Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

NL1015592C1 - Extrusion of polymer composition filled with brittle fibers having specified length to obtain molded article by preheating polymer composition to specified temperature before feeding and extruding - Google Patents

Extrusion of polymer composition filled with brittle fibers having specified length to obtain molded article by preheating polymer composition to specified temperature before feeding and extruding Download PDF

Info

Publication number
NL1015592C1
NL1015592C1 NL1015592A NL1015592A NL1015592C1 NL 1015592 C1 NL1015592 C1 NL 1015592C1 NL 1015592 A NL1015592 A NL 1015592A NL 1015592 A NL1015592 A NL 1015592A NL 1015592 C1 NL1015592 C1 NL 1015592C1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
polymer composition
fibers
extruder
brittle
filled
Prior art date
Application number
NL1015592A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Markus Johannes Henric Bulters
Hermanus Antonius Wallink
Gerrit Rekers
Petrus Henricus Maria Elemans
Jozef Johannes Fra Kersemakers
Original Assignee
Dsm Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from NL1015100A external-priority patent/NL1015100C2/en
Application filed by Dsm Nv filed Critical Dsm Nv
Priority to NL1015592A priority Critical patent/NL1015592C1/en
Priority to PCT/NL2001/000336 priority patent/WO2001083194A1/en
Priority to AU2001255104A priority patent/AU2001255104A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1015592C1 publication Critical patent/NL1015592C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/793Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling upstream of the plasticising zone, e.g. heating in the hopper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/86Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the nozzle zone
    • B29C48/865Heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/285Feeding the extrusion material to the extruder
    • B29C48/288Feeding the extrusion material to the extruder in solid form, e.g. powder or granules
    • B29C48/2886Feeding the extrusion material to the extruder in solid form, e.g. powder or granules of fibrous, filamentary or filling materials, e.g. thin fibrous reinforcements or fillers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/12Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/16Fillers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

A polymer composition filled with brittle fibers having a length of 0.8-100 mm is extruded to obtain a molded article by preheating the polymer composition to at least 80degreesC before the polymer composition is fed to and extruded by the extruder.

Description

- 1 -- 1 -

WERKWIJZE VOOR DE EXTRUSIE VAN EEN VEZET.GEVULDE 5 POLYMEERSAMENSTELLINGMETHOD FOR EXTRUSING A FIBER FILLED 5 POLYMER COMPOSITION

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het extruderen tot een vormdeel van een 10 met vezels gevulde polymeersamenstelling met behulp van een extruder. De uitvinding heeft tevens betrekking op een zo verkregen vormdeel.The invention relates to a method for extruding into a molded part of a fiber-filled polymer composition using an extruder. The invention also relates to a shaped article thus obtained.

Het extruderen van een met vezels gevulde polymeersamenstelling is op zich reeds bekend.The extrusion of a fiber-filled polymer composition is already known per se.

15 Het is gebleken dat bij het toepassen van lange, brosse vezels, d.w.z. vezels die onder invloed van mechanische krachten kunnen breken, dergelijke vezels tijdens het extrusieproces ook daadwerkelijk breken, hetgeen een nadelige invloed heeft op de 20 mechanische eigenschappen van het uit de polymeersamenstelling te maken vormdeel. Dit geldt zowel bij een werkwijze, waarbij zowel het polymeer van de polymeersamenstelling als de vezels apart aan de extruder worden toegevoerd, als ook bij een werkwijze 25 waarin een met vezels gevulde polymeersamenstelling aan de extruder wordt toegevoerd om verwerkt te worden tot een vormdeel. Brosse vezels hebben in een trekproef (volgens ISO 527) in zijn algemeenheid een rek bij breuk van minder dan 10%. Lange vezels hebben 30 gewoonlijk een lengte van 0,8 - 100 mm.It has been found that when using long, brittle fibers, ie fibers that can break under the influence of mechanical forces, such fibers actually break during the extrusion process, which has an adverse effect on the mechanical properties of the polymer composition. make mold part. This applies both to a method in which both the polymer of the polymer composition and the fibers are separately supplied to the extruder, as well as to a method in which a fiber-filled polymer composition is supplied to the extruder for processing into a molded part. In a tensile test (according to ISO 527), brittle fibers generally have an elongation at break of less than 10%. Long fibers usually have a length of 0.8-100 mm.

