WO1996022188A1 - Laminatbauteil mit anderer elastizität in den randzonen - Google Patents

Laminatbauteil mit anderer elastizität in den randzonen Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a laminate component which essentially consists of a synthetic resin matrix reinforced with highly elastic fibers.
  • Laminates of this type are produced by pressing a number of prepregs which are produced by impregnating reinforcing fibers with the corresponding synthetic resins. These laminates are used, among other things, to produce components for the interior design of means of transport and for mechanical engineering. A number of requirements such as high dynamic, mechanical properties and high temperature and chemical resistance are now placed on these laminates. Furthermore, the laminates are subjected to high demands with regard to fire behavior, particularly when used as components in the interior of vehicles.
  • the object of the invention is therefore to specify a laminate component which has a different elasticity over the component surface, so that at the edge zones there is sufficient elasticity for problem-free fastening and elasticity values in the component center, which nevertheless have sufficient mechanical strength Ensure laminate component.
  • the laminate component according to the invention solved which essentially consists of a synthetic resin matrix reinforced with highly elastic fibers and which a) a laminate area with a flexural modulus of elasticity of 10,000 - 40,000 MPa can be produced from several superimposed and heat-pressed and thereby hardened synthetic resin fiber prepregs, b) on at least two mutually opposite edges of the laminate area arranged terminal strips made of soft elastic material, which are connected flatly to the corresponding edges of the laminate area and c) optionally contain a decorative cover layer on one side of the laminate.
  • the laminate component according to the invention also has the advantage that the edge of the laminate area is designed so as to be stepped.
  • the soft elastic material of the edge areas consists of flame-retardant rubber and that it can be used in the production of the laminate component in the uncrosslinked state.
  • the crosslinking takes place during the hot pressing of the synthetic fiber prepregs, whereby the soft elastic material is connected to them at the same time.
  • the laminate component according to the invention also has an artificial resin matrix made of a thermosetting synthetic resin - preferably a phenolic resin - and contains i essential glass fibers as highly elastic fibers.
  • Another advantage of the invention is that the synthetic resin of the matrix is modified such that the laminate component has improved fire behavior.
  • the laminate component 1 according to the invention can be seen from the figure. This has the laminate areas 3 and 4 as well as the connection strips 5 or 5 'and 6 and 6' which abut the opposite edges of these laminate areas.
  • the decorative cover layer 2 consisting of a thin laminate layer 7 and a polyvinyl fluoride layer 8 is shown on at least one laminate side.
  • the laminate component according to the description of the figures can be produced, for example, by the following method steps:
  • the highly elastic fibers can be used, for example, in the form of glass fabrics, which are subsequently impregnated with a phenolic resin solution by dip impregnation. A resin content of 25-60%, preferably 35-50%, should be achieved.
  • the impregnated glass fabrics are then heat-treated, as a result of which the solvent used is evaporated and the synthetic resin is converted into the B state. This process step provides synthetic fiber prepregs.
  • the synthetic resin fiber prepregs produced in process step 1 are now cut in several layers in such a way that the central laminate area 3, 4 according to the figure is formed, which is stepped towards its edge area.
  • Process step 3 The layers of fiber prepregs cut in process step 2 are sized on at least two sides with unvulcanized, soft-elastic materials such as flame-retardant rubber or polyurethane foils. These soft elastic mate Materials can contain flame-retardant and / or smoke-inhibiting additives.
  • the layers on the soft-elastic material 6, 6 ' have a width of, for example, 3 cm, while the layers 5, 5' to form a connection to the edge area of the laminate 4 Have width of 5 cm, for example.
  • a cover layer 2 is further sized, which consists, for example, of a printed polyvinyl fluoride film 8 and a thin laminate layer 7.
  • Process step 4 The stack formed in process step 3 is subsequently pressed in a pressing process known per se at a temperature of up to 140 ° C. and a pressure of 10 bar.
  • the soft, elastic material of the terminal strips 5, 5 * and 6, 6 'crosslinks, while the resin in the B state of the laminate area 3, 4 and the fiber prepreg 7 which may be used in the cover layer 2 are converted into the C state.
  • the laminate component according to the invention can be used for the interior design of means of transport. It shows an improved fire and / or smoke development behavior compared to known laminates, which (s) are caused in particular by the use of the flame-retardant, modified synthetic resin of the synthetic resin matrix and the flame-retardant soft-elastic material in the peripheral zones.

Abstract

Es wird ein Laminatbauteil (1) angegeben, das im wesentlichen aus einer mit hochelastischen Fasern verstärkten Kunstharzmatrix besteht, welches a) einen Laminatbereich mit einem Biege-E-Modul von 10000 - 40000 MPa, herstellbar aus mehreren übereinander angeordneten und miteinander heißverpreßten und dabei ausgehärteten Kunstharz-Faserprepregs (3, 4), b) an zumindestens zwei einander gegenüberliegenden Rändern des Laminatbereiches angeordnete Anschlußleisten aus weichelastischem Material (5, 6), die mit den entsprechenden Rändern des Laminatbereiches flächig verbunden sind, und c) gegebenenfalls an einer Laminatseite eine dekorative Deckschicht (2) enthält.

