EP3046760A1 - Metal-plastic sandwich sheet and method for the production thereof - Google Patents

Metal-plastic sandwich sheet and method for the production thereof

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Publication number
EP3046760A1
EP3046760A1 EP14741840.4A EP14741840A EP3046760A1 EP 3046760 A1 EP3046760 A1 EP 3046760A1 EP 14741840 A EP14741840 A EP 14741840A EP 3046760 A1 EP3046760 A1 EP 3046760A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plastic
metal
roughness
plastic layer
sheet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14741840.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Lützler
Klaus-Peter Koch
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.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of EP3046760A1 publication Critical patent/EP3046760A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B32B2605/08—Cars

Definitions

  • the invention relates to a metal-plastic sandwich panel with metallic
  • the invention relates to a method for producing such a sandwich sheet.
  • Lightweight construction is becoming increasingly important in vehicle construction, in particular in order to reduce the fuel consumption of vehicles or the emission of CO2.
  • a known measure for weight reduction of vehicles is in
  • the cover plates for example, each have a thickness in the range of 0.2 - 0.3 mm, while the plastic core layer is formed with a thickness from about 0.3 mm.
  • Components made of this sandwich material almost reach the low weight of comparable aluminum sheets, but cost significantly less.
  • this sandwich material is characterized by a very high bending and buckling rigidity.
  • this sandwich material has the good forming properties of conventional steel sheets and shows no tendency for extreme deformations
  • the cover sheets used for the sandwich material LITECOR ® are temper rolled before laminating with the plastic layer to adjust to the sheets a defined roughness.
  • the roughness of the sheets is doing according to the Customer requests that result from the intended further processing of the sandwich material.
  • the present invention was the object of a
  • Sandwich panel of the type mentioned in the further improvement in terms of its further processing properties had the object of specifying a method with which corresponding metal-plastic sandwich panels can be reliably produced.
  • the above object is achieved by a metal-plastic sandwich sheet having the features of
  • the metal-plastic sandwich sheet according to the invention is characterized in that at least one of the two cover sheets is formed from a metal sheet whose surfaces have mutually different roughnesses, wherein the difference of the average roughness is at least 0.4 ⁇ , preferably at least 0.5 ⁇ .
  • the present invention is based on the idea to produce the cover plates on their top and bottom (outer and inner surface) with different roughness, so that one free the respective optimum in terms of the customer for the
  • Exterior surfaces of the sandwich material desired roughness and also can meet the optimum in terms of adhesion between the cover plate and plastic layer. Tests by the applicant have shown that very good thermoforming and anti-delamination properties can be achieved in the metal-plastic sandwich sheet according to the invention in particular if, according to a preferred embodiment, the respective side of the metal sheet has a mean roughness value in the range of 0.25-5 ⁇ , preferably in the range of 0.5 to 2.5 ⁇ .
  • a relatively low average roughness adjusted to increase the adhesion between metal sheet and plastic layer whereas on the other side of the metal sheet, which is later turned away from the plastic layer , is set to the customer's request corresponding average roughness, which may be higher or possibly smaller than the average roughness of the plastic sheet to be joined to the side of the metal sheet.
  • a relatively high roughness of the outside of the cover plate contributes to favorable thermoforming properties of the metal-plastic sandwich sheet.
  • Cover sheet on the other hand, can be advantageous, for example, for meeting optical requirements, for example, in order to achieve the appearance of a high-quality paint surface in the outer skin of a vehicle or a building exterior cladding.
  • An advantageous embodiment of the metal-plastic sandwich sheet according to the invention therefore provides that each of the cover plates on its side facing the plastic layer has a lower roughness than on its side facing away from the plastic layer.
  • the two cover sheets can not only be made substantially the same but, if appropriate, also different from one another.
  • a relatively high roughness can be set to small depressions for receiving a
  • thermoforming lubricating oil or a primer while in the second cover plate on the side facing away from the lamination of the plastic layer, a relatively low roughness is set to meet eg optical requirements for the outer skin of a vehicle or a building exterior paneling.
  • a further advantageous embodiment of the metal-plastic sandwich sheet according to the invention is characterized in that the plastic layer facing away from the outer sides of the cover sheets have mutually different roughness, wherein the difference of the average roughness of the outer sides of at least 0.4 ⁇ % preferably at least 0.5 ⁇ .
  • a further embodiment of the metal-plastic sandwich panel according to the invention is characterized in that the side facing the plastics layer inner surfaces of the cover plates have mutually different roughness, wherein the difference of the average surface roughness of the inner surfaces of at least 0.4 ⁇ ⁇ ⁇ , preferably at least 0.5 ⁇ is.
  • This refinement can be expedient in particular with regard to the production of the cover plates with roughnesses set according to the invention.