De uitvinding beoogt dan ook een werkwijze te bieden, waarbij tijdens de extrusie breuk van de brosse vezels veel minder optreedt, waardoor goede mechanische eigenschappen van het geëxtrudeerde 35 vormdeel worden verkregen. In de stand der techniekThe object of the invention is therefore to provide a method in which breakage of the brittle fibers occurs much less during the extrusion, whereby good mechanical properties of the extruded molded part are obtained. In the prior art

0 1 RRQ O0 1 RRQ O

- 2 - heeft men gezocht een dergelijke oplossing te vinden, wat geresulteerd heeft in voorstellen om de schroefconfiguratie van de extruder aan te passen, maar tot een bevredigend resultaat heeft dit tot op 5 heden niet geleid.An attempt has been made to find such a solution, which has resulted in proposals to adjust the screw configuration of the extruder, but this has not yet yielded a satisfactory result.

De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor het extruderen tot een vormdeel van een met vezels gevulde polymeersamenstelling met behulp van een extruder, welke hierdoor wordt gekenmerkt dat de 10 vezels brosse vezels zijn met een lengte van 0,8 - 100 mm en dat de polymeersamenstelling allereerst wordt voorverwarmd tot een temperatuur van tenminste 80°C, voordat de polymeersamenstelling aan de extruder toegevoerd en geëxtrudeerd.The present invention relates to a method for extruding into a molded part of a fiber-filled polymer composition using an extruder, characterized in that the fibers are brittle fibers with a length of 0.8 - 100 mm and that the polymer composition is first of all is preheated to a temperature of at least 80 ° C before the polymer composition is fed to the extruder and extruded.

15 Hierdoor wordt bereikt dat met een minimale mechanische belasting van de brosse vezels toch in de extruder de extrusie-condities worden bereikt, in bijzonder de extrusietemperatuur, waardoor vezelbreuk tijdens de extrusie wordt geminimaliseerd, met als 20 gevolg een geëxtrudeerd vormdeel, waarin de vezellengte veel meer overeenkomt met de oorspronkelijke lengte van de vezels, zoals die aan de extruder worden toegevoerd.This achieves that with a minimal mechanical load on the brittle fibers, the extrusion conditions are nevertheless achieved in the extruder, in particular the extrusion temperature, whereby fiber breakage during extrusion is minimized, resulting in an extruded molded part, in which the fiber length is much more corresponds to the original length of the fibers as fed to the extruder.

Op zich is de installatie, waarmee de met vezels gevulde polymeersamenstelling wordt opgewarmd 25 niet kritisch. Indien de voorverwarming plaatsvindt tot een temperatuur beneden de verwekingstemperatuur van de polymeersamenstelling, kan deze voorverwarming verkregen worden door zowel een mechanische, als bij voorkeur een niet-mechanische bewerking van de 30 polymeersamenstelling. Wordt voorverwarmd tot boven de verwekingstemperatuur, dan dient vermeden te worden dat de opwarming door een mechanische bewerking plaatsvindt (een bewerking waarin door het uitoefenen van afschuifkrachten een opwarming plaatsvindt). Gebruik 35 kan worden gemaakt van bijvoorbeeld een hopperdroger (een silo waarin het materiaal met een gas, zoals lucht of stikstof wordt opgewarmd), of een droogstoof.The installation with which the fiber-filled polymer composition is heated per se is not critical. If the preheating takes place to a temperature below the softening temperature of the polymer composition, this preheating can be obtained by both a mechanical and preferably a non-mechanical processing of the polymer composition. If preheating is above the softening temperature, then heating should be avoided by mechanical processing (an operation in which heating takes place by applying shear forces). Use can be made, for example, of a hopper dryer (a silo in which the material is heated with a gas, such as air or nitrogen), or a drying oven.

1015592 - 3 -1015592 - 3 -

Bij het gebruik van semi-kristallijne polymeren in de polymeersamenstelling wordt de polymeersamenstelling bij voorkeur zodanig opgewarmd, dat een temperatuur bereikt wordt die 5-50°C beneden de 5 smelttemperatuur van de polymeersamenstelling ligt. Als smelttemperatuur wordt hier bedoeld de piek in het DSC-thermogram (differential scanning calorimetry), gemeten bij een opwarmsnelheid van 10°C/minuut. Bij het gebruik van amorfe polymeren in de 10 polymeersamenstelling wordt de polymeersamenstelling bij voorkeur zodanig opgewarmd, dat een temperatuur bereikt wordt, die 5-50°C onder de verwekingstemperatuur van de polymeersamenstelling ligt. Deze verwekingstemperatuur wordt gemeten via DMTA 15 (dynamisch-mechanische thermische analyse; ASTM D5279). De vakman is eenvoudig in staat om deze opwarmtemperatuur experimenteel vast te stellen, waarbij de hanteerbaarheid van de opgewarmde massa bepalend is (het materiaal mag bijvoorbeeld nog niet 20 gaan plakken). Het is verrassenderwijs gebleken dat een dergelijk opwarmtemperatuur geen invloed heeft op het loopgedrag van de opgewarmde polymeersamenstelling, noch op de verwerkbaarheid bij het toevoeren aan en verwerken in de extruder.When using semi-crystalline polymers in the polymer composition, the polymer composition is preferably heated to achieve a temperature 5-50 ° C below the melting temperature of the polymer composition. The melting temperature here refers to the peak in the DSC (differential scanning calorimetry) thermogram, measured at a heating rate of 10 ° C / minute. When using amorphous polymers in the polymer composition, the polymer composition is preferably heated to achieve a temperature 5-50 ° C below the softening temperature of the polymer composition. This softening temperature is measured via DMTA 15 (dynamic-mechanical thermal analysis; ASTM D5279). The person skilled in the art is easily able to determine this heating temperature experimentally, whereby the handling of the heated mass is decisive (for example, the material must not yet stick). It has surprisingly been found that such a heating temperature has no influence on the running behavior of the heated polymer composition, nor on the processability when fed to and processed in the extruder.

