EP0347439A1 - Verfahren zum herstellen eines kunstharz-halbfabrikats sowie verwendung dieses halbfabrikats - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines kunstharz-halbfabrikats sowie verwendung dieses halbfabrikats

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EP0347439A1
EP0347439A1 EP88909263A EP88909263A EP0347439A1 EP 0347439 A1 EP0347439 A1 EP 0347439A1 EP 88909263 A EP88909263 A EP 88909263A EP 88909263 A EP88909263 A EP 88909263A EP 0347439 A1 EP0347439 A1 EP 0347439A1
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EP
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mold
synthetic resin
resin mixture
semi
plastic
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EP88909263A
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Walter Eichberger
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Isovolta AG
Original Assignee
Isovolta Osterreichische Isolierstoffwerke AG
Isovolta AG
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Publication date
Application filed by Isovolta Osterreichische Isolierstoffwerke AG, Isovolta AG filed Critical Isovolta Osterreichische Isolierstoffwerke AG
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    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29L2031/52—Sports equipment ; Games; Articles for amusement; Toys
    • B29L2031/5263—Skis

Definitions

  • the invention is initially based on the object of specifying a semi-finished product consisting of a carrier material which is impregnated and / or coated with a synthetic resin mixture which may be present as a solution, which is used in the production of objects which are produced in a mold at elevated temperature, with the purpose of achieving the best possible distribution of the material in the mold.
  • This task is carried out in the method according to the invention.
  • Production of a semifinished product solved which is characterized in that the synthetic resin mixture used for impregnation and / or coating contains a blowing agent which can be activated at elevated temperature, and in that the synthetic resin mixture is heated on or in the carrier material during and / or after impregnation or sweeping without thereby foaming the synthetic resin mixture by activating the blowing agent.
  • heating is advantageously carried out to temperatures which are lower than the temperatures at which the half-life of the blowing agent is 0.1 h.
  • said heating takes place at temperatures which are lower than the temperature at which the half-life is 0.5 h.
  • At least the major part of the solvent contained in the synthetic resin mixture is driven out by the said heating and / or it is initially - if necessary to facilitate impregnation and / or coating - the viscosity of the synthetic resin mixture is reduced and, if appropriate after the impregnation and / or coating has taken place, the viscosity of the synthetic resin mixture is increased.
  • a largely compact body is used as the carrier material, which is coated at least over a part of its surface with the synthetic resin mixture, which forms a solid, foamable layer and optionally serves as a binder layer.
  • the invention is also based on the object of specifying an advantageous use of the semifinished products produced by the process according to the invention in the production of a body by curing in a mold, the mechanically load-bearing surface layers and, in the interior, a cavity or a permanent core of lower specific weight than the mechanically bearing surface layers.
  • the semifinished product is attached within the mold between a temporary core or the permanent core which creates the later cavity and the mold inner surface - at least over a part of the mold inner surface, in that the mold introduced materials are heated on it, so that the semi-finished material foams and as a result, the free space remaining between the core and the mold inner surface is filled and the synthetic resin mixture of the semi-finished product finally hardens.
  • a non-foamable cover layer or layer is applied between the shark product layers and the mold inner surface, against which the semi-finished material foams and presses it against the mold inner surface and that the foamed semi-finished material presses during curing connects to the top layer or layer.
  • the semifinished material foams onto the permanent core and bonds to it during curing.
  • FIG. 1 shows a schematic partial section of the shape used or a cross section of the tennis racket frame to be produced for the production of a tennis racket frame using a foamable prepreg for a characteristic manufacturing phase.
  • FIG. 2 shows a schematic cross section through the mold used in the method or the arrangement of the materials introduced into the mold for the production of a surfboard using a foamable prepreg.
  • Fig. 3 shows for the manufacture of a ski, in which a foamable prepreg is used, the ski structure within a press mold schematically in cross section.
  • Fig. 4 is shown in an analogous representation as in Fig. 3, the mold and the ski structure in cross section, with one foam-side synthetic resin coated ski sidewalls are used.
  • an epoxy resin mixture is used, which consists of an epoxy resin with a latent hardener, as is customary for the production of prepregs for curing temperatures between about
  • Impregnation or coating solution required viscosity diluted with acetone.
  • This scrim is then wrapped around a tube so that the propellant-free prepregs come to rest on the outside, and then - as already mentioned at the beginning of the description - placed in a heated mold and the materials introduced into the mold to a temperature of about 140 ° C brought.
