DE10205206A1 - Prepreg - Google Patents

Prepreg

Info

Publication number
DE10205206A1
DE10205206A1 DE10205206A DE10205206A DE10205206A1 DE 10205206 A1 DE10205206 A1 DE 10205206A1 DE 10205206 A DE10205206 A DE 10205206A DE 10205206 A DE10205206 A DE 10205206A DE 10205206 A1 DE10205206 A1 DE 10205206A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
prepreg
thickness
scrim
resin
filaments
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
DE10205206A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Kugler
Ernst H Grundmann
Rolf Dothagen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EPO GmbH
Original Assignee
EPO GmbH
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
Application filed by EPO GmbH filed Critical EPO GmbH
Priority to DE10205206A priority Critical patent/DE10205206A1/de
Priority to AT02021996T priority patent/ATE270185T1/de
Priority to EP02021996A priority patent/EP1321282B1/de
Priority to DE50200573T priority patent/DE50200573D1/de
Priority to ES02021996T priority patent/ES2223022T3/es
Publication of DE10205206A1 publication Critical patent/DE10205206A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/002Inorganic yarns or filaments
    • D04H3/004Glass yarns or filaments
    • 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
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/20Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in a single direction, e.g. roofing or other parallel fibres
    • 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
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/22Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure
    • B29C70/226Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure the structure comprising mainly parallel filaments interconnected by a small number of cross threads
    • 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
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/467Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements during mould closing
    • 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
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/546Measures for feeding or distributing the matrix material in the reinforcing structure
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/002Inorganic yarns or filaments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/005Synthetic yarns or filaments
    • D04H3/009Condensation or reaction polymers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/02Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of yarns or filaments
    • D04H3/04Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of yarns or filaments in rectilinear paths, e.g. crossing at right angles
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/12Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with filaments or yarns secured together by chemical or thermo-activatable bonding agents, e.g. adhesives, applied or incorporated in liquid or solid form

