KR20060134097A - 복합재 성분 - Google Patents

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KR20060134097A
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KR
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outer layers
sandwich structure
core
composite component
thermoplastic polymer
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KR1020067017939A
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English (en)
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라이너 빌켄스
라이너 에르켈렌츠
아돌프 람메크
마르틴 클로케
클라우스 코네융
Original Assignee
바이엘 머티리얼사이언스 아게
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Abstract

본 발명은, 적어도 (a) 서로 독립적으로 금속, 플라스틱, 유리, 천연 재료 및(또는) 탄소로 만들어진 하나 이상의 막, 시트, 섬유 매트 및(또는) 발포체로 이루어진 2개의 커버 층들 (3,3'), 및; (b) 많은 수의 공동을 갖는 금속, 플라스틱, 천연 재료 및(또는) 종이로 만들어진 커버 층들 (3, 3') 사이에 위치하는 코어 층 (4)를 포함하는, 샌드위치 구조에 기초한 복합재 성분에 관한 것이다. 주형 수지 시스템은 적어도 부분적으로 커버 층들 (3, 3') 및 코어 층을 침투하고, 커버 층들 (3, 3')이 프레싱에 의해 코어 층 (4)에 연결된다. 복합재 성분은 샌드위치 구조의 하나 이상의 영역 (5, 5')에서 서로에 대해 프레싱되고, 샌드위치 구조는 프레싱된 영역 (5, 5') 내에서 열가소성 재료로 사출 성형됨으로써 캡슐화되는 것을 특징으로 한다.
복합재 성분, 샌드위치 구조, 주형 수지 시스템

Description

복합재 성분 {Composite Part}
본 발명은 2개의 바깥 층들 사이에 위치하는 하나 이상의 코어로 이루어진 샌드위치 구조를 갖는 복합재 성분에 관한 것이다. 주형 수지 시스템은 적어도 부분적으로, 층들 내로 침투하고, 층들은 프레스 성형에 의해 함께 결합된다. 본 발명은 또한, 그러한 복합재 성분을 제조하는 방법에 관한 것이다.
예를 들어 종이, 알루미늄 또는 플라스틱으로 만들어진 벌집형 또는 골진 구조를 갖는 코어 및 예를 들어 천연, 유리, 플라스틱 또는 탄소 섬유로 만들어진 섬유 매트로 이루어진 하부 및 상부 바깥 층으로 이루어진 샌드위치 구조를 갖는 경량 복합재 성분은 예를 들어, EP 1 319 503 A로부터 공지되어 있다. 단위면적당 중량이 낮고, 벽 두께는 얇으면서 굽힘 강도가 높기 때문에, 이들은 예를 들어, 자동차 제작 중 내부 트림으로서 사용된다. 하부 및 상부 바깥 층을 구성하는 섬유 매트는, 예를 들어 코어의 일부 또는 전부 내로 침투하는 2성분 폴리우레탄(PU) 시스템으로 습윤된다. 쉽게 발포할 수 있는 PU 시스템은 예를 들어, 바깥 층을 코어에 대해 형상화하고 결합시킨다.
이들 샌드위치 복합재 성분은 압축 성형 공정에 의해 제작된다. 코어 및 바깥 층을 포함하는 샌드위치 구조의 양면의 전체 표면은 2성분 PU 시스템으로 분무 되고, 그 구조는 금형 내에 위치하는데, 이는 일반적으로 60 내지 160℃, 바람직하게는 120 내지 140℃으로 가열되고, 프레스 성형된다. 금형으로부터 방출되고 냉각된 후에, 복합재 성분은 필요하다면, 예를 들어 펀칭, 밀링 또는 적층화될 수 있다.