25 De uitvinding is van bijzonder belang voor die polymeersamenstelling waarin de brosse vezels glasvezels of koolstofvezels zijn. Dergelijke vezels zijn in bijzondere mate gevoelig voor breuk onder mechanische belasting. Vezels, waarbij het effect van 30 de uitvinding zich goed laat merken, zijn lange vezels, wat vezels zijn met gewoonlijk een lengte van 0,8-100 mm, bij voorkeur met een lengte van 1-50 mm.The invention is of particular importance for that polymer composition in which the brittle fibers are glass fibers or carbon fibers. Such fibers are particularly sensitive to breakage under mechanical stress. Fibers, which show the effect of the invention well, are long fibers, which are fibers usually 0.8-100 mm in length, preferably 1-50 mm in length.

De werkwijze volgens de uitvinding is tevens goed geschikt voor het gezamenlijk extruderen 35 van een thermoplast en de met vezels gevulde polymeersamenstelling, bijvoorbeeld in een situatie waarin de polymeersamenstelling als een zogenaamde ΙΠ1 Ck.,o - 4 - "masterbatch" aan de extruder wordt toegevoerd. Dit kan op verschillende manieren plaatsvinden, als er tenminste voor wordt gezorgd dat de voorverwarmde polymeersamenstelling ook tijdens de gezamenlijke 5 extrusie aan zo weinig mogelijk mechanische belasting wordt blootgesteld. Dit kan bereikt worden door aan het begin van de extruder het thermoplast toe te voeren en in de extruder op te smelten, waarna via een zij toevoer op de extruder de voorgewarmde, met vezels gevulde 10 polymeersamenstelling wordt toegevoerd. Een andere mogelijkheid is om in een aparte opwarmeenheid het thermoplast op te warmen en dan voorverwarmd, eventueel als smelt (bijvoorbeeld via een aparte extruder) toe te voeren aan de extruder, gelijktijdig met de 15 voorverwarmde polymeersamenstelling.The method according to the invention is also well suited for co-extruding a thermoplastic and the fiber-filled polymer composition, for example in a situation in which the polymer composition is supplied to the extruder as a so-called C1 Ck. O-4 - "masterbatch". . This can take place in various ways, if it is ensured that the preheated polymer composition is also exposed to as little mechanical stress as possible during the joint extrusion. This can be achieved by feeding the thermoplastic at the beginning of the extruder and melting it in the extruder, after which the preheated fiber-filled polymer composition is fed via a side feed to the extruder. Another possibility is to heat the thermoplastic in a separate heating unit and then supply it preheated, optionally as melt (for example via a separate extruder) to the extruder, simultaneously with the preheated polymer composition.

Bij voorkeur zijn de polymeersamenstelling en de thermoplast gebaseerd op een zelfde polymeer of op polymeren die met elkaar compatibel zijn, al dan niet m.b.v. een compatibiliteitsverbeteraar.Preferably, the polymer composition and the thermoplastic are based on the same polymer or on polymers that are compatible with each other, with or without a compatibility enhancer.

20 Het polymeer in de polymeersamenstelling en in de thermoplast is in principe gekozen uit de verzameling van (semi-) kristallijne en amorfe polymeren. In het bijzonder is het polymeer in de polymeersamenstelling een polyolefine, een polyester of 25 een nylon, zowel in de vorm van een homopolymeer als in de vorm van een copolymeer. De vakman is met dergelijke polymeren bekend.The polymer in the polymer composition and in the thermoplastic is in principle chosen from the collection of (semi-) crystalline and amorphous polymers. In particular, the polymer in the polymer composition is a polyolefin, a polyester or a nylon, both in the form of a homopolymer and in the form of a copolymer. The skilled person is familiar with such polymers.

