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Patent Searching and Data


Title:
PREPREG LAYER AND USE THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/213614
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a prepreg layer (1 ) at least comprising a plurality of filaments (2), a plastic matrix (3) and a plurality of holes (4), wherein the plastic matrix (2) comprises a polyolefin copolymer and the prepreg layer (1) has a layer density up to a maximum of 1.0 g/cm3.

Inventors:
LANGE DIRK (DE)
NEUMANN FLORIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/060768
Publication Date:
November 09, 2023
Filing Date:
April 25, 2023
Export Citation:
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Assignee:
DELCOTEX DELIUS TECHTEX GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
C08J5/04; B29B11/16; B29B15/12; B29C70/00; C08J5/24
Domestic Patent References:
WO2012037219A12012-03-22
Foreign References:
EP3020752A12016-05-18
CN112606782A2021-04-06
CN114479283A2022-05-13
Attorney, Agent or Firm:
RÖSSLER, Matthias (DE)
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Claims:
Ansprüche Prepreg-Lage (1 ), zumindest umfassend eine Vielzahl von Fäden (2), eine Kunststoffmatrix (3) und eine Vielzahl von Löchern (4), wobei die Kunststoffmatrix (2) ein Polyolefin-Copolymer umfasst und die Prepreg-Lage (1 ) eine Lagendichte bis maximal 1 ,0 g/cm3 aufweist. Prepreg-Lage (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Lagendichte 0,45 bis 0,9 g/cm3 beträgt. Prepreg-Lage (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polyolefin-Copolymer der Kunststoffmatrix (3) ausgewählt ist aus folgender Gruppe: statistisches Copolymer, Gradientencopolymer, alternierendes Copolymer, Blockcopolymer, Polymergemisch, Pfropfpolymer Prepreg-Lage (1 ) nach Anspruch 3, wobei das Polyolefin-Copolymer der Kunststoffmatrix (3) ein Polymergemisch mit Polymeren unterschiedlicher Korngrößen oder Molekülkettenlängen umfasst. Prepreg-Lage (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Fadenanteil bei mindestens 60 Gew.-% liegt. Prepreg-Lage (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fäden (2) Glasfaser-Bündel umfassen. Prepreg-Lage (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Löcher (4) eine Öffnungsweite (5) im Bereich bis maximal 150 mm aufweisen. Prepreg-Lage (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fäden (2) ein Gewebe bilden. Prepreg-Lage (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese einen kleinsten Biegeradius von maximal 30 mm aufweist. Prepreg-Lage (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fäden (2) in die Kunststoffmatrix (3) eingebettet sind. Verwendung einer Kunststoff matrix (3) mit Polyolefin-Copolymere zur Herstellung von offenen Prepreg-Lagen (1 ) mit geringer Lagendichte. Verwendung mindestens einer Prepreg-Lage (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Formen von dreidimensionalen Strukturbauteilen mittels eines der folgenden Fertigungsverfahren: Gießen, Kaschieren, Schäumen, Pressen, Tiefziehen, Vakuumformen.
Description:
Prepreg-Lage und deren Verwendung

Die vorliegende Erfindung betrifft Prepregs, deren Herstellung und Verwendungen.

Die Herstellung von Bauteilen (wie etwa Fahrzeugbauteile, Flugzeugbauteile, Bootsbauteile, Innenausbauteile von Zügen, Bauteile in der Elektronik, etc.) aus faserverstärkten Werkstoffen kann u. a. auf Grundlage eines Faser-Matrix-Halb- zeugs erfolgen, dessen bekanntester Vertreter ein „Prepreg” ist.

Prepregs enthalten regelmäßig ein faserförmiges Material aus einer oder mehreren Faserarten, etwa Kohlenstoff-, Glasfaser-, Aramid-, Basalt-, Bor-, Keramik-, Kieselsäure-, Stahl-, Polyester-, Nylon-, Polyethylen-, Plexiglas-, Naturfaser und/oder einer anderen Faserart, wobei das faserförmige Material mit einem Ma- trixkunststoff imprägniert ist. Die Fasern des faserförmigen Materials können innerhalb des Prepreg als Endlosfasern mit einer Vorzugsrichtung (unidirektionale Schicht), als geordnete textile Fläche (z.B. Gewebe, Gewirk, Gelege, Gestrick, ...) oder als ungeordnete textile Fläche als Vlies bzw. Wirrfasermatte vorliegen.