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

Es wird ein Prepreg mit einem bahnförmigen Gelege aus Filamenten und mit einem Harz zur Imprägnierung vorgeschlagen. Um eine optimale Entlüftung beim Evakuieren und Zusammenpressen übereinander geschichteter Prepregs zu ermöglichen, ist das Gelege über seine Dicke nur teilweise mit dem Harz imprägniert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prepreg gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Verwendung eines Prepregs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 20 sowie ein Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 24.
  • Unter der Bezeichnung "Prepreg" ist eine Fasermatte, insbesondere in Form eines Geleges, zu verstehen, die mit einem insbesondere wärmehärtbaren Harz imprägniert (durchtränkt) ist oder werden kann. Prepregs werden insbesondere durch Warmpressen weiterverarbeitet, u. a. zu Formteilen oder Halbzeug. Insbesondere können aus übereinander geschichteten Prepregs dickwandige Bauteile hergestellt werden.
  • Unter dem Begriff "Harze" sind hier insbesondere flüssige bis feste organische Produkte vorzugsweise gemäß DIN 55958 zu verstehen, die zur Verfestigung der Fasermatte aushärtbar bzw. vernetzbar sind. Generell kann es sich aber auch um ein sonstiges Bindemittel zur Verfestigung der damit imprägnierten Fasermatte beim Aushärten handeln.
  • Prepregs mit Fasermatten, unidirektionale Gelege, multiaxiale Gelege, Gewebe und dergl. werden insbesondere dann bei der Herstellung von Bauteilen eingesetzt, wenn es auf definierte mechanische Eigenschaften ankommt. Durch definierte Ausrichtung und gleichmäßige Belastung der Filamente können nämlich sehr hoch belastbare Bauteile erzielt werden.
  • Zur Herstellung eines Bauteils werden üblicherweise mehrere Prepregs übereinander gelegt, unter Vakuum zusammengepreßt und evakuiert sowie anschließend zur Verflüssigung und Aushärtung des Harzes erwärmt. Problematisch ist, wenn in den einzelnen Prepregs selbst oder zwischen benachbarten Prepregs Luft eingeschlossen wird und beim Evakuieren nicht entweichen kann. Dies führt zu einer unerwünschten, undefinierten Anordnung der Filamente. Insbesondere können hierdurch eine ungleichmäßige Belastung bzw. Spannung der Filamente und dadurch eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des fertigen Bauteils hervorgerufen werden.
  • Um Lufteinschlüsse zu vermeiden, ist es aus der Praxis bereits bekannt, abwechselnd trockene Gelege, Gewebe, Matten usw. - also Lagen ohne Harz - und mit Harz imprägnierte Prepregs oder Harzfilme übereinanderzuschichten, so daß beim Evakuieren Luft durch die trockenen Lagen seitlich entweichen kann.
  • Bei der vorgenannten Vorgehensweise ist nachteilig, daß der Aufwand verhältnismäßig hoch ist und insbesondere auf eine entsprechende Schichtung peinlich genau geachtet werden muß. Zudem hat sich gezeigt, daß dickere trockene Schichten bei der Verflüssigung und Aushärtung des Harzes oftmals nicht einwandfrei imprägniert bzw. durchtränkt werden. Dies führt beim fertigen Bauteil zu mangelhaften mechanischen Eigenschaften.
  • Weiter sind aus der Praxis bereits sandwichartige Prepregs bekannt. Beispielsweise wird zwischen einem trockenen oberen Gelege und einem trockenen unteren Gelege eine Harzschicht angeordnet.
  • Bei dem vorgenannten Aufbau ist nachteilig, daß eine aufwendige Herstellung des Prepregs erforderlich ist. Des weiteren erfolgt auch hier bei dickeren Gelegen, die insbesondere bei der Herstellung dickwandiger Bauteile erwünscht sind, oftmals eine nicht einwandfreie Imprägnierung bzw. Durchtränkung der einzelnen Filamente beim Verflüssigen und Aushärten des Harzes.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prepreg und eine Verwendung eines Prepregs sowie ein aus Prepregs hergestelltes Bauteil anzugeben, so daß bei einfacher Herstellung des Prepregs eine einfache, kostengünstige Herstellung von insbesondere dickwandigen Bauteilen insbesondere unter Vermeidung unerwünschter Lufteinschlüsse ermöglicht wird.