In het bijzonder is de polymeersamenstelling gebaseerd op een polyolefine; 30 indien, zoals boven beschreven, aan de met vezels gevulde polymeersamenstelling een thermoplast wordt toegevoegd, is ook de thermoplast bij voorkeur een polyolefine. In beider gevallen heeft het de voorkeur dat het polyolefine een polyetheen of een polypropeen 35 is. Voor polyetheen alsook voor polypropeen kan dit zowel homopolymeer als (random-)copolymeer zijn.In particular, the polymer composition is based on a polyolefin; If, as described above, a thermoplastic is added to the fiber-filled polymer composition, the thermoplastic is also preferably a polyolefin. In both cases, it is preferred that the polyolefin be a polyethylene or a polypropylene. For polyethylene as well as for polypropylene this can be both homopolymer and (random) copolymer.

Van bijzonder belang is de werkwijze volgens de uitvinding, wanneer de met brosse vezels 1015532 - 5 - gevulde polymeersamenstelling aan de extruder wordt toegevoerd in de vorm van een granulaat, waarbij de brosse vezels georiënteerd zijn in de lengterichting van het granulaat en nagenoeg of geheel de lengte 5 hebben van het granulaat. Dit betreft dan zowel granulaat waarin nagenoeg elke vezel apart omgeven is door polymeer, alsook, en wel bij voorkeur, een granulaat waarin een bundel van de brosse vezels ingekapseld is in een polymere mantel, alsmede 10 mengvormen ervan. Mechanische bewerking van een dergelijk granulaat heeft een dramatische verkleining van de vezellengte tot gevolg, resulterend in onbevredigende mechanische eigenschappen van het uiteindelijke vormdeel.Of particular interest is the process according to the invention when the brittle fiber-filled polymer composition is fed to the extruder in the form of a granulate, the brittle fibers being oriented in the longitudinal direction of the granulate and substantially or completely length 5 of the granulate. This then concerns both granulate in which virtually every fiber is separately surrounded by polymer, and, preferably, a granulate in which a bundle of the brittle fibers is encapsulated in a polymeric jacket, as well as mixed forms thereof. Mechanical processing of such a granulate results in a dramatic reduction in fiber length, resulting in unsatisfactory mechanical properties of the final molded part.

15 Een andere geschikte uitvoeringsvorm van de uitvinding is bij het (her-)gebruik van (glas)-mat-versterkte thermoplasten; veelal betreft dit het hergebruik van afval van dergelijke produkten. Ook in dergelijke produkten zijn lange, brosse vezels 20 aanwezig, veelal in de vorm van glas- of koolstofvezels. ·Another suitable embodiment of the invention is in the (re) use of (glass) mat-reinforced thermoplastics; this usually concerns the reuse of waste from such products. Long, brittle fibers 20 are also present in such products, often in the form of glass or carbon fibers. ·

Doordat de polymeersamenstelling al sterk is opgewarmd voordat het aan de extruder wordt toegevoerd, kan de extruder ook eenvoudig van aard 25 zijn. Hiermee wordt bedoeld dat in de extruder nagenoeg geen middelen aanwezig hoeven zijn, die een sterke mechanische belasting op de polymeersamenstelling uitoefenen: er dienen slechts middelen aanwezig te zijn om de voorverwarmde polymeersamenstelling tot de 30 extrusie-temperatuur op te warmen en middelen om tot een goede dispersie van de vezels in het extrudaat, en dus in het vormdeel, te komen. Waar in deze beschrijving de term "extruder" wordt gebruikt, wordt deze tevens bedoeld te slaan op alle andere apparatuur, 35 waarmee een gesmolten polymeersamenstelling wordt vormgegeven; hierbij is te noemen de vormgeving met behulp van spuitgieten, extrusie/compression molding en injectie/compression molding.Since the polymer composition has already heated up strongly before it is fed to the extruder, the extruder can also be of simple nature. By this is meant that in the extruder practically no means need be present, which exert a strong mechanical load on the polymer composition: only means should be present to heat the preheated polymer composition to the extrusion temperature and means to obtain a good dispersion of the fibers into the extrudate, and thus into the molded part. Where the term "extruder" is used in this description, it is also intended to include all other equipment molding a polymer polymer composition; mention can be made here of the design using injection molding, extrusion / compression molding and injection / compression molding.