스크류 연결, 부분 금속 강화물, 결합 부품, 고정 부품 등의 통합은 제한적으로만 가능하다. 예를 들어, 압축 성형 중 복합재 성분 제조 동안에 삽입물들은 적당하게 위치되고, 프레스 성형 동안 PU 시스템을 발포 및 경화시킴으로써 복합재 성분에 결합될 수 있다. 삽입물들은 또한, 바깥 층, 예를 들어 섬유 매트를 삽입물 꼭대기에 위치시키고, 프레스 성형 동안 그것을 삽입물 상으로 프레싱함으로써 복합재 성분 중에 완전히 봉입될 수 있다.
용접에 의해, 예를 들어 플라스틱으로 만들어진 성형된 부분들을 경량 복합재 성분에 대해 연결시키는 것 또한 공지되어 있다. 하지만, 성형된 부분들이 먼저 따로따로 제조되어야 하고, 그리고 나서 용접을 위해 용접 도구 내로 도입되어야 하기 때문에, 이는 비교적 복잡하다. 뿐만 아니라, 용접된 연결부의 질은 사용되는 재료들에 크게 의존적이다.
폴리우레탄과 같은 자유-유동 재료들을 이용한 그러한 샌드위치 복합재 성분들의 캡슐화 또한 공지되어 있다. PU로 사출 성형된 이들 복합재 성분들의 문제점은 비교적 낮은 강성 및 강도이다. 나아가, 가교 PU 수지 시스템을 가진 복합재 성분의 개별 영역들을 선택적으로 사출 성형하는 것이 어렵다. 사출 성형된 PU 중 플래시 형성 또한 2차 가공 비용이 많이 든다. 마지막으로, 사출 성형된 PU 표면 은 특정 적용 분야에 필요한 광학 조건을 만족시키지 못하고, 채색될 수 없다.
선행 기술로부터 공지된 샌드위치 구조를 갖는 경량 복합재 성분으로부터 출발하는 본 발명의 목적은, 사출 성형 공정을 이용하여, 특히 열가소성 중합체로 만들어진 기능적 부품 및 성형된 부분들의 통합에 적합한 복합재 성분을 제공하는 것이다.
본 발명은 적어도,
(a) 서로 독립적으로 각각 금속, 플라스틱, 유리, 천연 재료 및(또는) 탄소로 만들어진 하나 이상의 막, 시트, 섬유 매트 및(또는) 발포체로 이루어진 2개의 바깥 층들, 및
(b) 많은 수의 공동을 갖는 금속, 플라스틱, 천연 재료 및(또는) 종이로 만들어진, 바깥 층들 사이에 위치하는 코어로 이루어지는, 샌드위치 구조에 기초한 복합재 성분을 제공하며,
여기서, 주형 수지 시스템은 적어도 부분적으로 바깥 층들을 및 코어에 침투하고, 바깥 층들은 프레스 성형에 의해 코어에 결합되며, 샌드위치 구조의 하나 이상의 영역에서 바깥 층들이 함께 프레싱되고, 샌드위치 구조의 압축된 영역은 열가소성 중합체로 캡슐화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 복합재 성분은 적어도 3개의 층: 코어 및 2개의 바깥 층들(코어의 각 면에 하나씩)로 이루어진다. 다층 코어 및 다층 바깥 층들을 포함하는 구조 또한 가능하다. 코어는 금속, 플라스틱, 천연 재료 및(또는) 종이로 이루어진다. 바람직한 금속은 알루미늄, 마그네슘 및 이들의 합금이다. 바람직한 플라스틱은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, ABS, 폴리아미드 이미드(PAI) 및 이들의 혼합물들이다. 플라스틱은 강화 또는 비강화, 충전 또는 비충전될 수 있다. 천연 재료들의 예는 목재, 아마, 사이잘삼(sisal), 황마, 대마이다. 본 발명의 의도 내에서, 종이는 예를 들어 다층 종이, 예를 들어 판지, 또는 수지-함침된 종이와 같은 임의의 유형의 종이라고 이해된다.
