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EP-4489968-B1 - DEEP-DRAWABLE SEPARATING FILM FOR FIBRE COMPOSITE PLASTIC COMPONENTS

EP4489968B1EP 4489968 B1EP4489968 B1EP 4489968B1EP-4489968-B1

Inventors

  • HERMANN, CHRISTIAN
  • KUNZELMANN, PETER
  • MAUSER, MATTHIAS

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20230307

Claims (15)

  1. A multilayer release film (1) comprising - a first surface layer (2) based on a mixture of a thermoplastic elastomer and a polyolefin; wherein the weight proportion of the thermoplastic elastomer is greater than the weight proportion of the polyolefin; - an adhesive layer (3); - optionally, a first intermediate layer (4); - optionally, a second intermediate layer (5); and - a second surface layer (6) based on at least one polypropylene or propylene copolymer; wherein the release film (1) has a total layer thickness in the range of 10 to 250 µm.
  2. The release film (1) according to claim 1, wherein the thermoplastic elastomer in the first surface layer (2) is a thermoplastic polyester elastomer.
  3. The release film (1) according to claim 1 or 2, wherein the thermoplastic elastomer in the first surface layer (2) has a DSC melting temperature according to ISO 11357-3 of at least 150°C; preferably at least 155°C, more preferably at least 160°C, even more preferably at least 165°C.
  4. The release film (1) according to one of the preceding claims, wherein the polyolefin in the first surface layer (2) is a polyethylene or an ethylene copolymer; preferably an LLDPE.
  5. The release film (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one polypropylene or propylene copolymer in the second surface layer (6) is at least one heterophasic polypropylene.
  6. The release film (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one polypropylene or propylene copolymer in the second surface layer (6) is a mixture of a first heterophasic polypropylene and a second heterophasic polypropylene different therefrom.
  7. The release film (1) according to one of the preceding claims, which is thermoformable, preferably deep-drawable.
  8. The release film (1) according to one of the preceding claims, which is cold-formable.
  9. Use of the release film (1) according to one of the preceding claims as a release film.
  10. The use according to claim 9, for the production of a fiber-reinforced plastic component from a curable fiber-reinforced plastic semi-finished product (8).
  11. A method for producing a fiber-reinforced plastic component from a curable fiber-reinforced plastic semi-finished product (8), comprising the steps: (a) providing a mold (7) for manufacturing a fiber-reinforced plastic component, wherein the mold (7) has a configuration that corresponds at least in one section to the configuration of the fiber-reinforced plastic component to be manufactured with the mold (7); (b) inserting a release film (1) according to one of claims 1 to 8 into the mold (7), wherein the release film (1) lines the mold (7) at least in the section which corresponds to the configuration of the fiber-reinforced plastic component to be produced with the mold (7); and wherein the first surface layer (2) of the release film (1) faces the mold (7); (c) optionally, deep drawing of the release film (1); (d) inserting the curable fiber-reinforced plastic semi-finished product (8) into the mold (7), wherein the second surface layer (6) of the release film (1) faces the curable fiber-reinforced plastic semi-finished product (8); (e) optionally, sealing and/or evacuating the mold (7); optionally, deep drawing the release film (i); (f) heating the mold (7) to a temperature at which the curable fiber-reinforced plastic semi-finished product (8) cures; optionally, under pressure; (g) optionally, cooling the cured fiber-reinforced plastic component; (h) optionally, removing the cured fiber-reinforced plastic component together with the release film (1) adhering to it from the mold (7); and (i) optionally, removing the release film (1) from the cured fiber-reinforced plastic component.
  12. The method according to claim 11, wherein the fiber-reinforced plastic component contains a further material selected from balsa wood, engineering foams, glass fleece, carbon fibers, glass fibers, and combinations thereof.
  13. The method according to one of claims 11 or 12, wherein the fiber-reinforced plastic component is intended for a means of transport, preferably for an aircraft, a spacecraft, a train, or a motor vehicle, or is intended for a wind turbine, preferably for a rotor blade.
  14. The method according to one of claims 11 to 13, wherein the curable fiber-reinforced plastic semi-finished product contains a curable epoxy resin or a curable polyester resin; preferably a curable epoxy resin.