  • the blowing agent is activated and foams the blowing agent-containing prepregs used in the mold to several times their original volume.
  • Fig. 1 shows for this phase of the manufacturing process in the form used with the mold halves 1 and 2 and the tennis racket frame to be produced with the outer area 3. which is occupied by the propellant-free prepregs, the areas 4 with the foamed propellant-containing prepregs, and the inflated tube 5.
  • the pressure prevailing in the tube 5 presses the tube wall and thus the prepregs of the areas 3 and 4 in the direction of the inner surface 6.
  • the effect of this pressure is in the peripheral zones 7 and 8 by the pressure of the area in the prepregs 4 foaming blowing agent intensifies and has the effect that, especially in the area of the ribs 9, the prepregs of area 3 are pressed against the inner surface 5 of the mold with sufficient pressure.
  • a UD prepreg which contains no blowing agent and which - analogously to the blowing agent-containing UD prepreg - is produced using the blowing agent-free epoxy resin mixture.
  • Fig. 3 now shows, if one disregards the special components used to form the ski ends, the ski structure accommodated in the mold.
  • an epoxy resin layer serving as an intermediate layer is now placed between the two mold halves of the press mold on a ski tread 21 bordered with steel edges 20, in each case with the interposition of a binder layer.
  • Glass fiber roving laminate 22, an epoxy resin glass fiber roving laminate 23 serving as a mechanical lower chord and a wooden core 24 are stacked on top of one another.
  • Layers 25 of a propellant-containing epoxy resin-glass fiber fabric prepreg, of a type also used according to Example 1, are then placed over the wooden core so that they also cover the side surfaces of the wooden core 24.
  • a shell-shaped outer shell 26, which was formed in a separate process, is now placed over the prepreg layers 25 and the mold is closed by applying the upper mold half 19.
  • Outer shell is made in a separate manufacturing process and is e.g. on the inside of one
  • Epoxy resin-glass fabric laminate which is connected to a decorative, wear-resistant surface layer, such as an ABS layer, on the side that will later lie on the outside.
  • the ski structure is then held in the mold under pressure at a temperature of about 125 ° C. for 20 minutes.
  • the prepreg layers 25 containing blowing agent foam up and completely fill the space between the wooden core 24 and the shell-shaped outer shell 26.
  • the ski components used in the press mold are intimately connected to one another while the binder or the foamed prepreg layers 25 are hardening, and the finished ski blank is finally removed from the press mold.
  • the ski structure is then held in the heated press mold at a temperature of 125 ° C. for 2.0 minutes.
  • the binder layers have hardened during the remainder of the pressing cycle, the now essentially finished ski blank is removed from the press mold.

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Abstract

Zur Herstellung von Halbfabrikaten wird ein Trägermaterial, das ein gegebenenfalls flächiges faseriges Material aber auch ein kompakter Körper sein kann, mit einem aushärtbaren Kunstharzgemisch, das ein bei erhöhter Temperatur aktivierbares Treibmittel enthält, imprägniert und/oder beschichtet, wobei und/oder wonach das Kunstharzgemisch - zum Zwecke der Lösungsmittelentfernung, Viskositätserniedrigung oder gegebenenfalls anschliessender Viskositätserhöhung durch eine Vorreaktion - so erwärmt wird, daß das Treibmittel nicht aufschäumt. Dies geschieht insbesondere dann, wenn die Erwärmung auf Temperaturen erfolgt, die niedriger als die Temperatur sind, bei der die Halbwertszeit des Treibmittels 0,1 h beträgt. Diese Halbfabrikate werden zur Herstellung von Kunststoff-Verbundkörpern gemeinsam mit anderen Ausgangsmaterialien in einer Form eingebracht und in dieser der Kunststoff bei erhöhter Temperatur aufgeschäumt, wobei der Kunststoff oder das Halbfabrikat vor der Aushärtung des Kunststoffes die im Formraum noch bestehenden Hohlräume ausfüllt bzw. Oberflächenschichten gegen die Forminnenfläche drückt. Abstract To manufacture semifinished products, a carrier material, which can be a flat fibrous material or a compact solid, is impregnated and/or coated with a curable synthetic resin mixture which contains a sponging agent activatable at elevated temperatures, during and/or after which the synthetic resin mixture - for the purpose of removing the solvent, reducing or possibly than increasing the viscosity by a preliminary reaction - is heated in such a way that the sponging agent does not foam. This occurs in particular when heating takes place at temperatures lower than the temperature at which the half life of the sponging agent is equal to 0.1h. To manufacture plastic composites, the semi-finished products are placed together with other starting materials in a mould into which the plastic is foamed at high temperature. Before the plastic cures, the plastic or the semi-finished product fills all the remaining voids in the mould cavity or the surface layers press against the inner surface of the mould.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Kunstharz-Halbfabrikats sowie Verwendung dieses Halbfabrikats.
