DK168392B1

DK168392B1 - Sprøjtestøbningsmateriale i form af langstrakt granulat indeholdende filamenter, dets fremstilling samt fremgangsmåde til sprøjtestøbning og sprøjtestøbningsmateriale

Info

Publication number: DK168392B1
Application number: DK280987A
Authority: DK
Inventors: Bruce Arthur Luxon; Malalur Venkat Murthy; Craig Whitney Panasy
Original assignee: American Cyanamid Co
Priority date: 1986-06-02
Filing date: 1987-06-02
Publication date: 1994-03-21
Also published as: DE3774764D1; FI872433A0; US4818615A; HK66092A; MX172122B; DK280987A; CA1264911A; SG45492G; EP0248384B1; GR3003842T3; FI91774B; DK280987D0; AU599662B2; AU7373487A; JPS633914A; ATE69826T1; JPH0813481B2; KR960008124B1; FI872433A; NO872301D0

Description

i DK 168392 B1

Den foreliggende opfindelse angår et sprøjtestøbningsmateriale i form af langstrakt granulat, dets fremstilling samt en fremgangsmåde til sprøjtestøbning og et sprøjtestøbningsmateriale, hvorved det anvendes.

5 Fiberfyldte plastmaterialer, som er egnede til sprøj testøbning, er blevet udbredt anvendt. Fibrene giver de sprøjtestøbte genstande mange værdifulde egenskaber, først og fremmest høj dimensionsstabilitet, høj elasticitetsmodulus, høj bestandighed mod forvridning under varmepåvirkning, 10 høj trækstyrke, usædvanlig høj bøjemodulus og lavt svind under hærdning. Glasfiberforstærkede termoplastiske sprøjte-støbematerialer og sprøjtestøbningsprocesser, hvorved disse materialer anvendes, beskrives i US-patentskrift nr.

2.877.501. Teknologien ifølge dette patentskrift er senere 15 blevet udvidet. Udover de i dette patentskrift beskrevne styrenharpikser, styren-acrylonitril-copolymerharpikser og styren-butadien-copolymerharpikser bliver adskillige andre sprøjtestøbelige termoplastiske harpikser, såsom polycar-bonatharpikser, acrylonitril-butadien-styren-terpolymerhar-20 pikser, poly-(ethylenterephthalat)-harpikser, polysulfon-harpikser, polyphenylenetherharpikser, polyamidharpikser og lignende effektivt forstærket af glasfibre. Senere udviklede kommercielle produkter forstærkes i stedet for glasfibre med filamenter af carbonfibre, grafitfibre, aramidfibre, 25 filamenter af rustfrit stål og andre materialer samt enhver blanding af disse materialer, og mange af sådanne produkter udgør en direkte videreudvikling af teknologien, der er beskrevet i det ovennævnte US-patentskrift nr. 2.877.501.

En sådan teknologi involverer tilvejebringelse af langstrakt 30 granulatmateriale, hvor hvert af granulatkornene indeholder et bundt af langstrakte forstærkningsfilamenter, der generelt strækker sig parallelt med hinanden i granulatkornets længderetning, og et termoplastisk støbemateriale omgiver og gen-nemtrænger bundtet. Ved sprøjtestøbningsprocessen presses 35 sådanne granulater ind i en form, hvorved filamenterne vil blive fordelt og give støbte genstande med forbedrede egen- 2 DK 168392 B1 skaber i sammenligning med det støbte termoplastiske materiale alene.

I det ovennævnte US-patentskrift nr. 2.877.501 beskrives pellets, der indeholder 15-60 vægtprocent glas i en 5 termoplastisk harpiks, f.eks. polystyren. Dette svarer til 8,1-42,9 volumenprocent filamenter og tilsvarende 91,9-57,1 volumenprocent harpiks. Gængse processer til fremstilling af sådanne kendte filamentfyldte granulatmaterialer kræver et blandings/pelletterings-trin, hvorved det termoplastiske 10 materiale blandes med filamenter, sædvanligvis overskårne bundter af filamenter og sædvanligvis i en ekstruder, hvorefter ekstrudatet opskæres til støbegranulat. Sådant udstyr står ikke let til rådighed for producenten af de sprøjtestøbte genstande, og der er blevet etableret et antal spe-15 cialvirksomheder, hvor fibre fra en kilde og termoplastiske materialer fra en anden kilde formuleres til granulater i tromler eller vognladninger til salg til producenterne af sprøjtestøbte genstande. Det ville være ønskeligt at undgå dette mellemprodukttrin og gør det muligt for producenterne 20 af sprøjtestøbte genstande at føre blandinger af termoplastiske materialer og fibre direkte ind i fødetragten af tryk-støbeapparatet og opnå fordeling af fibrene ved hjælp af forskydningskræfterne ved snekken, dysen, kontraventilen, indløbene, udløbene osv. i sprøjtestøbemaskinen. Det ville 25 også være ønskeligt - i sammenligning med den kendte teknik - at anvende meget mindre harpiks i de anvendte pellets, f.eks. 2,5-32,5 volumenprocent (i stedet for 57,1-91,9 volumenprocent) og meget højere filamentindhold, f.eks. 67,5- 97,5 volumenprocent (i stedet for 8,1-42,9 volumenprocent).