Als Matrixkunststoffe für Prepregs werden in aller Regel Polymerwerkstoffe (auch „Harzsysteme“ genannt) verwendet, wie etwa Duroplaste (auch Duromere genannt; Kunstharze, Epoxidharze, Phenolharze, Polyesterharze), Thermoplaste oder Elastomere. Die Duroplaste und Elastomere sind im Auslieferungszustand der Prepregs noch nicht ausreagiert, also noch plastisch verformbar. Dabei sind besondere Lagerbedingungen einzuhalten, wie z.B. sehr niedrige Lagertemperaturen. Thermoplaste können bekanntermaßen durch Wärmezufuhr wiederholt in einen plastisch verformbaren Zustand versetzt werden.

Prepregs werden in aller Regel als lagen-, platten-, bändchen- oder bahnförmiges Material hergestellt, wobei bahnförmiges Material oftmals zu Rollen aufgerollt ausgeliefert wird. Zur Herstellung eines Gegenstands oder Bauteils wird in herkömmlicher Weise von dem Prepreg ein Stück abgetrennt, das ausreichend groß ist, um eine Oberfläche eines Presswerkzeugs (Form) auszukleiden. Durch Pressen des Prepregs (oder allgemeiner ausgedrückt durch Druckeinwirkung auf das Prepreg größer dem Atmosphärendruck) in dem Presswerkzeug unter Wärmeeinwirkung kommt es zu einem Ausreagieren des duroplastischen oderelastomeren Matrixkunststoffs und zur Formgebung des Gegenstands oder Bauteils. Bei einem thermoplastischen Matrixkunststoff erhält dieser durch Wärmeeinwirkung plastische Eigenschaften und es kann durch Pressen des Prepreg unter Wärmeeinwirkung und anschließendem Abkühlen des geformten Prepreg unter die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffs die Formgebung des Gegenstands oder Bauteils erreicht werden.

Die Anforderungen an ein Prepreg können sehr unterschiedlich sein, gerade mit Blick auf deren finale Verwendung zur Herstellung eines Spritzguss-Bauteils und/oder der Vorbereitung des Spritzgussprozesses. Insbesondere ist es ggf. wünschenswert, eine besonders gleichmäßige, vollständige und/oder intensive Anhaftung des Matrixkunststoffs an dem textilen Flächengebilde zu realisieren. Gerade unter Berücksichtigung einer kontinuierlichen Fertigung sind hierfür geeignete, kosteneffiziente und schnelle Verfahren zur Herstellung solcher Prepregs gesucht.

Eine besondere Herausforderung liegt darin, leichte Prepregs mit hohen Verfor- mungs- und Festigkeitseigenschaften bereitzustellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden und zudem Prepregs mit einem hohen und variablen Gebrauchswert auf einfache Weise herzustellen, wobei sichergestellt sein soll, dass die Verbundstruktur das Endprodukt über die gesamte flächige Gestaltung des Endprodukts möglichst gleichmäßig stabilisiert. Insbesondere soll eine einfache Möglichkeit zur Bereitstellung von Prepregs geschaffen werden, wobei diese in Bezug auf die Weiterverarbeitung mit derzeit am Markt verfügbaren, ggf. stark umformenden Fertigungstechnologien geeignet sind. Diese Aufgaben werden gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Beschreibung, insbesondere auch mit den Figuren, veranschaulicht die Erfindung und gibt weitere Ausführungsbeispiele an. Die in den Ansprüchen einzeln angeführten Merkmale können mit Merkmalen anderer Ansprüche und/oder der Beschreibung kombiniert werden.

Hierzu trägt eine Prepreg-Lage bei, welche zumindest eine Vielzahl von Fäden, eine Kunststoffmatrix und eine Vielzahl von Löchern aufweist, wobei die Kunststoffmatrix ein Polyolefin-Copolymer umfasst und die Prepreg-Lage eine Lagendichte bis maximal 1 ,0 g/cm 3 [Gramm pro Kubikzentimeter] aufweist.

