用增强元件增强的模塑制品，其制造方法及其用图
【专利摘要】本发明涉及一种用于通过注塑制造用至少一种增强元件增强的模塑制品的方法。增强元件由此整体地连接到注塑模具壁上，使得随着之后聚合物基体的注塑，增强元件被固定在模具中。本发明同样涉及根据该方法能够制造的增强的模塑制品。根据本发明的模塑制品用于制造机动车零件、工业产品和消费品、以及体育用品。
【专利说明】
用増强元件増强的模塑制品，其制造方法及其用途
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于通过注塑制造用至少一种增强元件增强的模塑制品的方法。 增强元件由此整体地连接到注塑模具壁上，使得随着之后聚合物基体的注塑，增强元件被 固定在模具中。本发明同样涉及根据该方法能够制造的增强的模塑制品。根据本发明的模 塑制品用于制造机动车零件、工业产品和消费品、以及体育用品。
【背景技术】
[0002] 由于尝试用塑料材料替代金属，对其机械性能有越来越高的要求。一种当前的用 于改善机械性能的过程在于将纤维增强材料、如玻璃纤维或碳纤维引入到塑料材料基体。 然而由以这种方式增强的塑料材料制得的部件通常具有显著低于金属部件的刚性。
[0003] 通过用纤维带状物选择性增强模塑制品可以实现进一步的改善。例如，这是通过 这些纤维带状物在模塑制品上或模塑制品中的特定的施用或引入来实现的。用于制造塑料 材料模塑制品的最重要的方法之一是注塑法。由于经济原因，期望的是将注塑法中已有的 一种或更多种纤维带状物施用到模塑制品中或模塑制品上，并且之后不进行分离步骤。
[0004] 然而，由此产生了特别是注塑模具中纤维带状物的可靠且可重复的固定的问题。 关于将纤维带状物固定在注塑模具中，现有技术中已描述了多种途径。
[0005] 由DE 10 2011 077 834 Al已知一种通过注塑或传递模塑制造纤维复合结构件的 方法。由此，将半成品插入到注塑模具中，并在关闭模具后将纤维增强的塑料材料注入。由 此，通过夹紧件确保半成品在模具中的紧固位置。
[0006] DE 10 2007 037 680 Al中描述了另一种用于制造用连续纤维部分增强的注塑部 件的方法。此处使用特殊的模具模型，这使得能够将针引入到模具模型中。在热塑性材料注 射之前，用这些针将连续纤维半成品布置在模具模型中。在注射后，将针收回。
[0007] DE 10 2011 120 986 Al描述了一种用于制造具有模制的成型结构和/或功能性 结构的纤维复合空心型材部件的注塑方法。首先，在此将核心倾注到第一模具中，然后用在 硬质塑料中饱和的纤维材料覆盖第一模具。在第二模具中，该被覆盖的核心至少部分地硬 化，并模制功能性结构或成型结构。从模具中移出空心型材后，核心被至少加热到其熔融温 度并且从空心型材中熔化出来。
【发明内容】
[0008] 基于此，本发明的一个目的是提供一种用于制造增强的模塑制品的方法，所述方 法使得能够准确固定增强元件并因此使得模塑制品能够具有良好的机械性能。准确固定应 理解为增强元件通过注塑过程自其初始位置移动不多于2mm，优选不多于1mm。此外，本发明 的一个目的是产生增强元件的准确固定，而不没有如现有技术所述的模具调整或固定插入 件的复杂性。
[0009] 该目的是通过权利要求1特征的用于制造增强的模塑制品的方法以及权利要求16 特征的相应地增强的模塑制品来实现的。在权利要求17中，表明了根据本发明的用途。其他 从属权利要求列出了其他有利的实施方案。
[0010] 根据本发明，提供了一种用于制造由至少一种纤维带状物增强的模塑制品的方 法，所述方法包括以下步骤：
[0011] a)用第一热塑性聚合物的熔体浸渍连续的、扁平的粗纱以形成纤维带状物，
[0012] b)在纤维带状物上区域性地施用至少一种黏合剂，然后熔化该至少一种黏合剂，
[0013] c)冷却并硬化纤维带状物，
[0014] d)将注塑模具加热到不低于所述黏合剂熔融点以下20K的温度，
[0015] e)将至少一种纤维带状物引入到注塑模具中，使涂覆有黏合剂的纤维带状物区域 中的至少一部分与至少一个控温的注塑模具壁接触，
[0016] f)将第二热塑性聚合物注塑到模具中，
[0017] g)从注塑模具中移出用至少一种纤维带状物强化的模塑制品。
[0018] 根据本发明，纤维带状物用作模塑制品的增强元件。
