JP6804796B2 - 厚さ方向に非対称の構成を有するサンドイッチパネルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は2つのカバー部の間に発泡コア部をふくみ、厚さ方向に非対称の構成を有するサンドイッチパネルの、いわゆる現場発泡技術に沿った製造方法に関する。

EP636463 A1にはこのいわゆる現場発泡技術が開示された。この既知の技術はある量の適切な物理的発泡剤（膨張剤または膨張用溶剤）を含む熱可塑性材料のシートを提供し、同様の熱可塑性材料の2つの繊維強化カバー層の間にこのシートを配置し、コアが熱可塑性で繊維強化されたカバー層の組み立て部品を2つの加熱プレスプレートの間に配置し、前記組み立て部品に熱と圧力を供給し発泡温度に到達すると前記プレスプレートの間隔をひろげることによって前記熱可塑性コアの発泡を生じさせ、発泡コアが所定の厚さに達すると前記プレスプレートを冷却し、その際このように得られた前記サンドイッチパネルが圧力下に維持され、残存物理的膨張剤または膨張用溶剤の内容物を減らすための乾燥ステップが後に続く、これらのステップが含まれる。

NL2012710 Cはスキンおよび発泡可能層を含みさらに前記発泡可能層中にまたは前記発泡可能層と前記スキンの間に埋め込まれた補強層を含む中間生成物を開示した。発泡してこの補強層は前記発泡層中または前記発泡層と前記スキンの間に埋め込まれる。

DE 1267416から硬質発泡プラスチックからなる断熱体または断熱容器を製造するための支持型枠が知られ、製造される前記断熱体に面する形成部は部分的に少なくとも2つ以上の前記型枠の表面とほぼ平行な層を含み、それらの層は異なる素材からなる。これらの層は前記支持型枠において内側から外側に金属蓄熱層と断熱発泡体層が交互に配置されるように形成される。

WO2006080833 A1では現場発泡技術における高温での乾燥ステップの間に残存物理的発泡剤が除去されることが望ましいが一方で発泡コアの周辺端部を介するその流出には制限があることが開示された。

前記現場発泡技術はたとえばWO2015065175 A1 およびWO201506176 A1に開示されるようにこのようなサンドイッチをカバー部の間に化学的発泡剤を含む熱可塑性材料を含むコア部から始めて製造するためにも使用されうる。

厚さ方向に対称的な設計を有し前記現場発泡技術を用いて得られるサンドイッチ生成物においてはカバー層と発泡コアの間の接着は前記発泡体のセルの間の接合より強い。よってコアとカバー層の間の境界に沿った過度の力学的加重に際して主に発泡コアで機能不全が発生する。

ここで厚さ方向に非対称の構成（コアを中央とする）を有するサンドイッチを製造するために現場発泡技術におけるこの先行技術を用いる際に（繊維強化）カバー層と発泡コアとの間の接着に機能不全が起こる可能性があり発泡熱可塑性コア密度と同様の密度を有する対称的な設計と比較して貫層張力が低いことがわかった。このような非対称の構成はサンドイッチパネルの両平面が異なる目的を果たし従って異なる特性を必要とするアプリケーションに対しては望ましいかもしれない。

よって上記欠点を示さないまたは少なくとも少ししか示さない非対称の構成を有するサンドイッチパネルを提供することが本発明の目的である。特に本発明は非対称の構成を有するサンドイッチパネルにおけるカバー層と発泡コアの間の接着を改善することを目的とする。

従って厚さ方向に非対称の構成を有するサンドイッチパネルを製造する本発明に沿う方法は：

a) 第1のカバー部と第2のカバー部からなるプレート型の組み立て部品とこれらのカバー部の間に発泡剤を含む熱可塑性材料からなるコア部を提供する組立てステップであって熱容量および/または熱伝導率に関して前記第2のカバー部は前記第1のカバー部と同様でない組立てステップ；

b)ステップa)の前記組み立て部品を圧力下においてプレス状態にあるプレス機器の間で加熱し、それによって前記第1と第2のカバー部への前記コア部の接着をもたらす加熱ステップ；

c) 前記コア部の熱可塑性材料を、前記プレス機器の間の間隔をひろげることによって、圧力下においてある発泡温度で前記プレス状態にあるプレス機器の間で発泡させる発泡ステップ；
d) ステップc)で得られる発泡サンドイッチパネルを冷却し、その間サンドイッチパネルはプレス機器の間で圧力下に維持される冷却ステップ；
e) このように冷却されたサンドイッチパネルをプレスから取り除く除去ステップを含み；