30 Imidlertid har dette hidtil ikke været muligt, fordi fiber eller filamentbundteme adskilles under opskæringen og tromlebehandlingen, når der foreligger reducerede volumenandele af harpiks. Der er også en tendens til, at harpiksen nedbrydes, hvis temperaturen forøges til nedsættelse af vis-35 kositeten og forbedring af fordelingen. Endvidere kan enkeltfibre blive luftbårne og forårsage problemer ved håndterin- 3 DK 168392 B1 gen.

I den ovennævnte patentansøgning beskrives forbedrede langstrakte granulatmaterialer, hvor sådanne problemer løses ved i stedet for den termoplastiske matrix, der adskiller 5 og overtrækker fiberbundterne, som ifølge den kendte teknik, anvendes et meget tyndere lag af et effektivt termoplastisk klæbestof, der virker som bindemiddel. Selvom polyvinyl-acetat- eller polyester-bindemidlet, der anvendes ifølge den ovennævnte patentansøgning, sammenholder fiberbundtet 10 tilstrækkeligt til at forhindre knækkede bundter under opskæringen til langstrakte pellets og tromlebehandlingen med harpiksen, der skal forstærkes, og derefter let nedbrydes i nærværelse af smeltet harpiks og derefter ikke interfererer med fiberfordelingen eller indvirker uheldigt på harpiks-15 egenskaberne eller udgør en miljømæssig risiko, foreligger der imidlertid en ulempe, nemlig en tilbøjelighed til for tidlig opbrydning eller dannelse af "fuglereder", når der anvendes hurtiggående, kraftigt indvirkende blandeudstyr.

Da selve støbeprocessen anvendes til at fordele fib-20 rene ensartet i den støbte del, og smelteblandings-sammen-sætnings/pelleteringstrinnet skal undgås helt, er det naturligvis vigtigt at opretholde fiberbundtets integritet før fordelingstrinnet.

Det er den foreliggende opfindelses primære formål 25 at tilvejebringe en metode til at holde bundterne sammen under tørblandingen i hurtiggående produktionsudstyr. Som resultat kan der ved anvendelse af elektrisk ledende fibre, såsom nikkelovertrukne grafitfibre, tilvejebringes overlegen elektromagnetisk afskærmning med betydeligt forøgede produk-30 tionshastigheder og samme ladningsniveauer (i sammenligning med forud fremstillede pellets), hvorved der tilvejebringes en bedre afskærmning til den halve pris, og der er i sammenligning med anvendelsen af ledende overtræk, f.eks. sølvovertræk, meget mindre eller ingen sekundær færdigbehandling 35 ved den samme eller bedre afskærmning, langt overlegne fysiske egenskaber og overlegen langtidspålidelighed.

4 DK 168392 B1 På tegningen viser fig. 1 et noget idealiseret iso-metrisk billede i forstørret skala af et støbegranulatkorn ifølge kendt teknik.

Fig. 2 viser et noget idealiseret fragmentarisk tvær-5 snit af et støbegranulatkorn ifølge den kendte teknik i yderligere forstørret skala.

Fig. 3 viser et noget idealiseret isometrisk billede i forstørret skala af et støbegranulatkorn ifølge den foreliggende opfindelse, som har en tættere pakning og ikke 10 har noget ydre materialelag.

Fig. 4 er et noget idealiseret fragmentarisk tværsnit af et støbegranulat ifølge opfindelsen i yderligere forstørret skala.

Fig. 5a er et halvskematisk diagram, der viser en 15 foretrukken metode til fremstilling af de langstrakte støbegranulat ifølge opfindelsen.

Fig. 5b er et halvskematisk diagram, der viser, hvorledes det her omhandlede granulat blandes og støbes til formede genstande.

