WO2008055460A2 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von prepregs - Google Patents

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WO2008055460A2
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heating table
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    • D04H13/00—Other non-woven fabrics

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing prepregs according to the features of the preamble of claims 1 and 16, respectively.
  • prepreg is known to mean a semifinished product or a precursor for the production of articles from a fiber composite material.
  • a prepreg consists of continuous fibers and an uncured thermoset or thermoplastic plastic matrix.
  • the continuous fibers may be unidirectionally aligned or present as tissue or scrim.
  • the plastic matrix is usually a mixture of a synthetic resin, a hardener and an accelerator.
  • special additives can be added to produce further desired properties of the prepreg.
  • synthetic resins include resins based on epoxy resin or vinyl ester resin.
  • the fibers are deposited in a desired manner on a support and then wetted with the plastic matrix.
  • chemical reaction of the hardener with the resin is prevented until the prepreg is to be used to make a final product.
  • the prepreg for example, for the production of a fiber composite end product several prepreg layers are stacked and then cut.
  • the curing process begins, eventually leading to the desired end product. If this heating is carried out in a press or in an autoclave, bubble-free end products can be produced with a very high fiber content and comparatively low plastic matrix content.
  • the fiber strand with the said plastic matrix ie the mixture of at least resin, hardener and accelerator must be wetted. It is important that the distribution of the plastic matrix takes place uniformly or all fibers of the fiber strand are impregnated by the plastic matrix. In addition, not too much plastic matrix may reach the fiber strand, since this would result in a lateral discharge of the excess liquid to an undesirably large extent.
  • the fiber strand during production of the prepreg strand is preferably to be covered on its underside and on its upper side with a covering material web.
  • the fibers of the upper and / or the lower fiber layer of the fiber strand are folded in an unwanted manner transverse to the longitudinal extent of the fiber strand.
  • fiber composite end product so folded fibers contribute little to the desired material properties, which is why such fiber folding should be avoided.
  • the invention is therefore based on the object to propose a method and an apparatus for the continuous production of prepregs, with which the technical problems described above can be mastered.
  • the fibers arrive in a desired orientation in a relevant manufacturing device and there with a bottom and an upper Abdeckmaterialbahn be that the not yet set plastic matrix in sufficient amount to all fibers of the fiber strand passes, that the extent of fiber breakage is minimized, and that a folding of the fibers is avoided transversely to the longitudinal extent of the fiber strand.
  • the invention is based on the finding that, when the fiber strand is brought together with a lower and / or upper plastic-material covering material web or another flexible fabric on a heating table with a convexly shaped surface, all of the stated requirements for producing an optimal prepreg can be met.
  • the invention is therefore based on the solution of the method-related object according to the features of the main claim of a method for the continuous production of prepregs, in which a fiber strand of at least parallel aligned fibers wetted with a not yet set plastic matrix and at its top and on its underside a cover sheet or coated paper, and in which the plastic matrix-impregnated fiber strand covered with this cover material is finally cut as a prepreg into predetermined lengths or rolled up into a roll.
  • the fiber strand is combined with the non-hardened plastic matrix and the two Abdeckmaterialbahnen on a convexly curved and heated heating table.
  • At least one of the two Abdeckmaterialbahnen prior to their contact with the fiber strand on the is coated to the fiber strand side facing the not yet set plastic matrix.
  • the method is preferably characterized in that the fiber strand covered by the covering material webs is heated on the heating table and subjected to a normal force resulting from the tensile force acting on the fiber strand and the covering material webs and from the curvature of the table surface such that the plastic matrix is exposed to the individual Fibers flows and wets them.
  • the two Abdeckmaterialbahnen are then merged with the fiber strand, when it is moved on the surface of the convexly curved heating table acts on this composite structure a comparatively small normal force component of that tensile force with which the fiber strand and the two Abdeckmaterialbahnen be pulled through the manufacturing device.
  • the supply of the plastic matrix takes place at least by means of at least one of the two Abdeckmaterialbahnen, which is occupied on its pointing to the fiber strand side with this viscous material. Due to the fact that the heating stage has an elevated temperature in comparison to the ambient temperature or to the temperature of the fibers and the plastic matrix, the plastic matrix in the region of the heating table is rendered thinner, so that it can impregnate the fibers deep into the fiber strand.
  • the lower Abdeckmaterialbahn on the surface of the heating table and the upper Abdeckmaterialbahn be performed around a Ablegrolle before these Abdeckmaterialbahnen get into contact with the fiber strand in the region of the heating table.
  • the top cover material web can easily be coated with the viscous plastic matrix on its underside located in front of the depositing roller.
  • the lower, also plastic matrix-coated Abdeckmaterialbahn can be performed even before their contact with the fibers of the fiber strand on an input side surface portion of the heating table on which the lower Abdeckmaterialbahn and the plastic matrix thereon are heated, whereby the viscosity of the plastic matrix for better penetration into the fiber strand increases early.
  • the Auflegkraft the bedroll is smaller than the normal force component of that tensile force with which the fiber strand together with the Covering material is pulled over the heating table. This design ensures that act on the provided with the Abdeckmaterialbahnen fiber strand only comparatively low contact forces, with the help of the still liquid plastic matrix is transported into the depth of the fiber strand.
  • the heating table is heated in such a way that it has at least three different heating zones. has.
  • the term heating zone refers here to those areas of the heating table, below or in which heating devices are arranged. Neighboring areas are also heated with, but this is not subject to targeted temperature control.
  • an input-side heating zone of the heating table has an average surface temperature between 80 0 C and 120 0 C, preferably between 9O 0 C and 110 0 C, that an average heating zone has an average surface temperature between 130 0 C and 170 0 C, preferably between 140 0 C and 160 0 C, and that an output-side heating zone of the heating table has an average surface temperature between 60 0 C and 90 ° C, preferably between 70 0 C and 90 0 C. It is very particularly preferred if the input-side heating zone of the heating table has an average surface temperature of 100 ° C., the middle heating zone has an average surface temperature of 150 ° C., and the output-side heating zone has an average surface temperature of 80 ° C.
  • the plastic matrix is influenced such that it has an average viscosity in the inlet-side heating zone, high viscosity in the middle heating zone and comparatively low viscosity in the outlet-side heating zone Has.
  • the wetting of all fibers of the fiber strand is achieved with the liquid plastic matrix and the output side of the heating table, the viscosity of the plastic matrix adjusted so that the then achieved ratio of fibers and plastic matrix does not change significantly.