10155o2 - 6 -10155o2 - 6 -

De voordelen van de werkwijze volgens de uitvinding manifesteren zich in een sterke afname van de vezelbreuk en verbeterde mechanische eigenschappen, waaronder de slagvastheid (Izod, gemeten volgens 5 ISO 180/4A) en de valenergie (gemeten volgens ISOThe advantages of the method according to the invention are manifested in a strong reduction of the fiber breakage and improved mechanical properties, including the impact strength (Izod, measured according to 5 ISO 180 / 4A) and the fall energy (measured according to ISO

6603). De valenergie-waarde (VEM) van een geëxtrudeerd vormdeel op basis van een met glasvezels gevulde polypropeen, en gemaakt via de werkwijze van de onderhavige uitvinding, heeft verrassenderwijs een 10 waarde van tenminste 7,8 KJ/m, wat hoger is dan in de stand van de techniek. Meer algemeen is gebleken·dat de VEM van een geëxtrudeerd vormdeel, verkregen volgens een werkwijze volgens de uitvinding, tenminste 7,5% hoger ligt dat de overeenkomstige waarde voor een 15 geëxtrudeerd vormdeel, waarbij de voorverwarming van de polymeersamenstelling achterwege is gelaten. Meer bijzonder ligt deze VEM-waarde tenminste 15% hoger.6603). The drop energy value (VEM) of an extruded molded article based on a glass fiber-filled polypropylene, and made by the method of the present invention, surprisingly has a value of at least 7.8 KJ / m, which is higher than in the state of the art. More generally, it has been found that the VEM of an extruded molded part obtained according to a method according to the invention is at least 7.5% higher than the corresponding value for an extruded molded part, with the pre-heating of the polymer composition being omitted. More specifically, this VEM value is at least 15% higher.

Naast de hiervoor beschreven essentiële elementen die in de polymeersamenstelling en/of in de 20 thermoplast aanwezig dienen te zijn, kunnen er in de polymere materialen nog allerlei ingrediënten voorhanden zijn die de eigenschappen van de uiteindelijke samenstelling en het daaruit te maken vormdeel beïnvloeden. Zo valt te noemen de aanwezigheid 25 van anti-oxidantia, vulstoffen, kleurstoffen, UV-stabilisatoren. Dit soort ingrediënten zijn de vakman bekend en worden veelvuldig door hem toegepast.In addition to the essential elements described above which must be present in the polymer composition and / or in the thermoplastic material, all kinds of ingredients may be present in the polymeric materials which influence the properties of the final composition and the molded part to be made therefrom. Thus, the presence of anti-oxidants, fillers, dyes and UV stabilizers can be mentioned. These kinds of ingredients are known to the skilled person and are frequently used by him.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een vormdeel dat met de werkwijze volgens de uitvinding 30 verkrijgbaar is. Vormdelen vinden hun toepassing in de automobielindustrie, in de bouw, etc. Voorbeelden zijn stijve en slagvaste (constructieve) auto-onderdelen, zoals "splash-shields".The invention also relates to a molded part that is available with the method according to the invention. Molded parts are used in the automotive industry, in construction, etc. Examples are rigid and impact-resistant (structural) car parts, such as "splash-shields".

Aan de hand van de navolgende voorbeelden 35 en vergelijkende experimenten wordt de uitvinding toegelicht, zonder dat dit bedoeld is ter beperking van de uitvinding.The invention is illustrated by the following Examples 35 and comparative experiments, without this being intended to limit the invention.

1015592 - 7 -1015592 - 7 -

Voorbeelden I-IV/veraeliikende experimenten A-DExamples I-IV / comparative experiments A-D

Glasvezel versterkt polypropyleen, StaMax® XP031 en StaMax® XP040 van/DSM (30% glas; 5 granulaatlengte = 12 mm = glasvezellengte; diameter van de glasvezel is resp. 20 en 25 μτη; diameter granulaat = 3 mm) werd in een Kannegieser plasticeereenheid (D = 90 mm, L/D = 26) verwarmd tot een temperatuur van 240°C met verschillende cyclustijden; de uittredende smeltstrip 10 werd in hete toestand in een Hoesch pers uitgeperst bij een perstemperatuur van 50°C tot een vierkante plaat van 400 x 400 mm, met een dikte van 3.2 mm.Glass fiber reinforced polypropylene, StaMax® XP031 and StaMax® XP040 of / DSM (30% glass; 5 granulate length = 12 mm = glass fiber length; diameter of the glass fiber is 20 and 25 μτη; diameter granulate = 3 mm) was placed in a Kannegieser plasticizing unit (D = 90 mm, L / D = 26) heated to a temperature of 240 ° C with different cycle times; the exiting melting strip 10 was hot pressed in a Hoesch press at a pressing temperature of 50 ° C to a square plate of 400 x 400 mm, with a thickness of 3.2 mm.

