DE68923041T2

DE68923041T2 - Formmaterial.

Info

Publication number: DE68923041T2
Application number: DE68923041T
Authority: DE
Inventors: Satoru Kishi; Tomohito Koba; Chiaki Maruko; Misao Masuda; Toshiyuki Nakakura; Hideo Sakai
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1988-09-20
Filing date: 1989-08-25
Publication date: 1996-01-11
Anticipated expiration: 2009-08-26
Also published as: US5532054A; KR900004497A; KR920001646B1; EP0360430A2; CA1326119C; EP0360430B1; DE68923041D1; EP0360430A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formmaterial, das für Spritzgießen, Strangpressen und Formpressen verwendet wird, um ein geformtes Produkt mit einer besseren Faserverteilung mit weniger gebrochenen Fasern und einer höheren mechanischen Festigkeit zu bilden. Weiters betrifft sie Spritzgußform- und Strangpreßformverfahren, bei denen ein solches Material zum Einsatz kommt.
Gemäß herkömmlich bekannter Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs aus faserverstärktem thermoplastischen Harz werden Glasfasern, die jeweils etwa 3 mm lang sind, mit dem thermoplastischen Harz trockenvermischt und mittels des Extruders zu Pellets vermischt und granuliert.
Bei diesen herkömmlichen Verfahren neigen die Glasfasern jedoch dazu, sich zu Filamenten zu lösen, die sich beim Trockenmischen des Materials durch den Extruder ineinander verflechten bzw. aneinanderkleben. In der Folge sind die Glasfasern im Pellet nicht gleichmäßig verteilt. Außerdem brechen die Glasfasern, wobei Glasfasern verschiedener Länge in nicht-einheitlicher Weise im Pellet enthalten sind, wobei ihr Durchschnitt bei etwa 0,3 mm gehalten wird. Diese Faktoren mindern die Wirkung der Verstärkung des thermoplastischen Harzes mit den Glasfasern.
Obwohl die Obergrenze der enthaltenen oder gemischten Glasfasern üblicherweise 30 Gew.-% beträgt, wurde ein Formmaterial entwickelt, in dem die Glasfasern einen höheren Anteil aufweisen, um die mechanische Festigkeit zu verbessern. Wenn der gewichtsprozentige Anteil der Glasfasern 30 übersteigt, ist es jedoch schwierig, die Glasfasern im Laufe des Mischverfahrens einheitlich zu verteilen. Daher kann ein Formmaterial, das Glasfasern in einem Anteil von mehr als 30 Gew.-% enthält, nicht gebildet werden.
Um die obigen Probleme zu lösen, wurden einige Verfahren zum Beschichten der Glasfasern mit thermoplastischem Harz vorgeschlagen. Gemäß dem in der japanischen PS Sho 49-41105 geoffenbarten Verfahren beispielsweise wird geschmolzenes
thermoplastisches Harz durch den Extruder in Öffnungen der Düse eingebracht, während Glasfaserbündel durch die Öffnungen gelangen, um die Glasfaserbündel mit dem thermoplastischen Harz zu beschichten; die so beschichteten Glasfaserbündel werden abgekühlt und dann zu einer bestimmten Länge geschnitten, um zylindrische Pellets eines Formmaterials zu bilden. Bei diesem Formmaterial weisen jedoch die Fasern in den Pellets die gleiche Länge wie die Pellets auf; sie werden vor dem Formen der Pellets lang gehalten, doch wenn die Fasern in einem höheren Anteil vorhanden sind, können sie im geformten Produkt nicht mehr gleichmäßig verteilt sein. Außerdem brechen die meisten enthaltenen Fasern, da sie Scherbelastungen ausgesetzt sind, wenn sie sich zwischen der Trommel bzw. Röhre und der Schraube in der Zufuhrzone im Extruder bewegen; die durchschnittliche Länge der Fasern im geformten Produkt beträgt dann etwa 0,5 mm. Dies verhindert, daß die Fasern eine zufriedenstellend verstärkende Wirkung aufweisen. Ein solches Verfahren ist auch aus US-A-3.042.570 bekannt.
Die Probleme der ungleichmäßigen Faserverteilung und der gebrochenen Fasern im Formungsverfahren im Extruder stehen im engen Zusammenhang mit der spezifischen Oberfläche des Formmaterials. Wenn diese spezifische Oberfläche über einem bestimmten Wert gehalten wird, kann das thermoplastische Harz in der Zufuhrzone im Extruder innerhalb kurzer Zeit schmelzen. Selbst wenn eine hohe Faserdichte im Formmaterial festzustellen ist, können die obigen Probleme der ungleichmäßigen Faserverteilung und der gebrochenen Fasern gelöst werden.
Es ist wünschenswert, ein Formmaterial bereitzustellen, das es ermöglicht, ein geformtes Produkt zu bilden, in dem Fasern gleichmäßig verteilt sind und wenige Fasern brechen, obwohl eine hohe Faserdichte verwendet wird, und dessen mechanische Festigkeit, insbesondere Schlagfestigkeit, deutlich verbessert ist.