  • a favorable fiber content in the later finished fiber composite end product of 50% to 60% can be achieved.
  • the covered by the Abdeckmaterialbahnen and resin matrix-penetrated fiber strand directly behind the heating table has an average temperature between 60 ° C to 90 ° C.
  • the surface of the heating table average temperature of 40 0 C to 90 0 C.
  • the covered by the Abdeckmaterialbahnen and resin matrix permeated fiber strand is guided in the transport direction behind the heating table on a cooling table and cooled there.
  • the covered by the Abdeckmaterialbahnen and resin matrix-penetrated fiber strand is cooled such that it has an average temperature between 15 ° C and 35 0 C in the transport direction behind the cooling table, which is initially sufficient to prevent hardening of the plastic matrix.
  • the covered by the Abdeckmaterialbahnen and resin matrix penetrated fiber strand is applied in the region of the outlet end of the heating table of at least one smoothing roller with a force which is smaller or equal is like the bearing force of the lay-up roll and smaller than the normal force component of the tensile force on the fiber strand covered by the covering material webs.
  • the fibers of the fiber strand may be unidirectionally oriented or arranged as a woven fabric or as a layer, without losing the advantages that can be achieved by the invention.
  • the lower Abdeckmaterialbahn preferably consists of a plastic film and the upper Abdeckmaterialbahn preferably from a coated paper material.
  • the invention also relates to a device with which the production method just described can be carried out.
  • the invention is in this respect from a device for producing prepregs from a fiber strand with at least parallel aligned fibers and with two plastic matrix-covering Abdeckmaterialbahnen.
  • This device is characterized according to the invention by: a heating table and a depositing roller for guiding and depositing an upper covering material web onto the fiber strand, a convexly curved heating table surface for guiding a lower covering material web and the fiber strand, and at least three heating zones on the heating table for heating the covering material webs, the plastic matrix and the fiber strand, wherein the curvature geometry of the surface of the heating table and the surface temperatures of the at least three heating zones are selected such that the normal force component of a tensile force acting on the fiber strand and the two Abdeckmaterialbahnen the liquid plastic matrix of at least one of the Abdeckmaterialbahnen leads to the surfaces of all fibers in the fiber strand.
  • the Ablegrolle is disposed above the first, input-side heating zone of the heating table.
  • this Ablegrolle serves to deflect the direction of movement of the upper Abdeckmaterialbahn.
  • a convexly curved portion of the heating table is present in front of the input side first heating zone, on the surface of the lower Abdeckmaterialbahn is feasible, which is indirectly heated by the first heating zone, and its temperature below the temperature of the first Heating zone remains.
  • the plastic matrix can be heated on the lower Abdeckmaterialbahn early and thus their viscosity can be increased.
  • the manufacturing device can be provided that in the region of the output end of the heating table at least one smoothing roller is arranged such that it can be pressed with a comparatively low smoothing on the top of the covered with the upper Abdeckmaterialbahn plastic matrix impregnated fiber strand.
  • a cooling table is arranged behind the heating table for cooling the plastic matrix-impregnated fiber strand covered with the covering material webs.
  • this device is preferably characterized in that, as seen in the transport direction in front of the lay-up roll or in front of the input-side section of the heating table, in each case a feed device for coating at least one of the covering material webs with a plastic matrix is arranged.
  • a manufacturing apparatus 1 according to the invention is shown schematically. With this manufacturing apparatus 1, a prepreg strand 11 can be produced in a continuous production process, which can either be wound into a roll or cut into pieces of the desired length.
  • the manufacturing apparatus 1 is supplied with a fiber strand 2 made of a plurality of synthetic fibers, which in the example chosen here are formed as glass fibers oriented parallel to one another.
  • the production device 1 is also supplied with an upper covering material web 3 and a lower covering material web 4, which are coated by means of feed devices 12, 13 with a still liquid plastic matrix 14.
  • the coating with the plastic matrix 14 takes place in such a way that that side of the two Abdeckmaterialbahnen 3, 4 is occupied, which later comes into contact with the fiber strand 2.
  • the merging of the fiber strand 2 and the two covered with the plastic matrix 14 Abdeckmaterialbahnen 3, 4 takes place on a convexly curved surface 15 of a heating table 6 in the region of a first heating zone S1 of three heating zones S1, S2 and S3 thereof.
  • These heating zones are equipped with an electric heater or hot water heater, not shown, which allow a comparatively accurate adjustment of the surface temperature of the hotplate surface 15 in the respective heating zones.
  • the upper covering material web 3 is guided over a depositing roll 5, so that the surface of the upper covering material web 3 coated with the plastic matrix 14 turns in the direction of the fiber strand 2.
  • the lower covering material web 4 is guided over an input-side section 16 of the heating table 6, which is formed axially in front of the first heating zone S1 and is only indirectly heated by the heating of the first heating zone S1.
  • the merging of the fiber strand 2 with the two Abdeckmaterialbahnen 3, 4 takes place as mentioned in the region of the first heating zone S1, in which the surface temperature of the heating table 6 is about 100 0 C.
  • the Ablegrolle 5 sets the upper Abdeckmaterialbahn 3 with a relatively low Ablegkraft F1, which has largely no pressing action on the underlying fiber strand 2.
  • the heated plastic matrix 14 penetrates the fiber strand 2, so that all its fibers are gently and comparatively slowly impregnated.
  • the fiber breakage to be recorded is advantageously small. Since all the fibers of the fiber strand 2 and the upper Abdeckmaterialbahn 3 and the lower Abdeckmaterialbahn 4 are pulled over the heating table 6 at the same speed, no or only a negligible relative speeds of these elements against each other, so that the above-explained fiber folding does not occur or only slightly ,
  • heating zones S1, S2, S3 enable a systematic temperature control, in particular of the plastic matrix 14, wherein initially a targeted increase in temperature and thus an increase in viscosity is carried out, which facilitates the wetting of the fibers of the fiber strand 2 with the plastic matrix 14. Then the temperature is reduced again.
  • the surface temperature of the hot stage 6 in the upstream heating zone S1 is about 100 0 C, in the then following second heating zone S2 about 150 0 C and in the third heating zone outlet side S3 about 8O 0 C.
  • the average temperature T5 of the film-covered and plastic matrix-impregnated fiber strand 2 in this embodiment is about 60 0 C.