  • a further advantageous embodiment of the metal-plastic sandwich panel according to the invention is that at least one of its cover sheets
  • Dual phase steel is made. Dual phase steel is particularly suitable for
  • At least one of the two cover sheets is made of a steel containing 0.8 to 2.9% by weight of Mn, 0.1 to 1.0% by weight of Si and 0.015 to 2.0% by weight of Al ,
  • the steel of the cover sheet has the following chemical composition in mass fractions (% by weight) of the melt analysis:
  • the cover sheet of the metal-plastic sandwich sheet according to the invention located outside in the finished component is preferably such that it has a tensile strength in the range from 480 to 1150 MPa. As a result, a high Beulfestmaschine the cover plate and thus the outer panel is achieved.
  • the cover sheets may be provided with a metallic corrosion protection layer at least on their outer sides facing away from the plastic layer.
  • the metal-plastic sandwich sheet according to the invention may also have at least one cover sheet of light metal, for example aluminum or magnesium. If the cover plate is made of aluminum, alloys of groups 5xxx and 6xxx, eg 5000 or 6000, are preferably used. On the other hand, if the cover plate is made of magnesium, it is preferable to use alloys of the groups AZ31 and above and AM 50.
  • the plastic layer of the metal-plastic sandwich sheet according to the invention is preferably made of polyamide, polyethylene or a polyamide-polyethylene mixture.
  • Polyethylene and polyamide are characterized by a particularly good
  • the thickness of the plastic layer of the metal-plastic sandwich sheet according to the invention is preferably in the range of 0.1 to 0.8 mm, while the cover sheets each preferably have a thickness in the range of, for example, 0.1 to 0.5 mm.
  • the method according to the invention comprises the steps:
  • the plastic layer is activated directly, i.
  • the activation takes place from the plastic surface side, whereby negative effects on the connection between the plastic layer and the metal layer (cover plate) are effectively prevented. In particular, this can significantly reduce the risk of delamination of the semi-finished products to be joined during joining or at a later time.
  • Figure 1 is a schematic view of a skin-piercing apparatus for producing a metal sheet whose surfaces are different rough.
  • Fig. 2 is a schematic view of a device for unilateral
  • Fig. 3 is a schematic view of an apparatus for manufacturing
  • Metal-plastic sandwich sheet according to the invention.
  • a device for the tempering of a strip-shaped metal sheet 1 is shown.
  • the metal sheet 1 is preferably steel sheet, the for example, has a thickness in the range of 0.1 to 0.5 mm.
  • the apparatus comprises a roll stand with temper rolling rollers 2a, 2b, which define a rolling gap which is slightly smaller than the thickness of the strip 1 to be formed. By means of the temper rolling, a defined roughness structure is produced or set on the respective side of the metal strip 1.
  • Each of the two temper rolling 2 a, 2 b has a specific surface structure for this purpose.
  • 1 temper rolling rolls 2a, 2b having a different rough surface structure are used to coat the metal strip.
  • the upper temper rolling roll 2a has a relatively smooth surface texture
  • the lower temper rolling roll 2b has a relatively rough surface texture.
  • FIGS. 1 a and 1 b in which surface sections of the skin pass rolls 2 a, 2 b are shown schematically on an enlarged scale, by dome-shaped or wart-shaped elevations 3 a, 3 b of different sizes.
  • these relatively small elevations 3a, 3b may also have other shapes, for example I-shaped, double-I-shaped, H-shaped or X-shaped.
  • 4a, 4b drive or deflection rollers are called.
  • the temper rolling 2a, 2b are formed so that the rolled metal strip la surfaces 1 *, 1 ** having mutually different roughness, wherein the difference of the average roughness of the two strip surfaces at least 0.4 ⁇ , preferably at least 0.5 ⁇ .
  • the metal strip 1 is preferably provided on one or both sides with a metallic corrosion protection layer.
  • the coating of the metal strip 1 with a metallic corrosion protection layer can be done for example by hot dip coating or by electrolytic coating.
  • the metal strip la After the ironing, the metal strip la, whose sides are 1 *, 1 ** set different roughness, wound into a coil and stored or transported directly to a device for one-sided application of a plastic layer lb.
  • a device for one-sided application of a plastic layer lb Such a device is shown schematically in FIG.
  • the dressed metal strip la is first pretreated in one or more processing stations prior to the one-sided application of the plastic layer lb.
  • the tape la for example, initially degreased alkaline and / or cleaned in a processing station 6.
  • the strip surface is passivated in one or more chemical pretreatment baths and thus prepared for coating.
  • a processing station 8 can be provided for the single-sided application of a bonding agent or adhesive. After this pretreatment will be on the possibly with
  • Adhesive or adhesive provided side 1 * of the tape la applied a plastic layer lb.
  • the plastic layer 1b is made, for example, of polyamide, polyethylene or a mixture of these plastics. It can take the form of a
  • prefabricated plastic film on the tape la are laminated.