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Halbfabrikats bestehend aus einem Trägermaterial, das mit einem gegebenenfalls lösungsmittelhalt igen, aushärtbaren Kunstharzgemisch imprägniert und/oder beschichtet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine vorteilhafte Verwendung des erfindungsgemäßen Halbfabrikates bei einer durch Aushärten in einer Form erfolgenden Herstellung eines Körpers, der mechanisch tragende Oberflächenschichten und im Inneren einen Hohlraum oder einen Kern geringeren spezifischen Gewichtes als die mechanisch tragende Oberflächenschichten aufweist.
Stand der Technik
Ein bekanntes Halbfabrikat dieser Art ist z.B. ein mit einem Epoxydharzhärtergemi seh imprägniertes Glasfasergewebe, das im allgemeinen als "Prepreg" bezeichnet wird. Solche Prepregs werden z.B. zur Herstellung von Tennisschlägern verwendet. Dabei werden Zuschnitte aus diesen Prepregs zwecks Bildung einer Schicht um einen Schlauch gewickelt und - zusammen mit anderen zum Aufbau des Schlägers dienenden aushärtbären faserverstärkten Kunststoff stücken - in eine Form eingelegt. Dieser bewikkelte Schlauch verläuft dabei längs des Schlägerrahmens und ist in der Griffzone doppelt geführt. Danach wird der Schlauch aufgeblasen und drückt dabei seine Prepreg-Bewicklung gegen die Form. πnerf 1 äche. Das in der Form eingebrachte faserverstärkte Epoxydharz wird dann bei erhöhter Temperatur zum Tennisschläger-Körper ausgehärtet, wonach der Schlauch entlüftet und aus dem Tennisschläger-Körper herausgezogen wird.
Bei einer solchen Tennisschlägerherstellung ergibt sich nun aber, weil der Querschnitt des Schlägerrahmens im wesentlichen rechteckig ist und außerdem an seinen Ecken flache Rippen aufweist, das Problem, daß der Druck, mit dem die Prepreg-Bewick Iung gegen die Formiπnenf lache gedrückt wird, an den Rippen nicht unbeträchtlich geringer ist als in den übrigen Bereichen. Dies kann aber zu einer ungünstigen Verteilung von Harz und Faserverstärkung über dem Rahmen-Umfang führen.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt nun zunächst die Aufgabe zugrunde, ein Halbfabrikät bestehend aus einem Trägermaterial, das mit einem gegebenenfalls als Lösung vorliegenden Kunstharzgemisch imprägniert und/oder beschichtet wird, anzugeben, welches bei der Erzeugung von Gegenständen, die man in einer Form bei erhöhter Temperatur herstellt, mit dem Zwecke einsetzt, eine möglichst optimale Verteilung des Materials in der Form zu erzielen.
Diese Aufgabe wird in dem erf induπgsgemäßen Verfahren zur. Herstellung eines Halbfabrikates gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das zur Imprägnierung und/oder Beschichtung dienende Kunstharzgemisch ein bei erhöhter Temperatur aktivierbares Treibmittel enthält und daß das Kunstharzgemisch an dem oder im Trägermaterial bei und/oder nach der Imprägnierung oder Besenichtung erwärmt wird, ohne daß dadurch das Kunstharzgemisch durch Aktivierung des Treibmittels aufschäumt. Dabei erfolgt eine Erwärmung vorteilhaft auf Temperaturen, die niedriger als die Temperaturen sind bei der die Halbwertzeit des Treibmittels 0,1 h beträgt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die genannte Erwärmung jedoch auf Temperaturen, die niedriger als die Temperatur sind, bei der die Halbwertszeit 0,5 h beträgt.
