DE2630792A1

DE2630792A1 - Verfahren zur herstellung verkleideter verbundstoffe

Info

Publication number: DE2630792A1
Application number: DE19762630792
Authority: DE
Inventors: Theodore Harold Klein
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1975-07-10
Filing date: 1976-07-08
Publication date: 1977-01-27
Also published as: BE843805A; JPS5210390A; GB1548201A; US4012267A; FR2317097A1; NL7607626A

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237

Western Electric Company, Incorporated LH. Klein

New York, N.T. 10007

Verfallren zur Herstellung verkleideter Verbundstoffe

Die Erfindung betrifft die Herstellung verkleideter Verbundstoffe, zum Beispiel von Verbundstoffen, die mit Kupfer verkleidet sind und für die Verwendung als Verdrahtungsplatten für gedruckte Schaltungen geeignet sind. Pur die Herstellung solcher Verbundstoffe wird üblicherweise ein diskontinuierlich arbeitendes Verfahren angewandt. Mit der vorliegenden

München: Kramer. Dr. Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr.Bergen · Zwirner

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Anmeldung wird ein Verfahren offenbart, nach dem diese verkleideten Verbundstoffe nach einem einstufigen, kontinuierlich arbeitenden Verfahren erhalten werden können. Nach einer Schätzung können mit diesem neuen Verfahren die Herstellungskosten um etwa 50% vermindert werden.

Die Herstellung von mit Kunstharz imprägnierten Verbundkörpern hat im Verlauf der letzten 50 Jahre eine beträchtliche technische Entwicklung durchgemacht. Zu Beginn dieser Entwicklungsperiode erfolgte die Herstellung solcher Verbundstoffe nach Auflageverfahren. Fach diesen Verfahren wurde eine Anordnung aus faserförmigem Material mit einem geeigneten Kunstharz imprägniert, das anschließend ausgehärtet wurde. Es existierten im wesentlichen zwei unterschiedliche Aufiageverfahren. Bei dem Handauflageverfahren wurden aufeinanderfolgend Schichten aus Easern und flüssigem Kunstharz aufgebaut. Beim Sprühauflageverfahren wurde ein Gemisch aus Easern und Kunstharz bis zu einer vorgegebenen Dicke auf eine geeignete Unterlage gesprüht. In Abhängigkeit von dem vorgesehenen Verwendungszweck des Endprodukts kann

das Verkleiden an der kunstharz-nassen Easer durchgeführt werden. Das Kunstharz wird anschließend ausgehärtet, um die polymeren Strukturen vollständig zu vernetzen. Im Ergebnis wird ein harter, verkleideter Verbundstoff, wie etwa ein mit Metall verkleideter Verbundstoff erhalten, der als Verdrah-

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tungsplatte für gedruckte Schaltungen eingesetzt werden kann. Die grundlegenden Nachteile dieser Verfahren liegen darin, daß sie in großem Umfang Handarbeit erfordern, daß die Qualität des Endprodukts in starkem Ausmaß von der "bearbeitenden Person abhängt und daß die Herstellung nach einem diskontinuierlich arbeitenden Verfahren erfolgt, das nicht aus sich selbst heraus zu einer kontinuierlichen Arbeitsweise weiterentwickelt werden kann, so daß die mit einem kontinuierlichen Verfahren üblicherweise verbundenen Kosteneinsparungen nicht erreicht werden.

Mit der Entwicklung, daß die Imprägnierung mit Kunstharz und eine teilweise Aushärtung in einem einstufigen kontinuierlichen Verfahren durchgeführt werden konnte, war ehe beträchtliche Verbesserung bei der Herstellung von Verbundstoffen erreicht. Nach diesem Verfahren wird ein endloses faserförmiges Verstärkungsmaterial, das in gewebter Form oder als Vliesstoff vorliegen kann, von einer großen Haspel abgewickelt, in ein Kunstharzbad eingetaucht und danach an Meßeinrichtungen vorbeigeführt, um die Kunstharzablagerung zu regeln. Das mit Kunstharz imprägnierte, faserige Verstärkungsmaterial wird anschließend durch einen Ofen geführt, wobei das Harz lediglich teilweise ausgehärtet und getrocknet wird. Dieser teilweise ausgehärtete Verbundstoff wird anschließend zu großen Rollen geformt, wobei gelegentlich PoIy-