20 Ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringes et sprøjtestøbningsmateriale i form af langstrakt granulatmateriale, hvor hvert af granulatkornene indeholder et bundt af langstrakte forstærkningsfilamenter, fordelt i et thermoplastisk materiale, og hvor forstærkningsfilamenterne 25 strækker sig generelt parallelt med hinanden og i granulatkornets længderetning og det er kendetegnet ved, at filamenterne er fordelt i det væsentlige ensartet i hele granulatkornet i et varmebestandigt filmdannende termoplastisk klæbestof omfattende 30 (a) et poly(C2-C6-alkyloxazolin), hvis monomerenhed er -CH2-CH2-N-, hvor R er C2_g-alkyl, i kombination med R-C=0 (b) et poly-(vinylpyrrolidon), 35 hvorved komponent (b) udgør fra 7,5 til 75 vægt-% af summen af komponent (a) og komponent (b), forstærknings filamenterne udgør fra 67,5 til 97,5 vol.-%, og det varmebestandige film- 5 DK 168392 B1 dannende klæbestof tilsvarende udgør fra 2,5 til 32,5 vol.-%, idet mængden af termoplastisk klæbestof ikke ligger væsentligt over den mængde, der bibeholder fiberbundtets integritet under håndtering, og det nævnte klæbestof i det væ-5 sentlige omgiver hvert af de nævnte filamenter.

Opfindelsen omfatter også et sprøjtestøbningsmateriale, der er ejendommeligt ved, at det omfatter: (i) støbepellets af termoplastisk harpiks og (ii) langstrakt granulatmateriale ifølge opfindelsen, 10 idet mængden af komponent (ii) i blandingen er tilstrækkelig til at give 1-60 vægtprocent filamenter pr. 100 vægtprocent af (i) plus (ii).

Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til fremstilling af et sprøjtestøbningsmateriale ifølge opfin-15 delse omfattende at forstærkningsfilamenter kontinuerligt føres gennem mindst et bad af et varmebestandigt filmdannende termoplastisk klæbestof i et flydende medium, f.eks. vand, til imprægnering af filamenterne, at de imprægnerede filamenter føres gennem anordninger, såsom en åbning med 20 afpasset størrelse eller over rillede valser til fjernelse af ethvert overskud af klæbestof, at de behandlede filamenter føres ind i en opvarmningszone, til fordampning af det flydende medium og derefter til smeltning af det termoplastiske klæbestof, og at de behandlede filamenter fjernes fra den 25 nævnte zone og derefter opskæres til langstrakte granulatkorn, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at det varmebestandige filmdannende termoplastiske klæbestof omfatter a) et poly-(C2-6-alkyl-oxazolin), hvis monomerenhed 30 er -CH2-CH2-N-, hvor R er C2_6-alkyl, i kombination med R-C=0 b) et polyvinylpyrrolidon, idet mængderne af komponent (a), komponent (b) og forstærkningsfilamenterne afpasses, 35 således at komponent (a) udgør 7,5 til 75 vægtprocent af summen af komponent (a) og komponent (b), forstærkningsfilamenterne udgør fra 67,5 til 97,5 volumenprocent, og det 6 DK 168392 B1 varmebestandige filmdannende thermoplastiske klæbestof ikke ligger væsentligt over den mængde, der bibeholder fiberbundtets integritet under håndtering, og det nævnte klæbestof i det væsentlige omgiver hvert af de nævnte filamenter.

5 I endnu et aspekt angår den foreliggende opfindelse en fremgangsmåde til sprøjtestøbning, som er ejendommelig ved, at man indfører i en form et sprøjtestøbningsmateriale omfattende en blanding af: (i) støbepellets af termoplastisk harpiks og 10 (ii) en mængde, der er effektiv til at give forstærk ning, af langstrakt granulatmateriale ifølge opfindelsen.

Som det fremgår af fig. 3 og 4 på tegningen, er hvert filament, som er indeholdt i sprøjtestøbegranulatet, omgivet af og bundtet imprægneret af den varmebestandige filmdan-15 nende termoplast iske klæbestof kombination. Granulatet selv kan have cylindrisk eller rektangulær eller enhver anden tværsnitsform, men er fortrinsvis cylindrisk. Længden af granulatkornene kan variere, men til de fleste anvendelser vil 3,2-19,1 mm være acceptabelt, og 3,2-6,4 mm vil være 20 foretrukket. Forskellene mellem det her omhandlede granulat og granulat ifølge kendt teknik kan ses ved at sammenligne fig. 1 med fig. 3 og fig. 2 med fig. 4. I modsætning til den kendte teknik (fig. 1 og 2) har det her omhandlede granulat tætpakkede filamenter, og kappen af termoplastisk 25 klæbestof bliver i alt væsentligt fordelt ved kontakt med varmt smeltet termoplastisk materiale ved den foreliggende opfindelse. På den anden side vil det kendte granulat ikke let blive adskilt til forstærkningsfilamenter på grund af indvirkningen af den relativt tykke kappe af termoplastisk 3 0 harpiks.