Unter einer „Lage“ wird insbesondere ein flächiges und/oder bandförmiges Gebilde verstanden, welches beispielsweise mit einer Länge und einer Breite beschrieben werden kann, deren Ausmaße deutlich, insbesondere um ein Vielfaches bzw. um Potenzen, größer sind als eine Dicke (senkrecht dazu). So können Kettfäden (längs) und Schussfäden (quer) mäanderförmig um eine gemeinsame Ebene angeordnet sein und sich teils bzw. abwechselnd drüber und drunter erstrecken. Bevorzugt weist die Lage nur eine einzelne Ebene mit Fäden auf, wobei diese Ebene etwa mittig bezüglich der Dicke der Lage angeordnet ist. Die Lage kann als Textil bezeichnet werden. Die Lage bildet insbesondere einen eigenstabilen Verbund und ist insbesondere von einer losen (Schüttgut-)Ansammlung von Faserelementen zu unterscheiden.

Die Vielzahl von Fäden (auch Filamente oder (Endlos-)Fasern genannt) kann in der Ebene bzw. der Prepreg-Lage zueinander ausgerichtet angeordnet sein. Es ist möglich, Fäden unterschiedlicher Länge einzusetzen. Insbesondere bilden die Fäden ein regelmäßiges Gebilde, mit dem auch eine regelmäßige, etwa gleichmäßig verteilte Anordnung der dazwischen gebildeten Löcher zur Folge hat.

Die Prepreg-Lage hat eine Vielzahl Löcher, also insbesondere sich über die Dicke der Lage erstreckende Öffnungen, insbesondere etwa parallel zur Richtung der Dicke. Bevorzug ist die Vielzahl Löcher so ausgebildet, dass diese „durchschaubar“ sind, wenn man die Ebene (Ober- und Unterseite) der Prepreg-Lage betrach- tet. Es ist möglich, dass die Prepreg-Lage (zusätzlich) auch (einen geringeren Anteil) Löcher (oder geschlossene Poren) umfasst, die sich im Wesentlichen nur innerhalb der Lage erstrecken, wobei bevorzugt ist, dass der Anteil der sich über die Dicke der Lage erstreckenden, „durchschaubaren“ Löcher deutlich überwiegt (z.B. größer 95 %). Es ist bevorzugt, dass die Löcher im Wesentlichen dieselbe Form und/oder Größe aufweisen. Es ist möglich, dass die Löcher um Wesentlichen eine nicht-runde oder eckige Form aufweisen. Es ist möglich, dass die Löcher durch sie umgebene Fäden begrenzt sind, wobei die Fäden bzw. zumindest die Mehrheit der Fäden bevorzugt nicht an den Löchern enden, sondern diese umlaufen. Bevorzugt ist, dass die Löcher nicht durch ein trennendes Verfahren in die Prepreg-Lage erzeugt wurden, sondern beispielsweise bei der (ursprünglichen) Anordnung der Fäden zueinander, insbesondere vor der Applikation der Kunststoffmatrix. Die Vielzahl Löcher können als regelmäßiges Muster vorliegen, so dass die Prepreg-Lage insbesondere als (offenes) Gitter ausgeführt ist. Abzugrenzen ist dies von einem „porösen“ Schaum, der ein unregelmäßiges und/oder geschlossenes Porensystem bildet, auch wenn er ggf. (kurze) Fasern oder Partikel enthält.

Die Kunststoffmatrix umfasst ein Polyolefin-Copolymer bzw. sie besteht daraus. Polyolefine (auch „Polyalkene“ genannt) sind Polymere, die aus Kohlenwasserstoffen der Formel C n H 2n mit einer Doppelbindung (Ethylen, Propylen, Buten-1 , Isobuten) aufgebaut sind. Polyolefine sind teilkristalline Thermoplaste. Polyolefine werden derzeit in der Regel aus Öl oder Naturgas erzeugt. Der Prozess heißt Polymerisierung, wobei kurze Ketten aus Chemikalien (Monomere) unter Verwendung eines Katalysators zu langen Ketten (Polymeren) verknüpft werden. Polyole- fin-Copolymere sind somit Polyolefine, die aus zwei unterschiedlichen Arten von Monomereinheiten zusammengesetzt sind.