  • Die obige Aufgabe wird durch ein Prepreg gemäß Anspruch 1, eine Verwendung gemäß Anspruch 20 oder ein Bauteil gemäß Anspruch 24 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, bei einem Prepreg mit einem Gelege letzteres nur teilweise in Dickenrichtung - in einem ersten Dickenbereich - mit Harz zu imprägnieren, so daß eine über die gesamte Flächenerstreckung des Prepregs reichende Schicht - in einem zweiten Dickenbereich des Geleges - gebildet wird, die nicht oder zumindest wesentlich geringer als der erste Dickenbereich mit Harz imprägniert (durchtränkt) ist. Die teilweise Imprägnierung führt also dazu, daß die trockenen oder nur geringfügig mit Harz in Kontakt stehenden Filamente des zweiten Dickenbereichs eine luftdurchlässige Schicht bilden, die ein seitliches Entweichen von Luft beim Evakuieren und/oder Zusammenpressen übereinanderliegender Prepregs ermöglicht.
  • Das vorschlagsgemäße Prepreg ist sehr einfach und kostengünstig herstellbar.
  • Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß insbesondere dicke Wandungen von Bauteilen bedarfsweise ausschließlich aus den vorschlagsgemäßen Prepregs aufgebaut werden können.
  • Es können beispielsweise aber auch, gerade bei hohen Flächengewichten, Zwischenschichten von Prepregs, die mit hohem Harzgehalt durchimprägniert sind, eingesetzt werden.
  • Die nur teilweise Imprägnierung führt auf im Nachhinein erstaunlich einfache Weise zu einer gewünschten Doppelfunktion, nämlich einerseits zu einer weitgehenden Imprägnierung des Geleges bereits vor einer Endverarbeitung des Prepregs, wie es gerade bei dickeren Gelegen erforderlich ist, und andererseits zu einer sicheren Entlüftung, um unerwünschte Lufteinschlüsse beim Übereinanderschichten und anschließenden Zusammenpressen bzw. Evakuieren vermeiden zu können. Bisher wurde ein Prepreg bzw. eine Gelegeschicht immer zumindest im wesentlichen einheitlich imprägniert oder gar nicht imprägniert. Der vorliegenden Erfindung liegt jedoch die Idee zugrunde, den Harzanteil über die Dicke des Geleges gezielt zu variieren, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
  • Vorzugsweise ist der Harzgehalt des vorschlagsgemäßen Prepregs (Entlüftungsprepregs) derart hoch bzw. dosiert, daß bei der Verarbeitung das gesamte Gelege, also auch der zweite Dickenbereich des Geleges, imprägniert bzw. durchtränkt wird. Durch entsprechende Einstellung des Harzgehalts des vorschlagsgemäßen Prepregs kann also ein gewünschter Harzgehalt bzw. Faseranteil beim fertigen Bauteil erreicht werden. Insbesondere können bei der Herstellung eines insbesondere dickwandigen Bauteils ausschließlich vorschlagsgemäße, vorzugsweise relativ dicke Prepregs ohne Zwischenlage von sonstigen Harzfilmen bzw. -schichten, trockenen Lagen o. dgl. übereinander geschichtet werden.
  • Vorzugsweise schließt sich der zweite Dickenbereich unmittelbar an eine (äußere) Flachseite des Geleges an. Insbesondere sind dann gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung die äußeren "losen" Filamente auf der außenliegenden Flachseite des zweiten Dickenbereichs mittels eines ausschließlich auf der Flachseite angeordneten Fixierelements fixiert. Beispielsweise kann die Fixierung gemäß der DE 31 32 697 A1, EP 0 072 453 A2 oder DE 197 07 125 A1 ausgebildet sein. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist das Fixierelement durch ein verhältnismäßig großmaschiges, sehr dünnes Netz oder Gitter gebildet, das zumindest mit einigen der außenliegenden Filamente zumindest punktuell verbunden ist. Bedarfsweise kann ein Fixierelement bzw. eine Fixierung auch auf beiden Flachseiten des Geleges vorgesehen sein.
  • Weitere Vorteile, Eigenschaften, Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
  • Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines vorschlagsgemäßen Prepregs.