  • this fiber strand 2 is pulled over the cooled surface of a cooling table 10, at the End of the fiber strand as now finished prepreg strand 11 has a mean temperature T6 of about 20 0 C.
  • the prepreg strand is cut into pieces of defined length or wound into a roll.
  • the Abdeckmaterialbahnen 3, 4 allow easy unwinding of the roll or a separation of stacked prepregs.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Prepregs (11), bei dem ein Faserstrang (2) aus zumindest parallel zueinander ausgerichteten Fasern mit einer noch nicht abgebundenen Kunststoffmatrix (14) benetzt sowie an seiner Oberseite und an seiner Unterseite mit einer Abdeckmaterialbahn (3, 4) abgedeckt wird, und bei dem der mit den Abdeckmaterialbahnen (3, 4) abgedeckte kunststoffmatriximprägnierte Faserstrang (2) schließlich als Prepreg (11) in vorbestimmte Längen abgeschnitten oder zu einer Rolle aufgerollt wird. Mit der Erfindung soll erreicht werden, dass die Fasern in gewünschter Ausrichtung in eine diesbezügliche Fertigungsvorrichtung (1) gelangen und dort mit der unteren und der oberen Abdeckmaterialbahn (3, 4) derart belegt werden, dass die flüssige Kunststoffmatrix in ausreichender Menge zu allen Fasern des Faserstranges (2) gelangt, dass der Umfang von Faserbruch minimiert und eine Faltung der Fasern quer zur Längserstreckung des Faserstranges (2) vermieden wird. Hierzu ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der Faserstrang (2) mit der nicht abgebundenen Kunststoffmatrix (14) und den beiden Abdeckmaterialbahnen (3, 4) auf einem konvex gekrümmten und beheizten Heiztisch (6) zusammengeführt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Prepregs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Prepregs gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs der Patentansprüche 1 beziehungsweise 16.
Unter dem Begriff Prepreg wird bekanntermaßen ein Halbzeug bzw. ein Vorprodukt zur Herstellung von Gegenständen aus einem Faserverbundmaterial verstanden. Ein Prepreg besteht aus Endlosfasern und einer ungehärteten duroplastischen oder thermoplastischen Kunststoffmatrix. Dabei können die Endlosfasern unidirektional ausgerichtet sein oder als Gewebe oder Gelege vorliegen. Bei der Kunststoffmatrix handelt es sich üblicherweise um eine Mischung aus einem Kunstharz, einem Härter sowie einem Beschleuniger. Des Weiteren können spezielle Zuschlagstoffe zur Erzeugung weiterer gewünschter Eigenschaften des Prepregs beigefügt werden. Als Kunstharze kommen beispielsweise Harze auf der Basis von Epoxidharz oder Vinylesterharz zur Anwendung.
Zur Herstellung von Prepregs werden die Fasern in gewünschter Weise auf einem Träger abgelegt und anschließend mit der Kunststoffmatrix benetzt. Durch Kühlen, bis zum Einfrieren, des Prepregs wird das chemische Reagieren des Härters mit dem Kunstharz so lange verhindert, bis das Prepreg zur Herstellung eines Endproduktes verwendet werden soll. So werden beispielsweise zur Herstellung eines Faserverbund-Endproduktes mehrere Prepreg-Lagen übereinander geschichtet und anschließend zugeschnitten. Durch ein dann folgendes Erwärmen dieses Werkstücks über die Reaktionstemperatur des Härters hinaus beginnt der Aushärtevorgang, der schließlich zu dem gewünschten Endprodukt führt. Sofern diese Erwärmung in einer Presse oder in einem Autoklaven durchgeführt wird, lassen sich luftblasenfreie Endprodukte mit sehr hohem Faseranteil und vergleichsweise geringem Kunststoffmatrixanteil herstellen. Um Prepregs in einem kontinuierlichen Herstellungsprozess erzeugen zu können, muss einer diesbezüglichen Fertigungsvorrichtung ein Strang aus den genannten Endlosfasern zugeführt werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die Fasern in der gewünschten räumlichen Orientierung verbleiben. Die Faserverteilung soll dabei also üblicherweise homogen sein. Zudem soll bei der Zuführung und Weiterverarbeitung des Faserstranges ein möglichst geringer Faserbruch eintreten.
Außerdem muss der Faserstrang mit der genannten Kunststoffmatrix, also der Mischung von zumindest Kunstharz, Härter und Beschleuniger, benetzt werden. Dabei ist es wichtig, dass die Verteilung der Kunststoffmatrix gleichmäßig erfolgt bzw. alle Fasern des Faserstranges von der Kunststoffmatrix imprägniert werden. Zudem darf nicht zuviel Kunststoffmatrix auf den Faserstrang gelangen, da dieses ein seitliches Ablaufes der überschüssigen Flüssigkeit in unerwünscht großem Umfang zur Folge hätte.
Sofern der erzeugte Prepreg-Strang in gewünschte Längsstücke geschnitten oder als eine Rolle aufgewickelt und anschließend zwischengelagert werden soll, ist der Faserstrang bei der Herstellung des Prepreg-Stranges bevorzugt an seiner Unterseite und an seiner Oberseite mit einer Abdeckmaterialbahn abzudecken. Beim Auflegen dieser Abdeckmaterialbahnen auf den Faserstrang kann es dazu kommen, dass die Fasern der oberen und/oder der unteren Faserlage des Faserstranges in nicht gewollter Weise quer zu Längserstreckung des Faserstranges gefaltet werden. In einen Faserverbund-Endprodukt tragen derart gefaltete Fasern nur wenig zu den gewünschten Materialeigenschaften bei, weshalb eine solche Faserfaltung vermieden werden soll.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Prepregs vorzuschlagen, mit denen die oben beschriebenen technischen Probleme gemeistert werden können. So soll insbesondere erreicht werden, dass die Fasern in einer gewünschten Ausrichtung in eine diesbezügliche Fertigungsvorrichtung gelangen und dort mit einer unteren und einer oberen Abdeckmaterialbahn belegt werden, dass die noch nicht abgebundene Kunststoffmatrix in ausreichender Menge zu allen Fasern des Faserstranges gelangt, dass der Umfang von Faserbruch minimiert wird, und dass eine Faltung der Fasern quer zur Längserstreckung des Faserstranges vermieden wird.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den zugeordneten Unteransprüchen entnehmbar.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Zusammenführen des Faserstranges mit einer unteren und/oder einer oberen kunststoffmat- rixbelegten Abdeckmaterialbahn oder einem anderen flexiblen Flächengebilde auf einem Heiztisch mit einer konvex geformten Oberfläche alle genannten Anforderungen für die Herstellung eines optimalen Prepregs erfüllbar sind.
