DE102016104603A1 - Composite component and method of manufacture - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verbundbauteil mit einer Schichtabfolge umfassend einen Schaumkern, wobei der Schaumkern nicht chemisch mit PUR bindet, einer Zwischenschicht aus PUR, wobei die Zwischenschicht mit Fasern verstärkt ist, und einer Sperrschicht aus PUR, wobei die Sperrschicht eine Außenfläche mit Mikroporen aufweist und wobei die Mikroporen einem Durchmesser kleiner 30 µm, bevorzugt kleiner 10 µm besonders bevorzugt kleiner 5 µm aufweisen, sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.The present invention is directed to a composite member having a layer sequence comprising a foam core, wherein the foam core does not chemically bond with PUR, an intermediate layer of PUR, wherein the intermediate layer is reinforced with fibers, and a barrier layer of PUR, the barrier layer having an outer surface with micropores and wherein the micropores have a diameter of less than 30 microns, preferably less than 10 microns more preferably less than 5 microns, and to a process for its preparation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil und ein zugehöriges Verfahren zum Herstellen von schaumgefüllten Formteilen aus faserverstärktem PUR, mit sehr glatter Oberfläche und geringem Gewicht, die mit Temperaturen von mehr als 90 Grad lackiert werden können und z.B. für Batteriefachklappen für Busse verwendet werden können. The invention relates to a composite component and an associated method for producing foam-filled molded parts made of fiber-reinforced PUR, with a very smooth surface and low weight, which can be painted with temperatures of more than 90 degrees, and e.g. can be used for battery compartment doors for buses.

Ein Verbundbauteil der eingangs beschriebenen Ausprägung wird beispielsweise in der DE 10 2009 052 038 B4 beschrieben. Hier geht es um ein flächiges Verbundbauteil, insbesondere Fahrzeugkarosserieteil, welches mehrere Schichten umfasst. Insbesondere ist hier zwischen der Außenschicht und der Trägerstruktur eine Sperrschicht angeordnet, die ein Abbilden von strukturellen Merkmalen der Trägerstruktur auf der Außenschicht verhindert. Diese Schichtfolge hat sich prinzipiell bewährt. A composite component of the expression described above, for example, in the DE 10 2009 052 038 B4 described. This is about a laminar composite component, in particular vehicle body part, which comprises several layers. In particular, a barrier layer is arranged between the outer layer and the carrier structure, which prevents a mapping of structural features of the carrier structure on the outer layer. This layer sequence has proven itself in principle.

Darüber hinaus ist es bei einem vergleichbaren Verbundbauteil entsprechend der EP 1 319 503 A1 bekannt geworden, dass Verbundteile aus Deckschichten und vor allem aus Polyurethan-Sandwichmaterialien hergestellt werden. Insbesondere handelt es sich hierbei um ein Verbundteil aus A) einer Kernschicht, B) beidseitig der Kernschicht angeordneten Faserschichten, die mit einem Polyurethanharz (P) getränkt sind, C) einer Deckschicht mit einer Klasse-A-Oberflächenqualität auf einer der Faserschichten und D) gegebenenfalls einer Dekorschicht auf der zweiten Faserschicht. Moreover, it is in a comparable composite component according to the EP 1 319 503 A1 It has become known that composite parts are produced from cover layers and above all from polyurethane sandwich materials. In particular, this is a composite part of A) a core layer, B) fiber layers arranged on both sides of the core layer, which are impregnated with a polyurethane resin (P), C) a cover layer with a class A surface quality on one of the fiber layers, and D) optionally a decorative layer on the second fiber layer.

Als Material für die Kernschicht A) kommen in EP 1 319 503 A1 thermoformbare PUR-Schaumstoffe, Papier-, Metall- oder Kunststoffwaben zum Einsatz. As material for the core layer A) come in EP 1 319 503 A1 Thermoformable PUR foams, paper, metal or plastic honeycombs are used.

Als Fasermaterial B) schlägt die EP 1319503 A1 vor, Glasfasermatten, Glasfaservliese, Glasfaserwirrlagen, Glasfasergewebe, geschnittene oder gemahlene Glas- oder Mineral-Fasern, Naturfasermatten und -gewirke, geschnittene Naturfasern, sowie Fasermatten, -vliese und -gewirke auf der Basis von Polymer-, Kohlenstoff- bzw. Aramidfasern sowie deren Mischungen zu verwenden. As fiber material B) proposes the EP 1319503 A1 before, glass fiber mats, glass fiber mats, Glasfaserwirrlagen, glass fiber fabric, cut or ground glass or mineral fibers, natural fiber mats and knitted fabrics, cut natural fibers, and fiber mats, nonwovens and -wirirke based on polymer, carbon or aramid fibers and their To use mixtures.

Zudem sieht die EP 1 319 503 A1 als geeignete Deckschichten C) z.B. Metall-Folien oder -Bleche sowie kompakte thermoplastische Kunststoff-Composites aus PMMA (Polymethylmethacrylat), ASA (Acrylester modifiziertes Styrol-Acrylnitril-Terpolymer), PC (Polycarbonat), PA (Polyamid), PBT (Polybutyleneterephthalat) und/oder PPO (Polyphenylenoxid) für Außenanwendungen an. Ebenfalls kann die Deckschicht nach der in EP 1 319 503 A1 genannten Ausführung lackiert, lackierfähig eingestellt oder eingefärbt sein.In addition, the sees EP 1 319 503 A1 as suitable cover layers C), for example metal foils or sheets, and compact thermoplastic composites of PMMA (polymethyl methacrylate), ASA (acrylic ester modified styrene-acrylonitrile terpolymer), PC (polycarbonate), PA (polyamide), PBT (polybutylene terephthalate) and / or PPO (polyphenylene oxide) for outdoor applications. Also, the cover layer according to the in EP 1 319 503 A1 varnished, paintable set or colored.

Als Dekorschicht D) können Textilstoffe, die gegen eine Durchschäumung mit TPU-Folie gesperrt sind, kompakte oder geschäumte Kunststofffolien sowie Sprüh- oder RIM-Häute aus Polyurethan verwendet werden. As decorative layer D), it is possible to use textile materials which are blocked against foaming with TPU film, compact or foamed plastic films and spray or RIM skins made of polyurethane.

Die Faserkomponente der Faserschicht B) kann als Gewebe auf die Kernschicht A) aufgelegt oder im Falle der geschnittenen oder gemahlenen Fasern mit der Polyurethankomponente oder über die Polyurethankomponente (P) eingebracht oder aufgesprüht werden.The fiber component of the fiber layer B) may be laid as a fabric on the core layer A) or in the case of cut or ground fibers with the polyurethane component or on the polyurethane component (P) introduced or sprayed.

Die bekannten Verbundbauteile können auch nicht entsprechend der Erfindungslehre nach der DE 10 2012 220 305 A1 überzeugen. Hier insbesondere fehlt eine entsprechende Sperrschicht, die das Durchdringen möglicher Fasern verhindert, um so eine höhere Oberflächengüte zu erreichen.The known composite components can not according to the teaching of the invention after DE 10 2012 220 305 A1 to convince. Here, in particular, a corresponding barrier layer is missing, which prevents the penetration of possible fibers in order to achieve a higher surface quality.