Der Verbund aus Fäden, Löchern und Kunststoffmatrix ist so ausgeführt, dass die Prepreg-Lage eine Lagendichte bis maximal 1 ,0 g/cm 3 [Gramm pro Kubikzentimeter] aufweist. Die Lagendichte ist dabei insbesondere so zu bestimmen, dass das Gewicht der Lage zu messen und in Relation zu deren (Hüll-)Volumen (Länge x Breite x Dicke der Lage) zu setzen ist. Das heißt mit anderen Worten insbesondere, dass die Lagendichte dem Quotienten aus Flächengewicht der Prepreg-Lage und der Dicke der Prepreg-Lage entspricht. Die Dicke einer Lage wird als Abstand zwischen einer Bezugsplatte, auf der die Lage aufliegt, und einem parallel angeordneten, kreisförmigen Druckstempel (bevorzugt mit einem Stempeldurchmesser von ca. 50 mm), der auf die zu messenden Lagen einen festgelegten Druck (bevorzugt ca. 1 kPa) ausübt, gemessen. Der Abstand zwischen Bezugsplatte und Druckstempel wird gemessen und festgehalten. Dabei herrschen Normalklima-Bedingungen. Die Dickenmessung ist bevorzugt an verschiedenen Stellen der Lage durchzuführen und dann ein Mittelwert aus diesen Messungen zu bilden. Die Bestimmung der Dicke der Lage hat insbesondere nach DIN EN ISO 5084 zu erfolgen.

Der hier angegebene obere Grenzwert für die Lagendichte von 1 ,0 g/cm 3 gewährleistet leichte Prepregs mit hohen Verformungs- und Festigkeitseigenschaften. Die Lagendichte kann insbesondere durch die offenere Gestalt der Fadenanordnung erreicht werden, wobei die Bereitstellung der Polyolefin-Copolymer- Kunststoffmatrix eine besondere Hafteignung für diese Fadenanordnung ermöglicht.

Bevorzugt liegt die Lagendichte in einem Bereich von 0,45 bis 0,9 g/cm 3 , insbesondere im Bereich von 0,55 bis 0,75 g/cm 3 . Der Bereich von 0,45 bis 0,9 g/cm 3 wurde als besonders vorteilhaft für beispielsweise gitterartig aufgebaute Prepreg- Lagen identifiziert, wobei der Bereich 0,55 bis 0,75 g/cm 3 eine dafür besonders vorteilhafte Applikationsmenge der Polyolefin-Copolymer- Kunststoffmatrix, die eine Weiterverarbeitung gerade für komplexe und hochbelastete Bauteile besonders begünstigt.

Das Polyolefin-Copolymer der Kunststoff matrix ist bevorzugt ausgewählt aus folgender Gruppe: statistisches Copolymer, Gradientencopolymer, alternierendes Copolymer, Blockcopolymer, Polymergemisch, Pfropfpolymer.

Bei einem statistischen Copolymer tritt eine zufällige Verteilung von Monomeren in der Kette auf, z. B. nach der folgenden Art:

AABBABBBBAAAABAABBBAAABBABBAAAABBBABAABBAB.... Ein Gradientcopolymer ist ähnlich einem statistischen Copolymer aufgebaut, allerdings mit einem veränderlichem Monomer-Anteil entlang der Kette, z.B. nach der folgenden Art:

AAAAAAAAABAAABBBAAABBABBBAABBBBBBABBBBBBBB ...

Bei einem alternierenden Copolymere liegt eine regelmäßige Anordnung der Monomere entlang der Kette vor, z.B. nach der folgenden Art:

AB AB ABABABABABAB ...

Blockcopolymere sind gekennzeichnet durch längere Blöcke bzw. Sequenzen jedes Monomeres, die sich auch wiederholen können, z.B. nach einer der folgenden Arten:

AAAAAAAAABBBBBBBBBBBB oder

AAAAAAAAABBBBBBBBBBBAAAAAAAAAAAAABBBBBBBBBBB...

Gemischpolymere zeichnen sich dadurch aus, dass verschiedene Polymere ohne chemisch-reaktive Verbindung der Polymere vorliegen, z.B. nach der folgenden Art:

AAAAAAA + BBBBBBBB.

Pfropfcopolymere bestehen aus einem Gerüst, welches aus dem Polymer eines Monomers besteht, auf welches Blöcke/"Seitenarme" eines Polymers aus einem anderen Monomer aufgepfropft sind, z. B. der folgenden Art:

B B B

B B B B B

B B B B B

AAAAAAAAAAAAAAAAA...