  • Das nur sehr schematisch, nicht maßstabsgerecht dargestellte Prepreg 1 weist ein Gelege 2 aus Filamenten 3 auf.
  • Das Gelege 2 ist hier unidirektional ausgebildet, d. h. alle Filamente 3 verlaufen parallel zueinander, hier in Längserstreckung L des Prepregs 1.
  • Bedarfsweise kann das Gelege 2 jedoch auch multidirektional bzw. multiaxial ausgebildet sein, also übereinanderliegende Schichten von Filamenten 3 mit unterschiedlichen Erstreckungsrichtungen aufweisen.
  • Die Gelegedicke D beträgt vorzugsweise mindestens 0,3 mm, insbesondere mindestens 0,5 mm. Beispielsweise beträgt die Gelegedicke sogar 1 mm oder mehr. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von dickwandigen Bauteilen gewünscht bzw. vorteilhaft.
  • Anstelle eines insbesondere undirektionalen Geleges 2 können die Filamente 3 auch in Form eines Malimo-Geleges, Gewebes o. dgl. vorliegen.
  • Die Filamente 3 sind vorzugsweise aus Glasfasern, Kunststoffasern und/oder Carbonfasern gebildet. Insbesondere werden Filamente 3 aus Kohle (Carbonfasern), E-Glas, R-Glas oder Aramid eingesetzt.
  • Der Durchmesser der Filamente 3 beträgt vorzugsweise 2 bis 20 µm, insbesondere im wesentlichen 5 bis 12 µm.
  • Vorzugsweise liegen die Filamente 3 sehr dicht und gleichmäßig aneinander an, wobei die Filamente 3 vorzugsweise sehr gradlinig im Hinblick auf eine gleichmäßige Spannung bzw. Belastung bei Belastung eines aus dem Prepreg 1 gefertigten Bauteils (nicht dargestellt) verlaufen.
  • Die schräge Schraffur deutet ein Harz 4 an, mit dem das vorschlagsgemäße Prepreg 1 bzw. dessen Gelege 2 nur teilweise über die Gelegedicke D imprägniert (getränkt) ist. Der mit dem Harz 4 imprägnierte Teil bildet einen ersten Dickenbereich 5 des Geleges 2. An den ersten Dickenbereich 5 schließt sich ein zweiter Dickenbereich 6 des Geleges 2 an, der vorzugsweise nicht oder ggf. allenfalls gering mit dem Harz 4 oder einem sonstigen Harz oder Bindemittel imprägniert ist.
  • Bei dem Harz 4 handelt es sich insbesondere um einen Duroplast oder Thermoplast, vorzugsweise um ein Epoxidharz.
  • Das Flächengewicht des Geleges 2 ohne Harz 4 beträgt vorzugsweise 200 bis 5000 g/m2, insbesondere 500 bis 2000 g/m2, beispielsweise im wesentlichen 1000 g/m2.
  • Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der zweite Dickenbereich 6 des Geleges 2 eine Schicht aus "trockenen" bzw. zumindest verhältnismäßig losen, nicht miteinander luftdicht verklebten Filamenten 3 bildet, die sich über die gesamte Breite B des Geleges 2 und entlang der Längserstreckung L des Prepregs 1, vorzugsweise über bzw. an einer Flachseite 7 des Geleges 2 erstreckt und in ausreichendem Maße luftdurchlässig ist, um beim Evakuieren und/oder Zusammenpressen von übereinander geschichteten Prepregs 1 ein seitliches Entweichen von zwischen den Prepregs 1 befindlicher Luft oder von Luft aus dem ersten Dickenbereich 5 des Geleges 2 zu ermöglichen.
  • Der zweite Dickenbereich 6 weist vorzugsweise mindestens eine Dicke von einem Filament 3, insbesondere mindestens 5%, 10% oder 20% der gesamten Gelegedicke D auf. Die Dicke beträgt vorzugsweise höchstens 50%, insbesondere höchstens 40%, der Gelegedicke D.
  • Vorzugsweise ist das vorschlagsgemäße Prepreg 1 lediglich aus einem vorzugsweise "einstückigen" Gelege 2, das ggf. auch multidirektional ausgebildet sein kann, gebildet.
  • Das Gelege 2 besteht vorzugsweise seinerseits nur aus dem ersten Dickenbereich 5 und dem zweiten Dickenbereich 6, die insbesondere definiert - soweit dies möglich ist - ineinander übergehen.
  • Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Gelege 2 lediglich ausgehend von einer Seite - beim Darstellungsbeispiel von der unteren Flachseite - mit dem Harz 4 bis zu einer vorgegebenen Tiefe bzw. Dicke imprägniert. Diese Tiefe bzw. Dicke bestimmt also den ersten Dickenbereich 5.