Es zeigen:
Fig. 1 eine isometrische Ansicht der Struktur eines bevorzugten erfindungsgemäßen Formmaterials.
Fig.2 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Formmaterials.
Fig.3 ein Beispiel der Vorrichtung zur Herstellung des Formmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig.4 eine isometrische Ansicht eines Beispiels der Formpreßdüse.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Formmaterial in Gestalt plattenartiger Stücke bereitgestellt, umfassend Verstärkungsfasern, die jeweils aus einer Vielzahl an Filamenten bestehen, und ein thermoplastisches Harz, das um die Filamente der Verstärkungsfasern herum aufgebracht und darin imprägniert ist; worin die Verstärkungsfasern gleichförmig dispergiert und entlang der Längsrichtung der plattenartigen Stücke ausgerichtet sind; wobei die Länge der Fasern ungefähr gleich groß wie die Länge der sie enthaltenden Stücke ist und im Bereich von 1 bis 30 mm liegt; wobei der Anteil der Verstärkungsfasern im Bereich von 50 bis 90 Gew.-% liegt; wobei zumindest eine Seite jedes der plattenartigen Stücke kleiner als 1 mm ist; und wobei die spezifische Oberfläche des Formmaterials größer als 20 cm²/g ist.
Es folgt eine Beschreibung des erfindungsgemäßen Formmaterials unter Bezugnahme auf Fig.1. ln Figuren 1 und 2 stellt Bezugszeichen 20 ein Stück des Formmaterials, 21 ein thermoplastisches Harz und 22 ein Filament dar. Außerdem kennzeichnet Bezugszeichen L die Länge eines plattenförmigen Stücks des Formmaterials bzw. die Länge der im Stück enthaltenen Fasern, wobei sie im Bereich von 1,0 bis 30 mm liegt. Wenn die Faserlänge kürzer als 1,0 mm ist, kann man keinen ausreichenden Verstärkungseffekt erzielen, wenn sie hingegen länger als 30 mm ist, verschlingen sich im Trichter Stücke des Formmaterials ineinander, wodurch es schwierig wird, sie aus dem Trichter in den Schmelzzylinder des Formungsgeräts einzubringen.
Die spezifische Oberfläche des Schmelzmaterial kann aus der folgenden Gleichung eruiert werden:
Spezifische Oberfläche = 2 LxH + Wx (L + H) / LxWxHxP
worin L die Länge (in cm) des Formmaterials, W seine Breite (in cm), H seine Dicke (in cm) und P sein spezifisches Gewicht (g/cm³) darstellt.
Um die spezifische Oberfläche auf einen hohen Wert einzustellen, kann zumindest entweder die Breite oder die Dicke kleiner als 1,0 mm, günstigerweise kleiner als 0,5 mm, sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die spezifische Oberfläche größer als 20 cm²/g, vorzugsweise größer als 30 cm²/g, am bevorzugtesten größer als 40 cm²/g sein. Wenn die spezifische Oberfläche kleiner als 20 cm²/g ist, bedarf es einer langen Zeit, bis das thermoplastische Harz im Formmaterial beim Spritzgießen oder Strangpressen im Extruder schmilzt. Dies ist nicht vorzuziehen.
Die Dicke H kann in Anbetracht der leichteren Handhabung des Formmaterials größer als 0,1 mm sein.
Beispiele geeigneter Verstärkungsfasern sind: Glasfasern aus E- und S-Glas; Kohlenstoffasern der Polyacrylonitril-, Teer- bzw. Pech- und Reyon-Gruppen; aromatische Polyamidfasern, typischerweise "Kevlar" (Markenzeichen) von du Pont Inc.; Siliziumcarbid-Fasern wie z.B. "Nikalon" (Markenzeichen) von Japan Carbon Inc.; und Metallfasern. Diese Verstärkungsfasern können unabhängig von den anderen oder als Kombination verwendet werden.
Der Durchmesser der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Fasern hängt von ihrem Typ ab: bei Verwendung von Glasfasern kann der Durchmesser z.B. im Bereich von 5 - 25 um liegen, doch ihr Durchmesser kann unter Berücksichtigung der mechanischen Eigenschaften des Formmaterials, in dem sie enthalten sind, auch kleiner sein. Die Verstärkungsfasern können einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, wenn es um ihr Haftungsvermögen an das thermoplastische Harz geht. Bei Verwendung von Glasfasern können diese mit dem Haftvermittler der Silan-, Titanat- oder einer anderen Gruppe behandelt werden.