ステップa)の間、第2のカバー部の前記熱容量および熱伝導率に従う第1の補償部は第1のカバー部の側方に位置しおよび/または第1のカバー部の前記熱容量および熱伝導率に従う第2の補償部は第2のカバー部の側方に位置し、
ステップe)の間またはその後、前記第1および/または第2の補償部は前記サンドイッチパネルから取り除かれる。

本発明による方法においてまずプレート型の組み立て部品が第1のカバー部、ステップc), d)で達成される最終厚さまで発泡するための充分な量の物理的発泡剤を含む熱可塑性材料からなるコア部、および第2のカバー部を互いに積み重ねることによって準備される。通常これら部材はシートまたは膜として存在するだろう。「エンドレス」サンドイッチの連続的な動作のために、前記プレート型組み立て部品は、通常コイルから巻き戻される熱可塑性コア部およびカバー部のウェブを含む。このような連続運転には、WO2015065175およびWO201506176に開示されているような連続プレスを使用することができる。明確にするために、本明細書では、第1のカバー部を時にはボトムカバー部と称し、一方第2のカバー部をトップカバー部ともいう。熱容量および/または熱伝導率に関して、ボトム及びトップカバー部は互いに異なる。通常このような差異は、異なる熱伝達係数および/または熱伝導係数を有する材料のように、それぞれのカバー部に使用される材料のトータルの厚さおよび/または種類が同一でない場合に存在する。例えば第1のカバー部は、特定の厚さを有する1つの（繊維強化された）熱可塑性層を含み、第2のカバー部は、そのような2つの（繊維強化された）熱可塑性層からなる。別の例では、アルミニウムのような金属シートが1つのカバー部に使用され反対のカバー部が（繊維強化された）熱可塑性材料を含む組み立て部品である。前記プレート型組み立て部品は通常弾力的でプレス機器の形状に適応するが、プレス機器は平坦な（平面状の）サンドイッチパネルを製造するために平坦であってよい。たとえば自動車の屋根または飛行機用の内部側壁パネルを製造するために曲線状のまたは異なる方向に二重に曲がったような、プレス機器のより複雑な形状もまた企図されている。通常平坦なプレスプレートのようなプレス機器がプレスに脱離可能に設置される。

上記の通りこのような組み立て部品が発泡ステップ、冷却ステップ、除去ステップ、乾燥ステップを含む前記現場発泡方法ステップの対象となれば、結果として生じるサンドイッチの力学特性は不充分であり、とりわけ接着力は弱い。

いかなる理論にも拘束されることを望まないが、これらの不充分で一貫性のない特性は非対称の構成を原因とする冷却条件の違いによって生じると信じられる。それによって、発泡熱可塑性コアを有するカバー部の各境界の間に温度差が生じる。これらの境界では物理的発泡剤（膨張剤または膨張用溶剤）の場合、その濃度は冷却ステップの間、とりわけ冷却速度約100℃/min での急速冷却ステップの間、熱可塑性コア部の中心よりも高い。温度差によって、空気中の物理的発泡剤の流れが生じ、この空気は、発泡ステップにおいてプレスが開放されたときに環境から必然的に吸入され、この流れが局地的に新しく形成された発泡セルを、とりわけこれらの境界において、崩壊および/または分解させる。その結果、カバー部と発泡コアとの間の接着が悪くなる可能性がある。また、発泡温度までの加熱の間に、温度差が生じて物理的発泡剤を含むコア部と各カバー部との間の境界が対象となる時間及び温度条件が下側及び上側の両方で異なり、その結果両側で接着力が異なる。

窒素、アンモニア、酸素、一酸化炭素および二酸化炭素のような気体分解生成物にその分解温度より高温で分解する化学的発泡剤の場合、発泡温度（これは適切にはコアにおけるそれぞれの熱可塑性物質の融解温度における温度）からの急速冷却特に非対称設計によって引き起こされる温度差による非均質冷却は、特にカバー部とコア部との境界における収縮応力を誘発し、局所的に接着力に影響するだろう。