  • Bedarfsweise kann auf der sich unmittelbar an den ersten Dickenbereich 5 anschließenden äußeren Flachseite des Prepregs 1 - beim Darstellungsbeispiel der unteren Flachseite - eine Schicht aus reinem Harz 4 anschließen. Vorzugsweise ist das Harz 4 jedoch zumindest im wesentlichen vollständig im Gelege 2, also im ersten Dickenbereich 5, enthalten bzw. aufgenommen.
  • Der Anteil des Harzes 4 am Gelege 2 bzw. Prepreg 1 ist derart gewählt, daß nach der Verarbeitung zu einem Bauteil die gewünschten mechanischen Eigenschaften erreicht werden, insbesondere daß der zweite Dickenbereich 6 dann ausreichend imprägniert bzw. durchtränkt wird.
  • Insbesondere enthält das Prepreg (Entlüftungsprepreg) 1 bzw. Gelege 2 im wesentlichen 35 bis 60 Vol.-%, vorzugsweise 40 bis 45 Vol.-% an Harz 4 bezogen auf alle Filamente 3 des Geleges 2. Beim Verflüssigen des Harzes 4 während der Verarbeitung des Prepregs 1 verteilt sich dann das Harz 4 zumindest im wesentlichen gleichmäßig über die Dicke des Geleges 2, so daß der oftmals gewünschte, ideale Fasergehalt von 55 bis 60 Vol.-% erreichbar ist.
  • Bei der Verarbeitung bzw. bei der Herstellung eines Bauteils werden die vorschlagsgemäßen Prepregs 1 vorzugsweise unmittelbar, also ohne Zwischenlage von sonstigen Schichten, Folien, Matten o. dgl. übereinander geschichtet, und zwar derart, daß beim Übergang von einem Prepreg 1 zum nächsten jeweils ein erster Dickenbereich 5 und ein zweiter Dickenbereich 6 aufeinander zuliegen kommen. Dies stellt sicher, daß beim anschließenden Evakuieren und/oder Zusammenpressen des Prepregstapels Luft zwischen den Flachseiten benachbarter Prepregs 1 durch den jeweiligen zweiten Dickenbereich 6 seitlich - also quer zur Längserstreckung L - entweichen kann. Entsprechendes gilt für das Entweichen von Luft aus dem ersten Dickenbereich 5 beim Evakuieren und/oder Zusammenpressen des Prepregstapels. Der zweite Dickenbereich 6 verhindert also ungewollte Lufteinschlüsse im Prepregstapel, so daß die durch Lufteinschlüsse verursachten, eingangs bereits erläuterten Folgen für das fertige Bauteil vermieden werden können.
  • Anschließend erfolgt insbesondere durch Erwärmen, beispielsweise auf etwa 60°C bis 180°C, insbesondere 60°C bis 100°C, ein Verflüssigen und Aushärten bzw. Vernetzen des vorzugsweise wärmehärtbaren Harzes 4.
  • Der vorschlagsgemäße Aufbau des Prepregs 1 ermöglicht selbst bei einem sehr dicken Gelege 2, daß der zweite Dickenbereich 6 ausreichend mit dem verflüssigten Harz 4 vor dessen Aushärten imprägniert bzw. durchtränkt wird, da die Dicke des zweiten Dickenbereichs 6 im Verhältnis zur Gesamtdicke D des Geleges 2 verhältnismäßig klein gewählt und bedarfsgerecht - beispielsweise in Abhängigkeit vom verwendeten Harz 4, vom Filamentmaterial, vom Filamentdurchmesser u. dgl. - angepaßt werden kann.
  • Zur Herstellung bzw. Zwischenlagerung oder zum Transport kann das vorschlagsgemäße Prepreg 1 mit einem nicht dargestellten Träger, beispielsweise Silikonpapier, insbesondere auf der Imprägnierseite - beim Darstellungsbeispiel also auf der unteren Flachseite - versehen sein.
  • Vorzugsweise weist das vorschlagsgemäße Prepreg 1 auf seiner Flachseite 7, an die sich der zweite Dickenbereich 6 des Geleges 2 anschließt, bzw. auf der Außenseite des zweiten Dickenbereichs 6 ein Fixierelement 8 auf.
  • Das Fixierelement 8 ist vorzugsweise ausschließlich auf der Flachseite 7 angeordnet, um den Verlauf der Filamente 3 im Gelege 2 nicht zu stören. Das Fixierelement 8 ist beim Darstellungsbeispiel durch ein vorzugsweise grobmaschiges Netz oder Gitter gebildet, das zur Stabilisierung des Geleges 2, insbesondere des zweiten Dickenbereichs 6 des Geleges 2, zumindest mit einigen der außenliegenden Filamente 3 auf der Flachseite 7 zumindest punktuell verbunden, beispielsweise verklebt ist.
  • Wesentlich ist, daß beim vorschlagsgemäßen Prepreg 1 keine Elemente, wie Steppnähte o. dgl. das Gelege 2 durchgreifen oder einschnüren, so daß eine optimale Ausrichtung und ein optimaler Verlauf der Filamente 3 in dem zu fertigenden Bauteil ohne weiteres erreichbar ist.