Die Erfindung geht daher zur Lösung der verfahrensbezogenen Aufgabe gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs aus von einem Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Prepregs, bei dem ein Faserstrang aus zumindest parallel zueinander ausgerichteten Fasern mit einer noch nicht abgebundenen Kunststoffmatrix benetzt sowie an seiner Oberseite und an seiner Unterseite mit einer Abdeckfolie oder mit beschichtetem Papier abgedeckt wird, und bei dem der mit diesem Abdeckmaterial abgedeckte kunststoffmatriximprägnierte Faserstrang schließlich als Prepreg in vorbestimmte Längen abgeschnitten oder zu einer Rolle aufgerollt wird. Gemäß der Erfindung ist bei diesem Verfahren außerdem vorgesehen, dass der Faserstrang mit der nicht abgebundenen Kunststoff matrix und den beiden Abdeckmaterialbahnen auf einem konvex gekrümmten und beheizten Heiztisch zusammengeführt wird.
In Ausgestaltung dieses Verfahrens ist vorgesehen, dass zumindest eine der beiden Abdeckmaterialbahnen vor deren Kontakt mit dem Faserstrang auf der zu dem Faserstrang weisenden Seite mit der noch nicht abgebundenen Kunststoffmatrix beschichtet wird.
Außerdem ist das Verfahren bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Abdeckmaterialbahnen abgedeckte Faserstrang auf dem Heiztisch aufgeheizt sowie mit einer aus der auf den Faserstrang sowie die Abdeckmaterialbahnen wirkenden Zugkraft und aus der Krümmung der Tischoberfläche resultierenden Normalkraft derart beaufschlagt wird, dass die Kunststoffmatrix zu den einzelnen Fasern fließt und diese benetzt.
Dadurch, dass die beiden Abdeckmaterialbahnen dann mit dem Faserstrang zusammengeführt werden, wenn dieser auf der Oberfläche des konvex gekrümmten Heiztisches bewegt wird, wirkt auf diese Compositestruktur eine vergleichsweise kleine Normalkraftkomponente derjenigen Zugkraft, mit der der Faserstrang und die beiden Abdeckmaterialbahnen durch die Fertigungsvorrichtung gezogen werden. Die Zuführung der Kunststoffmatrix erfolgt zumindest mittels zumindest einer der beiden Abdeckmaterialbahnen, die auf ihrer zu dem Faserstrang weisenden Seite mit diesem dickflüssigen Werkstoff belegt ist. Dadurch, dass der Heiztisch eine im Vergleich zur Umgebungstemperatur bzw. zur Temperatur der Fasern und der Kunststoffmatrix erhöhte Temperatur aufweist, wird die Kunststoffmatrix im Bereich des Heiztisches dünnflüssiger gemacht, so dass diese die Fasern imprägnierend tief in den Faserstrang eindringen kann. Aufgrund der vergleichsweise geringen Anpresskräfte, die auf den durch die Abdeckmaterialbahnen abgedeckten Faserstrang wirken, und dadurch, dass keine Anpressrollen benötigt werden, wird der Faserbruch vergleichsweise gering gehalten. Schließlich sorgt das Bewegen der beiden Abdeckmaterialbahnen und der Fasern des Faserstranges mit der gleichen Geschwindigkeit über den Heiztisch dafür, dass keine aufgrund von etwaigen Differenzgeschwindigkeiten verursachten Faserfaltungen quer zur Längserstreckung des Faserstranges erfolgt.
In vorteilhafter Ausgestaltung dieser Erfindung kann vorgesehen sein, dass die untere Abdeckmaterialbahn auf der Oberfläche des Heiztisches und die obere Abdeckmaterialbahn um eine Ablegrolle geführt werden, bevor diese Abdeckmaterialbahnen mit dem Faserstrang im Bereich des Heiztisches in Kontakt gelangen. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass die obere Abdeckmaterialbahn auf ihrer vor der Ablegrolle oben befindliche Unterseite leicht mit der dickflüssigen Kunststoffmatrix beschichtet werden kann. Andererseits kann die untere, ebenfalls kunststoffmatrixbeschichtete Abdeckmaterialbahn schon vor ihrem Kontakt mit den Fasern des Faserstranges über einen eingangsseitigen Oberflächenabschnitt des Heiztisches geführt werden, auf dem die untere Abdeckmaterialbahn und die darauf befindliche Kunststoffmatrix erwärmt werden, wodurch die Viskosität der Kunststoffmatrix zum besseren Eindringen in den Faserstrang schon frühzeitig ansteigt.
Da eine vergleichsweise große linienförmige Kraft von Andrückrollen auf den zu imprägnierenden Faserstrang bzw. die darauf abgelegten Abdeckmaterialbahnen vermieden werden soll, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die Auflegkraft der Auflegrolle kleiner ist als die Normalkraftkomponente derjenigen Zugkraft, mit der der Faserstrang zusammen mit den Abdeckmaterialbahnen über den Heiztisch gezogen wird. Durch diese Auslegung wird erreicht, dass auf den mit den Abdeckmaterialbahnen versehenen Faserstrang nur vergleichsweise geringe Anpresskräfte wirken, mit deren Hilfe die noch flüssige Kunststoffmatrix in die Tiefe des Faserstranges befördert wird.
Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang auch, dass die Anwendung dieser vergleichsweise geringen Normalkräfte bzw. Anpresskräfte über eine relativ lange Wegstrecke entlang des Heiztisches bzw. über einen vergleichsweise langen Zeitraum aufrechterhalten werden. Begünstigt wird die Imprägnierung der Fasern des Faserstranges durch die weitere Funktion des Heiztisches, welcher die Fasern, die Abdeckmaterialbahnen sowie die Kunststoffmatrix aufheizt und letztere damit dünnflüssiger macht als außerhalb desselben.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Heiztisch derart beheizt wird, dass er zumindest drei unterschiedliche Heizzonen auf- weist. Der Begriff Heizzone bezieht sich hierbei auf solche Bereiche des Heiztisches, unter oder in denen Heizvorrichtungen angeordnet sind. Benachbarte Bereiche werden ebenfalls mit erwärmt, jedoch unterliegt dies keiner gezielten Temperaturregelung.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine eingangsseitige Heizzone des Heiztisches eine mittlere Oberflächentemperatur zwischen 800C und 1200C, vorzugsweise zwischen 9O0C und 1100C aufweist, dass eine mittlere Heizzone eine mittlere Oberflächentemperatur zwischen 1300C und 1700C, vorzugsweise zwischen 1400C und 1600C aufweist, und dass eine ausgangsseitige Heizzone des Heiztisches eine mittlere Oberflächentemperatur zwischen 600C und 90°C, vorzugsweise zwischen 700C und 900C aufweist. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die eingangsseitige Heizzone des Heiztisches eine mittlere Oberflächentemperatur von 1000C aufweist, die mittlere Heizzone eine mittlere Oberflächentemperatur von 1500C hat, und die ausgangsseitige Heizzone eine mittlere Oberflächentemperatur von 800C aufweist.
Durch diese Temperaturführung des auf der Oberfläche des Heiztisches geführten und abgedeckten Faserstranges wird die Kunststoffmatrix so beein- flusst, dass diese in der eingangsseitigen Heizzone auf eine mittlere Viskosität, in der mittleren Heizzone auf eine hohe Viskosität und in der ausgangsseitigen Heizzone auf eine vergleichsweise geringe Viskosität hat. Auf diese Weise wird die Benetzung aller Fasern des Faserstranges mit der flüssigen Kunststoffmatrix erreicht und ausgangsseitig des Heiztisches die Viskosität der Kunststoffmatrix so eingestellt, dass sich das dann erreichte Verhältnis von Fasern und Kunststoffmatrix nicht gravierend verändert. Ein günstiger Faseranteil im später fertigen Faserverbund-Endprodukt von 50% bis 60% ist so erreichbar.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der durch die Abdeckmaterialbahnen abgedeckte und harzmatrixdurchdrungene Faserstrang unmittelbar hinter dem Heiztisch eine mittlere Temperatur zwischen 60°C bis 90°C aufweist. Um die Viskosität der Kunststoffmatrix auf der unteren Abdeckmaterialbahn möglichst schon bei dem ersten Kontakt derselben mit dem Faserstrang vergleichsweise hoch eingestellt zu haben, sieht eine weitere Variante des Verfahrens vor, dass dort, wo die untere Abdeckmaterialbahn erstmals den Heiztisch berührt, die Oberfläche des Heiztisches eine mittlere Temperatur von 400C bis 900C aufweist.
Zur weiteren Stabilisierung des Systems aus Fasern, Abdeckmaterialbahnen und Kunststoffmatrix während der Produktion des Prepreg-Stranges wird es als vorteilhaft erachtet, wenn der durch die Abdeckmaterialbahnen abgedeckte und harzmatrixdurchdrungene Faserstrang in Transportrichtung hinter dem Heiztisch über einen Kühltisch geführt und dort abgekühlt wird. Dabei wird der durch die Abdeckmaterialbahnen abgedeckte und harzmatrixdurchdrungene Faserstrang derartig abgekühlt, dass dieser in Transportrichtung hinter dem Kühltisch eine mittlere Temperatur zwischen 15°C und 350C aufweist, welches zunächst ausreicht, um ein Aushärten der Kunststoffmatrix zu verhindern.
Als optimale Transportgeschwindigkeit des Faserstranges und der Abdeckmaterialbahnen hat sich bei einer Heiztischlänge von etwa 3 Metern und den genannten Heiztischtemperaturen ein Wert von 0,05 m/s bis 0,2 m/s als praktikabel erwiesen.
Um eine möglichst glatte Oberfläche des Prepregs zu erzielen, kann in Ergänzung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass der durch die Abdeckmaterialbahnen abgedeckte und harzmatrixdurchdrungene Faserstrang im Bereich des auslaufseitigen Endes des Heiztisches von zumindest einer Glättrolle mit einer Kraft beaufschlagt wird, die kleiner oder gleich groß ist wie die Auflagekraft der Auflegrolle und kleiner ist als die Normalkraftkomponente der Zugkraft auf den durch die Abdeckmaterialbahnen bedeckten Faserstrang. Durch diese Krafteinstellung wird erreicht, dass sich nichts an der erreichten vorteilhaften Prepreg-Struktur ändert, sondern dass lediglich die obere Abdeckmaterialbahn, sofern nötig, geglättet wird.
Hinsichtlich der Fasern des Faserstranges sei darauf hingewiesen, dass diese unidirektional ausgerichtet oder als Gewebe oder als Gelege angeordnet sein können, ohne dass die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile verloren gehen. Gleiches gilt für die konkrete Zusammensetzung der Kunststoffmatrix und/oder den Werkstoff der Fasern, die beispielsweise als Glasfasern, Carbonfasern oder Aramidfasern ausgebildet sein können.
Die untere Abdeckmaterialbahn besteht bevorzugt aus einer Kunststofffolie und die obere Abdeckmaterialbahn bevorzugt aus einem beschichteten Papiermaterial.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, mit der das gerade geschilderte Produktionsverfahren durchführbar ist. Gemäß den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs geht die Erfindung diesbezüglich aus von einer Vorrichtung zur Herstellung von Prepregs aus einem Faserstrang mit zumindest parallel zueinander ausgerichteten Fasern und mit zwei kunststoffmatrixbelegbaren Abdeckmaterialbahnen. Diese Vorrichtung ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch: einen Heiztisch und eine Ablegrolle zur Führung und Ablage einer oberen Abdeckmaterialbahn auf den Faserstrang, eine konvex gekrümmte Heiztischoberfläche zur Führung einer unteren Abdeckmaterialbahn und des Faserstranges, und zumindest drei Heizzonen an dem Heiztisch zum Aufheizen der Abdeckmaterialbahnen, der Kunststoffmatrix und des Faserstrangs, wobei die Krümmungsgeometrie der Oberfläche des Heiztisches sowie die Oberflächentemperaturen der zumindest drei Heizzonen derart gewählt sind, dass die Normalkraftkomponente einer auf den Faserstrang und die beiden Abdeckmaterialbahnen wirkenden Zugkraft die flüssige Kunststoffmatrix von zumindest einer der Abdeckmaterialbahnen zu den Oberflächen aller Fasern im Faserstrang führt.