I stedet for at anvende en stor mængde harpiks til et imprægnere fiberbundtet og omgive det, således som det sker ifølge kendt teknik, er det væsentligt at anvende et klæbestof, der er virksomt til den foreliggende opfindelses 35 formål, nemlig at binde en høj andel af filamenter i hvert langstrakt granulatkorn og fastholde dem under opskæringspro- 7 DK 168392 B1 cessen og ethvert efterfølgende blandingstrin i hurtiggående maskiner med høj produktion. Klæbestoffet vil derfor blive anvendt i en mængde, der ikke ligger væsentligt over en mængde, der bibeholder fiberbundtets integritet under op-5 skæringen. Denne mængde vil variere afhængigt af fibrenes natur, antallet af fibre i bundtet, fiberoverfladearealet og klæbestoffets effektivitet, og er som anført fra 2,5 til 32,5 volumenprocent, fortrinsvis fra 5 til 15 volumenprocent af granulatet.

10 Til ensartet optagelse af klæbestof på fibrene i bundtet foretrækkes det at anvende en lille, men effektiv mængde af et sædvanligt overfladeaktivt middel, der letter befugtning og binding til talrige forskellige underlag. Anioniske, kationiske og ikke-ioniske overfladeaktive midler 15 er egnede til dette formål, og det eneste krav er, at de er blandbare med ethvert opløsningsmiddelsystem, der anvendes til imprægneringen, og er forenelige med den termoplastiske filmdannende klæbestof kombination. Foretrukne overfladeaktive midler, især når der anvendes grafit eller metalovertrukne 20 carbonfiberunderlag, omfatter anioniske overfladeaktive midler, især natriumsalte af alkylsvovlsyre. Særlig anvendeligt er natriumheptadecylsulfat, der sælges af Union Carbide Company under navnet "NIACET No. 7".

Den filmdannende termoplastiske klæbestofkombination 25 bør vælges omhyggeligt under hensyntagen til de ovennævnte parametre. Nogle klæbestoffer er mere effektive end andre, og nogle, som ifølge den kendte teknik er foreslået som fiber-overfladebehandlinger, vil ikke fungere. F.eks. vil polyvinylacetat og polyvinylalkohol, hvor førstnævnte er 30 foreslået i US-patentskrift nr. 2.877.501 som overfladebehandlingsmiddel, ikke fungere ved den foreliggende opfindelse, fordi der, som det antages, sker varmehærdning eller tværbinding, hvilket modvirker hurtig smeltning og fuldstændig fordeling i sprøjtestøbemaskinen. Selvom sådanne mate-35 rialer er egnede til det harpiksrige sammensatte granulatmateriale, der anvendes ifølge det ovennævnte US-patent- 8 DK 168392 B1 skrift, er de ikke egnede ved den foreliggende opfindelse.

Klæbestoffet anvendt ved den foreliggende opfindelse er en kombination omfattende poly-(C2-Cg-alkyloxazoliner) og polyvinylpyrrolidon. Førstnævnte er noget strukturelt 5 beslægtet med Ν,Ν-dimethylformamid (DMF) og har mange af dets blandbarhedsegenskaber. En let tilgængelig polymer af denne art er poly-(2-ethyloxazolin), "PEOx" (Dow Chemical Co.). Denne kan også fremstilles ved metoder, der er kendt af fagmanden. Poly-(2-ethyloxazolin) er et termoplastisk 10 vandopløseligt klæbestof med lav viskositet. Det kan anvendes i form af ravfarvede og transparente pellets med en længde på 4,8 mm og en diameter på 3,2 mm. Typiske molekylvægte er 50.000 (lav), 200.000 (medium) og 500.000 (høj). Da det er vandopløseligt, er det miljømæssigt acceptabelt til afsætning 15 fra vandige medier. Det befugter også fibrene godt på grund af den lave viskositet. Det er varmebestandigt op til 380eC i luft ved en molekylvægt på 500.000. Polyvinylpyrrolidon er et handelsprodukt, som kan fås fra et stort antal kilder og med forskellig molekylvægt efter ønske. Medens polyoxazo-20 linet synes at gøre de langstrakte bundter dispergerbare, er polyvinylpyrrolidonet anvendeligt til højtemperaturbe-standighed. Ligesom polyoxazolinet fungerer polyvinylpyrrolidon godt i vandbaserede imprægneringsmedier. Typiske, lettilgængelige molekylvægte kan anvendes, f.eks. 10.000, 25 24.000, 40.000 og 220.000. Materialet med højere molekylvægt har en tilbøjelighed til at give bundter, som er mere vanskelige at dispergere. På den anden side forårsager den laveste molekylvægt et vist tab af varmebestandighed. Imidlertid sker der indenfor de ovennævnte parametre ikke brud i væsent-30 ligt omfang med klæbestof kombinationen på fiberbundterne under opskæringen, hvorved frie filamenter, der kan flyve omkring og udgøre en sikkerhedsrisiko, minimeres. Efter blanding med pellets af et termoplastisk harpikssystem vil klæbestofkombinationen let smelte og muliggøre fuldstændig 35 fordeling af fibrene i harpikssmelten, medens denne er i en støbemaskine. Imidlertid er pellets, som er bundet med denne 9 DK 168392 B1 termoplastiske klæbestofkombination, stabile i ubestemt tid med harpikspellets under blandingen og opbrydes ikke for tidligt.