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äthylenfolien zwischen einzelne Windungen gelegt werden, um ein Aneinanderkleben solcher Windungen zu verhindern; in dieser Porin wird der teilweise ausgehärtete Verbundstoff für die spätere Verwendung aufbewahrt. Das faserförmige Verstärkungsmaterial, das mit Kunstharz imprägniert und teilweise ausgehärtet worden ist, v/ird als vorimprägniertes Material (sog. "prepreg") bezeichnet. Bei der Herstellung verkleideter Verbundstoffe wird dieses vorher erhaltene vorimprägnierte Material in große Έοlien zerschnitten, diese axt der Verkleidung belegt und die Gesamtheit unter Druckeinwirkungjerwärmt. Im Verlauf dieser Erwärmung härtet das Kunstharz völlig aus, und die Verkleidung wird dadurch mit dem Verbundstoff fest verbunden. Es kann eine einzige Folie aus dem vorimprägnierten Material verwendet werden oder es kann eine Anzahl solcher Folien übereinandergelegt und dabei ein Laminat gebildet werden. Die kontinuierliche Herstellung des vorimprägnierten Materials wurde erst durch eine sorgfältige Regelung des Harzgehaltes, der Entwicklung geeigneter Kunstharze, Katalysatoren und weiterer Zusätze, die eine Zwischenhärtung mit lediglich teilweiser Vernetzung gewährleisten, und die sorgfältig kontrollierte Ablage von Kunstharz auf dem Verstärkungsmaterial möglich.

Obwohl dieses Arbeiten mit vorimprägniertem Material die gegenwärtige Entwicklung solcher Verfahren zur Herstellung verkleideter, verstärkter Verbundstoffe darstellt, ist das Verfahren jedoch noch nicht für eine kontinuierliche Ar-

beitsweise geeignet. Die abschließende Verfahrensstufe zum Pressen und Aushärten des Verbündstoffes und der Verkleidung wird absatzweise durchgeführt; im Ergebnis werden deshalb mögliche Vorteile, die durch die kontinuierliche Herstellung des vorimprägnierten Materials erreichbar sind, nicht vollständig realisiert. Demgegenüber wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von verkleideten Verbundstoffen in einem einstufigen, kontinuierlich arbeitenden Verfahren angegeben.

Eine andere Entwicklung, die ebenfalls bei der Beurteilung der vorliegenden Erfindung berücksichtigt werden kann, stellt die Einführung von Normteilen aus Kunststoff, insbesondere von Verbundstoffen, die unter Druckeinwirkung aus einer entsprechenden Vorrichtung abgezogen werden, dar. In Anlehnung an das bekannte "Extrudieren" wird nachfolgend ein Verfahren, bei dem die mit Kunstharz verstärkten Materialien unter Druckeinwirkung aus einem entsprechenden Formwerkzeug abgezogen werden, als "Pultrieren" bezeichnet; analog dazu -werden die danach erhaltenen Erzeugnisse als pultrierte Materialien bezeichnet. Es sind zahlreiche Verfahren zur Formgebung von Kunststoffen nach Preßverfahren bekannt; hierzu gehören beispielsweise das Einführen von flüssigem oder plastischem Material in ein Formwerkzeug und die Verwendung mehrteiliger Formen. Wie das überhaupt