本発明はひとつ以上の補償部を組み立て部品に加えて熱容量と熱伝導率に関してより対称性の高い構成を実現することによってこの温度差の発生とその結果を和らげるが、この過程で各カバー層との前記追加補償部の接合はない。言い換えればステップb)およびc)において発泡コア部のみがカバー部に粘着する。前記補償部と組み合わせたカバー部の熱伝達特性に関してこの種類の補償または平準化は冷却ステップの間の発泡コア部とカバー部の境界の間の温度差を減少させ、よって物理的発泡剤の局所的な流れと化学的発泡剤の場合の冷却時の収縮による内部応力の発生を減少させると推測される。物理的発泡剤の場合、補償部はまたより均一な加熱ステップを可能にするが、それはカバー部のボトムとトップそれぞれにおける接着力の平準化のために有利である。したがって本発明によればステップa)で第1の補償部および/または第2の補償部は第1および第2のカバー部の外表面にそれぞれ配置される。

本発明による方法はコア部で任意の熱可塑性物質材料を用いて実施することができ、その熱可塑性物質材料は発泡剤によって発泡しうる。適切な熱可塑性物質の例にはポリエーテルイミド（PEI）, ポリエーテルサルホン（PES）, ポリサルホン（PSU）、ポリフェニレンサルファイド（PPS）,ポリフェニルサルホン （PPSU）、ポリケトン、液晶ポリマー、ポリカーボネート（PC）, プロピレン等が含まれる。物理的発泡剤と共に使用される好ましい熱可塑性物質材料はポリエーテルイミド（PEI）である。この熱可塑性材料はSabic JPからUltemの商標名のもとさまざまなグレードで入手できる。化学的発泡剤と組み合わせて使用するのに好ましい素材はポリオレフィンであり、とりわけポリエチレン、ポリプロピレン、結晶（バイオ）熱可塑性素材である。

前記コア部は前記コア部の熱可塑性材料を所望の厚さまで発泡するに充分な量の発泡剤を含む。この厚さは発泡ステップc)と冷却ステップd)におけるプレス機器間で実現される最終距離によって決定される。物理的発泡剤の典型的な例には低沸点有機化合物が含まれる。好ましい例はアセトンである。

化学的発泡剤の高温での分解は、前記コア部の融解熱可塑性材料の粘着性または融解強度が低い場合に、発泡の前に気体分解生成物が前記コア部全体に良好に分配されるという利点を提供する。充分な量の化学的発泡剤を有する前記コア部の前記熱可塑性材料の押出膜は問題の熱可塑性素材の溶融温度または範囲のすぐ上および前記化学的発泡剤の分解開始温度未満で押出成形されうる。前記化学的発泡剤の分解のこの開始温度はしばしば前記熱可塑性素材の融解温度または範囲の10-20%以内である。よって数10秒以内の効率的な化学的発泡剤の分解は前記第1の熱可塑性素材の前記融解温度または範囲より25-35%高い温度で行われるだろう。

たとえば市販の（アイソタクティック）プロピレンは存在するアタクティックPPの量と結晶度に依存し（示差走査熱量測定によって決定される）融解点を160-171℃の範囲で有する。前記化学的発泡剤アゾジカルボンアミドは粉末の粒子径に依存して通常は170℃を超えて分解を開始し、一方本発明において熱分解は上記のとおり200℃を超えるなどかなりの高温で有利に実施される。

化学的発泡剤の他の例はアゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノベンゼン、モノナトリウムクエン酸塩、オキシビス(p-ベンゼンスルホニル)ヒドラジドを含む。アゾ−ヒドラジンや他の窒素基化学的発泡剤が好ましい。
アゾジカルボンアミドはこのカテゴリーの好ましい例である。さらに他の例にはPU用途のイソシアナートや重曹を含む。

前記カバー部は熱可塑性材料、金属、その組み合わせのシートから適切に選別しうる。好適にはカバー部の熱可塑性材料は熱可塑性物質コア部の熱可塑性物質と同じである。適切な熱可塑性材料には、前記熱可塑性コア部における物理的発泡剤の場合、ポリエーテルサルホン（PES）, ポリフェニルサルホン （PPSU）、 ポリサルホン（PSU）、とりわけその有利な難燃性を考慮してポリエーテルイミド（PEI）が含まれる。しかしながら、異なる熱可塑性材料の組み合わせもまた考えられる。その適切な例には特にカバー部間のPEIコア部が含まれ、カバー部の少なくともひとつがPSまたはPC、およびPESコア部及び少なくともひとつのPCカバー部からなる。前記熱可塑性コア部に含まれた化学的的発泡剤の場合、あるカバー部に熱可塑性物質があれば通常前記コア部の熱可塑性物質と同じである。アルミニウムは重量を考慮すればカバー部に好ましい金属である。有利な実施例において重量と強度を考慮すれば少なくともひとつの第1および第2のカバー部は繊維強化熱可塑性物質のひとつ以上の層を含む。