Das in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommende thermoplastische Harz ist kein bestimmtes, sondern kann je nach Verwendungszweck des hergestellten Formmaterials ausgewählt werden. Es eignen sich z.B. die folgenden Substanzen als thermoplastische Harze: Polypropylen, Styrolacrylnitrilcopolymer, Polystyrol, Acrylonitrilbutadienstyrolcopolymer (einschließlich Methylmethacrylatbutadienstyrol-, Methylmethacrylatacrylonitrilbutadienstyrol- und Acrylinitrilbutadien-α-methylstyrol- Copolymere), Polyphenylenether (einschließlich denaturiertem Polyphenylenoxid), Polyethylen, Polyoxymethylen, Polycarbonat, Polyamid, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat, Polybuthylenterephthalat, Polyphenylensulfid, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetheretherketon, Polyetherketon, Polyimid und Polyetherimid.
Der Anteil der im erfindungsgemäßen Formmaterial enthaltenen Verstärkungsfasern liegt zwischen 50 und 90 Gew.-%. Wenn er geringer als 50 Gew.-% ist, kann die erfindungsgemäße Wirkung der hohen Faserdichte nicht zur Gänze erzielt werden. Die Verwendung des Formmaterials als Muttermischung (Beschreibung folgt) ist aufgrund der Wirtschaftlichkeit des verwendeten Formmaterials nicht vorzuziehen. Wenn der Anteil des thermoplastischen Harzes größer als 90 Gew.-% ist, kann die Oberfläche jedes einzelnen Filaments nicht ausreichend mit dem thermoplastischen Harz beschichtet werden, was nicht wünschenswert ist.
Die Erfindung kann eines oder mehrere Probleme des Stands der Technik durch das Vorsehen eines Formmaterials verringern oder lösen, umfassend Verstärkungsfasern aus Filamenten und thermoplastisches Harz, das um die Filamente der Fasern beschichtet und darin imprägniert ist, wobei das Material plattenartig ist und Filamente der Verstärkungsfasern enthält, die mit dem thermoplastischen Harz imprägniert und beschichtet sind, wobei das Material zu einer geeigneten Länge geschnitten wird, um Stücke des Formmaterials zu bilden.
90% oder mehr der Oberfläche jedes der die Verstärkungsfasern bildenden Filamente kann mit dem thermoplastischen Harz überzogen sein.
Die Art des lmprägnierens der Filamente der Verstärkungsfasern mit dem thermoplastischen Harz und des Beschichtens der Oberfläche jedes der Filamente mit dem thermoplastischen Harz ist bei der vorliegenden Erfindung nicht entscheidend; es eignen sich z.B. Heißschmelz- oder Wirbelbettverfahren, worin die Fasern mit dem Harz im geschmolzenen Zustand imprägniert werden oder sein Pulver in Luft schwebt oder in einer Flüssigkeit wie Wasser suspendiert ist.
Ein typisches Beispiel des Schmelzharz-lmprägnierverfahrens ist in den japanischen Patentanmeldungen Sho 61-229534, -229535, -229536 und 61-216253 geoffenbart.
Es folgt eine Beschreibung eines Beispiels des Schmelzharz-lmprägnierverfahrens unter Bezugnahme auf Fig.3.
Vorfäden 2 von langen Fasern, die aus mehreren Spulen 1 herausgezogen sind, werden durch ein Ausrichtungsmittel 3 in einer Richtung ausgerichtet und dann um Zugspannungseinstellwalzen 4, 3 und 6 geführt, um eine Bahn von Fasern 7 zu bilden. Bahnen von in verschiedenen Richtungen ausgerichteten Fasern können in der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu den Bahnen von in einer Richtung ausgerichteten Fasern verwendet werden.
Ein Harz, das in einem nicht dargestellten Extruder erhitzt und geschmolzen wurde, wird durch eine Düse 8 auf die Oberfläche eines unteren Riemens 10 aufgebracht, der durch Heizwalzen 9 erhitzt wird. Ein oberer Riemen 12 wird durch Heizwalzen 11 erhitzt.
Die Bahn 7 wird um Imprägnierwalzen 13 geführt, während sie zwischen dem oberen und unteren Riemen 12 und 10 gespannt und eingelegt bleibt.
Ein so entstehender Verbundwerkstoff 14 der kontinuierlichen Fasern und des thermoplastischen Harzes wird durch eine Schlitzvorrichtung 7 in einer zu den Fasern parallelen Richtung geschlitzt, um eine erwünschte Breite zu ergeben. Es können auch mehrere Bahnen des Verbundwerkstoffs 14 zur Erzielung einer erwünschten Dicke übereinandergestapelt und wärmegepreßt und dann zur Erzielung einer erwünschten Breite in einer zu den Fasern parallelen Richtung durch die Schlitzvorrichtung 7 geschlitzt werden. Der einzelne Verbundwerkstoff 14 oder laminierte Verbundwerkstoffe 14 wird/werden zur Erzielung einer erwünschten Länge durch eine Schneidvorrichtung 18 in einer zu den Fasern senkrechten Richtung geschnitten. Rechteckige Stücke des Formmaterials 20 können auf diese Weise gebildet werden. Bezugszeichen 15 und 16 in Fig.3 stellen Zugwalzen dar.
