Wasser und das innige

Mischen mit den Glasfasern zu verbessern. Verfahren, mit denejn man synthetische Polymerfasern durch Zugabe von Benetzungsmitteln benetzbar macht, sind z. B. in der belg. PS 737 060 und in der deutschen Patentanmeldung 2 208 553 sowie in der ital. PS 1 006 878 beschrieben worden.

Vor Bildung der Folie bzw. Platte können zu der Faserdispersicfn auch Kohäsionsmittel wie z. B. Harnstoff-, Acryl-, Aminoharze zugegeben werden, die die Bildung der Folie bzw. Platte auch bei geringster Substanzmenge erleichtern.

Die Herstellung der Folien bzw. Platten mittels der Dispersion nach Schritt a) kann mit den Verfahren und den Vorrichtungen wie sie in der Papierindustrie zur Herstellung von Zellulose-Papierblättern verwendet werden, erfolgen, wobei es leicht möglich ist, eine Anordnung der Glasfasern in der Platte bzw. Folie in einer im wesentlichen horizontalen Ebene oder in einer Ebene zu erhalten, die parallel zu der Ebene der Folie bzw. Platte verläuft.

15

Wenn die Folie bzw. Platte gebildet wird, kann die überflüssige, in der Fasermischung enthaltene Flüssigkeit mittels Schwerkraft oder durch Absaugen unter Vakuum entfernt, werden, was die Stabilisierung der Orientierung der Glasfasern in Beschickungsrichtung der Dispersion zu der porösen Oberfläche oder in Richtung der Fließstränge der Trägerflüsslgkeit .fördert.

! Das Trocknen der Folie bzw. Platte nach Schritt c) kann in herkömmlicher Weise entsprechend der in der Papierindustrie

\ 25

ί verwendeten Technologien erfolgen (auf Zylindern, Bändern, Netzen etc.) und erfolgt vorzugsweise bis zu einem Trockengrad in der Folie bzw. Platte von nahezu 100 %.

Die Erhitzungsstufe d) kann unter Druck erfolgen und zwar

kontinuierlich in einem Kalander oder diskontinuierlich in einer Plattenpresse. Vorzugsweise wird die Platte bzw. Folie auf eine Temperatur erhitzt, die höher ist als die Schmelztemperatur der anwesenden thermoplastischen Fibrillen und zwar ohne Anwendung von Druck und nachfolgendem Abkühlen der

. 35

Platte bzw. Folie unter Druck in einer Kaltpresse oder in j Preßformen.

Im allgemeinen kann man eine Platte bzw. Folie erhalten, die eine kompakte, nicht-poröse Struktur aufweist, in welcher

.-er-

die vorher vorhandenen polymeren Fibrillen nicht mehr identifiziert werden können.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Gegenständen aus thermoplastischem Material, wobei wenigstens 2 Folien bzw. Platten, die mach Schritt b) oder c) erhalten wurden, so angeordnet werden, daß diese vor der Erhitzungsstufe eine Sandwich-Struktur bilden. Dies erfolgt so, daß die genannten Folien bzw. Platten auf beiden Seiten einer Schicht eines thermoplastischen Polymers, welches keine oder im wesentlichen keine darin eingebrachten Glasfasern enthält, angeordnet sind. Dann erfolgt Erhitzungsschritt d) auf eine Temperatur, die zumindest dem Erweichungspunkt des thermoplastischen Polymers entspricht, aus dem die Kunststoffschicht besteht und zwar für eine ausreichende Zeitspanne, um das Schmelzen der Fibrillen und die Adhäsion der so zusammenliegenden Schichten unter Bildung von Platten bzw. Folien

₂₀ zu erreichen.

Dabei besitzt in diesen Fällen das die Schicht bildende thermoplastische Kunststoffpolymer einen Biegemodul , der geringer ist als der der Glasfasern in der Platte bzw. Folie, jedoch ist es mit dem Olefinpolymer, aus dem die Fibrillen bestehen, verträglich.