  • a press rolls 9a, 9b having laminating 9 can be used. At least one of the rollers 9a, 9b of the laminating device 9 may optionally be heated in order to increase the adhesion between the metal strip 1a and the plastic layer (plastic film) 1b.
  • the thickness of the plastic layer 1b deposited on the metal strip is in the range of 0.1 to 0.8 mm.
  • the plastic layer 1b can also be applied to the strip 1a by directly extruding plastic.
  • the unilaterally coated tape la passes through a cooling and / or drying device 10. Thereafter, the tape is wound into a coil 11 and stored directly or to a device for applying a cover plate (metallic strip) 12a or a also coated on one side with a plastic layer 12b
  • Cover plate (metallic band) 12 a further transported.
  • Fig. 3 an apparatus for producing a metal-plastic sandwich sheet (sandwich composite) is shown.
  • At least one of the two semifinished products, 12 or both semi-finished products, 12 is a metal strip coated on one side with plastic, preferably steel strip, as for example by means of the in FIGS Figures 1 and 2 shown devices can be produced.
  • the two band-shaped semi-finished products 12, 12 are unwound from the respective unwinding reels 13, 14 and supplied to a pair of rollers 15, 16 in such a way that the two plastic layers 1b, 12b of the semi-finished products 12 face each other and lie against one another.
  • the plastic layers 1b, 12b of both semi-finished products 12, 12 are produced from the plastic surface side
  • the activation is effected by, for example, the heating of the metal layer, ie from the side of the metal layer, it can be achieved by activating the plastic layer from the plastic side or the plastic surface of the plastic-coated semi-finished products that only the activation the compound building plastic surface required energy is introduced. A stronger warming of the
  • connection between metal and plastic can be effectively avoided.
  • other activation media can be used by the immediate activation of the plastic surface, such as solvents or ozone.
  • Particularly simple means for activating the plastic surface can be provided, for example, by means of a heat input causing means 17. These can by radiation and / or by convection the
  • Plastic surface of at least one semi-finished product, but preferably both semi-finished products heat.
  • emitters for example, LEDs, lasers, microwave radiators or infrared radiation sources can be used.
  • Even a simple hot air blower can be used for heating the plastic surface and be adjusted very precisely with respect to the critical temperature.
  • the critical temperature can be a maximum, for example, the melting temperature of the plastic of the plastic layer, since the plastic may lose its surface geometry during melting. However, it may also be sufficient to provide heating to a temperature in the region of the glass transition temperature during the activation of the plastic surface in order to later achieve bonding of the two plastic layers 1b, 12b between the roller pair 15, 16.
  • the means 17 for activating the plastic surface preferably means for measuring the temperature of the plastic surface are integrated, so that the process can be very well controlled.
  • the rollers 15, 16 In which defined by the rollers 15, 16
  • FIG. 3 contains a schematic sectional view of the sandwich composite material at the moment in which the two plastic layers 1b, 12b touch.
  • the plastic layers 1b, 12b they form a uniform plastic layer over the course of time, as shown in a next schematic sectional view of FIG. 3 of the composite material 18 after the material layers lb, 12b have been adhesively bonded.
  • the two metallic cover sheets 1a, 12a preferably steel sheets, now enclose a single plastic layer 18b.
  • the strength of the sandwich composite to be produced can be adjusted together with a selection of the sheet thickness in the stated range of 0.1 mm to 0.5 mm.
  • high-strength steel grades in particular dual-phase steel for the metallic cover layers 1a, 12a of the sandwich composite material 18, a significant increase or a significant decrease in thickness can be achieved while maintaining the strength.
  • two semi-finished products coated on one side with plastic, 12 according to FIG. 3 only one single side can also be provided with plastic
  • coated semi-finished 1 'or 12 used and combined with a metal strip 12a and la, preferably steel strip to form a sandwich composite material. It is important that at least one of the two cover plates la, 12a of a
  • Metal sheet is formed, whose surfaces have mutually different roughness, the difference of the average roughness is at least 0.4 ⁇ , preferably at least 0.5 ⁇ .
  • each of the cover plates la, 12a preferably has on its the
  • Plastic layer lb, 12b and 18b facing side lower roughness than on its the plastic layer lb, 12b and 18b opposite side. Furthermore, it is preferred that the outer sides of the cover plates 1a, 12a facing away from the plastic layer 1b, 12b or 18b have mutually different roughnesses, the difference between the average roughness values of the outer sides being at least 0.4 ⁇ m, preferably at least 0.5 ⁇ m.
