CN103987512A - 复合结构以及制造复合结构的方法 - Google Patents

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Abstract

一种复合结构，其包括：具有相对的正面(2)和多个侧面(3)的泡沫芯；和至少部分与至少两个相邻的侧面(3)直接接触的增强织物(4)。增强织物(4)为纺织纤维或至少双向拉伸的无纺织物；泡沫芯(1)不渗入或不完全渗入增强织物(4)；并且至少在一个侧面(3)上，暴露泡沫芯(1)。一种制造方法，其包括以下步骤：(I)提供一种增强织物(4)，增强织物(4)以一定形状提供以限定至少一个适于接收泡沫(4)的向上开口的空腔(1')；和(II)将固体或可铺展的泡沫(1)提供至增强织物(4)的至少一个腔洞(1')中。

Description

复合结构以及制造复合结构的方法
本发明涉及一种复合结构(composite profile)，其包括以下至少一种：具有相对的正面和多个侧面的泡沫芯；至少部分与至少两个相邻侧面直接接触的增强织物。本发明还涉及制造该复合结构的方法。
风力发电的重要性日益显著。这使得对风力发电系统的进一步开发、特别是对所述风力发电系统的桨叶的开发正如火如荼地进行。开发所需考虑的关键在于桨叶的质量及其生产的经济性。目前，用于风能系统的已知的桨叶由基于树脂的纤维增强材料作为基体材料制成，所述树脂例如聚酯树脂(UP)、乙烯基酯树脂(VE)或环氧树脂(EP)。桨叶的制备主要是彼此交替置于其上并粘合在一起的下侧与上侧的整体组装。其内部包含加强筋和条状支柱(belts bay)以增加稳定性。
在这种桨叶的制备过程中，首先制备待加强的对开(halves)纤维增强复合体。该加强过程耗时且不利于快速的整体制备。通常，使用上述树脂制造的风力发电系统用桨叶使用例如如下技术制备：手工层叠(lamination)法、结合预浸料技术的手工层叠法、包裹法或树脂辅助真空注射法。
US 3,544,417涉及蜂窝状泡沫芯组件，其包括以下的结合：所述组件包括至少一个蜂窝状泡沫芯结构；所述组件的各个蜂窝状泡沫芯结构包括一系列通常平行纵向扩展且通常横向排列的泡沫芯，各个芯由限定的横截面的闭孔蜂窝塑料泡沫材料预成型，所述横截面的所有表面基本为平的，横截面中各个芯具有至少一个下部底面(lower base side)和通常相对的横向正面(facing side)；所述组件的各个蜂窝状泡沫芯结构包括纤维主底层(primary base layer)，其在横向和纵向基本连续扩展并且完全接触且覆盖所述泡沫芯较的下部底面，所述主底层与所述泡沫芯的下部底面相邻并且在所述泡沫芯之间以在所述泡沫芯之间基本上不向上凸出的方式横向扩展；所述组件的各个蜂窝状泡沫芯结构包括在所述泡沫芯之间连续向上扩展和向下横向扩展的纤维的主织物覆盖层，所述主织物覆盖层在所述泡沫芯之间以向上和反向向下的方式基本连续地扩展，所述主覆盖层与所述泡沫芯的所有相对的横向正面相邻而不与所述泡沫芯的下部底面相邻，且所述主覆盖层与所述主底层在每个所述泡沫芯的横向末端相接触，所述泡沫芯在主底层处结束纵向和横向覆盖；所述组件的各个蜂窝状泡沫芯在每个所述泡沫芯的横向末端处包括通常纵向延伸的压合线，以确保所述主底层和所述主覆盖层在所述主底层处和在每个横向相邻的所述每个多孔泡沫结构的所述泡沫芯组之间结合在一起；所述组件包括下部第二纤维覆盖层的所述组件，所述下部第二纤维覆盖层通常沿着横向和纵向连续延伸，与所述组件的至少一个多孔泡沫芯的所述主底层相接触或覆盖其上，所述下部第二覆盖层在所述组件的任意泡沫芯之间不横向向上凸出；所述组件包括上部第二纤维覆盖层，所述上部第二纤维覆盖层通常横向连续延伸，其上粘合有树脂，所述上部第二覆盖层和纵向延伸的所述组件在所述泡沫芯的上端处覆盖并向上覆盖所述组件的所述至少一个多孔泡沫芯结构的所述主覆盖层的这些部件，所述上部第二覆盖层在所述组件的任意泡沫芯之间不横向向上凸出；所述组件包括蜂窝状泡沫芯结构，所述组件的芯与横向上相邻的另一个芯横向上彼此紧密相邻，每个芯的主覆盖层与与这个芯横向上相邻的芯的主覆盖层相邻；和固化树脂覆盖层、浸渍和固定所述组件的所有所述底层和覆盖层，所述层包括遍布有所述压合线，在所述压合线处和在所述层之间相邻的其他区域的所述粘合于所述层之间的所述固化树脂固定和粘合所述组件。
增强泡沫芯记载于US 5,589,243。该专利涉及粘合以形成芯板或坯料的刚性泡沫板和交替吸附的纤维网片。网中保持孔隙率，以通过吸附所施加的树脂覆盖夹层板的表面而形成整体结构连接。相邻网边缘部分的坡口泡沫凹槽形成结构化的树脂倒角(fillet)，并且突出的边缘部分形成连接至表面的延伸的连接部。以其贯穿的网状物取向的芯板与网片层叠以形成增强板。以交错(inclined)堆叠的方式排布的板或芯板和网片形成第二芯板，所述第二芯板具有以锐角贯穿板板边缘或表面的网。将物理性能交替不同的板和网片粘合在一起以形成具有不同的内部密度和外部密度的增强板。可压缩的泡沫板用于替代纤维网或与纤维网一起用于制备可弯曲的芯板。网边缘部分之间的泡沫呈凹陷状，以粘合可固化(settable)材料的边缘部分。
US 5,429,066记载了一种复合结构以及制备该复合结构的方法。增强织物如玻璃纤维通过例如压合机械粘附至至无纺织物。将所述粘合的纤维置于模具中，无纺织物的一面朝向模具的内侧。将自膨胀自固化的泡沫填以足以在密闭模具中逸出的量填充于模具内，泡沫渗入至无纺织物的间隙中，所述泡沫一经固化便在无纺织物的间隙中形成粘合。所得的结构可以用在多种应用中，其中，增强织物随后例如用树脂浸润并且固化。该结构的常规应用为在用玻璃纤维制造船中用作桁条。
US 5,908,591涉及制备一种复合结构的方法，包括以下步骤：使纤维层排列于限制向外运动的结构中，并且在纤维相对表面之间的设定空腔；将预定量的自膨胀自固化的未固化结构泡沫注入至空腔中，在通过预定量的泡沫确定的成型压力下，泡沫在空腔中膨胀和固化，并且由此附着至纤维层以形成复合结构，成型压力使泡沫膨胀至基本仅仅填满纤维层内部部分的孔隙，而基本上不渗入纤维层的外部部分；并且，从限制的排列步骤释放固化的复合结构，此后，复合结构的纤维层的外部部分基本上完全用可固化的材料饱且所述可固化的材料在随后的加工步骤中层压至另外的结构。该方法还可以包括将固化的复合结构层压至另外的复合结构的步骤，所述层压通过用可固化的树脂饱和固化的复合结构的纤维层的外部部分进行。
US 2002/0178992 A1涉及一种相似的复合增强元件，其包括在至少部分由纤维层形成的腔洞和置于所述空腔内的至少一个第一泡沫芯和至少一个第二泡沫芯。第二泡沫芯与第一泡沫芯相比具有更高的刚性。第一泡沫芯优选由开孔泡沫和柔性泡沫制成，且第二泡沫芯优选由硬质开孔泡沫制成。
在真空辅助树脂浸渍法中，(玻璃)纤维增强层首先置于模具中。然后所谓的间隔层置于第一纤维增强层上。该间隔层通常为轻木木料层、聚氯乙烯(PVC)泡沫层或聚氨酯(PUR)泡沫层。然后第二(玻璃)纤维增强层以与第一层类似的方式置于模具中。在抽真空后树脂可以进入纤维增强的层之间的孔隙。
间隔层的元件还包括(玻璃)纤维材料也是可行的。这些间隔元件的制备可以为通过装有(玻璃)纤维层的预制泡沫结构的两步缠绕法而进行。
例如，WO 2009/102414 A1公开了具有第一侧和相对的第二侧的纤维增强的芯板。芯面板包括一系列具有至少三个面的相邻的低密度条状物。各个条状物的正面置于芯板的第一侧或第二侧内并且各个条状物的正面置于芯面板的相对面内而不是置于相邻条状物的正面内。芯板还包括穿过连续纤维增强片，所述连续纤维增强片贯穿低密度条状物以使所述纤维增强片材置于相邻的条状物之间并且与低密度条状物的正面相邻。增强片材形成至少约65％芯板第一侧的表面积和至少约65％芯板第二侧的表面积。
EP 1 310 351 A1公开了制备风车叶片的方法，避免了胶连接的问题和工人暴露于环境有害物质的问题。这通过如下方式实现：将风车叶片置于密闭模具中，所述密闭模具的模具部件内部具有用以形成模具空腔的模芯，纤维材料和芯材料置于所述空腔内。对膜腔抽真空后，通过进料管注射基体材料，所述进料管在填充过程中置于叶片的下部侧缘。以此确定用于指示完成填充的流体前沿，完成填充时，流体前沿到达叶片的后缘并且通过溢流装置渗出。
这些方法的复杂性是不利的，因为其导致更高的制造成本或限制间隔元件自动化生产的可能性。
本发明的目的在于至少部分克服现有技术的不足。特别地，本发明的目的在于，提供用于制备桨叶或其他复合件的简化的间隔元件，以及提供制备该隔离元件的方法。
根据本发明，该目的通过一种复合结构实现，所述复合结构包括如下的至少一种：
-具有相对正面和多个侧面的泡沫芯；和
-至少部分与至少两个相邻侧面直接接触的增强织物；
其中增强织物为纺织织物或至少双向拉伸的无纺织物；泡沫芯不渗入或不完全渗入增强织物；并且至少在复合结构的一个侧面上露出泡沫芯。
应理解，在本发明中术语“包括至少一种”的含义为“包括每个的至少一种”。还应理解，增强织物至少部分与所述泡沫芯的至少两个相邻侧面直接接触。由于泡沫芯不渗入或不完全渗入增强织物，实现纤维中的孔隙或间隙没有被泡沫所密封。理想地，仅存在未扩展至纤维深处的表面接触。
本发明的复合结构特别地适于作为物体的隔离元件，所述物体中通过压力或真空方法注入有树脂。因为泡沫芯不渗入或不完全渗入增强织物，所以织物的孔隙可以用于进行抽真空或施加压力。然后树脂可以沿增强织物的方向铺展，导致物体内的内部连接。该物体的实例包括用于风力发电系统的桨叶和冷藏集装箱和拖车的地板。
本发明的另一方面为制造本发明复合结构的方法，其包括以下步骤：
(I)提供一种增强织物，以一定形状提供增强织物以限定至少一个适于接受泡沫的向上开口的空腔，并且其中空腔的至少两个相邻面通过增强织物形成；并且
(II)将固体或可铺展的泡沫提供至增强织物的至少一个空腔，其中泡沫不渗入或不完全渗入增强织物。
本发明方法易于避免两步缠绕法的缺点。特别是在直接发泡至增强织物的情况下，该方法适于自动连续的生产。由于泡沫不渗入或不完全渗入至增强织物，实现纤维中孔隙或间隙不被泡沫所密封。理想地，仅存在未扩展至纤维深处的表面接触。
下文将参考以下实施方案和附图进一步描述本发明，但本发明并不限于此。除非另作清楚地说明，实施方案可以任意结合。
图1示出本发明的复合结构
图2示出本发明的另一复合结构
图3示出本发明的另一复合结构
图4示出本发明的方法
图5示出本发明的另一复合结构
图6示出本发明的另一复合结构
图7示出在本发明方法过程中的步骤
图8示出在本发明方法过程中的另一步骤
本发明的复合结构可以在其纵向上具有至少为三角形的截面。所述结构具有这种的截面的情况下，可装入弯曲体，而不产生不想要的孔隙(如具有轻木木料结构的情况)，如果存在所述孔隙，则另外的树脂会在其中积聚，从而增加总重量。
本发明的该复合结构在图1中示意性地示出。泡沫芯1在其纵向上具有三角形的横截面。根据所述结构的用途，具有更多角如四个角、五个角或六个角的横截面均在本发明的范围内。具有圆角的三角形、四边形等也在本发明的范围。
对于观察到的棱形复合结构，为了更加清楚，图1示出其他几何描述：正面2，其与另一侧相对的正面相对应(未示出)；和侧面3，其与另外的两个侧面(未示出)相一致的。
用于泡沫的合适的材料包括硬质塑料聚合物。泡沫芯1的原材料密度(DIN EN 1602)可以优选为30kg/m3至60kg/m3。
两个相邻的侧面3与增强织物4直接接触。在三角形横截面的情况下，所有的侧面彼此相邻。具有更多数量的角存在的情况下，不总是所有的侧面均彼此相邻，这就是本发明之所以称作至少两个相邻的侧面的原因。这参考将在以下进一步描述的制备方法而易于想到。
增强织物是指当加入至复合材料时增强材料的结构特性的织物。适于增强织物4的材料包括上浆的或未上浆的纤维如玻璃纤维、碳纤维、钢纤维、铁纤维、天然纤维、芳族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维或碳纳米管(CNT)。优选使用连续纤维。
根据本发明，提供的增强织物4为纺织织物或一种至少双向拉伸的无纺织物。增强织物4可包括多于一种纤维层。然后纤维拉伸还可以随层的变化而变化。例如，考虑单向或纺织层在彼此之上堆叠的多向纤维层。
优选增强织物4为至少一部分纤维相对于泡沫芯1的纵向轴向成40°至50°拉伸的双轴拉伸无纺织物。
如对于纤维增强复合体而言常规的是，泡沫芯1与增强织物4之间的连接应能够传递作用在复合体上的机械力。因此，优选物质-至-物质的连接。使用合适的警告，可以使用粘合剂。
关于泡沫芯1和增强织物4之间的接触，提供的泡沫芯不渗入或不完全渗入增强织物4。由此实现织物中的孔隙或间隙不被泡沫所密封。理想地，仅存在没有扩展至纤维深处的表面接触。
在本发明中，在复合结构的至少一个侧面3上，暴露泡沫芯1。术语“暴露”应以结构中侧面不被永久覆盖、特别是不被增强织物或其他纺织织物或无纺织物所覆盖的方式理解。例如，在图1所示的复合结构的向下的侧面为暴露的泡沫芯1。
在本发明的复合结构的一个实施方案中，泡沫芯具有三角形的横截面并且长宽比为至少5:1，优选20:1。还优选横截面所限定的三角形为等边三角形或等腰三角形。
在本发明的复合结构的另一个实施方案中，泡沫芯1包括聚氨酯泡沫(PU泡沫)、环氧树脂泡沫(EP泡沫)、聚酯树脂泡沫(特别是不饱和的聚酯树脂泡沫；UP泡沫)、发泡的聚苯乙烯泡沫(EPS泡沫)和/或发泡的聚丙烯泡沫(EPP)泡沫。其他发泡的聚烯烃泡沫或另外的热塑性泡沫或硬质塑料泡沫也是合适的。
聚氨酯泡沫通常是已知的并且可以通过多异氰酸酯与具有至少两个NCO活性的氢原子的化合物如多元醇、多元硫醇和/或多胺在化学发泡剂和/或物理发泡剂存在下通过机械发泡反应而获得。
本文中使用的多元醇组分由一种或多种分子量为约60至7000g/mol的多元醇组成并且包括2至8个活性基团。该多元醇通常是本领域已知的并且包括聚醚、聚醚胺、聚酯、聚酯酰胺和聚碳酸酯。通常优选聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。
聚醚是本领域所已知的并且通常通过二醇、三醇和更高官能度的多元醇和/或聚胺的环氧烷加成物而制备。作为非限制性的实例，该二醇、三醇和更高官能度的多元醇包括乙二醇、丙二醇、乙二胺、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、二乙三胺、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、甲苯二胺、氢醌双(2-羟基乙基)醚、二苯基甲烷二胺、丙三醇、三甲醇丙烷、二乙三胺、三乙醇胺、1,2,4-丁三醇、季戊四醇、双甘油、糖和其他低分子量多元醇。作为非限制性的实例，合适的环氧烷包括环氧乙烷、1,2-环氧丙烷或1,2-丁烯或其混合物。本文中使用的其他聚醚是本领域已知的，如聚甲醛(POM)、聚四氢呋喃(PTHF)、聚苯醚(PPE)或聚(对苯醚)(PPO)。
聚酯也是本领域所已知的并且通常通过二醇、三醇和更高官能度的多元醇与脂族和/或芳族二羧酸缩合而制备，并且作为非限制性的实例，所述酸包括己二酸、琥珀酸、戊二酸、壬二酸、癸二酸、丙二酸、马来酸、富马酸、己内酯、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氯邻苯二甲酸、氯菌酸和酸酐以及这些酸的酸性卤化物。作为非限制性的实例，合适的二醇、三醇和更高官能度的多元醇及其结合可以为乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1,2-环戊二醇、1,2-环己二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、氢醌双(2-羟基乙基)醚、丙三醇、1,2,4-丁三醇、双甘油、糖和其他低分子量多元醇。在此使用的其他聚酯为蓖麻油及其衍生物。
一种或多种交联剂和/或扩链剂可以用于聚氨酯组合物中。合适的交联剂和/或扩链剂是本领域所已知的。非限制性的实例包括乙二醇、丙二醇、乙二胺、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、二乙三胺、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、甲苯二胺、氢醌双(2-羟基乙基)醚、二苯基甲烷二胺、丙三醇、三甲醇丙烷、二乙三胺、三乙醇胺、1,2,4-丁三醇、季戊四醇、双甘油、糖和其他低分子量多元醇。
还可以使用一种或多种阻燃剂。合适的阻燃剂是本领域所已知的。非限制性的实例包括三氯丙基磷酸酯、二甲基甲基膦酸酯、二乙基乙基膦酸酯、二甲基苯基哌嗪鎓、三乙基磷酸酯和其他磷酸酯、磷酸盐和卤代多元醇。
还可以使用一种或多种催化剂。合适的叔胺催化剂和/或有机金属催化剂和/或羧酸酯氨基甲酸乙酯催化剂是本领域所已知的。非限制性的实例包括三乙二胺、N,N-二甲基环己胺、四甲基己二胺、三-(3-二甲基氨基)-丙胺、二月桂酸二丁基锡、二甲基乙醇胺、双-(十二烷基硫基)-二丁基锡、2-乙基己酸钾、月桂酸二丁基锡、1,3,5-三-(二甲基氨基丙烷)-六氢三嗪、二甲基氨基乙醇、二乙基氨基乙醇、五甲基二亚乙三胺、甲基吗啉、乙基吗啉、季铵盐、1,2-甲基咪唑。
还可以使用一种或多种表面活性剂。本领域中已知大量表面活性剂，其在制备聚氨酯的过程中用于稳定和/或控制泡沫特性。非限制性的实例包括成泡孔稳定剂、润湿剂、降粘剂、触变剂和空气释放剂。
还可以使用本领域中已知的一种或多种物理发泡剂和/或化学发泡剂。非限制性的实例包括水、甲酸、二甲氧基乙烷、异戊烷、正戊烷、环戊烷、HCFC(氟氯烃)化合物、HFC(氟烃)化合物及其混合物。
合适的多异氰酸酯化合物包括已知的脂族、环脂族和芳族二异氰酸酯和/或多异氰酸酯。实例为1,4-亚丁基二异氰酸酯、1,5-戊烷二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯和/或2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、双(4,4'-异氰酸酯基环己基)甲烷或与其他异构体的混合物、1,4-环己基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲代亚苯基二异氰酸酯和/或2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、1,5-萘基二异氰酸酯、2,2'-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和/或高级同系物(pMDI)、1,3-双-(2-异氰酸酯基-丙-2-基)-苯和/或1,4-双-(2-异氰酸酯基-丙-2-基)-苯(TMXDI)和1,3-双-(异氰酸酯基甲基)苯(XDI)。
优选的聚异氰酸酯为MDI并且特别是MDI和聚合的MDI的混合物。MDI和pMDI的混合物优选具有的单体含量为40重量％至100重量％。使用的聚异氰酸酯的NCO含量应该高于25重量％，优选高于31.4重量％。还优选的是，使用的MDI具有的2,2'异构体和2,4'异构体的结合含量为至少3重量％，优选至少20重量％并且更优选至少40重量％。
聚氨酯反应混合物还可以包括已知的添加剂如填料。优选的填料为碳纳米管、硫酸钡、二氧化钛、短玻璃纤维或天然纤维或颗粒状矿物材料如硅灰石或白云母(muskowite)。
在本发明的复合结构的另一实施方案中，泡沫芯1包括通过一种混合物反应获得的聚氨酯泡沫，所述混合物包含：
组分A：多元醇配方，包含：
(a)一种或多种聚醚多元醇和/或一种或多种聚酯多元醇和/或多胺，羟值为12至1200mg KOH/g，并且分子量为60至7000g/mol，并且官能度为2至8，优选羟值为150至600mg KOH/g，并且分子量为300至1200g/mol，并且官能度为2至4；
(b)无交联剂和/或扩链剂、一种交联剂和/或扩链剂或多种交联剂和/或扩链剂，羟值为500至2000mg KOH/g，并且分子量为60至400g/mol，并且官能度为2至8，优选羟值为1000至2000mg KOH/g，并且分子量为60至160g/mol，并且官能度为2至3；
(c)一种或多种胺和/或有机金属和/或金属催化剂，优选有机叔胺；
(d)无阻燃剂，一种或多种卤化阻燃剂，优选为卤化的磷酸盐/膦酸盐；
(e)一种或多种表面活性剂，优选至少一种泡孔稳定剂；
(f)一种或多种化学和/或物理发泡剂，优选水和/或羧酸和/或烃和/或卤代烃，更优选水和/或甲酸和/或烃；
和
组分B：异氰酸酯，其包含：
(a)二苯基甲烷二异氰酸酯和/或聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯，优选单体含量为40-100重量％并且NCO含量为25重量％至35重量％、优选约30重量％、更优选约31.4重量％；和
(b)优选地，MDI，其具有3重量％含量的2,2'-二苯基甲烷二异氰酸酯和2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯，优选至少20重量％，更优选至少40重量％。
在本发明的复合结构的另一实施方案中，增强织物4包括玻璃纤维、碳纤维和/或芳纶纤维。
在本发明的复合结构的另一实施方案中，泡沫芯1不使用另外的粘合剂而粘接至增强织物4。这可以通过使仍具有残留粘性的未完全固化的泡沫与增强织物4接触并且然后使泡沫进一步固化而实现。同时泡沫应该具有高粘度以使其不渗入至纤维4。该实施方案的一个优点为，在使用所述结构作为空心物体中的间隔元件的过程中，在随后的注入树脂中，树脂可以与纤维4以及泡沫芯1接触。
在本发明的复合结构的另一实施方案中，增强织物4为一体的形式。这样做的优点在于，结构边缘的更高的机械稳定性。优选地，增强织物4未破裂，而使织物的纤维不破裂或不褶皱的情况下弯成一定形状。还易于实现泡沫芯1的两个相邻面用织物4覆盖。
在本发明的复合结构的另一实施方案中，增强织物4为预浸料。
在本发明的复合结构的另一实施方案中，结构包括多个与增强织物4接触的泡沫芯1。这描述于图2中，其示出了该多个泡沫芯1和单个的、一体的增强织物4。为阐明本发明的方法(见下文)，还示出了向上的开口空腔1'。应理解，在完成的复合结构中，该空腔1'也应用泡沫1填充。
图3示出本发明复合结构的另一实施方案。在此增强织物4的最外侧的壁与内侧壁成不同的角度。如果想要使空心物体的内部的侧壁间隙最小化，则这是有用的。与该实施方案相独立，图3还示出，复合结构中的所有空腔均包括泡沫1。这可以通过如下方式实现：使用两次本发明的方法，在进行第二次本发明的方法前使半成品的结构上下颠倒。
图4示意性地示出本发明方法的实施方式。传送带5可以传输任选的片材6。该片材6可以为例如由纸、塑料等制成的(结构的)支撑材料、包装材料、分离层等。增强织物4由另一轧辊拉出并且通过成型设备7并且置于传送带5上或置于任选的片材6上。这与本发明方法的第一步有关：提供增强织物4，增强织物(4)以所定义的形状提供，以使至少一个向上的开口空腔1'(见图2)适于接收泡沫，并且其中空腔的至少两个相邻面通过增强织物4而形成。
向上开口的空腔在成型设备7中可以容易地通过弯曲或折叠增强织物4而完成。如果需要三角形的横截面，织物可以折叠为“V”形并且“V”的开口侧可以接收泡沫。还明显的是，空腔具有通过织物4形成的两个相邻面。
应理解，具体关于定义、材料和泡沫芯1的特性以及与本发明结构相连的增强织物4还可以适用于本发明的方法。
本发明方法的后续步骤包括将固体或可铺展的泡沫1提供至增强织物4的至少一个空腔1'中，其中泡沫1不渗入或不完全渗入增强织物4。在固体泡沫的情况下，合适地切割的泡沫结构可以置于腔洞中。如果泡沫为可铺展的，那么泡沫可以用于合适的设备8，所述设备可以为发泡系统。有利地是，这之后将泡沫快速固化。如所提及的，可以使用泡沫的残留粘性以在织物4与泡沫1之间产生粘合连接。
合适的支撑是指可以使用如(固定的)侧壁以在提供泡沫1之前或之后保持空腔1'。
任选的覆盖层9可以施加至所获得的结构。此外，轧辊和传送带系统10可以向下施加压力以确保结构的均匀外观。图4中未示出的是结构任选切割至所需的长度。
在本发明方法的一个实施方案中，增强织物4为纺织织物或至少双向拉伸的无纺织物。增强织物4还可包括多于一层织物层。然后，织物拉伸可以随层变化而变化。例如，单向或纺织层在彼此堆叠其上获得多向织物层。优选增强织物4为双轴无纺织物，其至少一部分纤维以与结构的纵轴成40°至50°的角度拉伸。
在本发明方法的另一实施方案中，在步骤(I)中，增强织物4以如下形状提供：限定适于接收泡沫的多个向上的开口空腔1'并且在步骤(II)中将泡沫提供至各个空腔1'中。例如，以"W"或"WW"形状提供织物4。通过该步骤可以获得如图2和图3所示的复合结构那些。
在本发明方法的另一实施方案中，步骤(II)包括将发泡和/或触变泡沫1引入至增强织物4的至少一个空腔1'中。发泡泡沫可以由混合头而分配，例如聚氨酯泡沫体系即为这种情况。
在本发明方法的另一实施方案中，泡沫1是从反应混合物获得的可铺展的泡沫并且在反应混合物的乳白时间后提供至增强织物4的至少一个空腔1'中。优选地，反应混合物为聚氨酯反应混合物，例如上述聚氨酯反应混合物。组分混合和泡沫引入至空腔之间的时间延迟可以通过布置于反应混合物的混合头之后的合适的长喷嘴实现。可选地或除此之外，可以使用快速反应(聚氨酯)体系。
还可以在反应混合物的起发时间后引入泡沫。然而，非常优选泡沫尚未达到表干时间(tack-free time)。
乳白时间为从开始混合反应物至看到混合物开始发泡的时间段。在许多情况下，这可以通过颜色变化明显地观察到乳化时间。凝胶时间(string time)连串或纤化时间(fiber time)为反应混合物由液体至固体状态的时间。凝胶时间或纤化时间大致相当于凝胶点。当到达凝胶点时，反应约完成50％。纤化时间通过例如木棒反复浸入已完全发泡的反应混合物中并且将其取出而测量，并且在木棒拉动纤维时测定。时间测量从混合开始。纤化时间后，泡沫起发的速度变慢。
从开始混合直至视觉可观察到的起发结束的时间称为起发时间。当起发过程完成时，泡沫表面仍发粘。通过用木棒重复测试泡沫表面，测定不起粘的时间。从开始混合至表面不再发粘的时间段称为表干时间。在本发明方法的另一实施方案中，增强织物4中的所述至少一个开口空腔1'在提供泡沫1之前、期间和/或之后通过钩和环状紧固件、导轨、吸附或压力而成为或保持为所需的形状。这使得织物4稳定并且因此使得至少一个腔洞1'稳定。
在本发明方法的另一实施方案中，泡沫1包括聚氨酯泡沫(PU泡沫)、环氧树脂泡沫(EP泡沫)、聚酯树脂泡沫(特别是不饱和聚酯树脂泡沫；UP泡沫)、发泡的聚苯乙烯泡沫(EPS泡沫)和/或发泡的聚丙烯泡沫(EPP泡沫)。其他发泡的聚烯烃或另外的热塑性泡沫或硬质塑料泡沫也是可以的。
在本发明方法的另一实施方案中，增强织物4包括玻璃纤维、碳纤维和/或芳纶纤维。
在本发明方法的另一实施方案中，泡沫1不使用另外的粘合剂而粘连至增强织物4。这可以例如通过当填充至少一个空腔1'时使用仍发粘的泡沫而实现。
在本发明方法的另一实施方案中，增强织物4为一体泡沫。
在本发明复合结构的另一实施方案中，增强织物4为纸织物并且另外的增强织物11至少部分与所述增强织物4接触。这示于图5和6中。优选地，另外的增强织物11包括玻璃纤维、碳纤维和/或芳纶纤维。
还优选所述纸织物包括例如图6所述的洞12。这些洞可以抽真空以使树脂可以浸渍另外的增强织物11。
在本发明方法的另外的实施方案中，至少一部分增强织物4不是空腔1'的部分，并且所述不是空腔1'的部分通过可移除的遮蔽物14和14'而至少部分接触。参考图7，增强织物4通过模具13成型以限制向上开口的孔腔1'。可移除的遮蔽物14如遮蔽带置于不构成空腔1'的织物4的突出部分上。使用这种遮蔽物14防止增强织物的所选择的部分被待渗入至腔洞1'的泡沫所接触。
还可以不仅将遮蔽物14置于与模具13相对的织物4的面上，而且还可以将遮蔽物14'置于与模具相邻的织物4的面上。

Claims (17)

1.一种复合结构，包括至少一种以下物质：
-具有相对的正面(2)和多个侧面(3)的泡沫芯；和
-至少部分与至少两个相邻的侧面(3)直接接触的增强织物(4)；
其特征在于
增强织物(4)为纺织织物或至少双向拉伸的无纺织物；
泡沫芯(1)不渗入或不完全渗入增强织物(4)；并且
至少在复合结构的一个侧面(3)暴露泡沫芯(1)。
2.权利要求1的复合结构，其中，所述泡沫芯(1)包括聚氨酯泡沫、环氧树脂泡沫、聚酯树脂泡沫、发泡聚苯乙烯泡沫和/或发泡聚丙烯泡沫。
3.权利要求1的复合结构，其中泡沫芯(1)包括通过一种混合物反应而获得的聚氨酯泡沫，所述混合物包括：
组分A：一种多元醇配方，其包含：
(a)一种或多种聚醚多元醇和/或一种或多种聚酯多元醇和/或多胺，羟值为12至1200mg KOH/g，并且分子量为60至7000g/mol，并且官能度为2至8；
(b无交联剂和/或扩链剂、一种或多种交联剂和/或扩链剂，羟值为500至2000mg KOH/g，并且分子量为60至400g/mol，并且官能度为2至8；
(c)一种或多种胺和/或有机金属和/或金属催化剂；
(d)无阻燃剂、一种或多种卤化的阻燃剂；
(e)一种或多种表面活性剂；
(f)一种或多种化学和/或物理发泡剂；
和
组分B：异氰酸酯，其包含：
(a)二苯基甲烷二异氰酸酯和/或聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯，优选的单体含量为40-100重量％并且NCO含量为25重量％至35重量％。
4.权利要求1的复合结构，其中，所述增强织物(4)包括玻璃纤维、碳纤维和/或芳纶纤维。
5.权利要求1的复合结构，其中，所述泡沫芯(1)不使用另外的粘合剂而粘连至增强织物(4)。
6.权利要求1的复合结构，其中，所述结构包括多个与增强织物(4)接触的泡沫芯(1)。
7.权利要求1的复合结构，其中，所述增强织物(4)为纸织物并且另外的增强织物(11)至少与所述增强织物(4)部分接触。
8.制造权利要求1至6中一项或多项的复合结构的方法，所述方法包括以下步骤：
(I)提供一种增强织物(4)，所述增强织物(4)以一定形状提供以限定至少一个适于接收泡沫的向上开口的空腔(1')并且其中腔洞的至少两个相邻面通过增强织物(4)形成；并且
(II)将固体或可铺展的泡沫(1)提供至增强织物(4)的至少一个空腔(1')内，其中泡沫(1)不渗入或不完全渗入增强织物(4)。
9.权利要求8的方法，其中，所述增强织物(4)为纺织织物或至少双向拉伸的无纺织物。
10.权利要求8的方法，其中，在步骤(I)中，以一定形状提供增强织物(4)以限定多个适于接收各个泡沫的向上开口的空腔(1')，并且在步骤(II)中将泡沫提供至各个空腔(1')。
11.权利要求8的方法，其中，步骤(II)包括将发泡和/或触变泡沫(1)引入至增强织物(4)的至少一个空腔(1')。
12.权利要求8的方法，其中，所述泡沫(1)是由反应混合物获得的可铺展泡沫并且在反应混合物的乳白时间后提供至增强织物(4)的至少一个空腔(1')内。
13.权利要求8的方法，其中，所述泡沫(1)包括聚氨酯泡沫、环氧树脂泡沫、聚酯树脂泡沫、发泡聚苯乙烯泡沫和/或发泡聚丙烯泡沫。
14.权利要求8的方法，其中，所述增强织物(4)包括玻璃纤维、碳纤维和/或芳纶纤维。
15.权利要求8的方法，其中，所述泡沫(1)不使用另外的粘合剂而粘连至增强织物(4)。
16.权利要求8的方法，其中，所述增强织物(4)为一体泡沫。
17.权利要求8的方法，其中，至少一部分增强纤维(4)不是空腔(1')的部分并且所述不是空腔(1')的部分通过可移除的遮蔽物(14,14')而至少部分接触。
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