Nach anderen vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die genannte Erwärmung zumindest der größte Teil des im Kunstharzgemiseh enthaltenen Lösungsmittels ausgetrieben und/oder es wird durch sie zunächst - gegebenenfalls zwecks Erleichterung der Imprägnierung und/oder Beschichtung - die Viskosität des Kunstharzgemisches erniedrigt und gegebenenfalls dann nach erfolgter Imprägnierung und/oderBeschichtung durch eine Vorreaktion des Kunstharzgemisches dessen Viskosität erhöht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man als Trägermaterial in an sich bekannter Weise ein faseriges flächiges Material, wie ein Fasergewebe, ein Fasergelege, ein Faservlies und/oder längs einer Fläche, angeordnete parallele Faserrovings ein, die man mit dem Kunstharzgemisch imprägniert.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erf indungsgemäßen Verfahrens setzt man als Trägermaterial einen weitgehendkompakten Körper ein, der zumindest über einen Teil seiner Oberfläche mit dem Kunstharzgemisch beschichtet wird, das eine feste, aufschäumbare und gegebenenfalls als Bindemittelschicht dienende Schicht bildet.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Verwendung der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Halbfabrikate bei einer durch Aushärten in einer Form erfolgenden Herstellung eines Körpers anzugeben, der mechanisch tragende Oberflächenschichten und im Inneren einen Hohlraum oder einen bleibenden Kern geringeren spezifischen Gewichts als die mechanisch tragenden Oberflächenschichten aufweist.
Diese Aufgabe wird in der erfindungsgemäßen Verwendung gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist daß innerhalb der Form zwischen einem den späteren Hohlraum erzeugenden temporären Kern oder dem bleibenden Kern und der Forminnenfläche - zumindest über einen Teil der Forminnenfläche - das Halbfabrikat angebracht wird, daß die in die Form eingebrachten Materialien darauf erhitzt werden, so daß das Halbfabrikat-Material aufschäumt und dadurch der zwischen dem Kern und der Forminnenfläche noch verbleibende freie Raum ausgefüllt wird und das Kunstharzgemisch des Halbfabrikats schließlich aushärtet.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verwendung wird zwischen den Haibfabrikat-Lagen und der Forminnenfläche eine nicht schäumbare Deckschicht oder -lage angebracht, gegen die das Halbfabrikat-Material anschäumt und sie dabei gegen die Forminnenflache drückt und daß das aufgeschäumte Halbfabrikat-Material sich während des Aushärtens mit der Deckschicht oder -lage verbindet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verwendung schäumt das Halbfabrikat-Material an den bleibenden Kern an und verbindet sich mit diesem während des Aushärtens.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt für die Herstellung eines Tennisschläger-Rahmens unter Verwendung eines aufschäumbaren Prepregs für eine charakteristische Herstellungsphase einen schematischen Teilschnitt der verwendeten Form bzw. einen Querschnitt des herzustellenden Tennisschläger-Rahmens.
In Fig. 2 ist für die Herstellung eines Surfbrettes unter Verwendung eines aufschäumbaren Prepregs ein schematischer Querschnitt durch die beim Verfahren benutzte Form bzw. die Anordnung der in der Form eingebrachten Materialien gezeigt.
Fig. 3 zeigt für die Herstellung eines Skis, bei dem ein aufschäumbarer Prepreg eingesetzt wird, den Skiaufbau innerhalb einer Preßform schematisch im Querschnitt.
In Fig. 4 ist in analoger Darstellung wie in Fig. 3 die Preßform und der Skiaufbau im Querschnitt gezeigt, wobei mit einer aufschäumbaren Kunstharzschicht beschichtete Ski-Seitenwangen zum Einsatz gelangen.
Einige Wege zur Ausführung der Erfindung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren, die im Zusammenhang von mehreren Beispielen einige vorteilhafte Wege zur Ausführung der Erfindung illustrieren, näher erläutert.
Beispiel 1 :
Für die Herstellung eines Halbfabrikates in Form eines Prepregs wird ein Epoxydharzgemisch verwendet, das aus einem Epoxydharz mit einem latenten Härter besteht, wie es üblicherweise zur Herstellung von Prepregs für Aushärtetemperaturen zwischen etwa
120 und 150°C eingesetzt wird. Diesem Epoxydharzgemisch werden dann 3 Gew.% Azobisisobutyronitril als Treibmittel, das bei einer Temperatur von 102°C eine Halbwertszeit von 0,1 h hat, und 1 Gew.% eines nichtioπogenen Netzmittels zugesetzt und durch intensives Rühren im Harzgemisch fein dispergiert. Diese
Mischung wird dann auf die für die spätere Verarbeitung als
Imprägnier- bzw. Beschichtungslösung erforderliche Viskosität mit Aceton verdünnt.