Claims (24)

1. Prepreg (1) mit einem bahnförmigen Gelege (2) aus Filamenten (3) und mit einem Harz (4) zur Imprägnierung, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelege (2) über die Gelegedicke (D) in einem ersten Dickenbereich (5) imprägniert und in einem zweiten Dickenbereich (6) nicht oder wesentlich geringer imprägniert ist und daß sich der erste und zweite Dickenbereich (5, 6) jeweils über die gesamte Gelegebreite (B) erstrecken, so daß die Filamente (3) im zweiten Dickenbereich (6) quer zur Längserstreckung (L) des Prepregs (1) luftdurchlässig sind.
2. Prepreg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zweite Dickenbereich (6) an eine Flachseite (7) des Geleges (2) anschließt.
3. Prepreg nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Prepreg (1) ein ausschließlich auf der Flachseite (7) angeordnetes Fixierelement (8) aufweist, das die an der Flachseite (7) angeordneten Filamente (3) des zweiten Dickenbereichs (6) zumindest teilweise und/oder punktuell fixiert.
4. Prepreg nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierelement (8) netzartig ausgebildet ist.
5. Prepreg nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierelement (8) ein Flächengewicht von 0,5 bis 4 g/m2, insbesondere von 1 bis 1,5 g/m2, aufweist.
6. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente (3) des Geleges (2) ungestört verlaufen, insbesondere keine sich durch das Gelege (2) erstreckende Elemente vorgesehen sind.
7. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente (3) unidirektional oder multidirektional verlaufen.
8. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente (3) einen Durchmesser von 2 bis 20 µm, insbesondere im wesentlichen 5 bis 12 µm, aufweisen.
9. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente (3) aus Glasfasern, Kunststoffasern und/oder Carbonfasern gebildet sind.
10. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prepreg (1) nur ein einziges Gelege (2) aufweist.
11. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dickenbereich (6) mindestens eine Dicke von einem Filament (3) aufweist.
12. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dickenbereich (6) bezogen auf die gesamte Gelegedicke (D) eine Dicke von 5% bis 50%, insbesondere von 10% bis 40%, aufweist.
13. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelegedicke (D) mindestens 0,3 mm, vorzugsweise mindestens 0,5 mm, und insbesondere im wesentlichen 1 mm oder mehr beträgt.
14. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelege (2) ohne Harz (4) ein Flächengewicht von 200 bis 5000 g/m2, insbesondere von 500 bis 2000 g/m2, aufweist.
15. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den zweiten Dickenbereich (6) der erste Dickenbereich (5) unmittelbar anschließt, insbesondere wobei das Gelege (2) nur aus dem ersten und zweiten Dickenbereich (5, 6) gebildet ist.
16. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz (4) zumindest im wesentlichen ausschließlich im Gelege (2), insbesondere im ersten Dickenbereich (5), angeordnet ist.
17. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prepreg (1) 35 bis 60 Vol.-%, insbesondere 40 bis 45 Vol.-%, Harz (4) bezogen auf alle Filamente (3) des Geleges (2) enthält.
18. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelege (2) einseitig mit dem Harz (4) imprägniert ist.
19. Prepreg nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz (4) thermisch aushärtbar ist und/oder ein Duroplast und/oder ein thermisch vernetzbarer Thermoplast ist.
20. Verwendung eines Prepregs (1) mit einem bahnförmigen Gelege (2) aus Filamenten (3), wobei das Gelege (2) über die Gelegedicke (D) in einem ersten Dickenbereich (5) mit einem Harz (4) imprägniert und in einem zweiten Dickenbereich (6) nicht oder wesentlich geringer mit dem Harz (4) imprägniert ist und wobei sich der erste und zweite Dickenbereich (5, 6) jeweils über die gesamte Gelegebreite (B) erstrecken, so daß die Filamente (3) im zweiten Dickenbereich (6) quer zur Längserstreckung (L) des Prepregs (1) luftdurchlässig sind, zur Herstellung eines Bauteils, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Prepregs (1) übereinander geschichtet werden, daß die übereinander geschichteten Prepregs (1) evakuiert und/oder zusammengedrückt werden, wobei zwischen Prepregs (1) eingeschlossene Luft durch den zweiten Dickenbereich (6) entweicht, und
daß anschließend im evakuierten und/oder zusammengedrückten Zustand das Harz (4) zur Vergleichmäßigung der Imprägnierung über die Dickenbereiche (5, 6) verflüssigt und schließlich ausgehärtet bzw. vernetzt wird.
21. Verwendung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß nur Prepregs (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 verwendet werden.
22. Verwendung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz (4) durch Erwärmen verflüssigt und/oder ausgehärtet wird.
23. Verwendung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Prepregs (1) derart übereinander geschichtet werden, daß beim Übergang von einem Prepreg (1) zum nächsten jeweils ein erster Dickenbereich (5) und ein zweiter Dickenbereich (6) aufeinander liegen oder daß zwischen den zweiten einander zugewandten Dickenbereichen (6) von zwei Prepregs (1) ein durchimprägniertes Prepreg liegt.
24. Bauteil, hergestellt aus Prepregs (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Prepregs (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 ausgebildet sind und/oder daß das Bauteil gemäß einem der Ansprüche 20 bis 23 hergestellt ist.
DE10205206A 2001-12-20 2002-02-08 Prepreg Ceased DE10205206A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10205206A DE10205206A1 (de) 2001-12-20 2002-02-08 Prepreg
AT02021996T ATE270185T1 (de) 2001-12-20 2002-10-01 Prepreg
EP02021996A EP1321282B1 (de) 2001-12-20 2002-10-01 Prepreg
DE50200573T DE50200573D1 (de) 2001-12-20 2002-10-01 Prepreg
ES02021996T ES2223022T3 (es) 2001-12-20 2002-10-01 Material preimpregnado.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10163145 2001-12-20
DE10205206A DE10205206A1 (de) 2001-12-20 2002-02-08 Prepreg