Gemäß einer Ausgestaltung dieser Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Ablegrolle oberhalb der ersten, eingangsseitigen Heizzone des Heiztisches angeordnet ist. Außerdem dient diese Ablegrolle zur Umlenkung der Bewegungsrichtung der oberen Abdeckmaterialbahn.
Des Weiteren wird es als vorteilhaft beurteilt, wenn vor der eingangseitig ersten Heizzone ein konvex gekrümmter Abschnitt des Heiztisches vorhanden ist, auf dessen Oberfläche die untere Abdeckmaterialbahn führbar ist, der mittelbar von der ersten Heizzone mit beheizbar ist, und dessen Temperatur unterhalb der Temperatur der ersten Heizzone bleibt. Auf diesem eingangseitigen Abschnitt des Heiztisches kann die Kunststoffmatrix auf der unteren Abdeckmaterialbahn frühzeitig erwärmt und so deren Viskosität erhöht werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Fertigungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass im Bereich des ausgangseitigen Endes des Heiztisches zumindest eine Glättrolle derart angeordnet ist, dass diese mit einer vergleichsweise geringen Glättkraft auf die Oberseite des mit der oberen Abdeckmaterialbahn belegten kunststoffmatriximprägnierten Faserstranges pressbar ist.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn in Transportrichtung gesehen hinter dem Heiztisch ein Kühltisch zur Abkühlung des mit den Abdeckmaterialbahnen abgedeckten kunststoffmatriximprägnierten Faserstranges angeordnet ist.
Schließlich ist diese Vorrichtung bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung gesehen vor der Auflegrolle bzw. vor dem eingangseitigen Abschnitt des Heiztisches jeweils eine Zuführvorrichtung zur Beschichtung wenigstens einer der Abdeckmaterialbahnen mit einer Kunststoffmatrix angeordnet ist. Zur weiteren Verdeutlichung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel beschrieben. In der beigefügten einzigen Zeichnungsfigur ist eine Fertigungsvorrichtung 1 gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Mit dieser Fertigungsvorrichtung 1 ist in einem kontinuierlichen Herstellprozess ein Prepreg-Strang 11 herstellbar, der entweder zu einer Rolle aufgewickelt oder in Stücke gewünschter Länge abgeschnitten werden kann.
Um diesen Prepreg-Strang herzustellen, wird der Fertigungsvorrichtung 1 ein Faserstrang 2 aus einer Mehrzahl von Kunstfasern zugeführt, die in dem hier gewählten Beispiel als parallel zueinander ausgerichtete Glasfasern ausgebildet sind. Der Fertigungsvorrichtung 1 werden zudem eine obere Abdeckmaterialbahn 3 und eine untere Abdeckmaterialbahn 4 zugeführt, welche mittels Zuführvorrichtungen 12, 13 mit einer noch flüssigen Kunststoffmatrix 14 beschichtet werden. Die Beschichtung mit der Kunststoffmatrix 14 erfolgt dabei derart, dass diejenige Seite der beiden Abdeckmaterialbahnen 3, 4 belegt wird, welche später in Kontakt mit dem Faserstrang 2 gelangt.
Das Zusammenführen des Faserstranges 2 und der beiden mit der Kunststoffmatrix 14 belegten Abdeckmaterialbahnen 3, 4 erfolgt auf einer konvex gekrümmten Oberfläche 15 eines Heiztisches 6 im Bereich einer ersten Heizzone S1 von drei Heizzonen S1 , S2 und S3 desselben. Diese Heizzonen sind mit einer nicht dargestellten elektrischen Heizung oder Warmwasserheizung ausgestattet, welche eine vergleichsweise genaue Einstellung der Oberflächentemperatur der Heiztischoberfläche 15 in den jeweiligen Heizzonen ermöglichen.
Vor dem Zusammenführvorgang wird die obere Abdeckmaterialbahn 3 über eine Ablegrolle 5 geführt, so dass sich die mit der Kunststoffmatrix 14 belegte Oberfläche der oberen Abdeckmaterialbahn 3 in Richtung zum Faserstrang 2 wendet. Die untere Abdeckmaterialbahn 4 wird abweichend davon über einen eingangsseitigen Abschnitt 16 des Heiztisches 6 geführt, welcher axial vor der ersten Heizzone S1 ausgebildet ist und von der Heizung der ersten Heizzone S1 nur mittelbar mit beheizt wird. Beim Überstreichen der etwa T1 = 500C heißen Heiztischoberfläche 15 in diesem eingangsseitigen Abschnitt 16 wird die untere Abdeckmaterialbahn 4 und die darauf befindliche Kunststoffmatrix bereits erwärmt, so dass sich deren Viskosität erhöht.
Das Zusammenführen des Faserstranges 2 mit den beiden Abdeckmaterialbahnen 3, 4 erfolgt wie erwähnt im Bereich der ersten Heizzone S1, in der die Oberflächentemperatur des Heiztisches 6 etwa 1000C beträgt. Dabei legt die Ablegrolle 5 die obere Abdeckmaterialbahn 3 mit einer vergleichsweise geringen Ablegkraft F1 auf, welche weitgehend keine Presswirkung auf den darunter liegenden Faserstrang 2 hat.
Der Transport der Kunststoffmatrix 14 von der oberen und der unteren Abdeckmaterialbahn 3, 4 in die Tiefe des Faserstranges 2 hin zu jeder einzelnen Faser erfolgt im Wesentlichen hinter der Ablegrolle 5, wenn die Kompositstruktur aus Faserstrang 2, Abdeckmaterialbahnen 3, 4 und Kunststoffmatrix 14 mit einer auf diese wirkende Zugkraft F6 über den konvex gekrümmten Heiztisch 6 mit seinen drei unterschiedlichen Heizzonen S1 , S2 und S3 gezogen wird. Da dieser mit den Abdeckmaterialbahnen belegte Faserstrang 2 über die konvex gekrümmte Heiztischoberfläche 15 gezogen und hinsichtlich seiner Bewegungsrichtung dieser konvexen Geometrie folgt, resultiert aus der Zugkraft F6 eine Normalkraft F2, welche die beiden Abdeckmaterialbahnen 3, 4 mit ihrer Kunststoffmatrix 14 und die Fasern des Faserstranges 2 gegen den Heiztisch drücken. Dabei durchdringt die erhitzte Kunststoffmatrix 14 den Faserstrang 2, so dass alle seine Fasern schonend und vergleichsweise langsam imprägniert werden. Eine ausreichend große Tischlänge verbunden mit einer auch diesbezüglich angepassten Transportgeschwindigkeit V sorgen dafür, dass trotz der vergleichsweise geringen Normalkraft F2 der Faserstrang 2 vollständig von der Kunststoffmatrix 14 durchdrungen wird.