På baggrund af et antal forsøg giver den foreliggende 5 opfindelse, således som den i øjeblikket praktiseres, optimale resultater, når man følger de følgende retningslinier:

Fibertypen kan variere, og enhver fiber, der er kendt som værende anvendelig som fyldstof eller forstærkning i et harpikssystem, kan anvendes. Foretrukne fibre er carbon-10 eller grafitfibre, glasfibre, aramidfibre, rustfrie stålfibre, metalovertrukne grafitfibre eller enhver blanding af disse.

Den foretrukne termoplastiske klæbestofkomponent (a) omfatter poly-(ethyloxazolin) med en molekylvægt i området 15 25.000 til 1.000.000, fortrinsvis 50.000-500.000, især ca.

50.000.

Den foretrukne termoplastiske klæbestofkomponent (b) omfatter polyvinylpyrrolidon med en molekylvægt i området fra 10.000 til 220.000, fortrinsvis fra 24.000 til 40.000, 20 især ca. 24.000.

Det foretrækkes, at klæbestoffet kan afsættes på filamenterne fra et opløsningsmiddelsystem, der kan omfatte ethvert polært organisk opløsningsmiddel, f.eks. methanol, eller en blanding af sådanne opløsningsmidler eller vand 25 alene eller i blanding. Acceptable badkoncentrationer for det termoplastiske klæbestof kan variere, men er generelt for komponent (a) i området 2,5-12 vægtprocent, fortrinsvis 2,5-8 vægtprocent og især 4-8 vægtprocent, og for komponent (b) i området 1-8 vægtprocent, fortrinsvis 1-6 vægtprocent, 30 især 1-4 vægtprocent.

Hvis der anvendes et overfladeaktivt middel, kan dette også variere med hensyn til type og mængde, men hvis der anvendes et anionisk alkylsulfat, såsom natriumheptade-cylsulfat, kan badkoncentrationerne generelt variere fra 35 0,0005 til 0,5 vægtprocent, fortrinsvis fra 0,0005 til 0,05 vægtprocent, og især fra 0,0005 til 0,005 vægtprocent.

10 DK 168392 B1 Mængden af ikke-filamentmateriale i det filamenthol-dige granulat ifølge opfindelsen vil variere, men er som nævnt fra 2,5 til 32,5 volumenprocent med enhver fiber, fortrinsvis fra 5 til 15 volumenprocent.

5 Mængden af komponent (b) er som nævnt fra 7,5 til 75 vægtprocent, beregnet på den samlede vægt af (a) og (b) , fortrinsvis fra ca. 15 til ca. 50%.

Længden af de langstrakte granulatkorn vil i almindelighed være fra 3,2 til 19,1 mm, fortrinsvis fra 3,2 til 10 6,4 mm. Diameteren af de langstrakte granulatkorn kan vari ere, primært afhængigt af antallet af filamenter, og tykkelserne vil være fra 0,5 til 4,6 mm. Diameteren vil fortrinsvis være fra 0,8 til 3,2 mm.

Adskillige termoplastiske harpikser kan anvendes i 15 det langstrakte granulatmateriale ifølge den foreliggende opfindelse. Generelt kan der anvendes enhver harpiks, der kan sprøjtestøbes, og som kan gavnes af en ensartet dispersion af fibre. Der kan f.eks. anvendes polystyren, styren/a-crylsyre-copolymer, styren/acrylonitril-copolymer, polycar-20 bonat, poly-(methylmethacrylat), poly-(acrylonitril/butadi-en/styren), polyphenylenether, polyamid, poly-(1,4-butylen-terephthalat), enhver blanding af disse og lignende.