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10205206A1 true DE10205206A1 (de) 2003-07-10

Family

ID=7710292

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10205206A Ceased DE10205206A1 (de) 2001-12-20 2002-02-08 Prepreg
DE20201902U Expired - Lifetime DE20201902U1 (de) 2001-12-20 2002-02-08 Prepreg
DE50200573T Revoked DE50200573D1 (de) 2001-12-20 2002-10-01 Prepreg

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE20201902U Expired - Lifetime DE20201902U1 (de) 2001-12-20 2002-02-08 Prepreg
DE50200573T Revoked DE50200573D1 (de) 2001-12-20 2002-10-01 Prepreg

Country Status (1)

Country Link
DE (3) DE10205206A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008023881A1 (de) 2008-05-16 2009-11-26 Robatex Gmbh Lichtdurchlässiges Formteil, Lichttextil und Verfahren zur Herstellung des Lichttextils und des lichtdurchlässigen Formteils mit Hilfe des Lichttextils
DE102020102015A1 (de) 2020-01-28 2021-07-29 Comprisetec Gmbh Herstellung von Prepregs für ein Faserverbundbauteil

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2314434A3 (de) * 2002-07-18 2013-08-21 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Zwischenprodukt für das FRP-Formen und Herstellungsverfahren dafür
JP4177041B2 (ja) * 2002-07-18 2008-11-05 三菱レイヨン株式会社 繊維強化複合材料の製造方法
ES2276188T3 (es) 2004-05-11 2007-06-16 Hexcel Holding Gmbh Preimpregnaciones para uso en la formacion de estratificados de materiales compuestos y procedimiento para su preparacion.
NZ625769A (en) * 2012-01-25 2016-06-24 Hexcel Holding Gmbh Improvements in or relating to laminates