In der DE 10 2012 220 305 A1 bestehen die Kunststoffschicht und die Faserverbundbauteile aus dem gleichen Material. Hierdurch können diese eine feste, stoffschlüssige Verbindung eingehen, ohne dass zusätzliche Arbeitsgänge nötig wären. Dadurch können die Sandwichbauteile nach dem Stand der Technik zwar direkt lackiert werden, verfügen jedoch nicht über eine hohe Oberflächengüte.In the DE 10 2012 220 305 A1 The plastic layer and the fiber composite components consist of the same material. As a result, they can make a firm, cohesive connection without additional operations would be necessary. As a result, although the sandwich components according to the prior art can be directly painted, but do not have a high surface quality.

Das Ziel der DE 10 2008 003 153 A1 ist ebenfalls das Entwickeln eines neuartigen Verfahrens zur Herstellung eines Verbundbauteils. Nach diesem Verfahren wird zunächst in das geöffnete Werkzeug die zuvor hergestellte Deckschicht in Form eines Bezuges eingelegt. Dann wird ein Fasergewebe, insbesondere das Glasfasergewebe, neben dem Werkzeug aufgespannt und dort bereits mit der Polyurethan-Zubereitung eingesprüht. Diese durchdrängt das Glasfasergewebe und verteilt sich darin flächig. Das entsprechende erste mit Polyurethan getränkte Glasfasergewebe wird in das Werkzeug auf die darin befindliche Deckschicht aufgelegt. Als weiterer Schritt wird, wie auch nach diesem Verfahren, die Zwischenschicht auf die polyurethangetränkte Glasfaserschicht aufgelegt. The goal of DE 10 2008 003 153 A1 is also the development of a novel process for producing a composite component. After this process, the cover layer previously produced in the form of a cover is first inserted into the opened tool. Then a fiber fabric, in particular the glass fiber fabric, is stretched next to the tool where it is already sprayed with the polyurethane preparation. This penetrates the fiberglass fabric and distributes itself in a planar manner. The corresponding first impregnated with polyurethane glass fiber fabric is placed in the tool on the cover layer located therein. As a further step, as well as after this process, the intermediate layer is placed on the polyurethane-impregnated glass fiber layer.

Wie im üblichen Verfahren folgt nun das Schließen des Werkzeugs mit der Aushärtung des Polyurethans bei erhöhtem Druck sowie einer erhöhten Temperatur. Im Ergebnis wird somit das Verbundbauteil hergestellt, wobei eine gewünschte weiche Dekoroberfläche entstanden ist, die keinerlei Abdrücke der inneren Schichten aufweist. As in the usual process now follows the closing of the tool with the curing of the polyurethane at elevated pressure and an elevated temperature. As a result, the composite component is thus produced, resulting in a desired soft decorative surface which has no impressions of the inner layers.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteiles wird in der DE 10 2007 007 554 B4 vorgestellt. Hier wird insbesondere vorgeschlagen, ein Zuschnitt aus einem Fasermaterial um die Kernschicht mit dem Verstärkungselement zu legen, so dass dessen beiden Großflächen von dem Fasermaterialzuschnitt überdeckt sind. Dann wird die so hergestellte Sandwich-Anordnung mit der Kernschicht über Heftklammern verbunden und dabei beidseitig mit einem Polyurethanwerkstoff besprüht. Anschließend wird die besprühte Sandwich-Anordnung in einem Presswerkzeug verpresst, so dass der Polyurethanwerkstoff aushärtet und sich eine Geometrie des flächigen Verbundbauteils ausbildet. Abschließend wird das flächige Verbundbauteil aus dem Presswerkzeug entformt.Another method for producing a composite component is described in DE 10 2007 007 554 B4 presented. Here, in particular, it is proposed to lay a blank of a fiber material around the core layer with the reinforcing element, so that its two large areas of the Fasermaterialzuschnitt are covered. Then, the sandwich assembly thus produced is connected to the core layer via staples and thereby sprayed on both sides with a polyurethane material. Subsequently, the sprayed sandwich assembly is pressed in a pressing tool, so that the polyurethane material hardens and forms a geometry of the sheet-like composite component. Finally, the laminar composite component is removed from the press tool.

Insgesamt können die bekannten Vorgehensweisen bei den Herstellungsverfahren und den daraus resultierenden Verbundbauteilen nicht in allen Aspekten überzeugen. So kann der Stand der Technik bisher keine Verbundbauteile und deren Herstellung offenbaren, die insbesondere auf sehr leichte, sehr stabile und sehr glatte, lackierbare Bauteile ohne durchdrückende Faserabbildung abzielt.Overall, the known procedures in the manufacturing process and the resulting composite components can not convince in all aspects. Thus, the state of the art has hitherto revealed no composite components and their production, which is aimed in particular at very light, very stable and very smooth, paintable components without piercing fiber imaging.

Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.Here, the invention aims to provide a total remedy.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein leichtes aber dennoch stabiles Verbundbauteil, das einen Schaumkern und eine faserverstärkte Beschichtung des Schaumkerns sowie eine sehr glatte und damit lackierfähige Oberfläche aufweist, und ein Verfahren zu seiner Herstellung bereitzustellen.The invention is based on the technical problem of providing a lightweight but nevertheless stable composite component which has a foam core and a fiber-reinforced coating of the foam core as well as a very smooth and therefore paintable surface, and a method for its production.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung ein Verbundbauteil mit einer Schichtabfolge vor, das zunächst einen Schaumkern umfasst, wobei der Schaumkern nicht chemisch mit PUR bindet. An diesen Schaumkern schließt sich eine Zwischenschicht aus PUR an, wobei die Zwischenschicht mit Fasern verstärkt ist, sowie eine weitere Schicht, eine sogenannte, Sperrschicht aus PUR, wobei diese Sperrschicht eine Außenfläche mit Mikroporen aufweist, und wobei die Mikroporen einem Durchmesser kleiner 30 µm, bevorzugt kleiner 10 µm besonders bevorzugt kleiner 5 µm aufweisen. To solve this technical problem, the invention proposes a composite component with a layer sequence, which initially comprises a foam core, wherein the foam core does not chemically bind with PUR. This foam core is followed by an intermediate layer of PUR, the intermediate layer being reinforced with fibers, and another layer, a so-called barrier layer of PUR, this barrier layer having an outer surface with micropores, and wherein the micropores have a diameter of less than 30 μm, preferably less than 10 microns, more preferably less than 5 microns.