In einer Imprägniermasch ine wird nun ein Glasfasergewebe in Bahnenform mit einem Flächengewicht von 280 g/m2 mit der genannten Imprägnier lösung getränkt und der Imprägniermittelauftrag mittels Abquetschwalzen eingestellt. Nach Abdampfen des Acetons in einer Trockenzone, die während einer Verweilzeit von ca. 8 min bei Temperaturen von 55-70°C erfolgt, erhält man ein grifftrockenes bzw. leicht klebriges, einen Harzgehalt von ca. 40% aufweisendes Prepreg, das mit einem Trennpapier als Zwischenlage aufgerollt wird.
Für die Herstellung eines Tennisschlägers werden nun, neben dem vorstehend beschriebenen treibmittelhaltigen Prepreg, ein treibmittelfreies Prepreg eingesetzt, welches - analog wie vorste- hend beschrieben - durch Imprägnieren eines Glasfasergewebes mit einem nun aber treibmittelfreien Epoxydharzhärtergemisch hergestellt wurde. Bei der Herstellung eines TennisschlägerKörpers werden Zuschnitte aus dem treibmittelfreien Prepreg und solche aus aus dem treibmittelhaltigen Prepreg bzw. andere zum Aufbau des Tennisschlägers vorgesehene faserverstärkte aushärtbare Kunststoffstücke an- bzw. übereinandergelegt. Dieses Gelege wird dann um einen Schlauch gewickelt, so daß die treibmittelfreien Prepregs außen zu liegen kommen, und das Ganze dann - wie bereits eingangs der Beschreibung erwähnt - in eine beheizte Form eingebracht und die in die Form eingebrachten Materialien auf eine Temperatur von etwa 140°C gebracht. Dabei wird das Treibmittel aktiviert und schäumt die in der Form eingesetzten treibmittelhaltigen Prepregs auf das mehrfache ihres ursprünglichen Volumens auf.
Fig. 1 zeigt für diese Phase des Herstellungsverfahrens in die verwendete Form mit den Formhälften 1 und 2 und den herzustellenden Tennisschäger-Rahmen mit dem äußeren Bereich 3. welcher von den treibmittelfreien Prepregs eingenommen wird, den Bereichen 4 mit den aufgeschäumten treibmittelhaltigen Prepregs, sowie den aufgeblasenen Schlauch 5. Der im Schlauch 5 herrschende Druck preßt die Schlauchwand und damit die Prepregs der Bereiche 3 und 4 in Richtung auf die Forminnenf lache 6. Die Wirkung dieses Druckes wird in den Umfangszonen 7 und 8 durch den Druck des in den Prepregs des Bereiches 4 aufschäumenden Treibmittels noch verstärkt und bewirkt, daß insbesondere in dem Bereich der Rippen 9 - die Prepregs des Bereiches 3 mit ausreichendem Druck gegen die Forminnenfläche 5 gepreßt werden.
In einer vorteilhaften Variante dieses anhand von Fig. 1 beschriebenen Bespiels gelangt ein Prepreg zur Verwendung, das auf Basis eines lösungsmittelfreien Epoxydharzgemisches hergestellt wird wie man es üblicherweise bereits auch heute schon zum Herstellen von Prepregs einsetzt, in denen das faserige Trägermaterial von längs einer Fläche angeordneten parallelen Faserrovings gebildet wird. In diesem Epoxydharzgemisch, das aus einem Epoxydharz und einem latenten Härter besteht, bei Raumtemperatur eine Viskosität von etwa 15.000 mPa.s hat und bei Temperaturen zwischen ca. 120 und 150°C gut aushärtbar ist, werden nun - analog wie nach der ersten Variante dieses Beispiels 1 - 3 Gew.% Azobisisobutyronitril als Treibmittel, das bei einer Temperatur von 102°C eine. Halbwertzeit von 0,1 h hat, und 1 Gew.% eines nicht ionogenen Netzmittels fein dispergiert.
In einer als sogenannte Tape-Maschine ausgebildeten Imprägniermaschine wird das so hergestellte treibmittelhaltige Epoxydharzgemisch bei einer Temperatur von 60° C, bei der seine Vis¬kosität nunmehr ca. 700 mPa. S beträgt, mittels einer beheizbaren Rakeleinrichtung in Form eines Filmes einer Dicke von 0,25 mm gleichmäßig auf eine kontinuierliche zugeführte bandförmige Trennfolie aufgetragen. In diesen dünnen, flüssigen Harzfilm werden nun von einem Spulengatter abgezogene Glasfaserrcvings parallel nebeneinander laufend in den Harzfilm eingelegt. Das Flächengewicht dieser parallel zulaufenden Rovings beträgt dabei 360 g/m2 .