Wenn gesagt wird, daß das die Kunststoffschicht bildende thermoplastische Polymer im wesentlichen frei von Glasfasern ist, dann heißt das, daß zwar gegebenenfalls solche

Fasern vorhanden sein können, jedoch nur in solchen Mengen, daß sie den Wert des Biegemolduls des Polymers selbst nicht wesentlich , z. B. nicht mehr als 10 % dieses Wertes, verändern.

Beispiele von Polymeren, die zur Bildung der Kunststoff- ! schicht geeignet sind, sind z. B. : Polyäthylen, Polypropylen, Äthylen-ZPropylen-Mischpolymere, Polystyrol, Polyurethane, ' Styrol-ZButadien-ZAcrylnitril-Terpolymere oder Mischungen von diesen.

-X-

Die innere Struktur der verwendeten Kunststoffschicht kann entweder kompakt oder zellförmig oder expandiert sein. Das die Schicht bildende Polymer oder polymere Material kann vorzugsweise eine Schmelztemperatur von 135 -172 C .besitzen.

Dementsprechend erhält man polymere Erzeugnisse -mit Glasfaserverstärkung, die bestehen aus bzw. enthalten: eine Struktur aus drei kompakten Schichten, von denen zwei aus einem Olefinpolymer mit eingearbeiteten Glasfasern hergestellt wurden und die unter Wärmeeinwirkung mit der dritten Schicht, die die Zwischenschicht bildet, verschweißt wurden. Die Zwischenschicht besteht aus einem thermoplastischen Polymer, das mit dem Olefinpolymer der anderen beiden Schichten verträglich ist und das gänzlich oder im wesentliehen frei von eingearbeiteten Glasfasern ist und einen Biegemodul besitzt, der unter dem der Glasfasern liegt, die in den anderen beiden Schichten enthalten sind.

Derartige Erzeugnisse weisen mechanische Eigenschaften,

insbesondere Flexibilität und Schlagzähigkeitswerte auf, die weit höher als die von gleichartigen Produkten sind, die aus ähnlichen Polymeren herstellt wurden, bei denen das Faserfüllmittel homogen in der gesamten Masse oder überwiegend im Innern solcher Massen dispergiert ist, wobei der

eingearbeitete Glasfasergehalt, die Form und die Gesamtstärke j gleich sind.

. Das vollständige Verfahren zur Elerstellung solcher zusammengesetzter oder mehrschichtiger Gegenstände umfaßt die fol-

genden, aufeinander-folgenden Schritte:

A) Herstellen und Mischen von Glasfasern mit einer Länge von ! mehr als 1 mm mit Fibrillen oder Fibriden aus mindestens einem thermoplastischen Olefinpolymer mit einer Oberfläche

! 35 2

! von mindestens 1 m /g in einer wässrigen Dispersion

j oder einer anderen inerten Flüssigkeit, wobei das Ge-

Wichtsverhältnis von Glasfasern/Fibrillen zwischen 3:97

j bis 95 : 5 beträgt.

- re -

B) Bilden einer Platte bzw, Folie durch Absetzen einer solchen Dispersion auf ein^ porösm Oberfläche, wobei das flüssige Medium praktisch entfernt wird und wobei

die Anordnung der Glasfasern auf der Ebene im wesentlichen parallel der Hauptebene der Platte bzw. Folie ist;

C) Trocknen der Platte bzw. Folie;

D) Herstellung einer "Sandwich"-Anordnung von zwei solcher Platten bzw. Folien um eine Schicht aus einem thermoplastischen Polymer, das mit dem die Fibrillen bildenden Olefinpolymer verträglich ist und im wesentlichen frei von eingearbeiteten Glasfasern ist und einen Biegemodul besitzt, der geringer als der der in den Platten bzw. Folien vorhandenen Glasfasern ist, indem diese Platten bzw. Folien auf beiden Seiten der Kunststoffschicht angeordnet werden;

E) Erhitzender Platten bzw. Folien auf eine Temperatur, die der Schnelztemperatur des die Fibrillen bildenden Olefinpolymers in den Platten bzw. Folien entspricht und die zumindest dem Erweichungspunkt des die Kunststoffschicht bildenden thermoplastischen Polymers entspricht unter Anwendung von Druck für einen ausreichenden

Zeitraum, um die Fibrillen zu schmelzen und um die Kunststoffschicht zumindest an der Oberfläche zu erweichen, so daß eine Adhäsion der Platten bzw. Folien zu der Kunststoffschicht erhalten wird.