[0019] 由此优选地，在步骤a)中的浸渍期间使用的第一热塑性聚合物选自聚酰胺、聚烯 烃、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚苯乙烯或者所列出聚合物中的一 种或更多种的混合物。
[0020] 此外优选地，在步骤f)中的第二热塑性聚合物优选选自聚酰胺、聚烯烃、聚丙烯酸 酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚苯乙烯或者所列出聚合物中的一种或更多种 的混合物。
[0021] 优选地，用于浸渍的第一热塑性聚合物和/或用于包覆成型的第二热塑性聚合物 包含添加剂。添加剂优选选自无机稳定剂、有机稳定剂、润滑剂、消泡剂、链延长剂、缩合催 化剂、荧光增白剂、增塑剂、黏结剂、含卤素的阻燃剂、无卤素的阻燃剂、抗冲改性剂、颗粒填 料、染料、颜料和/或其混合物。
[0022]就添加剂而言，不包括纤维填料。
[0023] 在一个优选的实施方案中，第二热塑性聚合物是纤维增强的，优选地其是用具有 扁平或圆形横截面的玻璃纤维或碳纤维增强的。在此优选具有〇.1_至50_长度以及5μπι到 40μπι直径的纤维。碳纤维增强材料的比例相对于第二塑料材料基体和任选存在的其他添加 剂的总质量为3重量％至50重量％、优选5重量％至40重量％，玻璃纤维增强材料的比例相 对于第二塑料材料基体和任选存在的其他添加剂的总质量为5重量％至75重量％、优选15 重量％至65重量％、特别优选30重量％至50重量％。
[0024] 然而，也可以使用未增强形式的第二热塑性聚合物。
[0025] 优选地，添加剂的比例相对于第一聚合物和/或第二聚合物的总质量为0.1重量％ 至20重量％，特别优选0.5重量％至10重量％。
[0026] 用于浸渍的第一热塑性聚合物和/或用于包覆成型的第二热塑性聚合物可以分别 涉及非结晶或部分结晶的聚合物。这些聚合物具有根据ISO 11357的"半步高度(half-step-height)"方法所测定的30°C至350°C、优选35°C至230°C、特别优选40°C至200°C的玻 璃化转变温度。
[0027]根据ISO 11357,在20K/分钟的加热速率下的动态差示扫描量热法(DSC)中，非结 晶聚合物呈现出至多5J/g、优选至多3J/g、特备优选0至lj/g的熔化热。
[0028]非结晶聚合物由于它们的非晶性并不呈现出熔点。
[0029] 如果用于浸渍的第一热塑性聚合物和/或用于包覆成型的第二热塑性聚合物涉及 部分结晶的聚合物，则它们具有根据规定最大峰值为熔融点的I SO 11357所测定的50 °C至 420 °C、优选100 °C至350 °C、特别优选170 °C至300 °C的熔融点。
[0030] 作为第一热塑性聚合物和/或第二热塑性聚合物，优选使用聚酰胺。由此，聚酰胺 优选由脂肪族或脂环族的二胺与芳香族或脂肪族的二羧酸和/或由内酰胺得到。对于特别 的优选方案，使用由C6-C17脂环族二胺和/或C4-C12脂肪族二胺与C4-C20脂肪族二羧酸和/ 或芳香族二羧酸、和/或由内酰胺形成的均聚聚酰胺和共聚聚酰胺。对于二羧酸特别优选丁 二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二 酸、十四烷二酸、1，3-环己二甲酸和1，4-环己二甲酸，二十烷二酸、萘二甲酸、对苯二甲酸和 间苯二甲酸。
[0031]还优选由上述二胺与二羧酸、和/或具有4至15个C原子的内酰胺、和/或具有4至15 个C原子的α，ω-氨基酸形成的聚酰胺。对于二胺特别优选六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八 亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、三甲基六亚 甲基二胺、2-甲基-1，5-戊二胺、异佛尔酮二胺、降莰烷二胺、1，3_双(氨甲基)环己烷、MACM、 MXD、PACM、PXD和TMACM (MACM表示3，3 二甲基-4，4 二氨基环己基甲烷，MXD表示间苯二甲 胺，PACM表示4，4 二氨基环己基甲烷，PXD表示对苯二甲胺，TMACM表示3，3'，5，5'_四甲基-4,4'二氨基环己基甲烷）。
[0032] 还优选由间苯二甲胺和/或六亚甲基二胺与对苯二甲酸和/或间苯二甲酸制成的 聚酰胺。