Description

LAMINATBAUTEIL MIT ANDERER ELASTIZITÄT IN DEN RANDZONEN
Die Erfindung betrifft ein Laminatbauteil, welches im wesent¬ lichen aus einer mit hochelastischen Fasern verstärkten Kunst¬ harzmatrix besteht.
Stand der Technik
Derartige Laminate werden durch Verpressen mehrerer Prepregs, welche durch Tränken von Verstärkungsfasern mit den entspre¬ chenden Kunstharzen hergestellt werden, erzeugt. Aus diesen Laminaten werden unter anderem Bauteile für die Innenaus- gestaltung von Verkehrsmitteln sowie für den Maschinenbau hergestellt. An diese Laminate werden nun eine Reihe von Anforderungen wie hohe dynamische, mechanische Eigenschaften sowie hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit gestellt. Ferner werden an die Laminate insbesondere bei deren Einsatz als Bauteile bei der Innenausstattung von Verkehrsmitteln hohe An¬ forderungen hinsichtlich des Brandverhaltens gestellt.
Obzwar diese eingangs erwähnten Laminate hohe dynamische, mecha¬ nische Eigenschaften aufweisen, hat es sich gezeigt, daß bei deren Weiterverarbeitung insbesondere an den Randzonen Span¬ nungskräfte auftreten können, welche die weitere Verwendung, insbesondere bei deren Befestigung als Bauteil, erheblich er¬ schweren.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Laminatbauteil anzuge¬ ben, welches über die Bauteilfläche eine unterschiedliche Elastizität aufweist, sodaß an den Randzonen eine genügend hohe Elastizität für eine problemlose Befestigung und in der Bauteil¬ mitte Elastizitätswerte aufweist, die dennoch eine ausreichende mechanische Festigkeit des Laminatbauteiles gewährleisten.
Darstellung der Erfindung
Diese Aufgabe wird anhand des erfindungsgemäßen Laminatbauteils gelöst, welches im wesentlichen aus einer mit hochelastische Fasern verstärkten Kunstharzmatrix besteht und welches a) eine Laminatbereich mit einem Biege-E-Modul von 10000 - 40000 MPa herstellbar aus mehreren übereinander angeordneten und mitei nander heißverpreßten und dabei ausgehärteten Kunstharz-Faser prepregs, b) an zumindestens zwei einander gegenüberliegende Rändern des Laminatbereiches angeordnete Anschlußleisten au weichelastischem Material, die mit den entsprechenden Ränder des Laminatbereiches flächig verbunden sind und c) gegebe nenfalls an einer Laminatseite eine dekorative Deckschich enthält.
Das erfindungsgemäße Laminatbauteil weist ferner den Vortei auf, daß der Rand des Laminatbereichs zu den Anschlußleiste abgestuft ausgeführt ist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen biegbaren Laminatbau teils besteht darin, daß das weichelastische Material der Rand bereiche aus flammgeschütztem Kautschuk besteht und daß es be der Herstellung des Laminatbauteils im unvernetzten Zustan einsetzbar ist. Die Vernetzung erfolgt bei der Heißverpressun der Kunstharz-Faserprepregs, wobei das weichelastische Materia gleichzeitig mit diesen verbunden wird.
Das erfindungsgemäße Laminatbauteil weist ferner eine Kunst harzmatrix aus einem duromeren Kunstharz - vorzugsweise ei Phenolharz - auf und enthält als hochelastische Fasern i wesentlichen Glasfasern.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Kunstharz der Matrix derart modifiziert ist, sodaß das Laminat¬ bauteil ein verbessertes Brandverhalten aufweist.
Figurenbeschreibung im Zusammenhang mit einem Weg zur Ausführung der Erfindung
Die Erfindung wird anhand der Figurenbeschreibung sowie eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Aus der Figur ist das erfindungsgemäße Laminatbauteil 1 er¬ sichtlich. Dieses weist die Laminatbereiche 3 und 4 sowie die an den gegenüberliegenden Rändern dieser Laminatbereiche anliegen¬ den Anschlußleisten 5 bzw. 5' sowie 6 und 6' auf. An zumindestens einer Laminatseite ist die dekorative Deckschicht 2 bestehend aus einer dünnen Laminatschicht 7 und einer Polyvinyl- fluoridschicht 8 angeführt.
Das erfindungsgemäße Laminatbauteil gemäß Figurenbeschreibung kann beispielsweise durch die folgenden Verfahrensschritte hergestellt werden:
Verfahrensschritt 1:
Die hochelastischen Fasern können beispielsweise in Form von Glasgeweben eingesetzt werden, welche in der Folge durch Tauchimprägnierung mit einer Phenolharzlösung imprägniert werden. Dabei soll ein Harzgehalt von 25 - 60%, vorzugsweise von 35 bis 50%, erzielt werden. Anschließend werden die imprägnier¬ ten Glasgewebe hitzebehandelt, wodurch das eingesetzte Lösungs¬ mittel abgedampft und das Kunstharz in den B-Zustand übergeführt wird. Durch diesen Verfahrensschritt werden Kunstharz-Faser- prepregs bereitgestellt.
Verfahrensschritt 2:
Die im Verfahrensschritt 1 hergestellten Kunstharz-Faserprepregs werden nun in mehreren Lagen derart zugeschnitten, daß der zen¬ trale Laminatbereich 3, 4 gemäß Figur gebildet wird, welcher zu seinem Randbereich hin abgestuft ist.
Verfahrensschritt 3: Die im Verfahrensschritt 2 zugeschnittenen Lagen von Faserpre¬ pregs werden an zumindestens zwei Seiten mit unvulkanisierten, weichelastischen Materialien wie flammgeschütztem Kautschuk oder Polyurethan-Folien verschlichtet. Diese weichelastischen Mate- rialien können flamm- und/oder rauchhemmende Zusatzstoffe ent¬ halten. Um eine Anschlußleiste an den zentralen Laminatbereich 3 zu bilden, weisen die Schichten am weichelastischen Material 6, 6' eine Breite von beispielsweise 3 cm auf, während die Schichten 5, 5', um einen Anschluß an den Randbereich des Laminats 4 zu bilden, eine Breite von beispielsweise 5 cm aufweisen. An die Außenseite dieses Stapels wird ferner eine Deckschicht 2 verschlichtet, welche beispielsweise aus einer bedruckten Polyvinylfluorid-Folie 8 und einer dünnen Laminat¬ schicht 7 besteht.
Verfahrensschritt 4: Der im Verfahrensschritt 3 gebildete Stapel wird in der Folge in einem an sich bekannten Preßvorgang bei einer Temperatur bis zu 140°C sowie einem Druck von 10 bar verpreßt. Dabei vernetzt das weichelastische Material der Anschlußleisten 5, 5* sowie 6, 6', während das im B-Zustand befindliche Harz des Laminatbereichs 3, 4 sowie das gegebenenfalls in der Deckschicht 2 eingesetzte Faserprepreg 7 in den C-Zustand übergeführt wird.
Gewerbliche Verwertbarkeit
Das erfindungsgemäße Laminatbauteil kann für die Innenraumaus¬ gestaltung von Verkehrsmitteln verwendet werden. Dabei zeigt es ein verbessertes Brand- und/oder Rauchentwicklungsverhalten gegenüber bekannten Laminaten, welche(s) insbesondere durch den Einsatz des schwer entflammbaren, modifizierten Kunstharzes der Kunstharzmatrix und des flammgeschützten weichelastischen Mate¬ rials in den Randzonen hervorgerufen werden (wird) .

Claims

Patentansprüche
1. Laminatbauteil bestehend im wesentlichen aus einer mit hochelastischen Fasern verstärkten Kunstharzmatrix, welches a) einen Laminatbereich mit einem Biege-E-Modul von 10000 - 40000 MPa, herstellbar aus mehreren übereinander angeordneten und miteinander heißverpreßten und dabei ausgehärtetem Kunstharz-Faserprepregs, b) an zumindestens zwei einander gegenüberliegenden
Rändern des Laminatbereiches angeordnete Anschlu߬ leisten aus weichelastischem Material, die mit den entsprechenden Rändern des Laminatbereiches flächig verbunden sind und c) gegebenenfalls an einer Laminatseite eine dekorative
Deckschicht enthält.
2. Laminatbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Laminatbereichs zu den Anschlußleisten abgestuft ausgeführt ist.
3. Laminatbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das weichelastische Material aus flammgeschütztem Kautschuk besteht.
4. Laminatbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des Laminatbauteils das weichelastische Material der Randbereiche im unver- netzten Zustand einsetzbar ist und bei der Heißverpressung der Kunstharz-Faserprepregs mit diesen verbunden wird, wobei es gleichzeitig vernetzt wird.
5. Laminatbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzmatrix aus einem duromeren Kunstharz, vorzugsweise Phenolharz, gebildet wird.
6. Laminatbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es in der Kunstharzmatrix ein modifi¬ ziertes Kunstharz aufweist.
7. Laminatbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurc gekennzeichnet, daß die hochelastischen Fasern i wesentlichen aus Glasfasern bestehen.
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