De platen werden met behulp van röntgenopnamen visueel beoordeeld op 15 glasvezeldispersie. Daarnaast werden de volgende mechanische eigenschappen bepaald; - Valenergie (VEM); ISO 6603/2 - Kerfslagwaarde (Izod); ISO 180/4A;The plates were visually assessed for glass fiber dispersion by X-rays. In addition, the following mechanical properties were determined; - Valenergie (VEM); ISO 6603/2 - Notched impact strength (Izod); ISO 180 / 4A;

- Treksterkte (TS); ISO 527/1B- Tensile strength (TS); ISO 527 / 1B

20 - E-Modulus (EM); ISO 527/lB.20 - E-Modulus (EM); ISO 527 / lb.

In de Voorbeelden I-IV werd granulaat in een Somos Hopper voorverwarmer W 300 voorverwarmd tot 140°C voordat het aan de plasticeereenheid werd toegevoegd; in de vergelijkende experimenten A-D werd 25 het granulaat met een temperatuur van 20°C direct aan de plasticeereenheid toegevoegd.In Examples I-IV, granulate in a Somos Hopper preheater W 300 was preheated to 140 ° C before being added to the plasticizer; in comparative experiments A-D, the granulate with a temperature of 20 ° C was added directly to the plasticizer.

De verkregen dispersiegraad van de glasvezels werd visueel vastgesteld, waarbij de mate van dispersie toeneemt van een beoordeling (0) toe een 30 beoordeling (10).The obtained degree of dispersion of the glass fibers was visually determined, with the degree of dispersion increasing from a rating (0) to a rating (10).

De resultaten ziin in Tabellen I en II weergegeven (Granulaat A = StaMax® XP031 Granulaat B = StaMax® XP040) 35 De in Tabel II weergegeven waarde voor de Izod is de waarde voor de "parallel" Izod.The results are shown in Tables I and II (Granulate A = StaMax® XP031 Granulate B = StaMax® XP040) 35 The value for the Izod shown in Table II is the value for the "parallel" Izod.

101559? - 8 -101559? - 8 -

Tabel 1Table 1

Invloed voorverwarmincr op dispersie en plasticeergedragInfluence of preheating cream on dispersion and plasticizing behavior

Voorbeeld/ Temp. v/h Type Cyclus tijd Dispersie- verg. exp. granulaat granulaat (sec) graad (°C) "ï 140 A 36 6-Ί __ __ _ _ _ lïï 140 B 36 8 "ÏV 140 B 24 7 A 20 A 60 6 1 20 A 36 4 "C 20 B 60 8 ^ g 6^7 5Example / Temp. v / h Type Cycle time Dispers. exp. granulate granulate (sec) degree (° C) "ï 140 A 36 6-Ί __ __ _ _ _ lïï 140 B 36 8" ÏV 140 B 24 7 A 20 A 60 6 1 20 A 36 4 "C 20 B 60 8 ^ g 6 ^ 7 5

De mate van dispersie is rechtstreeks van invloed op de oppervlaktekwaliteit van verkregen vormdelen: hoe beter de dispersiegraad, des te gladder is het oppervlak, en des te geringer zijn vezels aan het oppervlak van het 10 vormdeel zichtbaar.The degree of dispersion directly influences the surface quality of the molded parts obtained: the better the degree of dispersion, the smoother the surface, and the less fibers visible on the surface of the molded part.

I 0 1 650 ?I 0 1 650?

Tabel IITable II

- 9 -- 9 -

Invloed voorverwarming op mechanische eigenschappenInfluence of preheating on mechanical properties

Voorbeeld/ VEM Izod// pTS pÊMExample / VEM Izod // pTS pÊM

verg. exp. (KJ/m) (kJ/m2) (MPa) (MPa) 1 7^9 43 76,2 493 9 __ ___ _ 80,6 5075 III 8TÏ 42 75,6 5057 IV 871 44 76,5 4882 _ __ __ __ 4935 ~ ~B Ï~S 39 76,0 4939 __ _ _ 7712 5147 __ _ _ ___ 5039 5compare exp. (KJ / m) (kJ / m2) (MPa) (MPa) 1 7 ^ 9 43 76.2 493 9 __ ___ _ 80.6 5075 III 8TÏ 42 75.6 5057 IV 871 44 76.5 4882 _ __ __ __ 4935 ~ ~ B Ï ~ S 39 76.0 4939 __ _ _ 7712 5147 __ _ _ ___ 5039 5

Uit de Tabellen I en II is op te maken dat vormdelen, gemaakt met een werkwijze volgens de uitvinding, betere mechanische eigenschappen vertonen; in het bijzonder geldt dit voor de VEM en de Izod. Dit 10 resultaat is terug te voeren op de sterk verminderde breuk van de glasvezels tijdens de verwerking tot vormdelen. Deze verminderde breuk was ook in de röntgenopnames waar te nemen.It can be seen from Tables I and II that molded parts made with a method according to the invention have better mechanical properties; in particular this applies to the VEM and the Izod. This result can be traced back to the greatly reduced breakage of the glass fibers during processing into molded parts. This reduced fracture was also visible in the X-rays.