Der Schritt C) des Trocknens muß nicht separat von Verbindungsschritt D) ausgeführt werden; vielmehr kann dieser während oder nach dem Verbinden der Platten bzw. Folien mit der Kunststoffschicht vor dem Schritt des Erhitzens E) der Gesamtstruktur erfolgen.

Schritt D) kann z. B. leicht während der Herstellung der Kunststoffschicht durch Strangpressen zwischen die beiden nach Schritt C) oder B) erhaltenen Platten bzw. Folien erfolgen. Danach kann Schritt E) unter Erhitzen des

-JA -

Verbundstoffs unter Druck erfolgen, z. B. in einer Plattenpresse.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von Gegenständen aus thermoplastischen Polymeren, die aus einer dreischichtigen Struktur bestehen oder diese enthalten, wobei zwei der Schichten aus einem Olefinpolymer hergestellt worden sind, in welches zwischen 3-95 Gew.-% Glasfasern von mehr als 1 mm Länge eingearbeitet wurden, wobei diese im wesentlichen auf einer Ebene angeordnet sind, die parallel zur Hauptebene jeder Schicht verläuft und wobei diese beiden Schichten unter Wärmeeinwirkung mit der dritten Kunststoffschicht verschweißt wurden, welche eine Zwischenschicht darstellt. Dabei ist die Kunststoffschicht aus einem thermoplastischen Polymer hergestellt worden, das mit dem Olefinpolymer der anderen beiden Schichten verträglich und im wesentlichen frei von eingearbeiteten Glasfasern ist, und besitzt einen Biegemodul, der geringer als jener der Glasfasern in den anderen beiden Platten ist.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung, ohne eine Einschränkung dazustellen.

25 Beispiel 1

Herstellung von Polyathyxenplatten bzw. Folien mit Glasfaserverstärkung

In einem Mischer wurde eine wässrige Dispersion aus 7 kg Fibri ' len aus Polyäthylen von hoher Dichte (Schmelzindex r 7, Schmelztemperatur = 135 C) mit einer Oberfläche von 6 m /g, das mit acetalisiertem Polyvinylalkohol entsprechend dem in der ital. PS 1 006 878 beschriebenen Verfahren vorbehandelt worden war,

und 3 kg Glasfasern mit einer Länge von 6 mm, einem Durchmesser von etwa lh μ, einer Dichte von 2,54 g/ccm und einem Biegemoddl von etwa 826 000 kg/cm hergestellt.

Diese Dispersion wurde auf ein Volumen von 1000 1 mit Wasser verdünnt und dann in einem konischen Refiner mit offenen

- νί-

Flügeln 25 Min. lang behandelt. Danach hatten die Glasfasern eine durchschnittliche Länge von etwa k mm. Die Dispersion wurde dann weiter bis zu einer Faserkonzeritratiori von 5 g/l verdünnt und auf einer kontinuierlich arbeitenden Papiermaschine bei einer Geschwindigkeit von 40 m/Min, in eine Platte umgeformt. Nach 5 Min.-langem Pressen und Trocknen bei 120⁰C wurde die so erhaltene Platte (Platte (a)) bei einer Temperatur von durchschnittlich zwischen 135° - 150° C

2 10 bei einem Druck von 90 kg/cm 15 Sekunden lang bei einer

Geschwindigkeit von 4 m/Min, kalandriert. Man erhielt eine Platte bzw. Folie von kompakter Struktur.

Nach dem gleichen Verfahren, jedoch unter Verwendung von Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 0,3 bzw. 5 und einer Schmelztemperatur von 135° C wurden zwei weitere Platten b) und c) hergestellt, welche nach dem Kalandrieren unter Bedingungen wie bei Platte a) eine kompakte Struktur aufwiesen Die Merkmale dieser 3 Produkte nach dem Kalandrieren werden in der Tabelle I angegeben.