Bei den Mikroporen handelt es sich um sehr kleine Vakuolen, die in der plastischen Seele vorkommen. Da sie sehr klein sind, sind sie im Hinblick auf Festigkeit und Steifigkeit weitestgehend unkritisch, sind aber durch Weißfärbung bei ungefüllten Formteilen beobachtbar. Bei transparenten bzw. transluzenten Materialien beeinträchtigen sie jedoch die optischen Eigenschaften.The micropores are very small vacuoles that occur in the plastic soul. Since they are very small, they are largely uncritical in terms of strength and rigidity, but are observable by whitening at unfilled moldings. In the case of transparent or translucent materials, however, they impair the optical properties.

Ein solches Verbundbauteil hat den Vorteil, dass es sehr leicht ist. Durch den Schaumkern und den dünnen Schichten wird das Gesamtgewicht des Verbundbauteils gering gehalten. Die Faserverstärkung und die formschlüssige Anbindung der Zwischenschicht an den Schaumkern sorgen für eine vergleichsweise hohe Stabilität des Verbundbauteils. Weiterhin wird durch die Sperrschicht ein Durchdringen der Fasern an die werkzeugseitige Oberfläche vermieden, wodurch das Verbundbauteil eine sehr glatte Oberfläche erhält, die nur sehr kleine Poren aufweist und dadurch lackierfähig ist.Such a composite component has the advantage that it is very light. Due to the foam core and the thin layers, the total weight of the composite component is kept low. The fiber reinforcement and the positive connection of the intermediate layer to the foam core ensure a comparatively high stability of the composite component. Furthermore, penetration of the fibers onto the tool-side surface is avoided by the barrier layer, as a result of which the composite component obtains a very smooth surface which has only very small pores and can therefore be painted.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist das vorliegende Verbundbauteil in seinem Inneren einen Schaumkern mit einem Raumgewicht von kleiner 30 kg/m3 auf. Dies hat den Vorteil, dass im Verbund sehr leichte Bauteile hergestellt werden können.In a further embodiment according to the invention, the present composite component has in its interior a foam core with a density of less than 30 kg / m 3 . This has the advantage that very lightweight components can be produced in the composite.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Schaumkern offenporig ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Poren vor allem nicht geschlossen sind. Des Weiteren haben offenporige Strukturen eine sehr hohe Luftdurchlässigkeit, verfügen über einen sehr guten Druckverformungsrest und bieten eine hervorragende Stanzbarkeit. Mit diesen Voraussetzungen sind sie damit bestens geeignet für Tränkverfahren jeglicher Art. Auch aus diesem Grund wird bevorzugt ein Schaumkern aus Polyphenylenether (PPE) verwendet. Beim PPE handelt es sich um einen hochtemperaturbeständigen, thermoplastischen Kunststoff.In a further advantageous embodiment of the invention, the foam core is open-pored. This means that the pores, above all, are not closed. Furthermore, open-pore structures have a very high air permeability, have a very good compression set and offer excellent punchability. With these prerequisites, they are thus ideally suited for impregnation processes of any kind. For this reason, a foam core of polyphenylene ether (PPE) is preferably used. The PPE is a high-temperature-resistant, thermoplastic material.

PPE findet insbesondere Einsatz für Formteile im Elektronik-, Haushalts- und Fahrzeugsektor bei denen es auf hohe Wärmeformbeständigkeit, Dimensionsstabilität und Maßhaltigkeit ankommt. Auch deshalb kommt PPE in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz, weil sein Temperaturfenster für eine mögliche Lackierung über 110 Grad hinausreicht. Zudem ist das Material auch so resistent, dass keine chemische Anbindung durch PUR an die Oberfläche stattfinden kann. PPE is used in particular for molded parts in the electronics, household and automotive sector where high heat resistance, dimensional stability and dimensional stability are important. Also, PPE is used in the present invention because its temperature window extends beyond 110 degrees for possible painting. In addition, the material is also so resistant that no chemical binding by PUR to the surface can take place.

Des Weiteren ist der PPE Schaumkern, wie eingangs bereits gefordert, offenporig und schwach komprimiert und anders als oft im Stand der Technik zu sehen nicht mit einer entsprechenden gasdichten Hautschicht umgeben. Dies hat den Vorteil, dass das Material luftdurchlässig bleibt, und die Luft und auch Flüssigkeiten aufgenommen werden können. Als besonders Vorteilhaft hat sich ebenfalls ein Raumgewicht des PPE Schaumes von deutlich kleiner 30kg/m3 erwiesen.Furthermore, as already mentioned, the PPE foam core is open-pore and slightly compressed and, unlike many in the prior art, is not surrounded by a corresponding gastight skin layer. This has the advantage that the material remains permeable to air, and the air and liquids can be absorbed. Particularly advantageous has also a density of the PPE foam of significantly less than 30kg / m 3 proved.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Schaumkern mit der Zwischenschicht formschlüssig verbunden. Formschlüssige Verbindungen entstehen durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern. Hier in der vorliegenden Erfindung, das Ineinandergreifen des Materials der Zwischenschicht in die Poren des PPE Schaumkerns. Das Besondere dabei ist, dass durch die mechanische Verbindung sich die beiden Verbindungspartner auch ohne oder bei unterbrochener Kraftübertragung nicht lösen können. Die eingangs beschriebene formschlüssige Verbindung der beiden Verbindungspartner entsteht in der vorliegenden Erfindung durch das Umhüllen des PPE Schaumkern durch die Zwischenschicht.In a further embodiment of the invention, the foam core is positively connected to the intermediate layer. Form-fitting connections are created by the interaction of at least two connection partners. Here in the present invention, the intermeshing of the material of the intermediate layer into the pores of the PPE foam core. The special thing is that through the mechanical connection, the two connection partners can not solve without or with interrupted power transmission. The form-fitting connection of the two connection partners described above arises in the present invention by the wrapping of the PPE foam core through the intermediate layer.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Zwischenschicht um ein Faserverbund bzw. Fasergewebe. Diese Fasergewebe können insbesondere aus Glasfaser oder Glasvlies bestehen. Dabei weisen die Fasern, insbesondere Glasfasern, eine mittlere Länge von 4 mm bis 8 mm auf. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere in Kombination mit einem leichten Schaumkern eine hohe Stabilität erreicht werden kann, ohne das Gesamtgewicht signifikant zu erhöhen. In a further embodiment of the invention, the intermediate layer is a fiber composite or fiber fabric. These fiber fabrics may consist in particular of glass fiber or glass fleece. In this case, the fibers, in particular glass fibers, have an average length of 4 mm to 8 mm. This has the advantage that, in particular in combination with a lightweight foam core, a high stability can be achieved without significantly increasing the total weight.