Das Ganze wird dann beim Durchlauf durch eine Heizzone mit einer Verweildauer in dieser Zone von ca. 6 min auf Temperaturen zwischen 55-70°C gebracht bzw. gehalten. Dabei erfolgt zunächst eine weitere Reduzierung der Viskosität des Epoxydharzgemisches bei der die Rovings mit dem Harzgemisch gut durchtränkt werden und anschließend eine Vorreaktion des Harzgemisches mit einer damit verbundenen Viskositätserhöhung. Nach Abkühlung beim Durchlaufen einer Kühlzone erhält man schließlich ein auf der bandförmigen Trennfolie aufliegendes, leicht klebriges, sogenanntes unidirektionales Prepreg (UD-Prepreg). das einen Harzgehalt von 40 Gew.% aufweist und das mit der bandförmigen Trennfolie als Zwisehenlagenmaterial aufgerollt wird. Für die Herstellung eines Tennisschläger-Rahmens werden nun, neben dem vorstehend beschriebenen treibmittelhaltigen UD-Prepreg, ein UD-Prepreg eingesetzt, das kein Treibmittel enthält und das - analog wie das treibmittelhaltige UD-Prepreg - jedoch unter Verwendung des treibmittelfreien Epoxydharzgemisches hergestellt wird.
Die Herstellung des Tennisschläger-Rahmens erfolgt dann auf gleiche Weise wie anhand von Fig. 1 beschrieben.
Beispiel 2: Dieses Beispiel, das die Verwendung von treibmittelhaltigen Prepregs bei der Herstellung eines Surfbrettes betrifft, sei nun anhand von Fig. 2 erläutert, welches die bei diesem Verfahren benutzte Form mit den Formhälften 10 und 11 sowie die Anordnung der in die Form eingebrachten Materialien zeigt.
Für die Herstellung des Surfbrettes werden zunächst - bei abgehobener oberer Formhälfte 11 - treibmittelfreie EpoxydharzGlasfasergewebe-Prepregs, so wie sie auch gemäß Beispiel 1 eingesetzt wurden, in die untere Formhälfte 10 zur Bildung einer Schicht 12 eingesetzt, die über den Rand der Forminnenfläche der unteren Formhälfte 10 bei 13 krempenförmig übersteht. Danach wird ein Leichtbaukern 14 aus Polyurethanschaum, der - etwas verkleinert - bereits in etwa die endgültige Raumform des herzustellenden Surfbrettes aufweist, mit treibmittelhaltigen Epoxydharz-Glasfasergewebe-Prepregs. so wie sie auch in Beispiel 1 eingesetzt wurden, zur Bildung einer aufschäumbaren Schicht bewickelt und der so bewickelte Kern 14 auf die Schicht 12 in die untere Formhälfte 10 eingesetzt. Auf diesen bewickelten Kern 14 werden nun dieselben treibmittelfreien Prepregs. wie sie zur Bildung der Schicht 12 verwendet wurden, in einer weiteren Schicht 15 aufgebracht, die an ihrem Rand bei 13 ebenfalls krempenförmig übersteht. Anschließend wird die Form durch Aufsetzen der oberen Formhälfte 11 geschlossen. In den beheizten Formhälften werden nun die in der Form eingesetzten Materialien auf eine Temperatur von 120°C aufgeheizt, wobei die in den eingesetzten Prepregs enthaltenen Epoxydharze verfließen und die treibmittelhaltigen Prepregs aufschäumen, wobei diese das Material der Schichten 12 und 15 gegen dieForminnenfläche 16 pressen. Das Material 17 der aufschäumenden Prepregs füllt dabei die im Formraum zwischen dem Kern 14 und der Schicht 15 noch bestehenden Hohlräume vollständig aus und kompensiert dabei gegebenenfalls bestehende geringe Abweichungen von der idealen Raumform des eingesetzten Leichtbau-Kerns 14. Fig. 2 zeigt diese Phase des Verfahrensablaufes. Das Epoxydharz der eingesetzten Prepregs härtet dann bei der Temperatur von 120°C während etwa 30 min aus, wobei alle in dem Form¬raum eingesetzten Materialkomponenten miteinander verkleben bzw. sich innig verbinden. Der im wesentlichen fertige Surfbrett-Rohling wird dann aus der Form ausgebracht und die bei 13 überstehenden und ausgehärteten Schichten 12 bzw. 15 durch mechanische Bearbeitung abgetragen.