  15. A fiber-reinforced plastic component, on whose outer surface, at least in a partial area, a release film (1) according to one of claims 1 to 8 adheres and can be removed therefrom, wherein the second surface layer (6) of the release film (1) faces the fiber-reinforced plastic component.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige Trennfolie, welche eine erste Oberflächenschicht basierend auf einer Mischung von einem thermoplastischen Elastomer und einem Polyolefin, eine zweite Oberflächenschicht basierend auf wenigstens einem Polypropylen oder Propylencopolymer, und eine Haftvermittlerschicht umfasst, wobei die Trennfolie eine Gesamtschichtdicke im Bereich von 10 bis 250 µm aufweist. Die erfindungsgemäße Trennfolie eignet sich zur Herstellung von Faserverbundkunststoff-Bauteilen, insbesondere durch einen Vakuuminfusionsprozess. Mit Hilfe von Trennfolien bzw. daraus hergestellten Vakuumbeuteln können selbst kompliziert gestaltete Faserverbundkunststoff-Bauteile für unterschiedlichste Anwendungen hergestellt werden, wie z.B. für die Luftfahrt, die Raumfahrt, die Automobil- oder Windenergie-Industrie. Dabei werden härtbare Faserverbundkunststoff-Halbzeuge, z.B. Laminate aus Carbon- oder Glasfasern, welche mit einem auszuhärtenden Kunststoffharz getränkt sind, in einen Vakuumbeutel eingebracht. Der Vakuumbeutel kann dabei prinzipiell aus einer einzelnen Trennfolie gebildet sein, welche das härtbare Faserverbundkunststoff-Halbzeug vollständig umgibt. In der Praxis umfasst der Vakuumbeutel jedoch häufig mehrere Elemente, welche vakuumdicht miteinander verbunden sind. Bei einigen Technologien sind die Halbzeuge bereits mit Kunststoffharz vorimprägniert (z.B. vorimprägnierte Fasern (Prepregs), vorimprägnierte Metallgitter, etc.), bei anderen Technologien geht man von nicht-vorimprägnierten Halbzeugen aus und imprägniert diese anschließend innerhalb der Vakuumbeutel mit Kunststoffharz (z.B. beim Infusionsverfahren). Anschließend wird das härtbare Halbzeug durch Evakuierung in das formgebende vakuumdichte Werkzeug gepresst und darin ausreichend verdichtet, so dass Gas- oder Lufteinschlüsse entweichen können und das Laminat möglichst keine Hohlräume aufweist. Die evakuierbare Gesamtvorrichtung aus Vakuumbeutel, formgebendem Werkzeug und verformtem, härtbarem Faserverbundkunststoff-Halbzeug wird anschließend in einem Autoklaven unter Druck und Erhitzen solange bis auf die Aushärtungstemperatur des Kunststoffharzes erwärmt, bis das Kunststoffharz ausgehärtet ist. Nach Abkühlen kann dann das ausgehärtete Faserverbundkunststoff-Bauteil aus dem Vakuumbeutel entnommen und von dem formgebenden vakuumdichten Werkzeug getrennt werden. Die Herstellung von Faserverbundkunststoff-Bauteilen erfolgt häufig in Formen unter Einsatz von Trennmitteln, um ein Anhaften der eingesetzten, härtbaren Kunststoffharze an den Formen zu verhindern. Insbesondere bei der Fertigung von großflächigen Faserverbundkunststoff-Bauteilen wie z.B. Flügeln von Windkraftanlagen ist der Einsatz solcher Trennmittel zeit- und kostenintensiv. Die Produktion von Flügeln für Windkraftanlagen erfolgt in den meisten Fällen durch einen Vakuuminfusionsprozess in Formen, welche jeweils die Hälfte eines Flügels abbilden. Dabei werden die Formen mit einem flüssigen Trennmittel bestrichen, um nach dem Aushärten der flüssig eingebrachten härtbaren Kunststoffharze, meist Epoxid- bzw. in selteneren Fällen Polyesterharzsysteme, eine Trennwirkung zwischen dem gehärteten Kunststoffharz des Faserverbundkunststoff-Bauteils und der Form zu erzielen. Der Einsatz dieser Trennmittel hat viele Nachteile. So besteht das Risiko der Beschädigung der Form aufgrund unzureichender Bedeckung mit Trennmittel. Außerdem muss die Oberfläche des Faserverbundkunststoff-Bauteils aufwendig nachbearbeitet werden, bevor sie mit Farbe und Lack beschichtet werden kann, um eine ausreichende Oberflächengüte zu erreichen. Insbesondere müssen Unebenheiten mit Füllmitteln (sog. Pore-Filler) verschlossen und anschließend muss die entsprechend bearbeitete Fläche des Faserverbundkunststoff-Bauteils abgeschliffen werden. Diese Bearbeitung der Oberfläche ist sehr zeit- und kostenintensiv. Der dabei entstehende Feinstaub sowie die eingesetzten Trennmittel als solche stellen zudem ein Gesundheitsrisiko für die Mitarbeiter dar. WO 2014 124945 A1 betrifft eine silikonisierte Trennfolie für die Herstellung von KunststoffFormteilen aus Faserverbundwerkstoffen unter Verwendung einer Form, umfassend eine bei Raumtemperatur vakuumtiefziehfähige Trägerfolie und eine in flüssiger Form auftragbare Beschichtung, die gegebenenfalls nach dem Entfernen eventueller Lösungsmittel zu mehr als 90 Atom% aus Silizium, Kohlenstoff und/oder Sauerstoff, zu mehr als 45 Atom% aus Kohlenstoff, sowie zu mehr als 20 Atom% aus Silizium besteht, jeweils bezogen auf die gesamte Beschichtung und gemessen durch XPS, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung durch Additionsreaktionen, Kondensationsreaktionen oder durch Strahlung vernetzt ist. US 2017 0066218 A1 und US 2019 0322075 A1 betreffen mehrschichtige Trennfolien, welche eine erste äußere Schicht aufweisen, die Polymethylpenten oder ein fluoriertes Polymer umfasst und eine erste Adhäsionsaffinität aufweist, und eine zweite äußere Schicht, die Polymethylpenten oder ein f