  • the sandwich composite produced in this way can then be used for transport or
  • the tape-shaped cover sheets separately coated with adhesion promoter, wherein the applied adhesion promoter then dried. After that, the two are so coated
  • Cover sheets brought together so that their adhesive coated sides are facing each other. The coated tapes are then in the

Abstract

The invention relates to a metal-plastic sandwich sheet (18) having metallic outer sheets (1a, 12a) and at least one plastic layer (1b, 12b; 18b) which is arranged between the outer sheets and is bonded integrally to the outer sheets (1a, 12a). In order to improve a sandwich sheet of this type in respect of the further-processing properties thereof, the invention proposes that at least one of the two outer sheets (1a, 12a) is formed from a metal sheet having surfaces (1*, 1**, 12*, 12**) of differing roughnesses, wherein the difference in the roughness averages is at least 0.4 μm, preferably at least 0.5 μm. The invention is based on the concept of manufacturing the outer sheets (1a, 12a) with a differing roughness on the top and bottom side (outer and inner face) thereof, such that it is possible to freely satisfy the respective optimum in respect of the roughness desired by the customer for the outer faces of the sandwich material and also the optimum in respect of the bond between the outer sheet (1a, 12a) and the plastic layer (1b, 12b; 18b). A method for producing such a sandwich sheet (18) is also described and claimed.

Description

Metall-Kunststoff-Sandwichblech und Verfahren zu dessen Herstellung  Metal-plastic sandwich sheet and process for its production
Die Erfindung betrifft ein Metall-Kunststoff-Sandwichblech mit metallischen The invention relates to a metal-plastic sandwich panel with metallic
Deckblechen und mindestens einer zwischen den Deckblechen angeordneten Cover plates and at least one arranged between the cover plates
Kunststoffschicht, die stoffschlüssig mit den Deckblechen verbunden ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sandwichblechs. Plastic layer, which is firmly bonded to the cover plates. In addition, the invention relates to a method for producing such a sandwich sheet.
Der Leichtbau gewinnt im Fahrzeugbau zunehmend an Bedeutung, insbesondere um den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen bzw. den Ausstoß von CO2 zu verringern. Eine bekannte Maßnahme zur Gewichtsreduzierung von Fahrzeugen ist im Lightweight construction is becoming increasingly important in vehicle construction, in particular in order to reduce the fuel consumption of vehicles or the emission of CO2. A known measure for weight reduction of vehicles is in
Karosseriebau die Verwendung von Aluminiumblechen oder Stahl- Kunststoff- Verbundblechen anstelle von konventionellen Stahlblechen. Bodywork the use of aluminum sheets or steel-plastic composite sheets instead of conventional steel sheets.
Die Anmelderin vertreibt unter der Marke LITECOR® Stahl-Kunststoff- Verbundbleche, die aus zwei dünnen Stahlblechen als Deckblechen und einer dazwischen angeordne- ten Kernschicht aus Kunststoff aufgebaut sind. Die Deckbleche weisen dabei beispielsweise je eine Dicke im Bereich von 0,2 - 0,3 mm auf, während die Kunststoffkernschicht mit einer Dicke ab ca. 0,3 mm ausgebildet ist. Bauteile aus diesem Sandwichmaterial erreichen annähernd das niedrige Gewicht von vergleichbaren Aluminiumblechen, kosten aber bedeutend weniger. Zudem zeichnet sich dieses Sandwich- material durch eine sehr hohe Biege- und Beulsteifigkeit aus. Insbesondere verfügt dieses Sandwichmaterial über die guten Umformeigenschaften konventioneller Stahlbleche und zeigt auch bei extremen Verformungen keine Neigung zur The applicant sells under the trade mark LITECOR ® steel-plastic composite sheets, which are composed of two thin steel sheets as cover sheets and a core layer of plastic arranged therebetween. The cover plates, for example, each have a thickness in the range of 0.2 - 0.3 mm, while the plastic core layer is formed with a thickness from about 0.3 mm. Components made of this sandwich material almost reach the low weight of comparable aluminum sheets, but cost significantly less. In addition, this sandwich material is characterized by a very high bending and buckling rigidity. In particular, this sandwich material has the good forming properties of conventional steel sheets and shows no tendency for extreme deformations
Delamination. Die für das Sandwichmaterial LITECOR® verwendeten Deckbleche werden vor dem Laminieren mit der Kunststoffschicht dressiergewalzt, um auf den Blechen eine definierte Rauheit einzustellen. Die Rauheit der Bleche wird dabei entsprechend den Kundenwünschen eingestellt, die sich aus der vorgesehenen Weiterverarbeitung des Sandwichmaterials ergeben. Üblicherweise wird von den Kunden gefordert, dass die Deckbleche des Sandwichmaterials eine relativ hohe Rauheit aufweisen sollen, damit die beiden Oberflächen des Sandwichmaterials sogenannte Schmiertaschen, d.h. kleine Vertiefungen zur Aufnahme von Schmieröl oder Schmierfett für den Umform- prozess des Sandwichmaterials aufweisen. Bislang wurden auf den Oberflächen des jeweiligen Deckbleches im Wesentlichen einheitliche Rauheiten erzeugt. Delamination. The cover sheets used for the sandwich material LITECOR ® are temper rolled before laminating with the plastic layer to adjust to the sheets a defined roughness. The roughness of the sheets is doing according to the Customer requests that result from the intended further processing of the sandwich material. Usually, customers demand that the cover sheets of the sandwich material should have a relatively high roughness, so that the two surfaces of the sandwich material have so-called lubricating pockets, ie small recesses for receiving lubricating oil or grease for the forming process of the sandwich material. So far, substantially uniform roughnesses have been generated on the surfaces of the respective cover sheet.