실질적인 특징으로서, 본 발명에 따른 복합재 성분의 코어는 많은 수의 공동들을 표시한다. 공동들은 임의의 기하학적 모양일 수 있다. 이들은 예를 들어, 각진 또는 둥근 채널, 기공 또는 기포일 수 있다. 공동들은 규칙적 또는 불규칙적으로 배열될 수 있다. 코어는 바람직하게는, 골진, 각진, 벌집형 또는 발포체-유사한 이형을 가진다. 코어는 예를 들어, 골진 금속 또는 골판지일 수 있다. 골진 금속 또는 골판지와 유사하게, 코어는 또한, 골진 형태가 아닌 각진 형태, 예를 들어 직사각형 또는 삼각형 형태일 수 있다. 뿐만 아니라, 골진 금속 또는 골판지와 유사하게, 코어는 또한, 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 각진 또는 골진 플라스틱 이형은 예를 들어, 압출될 수 있다. 예를 들어, 다벽 시트가 플라스틱 코어로서 사용될 수 있다.
코어의 두께는 바람직하게는 5 내지 50 mm 범위 내이다. 많은 수의 공동으로 인해, 코어의 중량은 그 두께에 비해 낮다. 밀도는 바람직하게는 10 내지 1000 kg/m3이다.
본 발명에 따른 복합재 성분의 코어의 각 면 상의 바깥 층들은 서로 독립적으로, 금속, 플라스틱, 유리, 천연 재료 및(또는) 탄소로 이루어진다. 바깥 층들은 막, 시트, 섬유 매트 및(또는) 발포체이다. 섬유 매트는 예를 들어, 메쉬, 제직물, 편성포, 조물, 부직포 또는 펠트일 수 있다. 바깥 층에 바람직한 금속은 알루미늄, 마그네슘 및 이들의 합금이다. 바람직한 플라스틱은 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, ABS, PAI 및 이들의 혼합물이다. 바깥 층에 사용할 천연 재료는 예를 들어, 아마, 사이잘삼(sisal), 황마 및 대마일 수 있다. 코어의 각 면 상의 바깥 층들은 동일하거나 상이할 수 있다.
바깥 층의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 2 mm이다. 바깥 층의 단위면적당 중량은 바람직하게는 225 내지 1200 g/m2이다.
주형 수지 시스템은 적어도 부분적으로 본 발명에 따른 복합재 성분의 바깥 층 및 코어를 침투한다. 이는 주형 수지 시스템이 부분적으로 또는 완전히 코어의 공동들을 충전한다는 것을 의미한다. 동일한 방식으로, 주형 수지 시스템은 바깥 층의 섬유 그리고, 바깥 층이 섬유 매트 또는 발포체로 이루어진다면, 기공, 공동 등을 침투한다. 바깥 층이 막 또는 시트라면, 주형 수지 시스템은 바깥 층들 및 코어 사이에 놓이며, 부분적으로 또는 완전히 바깥 층들을 습윤시킨다. 주형 수지 시스템은 주형 수지 시스템이 경화하기 전에 열 노출 하에서 프레스 성형되는 층들을 함께 결합시킨다. 섬유성 바깥 층들의 경우, 주형 수지 시스템은 또한 섬유를 고정시키고, 복합재 성분의 표면을 형성한다. 특히, 이는 층들을 함께 결합시킴으로써, 복합재 성분에 높은 강도 및 강성을 제공한다. 하나 이상의 코어, 2개의 바깥 층들 및 주형 수지 시스템으로 이루어진 이 복합재는 공지 기술(예를 들어, EP 1 319 503 A)로부터 공지되어 있으며, 또한, 본 발명의 의도 내에서 이하 샌드위치 구조로 불린다.