Beispiel 3 : Eine andere vorteilhafte Verwendung eines treibmittelhältigen Epoxydharz-Grasfasergewebe-Prepregs, die bei der Herstellung eines Skis realisiert wird, sei nun anhand von Fig. 3 beschrieben.
Bei einem üblichen Ski-Herstellungsverfahren werden die einzelnen Skibauteile in einer Preßform unter Druck und bei erhöhter Temperatur miteinander verbunden bzw. miteinander verklebt. Fig. 3 zeigt nun, wenn man von den zur Ausbildung der Skienden dienenden speziellen Bauteilen absieht, den in der Preßform aufgenommen Skiaufbau.
Bei diesem Herstellungsverfahren werden nun zwischen den beiden Formhälften der Preßform auf eine mit Stahlkanten 20 eingefaßte Skilauffläche 21, jeweils unter Zwischenschaltung einer Bindemittelschicht, ein als Zwischenlage dienendes Epoxydharz- Glasfaserrovinglaminat 22, ein als mechanischer Untergurt dienendes Epoxydharz-Glasfaserrovinglaminat 23 und ein Holzkern 24 aufeinandergestapelt. Über den Holzkern werden dann Lagen 25 eines treibmittelhaltigen Epoxydharz-GlasfasergewebePrepregs, einer Art wie sie auch gemäß Beispiel 1 verwendet wurden, gelegt, so daß sie auch die Seitenflächen des Holzkerns 24 bedecken. Eine schalenförmige Außenhülle 26, die in einem getrennten Verfahren geformt wurde, wird nun über die Prepreglagen 25 gestülpt und die Form durch Aufbringen der oberen Formhälfte 19 geschlossen. Die eingesetzte schalenförmige
Außenhülle wird in einem separaten Herstellungsverfahrenhergestellt und besteht z.B. an ihrer Innenseite aus einem
Epoxydhärz-Glasgewebelaminat, das an der später nach außen zu liegen kommenden Seite mit einer dekorativen verschleißfestenOberflachenschicht wie einer ABS-Schicht verbunden ist.
Der Skiaufbau wird dann in der Preßform unter Druck während 20 min auf einer Temperatur von etwa 125°C gehalten. Dabei schäumen die treibmittelhaltigen Prepreg-Lagen 25 auf und füllen den Raum zwischen dem Holzkern 24 und der schalenförmigen Außenhülle 26. vollständig aus. In der weiteren Folge des Preßzyklus werden unter Aushärtung des Bindemittels bzw. der aufgeschäumten Prepreg-Lagen 25 die in der Preßform eingesetzten Ski.bauteile innig miteinander verbunden und der fertige Ski-Rohling schließlich der Preßform entnommen.
Beispiel 4:
In diesem Beispiel wird ein Halbfabrikat gemäß der Erfindung beschrieben, das aus einem plattenförmigen Körper besteht, der an einer Seite mit einem treibmittelhaltigen Epoxydharz-Härtergemisch beschichtet ist. Dazu werden Phenolschichtpreßstoffplatten einseitig geschliffen und mit dem im Beispiel 1 beschriebenen treibmittelhaltigen Harzgemisch mit einem Festharzauftrag vo.n 100 g/m2 beschichtet, das anschließend bei 65°C getrocknet wird und nach dem Abkühlen eine grifftrockene Bindemittel schicht bildet. Aus diesen beschichteten Platten werden nun in an sich bekannter Weise durch Zuschneiden bzw. Fräsen Skiseitenwangen hergestellt, die - wie nachstehend beschrieben - be i der Herstellung eines Skis verwendet werden.
Ein in einer Preßform aufgenommener Ski-Aufbau, der die vorstehend beschriebenen Skiseitenwangen enthält, sei nun anhand der schematischen Querschnittsdarstellung von Fig. 4 beschrieben. Dieser Skiaufbau enthält - zunächst so wie gemäß Beispiel 3 - unter Zwischenschaltung von Bindemittelschichten die von den Stahlkanteh 20 eingefaßte Skilauffläche 21, die beiden. Epoxydharz-Glasfaserrovinglaminate 22, 23 und den Holzkern 24. Zu beiden Seiten des Hol'zkerns 24. werden nun die Seitenwangen 27. mit der treibmittelhaltigen Bindemittelschicht 28 nach innen eingesetzt und der Holzkern 24 und die beiden Seitenlangen 27 mit einem. Oberflächenlaminat, das aus einem den mechanischen Obergurt des Skis bildenden Epoxydharz-Glasfaserroving laminat 29 und einer dekorativen Oberfläche 30 aus ABS besteht, abgedeckt.