ここで注目されるのは、前記熱可塑性コア部に含まれた物理的発泡剤と（繊維強化）熱可塑性材料の複数のサブ層を含むカバー部の実施例において、通常これらの層はステップa)の前に連結され（つまり加圧状態のガラス転移温度より高温の熱処理の対象である）、その結果前記（繊維強化）熱可塑性材料は不可逆的に相互に接着し単一の一体化カバー部を形成する。基本的に発泡ステップは前記カバー部の熱可塑性材料のガラス転移温度より低い発泡温度で実行されまたさらに物理的発泡剤はコア部から隣接する層を通してカバー部の層の間の境界に拡散できないため発泡ステップの間これらの層の間に接合は発生しないのでこの連結ステップは必要である。

逆に前記ひとつのコア部の熱可塑性材料および前記複数のコア部の熱可塑性材の融解点または融解範囲より高い分解温度を有する化学的発泡剤のケースでは、単一連結カバー部を準備するための多重分離層の事前の連結は必要ない。加熱ステップb)のこのようなケースでは温度は前記化学的発泡剤の分解温度の上まで引き上げられ、その結果カバー部で前記多重熱可塑性層の連結がまた発生するだろう。

ガラス繊維はカバー部に存在するなら補強の好ましい例である。しかしながら、金属繊維、炭素繊維等の他の無機繊維、アラミド繊維等の有機繊維も適用できる。上記合成繊維に加えて、天然繊維もまた使用しうる。カバー部の補強材において繊維は任意に配向されてもよく、長さや方向には全く制限がない。編み物繊維、織り物繊維、マット、布、および一方向繊維はその様々な発現を示す。

発泡ステップ、冷却ステップ、乾燥ステップは発泡剤の種類および寸法を含む出発材料に依存して、上記先端技術文献に開示された条件と同様の条件下で実施される。

前記発泡ステップにおいてクローズドセル発泡体が形成され、それは通常高さ方向に配向される伸長セルを有する異方性発泡体である（つまりセルの最大サイズが一方のカバー部から他方のカバー部の方向に伸長する）。
通常本発明による方法は使用される発泡剤の種類に適用される。

コア部の熱可塑性材料における発泡剤が物理的発泡剤である限り、ステップb)において組み立て部品はコア部の熱可塑性材料のガラス転移温度未満の発泡温度まで加熱され、ステップe)の後に、得られたサンドイッチパネルを乾燥させるステップf)が実施される。

コア部の熱可塑性材料における発泡剤が前記コア部の熱可塑性材料の融解点または融解範囲より高い分解温度を有する化学的発泡剤である限り、ステップb)において組み立て部品は化学的発泡剤の分解温度より上の温度まで加熱され、その結果分解が発生し、好ましくはその後まだ加圧状態にある組み立て部品が通常前記コア部の熱可塑性材料の上記融解温度（範囲または温度）以上の発泡温度まで冷却される。その後発泡ステップと冷却ステップは上記のとおり実施される。前記分解温度したがって問題の熱可塑性材料の融解点または融解範囲よりはるかに高い温度での発泡が可能であるが、低粘度のために発泡コア部のセルが相対的に弱くなる可能性がある。

通常加熱ステップ、発泡ステップ、冷却ステップの間の圧力は3-5 MPaの範囲にある。より高い圧力も考えられる。発泡ステップc)では追加された補償部を有する組み立て部品はプレスに配置され、それは好ましくは予熱される。プレスが加熱されて（物理的発泡剤に基づいて）組み立て部品と追加補償部の温度は発泡温度（例、PEIコア部に対して175-182℃）に到達する。加熱の間、組み立て部品はコア部の早すぎる膨張を避け同時に発泡されるコア部のカバー部への接合を生じさせるために加圧状態で加熱プレス機器の間に保持される。その後プレスプレート間の距離をひろげる。冷却ステップc)において発泡組み立て部品は圧力下（通常本質的に発泡中と同じ圧力）でプレス状態に保たれつつ周囲温度まで冷却される。プレスからこのように得られたサンドイッチパネルを取り出して補償部を除去したあと、サンドイッチパネルは物理的発泡剤に基づく場合物理的発泡剤の含有量を減らすために乾燥処理の対象となる。この乾燥処理は好ましくは温度を約150℃からおおよそ発泡コア熱可塑性樹脂のガラス転移温度までの間隔で温度を上げることによって実施される。PEIについてTg（ガラス転移温度）は217℃である。間隔どうしの間の温度上昇は通常約10度である。サンドイッチパネルは充分な期間、たとえば2時間の間各中間温度に維持される。有利には乾燥ステップe)は発泡ステップb)（cの誤りか）終了後10-12時間以内に開始される。少なくともひとつのカバー部が熱可塑性素材を含む場合、乾燥は好ましくはWO2006/080833 A1に開示されるように実施される。ポリエチレンまたはポリプロピレン等の熱可塑性オレフィン中の化学的発泡剤において乾燥ステップは必要でない。

本発明に沿った方法を用いて得られたサンドイッチパネルはさらにたとえばエッジ仕上げによって所望の最終形状に形成する処理ができる。本発明に従って作られたサンドイッチパネルは耐火性および/または充分な強度/剛性が必要な軽量アプリケーションにおいて有利に用いられる。好ましい応用領域は好ましい応用分野は、自動車、特に航空および宇宙船産業を含む輸送セクターである。

発明の複雑でない実施例では、前記第1の補償部は前記第2のカバー部と同一でありおよび/または前記第2の補償部は前記第1のカバー部と同一である。組み立て部品の第1と第2のカバー部が異なる素材、たとえば一方が金属シート、他方がひとつ以上の（先に説明したとおり、連結しているかどうかは発泡剤の特性に依存する）繊維強化熱可塑性シートからなる場合、この実施例はとりわけ有利である。また、この好ましい実施例によれば繊維強化熱可塑性素材の連結していない同数のシートが、各プレス機器の金属カバー部の下に配置され、他のカバー部の上に同じ金属シートが配置される。

化学的発泡剤の一実施例においてカバー部が前記コアにおけると同じ熱可塑性素材を含めば、これもまた熱可塑性素材からなるひとつまたは複数の補償部がカバー部に粘着するリスクが生じる。このような望ましくない粘着は（繊維強化）カバー層を含むカバー部の外表面と補償部の間にテフロンシートのような耐熱性分離シートまたは分離膜を供することで和らげることができる。一般的な熱バランスを回復するために同様の分離シートまたは分離膜が反対側に加えられる。

他の好ましい実施例では、第1のカバー部は第1の数の層を含み、それは熱可塑性素材、好ましくは繊維強化熱可塑性素材の物理的発泡剤の場合一体化部と連結する可能性があり、第2のカバー部は第2の異なる数の層を含み、それは必要があれば同じ（繊維強化）熱可塑性素材の一体化部と連結する。よって補強材の全体の厚さまたは総数は異なる。このような状況では、厚さのみが異なる場合、通常両方で同じ全体の厚さを構成するために一方のカバー部に補償部を設けるのみで充分である。この補償部はカバー部の当初の層の数における差から構成される。

出発組み立て部品の熱可塑性コア部に物理的発泡剤を用いる本発明による方法の好ましい実施例では、冷却ステップd)は2つのサブステップd1), d2)を含む。第1のサブステップd1)では発泡組み立て部品と追加された補償部は第1の冷却速度において発泡温度から中間温度への第1の冷却処理の対象となり、一方第2のサブステップd2)では発泡組み立て部品と追加された補償部は第2の冷却速度において前記中間温度から周囲温度への第2の冷却処理の対象となり、前記第2の冷却速度は前記第1の冷却速度より小さい。通常前記中間温度は発泡温度±10-20℃の半分の範囲内にある。たとえばPEI発泡コアベースのサンドイッチパネルは第1のサブステップで約180℃の発泡温度から90℃の中間温度まで40秒以内で、好ましくは15−25秒以内に冷却される。第2のサブステップではサンドイッチパネルは室内温度まで最大でも第1のサブステップの第1の冷却速度の約半分、好ましくは20℃/min未満の冷却速度で冷却される。このような多重冷却処理は接着性の観点から好ましいと思われてきた。

前記出発組み立て部品が化学的発泡剤を含む場合、単一の高冷却速度で充分である。
本発明は以下の実施例において更に説明される。
実施例１(先行技術による)

第1および第2のカバー部：各ひとつの層が33+-2% PEI に含浸され連結されたUS-スタイル7781ガラス繊維PEI（ポリエーテルイミド）で、層の厚さ0.23mm;

熱可塑性コア部：PEI(ポリエーテルイミド）Ultem 1000の2枚の膜, 12,1-12,9 重量% アセトンに含浸され、250-300マイクロメートルの範囲の膜の厚さ。
前記膜のアセトンのパーセンテージは((膜の重量＋アセトンの重量g）―（ニート膜の重量g）)÷（ニート膜の重量g）として決定される。

いくつかのFITSパネル（平面サイズ50x30 cm）は次の構成で製造された：

対称スタックが同一の第1および第2のカバー部の間のコア部として2つのアセトン含浸PEI膜を用いて組み立てられた。この組み立て部品はプレスの加熱プレスプレートの間に置かれた。プレスを閉じた後、前記組み立て部品は必要な発泡温度である170-180℃まで数秒加熱された。温度測定機器（Pt要素タイプK）の中心はプレスプレートの表面の4mm下に置かれる。圧力は4 M pa。この発泡温度に達すると圧力を実質的に同じ値に維持しながらプレスが所定の発泡曲線に従って最終サンドイッチパネルの所定の厚さ（以下に特定される）に開かれ、その後プレスプレートおよび結果的に熱可塑性サンドイッチパネルが発泡温度から20秒で90℃に、さらに冷却速度10℃/min未満で60℃未満まで冷却された。その後、得られたサンドイッチパネルを、端部をテープで貼ることによってWO2006080833 A1に沿って乾燥させ、アセトンの周辺流出を減少させ、所与の温度で2?4時間の間隔の間に10℃の温度上昇を使用してカバー部に通した。

このようにして9.5および 7.5mmの厚さのサンドイッチパネルが製造された。サンドイッチパネルはASTMC 297に沿った貫層張力テスト手続きを用いて繊維補強熱可塑性PEIカバー部と現場発泡PEIコア部の間の接着力がテストされた。

85 kg/m³の発泡体密度を有する厚さ9.5 mmの現場発泡熱可塑性サンドイッチパネル（300マイクロメートルの2つのアセトン含浸PEI膜から得られる）は3.4 MPaの平均貫層張力を示した。90 kg/m³の発泡体密度を有する厚さ7.5 mmの現場発泡熱可塑性サンドイッチパネル（それぞれ250マイクロメートルの厚さを有する2つのアセトン含浸PEI膜から得られる）は3.9 MPaの平均貫層張力を有する。

典型的には、熱可塑性コア部においてテストサンプルの機能不全が発生して、コア部とカバー部の間の接着が適切であることが示された。カバー部は発泡体コアから手動で剥がすことができなかった。
実施例2 （比較）

第1のカバー部：ひとつの層が33+-2% PEI に含浸され連結されたUS-スタイル7781ガラス繊維PEI（ポリエーテルイミド）で、カバー部の厚さ0.23 mm;

第2のカバー層：本来2つの層で構成された1つの一体部で2つの層が33+-2% PEI に含浸されたUS-スタイル7781ガラス繊維PEIで、連結されていた；総厚さ= 0.46mm;

熱可塑性コア部：PEI(ポリエーテルイミド）Ultem 1000の2枚の膜、12,1-12,9 重量% アセトンに含浸され、250-300マイクロメートルの範囲の膜の厚さ。

第1のカバー部と第2のカバー部との間の熱可塑性コア部から非対称組み立て部品が準備された。この組み立て部品が同じ条件を用いて実施例1で概説したように現場発泡の対象となった。

各300μmの厚さを有する2つのアセトン含浸PEIフィルムから出発して厚さ9.75mmのサンドイッチパネル（25×25cm）と、各250μmの厚さを有する2つのアセトン含浸PEIフィルムから出発して厚さ7.75mmのサンドイッチパネル（25×25cm）とを得た。発泡体密度が85kg / m ³である9.5mmの現場発泡熱可塑性サンドイッチパネルは、1.5 MPaの平均貫層張力を示した。発泡体密度が90kg / m ³である7.5mmの現場発泡熱可塑性サンドイッチパネルは、2.0 MPaの平均貫層張力を示した。

繊維補強熱可塑性カバー部と現場発泡コア部の間の境界でテストサンプルの機能不全が発生して、境界の接着力が発泡部の強度未満であることが示された。またカバー部は発泡体コア部からむしろ容易に手動で剥がすことができた。

実施例3 （本発明による）

33+-2% PEI に含浸され連結されたひとつの追加層US-スタイル7781ガラス繊維PEI（ポリエーテルイミド）（カバー部の厚さ0.23 mm）からなる補償部を第1のカバー部に配置したことを除いて、例２が繰り返された：したがって、非対称組立部品および前記補償部に基づく対称的なスタックは現場発泡法の対象となる。

第1のカバー部：ひとつの層が33+-2% PEI に含浸され連結されたUS-スタイル7781ガラス繊維PEI（ポリエーテルイミド）で、カバー部の厚さ0.23 mm;

第2のカバー層：本来2つの層で構成された1つの一体部で2つの層が33+-2% PEI に含浸されたUS-スタイル7781ガラス繊維で、連結されていた；総厚さ= 0.46mm;

熱可塑性コア部：PEI(ポリエーテルイミド）Ultem 1000の2枚の膜, 12,1-12,9 重量% アセトンに含浸され、250-300マイクロメートルの範囲の膜の厚さ。

第1の補償部部：ひとつの層が33+-2% PEI に含浸され連結されたUS-スタイル7781ガラス繊維PEI（ポリエーテルイミド）で、カバー部の厚さ0.23 mm;

各300μmの厚さを有する2つのアセトン含浸PEIフィルムから出発して厚さ9.75mmのサンドイッチパネル（25×25cm）と、各250μmの厚さを有する2つのアセトン含浸PEIフィルムから出発して厚さ7.75mmのサンドイッチパネル（25×25cm）とを得た。発泡体密度が85kg / m ³である9.5mmの現場発泡熱可塑性サンドイッチパネルは、3.4 MPaの平均貫層張力を示した。発泡体密度が90kg / m ³である7.5mmの現場発泡熱可塑性サンドイッチパネルは、3.9 MPaの平均貫層張力を示した。

発泡コアにおいてテストサンプルの機能不全が発生した。カバー部は発泡体コアから手動で剥がすことができなかった。

Claims (21)