B B B B B

B B B B

B

B

In allen genannten Fällen können die Molekülketten linear oder auch (leicht) verzweigt sein. Derart ist ermöglicht, dass polymere Werkstoffe mit weiteren Substanzen gemischt werden, welche insbesondere der Funktionalisierung (z.B. Stabilisatoren, Flammenhemmer, ...) und/oder der Kostenreduktion (Füllstoffe) dienen. Die Copolymere können so ausgewählt sein, dass unterschiedliche Eigenschaften verschiedener Kunststoffe bereitgestellt sind.

Das Polyolefin-Copolymer der Kunststoffmatrix kann ein Polymergemisch (insbesondere) mit Polymeren unterschiedlicher Korngrößen und/oder Molekülkettenlängen umfassen bzw. sein. Es können kleinere Partikel/Moleküle besser zwischen die Fäden bzw. Einzelfilamente dringen und einen guten Verbund zwischen den Fäden herstellen. Größere Partikel/Moleküle hingegen dringen eher weniger weit ein und können so die Oberflächeneigenschaften des Prepregs beeinflussen oder einstellen, z.B. die Anbindung zu späteren Materialverbunden. Weiterhin lässt sich durch eine Mischung von Polymeren mit unterschiedlichen Schmelzpunkten der Schmelzpunkt des Gemisches auf die jeweilige Anwendung gut einstellen.

Bevorzugt liegt ein Fadenanteil bei mindestens 60 Gew.-% [Gewichtsprozent] der Prepreg-Lage, insbesondere in einem Bereich von 0,75 bis 0,85 Gew.-%. Der Fadenanteil kann maßgeblich über die (Form der) Löcher bzw. die Anordnung der Fäden, den/die eingesetzten Fadentiter und/oder die Auflage der Polyolefin-Cop- olymer-Kunststoffmatrix eingestellt werden. Der Fadenanteil sichert in vielen Fällen eine gewünschte Zugfestigkeit der Prepreg-Lage und eine geeignete Oberfläche und/oder ein geeignetes Hüllvolumen zur Applikation einer ausreichenden Auflage mit der Polyolefin-Copolymer-Kunststoffmatrix.

Die Fäden umfassen bevorzugt Glasfaser-Bündel, insbesondere mit einem Titer (tex) im Bereich von 300 bis 1 .200. Die Fäden sind bevorzugt mit einer Vielzahl von Glasfaser-Filamenten gebildet, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und derart ein Bündel formen. Das Glasfaser-Bündel kann innenliegende Poren umfassen, die als Reservoir für die Polyolefin-Copolymer-Kunststoffmatrix dienen können bzw. damit zumindest überwiegend oder (nahezu) vollständig ausgefüllt sind. Die Poren/Reservoire können insbesondere über die Auswahl des Titers eingestellt werden. Die Bereitstellung dieser Poren/Reservoire und die abge- stimmte Auswahl des Polyolefin-Copolymer ermöglicht einen sehr innigen Verbund aus Fäden und Kunststoffmatrix.

Die Löcher der Prepreg-Lage können eine Öffnungsweite im Bereich bis maximal 200 mm [Millimeter] aufweisen, wobei die Öffnungsweite besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 150 mm liegt. Als Öffnungsweite wird die maximale Ausdehnung des Loches (senkrecht zur Dicke der Lage) verstanden, bei einem viereckigen Loch beispielsweise die größte freie Diagonale.

Kleine Öffnungsweiten, z.B. im Bereich von 1 bis 10 mm, sind vorzugsweise für Prozesse/Bauteile mit hohem, orientierten Fasergehalt zu erzeugen. In der Spritzgussverstärkung sind hierfür diese Lochgrößen vorteilhaft, um eine gute Einbettung in die Spritzgussmasse zu erzielen.

Große Öffnungsweiten, z.B. im Bereich von 30 bis 100 mm sind hingegen z.B. für großflächige Anwendungen mit geringerer Kraftaufnahme geeignet, z.B. im Baubereich für die Anwendung bei Dämmstoffen zur Verstärkung oder bei Mauerwerksverblendern (so genannte „Riemchen“), um damit einzelne Elemente zu größeren Matten zusammenzufassen und so das handwerkliche Arbeiten zu erleichtern. Liegt ein viereckiges Loch vor, ist für solche Anwendungen eine Kantenlänge von (maximal) ca. 100 mm bevorzugt.