Herstellung einer erfindungsgemäßen Schichtstruktur Unter Verwendung einer Plattenpresse, die bei einem Druck von 5-20 kg/cm und einer Temperatur von 150° C arbeitete, wurden siebenschichtige Verbundstrukturen hergestellt, indem mit den beiden Hauptoberflächen einer Platte aus Polyäthylen hoher Dichte (Schmelzindex = 5, Schmelztemperatur = 135⁰C)

2 mit einem Biegemodul von 17.000 kg/cm und einer Dicke von

etwa 1,3 mm - in gleicher Menge an beiden Seiten - eine ,_ft zunehmende Anzahl vorher hergestellter Platten nach Art a)

bzw. b) verbunden wurden.

Die Eigenschaften der so erhaltenen Struktur werden in Tabelle II angegeben.

,, Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)

»50 ι Πι ι ι HMHH^_n. ι ι IK ι ι ■ Ii

Polyäthylen von der Art wie es zur Herstellung von Platte a) nach dem vorhergehenden Beispiel verwendet worden war, wurde mit 30 Gew.-% (bezogen auf die Mischung) Glasfasern wie jene nach dem vorausgehenden Beispiel vermischt.

Die Mischung wurde bei 205° C in einer Doppelschneckenpresse vom Typ "Pasquetti" stranggepreßt. Das stranggepreßte Produkt wurde zu Körnchen zerkleinert und dann in kleine Platten umgeformt, indem eine Behandlung für eine Dauer von b Minuten bei 180° C in einer Plattenpresse angewendet wurde.

Die gleichen Granulate wurden auch dazu verwendet, um eine Platte durch Lackspritzen bei 225° C in einer Druckspritzpresse vom Typ GBF herzustellen. Die Merkmale dieser Platten sind in Tabelle III aufgezeichnet worden.

Beispiel 3

Es wurde die Herstellung einer Schichtstruktur nach Beispiel 1 wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß zuerst eine Wärmebehandlung in Abwesenheit von Druck-erfolgte. Dabei wurden die mit den Platten bzw. Folien vom Typ (a) und (b) verbundene Polyäthylenschicht bei 180° C in einen Ofen gelegt. Danach wurde das Ganze

in einer Plattenpresse bei 200 kg/cm kaltgepreßt, und zwar für eine Dauer von 10 Sekunden. Die Eigenschaften der so erhaltenen Strukturen ähneln den Strukturen nach Beispiel 1 .

Beispiel 4 25 ^L

Es wurde in der gleichen Weise und unter Verwendung der gleichen Polyäthylenfibrillen und der gleichen Glasfasern wie für Platte (a) nach Beispiel 1 verfahren. Es wurden Platten bzw. Folien hergestellt, die 50 Gew.-% Glasfasern enthielten und die nach dem Trocknen die folgenden Merkmale

aufwiesen: Dicke 208 μ

2 Gewicht 220 g/m Dichte 1,07 g/m transversale Zugfestigkeit 1,40 kg

longitudinale Zugfestigkeit 1,95 kg.

Eine größere Anzahl von Platten bzw. Folien wurden jeweils in gleichen Mengen mit den beiden Oberflächen einer Polyäthylenplatte hoher Dichte (ähnlich der nach Beispiel 1)

zusammengefügt und entsprechend dem in Beispiel 3 angewendeten Verfahren verbunden.

Die Eigenschaften der mehrschichtigen Strukturen, die man 5 so erhielt, werden in den Spalten 1 und 2 der Tabelle IV angegeben.

Beispiel 5

Es wurde Beispiel 4 mit einer 1,3 mm dicken Polyäthylen-10 schicht (Schmelzindex = 0,4, Biegemodul = 17.000 kg/cm ) wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß die Platten bzw. Folien, die die Glasfasern enthielten, vor dem Verbinden

mit der Polyäthylenschicht mit einer wässrigen Lösung

aus 0,5 Gew.-% /^-Aminopropyltriäthoxysilan, das mit Essig-₁₅ säure, bei einem pH-Wert,von 3,4 hydrolisiert wurde, sowie mit 1 % eines Maleinsäureanhydrid-Derivats mit der

folgenden Struktur

0 Il //

.NH-C-CHsCH-C-OH

.(⁰Vo NH-C-CH=CH ^0H

imprägniert und anschließend getrocknet wurden. Die Eigenschaften dieser ,' der Tabelle IV angegeben.