Davon ausgehend lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein On this basis, the present invention was the object of a
Sandwichblech der eingangs genannten Art hinsichtlich seiner Weiterverarbeitungseigenschaften weiter zu verbessern. Ferner lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich entsprechende Metall-Kunststoff-Sandwichbleche zuverlässig herstellen lassen. Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben angegebene Aufgabe durch ein Metall-Kunststoff-Sandwichblech mit den Merkmalen des Sandwich panel of the type mentioned in the further improvement in terms of its further processing properties. Furthermore, the invention had the object of specifying a method with which corresponding metal-plastic sandwich panels can be reliably produced. According to a first teaching of the present invention, the above object is achieved by a metal-plastic sandwich sheet having the features of
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Metall- Kunststoff-Sandwichblechs sind in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüchen angegeben. Claim 1 solved. Advantageous embodiments of the metal-plastic sandwich sheet according to the invention are specified in the dependent claims on claim 1.
Das erfindungsgemäße Metall-Kunststoff-Sandwichblech ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der beiden Deckbleche aus einem Metallblech gebildet ist, dessen Oberflächen zueinander unterschiedliche Rauheiten aufweisen, wobei der Unterschied der Mittenrauhwerte mindestens 0,4 μιη, vorzugsweise mindestens 0,5 μη beträgt. The metal-plastic sandwich sheet according to the invention is characterized in that at least one of the two cover sheets is formed from a metal sheet whose surfaces have mutually different roughnesses, wherein the difference of the average roughness is at least 0.4 μιη, preferably at least 0.5 μη.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Idee, die Deckbleche auf ihrer Ober- und Unterseite (Außen- und Innenfläche) mit unterschiedlicher Rauheit zu fertigen, so dass man frei das jeweilige Optimum hinsichtlich der vom Kunden für die The present invention is based on the idea to produce the cover plates on their top and bottom (outer and inner surface) with different roughness, so that one free the respective optimum in terms of the customer for the
Außenflächen des Sandwichmaterials gewünschten Rauheit und auch das Optimum hinsichtlich der Haftung zwischen Deckblech und Kunststoffschicht erfüllen kann. Versuche seitens der Anmelderin haben ergeben, dass sich sehr gute Tiefzieh- sowie Anti-Delaminationseigenschaften bei dem erfindungsgemäßen Metall-Kunststoff- Sandwichblech insbesondere dann erzielen lassen, wenn nach einer bevorzugten Ausgestaltung die jeweilige Seite des Metallblechs einen Mittenrauhwert im Bereich von 0,25 - 5 μηι, vorzugsweise im Bereich von 0,5 - 2,5 μηι aufweist. Dabei wird auf der Seite des Metallblechs (Deckblechs), welche später mit der Kunststoffschicht verbunden wird, vorzugsweise ein relativ geringer Mittenrauhwert eingestellt, um die Haftung zwischen Metallblech und Kunststoffschicht zu erhöhen, wohingegen auf der anderen Seite des Metallblechs, welche später der Kunststoffschicht abgewandt ist, ein dem Kundenwunsch entsprechender Mittenrauhwert eingestellt wird, der höher oder gegebenenfalls auch kleiner als der Mittenrauhwert der mit der Kunststoffschicht zu verbindenden Seite des Metallblechs sein kann. Eine relativ hohe Rauheit der Außenseite des Deckblechs trägt zu günstigen Tiefzieheigenschaften des Metall- Kunststoff-Sandwichblechs bei. Eine relativ geringe Rauheit der Außenseite desExterior surfaces of the sandwich material desired roughness and also can meet the optimum in terms of adhesion between the cover plate and plastic layer. Tests by the applicant have shown that very good thermoforming and anti-delamination properties can be achieved in the metal-plastic sandwich sheet according to the invention in particular if, according to a preferred embodiment, the respective side of the metal sheet has a mean roughness value in the range of 0.25-5 μηι, preferably in the range of 0.5 to 2.5 μηι. In this case, on the side of the metal sheet (cover plate), which is later connected to the plastic layer, preferably a relatively low average roughness adjusted to increase the adhesion between metal sheet and plastic layer, whereas on the other side of the metal sheet, which is later turned away from the plastic layer , is set to the customer's request corresponding average roughness, which may be higher or possibly smaller than the average roughness of the plastic sheet to be joined to the side of the metal sheet. A relatively high roughness of the outside of the cover plate contributes to favorable thermoforming properties of the metal-plastic sandwich sheet. A relatively low roughness of the outside of the
Deckblechs kann dagegen zum Beispiel zur Erfüllung optischer Anforderungen von Vorteil sein, beispielsweise um bei der Außenhaut eines Fahrzeuges oder einer Gebäudeaußenverkleidung die Anmutung einer hochwertigen Lackoberfläche zu erzielen. Cover sheet, on the other hand, can be advantageous, for example, for meeting optical requirements, for example, in order to achieve the appearance of a high-quality paint surface in the outer skin of a vehicle or a building exterior cladding.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Metall-Kunststoff-Sandwichblechs sieht daher vor, dass jedes der Deckbleche auf seiner der Kunststoffschicht zugewandten Seite eine geringere Rauheit aufweist als auf seiner der Kunststoffschicht abgewandten Seite. An advantageous embodiment of the metal-plastic sandwich sheet according to the invention therefore provides that each of the cover plates on its side facing the plastic layer has a lower roughness than on its side facing away from the plastic layer.
Die beiden Deckbleche können hinsichtlich der Rauheiten ihrer Oberflächen nicht nur im Wesentlichen gleich, sondern gegebenenfalls auch unterschiedlich zueinander ausgeführt werden. So kann beispielsweise auf der Seite des einen Deckblechs, welche nach dem Laminierprozess der Kunststoffschicht abgewandt ist, eine relativ hohe Rauheit eingestellt werden, um kleine Vertiefungen zur Aufnahme eines das With regard to the roughness of their surfaces, the two cover sheets can not only be made substantially the same but, if appropriate, also different from one another. Thus, for example, on the side of the one cover plate, which faces away from the lamination process of the plastic layer, a relatively high roughness can be set to small depressions for receiving a
Tiefziehen erleichternden Schmieröls oder eines Haftvermittlers bereitzustellen, während bei dem zweiten Deckblech auf der Seite, welche nach dem Laminierprozess der Kunststoffschicht abgewandt ist, eine relativ geringe Rauheit eingestellt wird, um z.B. optische Anforderungen bei der Außenhaut eines Fahrzeuges oder einer Gebäudeaußenverkleidung erfüllen zu können. To provide thermoforming lubricating oil or a primer, while in the second cover plate on the side facing away from the lamination of the plastic layer, a relatively low roughness is set to meet eg optical requirements for the outer skin of a vehicle or a building exterior paneling.
Dementsprechend ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Metall-Kunststoff-Sandwichblechs dadurch gekennzeichnet, dass die der Kunststoffschicht abgewandten Außenseiten der Deckbleche zueinander unterschiedliche Rauheiten aufweisen, wobei der Unterschied der Mittenrauhwerte der Außenseiten mindestens 0,4 μη% vorzugsweise mindestens 0,5 μπι beträgt. Accordingly, a further advantageous embodiment of the metal-plastic sandwich sheet according to the invention is characterized in that the plastic layer facing away from the outer sides of the cover sheets have mutually different roughness, wherein the difference of the average roughness of the outer sides of at least 0.4 μη% preferably at least 0.5 μπι.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Metall-Kunststoff-Sandwichblechs ist dadurch gekennzeichnet, dass die der Kunststoffschicht zugewandten Innenseiten der Deckbleche zueinander unterschiedliche Rauheiten aufweisen, wobei der Unterschied der Mittenrauhwerte der Innenseiten mindestens 0,4 μηι, vorzugsweise mindestens 0,5 μιη beträgt. Diese Ausgestaltung kann insbesondere hinsichtlich der Fertigung der Deckbleche mit erfindungsgemäß eingestellten Rauheiten zweckmäßig sein. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Metall- Kunststoff- Sandwichblechs besteht darin, dass mindestens eines seiner Deckbleche aus A further embodiment of the metal-plastic sandwich panel according to the invention is characterized in that the side facing the plastics layer inner surfaces of the cover plates have mutually different roughness, wherein the difference of the average surface roughness of the inner surfaces of at least 0.4 μ η ι, preferably at least 0.5 μιη is. This refinement can be expedient in particular with regard to the production of the cover plates with roughnesses set according to the invention. A further advantageous embodiment of the metal-plastic sandwich panel according to the invention is that at least one of its cover sheets
Dualphasen-Stahl hergestellt ist. Dualphasen-Stahl eignet sich besonders für Dual phase steel is made. Dual phase steel is particularly suitable for
Kaltumformungen mit hohem Streckziehanteil zur Herstellung komplexer Cold forming with a high ironing rate for the production of complex
festigkeitsrelevanter Karosserieteile. Augrund ihrer hohen Beulfestigkeiten bieten kaltgewalzte Dualphasen-Stähle beachtliche Potenziale für eine Gewichtseinsparung insbesondere im Bereich einer Karosserie-Außenhaut. Das hohe Verfestigungsvermögen von Dualphasen-Stahl reduziert die Gefahr örtlicher Einschnürungen des Werkstoffes bei der Umformung und führt bereits bei geringen Verformungsgraden zu einer starken Anhebung der Bauteilstreckgrenze in den verformten Bereichen. Die endgültige Festigkeit des Bauteils (Metall-Kunststoff-Sandwichblechs) lässt sich durch eine Wärmebehandlung, insbesondere durch ein Lackeinbrennen einstellen bzw. erhöhen. Auf diese Weise lassen sich zusätzliche Festigkeitssteigerungen von über 30 MPa erzielen. strength-relevant body parts. Due to their high buckling strengths, cold-rolled dual-phase steels offer considerable potential for weight savings, especially in the area of a body shell. The high hardening power of dual-phase steel reduces the risk of local constriction of the material during forming and, even at low degrees of deformation, leads to a strong increase in the yield strength in the deformed areas. The final strength of the component (metal-plastic sandwich sheet) can be adjusted by a heat treatment, in particular by a Lackeinbrennen or increase. In this way, additional increases in strength of more than 30 MPa can be achieved.
Vorzugsweise ist mindestens eines der beiden Deckbleche aus einem Stahl hergestellt, der 0,8 - 2,9 Gew.-% Mn, 0,1 - 1,0 Gew.-% Si und 0,015 - 2,0 Gew.-% AI enthält. Preferably, at least one of the two cover sheets is made of a steel containing 0.8 to 2.9% by weight of Mn, 0.1 to 1.0% by weight of Si and 0.015 to 2.0% by weight of Al ,
Beispielsweise weist der Stahl des Deckblechs folgende chemische Zusammensetzung in Massenanteilen (Gew.-%) der Schmelzanalyse auf:  For example, the steel of the cover sheet has the following chemical composition in mass fractions (% by weight) of the melt analysis:
0,08 - 0,23 C 0.08 - 0.23 C
0,40 - 1,0 Si  0.40-1.0 Si
0,80 - 2,9 Mn  0.80 - 2.9 Mn
max. 0,085 P  Max. 0.085 p
max. 0,015 S  Max. 0.015 S
0,015 - 2,0 AI  0.015 - 2.0 AI
max. 0,15 Ni+Nb  Max. 0.15 Ni + Nb
max. 1,40 Cr+Mo  Max. 1.40 Cr + Mo
max. 0,20 V  Max. 0.20V
max. 0,005 B  Max. 0.005 B
Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.  Remaining iron and unavoidable impurities.
Des Weiteren ist das im fertigen Bauteil außen liegende Deckblech des erfindungsgemäßen Metall-Kunststoff-Sandwichblechs vorzugsweise so beschaffen, dass es eine Zugfestigkeit im Bereich von 480 bis 1.150 MPa aufweist. Hierdurch wird eine hohe Beulfestigkeit des Deckblechs und damit des Außenblechs erreicht. Furthermore, the cover sheet of the metal-plastic sandwich sheet according to the invention located outside in the finished component is preferably such that it has a tensile strength in the range from 480 to 1150 MPa. As a result, a high Beulfestigkeit the cover plate and thus the outer panel is achieved.
Um die Langlebigkeit des erfindungsgemäßen Metall-Kunststoff-Sandwichblechs zu erhöhen, können nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Deckbleche zumindest auf ihren der Kunststoffschicht abgewandten Außenseiten mit einer metallischen Korrosionsschutzschicht versehen sein. Anstelle eines Deckblechs aus Stahl kann das erfindungsgemäße Metall-Kunststoff- Sandwichblech auch mindestens ein Deckblech aus Leichtmetall, beispielsweise Aluminium oder Magnesium aufweisen. Ist das Deckblech aus Aluminium hergestellt, werden vorzugsweise Legierungen der Gruppen 5xxx und 6xxx, z.B. 5000 oder 6000, eingesetzt. Ist das Deckblech hingegen aus Magnesium hergestellt, werden vorzugsweise Legierungen der Gruppen AZ31 und höher sowie AM 50 eingesetzt. In order to increase the longevity of the metal-plastic sandwich sheet according to the invention, according to a further preferred embodiment of the invention, the cover sheets may be provided with a metallic corrosion protection layer at least on their outer sides facing away from the plastic layer. Instead of a cover sheet made of steel, the metal-plastic sandwich sheet according to the invention may also have at least one cover sheet of light metal, for example aluminum or magnesium. If the cover plate is made of aluminum, alloys of groups 5xxx and 6xxx, eg 5000 or 6000, are preferably used. On the other hand, if the cover plate is made of magnesium, it is preferable to use alloys of the groups AZ31 and above and AM 50.
