專利名稱:對纖維加固模壓塑料物品的改進的制作方法
這項發明與纖維加固塑料的模壓物品有關，并與模壓這種物品的方法有關。
在此以前，纖維加固塑料物品已用含有玻璃纖維的固化堅實薄片模壓，而所含的玻璃纖維是由很長的玻璃纖維股(即纖維束)所形成，股束至少有200公分的長度，它們雜亂無章彎彎曲曲地分布于整張薄片。
為了能有滿意的效果，模壓這樣的薄片前，必須預先將它們均勻地預熱。為了令薄片的表面不會遇熱及發生破壞，同時亦令薄片的核心部分可以升溫到需要的模壓溫度。溫度及時間的控制一定要非常準確，這樣材料并不輕易被深沖模壓。
現在的發明，是一種用于模壓滲透性薄片狀纖維強化而未經固化的顆粒塑性材料的工藝方法。材料經已被粘結在一起，并被熱空氣穿過，使加熱到模壓的溫度，然后再要經過模壓的工藝。
經過預熱之后，該材料可被模壓成為一件不滲透性的物件，如在模具中稍為加壓，亦能使它將持滲透性。亦可在模具中全力加壓，使融溶了的熱塑性材料潤濕纖維，然后將模子微2開啟，讓材料因纖維回彈力膨脹。同時變得具有可滲透性，正如已在英國專利申請檔案第8400293(于1984年1月6日歸檔)中所描述A所作的權利要求
的那樣。在某種情況下，特別是當需要一個光滑或釉面涂層時，則該結構可能在模壓之前或之后，被液體熱固性樹脂來浸漬。正如已在英國專利申請檔案第8400294(于1984年1月6日歸案)中所描述及所作的權利申請那樣。
這展開的薄片狀結構最好含有20%到60%以重量計的強化纖維。纖修具有高彈性系數(如本文說明的)，長度介于7至50毫米左右。薄片另含40%至80%以重量計的全部或基本上未曾固化的顆粒塑料。在薄片內的纖維及塑料成份粘結而成一滲透性結構。
纖維形狀最好是單根的離散的，因而，當要用玻璃纖維，而得到的卻是碎的成股成束的，則可在結構形成之前，被股束破開成為單根的纖維。
高度彈性系數是指彈性系數顯著地高于固化薄片的那種系數。這種薄片可由這結構造成，屬于這范圍的纖維包括玻璃、碳及陶瓷纖維、諸如用商業名字Kevlar及Nomex出售的Aramid纖維。此外亦通常包括彈性系數高于10，000兆帕斯格爾的任何纖維。
用來生產上述那種結構的工藝方法，已在共同被未批準英國專利申請檔案第8400290(1984年1月6日歸檔)中揭示了。
按照這發明，一個方便的作法包括在烤爐中加熱這薄片在爐內，熱空氣穿過安放在敞門支架上的薄片。
這個發明現在請參看附圖再作進一步的說明，在附圖內圖1是開展滲透性材料的斷面概略圖，在本發明中它們是適于用來作開始原料的。
圖2顯示在此發明過程中，被熱空氣加熱的烤爐側面剖視圖，以及圖3是一個模具的側面剖視圖，它顯示一個按本發明的工藝方法制成的模壓制品。
首先參看圖1，這里顯示一個未壓實的纖維結構1，它們由纖維2與分散的顆粒塑料3組成，纖維與塑料顆粒粘結在一起形成一個(凝聚但亦有)滲透性的結構。
圖2顯示一個烤爐，供加熱圖1顯示的滲透性結構之用，這烤爐的組成是包括一個上面部分4，及一個下面部分5，這部件4與5包括相應的充氣室6及7。部件4的下壁8與部件5的上壁9，由格柵組成，以方便空氣通道的暢順。
為了加熱結構1，熱空氣被導入充氣室7，穿過格柵9，結構1及格柵8，然后從充氣室6排出。
如所描述的那樣，加熱之后，比如說，200℃，結構1被轉送到如圖3所顯示的那種模具處。
現在參看圖3，這顯示一個模具，它有一個上面的部件13，以及及一個輔助的下面部件12，結構1是在它們之間被模壓的。在實施加熱工序的前或后，結構1可以用一種液態的熱固性樹脂來浸漬，而當結構在模具中時，部分樹脂便會凝固起來。
模具可用來完全固化這結構，因而最后所得的模制品是堅實的和不能滲透的。或者這模制品可以部分地壓實，以便保持多孔性。此外，為了獲取多孔性的物件，也可將該物品，部分或完全地壓實和固化。然后將模具稍微打開，容許玻璃纖維的回彈力使模制品膨脹到所要求的厚度。
合適的熱塑性塑料包括聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，丙烯苯乙烯丁二烯，聚乙烯對酞酸鹽，及聚氯乙烯，它們均可成塑料又可不成塑料。可以預期的是，任何不與水起化學腐蝕作用及在加熱后，不受化學上的分解而能有足夠程度上轉化的熱塑性材料都能被使用。