Die Fäden können ein Gewebe bilden. Das Gewebe hat bevorzugt eine regelmäßige und/oder gleichmäßige Gestalt. Gewebe kann im Wesentlichen nur mit Fäden und/oder Fadenbündeln gebildet sein. Dieses kann bahnen- und/oder plattenweise und/oder einlagig bereitgestellt sein. Das Gewebe hat ein sehr großes Verhältnis aus Oberfläche zu Materialdicke. Das Gewebe kann wickelbar und/oder stapelbar und/oder (elastisch) verformbar sein. Das Gewebe kann offen ausgeführt sein; wobei ein offenes Gewebe eine Vielzahl von (durchschaubaren) Löchern hat.

Die Prepreg-Lage kann einen kleinsten Biegeradius von maximal 30 mm [Millimeter] aufweisen. Als kleinster Biegeradius wird der Biegeradius verstanden, bei dem (unter normalen Raumbedingungen, insbesondere unter Raumtemperatur) gerade noch kein (signifikantes) Ablösen der Kunststoffmatrix und/oder ein Knicken der Fäden auftritt. Er liegt insbesondere im Bereich von 10 bis 20 mm (beispielsweise bei einer Gewebedicke von maximal 1 ,0 Millimeter). Der hier vorgeschlagene Aufbau der Prepreg-Lage erlaubt folglich überraschend kleine Biegeradien, ohne dass diese beschädigt und/oder der weitere Einsatz signifikant beeinträchtigt ist.

Die Prepreg-Lage ist insbesondere so ausgeführt, dass die Fäden in die Kunststoffmatrix eingebettet sind. Das bedeutet insbesondere, dass die Kunststoffmatrix im Wesentlichen die gesamten Fäden umschließt. Wenn Filamentbündel vorliegen, sind diese im Wesentlichen auch von Kunststoffmatrix durchdrungen bzw. sind die Filamente selbst (weitgehend) von Kunststoffmatrix umgeben. Es liegt also insoweit kein (getrennter) Schichtaufbau von Fäden und Kunststoffmatrix vor. Die Kunststoffmatrix bildet derart insbesondere alle Oberflächen der Prepreg-Lage aus.

Gemäß eines weiteren Aspekts wird die Verwendung einer Kunststoffmatrix mit Polyolefin-Copolymere zur Herstellung von offenen Prepreg-Lagen mit geringer Lagendichte vorgeschlagen. Hinsichtlich der Eigenschaften der offenen Prepreg- Lage und/oder deren Herstellung kann vollumfänglich auf die einzelnen Merkmale Bezug genommen werden, die im Zusammenhang mit der Prepreg-Lage selbst angegeben wurden.

Darüber hinaus wird auch die Verwendung mindestens einer Prepreg-Lage der hier offenbarten Art zum Formen von dreidimensionalen Strukturbauteilen mittels eines der folgenden Fertigungsverfahren vorgeschlagen: (Spritz-)Gießen, Kaschieren (Verbinden mehrerer Lagen mit Hilfe geeigneter Kaschiermittel), Schäumen, Pressen, Tiefziehen, Vakuumformen.

Zur Herstellung einer solchen Prepreg-Lage kann ein Verfahren durchgeführt werden, welches zumindest die folgenden Schritte umfasst: a. Bereitstellen eines Fadengebildes mit einem vorgegebenen Flächengewicht, b. Zugeben eines Wasser-Polyolefin-Gemisches zu dem Fadengebilde, so dass das Flächengewicht um mindestens 30 Gew.-%, insbesondere um 35 bis 65 Gew.-% erhöht ist, c. Entwässern des Fadengebildes mit Wasser-Polyolefin-Gemisch, wobei dies bevorzugt thermisch bei einer Temperatur im Bereich zwischen 100°C und der Schmelztemperatur des Polyolefin stattfindet, d. Konsolidieren des Fadengebildes mit dem Polyolefin, wobei dies bevorzugt thermisch bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Polyolefin stattfindet.

Die Erläuterungen zur Prepreg-Lage können auch zur Charakterisierung des Herstellverfahrens herangezogen werden, und umgekehrt.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungen beschränkt ist. Die in den Figuren veranschaulichten Merkmale können extrahiert und ggf. mit anderen Merkmalen der Beschreibung oder weiterer Figuren kombiniert werden, soweit das nachfolgend nicht explizit ausgeschlossen wird.

