DE4235382A1

DE4235382A1 - Verfahren zur Herstellung von faserverstärktem, thermoplastischem Material und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4235382A1
Application number: DE19924235382
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl Ing Blauhut; Hermann Prokschi; Michael Dr Ing Begemann; Guenther Ing Erlacher; Wolfgang Dipl Ing Hasler
Original assignee: DANUBIA PETROCHEM DEUTSCHLAND
Current assignee: DANUBIA PETROCHEM DEUTSCHLAND
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1994-04-28

Description

Verbundwerkstoffe aus thermoplastischer Matrix und Verstär kungsfasern, bevorzugt Glasfasern, sind von zunehmendem Inter esse in vielen Industriezweigen, speziell in der Automobilindu strie. Besonders interessant sind dabei Materialien, die durch Verformen von plattenförmigem Halbzeug, insbesondere durch Fließpressen, verarbeitet werden. Die bekanntesten Werkstoffe dieser Art sind glasmattenverstärkte Thermoplaste (GMT).

Zur Herstellung derartiger Verbundwerkstoffe werden aus Gründen der Wirtschaftlichkeit bevorzugt Doppelbandpressen verwendet. Eine in wärmetechnischer Hinsicht besonders wirtschaftliche Ausgestaltung des Prozesses ist in der DE-A-29 48 235 beschrie ben, bei der der Thermoplast in geschmolzener Form eingebracht wird. Unbefriedigend bei diesem Verfahren ist aber die Ausbil dung des Plattenrandes. Durch das undefinierte Verfließen des Materials am Rand entsteht eine relativ breite Randzone der Platte, an der Glasgehalt und Plattendicke stark schwanken, so daß ein beträchtlicher Verschnitt entsteht.

In DE-A-33 47 877 ist eine Doppelbandpresse zur Herstellung von Spanplatten, Faserplatten, Sperrholz, Elektrolaminaten oder dergleichen beschrieben, bei der an den Außenkanten der Bänder in einer Nut ein Draht mit derselben Geschwindigkeit wie das Preßgut mitgeführt wird. Bei Verwendung hoher Drücke, etwa bei der Herstellung von GMT aus Thermoplasten, ist diese Seitenab dichtung jedoch nicht zielführend, da der Draht vom Preßgut seitlich hinausgedrückt wird. Außerdem ist im Einlaufbereich der Bänder noch keine Abdichtung durch den Draht gegeben.

In DE-A-29 23 036 ist eine Doppelbandpresse zur Herstellung von mit Stahlseileinlagen verstärkten Gummibändern, die sich als Förderbänder eignen, beschrieben. Zur seitlichen Abdichtung dienen mitlaufende Gummibänder, die durch an den Preßbändern befestigte Bolzen abgestützt werden. Zur Herstellung von Faser verbundwerkstoffen aus einer Thermoplastmatrix und Glasfaser matten wäre eine solche Doppelbandpresse nicht geeignet, da einfache Gummibänder den dort auftretenden thermischen und me chanischen Belastungen nicht gewachsen wären.

Gemäß EP-A-0 484 735 soll das Problem der Seitenabdichtung da durch gelöst werden, daß seitlich Bänder aus Verstärkungseinla gen enthaltendem Kautschuk mitlaufen. Insbesondere werden Metallgliederbänder vorgeschlagen, die mit Silikonkautschuk beschichtet sind. Bei Druckanstieg weichen die Bänder nach außen aus, wobei allerdings der auf das Preßgut ausübbare Druck durch die mittels Reibung auf die Bänder übertragbare Kraft be grenzt ist. Für die Verpressung unter hohen Drücken, die im In teresse der Produktqualität wünschenswert sind, ist dieses Ver fahren daher nicht geeignet.

Da das Band bei Druckschwankungen auch innerhalb der Toleranz grenze nach außen ausweicht, entsteht ein ungleichmäßiger Rand, der als Verschnitt anfällt.

Unerwarteterweise konnte nun ein einfaches Verfahren zur Her stellung von faserverstärktem, thermoplastischem Material ge funden werden, bei dem die Randverluste sehr gering sind.

Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstel lung von faserverstärktem, thermoplastischem Material durch Einbringen und Verpressen von Thermoplast und Faserverstärkung in einer heiz- und kühlbaren Doppelbandpresse mit umlaufenden endlosen Stahlbändern mit seitlicher Abdichtung des Preßraumes, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die seitliche Abdichtung aus einem porösen Profil gebildet wird, das gegen seitliches Hinausgedrücktwerden mechanisch abgestützt wird.

Als Thermoplast werden beispielsweise thermoplastische Poly ester, Polyethylen, Polyamide oder Polypropylen und dessen Co polymere verwendet. Vorzugsweise werden Polypropylen oder Poly amide verwendet.

Zur Durchführung des Verfahrens wird das thermoplastische Mate rial vorzugsweise mittels einer oder mehrerer Breitschlitzdüsen in geschmolzener Form zwischen zwei oder mehrere Fasermatten oder Gelege extrudiert und mit diesen in die Doppelbandpresse eingebracht und darin verpreßt.