Das Verfahren des Laminierens und Wärmepressens mehrerer Bahnen des Verbundwerkstoffs 14 kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden. Die Oberflächen der Verbundwerkstoffe 14 werden auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt des thermoplastischen Harzes erhitzt und dann übereinander laminiert, oder die Verbundwerkstoffe 14 werden übereinander laminiert und dann im Erwärmungsofen auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt des Harzes erhitzt. Die solcherart laminierten Verbundwerkstoffe 14 werden auf eine Temperatur unterhalb der Erhärtungstemperatur des Harzes unter Druck abgekühlt, während sie zwischen Abkühlpreßwalzen geführt werden.
Das so hergestellte Formmaterial kann in diesem Zustand zum Spritzgießen oder Strangpressen verwendet werden. Es kann auch mit einem nicht-faserverstärkten thermoplastischen Harz trockenvermischt werden, um einen erwünschten Faseranteil aufzuweisen. Das so hergestellte Formmaterial kommt als sogenannte Muttermischung beim Spritzgießen oder Strangpressen zum Einsatz. Das Formmaterial eignet sich auch für das Formpressen. Selbst wenn das Formmaterial beim Formpressen verwendet wird, kann es in engen Kontakt mit der Form gebracht werden, da es platten- oder schuppenförmig ist. Da die spezifische Oberfläche des Formmaterials groß ist, kann das Harz im Material schneller schmelzen und das Formmaterial daher in kürzerer Zeit als beim herkömmlichen Verfahren geformt werden. Das herkömmliche Formmaterial ist üblicherweise säulenförmig, das erfindungsgemäße jedoch schuppenförmig. Stücke des erfindungsgemäß hergestellten Formmaterials können leichter auf der Form angeordnet werden.
Es folgt eine Beschreibung von Beispielen der vorliegenden Erfindung, die jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Beispiel 1
Unter Verwendung der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform wurde ein Formmaterial wie folgt aus Polypropylen und Glasfasern hergestellt.
100 Stränge der Vorfäden 2 der Glasfasern (Faserdurchmesser 13 pm und 1600 Stränge pro Bündel), die aus 100 Spulen 1 gezogen waren, wurden durch das Ausrichtungsmittel 3 in einer Richtung ausgerichtet und dann um die Zugspannungseinstellwalzen 4, 5 und 6 geführt, um eine 200 mm breite Bahn 7 aus Fasern zu bilden.
Polypropylen, das auf 210ºC erhitzt und im nicht dargestellten Extruder geschmolzen wurde, wurde in einer Dicke von 145 pm auf die Oberfläche des unteren Riemens 10 aufgebracht, der durch drei Walzen 9 auf 220ºC erhitzt wurde. Die Bahn 7 wurde um drei Harzimprägnierungswalzen 13 geführt, von denen jede einen Durchmesser von 240 mm aufwies, und unter einer Spannung von 150 kg und bei einer Geschwindigkeit von 50 cm/Minute auf 220ºC erhitzt, während sie zwischen dem unteren Riemen 10 und dem oberen Riemen 12 eingelegt war, der durch drei Walzen 11 auf 220ºC erhitzt wurde. Der so erhaltene Verbundwerkstoff 14 aus Polypropylen und Glasfasern wurde auf 100ºC abgekühlt, durch die Zugwalzen 15 und 16 gezogen, in Breiterichtung in einem Abstand von 5 mm durch die Schlitzvorrichtung 17 geschlitzt und durch die Schneidvorrichtung 18 zu einer Länge von 3 mm geschnitten, sodaß man ein Formmaterial mit einer Dicke von 0,24 mm und 70 Gew.-% enthaltener Glasfasern erhielt.
Die spezifische Oberfläche des Formmaterials betrug 58 cm²/g.
57 Gew.-Teile des Formmaterials und 43 Gew.-Teile des nicht-faserverstärkten Polypropylen-Harzes wurden trockenvermischt und eine Probe mit 40 Gew.-% enthaltener Glasfasern durch das Spritzgußgerät hergestellt.
Die Schnittfläche der Probe wurde durch ein Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Die Faserverteilung in der Probe war hervorragend, und man konnte keine Blockbildung beobachten.
Die Schlagfestigkeit der Probe wurde durch einen lzod-Versuch ermittelt, und die Längen der in der Probe enthaltenen Fasern wurden ebenfalls gemessen. Die Ergebnisse sind aus Tabelle 1 ersichtlich. Die durchschnittliche Länge der enthaltenen Fasern betrug etwa 1 ,6 mm. lm Vergleich zu herkömmlichen geformten Produkten konnte man weniger gebrochene Fasern beim Spritzgußformverfahren feststellen, wobei auch die nach dem lzod-Test gemessene Schlagfestigkeit der Probe etwa zweimal höher war.