Det foretrækkes, at fremstille sprøjtestøbningsmaterialet i form af et langstrakt granulatmateriale ifølge 25 opfindelsen ved en kontinuerlig proces. Et egnet apparatur er vist i fig. 5a. Typisk føres bundter af filamenter, såsom tove af grafitfibre eller metalovertrukne grafitfibre med 300.000-12.000 filamenter pr. bundt, glasgarner med 240 filamenter pr. streng eller et tov af rustfrit stål med 30 1159 filamenter pr. bundt fra en forrådsrulle 2 og føres gennem et eller flere bade 4, der indeholder det varmebe-standige filmdannende termoplastiske klæbestof i et flydende medium, f.eks. vand, til imprægnering af filamenterne og derefter gennem en anordning, såsom en dyse 6, til regule-35 ring af optagelsen. De imprægnerede filamenter føres derefter ind i en opvarmningszone, f.eks. en ovn 8, til afdampning DK 168392 B1

XI

af flydende medium, f.eks. vand, og derefter smeltning af det termoplastiske klæbestof. De behandlede filamenter 10 fjernes fra opvarmningszonen, transporteres til et opskæringsapparat 12 og opskæres til fibergranulat, der f.eks.

5 varierer mellem 3,2 og 6,4 mm afhængigt af det pågældende apparaturs krav. Det fremstillede granulat oplagres derefter i en egnet beholder 14 til senere anvendelse. Eventuelt anvendt overfladeaktivt middel inkluderes hensigtsmæssigt i et enkelt bad sammen med klæbestoffet. Det skal bemærkes, 10 at denne procedure medfører orientering af forstærknings-fibrene langs med en akse af granulatkornene.

Til gennemførelse af sprøjtestøbemetoden ifølge den foreliggende opfindelse anvendes der fortrinsvis et strømningsdiagram i den generelle form, der er illustreret i 15 fig. 5b. Fibergranulat 16 blandes med harpikspellets 18 til dannelse af en blandet blanding 20. Denne blanding føres til en konventionel tragt 22 på en støbepresse 24. Når blandingen føres gennem cylinderen 26, før den presses ind i formen 28, sker der en ensartet fordeling af fibrene. Efter 20 fjernelse af den formede genstand 30 fås en fiberforstærket genstand fremstillet ifølge opfindelsen.

Det vil forstås, at andre plasticeringsmidler, formsmøremidler, farvestoffer og lignende kan inkluderes, og at mængden af forstærkningsmateriale i komponenterne kan vari-25 eres på velkendt måde.

Opfindelsen illustreres ved de følgende eksempler.

De elektriske målinger (afskærmningseffektivitet (SE), værdier i decibel) er gennemsnit af sædvanligvis fire prøver.

30 Eksempel 1

Ved anvendelse af et apparat af typen, der er vist generelt i fig. 5a, formuleres et bad omfattende følgende: 12 DK 168392 B1

Komponent_Væat-% poly(ethyl-oxazolin), M = 50.000 6,0 poly(N-vinylpyrrolidon), M = 24.000 4,0 5 natriumheptadecylsulfat* 0,001% vand 89,899 *) "NIACET No. 7", overfladeaktivt middel 10 Et tov af kontinuerlige grafitfibre (garnnummer 12.000), der hver især har et elektropletteret nikkelovertræk derpå, føres gennem badet. De enkelte grafitfilamenter har en gennemsnitlig diameter på ca. 7 μια. Nikkelovertrækket derpå har en tykkelse på ca. 0,5 μια. De nikkelovertrukne 15 grafittove fremstilles ved kontinuerlig elektroplettering ved proceduren beskrevet i EP patentansøgning nr. 88.884 (offentliggjort 21. september 1983). Efter at være kommet ud af overtrækningsbadet føres de behandlede fibre over rillede valser til fjernelse af overskydende klæbestof og 20 føres derefter gennem en ovn med en temperatur på ca. 149°C.

De imprægnerede filamenter opskæres derefter til en længde på 6,4 mm, og der fås langstrakt granulatmateriale med en diameter på ca. 1,6 mm og med cylindrisk form. Indholdet af ikke-filamentmateriale er 9 volumenprocent.

25

Eksempel 2-3

Der gås frem som beskrevet i eksempel 1, men indholdet af polyvinylpyrrolidon i badet indstilles til henholdsvis 2 og 6 vægtprocent, og der fås langstrakt granulatmateriale 30 ifølge opfindelsen.

Eksempel 4-6

Ved anvendelse af processen, der er vist generelt i fig. 5b, blandes en tilstrækkelig mængde af de langstrakte 35 pellets, der er fremstillet ifølge eksempel 1, 2 henholdsvis 3, med pellets af et termoplastisk støbeharpiksmateriale 13 DK 168392 B1 indeholdende poly-(bisphenol-carbonat) ("MERLON 6560", Mobay Co.) til, at der fås 5 vægtprocent nikkelovertrukne grafitfilamenter i blandingen. Den blandede blanding støbes i en sprøjtestøbepresse til emner, der er egnede til fysisk og 5 elektrisk afprøvning. Den elektromagnetiske afskærmningseffektivitet (SE) og EMI-dæmpning måles til bestemmelse af dispersionseffektiviteten.