für die meisten dieser Formgebungsverfahren der Fall ist, werden diese Verfahren absatzweise, d.h., diskontinuierlich durchgeführt und als Folge davon, werden mit diesen Verfahren die Vorteile, die mit einer kontinuierlichen Verfahrensführung verbunden sind, nicht erreicht. Eine jüngere Entwicklung erlaubt die kontinuierliche Herstellung von geformten Kunststoffteilen, lach diesem Verfahren, das auch als PuI-trieren bezeichnet wird, wird faserförmiges Material mit einem Kunstharz imprägniert und anschließend durch ein Formwerkzeug gezogen. Während das Material durch das Formwerkzeug pultriert wird, erfolgt eine beträchtliche Erv/ärmung und das Material wird zusammengepreßt; als Folge wird ein vollständig ausgehärteter und vollständig vernetzter, verstärkter Kunststoff erhalten. In Abhängigkeit von der Form des Formwerkzeugs kann das fertige Produkt jede beliebige räumliche Form annehmen, die für den praktischen Gebrauch angestrebt wird. Uaeh diesem Verfahren tritt kein Zwischenprodukt auf, das teilweise ausgehärtet ist, wie das bei dem mit dem vorimprägnierten Material arbeitenden Verfahren der Fall ist. Daher kann dieses zuletzt erläuterte Verfahren als ein einstufiges Verfahren bezsichnet werden, in dessen Verlauf das Kunstharz aus dem nicht ausgehärteten "Zustand A" in den vollständig ausgehärteten "Zustand G" überführt und in einem einzigen kontinuierlich durchführbaren Verfahrensschritt in die vorgesehene Form gebracht wird. Obwohl das

Material merklich zusammengepreßt wird und als Folge davon ein großer Druck erforderlich ist, um den großen Anteil an mit Kunstharz imprägniertem faserigem Material in das Formwerkzeug hineinzuzwingen und durch dieses hindurchzuziehen, trägt die Viskosität des Kunstharzes zu einer gewissen natürlichen Sehmierwirkung bei, und zusätzlich können "bestimmte chemische Bestandteile zugesetzt werden, um eine Haftung des Materials an den "änden des Formwerkzeugs zu vermindern. Um eine solche Haftung am Ausgang des Formwerkzeugs, dort wo das Kunstharz vollständig ausgehärtet und trocken ist, möglichst gering zu halten, werden lediglich solche Kunstharze verwendet, die sich "beim Aushärten zusammenziehen.

Zum erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung verkleideter Verbundstoffe gehören die nachfolgenden Verfahrensstufen:

a) Eine endlose lage aus Verstärkungsmaterial wird mit einem Kunstharz imprägniert, das sich beim Aushärten zusammenzieht;

b) das imprägnierte Verstärkungsmaterial wird durch ein Form- und Aushärtewerkzeug pultriert und dabei in eine Form mit dem angestrebten Querschnitt gebracht, und dabei das Kunstharz wenigstens teilweise ausgehärtet;

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c) das wenigstens teilweise ausgehärtete imprägnierte Verstärkungsmaterial wird auf wenigstens einer Seite mit einem nicht-porösen. Material verkleidet;

d) es wird ein Verstärkungsmaterial verwendet, das ohne eine geeignete Versteifung bzw. Abstützung durch das Porm- und Aushärtewerkzeug pultriert werden kann;

e) nach der Verfahrensstufe a) und vor der Verfahrensstufe b) wird wenigstens eine Seite des imprägnierten Verstärkungsmaterials mit einer endlosen Lage aus nicht-porösem Material überzogen, das selbst nicht ausreichend fest ist, um den Beanspruchungen beim Pultrieren standzuhalten; und

f) das vereinigte Material aus imprägniertem Verstärkungsmaterial und nicht-poröser Verkleidung wird durch das Form- und Aushärtewerkzeug pultriert, um einen pultrierten, verkleideten Verbundstoff zu ergeben.

Weitere Besonderheiten und Ausführungsformen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteiansprüchen.