Die Eigenschaften dieser Strukturen werden in Spalte

Tabelle I

5	Dicke der Platte bzw.	Folie (μ)	Platten (a)	bzw. F (b)	olien (C)	Bestimmungs verfahren
	Gewicht	(g/m²)	195	208	305
10	Dichte	(g/cm³)	185	192	219	(1)
	longitudinale Zug festigkeit	(kg)	0,95	0,923	0,717
	transversale Zug festigkeit	(kg)	4,46	4,79	3,36	(2)
15	longitudinale Biegefestigkeit	(g/cm)	3,24	3,88	2,60	(2)
	transversale Biegefestigkeit	(g/cm)	57,1	39,3	44,9	(3)
			48,1	30,8	37,0	(3)
20

(1) Tappi 420

(2) Tappi 494

(3) Tappi 489

ca

οι

ω ο

οι

ro ο

Tabelle II

Gesarätdicke des ^tfSandwich"-artigen

Schichtstoffs " ■ (cm)

Cssamtdicke der Folien bzw. Platten auf beiden Oberflächen der Polyäthylenplatte (cm)

Gesamt-Glasfasergehalt in dem

Schichtstoff (%) ι

Biegeelastizitätsiriodul

Biegezugfestigkeit Dichte

(kg/cm²) (kg/cm²) (g/cm³)

Gesamtenergie des-Bruchs (kg.cm/cm)

Xricchbestänciigkeit · unter Belastung bei 80° C und 60 kg/cm²: . Deformation nach 24 Stunden (%)

Dauer festigkeit (10 Zyklen)

!

ι Belastung am Anfang des Tests (kg/cm ) '

·" Belastung am Ende des Tests (kg/cm ) Schichtstoff unter Verwendung von Platten bzw. Folien (a) · · (b)

0,188 0,213 0,237 0,250 0,314

0,0272 0,0400 0,0544 0,0800 0,0928

12,65 15,20 18,95 19,1

31«400 34,550 39.800 41.900

413 480

1,041 1,058 1,090 1,085

162

1,70 444 510 312

126

0,92 100 653 407

202

0,92 92 527 309

194

0,90 61 665 432

0,249 0,207

0,0656 0,086'

17,3 19,4

42.200 44,95C

541

1,075 1,090

194

0,87 437 747 293

256

0,38 20

671 162

Meßverfahren

(2)

(3)

	- VT-	10,4 kg, Fallhöhe	Fallblock,	15	T a	20	Fasergehalt (%)	der Glättungsvorrichtung	Druckspritz-' verfahren
Erklärung der Ziffern der	Tabelle II		= 1 m,		Dicke (cm)		3o
(1) ASTM-D-790			j Durchmesser des Träf\orvingr, = 33 mm, Stempeldurch-		25 3 Dichte (g/cm )		0,296
5 (2) Astm-D-790			*10 ine-«::;:c>r l,"',(i mm**	Bie.· ;eolastizi- (kg/cm²) t&'tsmodul ρ	belle III	1,18
(3) "Kugelfall"-Versuch (biachsialer Stoß)		(4) ASTM-D2990	.Bie^ezuKfestigkeit (kg/cm )		37,550
mit fixiertem Teststück; antographischer		(5) Standard DIN 50142 auf	Gesamtenergie des Bruchs		360
Gewicht des Fallblocks	PWO-0310 "WEBI"	(kg.cm/cm)		198
30 Kriechbeständigkeit
unter Belastung	Plattenherstellungsverfahren
bei 80 C und 60 kg/cm²:	Formpressen
Deformation nach 24 Std.	3o
DauerfcHlitfkeit ^	0,179	1,55
35 Anzahl der Zyklen χ 10	1,18
- Belastung am Anfang	24,920	36
des Versuchs (kg/cm )	269
- Belastung am Ende ₂	119	595
des Versuchs (kg/cm )
		284