10155921015592

Claims (13)

1. Werkwijze voor het extruderen tot een vormdeel 5 van een met vezels gevulde polymeersamenstelling met behulp van een extruder, met het kenmerk dat de vezels brosse vezels zijn met een lengte van 0,8-100 mm. en dat de polymeersamenstelling allereerst wordt voorverwarmd tot een temperatuur 10 van tenminste 80°C, voordat de polymeersamenstelling aan de extruder wordt toegevoerd en geëxtrudeerd.A method for extruding a molded part 5 of a fiber-filled polymer composition using an extruder, characterized in that the fibers are brittle fibers with a length of 0.8-100 mm. and that the polymer composition is first preheated to a temperature of at least 80 ° C before the polymer composition is fed to the extruder and extruded. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat door de voorverwarming de 15 polymeersamenstelling een temperatuur bereikt die 5 - 50°C beneden de smelttemperatuur of de verwekingstemperatuur van het polymeer in de polymeersamenstelling ligt.2. A method according to claim 1, characterized in that by the preheating the polymer composition reaches a temperature that is 5 - 50 ° C below the melting temperature or the softening temperature of the polymer in the polymer composition. 3. Werkwijze volgens een der conclusies 1-2, met het 20 kenmerk dat de brosse vezels glasvezels of koolstofvezels zijn.3. A method according to any one of claims 1-2, characterized in that the brittle fibers are glass fibers or carbon fibers. 4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk dat in de extruder zowel een voorverwarmde of zelfs gesmolten thermoplast 25 alsmede de voorverwarmde, met brosse vezels gevulde polymeersamenstelling met elkaar worden gemengd en beide materialen gezamenlijk tot een vormdeel worden geëxtrudeerd.4. A method according to any one of claims 1-3, characterized in that in the extruder both a preheated or even molten thermoplastic as well as the preheated polymer composition filled with brittle fibers are mixed together and both materials are extruded together into a molded part. 5. Werkwij ze volgens conclusie 4, met het kenmerk 30 dat de polymeersamenstelling en de thermoplast gebaseerd zijn op een zelfde polymeer of op polymeren die met elkaar compatibel zijn.Method according to claim 4, characterized in that the polymer composition and the thermoplastic are based on the same polymer or on polymers that are compatible with each other. 6. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk dat de met vezels gevulde 35 polymeersamenstelling gebaseerd is op een polyolefine, op een polyester of op een nylon.6. A method according to any one of claims 1-5, characterized in that the fiber-filled polymer composition is based on a polyolefin, on a polyester or on a nylon. 7. Werkwijze volgens een der conclusies 5-6, met het >015592 - 11 - kenmerk dat de polymeersamenstelling gebaseerd is op een polyolefine.Process according to any one of claims 5-6, characterized in that> 015592-11 - characterized in that the polymer composition is based on a polyolefin. 8. Werkwijze volgens een der conclusies 6-7, met het kenmerk dat de polyolefine een polyetheen of een 5 polypropeen is.8. A method according to any one of claims 6-7, characterized in that the polyolefin is a polyethylene or a polypropylene. 9. Werkwijze volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk dat de met brosse vezels gevulde polymeersamenstelling aan de extruder wordt toegevoerd in de vorm van een granulaat, waarbij 10 de brosse vezels georienteerd zijn in de lengterichting van het granulaat en nagenoeg of geheel de lengte van het granulaat hebben.9. A method according to any one of claims 1-8, characterized in that the brittle fiber-filled polymer composition is supplied to the extruder in the form of a granulate, wherein the brittle fibers are oriented in the longitudinal direction of the granulate and substantially or entirely the length of the granulate. 10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk dat in het granulaat een bundel van de brosse 15 vezels ingekapseld is in een polymere mantel.10. A method according to claim 9, characterized in that in the granulate a bundle of the brittle fibers is encapsulated in a polymeric jacket. 11. Werkwijze volgens een der conclusies 1-10, met het kenmerk dat de vezels een lengte hebben van 1-50 mm.Method according to any one of claims 1-10, characterized in that the fibers have a length of 1-50 mm. 12. Geëxtrudeerd Vormdeel verkrijgbaar via een 20 werkwijze volgens een der conclusies 1-11.12. Extruded Molded Part obtainable by a method according to any one of claims 1-11. 13. Geëxtrudeerd vormdeel op basis van een polypropeen en versterkt met glasvezels, met het kenmerk dat het vormdeel een VEM heeft van tenminste 7,8 KJ/m. I fi 1 ren oExtruded molded part based on a polypropylene and reinforced with glass fibers, characterized in that the molded part has a VEM of at least 7.8 KJ / m. I fi 1 ren o
NL1015592A 2000-05-03 2000-07-03 Extrusion of polymer composition filled with brittle fibers having specified length to obtain molded article by preheating polymer composition to specified temperature before feeding and extruding NL1015592C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1015592A NL1015592C1 (en) 2000-05-03 2000-07-03 Extrusion of polymer composition filled with brittle fibers having specified length to obtain molded article by preheating polymer composition to specified temperature before feeding and extruding
PCT/NL2001/000336 WO2001083194A1 (en) 2000-05-03 2001-05-02 Method for the extrusion of a fibre-filled polymer composition
AU2001255104A AU2001255104A1 (en) 2000-05-03 2001-05-02 Method for the extrusion of a fibre-filled polymer composition