1. 厚さ方向に非対称の構成を有するサンドイッチパネルの製造方法であり：
   ａ）第１のカバー部と第２のカバー部からなるプレート型の組み立て部品とこれらのカバー部の間に発泡剤を含む熱可塑性材料からなるコア部を提供する組立てステップであって、熱容量および/または熱伝導率に関して前記第２のカバー部は前記第１のカバー部と同じでない組立てステップ；
   ｂ）ステップａ）の前記組み立て部品を圧力下においてプレス状態にあるプレス機器の間で加熱し、それによって前記第１と第２のカバー部への前記コア部の接着をもたらす加熱ステップ；
   ｃ）前記コア部の熱可塑性材料を、前記プレス機器の間隔をひろげることによって、圧力下においてある発泡温度で前記プレス状態にあるプレス機器の間で発泡させる発泡ステップ；
   ｄ）ステップｃ）で得られる発泡サンドイッチパネルを冷却し、その間サンドイッチパネルはプレス機器の間で圧力下に維持される冷却ステップ；
   ｅ）このように冷却されたサンドイッチパネルをプレスから取り除く除去ステップを含み；
   ステップａ）の間、第２のカバー部の前記熱容量および熱伝導率に従う第１の補償部は、第１のカバー部の側方に位置しおよび/または第１のカバー部の前記熱容量および熱伝導率に従う第２の補償部は第２のカバー部の側方に位置し、
   ステップｅ）の間またはその後、第１および／または第２の補償部は前記サンドイッチパネルから取り除かれる、厚さ方向に非対称の構成を有するサンドイッチパネルの製造方法。
2. 請求項１に記載の方法であり、前記第１の補償部は前記第２のカバー部と同一でありおよび／または前記第２の補償部は前記第１のカバー部と同一である方法。
3. 請求項１または２に記載の方法であり、前記コア部の熱可塑性材料における発泡剤は物理的発泡剤であり、ステップｂ）において前記組み立て部品は前記コア部における熱可塑性材料のガラス転移温度より低い発泡温度まで加熱され、前記得られた冷却サンドイッチパネルを乾燥させる乾燥ステップｆ）はステップｅ）の後で実施される方法。
4. 請求項１−３のいずれか１つに記載の方法であり、前記第１および第２のカバー部の少なくとも１つは熱可塑性材料の層を含む方法。
5. 請求項１−４のいずれか１つに記載の方法であり、カバー部の前記熱可塑性材料は前記コア部の前記熱可塑性材料と同じである方法。
6. 請求項４に記載の方法であり、カバー部の熱可塑性材料はポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニルサルホン（ＰＰＳＵ）、ポリサルホン（ＰＳＵ）からなるグループから選別される方法。
7. 請求項１−６のいずれか１つに記載の方法であり、第１のカバー部は１つ以上の繊維強化熱可塑性材料の連結層を含み、前記第２のカバー部は金属層を含む方法。
8. 先行請求項１−６のいずれか１つに記載の方法であり、第１のカバー部は１つ以上の繊維強化熱可塑性材料の連結層を含み、前記第２のカバー部は同じ繊維強化熱可塑性材料の異なる数の連結層を含む方法。
9. 先行請求項３−８のいずれか１つに記載の方法であり、物理的発泡剤はアセトンである方法。
10. 請求項１−９のいずれか１つに記載の方法であり、ステップｃ）において冷却は、発泡組み立て部品を第１の冷却速度で前記発泡温度から７０−１００℃の範囲の中間温度にまで冷却する第１のサブステップｃ１）と、発泡組み立て部品を第２の冷却速度で前記中間温度から周囲温度にまで冷却する第２のサブステップｃ２）と、を含む２つのサブステップで実行され、前記第１の冷却速度は前記第２の冷却速度より大きい方法。
11. 請求項１または２に記載の方法であり、前記発泡剤は前記コア部の熱可塑性材料の融解点または融解範囲より高い分解温度を有する化学的発泡剤であり、ステップｂ）において加熱は前記化学的発泡剤の分解温度より高い温度まで実行されて前記化学的発泡剤の分解が生じ、続いて冷却が前記コア部における熱可塑性材料の融解温度より高い発泡温度まで実行される方法。
12. 請求項１１に記載の方法であり、前記第１および第２のカバー部の少なくとも1つは熱可塑性物質の層を含み、ステップａ）において耐熱性分離層は熱可塑性物質を含む各カバー部と関連補償部の間に位置し、前記組み立て部品の各側にこのような分離層が存在する方法。
13. 先行請求項１１−１２のいずれか１つに記載の方法であり、カバー部の前記熱可塑性材料は前記コア部の前記熱可塑性材料と同じである方法。
14. 先行請求項１１−１３のいずれか１つに記載の方法であり、前記コア部の前記熱可塑性材料は結晶熱可塑性材料から選別される方法。
15. 先行請求項１１−１４のいずれか１つに記載の方法であり、前記コア部の前記熱可塑性材料はポリオレフィンから選別される方法。
16. 先行請求項１１−１５のいずれか１つに記載の方法であり、第１のカバー部は１つ以上の繊維強化熱可塑性材料の連結層を含み、第２のカバー部は金属層を含む方法。
17. 先行請求項１１−１６のいずれか１つに記載の方法であり、第１のカバー部は１つ以上の繊維強化熱可塑性材料の連結層を含み、第２のカバー部は同じ繊維強化熱可塑性材料の異なる数の連結層を含む方法。
18. 請求項４に記載の方法であり、前記第１および第２のカバー部の少なくとも１つは繊維強化熱可塑性材料の層を含む方法。
19. 請求項１２に記載の方法であり、前記第１および第２のカバー部の少なくとも1つは繊維強化熱可塑性材料の層を含む方法。
20. 請求項１９に記載の方法であり、ステップａ）において耐熱性分離層は繊維強化熱可塑性材料を含む各カバー部の間に位置する方法。
21. 請求項１５に記載の方法であり、前記コア部の前記熱可塑性材料はポリエチレンまたはポリプロピレンである方法。