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Mi t diesem erfindiongsgemäßen Verfahren wird ein einstufiges, kontinuierlich arbeitendes Verfahren zur Herstellung von verkleideten, verstärkten Verbundstoffen bereitgestellt. Bei der praktischen Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein endloser Aufbau aus feuchtem, mit Kunstharz imprägniertem Verstärkungsmaterial mit einer endlosen Folie aus Verkleidung vereinigt und dieses vereinigte Material durch ein Formwerkzeug pultriert. Dieses vereinigte Material wird in dem Formwerkzeug vollständig ausgehärtet, so daß ein ausgehärteter, verkleideter Verbundstoff erhalten wird. Nach diesem Verfahren wird das kunstharz-feuchte faserförmige Material mit einer Verkleidung vereinigt, in die vorgesehene Form gebracht, wobei die Aushärtung von dem "Zustand A" in den "Zustand C" in einem einzigen, kontinuierlich durchgeführten Verfahrensschritt erfolgt. Das Aushärteverfahren erfordert kein vorher hergestelltes vorimprägniertes Material; weiterhin gehört zu diesem Verfahren nicht die Anwendung absatzweiser bzw. diskontinuierlicher Verfahrensstufen. Zu einer besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens gehört die Herstellung von Verbundstoffen, die mit LIetall verkleidet sind, welche als Verdrahtungsplatten für gedruckte Schaltungen eingesetzt werden.

Neben der Beschreibung und den Ansprüchen dient auch eine Figur mit einer- sehenatischen Darstellung einer Pultrier-

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vorrichtung, die zur Ausbildung von verkleideten Verbundstoffen benützt wird, zur v/eiteren Erläuterung der Erfinding.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren im einzelnen mit Bezugnahme auf diese Figur beschrieben.

Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein mit Kunstharz imprägniertes Verstärkungsmaterial mit einem Verkleidungsmaterial vereinigt, und diese Vereinigung wird in einem einzigen , kontinuierlich durchgeführten Verfahrensschritt in die vorgesehene Form gebracht und ausgehärtet, wozu diese Verdnigung durch ein Aushärte- und Forngebungswerkzeug pultriert wird. I'iie mit der Figur dargestellt, wird das'Verstärkungsmaterial 11 von den Rolen 10 abgezogen und zugeführt. Das Verstärkungsmaterial kann lediglich von einer einzigen Rolle oder von mehreren Rolen zugeführt werden. Das Verstärkungsmaterial liegt in endloser Form vor und kann aus einem gewebten, oder einfach in einer einzigen Richtung ausgerichteten Streifen bestehen, jev.-eils in Abhängigkeit von den Festigkeitsanforderungen an das Endprodukt. In jedem Fall soll das endlose Verstv.rl:imgr:material auf .jeden Fall ausreichende Festigkeit aufweisen, damit es durch die mit der Figur dargestellte Vorrichtung gezogen v/erden kann und den dabei auftretenden Beanspruchungen standhält.

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Bevor die mit der Figur dargestellte Vorrichtung in Betrieb genommen wird, können die verschiedenen Materialien 11, 15 und 21 in trockenem Zustand durch die Vorrichtung hindurchgeführt werden. Anschließend wird das Kunstharzbad

20 mit einem geeigneten Kunstharz gefüllt, und das Verstärkungsmaterial wird im Verlauf des Durchganges durch dieses Bad mit dem Kunstharz imprägniert. Das kunstharzfeuchte Verstärkungsmaterial 13 wird anschließend mit einer durchgehenden Folie aus Verkleidungsmaterial 15_t das üblicherweise von der Rolle 14 zugeführt wird, vereinigt, und die vereinigten Materialien durch das Yterkzeug 16 hindurchgeführt, wo die Materialien gleichzeitig geformt und ausgehärtet werden. Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Verbundstoff entweder auf einer Seite oder auf beiden Seiten verkleidet werden. Für den Fall, daß der Verbundstoff auf beiden Seiten verkleidet v/erden soll, ist eine zweite Rolle zur Zuführung des Materials 21 vorgesehen. Das obere Verkleidungsmaterial 15 und das untere Verkleidungsmaterial

21 müssen nicht notwendigerweise identisch sein; vielmehr können in Abhängigkeit von den Anforderungen an das fertige Produkt Metall-Folien, Kunststoffe oder andere Materialien natürlicher oder synthetischer Herkunft verwendet werden. Das Verkleidungsmaterial soll von der Art sein, daß es alleine, d.h., ohne das Verstärkungsmaterial, den Beanspruchungen

beim Pultrieren nicht standhält; jedoch muß das Verstärkungsmaterial, wie oben bereits ausgeführt, ausreichend fest seil, um den Beanspruchungen beim Pultrieren standzuhalten.