[0033] 优选的非结晶聚酰胺选自PA 6I、PA 6I/6T、PA 6I/6T/6N、PA MXDI/6I、PA MXDI/ XDT/6I/6T、PA MXDI/12I、PA MXDI、PA MACM10、PA MACM12、PA MACM14、PA MACM18、PA NDT/ INDT、PA TMDC12、PA MACMI/12、PA MACMT/12、PA MACMI/MACM12、PA MACMT/MACM12、PA MACMI/MACMN、PA MACMT/MACMN、PA MACMI/MACM36、PA MACMT/MACM36、PA MACMI/MACMT/12、 PA 6I/MACMI/12、PA 6I/6T/MACMI/MACMT、PA 6I/6T/MACMI/MACMT/12、PA MACM6/11、PA 61/6T/MACMI/MACMT/MACM12/612、PA MACMI/MACMT/MACM12/12、PA MACMI/MACMT/MACM12、 PA 6I/6T/6N/MACMI/MACMT/MACMN、PA MACM10/10及其混合物或共聚物，相对于 100摩尔 ％ 的全部单体的摩尔比例总和，最多25摩尔％能够被PACM替代，和/或月桂内酰胺全部 或部分地被己内酰胺替代。
[0034] 对于特别的优选方案，非结晶聚酰胺选自PA MACM12、PA MACM14、PA MACM12/ PACM12、PA MACMI/12PA MACMI/MACMT/12、PA 6I/6T/MACMI/MACMT/12、PA 6I/6T/MACMI/ MACMT/PACMI/PACMT/12、PA MACMI/MACMT/MACM12及其混合物。
[0035]还优选选自PA 6、PA 66、PA 69、PA 610、PA 612、PA 11、PA 12、PA 1010、PA 1012、 PA 1210、PA 1212、PA PACM12、PA 6/PACMT及其混合物的部分结晶聚酰胺。特别优选PA 12、 PA PACM12、或PA 66和PA 6I/6T的混合物，PA 6I/6T具有67/33的重量比。
[0036]所使用的聚酰胺以及其单体的拼写和缩写符合ISO标准1874-1:1992。例如，拼写 PA NDT/INDT表示由2，2，4-三甲基六亚甲基二胺、2，4，4-三甲基六亚甲基二胺和对苯二甲 酸形成的聚酰胺。
[0037]另一优选实施方案提供了用于浸渍的第一聚合物与用于包覆成型的第二聚合物 相同，然而添加剂在类型和数量上能够不同。
[0038] 粗纱包括连续纤维，也称为单向排列的单纤维，特别是碳纤维、天然纤维、玻璃纤 维、矿物质纤维或者芳族聚酰胺纤维，优选单纤维具有扁平或圆形的横截面的玻璃纤维或 碳纤维，特别优选碳纤维。在处理粗纱期间，即引导粗纱通过铺展装置时，单纤维以平面样 式排列以使浸渍的扁平粗纱生成和产生纤维带状物。
[0039] 在用第一热塑性聚合物浸渍扁平粗纱后，纤维带状物中的纤维比例相对于纤维带 状物的总质量优选为1重量％至65重量％的，特别优选5重量％至50重量％，特别优选10重 量％至40重量％。
[0040] 步骤a)中扁平粗纱的浸渍以如下形式进行:使以连续带存在的扁平粗纱穿过其中 供应经加热和熔化的第一热塑性聚合物的加热浸渍装置。在浸渍结束时，引导经浸渍的扁 平粗纱穿过矩形喷嘴。
[0041] -个优选实施方案提供，通过作为分散、或通过施用悬浮液、或通过在箱或线状物 上滚涂来实施步骤b)中的至少一种黏合剂的施用。如果通过作为粉末分散来进行黏合剂的 施用，那么粉末颗粒的晶粒大小优选80μηι至500μηι，特别优选100μπι至200μηι。
[0042] 可以通过黏合剂的施用量来调节至少一种黏合剂的覆盖、层厚度、形态以及黏附 能力。由此，黏合剂的量优选为l〇g/m2至50g/m 2,特别优选15g/m2至30g/m2。
[0043] 至少一种黏合剂同样可以以离散点，或以几何图案如条形、矩形、菱形、圆形、椭圆 形，或在区域内以统计分布部分地或全部地覆盖纤维带状物的表面。例如，这可以利用具有 不连续的计量装置或在计量装置和纤维带状物之间具有不同的筛插入件的结构化再成型 辊来产生。
[0044] 在一个优选实施方案中，仅将黏合剂施用到纤维带状物的一侧。在另一优选实施 方案中，将黏合剂施用到至少一个表面上，例如两个、三个或四个表面上。