Damit das Preßgut nicht seitlich aus der Presse hinausgedrückt wird, wird der Preßraum seitlich mit Hilfe eines porösen Pro fils abgedichtet, das mechanisch abgestützt ist, damit es nicht seinerseits seitlich hinausgedrückt wird. Die seitliche Abstüt zung kann sowohl durch eine mit den Bändern mitlaufende Abstüt zung als auch durch eine in der Maschine feststehende Abstüt zung geschehen.

Als seitliche Abdichtung dient ein poröses Profil, das gegebe nenfalls vor dem Einführen in die Doppelbandpresse befeuchtet wird. Es kann eine Rundschnur, ein Seil, eine Flechtschnur oder ein Kabel sein, es kann aber auch ein Filz-, Vlies- oder Schaumstreifen sein.

Es kann aus artfremden Material sein, oder artgleich mit dem Thermoplast sein.

Bevorzugt ist das Material der seitlichen Abdichtung artgleich mit den Thermoplasten und bevorzugt ist es mit Wasser befeuch tet. Dem Wasser können zur Verminderung der Grenzflächenspan nung geringe Mengen an üblichen grenzflächenaktiven Substanzen, z. B. Tenside, wie sie in handelsüblichen Spülmitteln verwendet werden, beigemischt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens wird beispielsweise auf jeder Seite der Presse eine in Wasser getauchte Polypropylenschnur zugeführt, deren ursprünglicher Durchmesser so groß ist, daß sie bereits am Presseneinlauf beide Stahlbänder der Presse be rührt und im Zuge des Preßvorganges auf die Höhe des gebildeten faserverstärkten Thermoplasten zusammengedrückt wird. Auf diese Weise wird die seitliche Abdichtung bereits von Beginn des Preßvorganges an wirksam.

Während des Preßvorganges dringt etwas von der am Rande befind lichen Thermoplastschmelze in die verbleibenden Hohlräume des porösen Materials ein und bildet mit diesem zusammen die eigentliche Dichtung. Bevorzugt ist die Verwendung von artglei chem Material, das zusammen mit dem Randbereich des gebildeten faserverstärkten Thermoplasten beim Besäumen abgeschnitten und direkt recycliert werden kann.

Besonders bevorzugt ist es, das poröse Profil mit Wasser zu be feuchten. Berührt die Thermoplastschmelze das poröse befeuch tete Profil, so verdampft Wasser und kühlt dadurch die ankom mende Schmelze, die dabei viskoser wird und schließlich er starrt, wodurch die Dichtwirkung erheblich verbessert wird.

Beispiel

In eine isobare, hydraulisch gestützte Presse werden 2 Lagen Glasfasermatte mit je 900 g/m² Flächengewicht eingeführt. Zwi schen die beiden Glasmatten wird PP-Schmelze in einer Auflage von 2700 g/m² extrudiert. An beiden Seiten wird je ein in einem Wasserbad getränkter Streifen Nadelfilz aus PP-Faser, 6 mm dick, 10 mm breit zugeführt. Zur Stützung des Dichtstreifens dienen seitlich in der Presse feststehend angebrachte Bleche von 3 mm Dicke, die 28 mm weit zwischen die Preßbänder hinein ragen. Die Presse wird mit 2 m/min Geschwindigkeit gefahren und in der Reaktionszone mit einem hydraulischen Druck an der Bandrückseite von 25 bar beaufschlagt. Es wird ein quasihomoge ner Verbundwerkstoff, d. h. ohne Schichtaufbau mit vollständig geschlossener Oberfläche von 3,7 mm Dicke und einer Dichte von 1,20 g/cm³ erhalten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von faserverstärktem, thermopla stischem Material durch Einbringen und Verpressen von Ther moplast und Faserverstärkung in einer heiz- und kühlbaren Doppelbandpresse mit umlaufenden endlosen Stahlbändern mit seitlicher Abdichtung des Preßraumes, dadurch gekennzeich net, daß die seitliche Abdichtung aus einem porösen Profil gebildet wird, das gegen seitliches Hinausgedrücktwerden mechanisch abgestützt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Profil aus einem Werkstoff besteht, der artgleich mit dem thermoplastischen Material ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Profil eine Rundschnur, ein Seil oder eine Flecht schnur ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Profil ein Filz-, Vlies- oder Schaumstreifen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Profil vor dem Einführen in die Doppelbandpresse mit Wasser befeuchtet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverstärkung vor dem Eintritt in die Presse seitlich befeuchtet wird und dadurch ein poröses, mit Wasser be feuchtetes Profil darstellt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Profil von einer mit den Stahlbändern mitlaufenden Abstützung mechanisch abgestützt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Profil von einer in der Maschine feststehenden Ab stützung mechanisch abgestützt wird.

9. Heiz- und kühlbare Doppelbandpresse mit zwei umlaufenden endlosen Stahlbändern zur Herstellung von faserverstärkten Thermoplasten mit seitlicher Abdichtung des Preßraumes, da durch gekennzeichnet, daß die seitliche Abdichtung aus einem mitgeführten porösen Profil gebildet ist, das gegen seitliches Hinausgedrücktwerden mechanisch abgestützt ist.