	1,44

477

419

322

ASL

Tabelle

5	Gesamtdicke des mehrschichtigen Schichtstoffs (cm) )	1	2	3
	Gesamtdicke der Platten bzw. Folien an beiden Oberflächen der Platte (cm)	0,161	0,272	0,272
10	Gesamt-Glasfasergehalt in dem Schichtstoff (%)	0,018	0,065	0,065
	ρ 13 Loyola« U-ZiUJtSMiU(JuI (kg/cm ) 2 Biegezugfestigkeit (kg/cm )	17,3	31,3	31 ,3
15	Dichte (g/cm )	39.880 495	60,690 709	68.000 1.000
	Gesamtenergie des Bruchs (kg-cm/cm)	1,065	1,19	1,21
	Kriechbeständigkeit unter Belastung bei 80° C und 60 kg/cm2; Deformation nach 24 Stunden (%)	273	319	417
20	0,707	0,406	0,215

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen bzw. Gegenständen aus thermoplastischem polymerem Material, wobei die Erzeugnisse Glasfasern als Verstärkungsmittel enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

a) Herstellung einer Mischung aus Glasfasern von einer Länge von mehr als 1 mm mit Fibrillen oder Fibriden mindestens eines thermoplastischen Olefinpolymers mit

2 einer Oberfläche von mindestens 1 m /g in einer

wässrigen Dispersion oder in einem inerten flüssigen Medium, wobei das Gewichtsverhä'lfcnis von (Jlasfar.ern/ Fibrillen zwischen 3:97 und 95:5 beträgt;

b) Bildung einer Folie bzw. Platte durch Absetzen der Dispersion auf einer porösem Oberfläche, wobei das flüssige Medium im wesentlichen entfernt wird, so daß sich die Glasfasern auf einer Ebene im wesentlichen parallel zu der Hauptebene der Folie bzw. Platte ablagern;

c) Trocknen der Folie bzw. Platte;

d) Erhitzen der Platte bzw. Folie auf eine Temperatur, die der Schmelztemperatur des Olefinpolymers, das die Fibrillen bildet bzw. des Olefinpolymers, das die höchste Schmelztemperatur von denen besitzt, die die Fibrillen bilden, entspricht oder höher ist als diese, wobei Druck für eine ausreichende Zeitspanne angewendet wird, um die genannten Fibrillen zu schmelzen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Erhitzungsstufe (d) wenigstens 2 Folien bzw. Platten, die nach Schritt b) oder c) erhalten wurden, so angeordnet werden,daß diese eine "Sandwich"-Struktur auf beiden Seiten einer Schicht eines thermoplastischen Polymers, welches im wesentlichen frei von Glasfasern

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und mit dem Olefinpolymer, das die Fibrillen bildet, verträglich ist und einen Biegemodul besitzt, der geringer als jener der Glasfasern in diesen Platten ist, bilden, und wobei die Erhitzungsstufe d) der Platten bzw. Folien auf eine Temperatur erfolgt, die zumindest dem Erweichungspunkt des Polymers entspricht, aus dem die Kunsustoffschicht besteht und zwar unter Druck und für eine ausreichende Zeitspanne, um das Schmelzen der Fibrillen und zumindest eine Erweichung der Kunststoffschicht an der Oberfläche zu erhalten, so daß eine Verbindung von Kunststoffschicht und Platten bzw. folien erreicht wird.
3. Erzeugnisse bzw. Gegenstände auf der Basis thermoplastischer Polymere, die aus einer dreischichtigen Struktur bestehen oder diese enthalten,.wobei zwei der Schichten aus einem Olefinpolymer hergestellt worden sind, in welches zwischen 3-95 Gew.-% Glasfasern von mehr als 1 mm Länge eingearbeitet wurden, wobei diese auf einer Ebene angeordnet sind, die im wesentlichen parallel zur Hauptebene der

Schichten verläuft und wobei diese beiden Schichten unter Wärmeeinwirkung mit der dritten Schicht verschweißt wurden, welche eine Zwischenschicht darstellt, welche aus einem thermoplastischen Polymer hergestellt worden ist, das mit dem Olefinpolymer der anderen beiden Schichten verträglich und im wesentlichen frei von eingearbeiteten Glasfasern ist und einen Biegemodul besitzt, der geringer als jener der Glasfasern in den anderen beiden Schichten ist.