[0045] 在一个优选实施方案中，将黏合剂供应至纤维带状物，以使得可以通过浸渍装置 提供的纤维带状物的热使黏合剂熔化。
[0046] 在另一优选实施方案中，也可以通过额外的热处理来产生或辅助黏合剂的熔化。 优选地，可以通过热空气，热气体特别是氮气，超声，激光和/或辐射来产生纤维带状物的热 处理。在此优选红外辐射。
[0047] 此外，优选地，黏合剂只在加热到不低于黏合剂熔化温度范围以下20K时才具备黏 合作用，优选只在加热到其熔化温度范围内的温度时才具备黏合作用。
[0048] 优选地，至少一种黏合剂选自共聚酰胺或共聚酯。本文包括:特别是具有根据规定 最大峰值为熔融点的I SO 11357所测定的70 °C至160 °C、优选90 °C至140 °C的熔融点的共聚 酰胺，以及具有根据规定最大峰值为熔融点的I SO 11357所测定的80 °C至180 °C、优选100 °C 至150°C的熔融点的共聚酯。
[0049] 优选地，用作黏合剂的共聚酰胺具有根据ISO 1133,在160°C以及2.16kg的负载下 50Pa · s至3000Pa · s、优选200Pa · s至2000Pa · s的熔融黏度。优选地，用作黏合剂的共聚 酯具有根据150 1133，在160°(：以及2.161^的负载下50?3.8至1500?3.8、优选100?3.8至 1000 Pa · s的熔融黏度。
[0050] 优选地，用于黏合剂的共聚酰胺由20摩尔％至80摩尔％的己内酰胺、0至60摩尔％ 的月桂内酰胺、10摩尔％至60摩尔％的脂肪族二羧酸、0到30摩尔％的芳香族二羧酸与至少 一种二胺形成，己内酰胺、月桂内酰胺、脂肪族二羧酸与芳香族二羧酸的总和加起来为100 摩尔％，至少一种二胺以与二羧酸总和相等的摩尔量使用。
[0051 ] 优选地，用于黏合剂的共聚酯由55摩尔％至95摩尔％的芳香族二羧酸、5摩尔％至 45摩尔％的脂肪族二羧酸与100摩尔％的至少一种脂肪族二醇形成，二羧酸的摩尔比例加 起来为100摩尔％。
[0052]黏合剂可以包含关于第一聚合物和/或第二聚合物所提到的一种或更多种添加 剂。
[0053]在用于制造用至少一种纤维带状物作为增强元件增强的模塑制品的方法的一个 优选实施方案中，为了能够降低在步骤a)后存在的纤维带状物的厚度，通过一对再成型辊 或者成型后喷嘴在步骤b)之前或之后进行纤维带状物的再成型。通过这种额外的再成型， 可以制备特别薄的纤维带状物、即厚度小于〇.25mm的纤维带状物。在通过一对再成型辊再 成型的情况下，成型辊在一个轴上垂直地布置为一个在另一个的上方。下方的成型辊安装 固定在可旋转地安装的轴上。上方的成型辊可旋转地安装在轴上。借助气缸，可以使上方的 再成型辊以限定的压力(0至10巴）压到下方的再成型辊上。为了使纤维带状物保留在再成 型辊之间，在下方的轴上有平行于下方的再成型辊装配并且保证再成型辊或纤维带状物的 横向引导的两个共同运行的引导辊。在通过成型后喷嘴再成型期间，成型后喷嘴被加热并 且具有与将制备的纤维带状物相同的尺寸。
[0054] 在冷却和硬化纤维带状物后，纤维带状物具有0.02mm至5mm、优选0.15mm至4mm、特 别优选〇 · 2mm至2mm、非常特别优选0 · 2 5mm至Imm的厚度。优选地，纤维带状物的宽度为1mm至 40mm、优选2謹至3Ctam、特别优选5謹至2Ctam。
[0055] 此外，优选地，在冷却和硬化纤维带状物后，纤维带状物可以被分离成部分件。这 特别可以通过切削、激光处理、挤压，锯削、水射流、弯曲或者这些手段的组合来进行。
[0056] 然而，在另一实施方案中，也可以在冷却和硬化后首先不实施分离步骤，而是将纤 维带状物作为连续带缠绕在线筒上。在此情况下，以适合于待在其他步骤中强化的模塑制 品的长度进行连续带的分离。
[0057] 另一优选实施方案提供，将作为连续带存在的纤维带状物连续不断地供应到注塑 模具中，纤维带状物被区域性地引入到注塑模具中，连续带的分割仅在注塑过程后进行。 [0058]通过手动和自动方式都可以实施将纤维带状物引入到注塑模具中。为此，可以使 用具有夹持器、真空吸嘴或销的处理系统。可以自动地和/或通过计算机控制来控制处理系 统。