Als besonders vorteilhafte Ausführungsform hat sich auch ergeben, dass diese Zwischenschicht einen niedrigen bis keinen Aktivator/Katalysator-Gehalt aufweist. Denn PUR Aktivatoren/Katalysatoren (Thixotropiermittel) werden oft dort eingesetzt, wo eine schnelle Aushärtung von PUR-Dicht- und Klebstoffen gefordert wird. Da im Pressprozess während der Herstellung die frisch in die Pressform gesprühte Sperrschicht an die faserverstärkte Zwischenschicht anbinden soll, darf die Zwischenschicht nicht zu schnell aushärten. Daher wird in dieser Schicht weitestgehend auf die Zugabe von Aktivatoren/Katalysatoren verzichtet.As a particularly advantageous embodiment, it has also been found that this intermediate layer has a low to no activator / catalyst content. Because PUR activators / catalysts (thixotropic agents) are often used where rapid curing of PUR sealants and adhesives is required. Since during the pressing process the barrier layer sprayed freshly into the die is to bind to the fiber-reinforced intermediate layer, the intermediate layer must not cure too quickly. Therefore, the addition of activators / catalysts is largely omitted in this layer.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Sperrschicht auf den mit Fasern umhüllten Schaumkern aufgetragen, die einen hohen Gehalt an einem Aktivator/Katalysator enthält. Der Aktivator/Katalysator sorgt insbesondere hier dafür, dass die Aushärtezeit der Schicht deutlich verkürzt wird. Dies ist vorteilhaft, weil die Fasern der Zwischenschicht so nicht in die Sperrschicht eindringen können. Die der Zwischenschicht abgewandte Seite der Sperrschicht bleibt so von den Fasern unversehrt und ist nach dem Pressvorgang in einem lackierfähigen Zustand. In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Sperrschicht einen höheren Aktivator/Katalysator-Gehalt auf als die Zwischenschicht.In a further embodiment of the invention, the barrier layer is applied to the foam core enveloped with foam, which contains a high content of an activator / catalyst. In particular, the activator / catalyst here ensures that the hardening time of the layer is significantly shortened. This is advantageous because the fibers of the intermediate layer can not penetrate into the barrier layer in this way. The side of the barrier layer facing away from the intermediate layer thus remains intact from the fibers and is in a paintable state after the pressing process. In one development of the invention, the barrier layer has a higher activator / catalyst content than the intermediate layer.

In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der umhüllte Schaumkern von beiden Seiten bzw. allseitig mit einem niedrigviskosem, faserfreien, langsam härtenden PUR besprüht bzw. damit getränkt, wobei es zur Benetzung der Fasern in der Hülle kommt. Folglich kann die Zwischenschicht (flüssige PUR) in die offenporige Struktur eindringen und dort aushärten. Resultierend daraus bildet sich eine stabile Verzahnung mit haltbaren Retentionen, aber keine oder kaum eine chemische Bindung.In another embodiment of the invention, the coated foam core is sprayed or soaked on both sides or on all sides with a low-viscosity, fiber-free, slow-curing PU, wetting the fibers in the shell. Consequently, the intermediate layer (liquid PUR) can penetrate into the open-pore structure and harden there. As a result, a stable gearing with durable retention, but little or no chemical bond is formed.

Ebenfalls hat sich als besonders vorteilhaft für das Grundmaterial der Sperrschicht erwiesen, dass das Grundmaterial ein 2K Polyurethan aus Polyol und Isocyanat ohne Lösungsmittel ist (BayPreg). It has also proved to be particularly advantageous for the base material of the barrier layer that the base material is a 2-component polyurethane of polyol and isocyanate without solvent (BayPreg).

Zudem ist die Faserschicht mehr als 0,5 mm von der Oberfläche entfernt, weil die Fasern nicht in die teilweise ausgehärtete Sperrschicht eindringen können. Damit hat die Sperrschicht den Vorteil, dass sie eine glatte, porenfreie und faserfreie aus lösemittelfreiem 2K PUR bestehende Oberfläche eines Verbundbauteils bildet, die sich hervorragend für eine weitere Beschichtung, insbesondere Lackierung, eignet.In addition, the fiber layer is more than 0.5 mm from the surface because the fibers can not penetrate into the partially cured barrier layer. Thus, the barrier layer has the advantage that it forms a smooth, non-porous and fiber-free solvent-free 2K PUR surface of a composite component, which is ideal for a further coating, in particular painting.

Anders sieht der Sachverhalt bei einem Verbundbauteil ohne eine entsprechende Sperrschicht aus. Hier wird für gewöhnlich eine PUR getränkte Faserlage direkt bis an das Werkzeug gepresst. Damit entsteht eine Oberfläche, die für eine weitere Lackierung nicht hochwertig genug ist bzw. diese Oberfläche müsste in einem weiteren Schritt aufwändig veredelt werden. The situation with a composite component without a corresponding barrier layer looks different. Here usually a PUR soaked fiber layer is pressed directly to the tool. This creates a surface that is not high enough for further painting or this surface would have to be elaborately finished in a further step.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verbundbauteil nach der Herstellung bis zu einer Temperatur von 100°C lackierfähig, bevorzugt bis zu 110°C. In a preferred embodiment of the invention, the composite component can be painted after production up to a temperature of 100 ° C., preferably up to 110 ° C.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung weist das Verbundbauteil auf der Außenseite der Sperrschicht zusätzlich als Deckschicht eine Lackschicht auf. Die Lackschicht weist Mikroporen auf, wobei die Mikroporen eine Größe von maximal 30 µm, bevorzugt eine Größe von maximal 10 µm, besonders bevorzugt eine Größe von maximal 5 µm aufweisen.In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the composite component on the outside of the barrier layer additionally as a cover layer on a lacquer layer. The lacquer layer has micropores, wherein the micropores have a size of at most 30 .mu.m, preferably a maximum size of 10 .mu.m, particularly preferably a maximum size of 5 .mu.m.

Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines oben beschriebenen Verbundbauteils gelöst, dass folgende Verfahrensschritte umfasst.The object is further achieved according to the invention by a method for producing a composite component described above, comprising the following method steps.