주형 수지 시스템은 1성분 또는 다성분 시스템, 예를 들어 2성분 시스템일 수 있다. 이는 발포성 또는 비발포성일 수 있다. 가능한 주형 수지 시스템의 예는 폴리우레탄(PU) 시스템, 폴리에스테르 수지 시스템, 에폭시 수지 시스템, 아크릴 수지 시스템이다. 바람직하게는 2성분 PU 시스템, 특히 바람직하게는 EP 1 319 503 A 2쪽 26번째 줄 내지 3쪽 20번째 줄에 설명된 바와 같은 2성분 PU 시스템이 사용된다. 경화된 2성분 PU 시스템의 단위면적당 중량은 바람직하게는 400 내지 1200 g/m2이다.
선행 기술로부터 공지된 샌드위치 구조의 단위면적당 중량은 바람직하게는, 2100 내지 3600 g/m2이다.
본 발명에 따라, 바깥 층들은 복합재 성분의 샌드위치 구조의 한 영역 이상에서 함께 프레싱되며, 압축된 영역 내 샌드위치 구조는 열가소성 중합체로 캡슐화된다. 본 발명의 의도 내에서, 샌드위치 구조의 바깥 층들을 함께 프레싱하는 것은 바깥 층들이 실제로 서로 접촉될 때까지 샌드위치 구조가 함께 프레싱되는 것을 의미한다. 바깥 층들 사이의 코어는 이 공정 중에, 최소한으로 압축된다.
바깥 층들을 함께 프레싱하는 것은 열가소성 중합체가 사출 성형 공정 중에 샌드위치 구조와 결합할 수 있게 한다. 바깥 층들이 함께 프레싱되지 않는, 선행 기술로부터 공지된 샌드위치 구조에서는, 열가소성 중합체가 샌드위치 구조 상으로 사출 성형되는 동안 중합체가 높은 사출 압력 때문에 코어 내로 비조절적으로 퍼지고, 결과적으로 샌드위치 구조를 변형 또는 손상시키는 문제점이 발생한다. 본 발명에 따른 바깥 층들을 함께 프레싱한 후, 바깥 층들은 실제로 서로 마주보며 놓이기 때문에, 사출 성형 동안 플라스틱 용융물이 더 이상 바깥 층들 사이에서 코어 내로 유동할 수 없다. 그러므로, 함께 프레싱되는 것은 플라스틱 용융물이 사출 성형 동안 코어 내로 비조절적으로 침투하는 것을 막고, 열가소성 중합체를 취급하는데 필요한 높은 사출 압력으로 인해 코어를 변형 또는 손상시키는 것을 막는다. 바깥 층들을 함께 프레싱하는 것은 또한, 바깥 층들이 함께 프레싱되는 영역 내의 사출 금형 공동 내로만 플라스틱 용융물이 침투할 수 있기 때문에, 복합재 성분이 비조절적으로 과분무되는 것을 막는다. 바깥 층들이 함께 프레싱되지 않는 다른 영역에서는, 복합재 성분이 금형 공동의 내벽을 마주보고 놓여, 금형 공동을 플라스틱 용융물이 비조절적으로 퍼지지 않도록 밀봉한다.
바깥 층들은 예를 들어, 복합재 성분의 샌드위치 구조의 가장자리 영역에서 함께 프레싱되고, 열가소성 중합체로 캡슐화될 수 있다. 따라서, 샌드위치 구조는 열가소성 중합체의 부분적 또는 연속적으로 캡슐화된 가장자리를 제공할 수 있다. 복합재 성분의 바깥 층들은 또한 임의의 다른 영역 내에서(다만 복합재 성분의 어떤 영역이 열가소성 중합체로 캡슐화되는지에 따라) 제조되는 동안 함께 프레싱될 수 있다. 예를 들어, 복합재 성분이 개구(opening)를 가진다면, 개구의 가장자리는 예를 들어, 압축되고, 열가소성 중합체로 캡슐화될 수 있다. 복합재 성분 표면 중의 비드 및 다른 변형물 또한 압축되고 중합체로 캡슐화될 수 있다.
반면에, 조심스럽게 플라스틱 용융물을 복합재 성분의 한 영역 내의 코어로 들어가게 하여 언더컷 및 그로 인한 샌드위치 구조 및 열가소성 중합체 사이의 양성 결합(positive bond)을 생성하는 것이 가능하다. 이는 예를 들어, 샌드위치 구조, 예를 들어 개구 주위의 환상 모양의 개구의 가장자리로부터 얼마간 떨어진 복합재 성분의 바깥 층들을 함께 프레싱함으로써 이루어질 수 있다. 사출 성형 동안, 플라스틱 용융물은 개구, 즉 압축되지 않은 개구의 가장자리를 통해 코어로 들어간다. 하지만, 압축으로 인해, 플라스틱 용융물은 코어 내로 비조절적으로 퍼질 수 없고, 다만 압축된 영역, 예를 들어 개구 주위만큼만 퍼질 수 있다.
사출 성형에 의해 샌드위치 구조를 캡슐화한 열가소성 중합체는 바람직하게는, 폴리아미드(PA), 폴리에스테르, 특히는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리올레핀, 특히는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카르보네이트(PC), 폴리프로필렌 옥시드(PPO), 폴리술폰(PSO), 폴리페닐렌 술피드(PPS), 폴리이미드(PI), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 또는 이들 중합체들의 혼합물에 기초한, 비강화, 강화 및(또는) 충전된 중합체이다.
주형 수지 시스템이 있는, 코어 및 바깥 층들로 이루어진 샌드위치 구조를 열가소성 중합체로 캡슐화하면, 샌드위치 구조의 강성 및 강도가 증가될 수 있다. 나아가, 강화, 경화 또는 연결 부품들과 같은 기능적 부품들은 다양한 방식으로, 임의의 지점에서, 예를 들어 가장자리 상 또는 표면 상에서 샌드위치 구조 상으로 사출 성형될 수 있다. 이러한 방식으로, 기타 재료, 예를 들어 금속으로 만들어진 성형된 부분들 또는 성분들은 비교적 쉽게, 본 발명에 따른 복합재 성분에 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따른 복합재 성분을, 몇몇 동일하거나 상이한 성형된 부분들 또는 성분들을 포함하는 전체 시스템 내로 비교적 쉽게 통합시키는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 복합재 성분 스타일 중의 몇몇 성형된 부분들 또한 이러한 방식으로 함께 연결될 수 있다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 복합재 성분의 제조 방법을 제공하며, 본 방법은 하기 단계들을 특징으로 한다:
(i) 바깥 층들 사이에 위치하는 코어 및 바깥 층들을 압축 금형 내로 삽입하는 단계,
(ii) 하나 이상의 바깥 층들에 주형 수지 시스템을 도포하는 단계 (단계 (i) 및 (ii)는 임의의 순서로 수행됨),
(iii) 바깥 층들과 함께 코어를 프레스 성형하여 샌드위치 구조를 형성하고, 샌드위치 구조의 한 영역 이상에서 바깥 층들을 함께 프레싱하는 단계,
(iv) 금형으로부터 단계 (iii)에 따라 프레스 성형된 샌드위치 구조를 제거하는 단계,
(v) 프레스 성형된 샌드위치 구조를 사출 금형 내로 삽입하고, 열가소성 중합체를 바깥 층들이 함께 프레싱된 영역에서 샌드위치 구조 상으로 사출 성형하는 단계.
본 발명에 따른 복합재 성분의, 선행기술로부터 공지된 샌드위치 구조는 압축 성형 공정을 이용하여 제조된다. 즉, 바깥 층들은 프레스 성형, 특히 일반 프레스 성형에 의해 코어에 결합된다(본원에서, 단계 (iii)). 프레스 성형 전에, 주형 수지 시스템은 액체 상태로 하나 이상의 바깥 층, 특히는 그의 전체 표면에 도포된다(단계 (ii)). 주형 수지 시스템은 예를 들어, 분무에 의해 도포될 수 있다. 주형 수지 시스템 도포(단계 (ii))는 바깥 층들 및 코어의 삽입(단계 (i)) 후에 압축 금형 내에서, 또는 바깥 층 및 코어 삽입 전에 압축 금형 바깥에서 일어날 수 있다. 압축 금형 내에서, 코어는 바깥 층들 사이에 위치하고(단계 (i)), 그리고 나서 프레스 성형된다(단계 (iii)). 본 공정의 성능은 예를 들어, EP 1 319 503 A에 설명되어 있다.
주형 수지 시스템이 경화되기 전에, 본 발명에 따른 샌드위치 구조의 바깥 층들은 원하는 영역, 예를 들어 가장자리 영역에서 함께 프레싱된다(단계 (iii)). 층들을 함께 결합시키기 위해 바깥 층들과 함께 코어를 프레스 성형하는 단계 및, 선택된 영역의 바깥 층들을 함께 프레싱하는 단계는 동시에 또는 연속적으로 압축 금형 내에서 일어난다. 바깥 층들을 함께 프레싱하는 것은 유리하게는, 바깥 층들 및 코어의 프레스 성형과 동일한 압축 금형 내에서 일어나서, 그 자체로 샌드위치 구조를 생성한다. 하지만, 원칙적으로는, 두 하위 단계들이 상이한 압축 금형 내에서 연속적으로 일어나는 것 또한 가능하다. 경화, 임의적인 냉각 및 금형 방출 후(단계 (iv)), 프레스 성형된 샌드위치 구조는 사출 금형 내에 위치되고, 바깥 층들이 함께 프레싱된 영역 내의 사출 금형 내에서 열가소성 중합체로 캡슐화된다(단계 (v)).
본 발명에 따른 복합재 성분은 예를 들어, 자동차 제작 중 문 외장, 자동차 바닥, 기기 패널, 기기 패널 지지체 및 수평 몸체 부분의 부품 뿐 아니라, 가구 또는 가정 전기제품의 부품을 위해 사용될 수 있다. 프레스 성형된 샌드위치 구조 상으로 사출 성형된 열가소성 중합체는 기능적 부품, 예를 들어 강화 늑대(rib)일 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 열가소성 중합체를 압축된 가장자리 영역에서 사출 성형한 후의 사출 금형 내의, 본 발명에 따른 복합재 성분의 단면의 개략 단면도를 보여준다.
도 2는 압축되지 않은 영역의 코어 내로 침투하는 열가소성 중합체를 압축된 가장자리 영역에서 사출 성형한 후의 사출 금형 내의, 본 발명에 따른 복합재 성분의 단면의 개략 단면도를 보여준다.
도 3은 열가소성 중합체를 복합재 성분 중 압축된 개구 영역에서 사출 성형한 후의 사출 금형 내의, 본 발명에 따른 복합재 성분의 단면의 개략 단면도를 보여 준다.
도 1에서, 복합재 성분 (1)은 사출 금형(나타나 있지 않음)의 2개의 금형 반쪽들 (2, 2') 사이에 위치한다. 복합재 성분 (1)은 2개의 바깥 층들 (3, 3') 및, 예를 들어 벌집형 구조를 가진 코어 (4)로 이루어진다. 코어 (4)는 2개의 바깥 층들 (3, 3') 사이에 위치한다. 도 1에 표시된 복합재 성분 (1)의 실시태양에서, 바 깥 층들 (3, 3')은 가장자리 영역 (5, 5')에서 함께 프레싱됨으로써, 바깥 층들 (3, 3')은 실제로, 서로 마주보며 놓여 있다. 바깥 층들 (3, 3') 사이에 위치한 코어 (4)는 실제로, 압축된 가장자리 영역 (5, 5') 내에서 완전히 압축된다. 압축된 가장자리 영역 (5, 5')에서, 복합재 성분 (1)은 열가소성 중합체 (6)으로 캡슐화된다. 열가소성 중합체 (6)은 함께 프레싱된 바깥 층들 (3, 3') 사이의 복합재 성분 (1)의 코어 (4) 내로 침투하지 않는다.
도 1에서 보여지는 실시태양에 반해, 도 2에서 예시되는 실시태양에서는, 2개의 바깥 층들 (3, 3')이 가장자리 영역 (10, 10')에서 함께 직접 프레싱되지 않지만, 가장자리 (10, 10')으로부터 얼마간 떨어진 영역 (9, 9')에서는 함께 직접 프레싱된다. 열가소성 중합체 (6)을 복합재 성분 (1) 상으로 사출 성형하는 동안, 열가소성 중합체 (6)은, 즉 압축되지 않은 가장자리 영역 (10, 10')의 바깥 층들 (3, 3') 사이에서 코어 (4) 내로 침투한다. 열가소성 중합체 (6)은 압축된 영역 (9, 9')까지 코어 (4) 내로 침투한다. 따라서, 사출 성형된 중합체 (6)은 언더컷을 형성한다. 바깥 층들 (3, 3')이 함께 프레싱된 영역 (9, 9')에서, 중합체 (6)은 코어 (4) 내로 더 이상 침투하지 않는다. 압축된 영역 (9, 9')는 추가적으로, 특히 비조절적으로, 중합체 용융물 (6)이 코어 (4) 내로 퍼지는 것을 막는다.
도 3은 사출 금형(나타나 있지 않음)의 2개의 금형 반쪽들 (2, 2') 사이에 위치한 복합재 성분 (1)의 추가적인 실시태양을 보여 준다. 바깥 층들 (3, 3')은 위에 놓여지는 개구 (7, 7')을 표시한다. 코어는 마찬가지로, 위에 놓여지는 개구 (7, 7')의 영역에서 개구 (11)을 표시한다. 바깥 층들 (3, 3')은 개구 (7, 7')의 주변 가장자리 (8, 8')에서 함께 프레싱된다. 위에 놓여지는 개구 (7, 7', 11)이 열가소성 중합체 (6)으로 캡슐화되어, 중합체 (6)은 복합재 성분 (1)과 양성 결합을 형성한다.
나타나 있지 않은 다른 실시태양에서는, 예를 들어, 캡슐화된 열가소성 중합체 중에 개구를 만드는 것 또한 가능하다.
샌드위치 구조를 코어로서 약 1000 g/m2의 단위면적당 중량을 가진 두께 6 mm의 벌집형 종이 및 코어의 각 면 상의 각각 약 400 g/m2의 단위면적당 중량을 가진 2개의 유리 섬유 매트로부터 형성하였다. 약 400 g/m2의 단위면적당 중량을 가진, 폴리올 및 디이소시아네이트(바이프레그 에프(Baypreg F)®, 독일의 바이엘 아게(Bayer AG))를 포함하는 폴리우레탄 주형 수지 시스템과 함께, 압축 금형 내에서 프레스 성형에 의해 층들을 함께 결합시켰다. 이러한 방식으로 제조된 샌드위치 구조의 단위면적당 중량은 2630 g/m2(밀도 0.4 g/cm3)이었다.
층들이 압축 금형 내에서 함께 프레스 성형되는 것과 동시에, 즉 단일 공정 단계 중에서, 샌드위치 구조의 바깥 층들을 폴리우레탄 주형 수지 시스템을 경화하기 전에 바깥 가장자리 영역에서 함께 프레싱하였다. PU 수지를 경화한 후에, 성형된 부분을 금형으로부터 제거하고, 사출 금형 내에 위치시켰다. 압축된 가장자리 영역에서, 폴리아미드 6 GF 30을 사출 금형 내 샌드위치 구조 상으로 사출 성형 시켰다. 사출 성형된 플라스틱의 두께는 6 mm이었다. 복합재 성분의 전체 두께는 6 mm이고, 밀도는 약 0.7 g/cm3이고, 단위면적당 중량은 약 4400 g/m2이었다. 사출 성형된 열가소성 중합체는 바깥 층들 사이의 코어 내로 침투하지 않았다.

Claims (9)

  1. 적어도,
    (a) 서로 독립적으로 각각 금속, 플라스틱, 유리, 천연 재료 및(또는) 탄소로 만들어진 하나 이상의 막, 시트, 섬유 매트 및(또는) 발포체로 이루어진 2개의 바깥 층들 (3,3'), 및
    (b) 많은 수의 공동을 갖는 금속, 플라스틱, 천연 재료 및(또는) 종이로 만들어진, 바깥 층들 (3, 3') 사이에 위치하는 코어 (4)로 이루어지며, 여기서 주형 수지 시스템은 적어도 부분적으로 바깥 층들 (3, 3') 및 코어 (4)에 침투하고, 바깥 층들 (3, 3')이 프레스 성형에 의해 코어 (4)에 결합되고, 샌드위치 구조의 하나 이상의 영역 (5, 5', 8, 8', 9, 9')에서 바깥 층들 (3, 3')이 함께 프레싱되고, 샌드위치 구조의 압축된 영역 (5, 5', 8, 8', 9, 9')은 열가소성 중합체 (6)으로 캡슐화되는 것을 특징으로 하는, 샌드위치 구조에 기초한 복합재 성분.
  2. 제1항에 있어서, 코어 (b)가 골진, 각진, 벌집형 또는 발포체-유사 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 복합재 성분.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바깥 층 (a)가 섬유 매트인 것을 특징으로 하는 복합재 성분.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 주형 수지 시스템이 2성분 폴리우레탄 시스템인 것을 특징으로 하는 복합재 성분.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 바깥 층 (a)가 샌드위치 구조의 가장자리 영역 내에서 함께 프레싱되고, 압축된 가장자리 영역이 열가소성 중합체로 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 복합재 성분.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 바깥 층들 (a)가 샌드위치 구조 중 개구, 비드 또는 변형물 영역에서 함께 프레싱되고, 압축된 영역은 열가소성 중합체로 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 복합재 성분.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 함께 프레싱된 바깥 층들 (a) 영역 근처의 캡슐화된 열가소성 중합체가 언더컷을 형성하는 방식으로 코어 (b) 중의 공동을 적어도 부분적으로 충전하는 것을 특징으로 하는 복합재 성분.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 중합체가 폴리아미드(PA), 폴리에스테르, 특히는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리올레핀, 특히는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카르보네이트(PC), 폴리프로필렌 옥시드(PPO), 폴리술폰(PSO), 폴리페닐렌 술피드 (PPS), 폴리이미드(PI), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 또는 이들 중합체들의 혼합물에 기초한, 비강화, 강화 및(또는) 충전된 중합체인 것을 특징으로 하는 복합재 성분.
  9. (i) 바깥 층들 사이에 위치하는 코어 및 바깥 층들을 압축 금형 내로 삽입하는 단계,
    (ii) 하나 이상의 바깥 층들에 주형 수지 시스템을 도포하는 단계 (단계 (i) 및 (ii)는 임의의 순서로 수행됨),
    (iii) 바깥 층들과 함께 코어를 프레스 성형하여 샌드위치 구조를 형성하고, 샌드위치 구조의 한 영역 이상에서 바깥 층들을 함께 프레싱하는 단계,
    (iv) 금형으로부터 단계 (iii)에 따라 프레스 성형된 샌드위치 구조를 제거하는 단계, 및
    (v) 프레스 성형된 샌드위치 구조를 사출 금형 내로 삽입하고, 열가소성 중합체를 바깥 층들이 함께 프레싱된 영역에서 샌드위치 구조 상으로 사출 성형하는 단계를 특징으로 하는, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항 기재 복합재 성분의 제조 방법.
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