[0059]另一优选方案提供，在步骤d)中，将注塑模具加热到不低于黏合剂熔融点以下20K 的温度，特别是50°C至200°C、优选70°C至180°C、特别优选90°C至160°C。由此应选择黏合剂 和第二热塑性聚合物的组合，以使得在所述模具温度下是适合加工的。
[0060] 在步骤e)中，由此可以优选地通过施加 5N/cm2至30N/cm2、优选ΙΟΝ/cm2至20N/cm 2 的压力使至少一种纤维带状物与至少一个控温的注塑模具壁接触。
[0061] 优选在未结构化的模具壁上进行纤维带状物的黏合。然而，也可以赋予模具壁在 进行黏合的区域以凹槽、孔道、凹痕、椎体等形式的压制模式结构化的表面。
[0062] 在另一实施方案中，可以在浸渍步骤a)和步骤b)中黏合剂的施用之间提供其他步 骤，在该其他步骤中连接至少两种纤维带状物以形成层合体。由此，在步骤b)中，在层压步 骤中制备的层合体的至少一侧进行黏合剂的施用。
[0063] 根据本发明，同样提供根据前述方法能够制造的增强的模塑制品。除了精确固定 增强插入件之外，模塑制品具有超出现有技术中存在的方案的其他积极性能。因此，在注塑 过程结束后在模塑制品外壁上保留的黏合剂层增加了对抗增强插入件的纤维的应力集中 的保护。同样，可以向黏合剂添加紫外稳定剂并因此保护位于其下的增强插入件的基体聚 合物层免受降解，而无需改变该基体聚合物自身的成分。同样，通过选择模具表面合适的压 型或切槽，可以为模塑制品上保留的黏合剂层提供结构化。因此，也可以在增强插入件的位 置提供特别的美学或触感外观，否则会使其他表面加工步骤成为必需。
[0064] 前述增强的模塑制品用于制造机动车零件，特别是底盘部件、结构性部件、扶手、 座椅壳体、连接支柱(coupling strut)、发动机支架、风扇、薄板、内饰件、外饰件、传动部件 和轮辋；以及工业产品和消费品，特别是控制杆、加压容器、工具零件、家用电器、洁具部件、 固定件、园艺用具;体育用品，特别是鞋、弓、碎冰锥、球拍、自行车架、踏板、头盔和护具。
[0065] 旨在通过参考后面的实施例更加详细的说明根据本发明的主题，而不希望将所述 主题限制于本文所示出的具体实施方案。
【具体实施方式】 [0066]所用材料：
[0067] 纤维带状物
[0068]为了制备所使用的纤维带状物，使用Toray公司的具有7μπι单纤维直径和1%环氧 树脂胶料的连续碳纤维CF ROVING T700SC-12K-50C。
[0069] 用于浸渍的第一聚合物包含62重量％的聚酰胺66、32重量％的聚酰胺6I/6T(67/ 33)、4重量％的抗冲改性剂以及2重量％的其他添加剂。
[0070] 纤维带状物具有以下特性：
[0071] ?拉伸弹性模量:49400MPa
[0072] ?断裂应力：750MPa
[0073] ?断裂伸长：1.5%
[0074] ?纤维比例（质量）：30%
[0075] ?纤维比例（体积）：21 %
[0076] ?密度：1.28g/cm3
[0077] ?熔融温度：260 Γ
[0078]为了测试，制备下列3种尺寸的纤维带状物(长度X宽度X厚度，单位:mm):50X 10 Χ0· 35,100 X 10X0.35,和 160 X 10X0.35。
[0079]黏合剂
[0080] 黏合剂A包含37 · 6摩尔％的内酰胺6、50 · 2摩尔％的内酰胺12、12 · 2摩尔％的己二 酸、12.2摩尔％的六亚甲基二胺。其熔融点为125°(：。
[0081 ] 黏合剂B包含60.0摩尔％的内酰胺6、10.0摩尔％的己二酸、20.0摩尔％的癸二酸、 10.0摩尔％的十二烷二酸、40.0摩尔％的六亚甲基二胺。其熔融点为110 °C。
[0082] 第二聚合物/注塑聚合物
[0083]作为用于包覆成型的第二聚合物，用于测试的有：
[0084] 聚合物C，其包含35重量％的聚酰胺66、12重量％的聚酰胺61/61'(67/33)、50重 量％的玻璃纤维、2重量％的抗冲改性剂以及1重量％的其他添加剂。
[0085] 聚合物D，其包含20重量％的对苯二甲酸、8重量％的间苯二甲酸、20重量％的六亚 甲基二胺、50重量％的玻璃纤维以及2重量％的其他添加剂。
[0086]测试件的制备/注塑条件
[0087] 测试的测试件在Arburg公司的注塑机Allrounder 370S上注塑。有螺杆喷嘴的螺 杆直径为20mm。锁定压力最高为700kN。塑化单元标准3区域螺杆。
[0088] 设定下列注塑参数： L uuvu」 测讯