Dadurch, dass bei dem Benetzen der Fasern des Faserstranges 2 mit der Kunststoffmatrix 14 keine Anpress- oder Kalanderwalzen mit vergleichsweise hohen Anpressdrücken verwendet werden, ist der zu verzeichnende Faserbruch vorteilhaft klein. Da alle Fasern des Faserstranges 2 sowie die obere Abdeckmaterialbahn 3 und die untere Abdeckmaterialbahn 4 mit der gleichen Geschwindigkeit über den Heiztisch 6 gezogen werden, entstehend keine bzw. nur eine vernachlässigbare Relativgeschwindigkeiten dieser Elemente gegeneinander, so dass die eingangs erläuterte Faserfaltung nicht oder nur unwesentlich auftritt.
Um die Verweildauer auf dem Heiztisch 6 zu minimieren oder um den Heiztisch vergleichsweise kurz bauen zu können, ist dieser mit den bereits genannten drei Heizzonen S1, S2, S3 versehen. Diese Heizzonen ermöglichen eine systematische Temperaturführung insbesondere der Kunststoffmatrix 14, wobei zunächst eine gezielte Temperaturerhöhung und damit Viskositätserhöhung durchgeführt wird, welche das Benetzen der Fasern des Faserstranges 2 mit der Kunststoffmatrix 14 erleichtert. Anschließend wird die Temperatur wieder reduziert.
In dem hier beschriebenen Beispiel beträgt die Oberflächentemperatur des Heiztisches 6 in der eingangsseitigen Heizzone S1 etwa 1000C, in der dann folgenden zweiten Heizzone S2 etwa 1500C und in der ausgangsseitigen dritten Heizzone S3 etwa 8O0C.
In Transportrichtung gesehen hinter der Ablegrolle 5 sind an der Fertigungsvorrichtung drei Glättrollen 7, 8 und 9 angeordnet, die mit einer vergleichsweise geringen Auflagekraft bzw. Glättkraft F3, F4, F5 auf die Oberseite der oberen Abdeckmaterialbahn 3 drücken und dadurch ein Glätten derselben durchführen. Ein solches Glätten der Oberseite der oberen Abdeckmaterialbahn 3 kann sinnvoll sein, da die Ablegkraft F1 der Ablegrolle 5 verhältnismäßig gering ist.
Beim Verlassen des Heiztisches 6 beträgt die mittlere Temperatur T5 des folienbedeckten und kunststoffmatrixdurchtränkten Faserstranges 2 in diesem Ausführungsbeispiel etwa 600C. Um diese Temperatur weiter abzusenken und um insbesondere das chemische Reagieren des Härters mit dem Kunstharz der noch flüssigen Kunststoffmatrix 14 zu verhindern bzw. zu stoppen, wird dieser Faserstrang 2 über die gekühlte Oberfläche eines Kühltisches 10 gezogen, an dessen Ende der Faserstrang als nun fertiger Prepreg-Strang 11 eine mittlere Temperatur T6 von etwa 200C aufweist. Anschließend wird der Prepreg-Strang in Stücke definierter Länge abgeschnitten oder zu einer Rolle aufgewickelt. Die Abdeckmaterialbahnen 3, 4 ermöglichen ein problemloses Abwickeln von der Rolle oder ein Vereinzeln von gestapelten Prepregs.
Bezugszeichen
1 Fertigungsvorrichtung
2 Faserstrang; Faser
3 Obere Abdeckmaterialbahn
4 Untere Abdeckmaterialbahn
5 Auflegrolle
6 Heiztisch
7 Glättrolle
8 Glättrolle
9 Glättrolle
10 Kühltisch
11 Prepreg, Prepreg-Strang
12 Zuführvorrichtung für die flüssige Kunststoffmatrix
13 Zuführvorrichtung für flüssige Kunststoffmatrix
14 Flüssige Kunststoffmatrix
15 Heiztischoberfläche
16 Eingangseitiger Abschnitt des Heiztisches
T1 Oberflächentemperatur des eingangsseitigen Abschnitts 16
51 Heizzone
52 Heizzone
53 Heizzone
T5 Temperatur des Prepreg-Stranges ausgangsseitig
T6 Temperatur des Prepreg-Stranges hinter dem Kühltisch
V Geschwindigkeit
F1 Auflegekraft der Auflegrolle 5
F2 Normalkraftanteil der Zugkraft F6 auf den Strang
F3 Andrückkraft der Glättrolle 7
F4 Andrückkraft der Glättrolle 8 F5 Andrückkraft der Glättrolle 9 F6 Zugkraft

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Prepregs (11), bei dem ein Faserstrang (2) aus zumindest parallel zueinander ausgerichteten Fasern mit einer noch nicht abgebundenen Kunststoffmatrix (14) benetzt sowie an seiner Oberseite und an seiner Unterseite mit einer Abdeckmaterialbahn (3, 4) abgedeckt wird, und bei dem der mit den Abdeckmaterialbahnen (3, 4) abgedeckte kunststoffmatriximprägnierte Faserstrang (2) schließlich als Prepreg (11) in vorbestimmte Längen abgeschnitten oder zu einer Rolle aufgerollt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstrang (2) mit der nicht abgebundenen Kunststoffmatrix (14) und den beiden Abdeckmaterialbahnen (3, 4) auf einem konvex gekrümmten und beheizten Heiztisch (6) zusammengeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Abdeckmaterialbahnen (3, 4) vor deren Kontakt mit dem Faserstrang (2) auf der zu dem Faserstrang (2) weisenden Seite mit der noch nicht abgebundenen Kunststoffmatrix (14) beschichtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mit den Abdeckmaterialbahnen (3, 4) abgedeckte Faserstrang (2) auf dem Heiztisch (6) aufgeheizt sowie mit einer aus der auf den Faserstrang (2) sowie die Abdeckmaterialbahnen (3, 4) wirkenden Zugkraft (F6) und aus der Krümmung der Tischoberfläche (15) resultierenden Normalkraft (F2) derart beaufschlagt wird, dass die Kunststoffmatrix (14) zu den einzelnen Fasern fließt und diese benetzt.