Es zeigen schematisch:

Fig. 1 : eine Draufsicht auf eine Prepreg-Lage,

Fig. 2: eine Schnittansicht auf eine Prepreg-Lage, und

Fig. 3: eine Übersicht über ein Herstellungsverfahren.

Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen beispielhaft, dass die Prepreg-Lage 1 eine Vielzahl von Fäden 2 aufweist, welche zu einem Gewebe bzw. offenen Gitter angeordnet sind. Diese sind in eine Kunststoffmatrix 3 eingebettet. Gleichwohl ist eine Vielzahl von Löchern 4 einer vorgegebenen Öffnungsweite 5 vorgesehen. Dabei umfasst die Kunststoffmatrix 3 ein Polyolefin-Copolymer und die Prepreg-Lage 1 hat eine Lagendichte bis maximal 1 ,0 g/cm 3 . Die Lagendichte kann mittels des Hüllvolumens bestimmt werden, welches anhand einer vorgegebenen Länge 6, Breite 7 und Dicke 8 der Prepreg-Lage 1 ermittelt werden kann.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Löcher ist anzumerken, dass die Prepreg-Lage 1 (und insbesondere auch deren Lagendichte) maßgeblich durch die (jedenfalls vorliegenden) Löcher 4 definiert wird, welche in der Draufsicht in Fig. 1 gezeigt sind, die also „durchschaubar“ sind und sich über die Dicke 8 der Prepreg-Lage 1 erstrecken. Diese können ggf. auch über ein Loch 4, wie in Fig. 2 angedeutet, miteinander verbunden sein. Bevorzugt ist jedoch, dass Löcher 4, wie in Fig. 2 angedeutet, in nur geringem (vernachlässigbarem) Umfang oder (praktisch) nicht vorliegen.

Fig. 3 veranschaulicht beispielhaft und schematisch einen möglichen Herstellungsprozess für eine Prepreg-Lage 1 , wobei hier eine kontinuierliche Fertigung von links nach rechts dargestellt ist und folgende Schritte umfasst: a. Bereitstellen eines Fadengebildes aus Fäden 2 mit vorgegebenen Flächengewicht, hier mittels einer Webmaschine 10. Das erzeugte Fadengebilde wird entlang einer vorgegebenen Vorschubrichtung 16 weiter transportiert. b. Zugeben eines Wasser-Polyolefin-Gemisches 9 zu dem Fadengebilde, so dass das Flächengewicht um mindestens 30 % erhöht ist. Dieser Schritt wird hier in einem Trog 11 bzw. einem (Rollen-)Bad ausgeführt. c. Entwässern des Fadengebildes mit Wasser-Polyolefin-Gemisch 9, wobei dies hier in einem ersten Ofen 12 erfolgt. d. Konsolidieren des Fadengebildes mit dem Polyolefin, wobei dieses in einem zweiten Ofen 13 erfolgt, wobei der zweite Ofen 13 auch in/an dem ersten Ofen 12 ausgeführt sein kann. e. Abkühlen des Fadengebildes entlang einer Kühlstrecke 14. f. Aufwickeln der Prepreg-Lage 1 mit der gehärteten Kunststoffmatrix 3 in einer Wickelstation 15.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass mit den hier vorgeschlagenen Lösungen die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Nachteile zumindest teilweise überwunden wurden. Es wurden Prepregs mit einem hohen und variablen Gebrauchswert vorgestellt, wobei ermöglicht ist, dass die Verbundstruktur das Endprodukt über die gesamte flächige Gestaltung des Endprodukts möglichst gleichmäßig stabilisiert. Insbesondere wurden Prepregs geschaffen, die in Bezug auf die Weiterverarbeitung mit derzeit am Markt verfügbaren, ggf. stark umformenden Fertigungstechnologien geeignet sind. Bezugszeichenliste

1 Prepreg-Lage

2 Faden

3 Kunststoffmatrix

4 Loch

5 Öffnungsweite

6 Länge

7 Breite

8 Dicke

9 Wasser-Polyolefin-Gemisches

10 Webmaschine

11 Trog

12 erster Ofen

13 zweiter Ofen

14 Kühlstrecke

15 Wickelstation

16 Vorschubrichtung