Vergleichsbeispiel 1

Durch den Extruder geschmolzenes Polypropylen wurde in die mit einer Öffnung versehene Kreuzkopfdüse eingebracht, die einen Durchmesser von 3 mm und eine Länge von 300 mm besaß. 9 Stränge der in Beispiel 1 verwendeten Glasfasern wurden mit dem geschmolzenen Polypropylen in Kontakt gebracht und beschichtet, während sie durch eine Öffnung der Kreuzkopfdüse gelangten, die auf 220ºC erhitzt war.
Das so hergestellte Produkt wurde auf eine Temperatur unter 100ºC abgekühlt und zu einer Länge von 3 mm geschnitten. Ein Formmaterial mit einem Durchmesser von 3 mm und 50 Gew.-% enthaltener Glasfasern wurde so erhalten. Die spezifische Oberfläche des Formmaterials betrug 16 cm²/g.
Das Formmaterial wurde - wie dies aus Tabelle 1 ersichtlich ist - trockenvermischt und eine Probe mit 40 Gew.-% enthaltener Glasfasern durch die in Beispiel 1 verwendete Spritzgußmaschine hergestellt. Die Schnittfläche der Probe wurde durch ein Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Die Faserverteilung in der Probe war nicht zufriedenstellend, und es kam zu Blockbildung.
Die Schlagfestigkeit der Probe wurde gemäß dem lzod-Versuch ermittelt, und auch die Längen der in der Probe enthaltenen Fasern wurden gemessen. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 1 hervor. Die durchschnittliche Länge der in der Probe verteilten Fasern betrug im Vergleich zu Beispiel 1 etwa 0,6 mm, und beim Spritzgußformverfahren stellte man deutlich mehr gebrochene Fasern fest. ln der Folge war die gemäß dem lzod-Versuch gemessene Sch lagfestigkeit der Probe beträchtlich niedriger.