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1015100 2000-05-03
NL1015100A NL1015100C2 (en) 2000-05-03 2000-05-03 Extrusion of polymer composition filled with brittle fibers having specified length to obtain molded article by preheating polymer composition to specified temperature before feeding and extruding
NL1015592 2000-07-03
NL1015592A NL1015592C1 (en) 2000-05-03 2000-07-03 Extrusion of polymer composition filled with brittle fibers having specified length to obtain molded article by preheating polymer composition to specified temperature before feeding and extruding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1015592C1 true NL1015592C1 (en) 2001-11-06

Family

ID=26643169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1015592A NL1015592C1 (en) 2000-05-03 2000-07-03 Extrusion of polymer composition filled with brittle fibers having specified length to obtain molded article by preheating polymer composition to specified temperature before feeding and extruding

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1015592C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5298214A (en) Method of deriving polystyrene and polyolefin plastics composite from recycled plastics
CA2332041C (en) Process for continuously manufacturing composites of polymer and cellulosic fibres, and compounded materials obtained therewith
US5595696A (en) Plastic material, and process for the preparation thereof
Bhaskar et al. Evaluation of properties of propylene-pine wood plastic composite
Kraiem et al. Effect of low content reed (Phragmite australis) fibers on the mechanical properties of recycled HDPE composites
KR100594763B1 (en) Method of manufacturing molding of mixed molten plastics of different types
NL1015592C1 (en) Extrusion of polymer composition filled with brittle fibers having specified length to obtain molded article by preheating polymer composition to specified temperature before feeding and extruding
NL1010646C2 (en) Moulding material, especially for extrusion compression moulding, comprises particles containing fibres with inner and outer sheath of different viscosity polymers
NL1015100C2 (en) Extrusion of polymer composition filled with brittle fibers having specified length to obtain molded article by preheating polymer composition to specified temperature before feeding and extruding
DE4425615A1 (en) Recycled polyamide molding compounds for blow molding applications
Hashemi Effect of temperature on weldline integrity of injection moulded short glass fibre and glass bead filled ABS hybrids
CZ284942B6 (en) Process for producing articles of fiber-reinforced thermoplasts
Ekinci et al. Polypropylene/postconsumer recycled poly (ethylene terephthalate) hybrid composites: evaluation of morphological, mechanical, thermal and electrical properties
WO2001083194A1 (en) Method for the extrusion of a fibre-filled polymer composition
US11447617B2 (en) Recycling of polymer materials
JP6914541B2 (en) Molding machine for thermoplastic resin composition and manufacturing method
Ghasemi et al. Characterization of recycled polyamide 6: Effect of polypropylene and inorganic contaminants on mechanical properties
Qin On the in situ generation of reinforcing fibers
NL2016845B1 (en) Fibre-reinforced plastic objects
CN113573869A (en) Poly (3-hydroxybutyrate) -based resin sheet for thermoforming, molded article thereof, and method for producing same
JP4125942B2 (en) Mixed material using plastic waste, manufacturing apparatus thereof, and manufacturing method thereof
EP0011240A1 (en) Process for manufacturing polyolefin granulates containing fibrous additives and the use thereof for manufacturing moulded products
NL9301388A (en) Composite starting material with surfaces.
JP2646028B2 (en) Molding materials and mixtures thereof
Rajapaksha et al. Development of PP/Recycled-PET Blended Low Speed Wheels to Reduce the Virgin Plastic Usage in the Industry

Legal Events

Date Code Title Description
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20050201