En Electro-Metrics dobbeltkammer-prøveopspænding anvendes ifølge ASTM ES7-83 til måling af afskærmningseffek-10 tiviteten (SE) af materialerne fremstillet ifølge eksempel 4-6 ifølge opfindelsen. Resultaterne er anført i tabel I.

Tabel I

15 Afskærmninqseffektivitet af poly-fbisphenol A-carbonat)--holdice nikkelpletterede qrafitfilamenter

Eksempel_4_5_6

Sammensætning (vægtprocent)

Poly-(bisphenol A-carbonat) 95 95 95 20 Langstrakte filmbundne bundter (eksempel 1-3) 555

Afskærmningseffektivitet, decibel 30 MHz 20 13 15 100 MHZ 17 12 13 25 300 MHz 33 31 31 1000 MHz 12 10 11 *) Kontroller.

30 Disse resultater viser, at fibrene er ensartet og effektivt dispergeret.

Eksempel 7

Der gås frem som beskrevet i eksempel 4-6, idet der 35 i stedet for pellets af termoplastisk harpiks anvendes pellets indeholdende poly-(acrylonitril/butadien/styren)-harpiks 14 DK 168392 B1 ("CYCOLAC KJB", Borg Warner), og der fremstilles plader, som er egnede til måling af SE-effekt.

Eksempel 8 5 Der gås frem som beskrevet i eksempel 4-6, men anven de s pol y- (2,6-dimethyl-l, 4-phenyl enether) /høj -slagstyrke--gummi modificeret polystyrenharpiks ("NORYL N-190", General Electric) , og der fremstilles plader egnet til måling af SE.

10

Eksempel 9-11

Der gås frem som beskrevet i eksempel 1, idet der i stedet for de nikkelovertrukne grafittove anvendes tove af ikke-overtrukne grafitfibre (eksempel 9), glasfibre, 240 15 filamenter/streng (eksempel 10) og tove af rustfri stålfibre omfattende 1159 filamenter, der hver især har en diameter på ca. 7 /Lim (eksempel 11). Der fremstilles langstrakt granulatmateriale ifølge opfindelsen, der indeholder ca. 85-95 volumenprocent af de respektive filamenter.

20

Eksempel 12-14

Der gås frem som beskrevet i eksempel 1-3 og 4-6 men anvendes poly-(N-vinylpyrrolidon) med en molekylvægt på 40.000 i stedet for PVP med en molekylvægt på 24.000. Der 25 fremstilles plader til måling af SE-egenskaber og prøvestykker til undersøgelse af styrken.

Afskærmningseffektiviteten af materialerne fremstillet ud fra blandingerne ifølge eksempel 12, 13 og 14 måles ifølge ASTM ES7-83 som ovenfor beskrevet, og resultaterne er anført 30 i tabel II.

15 DK 168392 B1

Tabel II

Afskærmninqseffektivitet af oolvcarbonatharpiksholdige nik-kelovertrukne arafitfibre

Eksempel 12 13 14 5 Sammensætning (væqtdele) poly(bisphenol A-carbonat) 95 95 95

Langstrakte filmbundne bundter af nikkelovertrukne grafitfibre (4%, 2%, 6% PVP) 555 10 Afskærmningseffektivitet, decibel 30 MHz 16 18 17 100 MHZ 14 15 15 300 MHZ 38 36 39 1000 MHZ 11 11 11 15

Der opnås igen en væsentlig afskærmningseffektivitet efter anvendelse af det langstrakte granulatmateriale ifølge den foreliggende opfindelse.

Ved fremstillingen af det langstrakte granulat ifølge 20 opfindelsen kan der anvendes andre fibre, f.eks. aramidfibre, f.eks. "KEVLAR"-fibre, keramiske fibre eller kombinationer af enhver af de ovennævnte fibre. Aramidfibre er særlig interessante, fordi de faktisk er umulige at overskære og blande med termoplastiske harpikser, idet de flosser og 25 danner "fuglereder". Ved fremstilling i form af overtrukne bundter ifølge den foreliggende opfindelse overskæres aramid-fibrene særdeles godt og blandes let.

De foregående eksempler viser, at polyvinylpyrrolidon (PVP) kombineret med poly-(ethyloxazolin) er meget anven-30 deligt til dannelse af langstrakte granulater ifølge opfindelsen. Forsøg har vist, at der kan anvendes forskellige molekylvægte. Forsøg har også vist, at PVP er anvendeligt til at nedsætte klæbrigheden ved forhøjede temperaturer, samtidig med at det i væsentlig grad hjælper til med at 35 bevare fiberbundtets integritet. Det er også blevet observeret, at sejheden stiger med stigende molekylvægt af PVP.