Vergleichsbeispiel 2

Fünf Bahnen des Glasfaser-Verbundwerkstoffs 14, der so wie in Beispiel 1 verarbeitet und hergestellt wurde, wurden übereinander laminiert, bei einem Druck von 50 kg/cm wärmegepreßt, während sie zwischen einem Paar auf 200ºC erhitzte Heizwalzen geführt wurden, und in gleicher Weise wie in Beispiel 1 verarbeitet, um ein 3 mm langes, 1,20 mm dickes und 5 mm breites Formmaterial mit 70 Gew.-% enthaltener Glasfasern bereitzustellen. Die spezifische Oberfläche des so hergestellten Formmaterials betrug 17 cm²/g.
Das Formmaterial wurde so wie in Beispiel 1 trockenvermischt und dann spritzgußgeformt, um eine Probe mit 40 Gew.-% darin enthaltener Glasfasern zu bilden.
Die Schnittfläche dieser Probe wurde durch ein Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Die enthaltenen Fasern waren in einem beträchtlichen Ausmaß in Blöcken ausgebildet, und die Faserverteilung war nicht zufriedenstellend.
Die Schlagfestigkeit der Probe wurde gemäß dem lzod-Versuch ermittelt, und die Längen der erhaltenen Fasern wurden ebenfalls gemessen. Die Ergebnisse sind aus Tabelle 1 ersichtlich. Die durchschnittliche Länge der in der Probe verteilten Fasern betrug 0,7 mm. Beim Formverfahren gebrochene Fasern konnten in hohem Maße festgestellt werden, und auch die gemäß dem lzod-Versuch gemessene Schlagfestigkeit der Probe war niedriger.

Beispiele 2 - 4

Die in Tabelle 1 dargestellten Fasern und Harze wurden anstelle der in Beispiel 1 zum Einsatz kommenden verwendet und so wie in Beispiel 1 verarbeitet, um Verbundwerkstoffe zu bilden.
Diese Verbundwerkstoffe wurden in der Breite geschlitzt und geschnitten, um die in Tabelle 1 angeführten Längen zu erzielen. Solcherart entstanden Formmaterialien, die mit den in Tabelle 1 dargestellten Raten mit dem nicht-faserverstärkten Harz trockenvermischt und anschließend spritzgußgeformt wurden, um Proben zu bilden.
Die Schnittflächen der Proben wurden durch das Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Die Faserverteilung war in jeder Probe hervorragend, und man konnte keine Blockbildung feststellen.
Die Schlagfestigkeit jeder Probe wurde gemäß dem lzod-Versuch gemessen, und auch die Längen der in jeder Probe enthaltenen Fasern wurden ähnlich zu Beispiel 1 ermittelt. Die Ergebnisse sind aus Tabelle 1 ersichtlich.

Beispiele 5 - 10

Die in Tabelle 2 angeführten Fasern und Harze wurden anstelle der in Beispiel 1 zum Einsatz kommenden verwendet und in gleicher Weise wie in Beispiel 1 verarbeitet, um Verbundwerkstoffe zu bilden.
Diese Verbundwerkstoffe wurden zu einer Breite von 5 mm geschlitzt und geschnitten, um die in Tabelle 2 dargestellten Längen aufzuweisen, um Formmaterialien herzustellen. Diese Formmaterialien wurden mit den in Tabelle 2 angeführten Raten mit dem nicht-faserverstärkten Harz trockenvermischt und anschließend spritzgußgeformt, um Proben zu bilden.
Die Schnittflächen der Proben wurden durch das Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Die Faserverteilung war in jeder Probe hervorragend, und man konnte keine Blockbildung feststellen.
Die Schlagfestigkeit jeder Probe wurde gemäß dem lzod-Versuch gemessen, und auch die Längen der in jeder Probe enthaltenen Fasern wurden wie in Beispiel 1 ermittelt. Man erhielt die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 1.

Beispiel 11

Das in Beispiel 9 hergestellte Formmaterial wurde mit PEEK (Polyetheretherketon) trockenvermischt und eingestellt, einen Faseranteil von 30 Gew.-% aufzuweisen. Diese Trockenmischung wurde durch den Extruder extrudiert, um eine Probe zu bilden, die wie eine Säule mit einem Durchmesser von 30 mm geformt ist.
Die Schnittfläche dieser Probe wurde durch das Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Die Faserverteilung war hervorragend, und man konnte keine Blockbildung feststellen.