Bei dem üblichen Pultrierverfahren, mittels dem geformte Verbundstoffe ausgebildet v/erden, können als Kunstharze Epoxyharze, Phenolharze, Polybutadiene, Polyester oder ähnliche harzartige Verbindungen eingesetzt werden. Die Kunstharze müssen jedoch in flüssigem Zustand vorliegen und eine ausreichende Viskosität aufweisen, damit das Verstärkungsmaterial wirksam benetzt wird. Viskositäten im Bereich von 1000 bis 3000 centipoise haben sich als höchst wirksam erwiesen. Wegen der hohen Drücke, die in dem Formwerkzeug auftreten, und wegen der Neigung des Kunstharzes, an dem Formwerkzeug zu haften, können dem Kunstharz Formentrennmittel zugesetzt werden. Diese Formentrennmittel unterbinden jegliche Neigung des Kunstharzes, im Verlauf der Aushärtung an dem Formwerkzeug zu haften. Darüberhinaus werden lediglich solche sich zusammenziehende Kunstharze verwendet, die beim Aushärten schrumpfen. Obwohl dieser Schrumpf lediglich geringfügig ist, reicht er aus, den Durchtritt des Materials durch das Formwerkzeug zu unterstützen, insbesondere in den letzten Abschnitten des Werkzeugs, wo das Kunstharz bereits ausge-

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härtet ist und nicht mehr in fluidem Zustand vorliegt.

Eine Reihe neuer Betrachtungen haben hei der Beurteilung von Kunstharzen, welche hei der Herstellung von verkleideten Verbündstoffen mittels dem vorliegenden Pultrierverfahren angewandt v/erden, Eingang gefunden. VMe dieser Betrachtungen zielen auf die Aushärtung der Kunstharze ab und auf die Wirkungen, welche das Aushärten auf die Bindung zwischen der Verkleidung und dem Yerbundmaterial hat. Beispielsweise treten im Verlauf der Aushärtung der häufig verwendeten phenolischen Harze mittels einer Kondensationsreaktion Kondensate auf, die in Porm von Dampf aus dem Harz freigesetzt werden* Beispielsweise sind in den üblicherweise verwendeten Formpressen mit zwei aufeinander passenden Metallformen oder in den Pressen zur Herstellung von Laminaten 3Htsprechende Öffnungen vorgesehen, durch, walohe diese Konaeiisats entweichen können, An den Pultriervorriehtungen_s ■wi» .sie häufig einggsetst werden* simi jtdocli. kein© Möglich*» lcsiten sur Entweiehiing ύοϊι. Kondensaten ^orgssehen _a Als Folge δ-S'foa sind lediglich solehs Kimataarsi aiii'ried^nsteilend -_r •Stiche ohne die Bildung von Nebenprodukten aushärten^ diss trifft insbesondere für den Fall zu, wo hohe Ablosefestigks.lt gefordert werden und nebenprodukte nicht adäquat entweichen können.

Ferner muß beachtet werden, daß die Formentrennmittel, welche dem Kunstharz nach der üblichen Praxis des Pultrierens zugesetzt v/erden können, dazu neigen, nicht nur die Haftung des