Der Skiaufbau wird dann in der beheizten Preßform während 2.0 min auf einer Temperatur von 125°C gehalten. Dabei erfolgt zunächst ein Aufschäumen der Bindemittelschicht 28, wodurch zwischen dem Holzkern 24 und den beiden Seitenwangen 27 ein für eine Verklebung ausreichender Druck erzeugt wird, der bei Einsatz eines nicht schäumenden, üblichen Bindemittels nicht in diesem Ausmaß zu erreichen ist. Nach Aushärtung der Bindemittelschiehten während des restlichen Preßzyklus wird der nun im wesentlichen fertige Ski-Rohling der Preßform entnommen.
Gewerbliche Verwertbarkeit
Mit Hilfe der erf indungsgemäßen hergestellten treibmittelhaltigen Kunststoffhalb abrikate können auf einfache Weise Kunststoffverbundkörper der verschiedensten Art, wie Tennisschläger. Surfbretter, Skier und dgl. mit hoher Qualität hergestellt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Herstellen eines Halbfabrikats bestehend aus einem Trägermaterial, das mit einem gegebenenfalls lösungsmittelhaltigen, aushärtbaren Kunstharzgemisches imprägniert und/oder beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Imprägnierung und/oder Beschichtung dienende Kunstharzgemisch ein bei erhöhter Temperatur aktivierbares Treibmittel enthält und daß das Kunstharzgemisch an dem oder im Trägermaterial bei und/oder nach der Imprägnierung und/oder Beschichtung erwärmt wird, ohne daß dadurch das Kunstharzgemisch durch Aktivierung des Treibmittels aufschäumt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Erwärmung auf Temperaturen erfolgt, die niedriger als die
Temperatur sind, bei der die Halbwertszeit des Treibmittels 0,1 h beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung auf Temperaturen erfolgt, die niedriger als die Temperatur sind, bei der die Halbwertszeit des Treibmittels 0,5 h beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß durch die Erwärmung zumindest der größte Teil des im Kunstharzgemisch enthaltenen Lösungsmittels ausgetrieben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Erwärmung zunächst gegebenenfalls zwecks Erleichterung der Imprägnierung und/oder Beschichtung die Viskosität des Kunstharzgemisches erniedrigt und daß gegebenenfalls dann nach erfolgter Imprägnierung und/ oder Beschichtung durch eine Vorreaktion des Kunstharzgemrisches dessen Viskosität erhöht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trägermaterial in an sich bekannter Weise ein faseriges flächiges Material, wie ein Fasergewebe, ein Fasergelege, ein Faservlies und/oder längs einer Fläche angeordnete parallele Faserrovings einsetzt, das bzw. die man mit dem Kunstharzgemisch imprägniert.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trägermaterial einen weitgehend kompakten Körper einsetzt, der zumindest über einen Teil seiner Oberfläche mit dem Kunstharzgemisch beschichtet wird, das eine feste, gegebenenfalls als Bindemittelschicht dienende Schicht, bildet.
8. Verwendung eines nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellten Halbfabrikates bei einer durch Aushärten in einer Form erfolgenden Herstellung eines Körpers, der mechanisch tragende Oberflächenschichten und im Inneren einen Hohlraum oder einen Kern geringeren spezifischen Gewichts als diese mechanisch tragenden Oberflächenschichten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Form zwischen einem den späteren Hohlraum erzeugenden temporären Kern oder dem bleibenden Kern und der Forminnenfläche - zumindest über einen Teil der Forminnenfläche - das Halbfabrikat angebracht wird, daß die in die Form eingebrachten Materialien darauf erhitzt werden, so daß das Halbfabrikat-Material aufschäumt und dadurch der zwischen dem Kern und der Forminnenfläche noch verbleibenden freien Raum ausgefüllt wird und daß das Kunstharzgemisch des Halbfabrikates schließlich aushärtet.
9. Verwendung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Halbfabrikat-Lagen und der Forminnenfläche eine nicht schäumbare Deckschicht oder -lage angebracht wird, gegen die das Halbfabrikat-Material anschäumt und sie dabei gegen die Forminnenfläche drückt und daß das aufge schäumte Halbfabrikat-Material sich während des Aushärtens mit der Deckschicht oder -lage verbindet.
10. Verwendung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbfabrikat-Material an den bleibenden Kern anschäumt und sich während des Aushärtens mit diesem verbindet.
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