Beispiel 12

300 g des in Beispiel 1 hergestellten Formmaterials 20 wurde gleichmäßig in eine in Fig.4 dargestellte, mit einem Trennmittel (FREKOTE 44, hergestellt von U.S. FREKOTE Inc.) versehene Matrizenhälfte 30 eingebracht; eine Patrizenhälfte 31, auf die ebenfalls das Trennmittel aufgebracht war, wurde dann auf die Matrizenhälfte 30 gesetzt. Die Form wurde in einen Erwärmungsofen gesetzt, der auf 300ºC erhitzt wurde, bis sich die Form auf 230ºC erwärmte. Die Form wurde dann rasch zur Formpreßmaschine gebracht, die mit einem Plattenpaar bei Raumtemperatur versehen war, und 20 Minuten lang bei einem Druck von 50 kg/cm² gepreßt. Es entstand ein geformtes Produkt mit den Dimensionen 300 x 300 x 2,0 mm.
Die Oberfläche dieses geformten Produkts wurde mit freiem Auge betrachtet. An der Oberfläche des Produkts tauchte keine Faser auf, die Fasern waren ausgezeichnet verteilt, und das Produkt wies eine hervorragende Oberflächenglätte auf. Tabelle 1 Beispiel Vergleichsbeispiel Formmaterial Harz Faser Faserlänge (mm) Faserdurchmesser (um) Rate der enthaltenen Fasern (Gew.-%) Spezifische Oberfläche (cm³/g) Gew.-Teile des Formmaterials geformtes Produkt Rate der enthaltenen Fasern (Gew.-%) Schlagfestigkeit (ermittelt durch Izod-Versuch) Durchschnittliche Faserlänge Anmerkung: PP : Polypropylen AS : Styrolacrylonitrilcopolymer PA66 : Nylon 66 GF : Glasfasern CF : Kohlenstoffasern Tabelle 2 Beispiel Formmaterial Harz Faser Faserlänge (mm) Faserdurchmesser (um) Rate der enthaltenen Fasern (Gew.-%) Spezifische Oberfläche (cm³/g) Gew.-Teile des Formmaterials Gew.-Teile des nicht-faserverstärken Harzes geformtes Produkt Rate der enthaltenen Fasern (Gew.-%) Faserverteilung Verschluß ausgezeichnet nicht festgestellt PC : Polycarbonat PES : Polyethersulfon PET : Polyethyleneterephthalat PEEK : Polyetheretherketon PBT : Polybuthyleneterephthalat PEI : Polyetherimid

Claims

1. Formmaterial in Gestalt plattenartiger Stücke (20), und Verstärkungsfasern (22) umfassend, die jeweils aus einer Vielzahl an Filamenten bestehen und ein thermoplastisches Harz (21) um die Filamente der Verstärkungsfasern (22) herum aufgebracht und darin imprägniert ist; worin die Verstärkungsfasern gleichförmig dispergiert und entlang der Längsrichtung der plattenartigen Stücke (20) ausgerichtet sind; wobei die Länge der Fasern (22) ungefähr gleich groß wie die Länge der sie enthaltenden Stücke (20) ist und im Bereich von 1 bis 30 mm liegt; wobei der Anteil der Verstärkungsfasern (22) im Bereich von 50 bis 90 Gew.-% liegt: wobei zumindest eine Seite jedes der plattenartigen Stücke (20) kleiner als 1 mm ist; und wobei die spezifische Oberfläche des Formmaterials größer als 20 cm²/g ist.

2. Formmaterial nach Anspruch 1, worin die Verstärkungsfasern (22) Glasfasern sind.

3. Formmaterial nach Anspruch 1, worin die Verstärkungsfasern (22) Kohlenstoffasern sind.

4. Formmaterial nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin der Anteil der Verstärkungsfasern (22) von 60 bis 90 Gew.-% reicht.

5. Formmaterial nach Anspruch 4, worin der Anteil der Verstärkungsfasern (22) von 70 bis 90 Gew.-% reicht.

6. Formmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin zumindest eine Seite jedes der plattenartigen Stücke (20) kleiner als 0,5 mm ist.

7. Formmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die spezifische Oberfläche des Formmaterials größer als 30 cm²/g ist.

8. Formmaterial nach Anspruch 7, worin die spezifische Oberfläche des Formmaterials größer als 40 cm²/g ist.

9. Spritzgußformverfahren, bei dem ein Formmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird.

10. Strangpreßformverfahren, bei dem ein Formmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet wird.