Auf einer Innenfläche einer Pressform wird eine Sperrschicht aus PUR aufgebracht. Parallel hierzu wird auf mindestens einer Seite eines Schaumkerns eine Faserschicht aufgebracht. Der Schaumkern ist vorzugsweise offenporig und hat ein geringes Raumgewicht. Weiterhin besteht der Schaumkern aus einem Material, das nicht chemisch mit PUR bindet. Auf den teilweise mit einer Faserschicht versehenen Schaumkern wird eine Zwischenschicht aus PUR aufgebracht. Anschließend wird der von der Faserschicht umgebene und mit einer Zwischenschicht aus PUR versehene Schaumkern in die Pressform eingelegt und der Schichtverbund verpresst. Hierbei dringt das PUR der Zwischenschicht in die Poren des Schaumkerns ein. Nach dem Aushärten des in die Poren des Schaumkerns eingedrungenen PUR der Zwischenschicht sind die Zwischenschicht und der Schaumkern formschlüssig verbunden. Dies hat den Vorteil, dass auch Materialien mit der Zwischenschicht verbunden werden können, die nicht chemisch mit PUR binden. On an inner surface of a mold, a barrier layer of PUR is applied. Parallel to this, a fiber layer is applied to at least one side of a foam core. The foam core is preferably porous and has a low density. Furthermore, the foam core is made of a material that does not chemically bind with PUR. On the partially provided with a fiber layer foam core, an intermediate layer of PUR is applied. Subsequently, the foam core surrounded by the fiber layer and provided with an intermediate layer of PUR foam core is inserted into the mold and the composite layer pressed. In this case, the PUR of the intermediate layer penetrates into the pores of the foam core. After curing of the penetrated into the pores of the foam core PUR of the intermediate layer are the intermediate layer and the foam core positively connected. This has the advantage that it is also possible to join materials with the intermediate layer which do not bind chemically with PUR.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird ein passendes Formteil aus offenporigem PPE Schaum mit Luftdurchlässigkeit und weniger als 90% Kugelpackungsdichte mit einer Faserlage umwickelt bzw. umlappt. Dabei handelt es sich bei der Faserlage bevorzugt um Glasvlies oder aber um Glasfaser. In one embodiment of the invention, a suitable molding of open-pore PPE foam with air permeability and less than 90% ball packing density is wrapped or folded with a fiber layer. The fiber layer is preferably glass fleece or fiberglass.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vor dem Aufbringen der PUR-Schicht auf der Innenfläche einer Pressform oder eines Pressformteils eine Deckschicht aufgebracht. Dies kann vorzugsweise mit In Mould Coating (IMC Lack) geschehen. Auf die Deckschicht wird faserfreies und stark aktiviertes PUR aufgebracht. D.h. es wird eine Sperrschicht aus PUR auf eine Innenfläche einer Pressform aufgebracht, wobei es sich beim Aufbringen bevorzugt um Besprühen oder Tränken handeln kann. Die PUR-Schicht härtet dann schnell an und bildet eine hautartige Oberfläche, die stabil genug ist, dass Fasern aus aufgepressten Faserlagen nicht hindurch dringen können. Dadurch entsteht auf der Außenseite eine qualitativ hochwertige Lackschicht. Anschließend wird eine weitere Schicht, eine Zwischenschicht, aus PUR auf die auf den Schaumkern aufgebrachten Faserschicht aufgebracht.In an advantageous development of the invention, a cover layer is applied to the inner surface of a press mold or of a press molded part before the PUR layer is applied. This can preferably be done with In Mold Coating (IMC Lack). Fiber-free and strongly activated PUR is applied to the cover layer. That a barrier layer of PUR is applied to an inner surface of a mold, which may preferably be spraying or soaking during application. The PUR layer then cures rapidly, forming a skin-like surface that is sturdy enough that fibers from pressed fiber layers can not penetrate. This creates a high-quality lacquer coating on the outside. Subsequently, a further layer, an intermediate layer, of PUR is applied to the fiber layer applied to the foam core.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Zwischenschicht einen Materialauftrag in Höhe von 20%–60% des unkomprimierten Volumens der Faserschicht auf. Die Zwischenschicht hat die Aufgabe eine Verbindung mit der Sperrschicht und dem Schaumkern einzugehen und dem Schichtverbund durch die Beimengung der Fasern die nötige Stabilität zu verschaffen. Gleichzeitig soll der Schichtverbund aber auch leicht sein. Daher ist ein minimaler Materialauftrag der Zwischenschicht von großer Bedeutung.In an advantageous embodiment of the invention, the intermediate layer has a material application in the amount of 20% -60% of the uncompressed volume of the fiber layer. The intermediate layer has the task to enter into a connection with the barrier layer and the foam core and to provide the layer composite by the addition of the fibers the necessary stability. At the same time, the layer composite should also be light. Therefore, a minimal application of material of the intermediate layer is of great importance.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Zwischenschicht nur einen geringen Aktivator/Katalysator-Gehalt auf. Das heißt, die Faserschicht wird mit PUR mit langsamer Härtung getränkt bzw. besprüht. Das hat den Vorteil, dass vor dem Aushärten der Zwischenschicht genügend Zeit für den Pressvorgang bleibt und das PUR in den Schaumkern eindringen kann um sich mit diesem formschlüssig zu verbinden. In an advantageous embodiment of the invention, the intermediate layer has only a low activator / catalyst content. That is, the fiber layer is soaked or sprayed with PUR with slow cure. This has the advantage that sufficient time for the pressing process remains before the curing of the intermediate layer and the PUR can penetrate into the foam core to connect with this form-fitting.

In einer weiteren vorteilhaftem erfindungsgemäßem Ausgestaltung nimmt die Zwischenschicht aus der PUR Flüssigkeit lackseitig eine geringere Dicke an als auf der Gegenseite. Gleichzeitig wird beim Auftragen der PUR Flüssigkeit diese in die Faserschicht eingesaugt. Dies hat den Vorteil eines gleichmäßig dicken Materialauftrags auf der Lackseite und der lackabgewandten Seite.In a further advantageous embodiment of the invention, the intermediate layer of the PUR liquid on the paint side takes on a smaller thickness than on the opposite side. At the same time, when applying the PUR liquid, it is sucked into the fiber layer. This has the advantage of a uniformly thick material application on the paint side and the side facing away from the paint.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform überlappen die Fasermatten den Randbereich der Pressform, sodass das Faserfließ nach dem Schließen der Pressform zwischen den Formhälften eingeklemmt wird. Hierdurch verbleibt ein Spalt zwischen den Formhälften, durch den Gase und auch überschüssiges Material entweichen kann.In a further embodiment of the invention, the fiber mats overlap the edge region of the mold, so that the fiber flow is clamped between the mold halves after closing the mold. This leaves a gap between the mold halves through which gases and excess material can escape.

Beim Verpressen hat die Pressform vorzugsweise eine Temperatur zwischen 50°C und 70°C. Dabei sollte die Formtemperatur vor dem Pressvorgang zwischen 50°C bis 70°C liegen bzw. auf 50°C bis 70°C erwärmt oder abgekühlt werden. Es besteht auch die Möglichkeit das getränkte und umhüllende Formteil auf die Sperrschicht zu legen und mit einem oberen Werkzeug abzudecken. Das heißt, nach dem Aufsetzen der lackabgewandten Formhälfte werden die überstehenden Bereiche der Faserschicht von den Formhälften eingeklemmt, sodass während des Pressvorgangs Gas aus der geschlossenen Form entweichen kann.When pressing, the mold preferably has a temperature between 50 ° C and 70 ° C. The mold temperature should be between 50 ° C to 70 ° C before the pressing process or heated to 50 ° C to 70 ° C or cooled. It is also possible to put the impregnated and enveloping molding on the barrier layer and cover with an upper tool. That is, after placing the paint facing away from the mold half, the protruding portions of the fiber layer are clamped by the mold halves, so that during the pressing process gas can escape from the closed mold.

Des Weiteren ist in einer Weiterbildung der Erfindung die Sperrschicht vor dem Pressvorgang teilweise ausgehärtet. Die Sperrschicht kann dann nach der teilweisen Aushärtung von den Fasern der Faserschicht nicht mehr durchdrungen werden und ist aber chemisch noch an weitere PUR-Schichten anbindbar.Furthermore, in a further development of the invention, the barrier layer is partially cured before the pressing process. The barrier layer can then no longer be penetrated by the fibers of the fiber layer after the partial curing and is chemically connectable to further PUR layers.