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Verbunds toff es an dem Formwerkzeug, sondern auch die Haf tung der Verkleidung an dem Verbundstoff zu "beschränken. Als Folge davon vermindern solche Formentrennmittel auch die Äblösefestigkeit der Verkleidung und sollen deshalb weggelassen werden, v/o eine hohe Ablösefestigkeit gefordert wird. Darüberhinaus wurde jedoch festgestellt, daß zahlreiche Verkleidungsmaterialien eine geringere Neigung zur Haftung an den Wänden des Formwerkzeugs aufweisen, als der nicht verkleidete Verbundstoff. Als Folge davon kann bei einer solchen praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Abwesenheit von Formentrenninitteln hfagenonmen v/erden. Alternativ dazu kann das Formwerkzeug mit Polytetrafluorethylen (!Teflon) oder einen anderen Mateäal überzogen v/erden, das geringe Slebrigkeit aufweist. Für den Fall, daß der Verbundstoff lediglich, auf einer Seite verkleidet werden soll_s kann die ander® Seite mit einen, lomeiitrsiminittel besprüht werden^ bevor des

tofi in das iGnnweAECisg e.isgefüJart -"ircU dieses p;: nit IFornszitreimEiitsi s-rsc-tst öasr. fisn fesats ats Fo^üitiLtrsnEiBittijIs gu £ca linistii^rE_:-

In jüngerer Seit sind neue Formentrermnittel entwickelt worden, welche die Haftung der Verkleidung nicht vermindern. Diese Formentrennmittel sind lediglich im Verlauf ier anfänglichen Aushärtestufen wirksam und ihre Viirk-

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samkeit nimmt im Verlauf der \tfeiteren Aushärtestufen ab. Bei den Verwendung dieser Formentrennmittel gibt es als Folge ffevon lediglich geringe störende Beeinflussung der Haftung der Verkleidung, im Verlauf der abschließenden Aushärteperiqde.

Weiterhin wurde festgestellt, daß die Oberflächenglätte des Verbundstoffes und die Anwesenheit von Mikrorissen die elektrischen Isolatoreigenschaften des Verbundstoffes verschlechtern. Üblicherweise ist die Oberflächenglätte bei den mittels Pultrieren erhaltenen Kunststoff-Formteilen ohne Bedeutung; dieser Oberflächenglätte kommt jedoch eine wichtige Bedeutung zu, wenn nach den erfindungsgemäßen Verfahren eine Verkleidung aufgebracht wird und die erhaltenen Materialien als Verdrahtungsplatten für gedruckte Schaltungen eingesetzt v/erden. Als !Folge davon können geeignete Zusätze (sog. low profile additives), die üblicherweise aus thermoplastischen Verbindungen bestehen, dem Kunstharz zugesetzt wer-den, um dessen Oberflächenglätte zu verbessern, wenn solche Anwendungen vorgesehen sind.

Für den Fall, daß eine Verkleidung aus einer Metall-Folie ist, die oxidationsempfindlich ist, oder durch

andere Verunreinigungen beschädigt werden kann, dann kann die Folienoberfläche speziellen Vorbehandlungen unterzogen

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werden, mit denen solche Verunreinigungen entfernt, die Ausbildung eines schädlichen Films unterbunden und die Bindung zu dem Verbundstoff erhöht wird. Beispielsweise kann die Seite der Folie, die mit dem Verbundstoff verbunden v/erden soll, mit Metalldampf beschichtet und damit geschützt v/erden.

Die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Kunstharze bestehen üblicherweise aus wärmehärtenden Harzen, die bei Erwärmung aushärten. In solch einem Fall stellt 17 eine Heizvorrichtung dar, welche diese Aushärtung anregt. Die Erwärmung kann mittels üblicher Tfiderstands-Heizelemente oder durch andre bekannte Verfahren, wie etwa die Radiofrequenz-Heizung erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf die Verwendung wärmehärtender Harze beschränkt und kann mit vielen anderen geeigneten Harzen durchgeführt v/erden; z.B. kann es auch mit solchen Harzen durchgeführt werden, die bei der Einwirkung von ultravioletter Strahlung aushärten. In einem solchen Falle bezeichnet 17 eine Strahlungsquelle für ultraviolettes Licht. Die Aushärtetemperatur und weitere Parameter zur Aushärtung hängen von dem verwendeten Kunstharz ab; weiterhin wird die Pultriergeschwindigkeit durch das Formwerkzeug hindurch in Abhängigkeit von dem besonderen ausgewählten Harz geregelt und optimiert. Die Pultrierge-

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schwindigkeit wird durch die Abzugs einrichtung 18 bestimmt. In jedem Falle wurde festgestellt, daß eine Zugspannung auf den gesamten verkleideten Verbundstoff 22, genauso wie auf die einzelnen Bestandteile 13, 15 und 21, bedeutsam ist, wenn ein Zerreißen der Verkleidung verhindert v/erden soll. Bislang sind keine mathematischen Ausdrücke zur Bestimmung einer geeigneten Zugspannung entwickelt worden. Trotzdem sind die üblichen experimentellen Verfahren zur Bestimmung dieser Parameter in der JPachwelt gut bekannt.