[0091] 根据DIN EN ISO 527的拉伸测试
[0092] 根据DIN EN ISO 527,用拉伸伸长机（Universal testing machine ZlOO，制造 商:Zwick/Roell)测量测试件的抗拉强度。夹有注塑的测试件的夹具的初始间隔为115mm。 横向速度为5毫米/分钟。拉伸伸长率的测量通过两个夹持器进行。使用的测试件涉及ISO测 试件，标准：IS0/CD 3167，Al型，170 X 20/10 X 4mm。其中引入的纤维带状物的尺寸为160 X 10 X0.35mm[长度X宽度X高度]。
[0093] 拉伸剪切测试
[0094]根据DIN 53 283,在控温的表面上实施涉及增加黏合剂强度的拉伸剪切测试。由 此，黏合剂表面（[长度X宽度]50 X 10/100 X 10mm)、黏合剂类型(黏合剂A，黏合剂B)、黏合 剂的量（15g/m2/30g/m2/40g/m 2)以及表面温度（120°C /140°C)是变化的。拉速为100毫米/分 钟。
[0095] 偏移测量
[0096] 通过Leica M420巨视显微镜和IM 1000图像处理软件实施偏移测量。纤维带状物 由此被粘到模具排出侧的空腔中。为了测量偏移，将排出销设置为零位线的参照点。在注塑 过程后，测量纤维带状物相对于在拉伸测试件上排出销的印记的偏移。
[0098]根据本发明的实施例示出，尽管有高的熔体压力，但是借助于黏合引入的增强插 入件保持了它们在模具中的精准定向。
[0099]相应地，根据本发明的实施例比在CE2中具有非固定插入件的模塑制品具有更高 的拉伸强度，所述非固定插入件在熔体的影响下偏离它们的位置，并且不再正确地传递力 流。同样，根据本发明的实施例实现的拉伸强度比CEl中未经增强的模塑制品的拉伸强度 尚。
[0100]此外，实施例E1-E7以及E9-E11示出增强插入件的偏移主要在μπι范围内增加，因此 最精确的增强是可能的。此外，实施例El-Ell示出在各种边界条件下黏合剂固定的适用性。 实施例Ε1-Ε7示出利用约30g/m 2的中等量的黏合剂可以实现的最低偏移值。实施例Ε9-Ε10 同样示出，在两侧都施用黏合剂的情况下，实现高的拉伸强度，模塑制品因此不会分层。
【主权项】
1. 一种用于制造用至少一种纤维带状物增强的模塑制品的方法，其包括以下步骤： a) 用热塑性聚合物的熔体浸渍连续的、扁平的粗纱以形成纤维带状物， b) 在浸渍的纤维带状物上区域性地施用至少一种黏合剂，然后熔化所述至少一种黏合 剂， c) 冷却并硬化所述纤维带状物， d) 将注塑模具加热到不低于所述黏合剂熔融点以下20K的温度， e) 将所述至少一种纤维带状物引入到所述注塑模具中，使涂覆有黏合剂的所述纤维带 状物的区域中的至少一部分与至少一个控温的注塑模具壁接触， f) 将第二热塑性聚合物注塑到所述模具中， g) 从所述注塑模具中移出增强的模塑制品。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中的浸渍期间使用的第一热塑性 聚合物选自聚酰胺、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚苯乙烯 或者所列出材料中的一种或更多种的混合物。3. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤f)中的所述第二热塑 性聚合物选自聚酰胺、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚苯乙 烯或者所列出的材料中的一种或更多种的混合物。4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，用于浸渍的所述第一热塑性聚合物和/ 或用于包覆成型的所述第二热塑性聚合物包含添加剂，所述添加剂选自无机稳定剂、有机 稳定剂、润滑剂、消泡剂、链延长剂、缩合催化剂、荧光增白剂、增塑剂、黏结剂、含卤素的阻 燃剂、无卤素的阻燃剂、抗冲改性剂、颗粒填料、染料、颜料和/或其混合物。5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过作为粉末分散、或通过施 用悬浮液、或通过作为箱或线状物滚涂来实施步骤b)中的所述至少一种黏合剂的施用。