Nach Entformung zeigen sich die extrem glatten und faserfreien lackseitigen Oberflächen, in Kombination mit dem geringen Gewicht und die Lackierfähigkeit bei Temperaturen bis über 100 oder 110 Grad.After demolding, the extremely smooth and fiber-free paint-side surfaces, in combination with the low weight and the paintability at temperatures up to 100 or 110 degrees.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Schichten nach dem Schließen der Pressform so verdichtet, dass das PUR der Zwischenschicht chemisch an die Sperrschicht bindet und in den Schaumkern eindringt.In one embodiment of the invention, after the mold is closed, the layers are densified such that the PUR of the intermediate layer chemically binds to the barrier layer and penetrates into the foam core.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der weiteren Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar. Ausführungsbeispiele eines Verbundbauteils nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Further advantages and advantageous embodiments of the subject matter of the invention are the further description, the drawings and the claims removed. Embodiments of a composite component according to the invention are shown schematically simplified in the drawings and are explained in more detail in the following description.

Es zeigt: It shows:

1 Schematische Darstellung einer Pressform und der Ausgangsmaterialien des Verbundbauteils vor dem Pressvorgang 1 Schematic representation of a mold and the starting materials of the composite component before the pressing process

2 Schematische Darstellung der Pressform und des Verbundteils während des Pressvorgangs 2 Schematic representation of the mold and the composite part during the pressing process

3 Schematischer Aufbau eines Verbundbauteils mit Lackschicht 3 Schematic structure of a composite component with lacquer layer

4 Schematische Darstellung des Formschlusses zwischen Schaumkörper und Zwischenschicht 4 Schematic representation of the positive connection between foam body and intermediate layer

5 Schematische Darstellung eines Verbundbauteils mit ausstehenden Fasermattenteilen 5 Schematic representation of a composite component with protruding fiber mat parts

6 Schematische Darstellung eines Flügels mit verkleideten Kanten 6 Schematic representation of a wing with clad edges

1 zeigt schematisch eine aus einer oberen und einer unteren Hälfte bestehenden Pressform 6, 7. In die untere Hälfte der Pressform 6 wird ein Lack 5 mit einer Dicke von 0,06 mm aufgebracht. Für dieses Verfahren geeignet sind Schichtdicken des Lackes von 0,002 mm bis 0,15 mm. Auf den Lack 5 in der Pressformhälfte wird dann eine Sperrschicht 4 aus PUR mit einer Dicke von 0,5 mm aufgetragen. Das Verfahren ist besonders geeignet für Dicken dieser PUR-Schicht zwischen 0,4 mm und 1 mm. Zugleich wird erfindungsgemäß ein bevorzugt offenporiger Schaumkörper 1 mit einer Fläche von ca. 500 × 1500 mm und einer Dicke von ca. 6 bis 10 mm mit einer oder mehreren Lagen Faserfließ 2, 2‘ umwickelt oder umlappt, so dass seitlich die Faserflächen über die Formtrennfläche ca. 50 bis 100 mm weit seitwärts laufen. Optional kann auch nur eine Seite oder eine Teilfläche des Schaumkörpers 1 mit den Faserflächen 2, 2‘ bedeckt werden. Der Schaumkörper 1 besitzt hierbei ein Übermaß gegenüber der Pressform 6, 7. Der umlappte Schaumkern 1 wird von beiden Seiten mit PUR Harz beschichtet oder getränkt, sodass eine Zwischenschicht 3 entsteht. Die Sperrschicht 4 aus PUR weist hierbei einen höheren Aktivator/Katalysator-Gehalt auf als die Zwischenschicht 3. Nach Schichtbildung auf der werkzeugseitigen PUR Schicht 4 wird die Form 6, 7 mit dem eingelegten Formteil 1 zusammengebracht und gepresst (2). Die Form 6, 7 ist hierbei vorgeheizt auf 60 °C. Während des Pressvorgangs dringt das PUR der Zwischenschicht 3 in die Poren des Schaumkörpers 1 ein. Dort härtet es aus und erzeugt so eine formschlüssige Verbindung von Schaumköper 1 und PUR-Zwischenschicht 3. Das überschießende Harz tritt seitlich aus. Ein Volumenanteil von mindestens 2 bis max. 20 % dringt in das teils offenporige Kammersystem des Schaumformteils 1 ein. An der Grenzfläche bilden sich physikalische Retentionen 81 von bis zu 2 mm Tiefe. 1 schematically shows a consisting of an upper and a lower half mold 6 . 7 , In the lower half of the mold 6 becomes a paint 5 applied with a thickness of 0.06 mm. Suitable for this method are coating thicknesses of the paint of 0.002 mm to 0.15 mm. On the paint 5 in the mold half then becomes a barrier layer 4 made of PUR with a thickness of 0.5 mm. The method is particularly suitable for thicknesses of this PUR layer between 0.4 mm and 1 mm. At the same time, according to the invention, a preferably open-pored foam body 1 with an area of about 500 × 1500 mm and a thickness of about 6 to 10 mm with one or more layers of fiber flow 2 . 2 ' wrapped or umlappt, so that laterally the fiber surfaces on the mold parting surface approximately 50 to 100 mm far sideways run. Optionally, only one side or a partial surface of the foam body 1 with the fiber surfaces 2 . 2 ' to be covered. The foam body 1 in this case has an excess over the mold 6 . 7 , The folded foam core 1 is coated or impregnated from both sides with PUR resin, so that an intermediate layer 3 arises. The barrier layer 4 from PUR in this case has a higher activator / catalyst content than the intermediate layer 3 , After layer formation on the tool-side PUR layer 4 becomes the shape 6 . 7 with the inserted molding 1 brought together and pressed ( 2 ). Form 6 . 7 is preheated to 60 ° C. During the pressing process, the PUR penetrates the intermediate layer 3 into the pores of the foam body 1 one. There it hardens and thus creates a positive connection of foam body 1 and PUR interlayer 3 , The excess resin exits laterally. A volume share of at least 2 up to max. 20% penetrates into the partially open-pore chamber system of the foam molding 1 one. Physical retentions form at the interface 81 of up to 2 mm depth.

In 3 ist das fertige Produkt des vorangegangen beschriebenen Verfahrens gezeigt. Eine bevorzugte Ausführung umfasst werkzeugseitig eine dünne IMC Lackbeschichtung 5 die Lackschicht weist Poren auf mit einem Durchmesser kleiner 30 µm. Angrenzend liegt eine Sperrschicht 4 aus reinem faserfreiem PUR Harz vor, gefolgt von einer Zwischenschicht 3, die mit den Faserns der Fasermatte 2, 2‘ verstärkt ist und in die Poren des Schaumkerns 1 eingedrungen ist um so eine feste Verbindung zwischen Schaumkern 1 und PUR-Schicht 3 zu gewährleisten. In 3 the finished product of the method described above is shown. A preferred embodiment comprises a thin IMC lacquer coating on the tool side 5 the lacquer layer has pores with a diameter smaller than 30 microns. Adjacent is a barrier 4 made of pure fiber-free PUR resin, followed by an intermediate layer 3 with the fibers of the fiber mat 2 . 2 ' is reinforced and in the pores of the foam core 1 has penetrated as a firm connection between the foam core 1 and PUR layer 3 to ensure.