Das nachfolgende Beispiel dient zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, ohne dieses einzuschränken,

Beispiel 1:

Nach dem in der vorhergehenden Beschreibung erläuterten Verfahren wurde ein mit Kupfer verkleideter Verbundstoff hergegestellt, wozu ein Kunstharz verwendet wurde, dessen Zusammensetzung in der nachfolgenden Tabelle I aufgeführt ist. Am fertigen Produkt wurden die in der nachfolgenden Tabelle II aufgeführten Eigenschaften ermittelt. In dieser Tabelle werden den Eigenschaften des pultrierten Verbundstoffes solche Eigenschaften gegenübergestellt, die an ähnlichen laminierten Verbundstoffen, die nach bekannten Verfahren hergestellt wurden, ermittelt worden sind.

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Tabelle I

Gewicht steile

1. Ein Kunstharz, das von der North American Rockwell Company bezogen wurde (NAR-Kunstharz 3008)

2. Ein Kunstharz, das von der Worth American Rockv/ell Company bezogen wurde, NAR-Kunstharz 2256 (ein bromiertes Produkt, um die Entzündbarkeit herabzusetzen)

3. Monomere8 Styrol

4. AHS-55-Katalysator

(eine Benzoyl-Peroxid-Paste)

5. Antimontrioxid

(zur Verringerung der Entflammbarkeit)

6. ASP-400-Τοη
(als Piaistoff)

7. DP-103

(ein Mittel zur Verhinderung der Schaumbildung von der Dow Chemical Corporation)

8. Zelac "TJH"

(ein internes Formentrennmittel) Teile

22.5 Teile 3,1 Teile

1,0 Teile

3,5 Teile

23.6 Teile

0,5 Teile 0,5 Teile

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Tabelle II

Pultrierter Verbundstoff aus Glas mit Polyester und mit Kupferverkleidung

laminierter Verbundstoff aus Glas mit Polyestern und mit Kupferverkle idung

Beständigkeit gegenüber heißer (260° C) geschmolzener Lötmasse >20 see

>20 see

in 24 Std. absorbierte Wassermenge

0,34 %

0,30 %

Verbrennbarke it (Sauerstoffindex) 31 %

34 %

Ablösefestigkeit 2,5

7,7

Barcolhärte

40

Biegefestigkeit in Laufrichtung (der Maschine )
quer dazu

22,:518 kg 8,500 kg

9,077 kg 8,409 kg

Preis pro

ca. 5,6 Dollar ca. 13,9 Dollar

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Das in diesem Beispiel verwendete. Verstärkungsmaterial bestand aus einer isotropen Matte mit Rovings in einer Richtung, welche beide aus G-lasfasern bestanden. Bei der !Führung des Verstärkungsmaterials durch das Kunstharzbad wurden die G-lasfasern aufgespreizt bzw. aufgelockert, um die Sättigung zu erleichtern. Das Kunstharz bestand aus einem Polyesterharz, das Zusätze wie Katalysatoren, !Füllstoffe und Mittel zur "Verhinderung der Entflammbarkeit enthielt. In diesem Beispiel wurde dem Kunstharz ein internes Formentrennmittel zugesetzt, das zu der relativ geringen Ablösefestigkeit der Verkleidung beiträgt. Das Kunstharz wurde der >/ärmehärtung ausgesetzt und wurde hierzu in dem Formwerkzeug auf Temperaturen zwischen 121 und 149⁰C erwärmt. Das Formwerkzeug hatte eine Länge von 152 cm und eine Breite von 38 cm und wies eine Öffnungshöhe von 0,152 cm auf. Unter Beachtung der Neigung, daß sich das Kunstharz beim Aushärten des Verbundstoffes zusammenzieht, wies der nach diesem Verfahren erhaltene, fertige Verbundstoff eine Höhe von 0,147 cm auf. Die Kupferfolie hatte eine Dicke von 0,0035 cm, und der Verbundstoff wurde mit einer Geschwindigkeit von 30,5 cm/min pultriert. Die Zugspannung auf den Verbundstoff wurde in der w^reise eingestellt und beibehalten, daß Falten in der Folie nicht auftraten, bzw. beseitigt wurden. Die Kupfer-Folie wurde dem Verbundstoff zugeführt und in das Form-