6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述黏合剂只在加热到不低 于所述黏合剂熔融点以下20K时才具备黏合作用。7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种黏合剂以离散 点，或以几何图案如条形、矩形、菱形、圆形、椭圆形，或在区域内以统计分布部分或完全地 覆盖所述纤维带状物的表面。8. 根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述至少一种黏合剂选自共聚酰胺或 共聚酯。9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述共聚酰胺具有根据ISO 11357的70°C 至160 °C、优选90 °C至140 °C的熔融点，和/或根据I SO 1133的在160 °C以及2.16kg的负载下 50Pa · s至3000Pa · s、优选200Pa · s至2000Pa · s的熔融黏度，和/或所述共聚酯具有根据 ISO 11357的80°C至180°C、优选100°C至160°C的熔融点，和/或根据ISO 1133的在160°C以 及2.161^的负载下50?3.8至1500?3.8、优选100?3.8至1000?3.8的熔融黏度。10. 根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，通过黏合剂的施用量来调节所述至少 一种黏合剂的覆盖、层厚度、形态以及黏附能力，黏合剂的施用量优选为l〇g/m 2到50g/m2,特 别优选为15g/m2到30g/m2。11. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述纤维带状物的再成型在 步骤b)之前或之后进行。12. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤e)中，将注塑模具加 热到不低于所述黏合剂熔融点以下20K的温度，特别是50°C至200°C、优选70°C至180°C、特 别优选90°C至160°C。13. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤e)中，通过施加5N/cm2 至30N/cm2、优选lON/cm2至20N/cm2的压力使所述至少一种纤维带状物与所述至少一个控温 的注塑模具壁接触。14. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述粗纱包括连续纤维，特 别是碳纤维、天然纤维、玻璃纤维、矿物质纤维或芳香族聚酰胺纤维，优选单纤维具有扁平 或圆形横截面的玻璃纤维或碳纤维，特别优选碳纤维。15. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在浸渍步骤a)和步骤b)中所 述黏合剂的施用之间，连接至少两种纤维带状物以在其它装置中形成层合体，并且在步骤 b)中在所述层合体的至少一侧进行黏合剂的施用。16. -种根据前述权利要求中任一项能够制造的增强的模塑制品。17. 根据前述权利要求所述的模塑制品用于制造以下的用途:机动车零件，特别是底盘 部件、结构性部件、扶手、座椅壳体、连接支柱、发动机支架、风扇、薄板、内饰件、外饰件、传 动部件和轮辋；以及工业产品和消费品，特别是控制杆、加压容器、工具零件、家用电器、洁 具部件、固定件、园艺用具;体育用品，特别是鞋、弓、碎冰锥、球拍、自行车架、踏板、头盔和 护具。
【文档编号】C08K9/04GK106042262SQ201610191153
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年3月30日 公开号201610191153.8, CN 106042262 A, CN 106042262A, CN 201610191153, CN-A-106042262, CN106042262 A, CN106042262A, CN201610191153, CN201610191153.8
【发明人】西蒙·伯恩哈德·韦斯, 克里斯汀·克鲁泽, 彼得·洛克
【申请人】Ems专利股份公司