4 zeigt einen Schaumkern 1 aus Polyethersulfon (PES), einem besonders hitzebeständigen Material, das chemisch nicht angebunden werden kann. Der Schaumkern 1 ist ca. 9 bis 11 mm dick. Die aufgebrachte faserverstärkte Zwischenschicht 3 misst umlaufend ca. 1 mm. Die Sperrschicht 4 misst ca. 0,6 mm. Die Dicke des IMC Lacks 5 ist unter 0,1 mm. Der Schaumkern 1 kann chemisch nicht mit PUR verklebt werden. Um dennoch eine starke Haftung zu bewirken, wird der Pressdruck und das Beschichtungsvolumen um 20 % gesteigert. Dadurch wird das noch teilflüssige Harz einige 0,1 bis 1,0 mm tief in den teils offenporigen Schaum gedrückt. Es bilden sich dabei mechanische Retentionen 81 von im Mittel 0,1 bis 0,5 mm Durchmesser und 0,3 bis 0,8 mm Länge. Diese Retentionen 81 verhindern dauerhaft eine Delamination der faserverstärkten Schicht 3 vom Schaumkern 1. Erst dadurch entsteht die mechanische Belastbarkeit des Bauteils. 4 shows a foam core 1 Polyethersulfone (PES), a highly heat-resistant material that can not be chemically bonded. The foam core 1 is about 9 to 11 mm thick. The applied fiber reinforced intermediate layer 3 measures around 1 mm. The barrier layer 4 measures about 0.6 mm. The thickness of the IMC paint 5 is less than 0.1 mm. The foam core 1 can not be chemically bonded with PUR. Nevertheless, to effect a strong adhesion, the pressing pressure and the coating volume are increased by 20%. As a result, the still partially liquid resin is pressed some 0.1 to 1.0 mm deep in the partially open-cell foam. It thereby form mechanical retention 81 of on average 0.1 to 0.5 mm in diameter and 0.3 to 0.8 mm in length. These retentions 81 permanently prevent delamination of the fiber reinforced layer 3 from the foam core 1 , Only then does the mechanical strength of the component arise.

5 zeigt eine Anwendung eines erfindungsgemäßen Verbundbauteils. Bevorzugt wird ein Glasgewebe 22 mit Faserdurchmesser von 0,01 bis 0,2 mm verwendet, um den Schaumkörper 10 einzuhüllen. Da die Gewebe 22 zunächst seitlich durch den Werkzeugtrennspalt nach außen geführt wurden, stehen diese Fasern 22 nach dem Pressen seitlich ab und können nach Bedarf beschnitten werden. Besonders bevorzugt bildet der Schaumkern 10 hier eine gekrümmte Freiformfläche, die in einer Richtung einer Kurve folgend eine traversenartige Struktur bildet. Beliebige andere Formen sind denkbar. Solche Leichtbau-Strukturteile können als Deckenelement verwendet werden. Das Glasgewebe erlaubt die überbrückende Anbindung an das Mauerwerk oder an Rigips Wände. 5 shows an application of a composite component according to the invention. Preference is given to a glass fabric 22 with fiber diameter of 0.01 to 0.2 mm used to make the foam body 10 wrap. Because the tissues 22 initially led laterally through the mold release gap to the outside, these fibers are 22 after pressing from the side and can be cut as needed. Particularly preferred forms the foam core 10 here a curved freeform surface, which forms in a direction of a curve following a truss-like structure. Any other shapes are conceivable. Such lightweight structural parts can be used as a ceiling element. The glass fabric allows the bridging connection to the masonry or Rigips walls.

In einer weiter entwickelten Ausführungsform bildet der Schaumkern 12 gemeinsam mit der faserverstärkten Hülle ein Tragflächenprofil oder Propellerprofil. Das IMC Coating ist beidseitig mit einer Dicke von 120 Mikron ausgeführt. Ebenso ist die Sperrschicht beidseitig ausgeführt, die mittlere Dicke beträgt 0,7 mm. An den Profilkanten 91, 91‘ laufen die Fasern 23 bis zum Rand. Um hier die Stabilität und den Korrosionsschutz zu optimieren werden 30 mm breite Profile aus PUR angespritzt. Besonders bevorzugt wird eine Profilleiste 91 mit Federverbindung verwendet, die direkt angespritzt wird. Weiterhin besonders bevorzugt sind aufgespritzte Leisten 91‘ auch an der spitz zulaufenden Profilseite, hier jedoch ohne Feder. Das Beschichtungsvolumen mit PUR Harz wird auf 130% erhöht, um ein besonders tiefes eindringen des Harzes in den offenporigen Schaum zu gewährleisten. Das so gebaute Flügelsystem ist leichter und preiswerter als ein herkömmlicher Flügel einer Windturbine aus Glasfaser verstärktem Kunststoff. In a further developed embodiment forms the foam core 12 together with the fiber-reinforced shell a wing profile or propeller profile. The IMC Coating is double-sided with a thickness of 120 Mikron executed. Likewise, the barrier layer is made on both sides, the average thickness is 0.7 mm. At the profile edges 91 . 91 ' run the fibers 23 to the edge. In order to optimize stability and corrosion protection here 30 mm wide profiles molded of PUR. Particularly preferred is a profile strip 91 used with spring connection, which is injected directly. Furthermore particularly preferred are sprayed strips 91 ' also on the tapered profile page, but here without a spring. The coating volume with PUR resin is increased to 130% in order to ensure a particularly deep penetration of the resin into the open-pore foam. The wing system thus constructed is lighter and cheaper than a conventional wing of a glass fiber reinforced plastic wind turbine.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 11, 121, 11, 12
Schaumkörper foam body
2, 2‘, 21, 22, 232, 2 ', 21, 22, 23
Fasermatte fiber mat
3, 313, 31
Zwischenschicht interlayer
4, 414, 41
Sperrschicht junction
5, 51, 525, 51, 52
Lackschicht paint layer
66
Untere Pressform Lower die
77
Obere Pressform Upper mold
1010
Sperrschicht und Zwischenschicht Barrier layer and intermediate layer
8181
Retention retention
91, 91‘91, 91 '
Profilkante profile edge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009052038 B4 [0002] DE 102009052038 B4 [0002]
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  • DE 102012220305 A1 [0009, 0010] DE 102012220305 A1 [0009, 0010]
  • DE 102008003153 A1 [0011] DE 102008003153 A1 [0011]
  • DE 102007007554 B4 [0013] DE 102007007554 B4 [0013]

Claims (22)

Verbundbauteil mit einer Schichtabfolge umfassend: • einen Schaumkern wobei der Schaumkern nicht chemisch mit PUR bindet • einer Zwischenschicht aus PUR wobei die Zwischenschicht mit Fasern verstärkt ist • einer Sperrschicht aus PUR wobei die de Sperrschicht eine Außenfläche mit Mikroporen aufweist, wobei die Mikroporen einem Durchmesser kleiner 30 µm, bevorzugt kleiner 10 µm besonders bevorzugt kleiner 5 µm aufweisen Composite component with a layer sequence comprising: • a foam core wherein the foam core does not chemically bind with PUR • an intermediate layer of PUR wherein the intermediate layer is reinforced with fibers • a barrier layer of PUR wherein the de-barrier layer has an outer surface with micropores, wherein the micropores have a diameter less than 30 microns, preferably less than 10 microns, more preferably less than 5 microns Verbundbauteil gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkern ein Raumgewicht von kleiner 30 kg/m3 aufweist.Composite component according to claim 1, characterized in that the foam core has a density of less than 30 kg / m 3 . Verbundbauteil gemäß Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkern offenporig ist.Composite component according to claim 1 or 2, characterized in that the foam core is open-pored. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkern mit der Zwischenschicht formschlüssig verbunden ist.Composite component according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the foam core is positively connected to the intermediate layer. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumkern aus PPE hergestellt ist.Composite component according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the foam core is made of PPE. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der Zwischenschicht eine mittlere Länge von 4 mm bis 8 mm aufweisen.Composite component according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the fibers of the intermediate layer have an average length of 4 mm to 8 mm. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht keinen Aktivator/Katalysator aufweist.Composite component according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the intermediate layer has no activator / catalyst. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht eine höheren Aktivator/Katalysator-Gehalt aufweist als die Zwischenschicht.Composite component according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the barrier layer has a higher activator / catalyst content than the intermediate layer. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundbauteil bis zu einer Temperatur von 100°C lackierfähig ist, bevorzugt bis 110°C lackierfähig ist.Composite component according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the composite component is paintable up to a temperature of 100 ° C, preferably up to 110 ° C is paintable. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundbauteil auf der Außenseite der Sperrschicht eine Lackschicht aufweist.Composite component according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the composite component on the outside of the barrier layer has a lacquer layer. Verbundbauteil gemäß Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht Mikroporen aufweist, wobei die Mikroporen eine Größe von maximal 30 µm, bevorzugt eine Größe von maximal 10 µm, besonders bevorzugt eine Größe von maximal 5 µm aufweisen. Composite component according to claim 10, characterized in that the lacquer layer has micropores, wherein the micropores have a size of a maximum of 30 microns, preferably a maximum size of 10 microns, more preferably a maximum size of 5 microns. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: • Aufbringen einer Sperrschicht aus PUR auf einer Innenfläche einer Pressform • Aufbringen einer Faserschicht auf einer Seite eines Schaumkerns, wobei der Schaumkern aus einem Material besteht, das nicht chemisch mit PUR bindet • Aufbringen einer Zwischenschicht aus PUR auf die auf den Schaumkern aufgebrachten Faserschicht • Einlegen des von der Faserschicht umgebenen und mit einer Zwischenschicht aus PUR aufgebrachten Schaumkerns in die Pressform • Pressen des Schichtverbunds.A method of manufacturing a composite component, the method comprising the steps of: Applying a barrier layer of PUR on an inner surface of a mold Applying a fiber layer on one side of a foam core, wherein the foam core is made of a material that does not chemically bond with PUR Applying an intermediate layer of PUR to the fiber layer applied to the foam core • Inserting the foam core surrounded by the fiber layer and applied with an intermediate layer of PUR in the mold • pressing the layer composite. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils gemäß Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der PUR-Schicht auf einer Innenfläche der Pressform eine Deckschicht auf der Innenseite der Pressform aufgebracht wird.A method for producing a composite component according to claim 12, characterized in that prior to the application of the PUR layer on an inner surface of the mold, a cover layer is applied to the inside of the mold. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils gemäß Anspruch 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht einen Materialauftrag in Höhe von 20 %–60 % des unkomprimierten Volumens der Faserschicht aufweist. A method for producing a composite component according to claim 12 or 13, characterized in that the intermediate layer has a material application in the amount of 20% -60% of the uncompressed volume of the fiber layer. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenschicht kein Aktivator/Katalysator zugesetzt wird.Process for producing a composite component according to one of Claims 12 to 14, characterized in that no activator / catalyst is added to the intermediate layer. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass auf die gegenüberliegende Seite des mit der Faserschicht und der Zwischenschicht aufgebrachten Schaumkerns eine Schicht PUR aufgetragen wird. A method for producing a composite component according to one of claims 12 to 15, characterized in that a layer of PUR is applied to the opposite side of the foam core applied with the fiber layer and the intermediate layer. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrschicht ein höherer Aktivator/Katalysator-Gehalt zugesetzt wird als der Zwischenschicht.Process for producing a composite component according to one of Claims 12 to 16, characterized in that a higher activator / catalyst content is added to the barrier layer than the intermediate layer. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht vor dem Pressvorgang teilweise ausgehärtet ist A method for producing a composite component according to one of claims 12 to 17, characterized in that the barrier layer is partially cured before the pressing process Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18 dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht nach der teilweisen Aushärtung von den Fasern der Faserschicht nicht mehr durchdrungen werden kann und chemisch noch an weitere PUR-Schichten anbindbar ist.A method for producing a composite component according to one of claims 12 to 18, characterized in that the barrier layer according to the Partial curing of the fibers of the fiber layer can no longer be penetrated and chemically attachable to other PUR layers. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils gemäß einem der Ansprüche 12 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufsetzen der lackabgewandten Formhälfte die überstehenden Bereiche der Faserschicht von den Formhälften eingeklemmt wird, sodass während des Pressvorgangs Gas aus der geschlossenen Form entweichen kann.A method for producing a composite component according to one of claims 12 to 19, characterized in that after placing the lacquer facing away from the mold half, the protruding portions of the fiber layer is clamped by the mold halves, so that gas can escape from the closed mold during the pressing process. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils gemäß einem der Ansprüche 12 bis 20 Dadurch gekennzeichnet, dass die Formtemperatur vor Pressvorgang auf 50°C bis 70°C gewärmt ist.A method for producing a composite component according to any one of claims 12 to 20, characterized in that the mold temperature is heated to 50 ° C to 70 ° C before pressing. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils gemäß einem der Ansprüche 11 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schließen der Pressform, die Schichten verdichtet werden, sodass das PUR der Zwischenschicht an die Sperrschicht chemisch bindet und in den Schaumkern eindringt.A method for producing a composite component according to any one of claims 11 to 21, characterized in that after closing the mold, the layers are compacted, so that the PUR of the intermediate layer chemically binds to the barrier layer and penetrates into the foam core.
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