Werkzeug eingebracht, nachdem die Vorrichtung in Gang gesetzt worden war; die Folie hätte jedoch auch in trockenem Zustand vor dem Start zugeführt v/erden können, wie das mit dem Verstärkungsnaterial geschehen ist. Das fertige Produkt wurde zu einer Rolle mit einem Durchmesser Ton 51 cm aufgerollt und war für die Verschiffung bestimmt.

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Claims

BLUMBACH . WESER . BERGEN · KRAMER ZWIRNER . HIRSCH PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radedcestraüe 43 Telefon (089)883603/885604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Jt Patentansprüche :

1. 'Verfahren zur Herstellung verkleideter Verbündstoffe, wobei

a) eine endlose Lage aus Verstärkungsmaterial mit einem Kunstharz imprägniert wird, das sich "beim Aushärten zuaammenzieht;

b) das imprägnierte Verstärkungsmaterial durch ein Form- und Aushärtewerkzeug pultriert und dabei in eine Form mit dem angestrebten Querschnitt gebracht, und dabei das Kunstharz wenigstens teilweise ausgehärtet wird; und

c) das wenigstens teilweise ausgehärtete imprägnierte Verstärkungsmaterial auf wenigstens einer Seite mit einem nicht-porösen Material

München: Kramer ."DrVWeser · Hirsch"-*- Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen - Zwirner

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dadurch gekennzeichnet, daß

d) ein Verstärkungsmaterial verwendet wird, das ohne eine geeignete Versteifung "bzw. Abstützung durch das Form- und Aushärtewerkzeug pultriert werden kann;

e) nach der Verfahrensstufe a) und vorjder Verfahrensstufe b) wenigstens eine Seite des imprägnierten Verstärkungsnaterials mit einer endlosen lage aus nicht-porösem Material überzogen wird, das selbst nicht ausreichend fest ist, um den Beanspruchungen beim Pultrieren standzuhalten; und

f) das vereinigte Material aus imprägniertem Verstärkungsmaterial und nicht-poröser Verkleidung durch das Form- und Aushärtewerkzeug pultriert wird, um einen pixltrierten, verkleideten Verbundstoff zu ergeben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS für den EaIl, wo die nicht-poröse Verkleidung lediglieh auf einer Seite des Verbundstoffes aufgebracht wird, die nichtverkleidete Seite des Verbundstoffes mit einem Formentrennmittel behandelt wird, bevor der Verbundstoff durch das Formwerkzeug pultriert wird.

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3. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-poröse Verkleidung auf "beide Seiten des Verbundstoffes aufgebracht v/ird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3>, dadurch gekennzeichnet, daß eine Metallfolie als nicht-poröse Verkleidung verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polie aus Kupfer als Metallfolie verwendet wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5 > dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunstharz ausgewählt wird, das durch Erwärmung ausgehärtet wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn.zeichnet, daß als Kunstharz ein Polyesterharz verwendet wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunstharz ausgewählt v/ird, das durch Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung ausgehärtet v/ird.

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— if — JtS

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunstharz ausgewählt wird, das ohne die Bildung von Kondensationsprodukten aushärtet.

10. Verkleideter Verbundstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er nach einem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis erhalten vrarde.

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