16 DK 168392 B1

Denne egenskab er nyttig ved blanding ved høj temperatur, ved hurtig tørring eller under aggressive håndteringsbetingelser.

Claims

17 DK 168392 B1 PATENTKRAV.

1. Sprøjtestøbningsmateriale i form af langstrakt granulatmateriale, hvor hvert af granulatkornene indeholder et bundt af langstrakte forstærkningsfilamenter, fordelt i 5 et thermoplastisk materiale, og hvor forstærkningsfilamenterne strækker sig generelt parallelt med hinanden og i granulatkornets længderetning, kendetegnet ved, at filamenterne i det væsentlige er dispergeret ensartet i granulatkornet i et varmebestandigt filmdannende termopla- 10 stisk klæbestof omfattende (a) et poly-(C2-Cg-alkyloxazolin), hvis monomerenhed er -CH2-CH2-N-, hvor R er C2_6-alkyl, i kombination med R-C=0 15 (b) et polyvinylpyrrolidion, hvorved komponent (b) udgør fra 7,5 til 75 vægtprocent af summen af komponent (a) og komponent (b), forstærkningsfilamenterne udgør fra 67,5 til 97,5 volumentprocent, og det varmebestandige filmdannende klæbestof tilsvarende udgør 20 fra 2,5 til 32,5 volumenprocent, idet mængden af termoplastisk klæbestof ikke ligger væsentligt over den mængde, der bibeholder fiberbundtets integritet under håndtering, og det nævnte klæbestof i det væsentlige omgiver hvert af de nævnte filamenter.

2. Sprøjtestøbningsmateriale ifølge krav l, ken detegnet ved, at forstærkningsfilamenterne omfatter grafitfibre, glasfibre, aramidfibre, fibre af rustfrit stål, fibre af metal overtrukket grafit eller en blanding af ethvert af disse fibermaterialer.

3. Sprøjtestøbningsmateriale ifølge krav 2, ken detegnet ved, at forstærkningsfilamenterne omfatter nikkelovertrukne grafitfibre.

4. Sprøjtestøbningsmateriale ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det termoplastiske klæbestof omfatter 3. poly-(ethyloxazolin).

5. Sprøjtestøbningsmateriale ifølge krav ^kendetegnet ved, at det termoplastiske klæbestof omfatter 18 DK 168392 B1 poly-(ethyloxazolin) og polyvinylpyrrolidon.

6. Fremgangsmåde til fremstilling af et sprøjtestøbningsmateriale ifølge krav 1, omfattende at forstærkningsfilamenter kontinuerligt føres gennem mindst et bad af et 5 varmebestandigt filmdannende termoplastisk klæbestof i et flydende medium til imprægnering af filamenterne, at de imprægnerede filamenter føres gennem anordninger til fjernelse af ethvert overskud af klæbestof, at de behandlede filamenter føres ind i en opvarmnings zone, først til for-10 dampning af det flydende medium og derefter til smeltning af det termoplastiske klæbestof, og at de behandlede filamenter fjernes fra den nævnte zone og derefter opskæres til langstrakte granulatkorn, kendetegnet ved, at det varmebestandige filmdannende termoplastiske klæbestof 15 omfatter a) et poly-(C2-6-alkyl-oxazolin), hvis monomerenhed er -CH2-CH2-N-, hvor R er C2_6-alkyl, i kombination med R-C=0 20 b) et polyvinylpyrrolidon, idet mængderne af komponent (a), komponent (b) og forstærkningsfilamenterne afpasses således at komponent (b) udgør fra 7,5 til 75 vægtprocent af summen af komponent (a) og komponent (b), forstærkningsfilamenterne udgør fra 67,5 til 97,5 volumenprocent, og det 25 varmebestandige filmdannende thermoplastiske klæbestof ikke ligger væsentligt over den mængde, der bibeholder fiberbundtets integritet under håndtering, og det nævnte klæbestof i det væsentlige omgiver hvert af de nævnte filamenter.

7. Fremgangsmåde til sprøjtestøbning, kende-30 tegnet ved, at man indfører i en form et sprøjtestøbningsmateriale omfattende en blanding af (i) støbepellets af termoplastisk harpiks og (ii) en mængde, der er effektiv til at give forstærkning, af langstrakt granulatmateriale ifølge krav 1.

8. Sprøjtestøbningsmateriale, kendetegnet ved, at det omfatter (i) støbepellets af termoplastisk harpiks, og 19 DK 168392 B1 (ii) langstrakt granulatmateriale ifølge krav 1, idet mængden af komponent (ii) i det nævnte materiale er tilstrækkelig til at give 1-60 vægtprocent af filamenterne pr. 100 vægtprocent af (i) plus (ii).