4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Abdeckmaterialbahn (4) auf der Oberfläche (15) des Heiztisches (6) und die obere Abdeckmaterialbahn (3) um eine Ablegrolle (5) geführt wird, bevor diese Abdeckmaterialbahnen (3, 4) mit dem Faserstrang (2) im Bereich des Heiztisches (6) in Kontakt gelangen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflegkraft (F1) der Auflegrolle (5) kleiner ist als die Normalkraftkomponente (F2) derjenigen Zugkraft (F6), mit der der Faserstrang (2) zusammen mit den Abdeckmaterialbahnen (3, 4) über den Heiztisch (6) gezogen wird.
6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Heiztisch (6) derart beheizt wird, dass er zumindest drei unterschiedliche Heizzonen (S1, S2, S3) aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine ein- gangsseitige Heizzone (S1) des Heiztisches (6) eine mittlere Oberflächentemperatur zwischen 800C und 1200C aufweist, dass eine mittlere Heizzone (S2) eine mittlere Oberflächentemperatur zwischen 1300C und 1700C aufweist, und dass eine ausgangsseitige Heizzone (S3) eine mittlere Oberflächentemperatur zwischen 60°C und 90°C aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ein- gangsseitige Heizzone (S1) des Heiztisches (6) eine mittlere Oberflächentemperatur von 1000C aufweist, dass die mittlere Heizzone (S2) eine mittlere Oberflächentemperatur von 1500C hat, und dass die ausgangsseitige Heizzone (S3) eine mittlere Oberflächentemperatur von 800C aufweist.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Abdeckmaterialbahnen (3, 4) abgedeckte und kunststoffmatrixdurchdrungene Faserstrang (2) unmittelbar hinter dem Heiztisch (6) eine mittlere Temperatur (T5) zwischen 60°C bis 90°C aufweist.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dort, wo die untere Abdeckmaterialbahn (4) erstmals den Heiztisch (6) berührt, die Oberfläche (15) des Heiztisches (6) eine mittlere Temperatur (T1) von 400C bis 9O0C aufweist.
11. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Abdeckmaterialbahnen (3, 4) abgedeckte und kunststoffmatrixdurchdrungene Faserstrang (2) in Transportrichtung hinter dem Heiztisch (6) über einen Kühltisch (10) geführt und dort abgekühlt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Abdeckmaterialbahnen (3, 4) abgedeckte und kunststoffmatrixdurchdrungene Faserstrang (2) in Transportrichtung hinter dem Kühltisch (10) eine mittlere Temperatur (T6) zwischen 15°C und 35°C aufweist.
13. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit (V) des Faserstranges (2) und der Abdeckmaterialbahnen (3, 4) zwischen 0,05 m/s und 0,2 m/s beträgt.
14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Abdeckmaterialbahnen (3, 4) abgedeckte und kunststoffmatrixdurchdrungene Faserstrang (2) im Bereich des auslaufseitigen Endes des Heiztisches (6) von zumindest einer Glättrolle (7, 8, 9) mit einer Kraft (F3, F4, F5) beaufschlagt wird, die kleiner oder gleich groß ist wie die Auflagekraft der Auflegrolle (5) und kleiner ist als die Normalkraftkomponente (F2) der Zugkraft (F6) auf den abgedeckten Faserstrang (2).
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern des Faserstranges (2) unidirektional ausgerichtet sind oder als Gewebe oder als Gelege angeordnet sind.
16. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Prepregs (11) aus einem Faserstrang (2) mit zumindest parallel zueinander ausgerichteten Fasern und mit zwei kunststoffmatrixbelegbaren Abdeckmaterialbahnen (3, 4), gekennzeichnet durch einen Heiztisch (6) und eine Ablegrolle (5) zur Führung und Ablage einer oberen Abdeckmaterialbahn (3) auf den Faserstrang (2), eine konvex gekrümmte Heiztischoberfläche (15) zur Führung einer unteren Abdeckmaterialbahn (4) und des Faserstranges (2), und
- zumindest drei Heizzonen (S1 , S2, S3) an dem Heiztisch (6) zum Aufheizen der Abdeckmaterialbahnen (3, 4), der Kunststoffmatrix (14) und des Faserstrangs (2),
- wobei die Krümmungsgeometrie der Oberfläche (15) des Heiztisches (6) sowie die Oberflächentemperaturen der zumindest drei Heizzonen (S1 , S1 , S2) derart gewählt sind, dass die Normalkraftkomponente (F2) einer auf den Faserstrang (2) und die beiden Abdeckmaterialbahnen (3, 4) wirkenden Zugkraft (F6) die flüssige Kunststoffmatrix (14) von den Abdeckmaterialbahnen (3, 4) zu den Oberflächen aller Fasern im Faserstrang (2) führt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablegrolle (5) oberhalb der ersten, eingangsseitigen Heizzone (S1) derart angeordnet ist, dass eine Umlenkung der Bewegungsrichtung der oberen Abdeckmaterialbahn (3) erfolgt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass vor der ersten, eingangsseitigen Heizzone (S1) ein konvex gekrümmter Abschnitt (16) des Heiztisches (6) vorhanden ist, auf dessen Oberfläche (15) die untere Abdeckmaterialbahn (4) führbar ist, der mittelbar von der ersten Heizzone (S1) mit beheizbar ist, dessen Temperatur (T1) aber unterhalb der Temperatur der ersten Heizzone (S1) bleibt.
19. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des ausgangsseitigen Endes des Heiztisches (6) zumindest eine Glättrolle (7, 8, 9) derart angeordnet ist, dass diese mit einer Glättkraft (F3, F4, F5) auf die Oberseite des mit der oberen Abdeckmaterialbahn (3) belegten kunststoffmatriximprägnierten Faserstranges (2) pressbar ist.
20. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung gesehen hinter dem Heiztisch (6) ein Kühltisch (10) zur Abkühlung des mit den Abdeckmaterialbahnen (3, 4) abgedeckten kunststoffmatriximprägnierten Faserstranges (2) angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung gesehen vor der Auflegrolle (5) bzw. vor dem eingangseitigen Abschnitt (16) des Heiztisches (6) jeweils eine Zuführvorrichtung (12, 13) zur Beschichtung der Abdeckmaterialbahnen (3, 4) mit einer flüssigen Kunststoffmatrix (14) angeordnet sind.
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