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2237583A (en) * 1989-09-27 1991-05-08 Plastic Developments Ltd Fibre reinforced thermoplastic composites
US5208090A (en) * 1990-02-09 1993-05-04 Somar Corporation Metal single fiber-reinforced prepreg
DE19707125C2 (de) * 1996-12-09 2000-02-03 Epo Faser Technik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines unidirektionalen Geleges aus parallel einlaufenden Hochleistungsfasern
DE19910201A1 (de) * 1999-03-09 2000-09-14 Richard Pott Kettfaden-Faserschicht

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2237583A (en) * 1989-09-27 1991-05-08 Plastic Developments Ltd Fibre reinforced thermoplastic composites
US5208090A (en) * 1990-02-09 1993-05-04 Somar Corporation Metal single fiber-reinforced prepreg
DE19707125C2 (de) * 1996-12-09 2000-02-03 Epo Faser Technik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines unidirektionalen Geleges aus parallel einlaufenden Hochleistungsfasern
DE19910201A1 (de) * 1999-03-09 2000-09-14 Richard Pott Kettfaden-Faserschicht

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008023881A1 (de) 2008-05-16 2009-11-26 Robatex Gmbh Lichtdurchlässiges Formteil, Lichttextil und Verfahren zur Herstellung des Lichttextils und des lichtdurchlässigen Formteils mit Hilfe des Lichttextils
DE102020102015A1 (de) 2020-01-28 2021-07-29 Comprisetec Gmbh Herstellung von Prepregs für ein Faserverbundbauteil

Also Published As

Publication number Publication date
DE20201902U1 (de) 2002-07-04
DE50200573D1 (de) 2004-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19956394B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Profiles aus einem Hybridwerkstoff
DE102005008252B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Faserverbund-Bauelements
EP0827942B1 (de) Verfahren zum dauerhaften Verbinden von wenigstens zwei Bauteilkomponenten zu einem Formkörper
DE102011012654A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder als Faserverbundbauteil sowie Blattfeder
DE102014009446B4 (de) Duroplastische FVK-Struktur mit einem thermoplastischen und faserverstärkten Lasteinleitungselement
EP0531840B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoff-Formteils sowie Kunststoff-Formteil
DE19939227A1 (de) Verbundwerkstoff
DE3200877C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Blattfedern aus faserverstärkten Werkstoffen
DE102006023865B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Bauteils
EP1321282B1 (de) Prepreg
DE10205206A1 (de) Prepreg
DE102012013538B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Sandwichelementen
DE102009010621B3 (de) Wabenstabilisierung
DE102017128501A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils
DE102017125438A1 (de) Faserverstärktes Verbundmaterial und Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Verbundmaterials
WO2021023829A1 (de) Verfahren zum reparieren eines faserverbundbauteils
DE10253300A1 (de) Faserverstärkter Verbundkunststoff zur Herstellung von Strukturbauteilen, Strukturbauteile aus einem derartigen Verbundkunststoff sowie Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Strukturbauteilen
DE2615793C2 (de) Formteil und Verfahren zu seiner Herstellung
DE10258630A1 (de) Verfahren zu Herstellung langfaserverstärkter, thermoplastischer Bauteile
EP1453659B1 (de) Verfahren zur herstellung von glas- bzw. kohlefaserverstärkten kunststoffen
EP4272936A1 (de) Faserverstärktes, als sichtcarbon-bauteil ausgebildetes composite-bauteil, textile fläche und verwendung der textilen fläche für ein als sichtcarbon-bauteil ausgebildetes composite-bauteil sowie verfahren zur herstellung eines solchen composite-bauteils
DE102013002364A1 (de) Faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil
DE102010053841A1 (de) Faserverstärkte Kraftfahrzeug-Strukturbauteile sowie Fertigungsverfahren und textiles Halbzeug zur Fertigung derselben
DE3721664C2 (de)
DE102018009379A1 (de) Neues Verfahren zum Herstellen eines bereichsweise flächigen Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection