CH643483A5

CH643483A5 - Laminat zur herstellung von formkoerpern durch waermeverformung.

Info

Publication number: CH643483A5
Application number: CH63480A
Authority: CH
Inventors: Kozo Yamada; Takayuki Tanaka
Original assignee: Toho Beslon Co
Priority date: 1979-01-26
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1984-06-15
Also published as: IT8047685A0; GB2043532A; CA1143646A; US4443507A; DE3002212A1; FR2447274B1; BE881353A; JPS6246353B2; IT8047685A1; JPS55100155A; GB2043532B; IT1188896B; DE3002212C2; NL8000454A; FR2447274A1

Description

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Laminat zu schaffen, das unter Erwärmung leicht zu einem Formkörper hervorragender Festigkeit und Steifheit verformt werden kann.

Diese Aufgaben werden durch das erfindungsgemässe, wärmeverformbare Laminat gelöst, das im Patentanspruch 1 definiert ist.

Bei der Verwendung von erfindungsgemässen Laminaten zur Herstellung von Formkörpern wird das Laminat auf mindestens die Verformungstemperatur von dessen thermoplastischer Harzschicht erwärmt und im erwärmten Zustand verformt.

Im nachstehenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 und 2 perspektivische Ansichten von Ausführungsformen des erfindungsgemässen Laminates,

Fig. 3 und 4 Querschnitte durch Ausführungsformen des erfindungsgemässen Laminates,

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen durch Verformung des Laminates gemäss Fig. 1 gebildeten Formkörper.

Die hier verwendete Bezeichnung «Verformungstemperatur» bezieht sich auf die Minimaltemperatur, bei welcher ein thermoplastisches Harz solcherart verformt werden kann, dass der erhaltene Formkörper nach dessen Abkühlung seine Form praktisch nicht verändert.

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In Fig. 1-5 der Zeichnungen sind die faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten mit 1 bzw. la-le, die Haftschichten mit 2 bzw. 2a-2e und die thermoplastischen Harzschichten mit 3 bzw. 3a-3e bezeichnet.

In Fig. 1 ist die einfachste Ausführungsform des erfindungsgemässen Laminates dargestellt, das aus einer faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht 1, einer thermoplastischen Harzschicht 3 und einer zwischen diesen beiden Schichten angeordneten Haftschicht 2 aufgebaut ist.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Laminats dargestellt, die aus beidseitig einer thermoplastischen Harzschicht 3 angeordneten, faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten 1 und la mit beidseitig der thermoplastischen Harzschicht 3 zwischen dieser und der jeweiligen faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht 1 bzw. la angeordneten Haftschichten 2 und 2a aufgebaut ist.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Laminats dargestellt, deren Aufbau im Prinzip demjenigen gemäss Fig. 2 mit der Ausnahme entspricht, dass er eine höhere Anzahl der alternierend aufeinanderfolgenden Schichten aufweist. Dieser Aufbau ist eine bevorzugte Ausführungsform zur Erhöhung der Gesamtdicke der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten, in welcher eine beliebige Anzahl relativ dünner faserverstärkter, wärmegehärteter Harzschichten und thermoplastische Harzschichten mit dazwischenliegenden Haftschichten alternierend übereinander angeordnet sind.

In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Laminates dargestellt, in welcher ebenfalls die Gesamtdicke der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten, entsprechend der Ausführungsform gemäss Fig. 3, erhöht wird. In dieser Ausführungsform sind jedoch faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschichten 1, la und lb mit dazwischenliegenden Haftschichten 2,2a und 2b und faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschichten lc, ld und le mit dazwischenliegenden Haftschichten 2c, 2d und 2e übereinanderliegend und diese beiden Verbundmaterialien beidseitig von einer thermoplastischen Harzschicht 3 solcherart angeordnet, dass die beiden Oberflächen des erhaltenen Laminates durch je eine faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschicht 1 bzw. le gebildet werden, und beidseitig der thermoplastischen Harzschicht 3 eine Haftschicht 2b bzw. 2c anliegt.

In anderen entsprechenden Ausführungsformen ähnlichen Aufbaus kann die thermoplastische Harzschicht im Laminat an beliebiger Stelle angeordnet werden. In gewissen Fällen kann in einem Laminat, das eine Mehrzahl von wärmegehärteten Harzschichten aufweist, eine gewünschte Anzahl von thermoplastischen Harzschichten innerhalb des Laminates und in anderen Fällen können an den beiden Oberflächen des Laminates je eine als äussere Oberfläche eingesetzt werden.

Für das erfindungsgemässe Laminat geeignete wärmehärtbare Harze sind beispielsweise Epoxyharze, wie solche aus Bisphenol A/Diglycidyläther, Polyäthylenglykol/ Diglycidyläther, Phenolnovolak/Polyglycidyläther, Cresol-novolak/Polyglycidyläther, Phthalsäure/diglycidylester, N,N-Diglycidylanilin; Phenolharze, wie solche aus Phenol/ Formaldehyd, Cresol/Formaldehyd; ungesättigte Polyesterharze, wie solche aus PropylenglykoImaleat-phthalat/Styrol, Propylenglykolmaleat-isophthalat/Diallylphthalat, Di-äthylenglykolmaleatphthalat/StyroI; Polyimidharze, wie solche aus Pyromellitsäureanhydrid/Methaphenylendiamin, Pyromellitsäureanhydrid/4,4'-Diaminodiphenylmethan; Fu-ranharze, wie solche aus Furfurylalkohol/Furfural, Fur-fural/Phenol; und Gemische solcher Harze.

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Geeignet als Verstärkungsfasern für die wärmegehärtete Harzschicht sind beispielsweise organische und anorganische Fasern, wie Glas-, Kohlenstoff-, Graphit-, Asbestfasern und Gemische solcher Fasern. Der Mengenanteil der Verstärkungsfasern in faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten beträgt beispielsweise 10-75 Vol.-% vorzugsweise 50-70 Vol.-%. Ein Mengenanteil von weniger als 10 Vol.-% ergibt ungenügende Verstärkungswirkung, wogegen bei einem Mengenanteil von mehr als 75 Vol.-% die Bindekraft des wärmehärtbaren Harzes vermindert und dadurch dessen Eigenschaften verschlechtert werden.

Die Verstärkungsfasern können in der wärmegehärteten Harzschicht in beliebiger Form vorliegen, beispielsweise in Form von in einer Richtung angeordneten Endlosfilamen-ten, eines Gewebes, Gewirkes, Geflechts oder Nonwovens. Die Stapellänge der Verstärkungsfasern beträgt üblicherweise nicht weniger als etwa 0,5 mm, vorzugsweise nicht weniger als etwa 3 mm.

Die nach der Erfindung zum Einsatz gelangenden, faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten können nach beliebigen dem Fachmann wohlbekannten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise kann ein Gewebe oder können in einer Richtung angeordnete Stränge von Endlosfilamen-ten in eine Lösung eines ungehärteten, wärmehärtbaren Harzes eingetaucht, getrocknet, zwischen zwei Platten angeordnet und zur Härtung des wärmehärtbaren Harzes unter Druckanwendung erwärmt werden.

Die Dicke einer faserverstärken, wärmegehärteten Harzschicht wird in Abhängigkeit vom jeweiligen Verwendungszweck des entsprechenden Laminates bestimmt. Im allgemeinen liegt diese Dicke im Bereich von 0,02-5 mm, vorzugsweise 0,05-2 mm. Bei geringerer Dicke als etwa 0,02 mm werden die mechanischen Eigenschaften des Laminates vermindert, wogegen bei einer Dicke von mehr als etwa 5 mm die Verformbarkeit des Laminates herabgesetzt wird. Falls die gewünschte Verformung jedoch trotzdem erzielbar ist, kann die Dicke dieser Schicht auch mehr als 5 mm betragen.

Um die Verformbarkeit der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht zu erleichtern, wird eine solche Schicht der gewünschten Dicke zweckmässig unterteilt, d.h. in Form einer Mehrzahl von dünneren, faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten eingesetzt, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt. Schichten, die bei der Verformung des Laminats gebogen werden, müssen zweckmässig dünner sein. In diesem Fall können, wie vorstehend beschrieben, eine Mehrzahl von dünneren, faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten und thermoplastischen Harzschichten mit dazwischenliegenden Haftschichten übereinandergelegt werden, wie in Fig. 3 dargestellt. Alternativ können zwei oder mehr faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschichten mit dazwischenliegenden Haftschichten übereinandergelegt und mit einer dazwischenliegenden Haftschicht beidseitig an einer thermoplastischen Harzschicht angeordnet werden, wie in Fig. 4 dargestellt.

Die zweckentsprechende Anzahl und Gesamtdicke der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten kann in Abhängigkeit von der Art des jeweiligen wärmehärtbaren Harzes und des vorgesehenen Verwendungszwecks des Laminats bestimmt werden. Die Gesamtdicke der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten liegt aus praktischen Erwägungen üblicherweise im Bereich von 0,02 mm bis 1 cm. Falls jedoch die vorgesehene Verformung möglich ist, kann diese Gesamtdicke auch mehr betragen als 1 cm.

Formkörper bevorzugter Festigkeit und Steifheit sind erhältlich, indem die faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten an der Aussenseite des Laminats angeordnet werden und nicht in dessen Zentrumsbereich.

Für die thermoplastische Harzschicht geeignete thermoplastische Harze sind beispielsweise Polyäthylene; Poly-

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propylene; Polyamide, wie Nylon 6 und 6 • 6; Polyacetale, wie Polyoxymethylen; Polystyrole; Polyvinylchloride; Poly-carbonate, wie Polykondensate von Bisphenol A und Phosgen; und Gemische solcher Harze.

Die Gesamtdicke der thermoplastischen Harzschicht bzw. -schichten variiert in Abhängigkeit von den mechanischen Eigenschaften dieser und der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht. Im allgemeinen beträgt die Gesamtdicke der thermoplastischen Harzschicht(en) das 1- bis lOOfache der Gesamtdicke der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten. Wenn die Dicke der thermoplastischen Harzschicht geringer ist als diejenige der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht, wird es üblicherweise schwierig, das Laminat zu verformen.

In die thermoplastische Harzschicht kann ein Verstärkungsmaterial eingearbeitet werden, wobei gleiche Verstärkungsfasern wie in der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht und auf gleiche Art eingesetzt werden können. Der Mengenanteil Verstärkungsfasern in der thermoplastischen Harzschicht kann in einem Bereich von beginnender Verstärkungswirkung bis zur oberen Grenze der Verformbarkeit zu einer Platte oder Folie variieren. Dies bedeutet, dass der Mengenanteil Verstärkungsfasern in der thermoplastischen Harzschicht im allgemeinen 10-50 Gew.-% beträgt.

Die Haftschicht muss zur Bindung sowohl an die faserverstärkte, wärmgehärtete Harzschicht wie auch an die thermoplastische Harzschicht befähigt sein.

Wenn beispielsweise das in Fig. 1 dargestellte Laminat in gebogener Form verformt wird, sind die faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschicht 1 und die thermoplastische Harzschicht 3 am Ende des Laminats nicht bündig, sondern es ergibt sich eine Stufe d, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Haftschicht muss daher bei der Verformung unter Wärmeeinwirkung in geschmolzenem Zustand vorliegen und Schlupf zwischen der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht und der thermoplastischen Harzschicht oder zwischen zwei wärmegehärteten Harzschichten sowie die Erhaltung der laminierten Form wie auch der Form des Laminats nach dem Verformen ermöglichen.

Bei Verwendung eines wärmehärtbaren Harzes in der Haftschicht könnte die Stufe d gemäss Fig. 5 nicht glatt gebildet werden. Dies würde zu Zerstörung des laminierten Gefüges und Auftrennung von dessen Schichten führen. Aus diesem Grund wird die Haftschicht unter Verwendung eines thermoplastischen Harzes gebildet, das durch Erwärmung zum Fliessen gebracht werden kann.

Die als Ausgangsmaterialien für die Bildung der Haftschicht verwendeten thermoplastischen Harze müssen einen Schmelzpunkt aufweisen, der unterhalb der Verformungstemperatur der thermoplastischen Harzschicht liegt, d.h. unterhalb der Temperatur, bei welcher die thermoplastische Harzschicht unter Druckanwendung verformt werden kann. Ausserdem müssen diese thermoplastischen Harze dazu befähigt sein, die faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschicht und die thermoplastische Harzschicht bei einer Temperatur zubinden, die nicht zu einer Veränderung der Form der thermoplastischen Harzschicht führt. Für die Bildung der Haftschicht werden somit thermoplastische Harze eingesetzt, deren Schmelz- oder Erweichungspunkt, falls das verwendete Harz keinen klaren Schmelzpunkt aufweist, vorzugsweise mehr als 5 °C, insbesondere mehr als 10 °C, unterhalb dem Schmelz- oder Erweichungspunkt des Harzes der thermoplastischen Harzschicht liegt.

Für die Haftschicht geeignete thermoplastische Harze sind beispielsweise Polymere von Acrylsäure, wie Copoly-mere von Äthyl- und Butylacrylat/Methylmethacrylat; Homo- und Copolymere von Vinylacetat, wie Polyvinylace-tat und Vinylacetat/Äthylen-Copolymer; Olefinpolymere,

wie Äthylen/Propylen-, Äthylen/Isobutylacrylat-, Isobuty-len/n-Butylen-Copolymer; natürliche und synthetische Kautschuke, wie Styrol/Butydien-Copolymer; Acrylnitril/ Butadien-Copolymere; Polyamide, wie Nylon 6 -10,11 und 12; und dergleichen.

Die Dicke der Haftschicht liegt im allgemeinen im Bereich von 0,02-1 mm, vorzugsweise 0,05-0,2 mm, obwohl sie in Abhängigkeit der Art des hierfür verwendeten thermoplastischen Harzes variiert. Bei einer Dicke der Haftschicht von weniger als etwa 0,02 mm sind üblicherweise keine genügende Bindekraft und keine genügende Fluidität erzielbar, um glattes Gleiten zur Bildung der Abstufung d gemäss Fig. 5 zu ermöglichen. Wenn anderseits die Dicke der Haftschicht mehr als etwa 1 mm beträgt, werden im allgemeinen die mechanischen Eigenschaften des Laminats herabgesetzt, da das in der Haftschicht verwendete Harz üblicherweise schlechtere mechanische Eigenschaften aufweist als das in der thermoplastischen Harzschicht verwendete Harz.

Bestrebungen zur direkten Bindung der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht an die thermoplastische Harzschicht unter Ausnützung der Bindekraft des die thermoplastische Harzschicht bildendeh Harzes ohne Haftschicht waren unbefriedigend, da die Temperatur für die Verformung des Laminates bis zum Schmelz- bzw. Erweichungspunkt des thermoplastischen Harzes in dieser Schicht erhöht werden muss und die thermoplastische Harzschicht bei dieser erhöhten Temperatur unter Einwirkung des Verformungsdrucks zu fliessen beginnt. Aus diesem Grund werden in der Haftschicht des beschriebenen Laminats thermoplastische Harze eingesetzt, deren Schmelz- bzw. Erweichungspunkt unterhalb demjenigen des Harzes in der thermoplastischen Harzschicht liegt. Der Einsatz dieser thermoplastischen Harze ermöglicht die Verformung des Laminats unter Anwendung von Druck und Erhaltung der Haftschicht in geschmolzenem Zustand.

Die faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschicht, die thermoplastische Harzschicht und die Haftschicht können zusätzlich die allgemein verwendeten weiteren Hilfsmittel enthalten, wie Färbemittel, Flammverzögerungsmittel, Füllmittel und andere Modifizierungsmittel.

Wenn das Laminat zwei oder mehr faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschichten, thermoplastische Harzschichten und/oder Haftschichten enthält, können die Komponenten und Zusammensetzungen jeder einzelnen dieser Schichten unterschiedlich sein. Beispielsweise kann das Laminat zwei oder mehr faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschichten aufweisen, wovon jede andere Verstärkungsfasern enthält. Durch Einsatz einer faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht mit Glasfasern als aussenliegende Schicht des Laminats und einer faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht mit Kohlenstoffasern als innenliegende Schicht ist ein Laminat hoher Schlagfestigkeit und elektrolytischer Korrosionsbeständigkeit erhältlich.

Für die Herstellung eines erfindungsgemässen Laminats können die faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten und die thermoplastischen Harzschichten separat hergestellt und dann miteinander unter Verwendung einer ein thermoplastisches Harz enthaltenden Haftschicht verbunden werden. Alternativ kann zuerst eine thermoplastische Harzschicht hergestellt und unter Einsatz einer dazwischen angeordneten, thermoplastisches Harz enthaltenden Haftschicht mit einer ungehärteten faserverstärkten, thermohärtbaren Harzschicht laminiert, zur Härtung der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht erwärmt und gleichzeitig die thermoplastische Harzschicht mit der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht verbunden werden. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass zahlreiche weitere Modifikationen und Herstellungsarten möglich sind.

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Im allgemeinen wird jede Schicht in Form einer Platte oder Folie hergestellt und werden diese dann laminiert und miteinander verbunden. Alternativ können vorgängig gebogene oder in anderer Form verformte einzelne Schichten bestimmter Biegungen oder Winkel miteinander laminiert und verbunden werden.

Die Haftung zwischen der thermoplastischen Harzschicht und der faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht oder zwischen zwei faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten kann erzielt werden, indem zwischen diesen beiden Schichten eine ein thermoplastisches Harz enthaltende Haftfolie angeordnet und die Verbindung durch Erwärmung unter Druckanwendung erzielt wird. Anstelle einer Haftfolie kann auch eine Schmelze oder Lösung eines thermoplastischen Harzes zum Einsatz gelangen. Die Verformung des erfindungsgemässen Laminats erfolgt, indem dieses auf mindestens die Verformungstemperatur der thermoplastischen Harzschicht erwärmt und im erwärmten Zustand verformt wird. Vorzugsweise wird das Laminat auf eine Form oder zwischen zwei Formteile gelegt, erwärmt und unter Anwendung von Druck verformt.

Wärmehärtbare Harze werden üblicherweise zum Zeitpunkt der Aushärtung des Harzes in die gewünschte Form gebracht.

Beim erfindungsgemässen Laminat kann jedoch das wärmehärtbare Harz vorgängig zu einer zweckentsprechenden Laminatform und das Laminat danach in die endgültige Form des gewünschten Formkörpers verformt werden. Das erfindungsgemässe Laminat kann somit wiederholter Wärmeverformung unterzogen werden. Aus dem erfindungsgemässen Laminat hergestellte Formkörper zeigen im Vergleich zu solchen aus thermoplastischen Harzen allein höhere Festigkeit und Steifheit. Das erfindungsgemässe Laminat ist geeignet für die Verwendung zur Herstellung von Wellplatten, Rohrleitungen, Rohrverbindungen, Propellerblättern, Skiern, Federhaltern, Schuhschäften und dergleichen.

Beispiel 1

Drei 0,1 mm dicke, ungehärtete Epoxyharz-Prepregplat-ten aus je 100 Gewichtsteilen Bisphenol A/Diglycidyläther-Harz, 5 Gewichtsteilen BF3-Monoäthanolamin und 160 Gewichtsteilen in einer Richtung angeordneten Kohlenstoff-Monofilamenten «Besfight» HTA 7-6000 der Toho Beslon Co., Ltd., mit einem Durchmesser von 7 (xm, einer Reissfestigkeit von 3000 N/mm2 und einem Zugmodul von 24 x 104 N/mm2, wurden aufeinandergelegt und unter Erwärmung auf 170 °C gehärtet, wobei eine 0,3 mm dicke Platte erhalten wurde. Diese Platte mit einem Fasergehalt von 60 Vol.-% wurde als faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschicht verwendet.

Als thermoplastische Harzschicht gelangte eine 1 mm dicke Platte aus Polyäthylen mit einem Schmelzpunkt von 110 °C zum Einsatz.

Die mit den Kohlenstoffasern verstärkte Epoxyharzplat-te und die Polyäthylenplatte wurden unter Verwendung einer dazwischengelegten Haftschicht in Form einer 0,1 mm dicken Polyolefinfolie «Bondfast» B der Sumitomo Chemical Co., Ltd. aus einem Äthylen/Propylen-Copolymer unter Erhitzung während 10 min auf 105 °C miteinander verbunden. Es wurde ein Laminat der in Fig. 1 dargestellten Art erhalten.

Das erhaltene Laminat zeigte in Richtung der Verstärkungsfasern eine Biegefestigkeit von 580 N/mm2, und die Biegesteifheit betrug 50 kN/mm2.

Das erhaltene Laminat wurde auf 100 ;C erwärmt, auf eine halbzylindrische Form mit einem Radius von 30 mm gelegt und während 10 min unter Anwendung eines Drucks von 50 N/cm2 gepresst. Nach Abkühlung auf Zimmertemperatur wurde der gepresste Formkörper von der Form genommen und zeigte dann halbzylindrische Form mit einem Radius von 30 mm. Der erhaltene Formkörper eignete sich als Schaftmaterial in der Herstellung von Herrenschuhen.