可以用來浸漬這結構的熱固化材料，包括酚醛樹脂及聚酯樹脂，比如苯酚甲醛樹脂，尿素及蜜胺甲醛樹脂，環氧樹脂，不飽和聚脂類及聚氨基甲酸酯樹脂。
一張轉變粘結未固化的滲透性材料，由33%長13厘米，直徑11微米的單根玻璃纖維，67%的聚丙烯粉末，和一種專利的抗老化劑組成，具有每平方米3，000克的單重。將它放入一個哈里孔工程公司制造的干燥通過烤爐，灌入230℃的熱空氣于薄片的上部面上，而下面則施以部分真空。這薄片網層的多孔性質，容許熱空氣穿透，因而令材料得到均勻的加熱。經過一個短時間(約6秒)，這個仍舊滲透性的材料被充分加熱到230℃。由于230℃約比聚丙烯的熔點高50℃，因此容許網層快速地從烤爐中搬出來，并模壓成形。當網層被加熱時，筆者留意到隨著材料的厚度。壓降基本上是恒定的，開始時氣壓是76公分水標，加熱完成后，氣壓上升到85公分水標。
再一例子是被利用的材料，其組成是50%的玻璃纖維(長13毫米，直徑11微米，如以前的一樣)，50%的聚丙烯粉末+抗老化劑，加熱的時間約4秒鐘，壓降同上面的例子中的相同。
這種加熱一個多孔的未固化網膜的技能，具有許多量大的利益一a)節約3加工時間與成本，因為省去了制造加工。
b)在模壓操作之前，材料的加熱更加快速;相對于紅外線烤爐中一張固化薄片需3分鐘，它只要約6秒鐘。
c)可改善隨材料的厚度而產生的溫度梯度，這是因為熱空氣是通道穿過網膜的厚度均勻地加熱。而紅外線在加熱一張固化薄片時其橫斷面的溫度發展總是從表面到中心，這就有在中心達到所想望的溫度之前，塑料的表面已發生熱力降解的危險。
d)在加熱之前，壞件可從未固化的網層上割切下來，這“廢”料可不費力地“再漿化”供重復使用。而從固化薄片切下的壞材料則必須研磨成為顆粒以供再用，這樣成本要高得多。
權利要求
1.一種用滲透性薄片，狀經纖維強化專經固化的顆粒塑性材料模壓成器物的工藝方法，這些材料已經粘結在一起，被熱空氣穿透使加熱達到模壓的溫度，然后使它再經過模壓工序。
2.如在權利要求
1中所要求的工藝方法內，薄片被模壓成為不透氣的器件。
3.如在權利要求
1中提的工藝方法內，模具中的薄片在施加有限的壓力來模壓時，可保持滲透性。
4.如在權利要求
1中所提的工藝方法內，模具中的薄片被施以全壓，使熔化了的熱塑性材料去潤濕纖維，然后稍微打開模具，讓材料因纖維的反彈力膨脹，同時變成不滲透性的。
5.如在權利要求
1至4中所提的工藝方法內，在模壓之前或之后，薄片用液體熱固性樹脂來浸漬。
6.如在權利要求
5中所提的工藝方法內，所用的熱固性材料是酚醛樹脂及聚酯樹脂。
7.如在權利要求
6中所提的工藝方法內，所用的樹脂是苯酚甲醛樹脂，尿素及蜜胺甲醛樹脂，環氧樹脂，不飽和聚酯類及聚氨酯類樹脂。
8.如在權利要求
1至7中所提的工藝方法內，被模壓的薄片狀材料，含有20%至60%以重量計的強化纖維。纖維具有高彈性系數(如本文已說明的)，長度介于7至50毫米之間。另薄片含40%至80%以重量計的全部或基本上未經固化的顆粒塑料。而薄片中的纖修質及塑料成份被粘結而成一滲透性結構中。
9.如在前面任何一項權利要求
中所提的工藝方法，它包括在烤爐中加熱薄片，在爐中熱空氣穿過安放在敞開支架上的薄片。
10.如在權利要求
9中所要提的工藝方法內，敞開的支架是用格柵做成。
11.一種用來將滲透性薄片狀經纖維強化而未經固化的顆粒塑料模壓成器件的工藝方法，這些材料已經粘結在一起，基本上如本文所描述，及如附圖所展示的一樣。
12.如前面任何一項權利要求
所提的工藝方法，此方法能制成一纖維強化塑料物品。
專利摘要
一種將滲透性薄片狀經纖維強化而未經固化的顆粒塑料模壓成為器件的工藝方法。這些材料已經粘結在一起，并被熱空氣穿過使加熱達到模壓需要的溫度。然后再須經過模壓工序。
文檔編號B29B7/90GK85100805SQ85100805
公開日1986年7月9日 申請日期1985年4月1日
發明者蘭德文, A·J·維利姆 申請人:威景鐵有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan