EP2483072A1 - Verbundwerkstoff aus offenzelligem hartschaum - Google Patents

Verbundwerkstoff aus offenzelligem hartschaum

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Publication number
EP2483072A1
EP2483072A1 EP10760997A EP10760997A EP2483072A1 EP 2483072 A1 EP2483072 A1 EP 2483072A1 EP 10760997 A EP10760997 A EP 10760997A EP 10760997 A EP10760997 A EP 10760997A EP 2483072 A1 EP2483072 A1 EP 2483072A1
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EP
European Patent Office
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layer
composite material
material according
spacer
open
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10760997A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hubert Ehbing
Hans-Jürgen LIEBIG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer Intellectual Property GmbH
Original Assignee
Bayer MaterialScience AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayer MaterialScience AG filed Critical Bayer MaterialScience AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention describes a composite material comprising a spacer located between two layers of fibers.
  • Composites are materials of two or more interconnected materials.
  • properties of the material obtained are material and possibly also geometric properties of the individual components of importance. This makes it possible to combine properties of different components with each other, whereby the composite materials find wide applications.
  • the properties required for the final product can be adjusted as needed by choosing different starting materials for the components.
  • Composite materials can be produced in several ways.
  • One possibility is the sandwich construction. This design is often used for semi-finished products where several layers of different properties are embedded in a material.
  • the sandwich construction designates a form of lightweight construction, in which the components consist of usually kraftaufmden cover layers, which are held by a relatively soft, usually lightweight, core material (spacer) at a distance. Corresponding parts are very rigid with low weight.
  • the core material may consist of honeycombs of different materials, for example paper, cardboard, plastics or metals, balsa wood, corrugated iron or foams. It transmits occurring shear forces and supports the cover layers.
  • Applications for sandwich composite composites include, for example, pleasure boats, aircraft parts (fuselage, wing shells), railway wagons, vehicle and automotive parts, surfboards, and rotor blades for wind turbines.
  • Honeycomb core sandwich panels made of fiberglass prepregs are also used as walls for galleys and lavatories in modern aircraft.
  • prefabricated sandwich panels consisting of a reinforced concrete support shell, a thermal insulation and a facing cladding made of clinker or concrete.
  • composite panels with metallic cover layers and an intermediate thermal insulation are referred to as a sandwich panel or sandwich panel.
  • the sandwich construction is also used in automotive engineering. With low weight, high stability can be achieved.
  • the first and second solid-state sandwich components are known, for example, from DE 10 057 365 A1.
  • the sandwich construction is also used in solar technology.
  • a solar module which comprises a sandwich element as a back cover.
  • a sandwich element made of a metal foil as a spacer between two waterproof films is also known from US 2003/0178056 AI.
  • this structure is also used for the back cover of a solar element.
  • a similar structure of metal foil and sealing polymer layers for solar elements is also known from DE 10231401 AI.
  • Honeycomb structures or corrugated sheets are frequently used as spacers in a sandwich element. These spacers usually have an outer layer on both sides. This outer layer is often made of plastic films. The connection of these films with the spacer is usually carried out at high temperature and pressure. The structure of the spacer often pushes through the film, so that the surface of the sandwich element is no longer smooth. The structure of the spacer then shows up in the final product.
  • honeycomb structures that can absorb air is also known in the subject matter of the art, but has the disadvantage that the honeycomb structure is characterized by the pressing process on the functional or decorative layer or even destroys it.
  • Object of the present invention is therefore to provide a composite material which can be obtained in sandwich construction and avoids the disadvantages of the prior art.
  • a corresponding composite material should also have a large area a smooth surface (Class-A surface), in which the structure of the spacer is not visible.
  • the surface should be very smooth and free of dents, air pockets or similar defects.
  • the surface of the sandwich element should be so even that functional elements, such as solar panels, can be attached to it, without this already be damaged by the sandwich element, or the pushing through spacer.
  • a rigid foam core with a defined off-centeredness during the pressing process can absorb trapped air and it does not interfere with the composite.
  • this hard foam core has a sufficiently high pressure module or a sufficiently high compressive strength, so that does not collapse during compression of the hard foam core.
  • the fibrous layers, between which the hard-core is located are well tied to the core. Due to the selected stiffness of the hard foam core, the structure according to the invention also has sufficient mechanical rigidity.
  • the object underlying the invention is achieved by a composite material consisting of a spacer (1), which is located between two fiber-filled polyurethane layers (2), ie, the spacer includes hard foam.
  • open-cell foam cores based on polyurethane are suitable.
  • nen as a distance holder also, for example, open-celled (reticulated) PVC, PE, PP, PET, PS or EPS foams or open-cell metal or ceramic foams.
  • the structure according to the invention can be used, for example, for the production of exterior components for motor vehicles (roof modules) if the functional layer is a plastic or a decorative material. It is possible to manufacture solar modules if the functional layer is a film solar laminate.
  • such an open-cell rigid foam has a bulk density of 30 to 150 kg / m 3 , preferably from 40 to 120 kg / m 3 , particularly preferably from 50 to 100 kg / m 3 (measured according to DIN EN ISO 845).
  • These rigid foams have an off-set of> 10%, preferably> 12%, more preferably> 15% (measured according to DIN EN ISO 4590-86), a compressive strength> 0.2 MPa, preferably> 0.3 MPa, more preferably> 0.4 MPa (measured in the compression test according to DIN EN ISO 826) and a pressure modulus> 6 MPa, particularly preferably> 10 MPa (measured in the compression test according to DIN EN ISO 826).
  • a composite material according to the invention furthermore also includes, in particular, a functional and / or decorative layer (3).
  • the advantage of the present invention over composites described in the prior art is that if it is used as a back cover in solar laminates, as a roof module, or other components, air trapped in the manufacturing process may escape through the open-faced shell, or so forth can be included.
  • the sandwich element (4) is usually introduced initially and applied over any adhesive layer (s) to a decorative and / or functional layer (3).
  • this decorative and / or functional layer (3) there is air between this and the underlying sandwich element (4).
  • a pressure is now optionally applied under elevated temperature, if necessary, a vacuum can also be applied.
  • the air can now escape over the edges.
  • large-area materials however, this is not possible. The air therefore remains trapped between the sandwich element (4) and the functional and / or decorative layer (3).
  • the spacer (1) is designed such that the air can be taken up or released through the open cells of the rigid foam. More often, air bubbles between sandwich element (4) and functional and / or decorative layer (3) are avoided.
  • a spacer (1) is located between two fiber layers (2).
  • These fiber layers (2) are usually fiber materials, which are impregnated with a resin, in particular a polyurethane resin.
  • the polyurethane resin used can be obtained by reacting a) at least one polyisocyanate, b) at least one polyol component having an average OH number of 300 to 700 and containing at least one short-chain and one long-chain polyol, the starting polyols having a functionality of 2 to 6, c) water, d) activators , e) stabilizers, f) optionally auxiliaries, separating agents and / or additives.
  • long-chain polyols are preferably suitable polyols having at least two to a maximum of six isocyanate-reactive hydrogen atoms; Polyester polyols and polyether polyols which have OH numbers of from 5 to 100, preferably from 20 to 70, particularly preferably from 28 to 56, are preferably used.
  • Preferred short-chain polyols are those which have OH numbers of 150 to 2000, preferably 250 to 1500, particularly preferably 300 to 1100.
  • Water is used in amounts of from 0 to 3.0, preferably from 0 to 2.0, parts by weight per 100 parts by weight of polyol formulation (components b) to f)).
  • Suitable foam stabilizers are preferably polyether siloxanes, preferably water-soluble components.
  • the stabilizers are usually used in amounts of from 0.01 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyol formulation (components b) to f)).
  • the reaction mixture for the preparation of the polyurethane resin can optionally be added to auxiliaries, release agents and additives, for example surface-active additives, such as. Emulsifiers, flame retardants, nucleating agents, antioxidants, lubricants and mold release agents, dyes, dispersants, blowing agents and pigments.
  • surface-active additives such as. Emulsifiers, flame retardants, nucleating agents, antioxidants, lubricants and mold release agents, dyes, dispersants, blowing agents and pigments.
  • the components are reacted in amounts such that the equivalence ratio of the NCO groups of the polyisocyanates a) to the sum of the isocyanate-reactive hydrogens of components b) and c) and optionally d), e) and f) 0.8: 1 to 1.4: 1, preferably 0.9: 1 to 1.3: 1.
  • Thermoplastic materials such as PE, PP, PA or other thermoplastic materials known from the prior art can furthermore be used as resins for the fiber layers.
  • Thermosetting molding materials such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, Venylesterharze, phenol-formaldehyde resins, Deallyphtalatharze, methacrylate resins or mamino resins such as melamine resins or urea resins can be used as a resin for the fiber layer.
  • fiber material for the fiber layers glass fiber mats, glass fiber mats, Glasmaschinewirrlagen, glass fiber fabric, cut or ground glass or mineral fibers, natural fiber mats and knitted fabrics, cut natural fibers, as well as fiber mats, nonwovens and knitted fabric based on polymer, carbon or Aramid fibers and their mixture can be used.
  • a fiber layer (2) gives the spacer made of open-cell rigid foam (1) the rigidity which is then required in the final product.
  • a layer (2) according to the invention is also permeable to air.
  • An inventive sandwich element (4) is therefore suitable, for example, for the production of solar elements.
  • a solar laminate is used as the functional layer (3).
  • Such a solar laminate has, in use, a transparent layer facing a light source and an adhesive layer having at least one solar element.
  • the transparent layer may consist of the following materials: glass, polycarbonate, polyester, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, fluorine-containing polymers, epoxies, thermoplastic polyurethanes or any combination of these materials. Furthermore, it is also possible to use transparent polyurethanes based on aliphatic isocyanates. As Isocyante HDI (hexamethylene diisocyanate), IPDI (isophorone diisocyanate) and / or H 12-MDI (saturated Methylendiphenyldiisocyanat) are used. Polyol component used are polyethers and / or polyester polyols and chain extenders, preferably aliphatic systems are used.
  • the transparent layer may be designed as a plate, film or composite film.
  • a transparent protective layer can preferably also be applied to the transparent layer, for example in the form of a lacquer or a plasma layer. By such a measure, the transparent layer could be set softer, whereby voltages in the module can be further reduced. Protection against external influences would take over the additional protective layer.
  • the adhesive layer preferably has the following properties: high transparency in the range from 350 nm to 1150 nm, good adhesion to silicon and to the material of the transparent layer and to the sandwich element.
  • the adhesive layer may consist of one or more adhesive films which are laminated onto the transparent layer and / or the sandwich element.
  • the adhesive layer is soft to compensate for the stresses caused by the different thermal expansion coefficients of the transparent layer, solar cells and sandwich element.
  • the adhesive layer is preferably made of a thermoplastic polyurethane, which may optionally be colored.
  • the adhesive layer can also consist, for example, of ethylene-vinyl acetate, polyethylene, polyvinyl butyral or silicone rubber.
  • a sandwich element according to the invention may also have a decorative layer (3).
  • a corresponding composite material is then suitable, for example, for the production of components in the automotive industry.
  • a composite material according to the invention for example, a roof module can be produced with a Class A surface.
  • thermoplastic films for example conventional films based on acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polymethyl methacrylate (PMMA), acrylonitrile-styrene-acrylate (ASA), polycarbonate (PC), thermoplastic polyurethane, polypropylene, polyethylene, and / or polyvinyl chloride (PVC).
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • ASA acrylonitrile-styrene-acrylate
  • PC polycarbonate
  • thermoplastic polyurethane polypropylene
  • polyethylene polyethylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • coated or lacquered films can also be used.
  • Subratlage own turn films based on acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polymethylmethacrylate (PMMA), acrylonitrile-styrene-acrylic ester (ASA), polycarbonate (PC), thermoplastic polyurethane, polypropylene, polyethylene, and / or polyvinyl chloride (PVC ).
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • ASA acrylonitrile-styrene-acrylic ester
  • PC polycarbonate
  • thermoplastic polyurethane polypropylene
  • polyethylene polyethylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • a decorative layer (3) are also all conventional metal foils into consideration, preferably using an aluminum foil or a steel foil, in particular a so-called aluminum coil coating.
  • Such decorative layers (3) are commercially available and their preparation is well known.
  • the aforementioned films generally have a thickness of 0.2 to 5 mm, preferably from 0.5 to 1.5 mm.
  • a decorative layer (3) for example, coextruded films with a spacer layer of polycarbonate or ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) and a surface layer of PMMA (polymethyl methacrylate) are used.
  • a spacer layer of polycarbonate or ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • monofilms of ABS preferably have a modulus of elasticity above 800 MPa, preferably from 1000 MPa to 100000 MPa, so that their inherent rigidity ensures a basic stability.
  • a composite material according to the invention has a plastic frame in another embodiment.
  • a plastic frame protects the spacer (1) from moisture, air or other environmental influences which can penetrate through the sides which are not covered with the fiber-filled polyurethane layers (2). Ingress of moisture can severely impair the quality of the entire sandwich element (4). A homogeneous surface and, associated therewith, a good visual impression or good adhesion of the functional and / or decorative layer (3) is then no longer guaranteed. By a frame according to the invention such influences are prevented.
  • An inventive plastic frame preferably also consists of fiber-reinforced, in particular glass fiber reinforced polyurethane.
  • a polyurethane is obtainable, for example, by reacting organic di- and / or polyisocyanates with at least one polyether polyol.
  • Suitable isocyanate components are aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic, arymathic and heterocyclic polyisocyanates, as described, for example, by W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, pages 75 to 136.
  • Polyether polyols used are preferably polyols having a functionality of 2 to 8, in particular 2 to 4, a hydroxyl number of 20 to 1000 mg KOH / g, preferably 25 to 500 mg KOH / g, and 10 to 100% primary hydroxyl groups.
  • the polyols generally have a molecular weight of 400 to 10,000 g / mol, preferably from 600 to 6000 g / mol.
  • Polyether polyols are particularly preferred because of their higher hydrolytic stability.
  • a mixture of at least two polyether polyols is used here, the first polyether polyol having an OH number of from 20 to 50, preferably from 25 to 40, and the second polyether polyol having an OH number of from 100 to 350, preferably 180 to 300, wherein generally the weight ratio of the first to the second polyether polyol is 99: 1 to 80: 20.
  • a polyurea plastic from which the inventive frame is formed optionally contains other different polyether polyols, polymer polyols, and optionally chain extenders.
  • amine catalysts metal catalysts and optionally further additives is possible.
  • Suitable additives are surface-active additives, such as emulsifiers, foam stabilizers, stabilizers, lubricants and mold release agents, dyes, dispersants and / or pigments, as known from the prior art.
  • the object underlying the present invention is achieved by a method for producing a composite material according to the invention.
  • a method for producing a composite material according to the invention is characterized in that one i) a sandwich element (4) of at least one spacer of an open-cell hard foam, and at least one fiber-filled polyurethane layer (2) located on each side of this spacer (1),
  • this layer structure is optionally compressed under the influence of temperature and / or optionally under the application of a vacuum.
  • a further method according to the invention for the production of a composite material is therefore characterized in that i) a functional and / or decorative layer (3) is provided,
  • this layer structure is optionally compressed under the influence of temperature and / or optionally under the application of a vacuum.
  • the object underlying the present invention is achieved by the use of a composite material according to the invention as a solar module, roof module, body part, structural part in vehicle, ship or aircraft construction, cladding element or decorative element.
  • a composite material according to the invention as a solar module, roof module, body part, structural part in vehicle, ship or aircraft construction, cladding element or decorative element.
  • the sandwich element (4) consists of a spacer (1), which is embedded between two fiber-filled polyurethane layers (2).
  • Sandwich element (4) which consists of spacers (1) and
  • Polyurethane layers (2) can now optionally with the help of a
  • Adhesive layer with a functional and / or decorative layer (3) are connected.
  • a 125 ⁇ m thick polycarbonate film (type Makrofol® DE 1-4 from Bayer MaterialScience AG, Leverkusen) was used as the front layer.
  • the hot-melt adhesive layer used was two 480 ⁇ m thick TPU films (type Vistasolar® from Etimex, Rottenacker).
  • the individual components in the order polycarbonate film, TPU film, 4 silicon solar cells and TPU film were combined into a laminate and evacuated in a vacuum laminator (NPC, Tokyo, Japan) at 150 ° C for 6 minutes and then 7 minutes at 1 bar pressure to a foil solar laminate pressed.
  • the sandwich element used was a Baypreg® sandwich.
  • a Baynat rigid polyurethane foam board System Baynat 81IF60B / Desmodur VP.PU 0758 of Bayer MaterialScience AG (10 mm thickness, bulk density 66 kg / m 3 (measured according to DIN EN ISO 845), off-set 15.1% ( measured according to DIN EN ISO 4590-86), compressive modulus of elasticity (measured according to DIN EN ISO 826) of 11.58 MPa and a compressive strength of 0.43 MPa (measured according to DIN EN ISO 826) on both sides with a random fiber mat of the type 300 g / m 2 (from Vetrotex, Herzogenrath) was then applied to this structure and 300 g / m 2 of a reactive polyurethane system were subsequently sprayed on both sides with a high-pressure processing machine Bavarian MaterialScience AG, Leverkusen consisting of a polyol (Baypreg® VP, PU 01IF13) and an
  • the structure made of rigid foam board and the tangled with polyurethane random fiber mats was transferred to a pressing tool in which was on the bottom of the previously inserted foil-solar laminate.
  • the mold was heated to 130 ° C and the assembly was pressed 90 seconds to a 10 mm thick sandwich solar module.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbundwerkstoff, umfassend ein Sandwichelement (4) und eine Funktions- und/oder Dekorschicht (3). Das Sandwichelement (4) umfasst wenigstens eine Kernschicht (1), umfassend einen offenzelligen Hartschaum, und wenigstens eine auf jeder Seite dieser Kernschicht befindliche Außenschicht (2).

Description

Verbundwerkstoff aus offenzelligem Hartschaum
Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Verbundwerkstoff, umfassend einen Abstandhalter, der sich zwischen zwei Faserschichten befindet.
Verbundwerkstoffe sind Werkstoffe aus zwei oder mehr miteinander verbundenen Materialien. Für die Eigenschaften des erhaltenen Werkstoffes sind stoffliche und unter Umständen auch geometrische Eigenschaften der einzelnen Komponenten von Bedeutung. Dies ermöglicht Eigenschaften unterschiedlicher Komponenten miteinander zu verbinden, wodurch die Verbundwerkstoffe breite Anwendungsmöglichkeiten finden. Die für das Endprodukt benötigten Eigenschaften können durch die Wahl unterschiedlicher Ausgangsstoffe für die Komponenten nach Bedarf eingestellt werden.
Verbundwerkstoffe können auf mehrere Arten hergestellt werden. Eine Möglichkeit ist die Sandwichbauweise. Diese Bauweise wird häufig für Halbzeuge, bei denen mehrere Schichten verschiedener Eigenschaften in einem Werkstoff eingebettet werden, verwendet. Als Konstruktionsweise bezeichnet die Sandwichbauweise eine Form des Leichtbaus, bei dem die Bauteile aus üblicherweise kraftaufnehmenden Decklagen bestehen, welche durch einen relativ weichen, meist leichten, Kernwerkstoff (Abstandhalter) auf Abstand gehalten werden. Entsprechende Teile sind bei geringem Gewicht sehr biegesteif.
Das Kernmaterial kann aus Waben aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Papier, Pappe, Kunststoffen oder Metallen, Balsaholz, Wellblech oder Schaumstoffen bestehen. Es überträgt auftretende Schubkräfte und stützt die Deckschichten. Anwendungen für in Sandwichbauweise hergestellte Verbundwerkstoffe sind beispielsweise Sportboote, Flugzeugteile (Rumpf, Flügelschalen), Eisenbahnwaggons, Fahrzeug- und Automobilteile, Surfbretter und Rotorblätter für Windenergieanlagen.
Sandwichpaneele mit Wabenkern aus Aramidfasern und mit Decklagen aus Glasfaserprepregs werden auch als Wände für Bordküchen und Toiletten in modernen Flugzeugen verwendet.
Im Bauwesen werden vorgefertigte Sandwichplatten aus einer Stahlbetontragschale, einer Wärmedämmung und einer Vorsatzschale aus Klinker oder Beton verwendet. Außerdem werden Verbundplatten mit metallischen Deckschichten und einer zwischenliegenden Wärmedämmung als Sandwichelement oder Sandwichpaneel bezeichnet.
Im Schiffbau ist diese Bauweise bereits heute, vor allem bei Sportbooten sehr verb reitet . I m G ro ßsch iffba u verspricht d ie Sa n d wi ch ba uwe ise meh r Sicherheit, ganz besonders bei Tankschiffen .
Auch im Automobilbau wird die Sandwichbauweise eingesetzt. Bei geringem Gewicht kann so weiterhin eine hohe Stabilität erreicht werden. Die H e rste l l u n g e i nes fase rve rstä rkte n Ku n ststoff-Sandwichbauteiles ist beispielsweise aus DE 10 057 365 AI bekannt.
Aus WO 2006/099939 AI und WO 2009/043446 A2 sind Dachmodule für Kraftfahrzeuge bekannt, welche auf einer Sandwichbauweise basieren.
Auch in der Solartechnik findet die Sandwichbauweise Verwendung . So ist aus der noch nicht veröffentlichten PCT/EP 2009/003951 ein Solarmodul bekannt, welches ein Sandwichelement als Rückseitenabdeckung umfasst. Ein Sandwichelement aus einer Metallfolie als Abstandhalter zwischen zwei wasserfesten Folien ist außerdem aus US 2003/0178056 AI bekannt. Hier wird dieser Aufbau ebenfalls zur rückseitigen Abdeckung eines Solarelements verwendet. Ein ähnlicher Aufbau aus Metallfolie und abdichtenden Polymerschichten für Solarelemente ist auch aus DE 10231401 AI bekannt.
Als Abstandhalter werden in einem Sandwichelement häufig Wabenstrukturen oder Wellbleche verwendet. Diese Abstandhalter weisen üblicherweise auf beiden Seiten eine Außenschicht auf. Diese Außenschicht besteht häufig aus Kunststofffolien. Die Verbindung dieser Folien mit dem Abstandhalter erfolgt üblicherweise unter hoher Temperatur sowie Aufwendung von Druck. Dabei drückt sich häufig die Struktur des Abstandhalters durch die Folie durch, so dass die Oberfläche des Sandwichelements nicht mehr glatt ist. Die Struktur des Abstandhalters zeigt sich dann auch im Endprodukt.
Bei der Verwendung eines solchen Sandwichelements als Baustoff, welcher später auch sichtbar ist, ist eine solche unregelmäßige Oberfläche unerwünscht. Bei der Verwendung beispielsweise in einem Solarelement führt eine solche unregelmäßige Oberfläche dazu, dass die einzelnen Solarelemente schon bei der Herstellung des Laminats beschädigt werden können.
Die durch Wabenstrukturen hervorgerufenen unregelmäßigen Oberflächen und die Zerstörung der Solarelemente können durch die Verwendung eines geschlossenzelligen Hartschaumkerns als Abstandhalters im Prinzip verhindert werden. Nachteil zu diesem Stand der Technik ist, dass derartige Verbundwerkstoffe durch Verpressen hergestellt werden, und zwar derart, dass zunächst die Funktions- oder Dekorschicht vorgelegt wird. Anschließend wird das noch nicht ausreagierte Sandwichelement aufgelegt und verpresst. Eingeschlossene Luft zwischen der Funktionsschicht und dem Sandwichelement kann nicht entweichen, da sowohl die Funktionsschicht als auch der Kern keine Luft aufnehmen oder durchlassen. Ein laterales Entweichen ist bei großen Strukturen aufgrund der langen Wege ebenfalls nicht möglich. Die Folge sind Blasen, die zu Oberflächendefekten oder gar zu einer Zerstörung der Funktionsschicht führen.
Die Verwendung von Wabenstrukturen, die Luft aufnehmen können ist im Gegenstand der Technik ebenfalls bekannt, hat aber den Nachteil, dass die Wabenstruktur sich durch den Pressvorgang auf der Funktions- oder Dekorschicht abzeichnet oder diese sogar zerstört.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Verbundwerkstoffes, welcher in Sandwichbauweise erhalten werden kann und die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll ein entsprechender Verbundwerkstoff auch großflächig eine glatte Oberfläche (Class-A Oberfläche) aufweisen, bei welcher die Struktur des Abstandhalters nicht sichtbar ist. Die Oberfläche sollte sehr glatt sein und keine Dellen, Lufteinschlüsse oder ähnliche Defekte aufweisen. Die Oberfläche des Sandwichelementes sollte so eben sein, dass auch Funktionselemente, beispielsweise Solarelemente, darauf befestigt werden können, ohne das diese bereits durch das Sandwichelement, beziehungsweise den sich durchdrückenden Abstandhalter beschädigt werden.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass ein Hartschaumkern mit einer definierten Offenzeiligkeit während des Pressvorganges eingeschlossene Luft aufnehmen kann und es nicht zu einer Störung des Verbundes kommt. Gleichzeitig besitzt dieser Hartschaumkern einen ausreichend hohen Druckmodul beziehungsweise eine ausreichend hohe Druckfestigkeit, so dass beim Verpressen der Hartschaumkern nicht kollabiert. Die Faserschichten, zwischen welchen sich der Hartschumkern befindet, werden gut an dem Kern angebunden. Durch die gewählte Steifigkeit des Hartschaumkerns weist die erfindungsgemäße Struktur ebenfalls eine ausreichende mechanische Steifigkeit. In einer ersten Ausführungsform wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch einen Verbundwerkstoff aus einem Abstandhalter (1), welcher sich zwischen zwei fasergefüllten Polyurethanschichten (2) befindet, d a d u rch g eken nzei ch net, d ass d er Absta n d h a lter ei nen offenzel l ig en Hartschaum umfasst.
Beispielsweise eignen sich offenzelllige Hartschaumkerne auf der Basis von Polyurethan . Weiterhin eig nen sich als Abstand halter auch beispielsweise offenzellige (retikulierte) PVC-, PE-, PP-, PET-, PS- oder EPS-Schäume oder auch offenzellige Metall- oder Keramikschäume.
Die erfindungsgemäße Struktur kann beispielsweise verwendet werden zur Herstellung von Exterieurbauteilen für Kraftfahrzeuge (Dachmodule) wenn die Funktionsschicht eine Kunststoff- od er De ko rfo l ie ist . Es kö n ne n a u ch Solarmodule hergestellt werden, wenn die Funktionsschicht ein Folien- Solarlaminat ist.
Erfindungsgemäß hat ein solcher offenzelliger Hartschaum eine Rohdichte von 30 bis 150 kg/m3, bevorzugt von 40 bis 120 kg/m3, besonders bevorzugt von 50 bis 100 kg/m3 (gemessen nach DIN EN ISO 845). Diese Hartschäume besitzen eine Offenzeiligkeit von > 10%, bevorzugt > 12%, besonders bevorzugt > 15% (gemessen nach DIN EN ISO 4590-86 ) , ei ner Druckfestigkeit > 0,2 MPa, bevorzugt > 0,3 MPa, besonders bevorzugt > 0,4 MPa (gemessen im Druckversuch nach DIN EN ISO 826) und einem Druck-E- Modul > 6 MPa, besonders bevorzugt > 10 MPa (gemessen im Druckversuch nach DIN EN ISO 826) . Ein erfind ungsgemäßer Verbundwerkstoff umfasst insbesondere weiterhin auch eine Funktions- und/oder Dekorschicht (3).
Erfahrungsgemäß sind (PUR-) Hartschäume mit Rohdichten > 150 kg/m3 geschlossenzellig . Durch einen zusätzlichen Arbeitsschritt (zum Beispiel Retikulieren = das gezielte Offenen des Schaums durch Unter- oder Überdruck in einem Autoklaven) können auch offenzellige Schaumstoffe mit höheren Rohdichten und Steifigkeiten beziehungsweise Festigkeiten erhalten und eingesetzt werden.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber im Stand der Technik beschriebenen Verbundwerkstoffen besteht darin, dass bei dessen Verwendung als Rückseitenabdeckung in Solarlaminaten, als Dachmodul oder anderen Bauteilen eventuell im Herstellungsprozess eingeschlossene Luft über den offenzel l igen Ha rtschau m austreten bezieh u ngsweise d u rch d iesen aufgenommen werden kann. Aus Verfahren zur Herstellung entsprechender Produkte ist bekannt, dass üblicherweise das Sandwichelement (4) vorgelegt wird u nd h iera uf ü ber eventuel le Klebesch ichten ei ne Dekor- und/oder Funktionsschicht (3) aufgebracht wird . Beim Aufbringen dieser Dekor- und/oder Funktionsschicht (3) befindet sich Luft zwischen dieser und dem darunter liegenden Sandwichelement (4). Beim Verbinden wird nun gegebenenfalls unter erhöhter Temperatur ein Druck angelegt, gegebenenfalls kann auch ein Vakuum angelegt werden. Bei kleinflächigen Verbundwerkstoffen kann die Luft nun über die Ränder entweichen. Bei großflächigen Werkstoffen ist dies jedoch nicht möglich . Die Luft bleibt daher zwischen dem Sandwichelement (4) und der Funktions- und/oder Dekorschicht (3) eingeschlossen.
In einem erfindungsgemäßen Sandwichelement (4) ist der Abstandhalter (1) so gestaltet, dass durch die offenen Zellen des Hartschaums die Luft aufgenommen oder entweichen kann . H ierd u rch werden Lufteinsch l üsse zwischen Sandwichelement (4) und Funktions- und/oder Dekorschicht (3) vermieden.
Erfindungsgemäß befindet sich ein Abstandhalter (1) zwischen zwei Faserschichten (2). Diese Faserschichten (2) sind üblicherweise Fasermaterialen, welche mit einem Harz, insbesondere einem Polyurethanharz getränkt sind . Das eingesetzte Polyurethanharz ist erhältlich durch Umsetzung von a) mindestens einem Polyisocyanat, b) mindestens einer Polyolkomponente mit einer durchschnittlichen OH- Zahl von 300 bis 700, die mindestens ein kurzkettiges und ein langkettiges Polyol enthält, wobei die Ausgangspolyole eine Funktionalität von 2 bis 6 aufweisen, c) Wasser, d) Aktivatoren, e) Stabilisatoren, f) gegebenenfalls Hilfs-, Trenn- und/oder Zusatzmitteln.
Als langkettige Polyole eignen sich vorzugsweise Polyole mit mindestens zwei bis höchstens sechs gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven H-Atomen; vorzugsweise werden Polyesterpolyole und Polyetherpolyole eingesetzt, die OH-Zahlen von 5 bis 100, bevorzugt 20 bis 70, besonders bevorzugt von 28 bis 56 aufweisen.
Als kurzkettige Polyole eignen sich bevorzugt solche, die OH-Zahlen von 150 bis 2000, bevorzugt 250 bis 1500, besonders bevorzugt von 300 bis 1100 aufweisen.
Bevorzugt werden erfindungsgemäß höherkernige Isocyanate der Diphenylmethandiisocyanat-Reihe (pMDI-Typen), deren Prepolymere oder Abmischungen aus diesen Komponenten eingesetzt.
Wasser wird in Mengen von 0 bis 3,0, bevorzugt 0 bis 2,0 Gew. -Teile auf 100 Gew. -Teile Polyolformulierung (Komponenten b) bis f)) eingesetzt.
Zur Katalyse werden die an sich üblichen Aktivatoren für die Treib- und Vernetzungsreaktion, wie z.B. Amine oder Metallsalze verwendet. Als Schaumstabilisatoren kommen vorzugsweise Polyethersiloxane, bevorzugt wasserlösliche Komponenten, in Frage. Die Stabilisatoren werden üblicherweise in Mengen von 0,01 bis 5 Gew. -Teilen, bezogen auf 100 Gew.- Teile der Polyolformulierung (Komponenten b) bis f)) angewandt.
Der Reaktionsmischung zur Herstellung des Polyurethanharzes können gegebenenfalls Hilfs-, Trenn- und Zusatzmittel zugesetzt werden, beispielsweise oberflächenaktive Zusatzstoffe, wie z.B. Emulgatoren, Flammschutzmittel, Keimbildungsmittel, Oxidationsverzögerer, Gleit- und Ent- formungsmittel, Farbstoffe, Dispergiermittel, Treibmittel und Pigmente.
Die Komponenten werden in solchen Mengen zur Umsetzung gebracht, dass das Äquivalenzverhältnis der NCO-Gruppen der Polyisocyanate a) zur Summe der gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffe der Komponenten b) und c) sowie gegebenenfalls d), e) und f) 0,8:1 bis 1,4:1, vorzugsweise 0,9:1 bis 1,3:1 beträgt.
Als Harze für die Faserschichten können weiterhin auch thermoplastischen Werkstoffe, wie beispielsweise PE, PP, PA oder weitere aus dem Stand der Technik bekannte thermoplastische Werkstoffe verwendet werden. Auch duroplastische Formmassen, wie Epoxidharze, ungesättigte Polyesterharze, Venylesterharze, Phenol-Formaldehydharze, Deallyphtalatharze, Methacrylatharze oder Maminoharze wie zum Beispiel Melaminharze oder Harnstoff harze können als Harz für die Faserschicht eingesetzt werden.
Als Fasermaterial für die Faserschichten können Glasfasermatten, Glasfaservliese, Glasfaserwirrlagen, Glasfasergewebe, geschnittene oder gemahlene Glas- oder Mineral-Fasern, Naturfasermatten und -gewirke, geschnittene Naturfasern, sowie Fasermatten, -vliese und -gewirke auf Basis von Polymer-, Kohlenstoff- bzw. Aramidfasern sowie deren Mischung eingesetzt werden. Eine solche Faserschicht (2) verleiht dem Abstandhalter aus offenzelligen Hartschaum (1) die Steifigkeit, welche im endgültigen Produkt dann benötigt wird. Eine erfindungsgemäße Schicht (2) ist außerdem luftdurchlässig.
Ein erfindungsgemäßes Sandwichelement (4) eignet sich daher beispielsweise zur Herstellung von Solarelementen. Hierbei wird als Funktionsschicht (3) ein Solarlaminat eingesetzt. Ein solches Solarlaminat weist im Anwendungsbetrieb eine einer Lichtquelle zugewandte transparente Schicht sowie eine wenigstens ein Solarelement aufweisende Klebeschicht auf.
Die transparente Schicht kann aus folgenden Materialien bestehen: Glas, Polycarbonat, Polyester, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, fluorhaltigen Polymeren, Epoxiden, thermoplastischen Polyurethanen oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien. Weiterhin können auch transparente Polyurethane auf Basis aliphatischer Isocyanate verwendet werden. Als Isocyante kommen HDI (Hexamethylendiisocyanat), IPDI (Isophorondiisocyanat) und/oder H 12-MDI (gesättigtes Methylendiphenyldiisocyanat) zum Einsatz. Als Polyolkomponente kommen Polyether und/oder Polyesterpolyole zum Einsatz sowie Kettenverlängerer, wobei bevorzugt aliphatische Systeme verwendet werden.
Die transparente Schicht kann als Platte, Folie oder Verbundfolie ausgestaltet sein. Auf die transparente Schicht kann bevorzugt noch eine transparente Schutzschicht aufgebracht werden, beispielsweise in Form eines Lackes oder einer Plasmaschicht. Durch eine derartige Maßnahme könnte die transparente Schicht weicher eingestellt werden, wodurch Spannungen im Modul weiter reduziert werden können. Den Schutz gegenüber äußeren Einflüssen würde die zusätzliche Schutzschicht übernehmen.
Die Klebschicht weist vorzugsweise folgende Eigenschaften auf: hohe Transparenz im Bereich von 350 nm bis 1150 nm, gute Haftung an Silizium und am Material der transparenten Schicht und am Sandwichelement. Die Klebeschicht kann aus einer oder mehreren Klebefolien bestehen, die auf die transparente Schicht und/oder das Sandwichelement auflaminiert werden. Die Klebeschicht ist weich, um die Spannungen, die durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von transparenter Schicht, Solarzellen und Sandwichelement entstehen, auszugleichen. Die Klebeschicht besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Polyurethan, das gegebenenfalls eingefärbt sein kann. Alternativ kann die Klebeschicht auch beispielsweise aus Ethylenvinylacetat, Polyethylen, Polyvinylbutyral oder Silikonkautschuk bestehen.
Neben einer Funktionsschicht (3) kann ein erfindungsgemäßes Sandwichelement auch eine Dekorschicht (3) aufweisen. Ein entsprechender Verbundwerkstoff eignet sich dann beispielsweise zur Herstellung von Bauteilen im Automobilbau. Durch einen erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff kann beispielsweise ein Dachmodul mit einer Class-A-Oberfläche hergestellt werden.
Als Dekorschicht (3) können allgemein bekannte, insbesondere thermoplastische Folien eingesetzt werden, beispielsweise übliche Folien auf der Basis von Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylnitril-Styrol-Acrylester (ASA), Polycarbonat (PC), thermoplastischem Polyurethan, Polypropylen, Polyethylen, und/oder Polyvinylchlorid (PVC). Bevorzugt wird als thermoplastische Dekorschicht (3) eine Zweischichtfolie, wobei die erste Schicht auf PMMA und die zweite Schicht auf ASA und/oder PC basiert, verwendet. Ferner können auch beschichtete oder lackierte Folien verwendet werden. Als Subratlage eigenen sich wiederum Folien auf Basis von Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylnitril-Styrol-Acrylester (ASA), Polycarbonat (PC), thermoplastischem Polyurethan, Polypropylen, Polyethylen, und/oder Polyvinylchlorid (PVC).
Als Dekorschicht (3) kommen auch alle üblichen Metallfolien in Betracht, bevorzugt verwendet man eine Aluminiumfolie oder eine Stahlfolie, insbesondere ein sogenanntes Aluminium-Coil-Coating. Derartige Dekorschichten (3) sind kommerziell erhältlich und ihre Herstellung ist allgemein bekannt. Die vorgenannten Folien weisen im Allgemeinen eine Dicke von 0,2 bis 5 mm, bevorzugt von 0,5 bis 1,5 mm auf.
Als Dekorschicht (3) werden beispielsweise auch coextrudierte Folien mit einer Spacer-Schicht aus Polycarbonat oder ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und einer Oberflächenschicht aus PMMA (Polymethylmethacrylat) eingesetzt. Möglich sind aber auch Monofolien aus ABS. Sie besitzen bevorzugt einen Elastizitätsmodul oberhalb von 800 MPa, bevorzugt von 1000 MPa bis 100000 MPa so dass ihre Eigensteifigkeit für eine Grundstabilität sorgt.
Ein erfindungsgemäßer Verbundwerkstoff weist in einer weiteren Ausführungsform einen Rahmen aus Kunststoff auf. Ein solcher Kunststoffrahmen schützt den Abstandhalter (1) vor Feuchtigkeit, Luft oder anderen Umwelteinflüssen, welche durch die Seiten, die nicht mit den fasergefüllten Polyurethanschichten (2) bedeckt sind, eindringen können. Durch Eindringen von Feuchtigkeit kann die Qualität des gesamten Sandwichelements (4) stark beeinträchtigt werden. Eine homogene Oberfläche und damit verbunden ein guter optischer Eindruck beziehungsweise eine gute Haftung der Funktions- und/oder Dekorschicht (3) ist dann nicht mehr gewährleistet. Durch einen erfindungsgemäßen Rahmen werden solche Einflüsse verhindert.
Ein erfindungsgemäßer Kunststoffrahmen besteht vorzugsweise ebenfalls aus faserverstärktem, insbesondere glasfaserverstärktem Polyurethan. Ein solches Polyurethan ist beispielsweise erhältlich durch Umsetzung von organischen Di- und/od er Po lyisocya n aten m it m i n d estens ei nem Poyetherpo lyo l . Als Isocyanatkomponente eignen sich aliphatische, zykloaliphatische, aral iphatische, arymathische und heterozykl ische Polyisocyante, wie sie beispielsweise von W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie , 562, Seiten 75 bis 136, beschrieben werden. Als Polyetherpolyole werden bevorzugt Polyole mit einer Funktionalität von 2 bis 8, insbesondere von 2 bis 4, einer Hydroxylzahl von 20 bis 1000 mg KOH/g, bevorzugt von 25 bis 500 mg KOH/g, sowie 10 bis 100% primären Hydroxylgruppen verwendet. Die Polyole weisen im allgemeinen eine Molekularmasse von 400 bis 10000 g/mol, bevorzugt von 600 bis 6000 g/mol auf. Polyetherpolyole sind aufgrund ihrer höheren Hydrolysestabilität besonders bevorzugt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird hier ein Gemisch aus mindestens zwei Polyetherpolyolen verwendet, wobei das erste Polyetherpolyol eine OH- Zahl von 20 bis 50, bevorzugt von 25 bis 40, aufweist und das zweite Polyetherpolyol eine OH-Zahl von 100 bis 350, bevorzugt von 180 bis 300, aufweist, wobei im allgemeinen das Gewichtsverhältnis vom ersten zum zweiten Polyetherpolyol 99 : 1 bis 80 : 20 beträgt.
Ei n e rfi n d u n g sg em ä ße r Po lyu reth a n-Kunststoff, aus welchem der erfind ungsgemäße Rahmen gebildet wird , enthält gegebenenfalls weitere unterschiedliche Polyetherpolyole, Polymerpolyole und gegebenenfalls Kettenverlängerer. Weiterhin ist die Gegenwart von Aminkatalysatoren, Metallkatalysatoren und gegebenenfalls weiteren Zusatzstoffen möglich. Als Zusatzstoffe kommen oberflächenaktive Zusatzstoffe, wie Emulgatoren, Schaumstabilisatoren, Stabilisatoren, Gleit- und Entformungsmittel, Farbstoffe, Dispergierhilfen und/oder Pigmente, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, in Frage.
In einer weiteren Ausführungsform wird die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines erfind ungsgemäßen Verbundwerkstoffes gelöst. Ein solches Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man i) ein Sandwichelement (4) aus wenigstens einem Abstandhalter eines offenzelligen Hartschaumes, und wenigstens einer auf jeder Seite dieses Abstandhalters ( 1) befindliche fasergefüllte Polyurethanschicht (2) vorlegt,
ii) gegebenenfalls eine Klebeschicht in Form einer Kunststofffolie oder als Masse auf eine freiliegende Fläche des Sandwichelementes (4) aufbringt,
iii) eine Funktions- und/oder Dekorschicht (3) aufbringt und
iv) d iesen Schichtaufbau gegebenenfalls unter Temperatureinfluss und/oder gegebenenfalls unter Anlegen eines Vakuums verpresst.
In einem alternativen Verfahren kann man auch die Reihenfolge des Vorlegens der einzelnen Schichten ändern . Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes ist daher dadurch gekennzeichnet, dass man i) eine Funktions- und/oder Dekorschicht (3) vorlegt,
ii) gegebenenfalls eine Klebeschicht in Form einer Kunststofffolie oder als Masse auf diese Schicht (3) aufbringt,
iii) ein Sandwichelement (4) aus wenigstens einem Abstandhalter (1), aus einem offenzelligen Hartschaum, und wenigstens einer auf jeder Seite dieses Abstandhalters (1) befindlichen Außenschicht (2) aufbringt und
iv) d iesen Schichtaufbau gegebenenfalls unter Temperatureinfluss und/oder gegebenenfalls unter Anlegen eines Vakuums verpresst.
In einer weiteren Ausführungsform wird die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs als Solarmodul, Dachmodul, Karosserieteil, Strukturteil im Fahrzeug- Schiff- oder Flugzeugbau, Verkleidungselement oder Dekorelement gelöst. Anhand der Fig.1 wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert. In
Fig. 1 besteht das Sandwichelement (4) aus einem Abstandhalter (1), welcher zwischen zwei fasergefüllten Polyurethanschichten (2) eingebettet ist. Ein
Sandwichelement (4), welches aus Abstandhalter (1) und
Polyurethanschichten (2) besteht, kann nun gegebenenfalls mit Hilfe einer
Klebeschicht mit einer Funktions- und/oder Dekorschicht (3) verbunden werden.
Ausführungsbeispiel
Zur Herstellung eines Folien-Solarlaminates wurde als Frontschicht eine 125 pm dicke Polycarbonat-Folie (Typ Makrofol® DE 1-4 von Bayer MaterialScience AG, Leverkusen) verwendet. Als Schmelzklebeschicht dienten zwei 480 pm dicke TPU-Folien (Typ Vistasolar® der Firma Etimex, Rottenacker). Die Einzelkomponenten in der Reihenfolge Polycarbonatfolie, TPU-Folie, 4 Silizium- Solarzellen und TPU-Folie wurden zu einem Laminat zusammengelegt und in einem Vakuumlaminator (Firma NPC, Tokyo, Japan) bei 150° C zunächst 6 Minuten evakuiert und anschließend 7 Minuten bei 1 bar Druck zu einem Folien-Solarlaminat verpresst.
Als Sandwichelement wurde eine Baypreg®-Sandwich verwendet. Hierzu wurde zunächst eine Polyurethan-Hartschaumplatte vom Typ Baynat (System Baynat 81IF60B/Desmodur VP.PU 0758 der Bayer MaterialScience AG (10 mm Dicke, Rohdichte 66 kg/m3 (gemessen nach DIN EN ISO 845), Offenzeiligkeit 15,1% (gemessen nach DIN EN ISO 4590-86), Druck-E-Modul (gemessen nach DIN EN ISO 826) von 11,58 MPa und einer Druckfestigkeit von 0,43 MPa (gemessen nach DIN EN ISO 826) beidseitig mit einer Wirrfasermatte vom Typ M 123 mit einem Flächengewicht von 300 g/m2 (der Firma Vetrotex, Herzogenrath) belegt. Auf diesen Aufbau wurden anschließend beidseitig 300 g/m2 eines reaktiven Polyurethan-Systems mit einer Hochdruck- Verarbeitungsmaschine gesprüht. Es wurde ein Polyurethan-System der Bayer MaterialScience AG, Leverkusen bestehend aus einem Polyol (Baypreg® VP. PU 01IF13) und einem Isocyanat (Desmodur® VP.PU 08IF01) im Mischungsverhältnis 100 zu 235,7 (Kennzahl 29) verwendet.
Der Aufbau aus Hartschaumplatte und den mit Polyurethan besprühten Wirrfasermatten wurde in ein Presswerkzeug überführt, in dem sich auf der Unterseite das bereits zuvor eingelegte Folien-Solarlaminat befand . Das Werkzeug war auf 130°C temperiert und der Aufbau wurde 90 Sekunden zu einem 10 mm dicken Sandwich-Solarmodul verpresst.

Claims

Patentansprüche
1. Verbundwerkstoff aus einem Abstandhalter (1) zwischen zwei Faserschichten (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalter (1) einen offenzelligen Hartschaum mit einer Offenzeiligkeit von > 10% umfasst.
2. Verbundwerkstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der offenzellige Hartschaum ein PUR-Hartschaum ist.
3. Verbundwerkstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der offenzellige Hartschaum eine Rohdichte von 30 bis 150 kg/m3 aufweist.
4. Verbundwerkstoff gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend wenigstens eine Funktions- und/oder Dekorschicht (3).
5. Verbundwerkstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht (3) ein Solarlaminat ist, welches eine einer Lichtquelle zugewandte transparente Schicht sowie eine wenigstens ein Solarelement aufweisende Klebeschicht umfasst.
6. Verbundwerkstoff gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Schicht eine Kunststofffolie oder eine Glasscheibe umfasst.
7. Verbundwerkstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekorschicht (3) eine Folie umfasst, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Folien auf der Basis von A c r y I n i t r i I-Butadien-Styrol (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylnitril-Styrol-Acrylester (ASA), Polycarbonat (PC), thermoplastischem Polyurethan, Polypropylen, Polyethylen, und/oder Polyvinylchlorid (PVC); oder
Zweischichtfolien, wobei die erste Schicht auf PMMA und die zweite Schicht auf ASA und/oder PC basiert oder eine beschichtete oder lackierte Folie umfasst, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Folien auf der Basis von Acrylnitril- Butadien-Styrol (ABS) , Polymethyl methacrylat ( PM MA), Acryl n itril-Styrol- Acrylester (ASA) , Polycarbonat ( PC) , thermopl astischem Polyu retha n , Polypropylen, Polyethylen, und/oder Polyvinylchlorid (PVC).
8. Verbu n dwerkstoff gemä ß ei nem der Ansprü che 1 bis 7, d ad u rch gekennzeichnet, dass er einen Rahmen aus Kunststoff aufweist.
9. Verbundwerkstoff gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen fasergefülltes Polyurethan umfasst.
10. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man
i) ein Sandwichelement (4) aus wenigstens einem Abstandhalter eines offenzel ligen Hartschaumes, u nd wenigstens einer auf jeder Seite dieses Abstandhalters (1) befindliche Faserschicht (2) vorlegt, ii) gegebenenfalls eine Klebeschicht in Form einer Kunststofffolie oder als Masse auf eine freiliegende Fläche des Sandwichelementes (4) aufbringt,
iii) eine Funktions- und/oder Dekorschicht (3) aufbringt und
iv) d iesen Schichtaufbau gegebenenfalls unter Temperatureinfluss und/oder gegebenenfalls unter Anlegen eines Vakuums verpresst.
11. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man
i) eine Funktions- und/oder Dekorschicht (3) vorlegt,
ii) gegebenenfalls eine Klebeschicht in Form einer Kunststofffolie oder als Masse auf diese Schicht (3) aufbringt,
iii) ein Sandwichelement (4) aus wenigstens einem Abstandhalter ( 1), aus einem offenzelligen Hartschaum, und wenigstens einer auf jeder Seite dieses Abstandhalters (1) befindlichen Faserschicht (2) aufbringt und iv) diesen Schichtaufbau gegebenenfalls unter Temperatureinfluss und/oder gegebenenfalls unter Anlegen eines Vakuums verpresst.
12. Verwendung eines Verbundwerkstoffs gemäß Anspruch 1 als Solarmodul, Dachmodul, Karosserieteil, Strukturteil im Fahrzeug- Schiff- oder Flugzeugbau, Verkleidungselement oder Dekorelement.
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