Beispiel 2

Drei 0,1 mm dicke Epoxyharz-Prepregplatten Q—1112 der Toho Beslon Co., Ltd mit in einer Richtung angeordneten Kohlenstoffilamenten «Besfight» HTA 7-6000 als Verstärkungsfasern wurden aufeinandergelegt und unter Erwärmung auf 135 °C erhärtet, wobei eine 0,3 mm dicke Platte erhalten wurde. Diese Platte mit einem Gehalt an Verstärkungsfasern von 65 Vol.-% wurde als faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschicht eingesetzt.

Als thermoplastische Harzschicht wurde eine 1 mm dicke Platte aus Polyäthylen mit einem Schmelzpunkt von 140 °C verwendet.

Diese beiden Platten wurden mittels einer dazwischengelegten Haftschicht in Form einer 0,1 mm dicken Polyolefinfolie «Bondfast» A der Sumitomo Chemical Co., Ltd. aus einem Äthylen/Propylen-Copolymer durch Erwärmung während 10 min auf 120 °C miteinander verbunden. Das erhaltene Laminat zeigte den in Fig. 1 dargestellten Aufbau, in Längsrichtung der Verstärkungsfilamente eine Biegefestigkeit von 640 N/mm2, und dessen Biegesteifheit betrug 56 kN/mm2.

Dieses Laminat wurde auf gleiche Art pressverformt, wie in Beispiel 1 beschrieben, wobei auch in diesem Fall ein halbzylindrischer Formkörper mit einem Radius von 30 mm erhalten wurde, der als Schaftmaterial in der Herstellung von Herrenschuhen verwendet werden konnte.

Beispiel 3

Ein Prepreg Q-1201 der Toho Beslon Co., Ltd. mit ungesättigtem Polyesterharz und gleichen in gleicher Richtung angeordneten Kohlenstoffilamenten als Verstärkungsfasern wie in Beispiel 2 beschrieben, wurde bei 150 °C gehärtet, wobei eine 0,1 mm dicke Platte erhalten wurde. Diese Platte mit einem Gehalt an Verstärkungsfasern von 66 Vol.-% wurde als mit Kohlenstoffasern verstärkte wärmegehärtete Harzschicht eingesetzt.

Je drei der vorstehend beschriebenen, mit Kohlenstofffasern verstärkten, wärmegehärteten Harzschichten und drei Haftschichten in Form von 0,1 mm dicken Folien «Bondfast» A, wie in Beispiel 2 beschrieben, wurden alternierend aufeinandergelegt, und je ein solcherart aufgebautes Schichtgebilde wurde beidseitig der als thermoplastische Harzschicht dienenden Polyäthylenplatte so angeordnet, dass beidseitig auf jede Oberfläche der Polyäthylenplatte eine Haftschicht zu liegen kam. Dieses Gebilde wurde unter Erwärmung während 10 min auf 120 °C und Anwendung eines Drucks von 30 N/cm2 zu einem Laminat gepresst. Das erhaltene Laminat zeigte den in Fig. 4 dargestellten Aufbau, in Richtung der Verstärkungsfilamente eine Biegefestigkeit von 650 N/mm2, und dessen Biegesteifheit betrug 57 kN/mm2.

Das erhaltene Laminat wurde auf 120 °C erwärmt, auf eine halbzylindrische Pressform mit einem Radius von 25 mm gelegt und unter Anwendung eines Drucks von 40 N/ cm2 formgepresst. Der nach Abkühlung auf Zimmertemperatur von der Pressform entfernte Formkörper war halbzylindrisch mit einem Radius von 25 mm und eignete sich als Schaftmaterial in der Herstellung von Damenschuhen.

Nach den vorstehenden Erläuterungen von Ausführungsformen der Erfindung ist es für den Fachmann offensichtlich, dass im definierten Rahmen der Erfindung zahlreiche Änderungen und Modifikationen möglich sind.

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PATENTANSPRÜCHE

1. Laminat zur Herstellung von Formkörpern durch Wärmeverformung, dadurch gekennzeichnet, dass das Laminat mindestens eine thermoplastische Harzschicht, mindestens eine faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschicht und mindestens eine zwischen diesen beiden Harzschichten angeordnete, an diese beiden Harzschichten gebundene Haftschicht aufweist, die ein thermoplastisches Harz enthält und deren Schmelzpunkt unterhalb der Verformungstemperatur der thermoplastischen Harzschicht liegt, und dass die Dicke der thermoplastischen Harzschicht so gewählt ist, dass diese Schicht genügend steif ist, um zu verhindern, dass die faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschicht nach deren Verformung durch von aussen auf das Laminat zu dessen Verformung zur Anwendung gebrachte Kräfte ihre ursprüngliche Form aufgrund von inneren Spannungen wieder einnimmt.
2. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer thermoplastischen Harzschicht, einer faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschicht und einer zwischen diesen beiden Harzschichten angeordneten Haftschicht besteht.
3. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig der thermoplastischen Harzschicht mindestens je eine faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschicht mit je einer dazwischenliegenden Haftschicht angeordnet ist.
4. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Mehrzahl von alternierend übereinanderliegenden thermoplastischen und faserverstärkten, wärmegehärteten Harzschichten mit je einer dazwischenliegenden Haftschicht aufgebaut ist.
5. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig der thermoplastischen Harzschicht mehrere faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschichten mit dazwischenliegenden Haftschichten solcherart angeordnet sind, dass beidseitig der thermoplastischen Harzschicht je eine Haftschicht anliegt.
6. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz der faserverstärkten wärmegehärteten Harzschicht mindestens ein aus der Gruppe von Epoxy-, Phenol-, ungesättigten Polyester-, Polyimid- und Furanharzen ausgewähltes, thermohärtendes Harz ist.
7. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die faserverstärkte wärmegehärtete Harzschicht mindestens eine aus der Gruppe von Glas-, Kohlenstoff-, Graphit-und Asbestfasern ausgewählte Faserart enthält.
8. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschicht die Verstärkungsfasern in mindestens einer aus der Gruppe von in einer Richtung angeordneten Endlosfilamenten, Geweben, Gewirken, Geflechten und Nonwovens ausgewählten Form enthält.
9. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapellänge der in der faserverstärkten, wärmegehärtete Harzschicht vorhandenen Fasern mindestens 0,5 mm beträgt.
10. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Harzschicht mindestens ein aus der Gruppe von Polyäthylen, -propylen, -amid, -acetal, -sty-rol, -vinylchlorid und -carbonat ausgewähltes Harz enthält.
11. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Harzschicht Verstärkungsfasern enthält.
12. Laminat nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftschicht mindestens ein thermoplastisches Harz enthält, das aus der Gruppe von Polymeren auf Basis von Acryl, Vinylacetat, einem Olefin sowie von natürlichen und synthetischen Kautschuken ausgewählt ist.
13. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweichungspunkt des thermoplastischen Harzes der Haftschicht mindestens 5 °C unterhalb des Erweichungspunktes des thermoplastischen Harzes der thermoplastischen Harzschicht liegt.
14. Laminat nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass dessen beidseitige Oberflächen durch je eine faserverstärkte, wärmegehärtete Harzschicht gebildet sind.
15. Verwendung des Laminats nach Anspruch 1 zur Herstellung von Formkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass man das Laminat auf mindestens die Verformungstemperatur der thermoplastischen Harzschicht erwärmt und im erwärmten Zustand verformt.
16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass man das Laminat in oder auf einer Form erwärmt und unter Druckanwendung verformt.
17. Verwendung nach Anspruch 15 eines Laminats nach Anspruch 14.
18. Laminierte Formkörper, hergestellt bei der Verwendung nach Anspruch 15.

Im allgemeinen zeigen faserverstärkte wärmegehärtete Harze hervorragende Festigkeit und Steifheit und sind daher für Verwendungszwecke, welche diese Eigenschaften verlangen, bestens geeignet. Nach der Härtung sind derartige Harze jedoch nicht mehr leicht in die gewünschte Form zu bringen. Anderseits zeigen thermoplastische Harze hervorragende Verformbarkeit und können relativ leicht in die gewünschte Form gebracht werden. Thermoplastische Harze zeigen jedoch im Vergleich zu faserverstärkten, wärmegehärteten Harzen deutlich schlechtere mechanische Eigenschaften, wie Festigkeit, Steifheit und dergleichen.

Aus diesen Gründen besteht ein Bedarf an Gefügen, die gleichzeitig die Eigenschaften von thermoplastischen Harzen, d.h. gute Verformbarkeit, und die Eigenschaften von wärmegehärteten Harzen, d.h. hohe Festigkeit und Steifheit, aufweisen, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein derartiges Material zu schaffen.