Die Kunststoffschicht des erfindungsgemäßen Metall-Kunststoff-Sandwichblechs ist vorzugsweise aus Polyamid, Polyethylen oder einer Polyamid-Polyethylen-Mischung hergestellt. Polyethylen und Polyamid zeichnen sich durch eine besonders guteThe plastic layer of the metal-plastic sandwich sheet according to the invention is preferably made of polyamide, polyethylene or a polyamide-polyethylene mixture. Polyethylene and polyamide are characterized by a particularly good
Verarbeitbarkeit bei der Beschichtung von metallischen Oberflächen aus und können, beispielsweise durch Erwärmung, auf einfache Weise aktiviert werden. Eine Mischung aus Polyamid und Polyethylen führt zu einer vorteilhaften Kombination der Processability in the coating of metallic surfaces and can be activated, for example by heating, in a simple manner. A mixture of polyamide and polyethylene leads to an advantageous combination of
Eigenschaften beider Kunststoffe in einer Schicht. Properties of both plastics in one layer.
Die Dicke der Kunststoffschicht des erfindungsgemäßen Metall-Kunststoff-Sandwichblechs liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,8 mm, während die Deckbleche jeweils vorzugsweise eine Dicke im Bereich von beispielsweise 0,1 bis 0,5 mm besitzen. The thickness of the plastic layer of the metal-plastic sandwich sheet according to the invention is preferably in the range of 0.1 to 0.8 mm, while the cover sheets each preferably have a thickness in the range of, for example, 0.1 to 0.5 mm.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. According to a second teaching of the present invention, the object indicated above is achieved by a method having the features of claim 10.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den auf Anspruch 10 rückbezogenen Ansprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the method according to the invention are specified in the claims back to claim 10.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte: The method according to the invention comprises the steps:
Bereitstellen von mindestens zwei einseitig mit Kunststoff beschichteten platten- oder bandförmigen Metallblechen, von denen mindestens ein Metallblech so ausgebildet ist, dass dessen Oberflächen zueinander unterschiedliche Rauheiten aufweisen, wobei der Unterschied der Mittenrauhwerte mindestens 0,4 μηι, vorzugsweise mindestens 0,5 μπι beträgt; Aktivieren mindestens einer der kunststoffbeschichteten Seiten der Metallbleche vor einem Aneinanderfügen der Kunststoffschichten zum Herstellen einer Providing at least two plate-shaped or strip-shaped metal plates coated on one side with plastic, of which at least one metal plate is formed such that its surfaces have different roughnesses to one another, wherein the difference in average roughness values is at least 0.4 μm, preferably at least 0.5 μm; Activating at least one of the plastic coated sides of the metal sheets prior to joining the plastic layers to produce a
stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Kunststoffschichten, wobei die Aktivierung der Kunststoffschicht unmittelbar von der mit Kunststoff beschichteten Seite des Metallblechs her erfolgt; und cohesive connection between the plastic layers, wherein the activation of the plastic layer takes place directly from the plastic-coated side of the metal sheet ago; and
Verbinden der Metallbleche über ihre kunststoffbeschichteten Seiten zu einem Sandwichblech.  Connecting the metal sheets on their plastic-coated sides to a sandwich sheet.
Anders als bei einem bisher bekannten Verfahren, bei welchem die Aktivierung durch Erwärmung der Kunststoffschicht über die Metallschicht durchgeführt wird, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kunststoffschicht unmittelbar aktiviert, d.h. die Aktivierung erfolgt von der Kunststoffoberflächenseite aus, wodurch negative Auswirkungen auf die Verbindung zwischen Kunststoffschicht und der Metallschicht (Deckblech) wirksam verhindert werden. Insbesondere kann dadurch die Gefahr einer Delamination der zu verbindenden Halbzeuge während des Verbindens oder zu einem späteren Zeitpunkt deutlich reduziert werden. Unlike in a previously known method in which the activation is carried out by heating the plastic layer over the metal layer, in the method according to the invention, the plastic layer is activated directly, i. The activation takes place from the plastic surface side, whereby negative effects on the connection between the plastic layer and the metal layer (cover plate) are effectively prevented. In particular, this can significantly reduce the risk of delamination of the semi-finished products to be joined during joining or at a later time.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to embodiments in conjunction with the drawings. Show it:
Fig. 1 in einer schematischen Ansicht eine Dressiervorrichtung zur Erzeugung eines Metallbleches, dessen Oberflächen unterschiedlich rau sind; Figure 1 is a schematic view of a skin-piercing apparatus for producing a metal sheet whose surfaces are different rough.
Fig. 2 in einer schematischen Ansicht eine Vorrichtung zur einseitigen Fig. 2 is a schematic view of a device for unilateral
Beschichtung eines Metallblechs mit einer Kunststoffschicht; und  Coating a metal sheet with a plastic layer; and
Fig. 3 in einer schematischen Ansicht eine Vorrichtung zur Herstellung Fig. 3 is a schematic view of an apparatus for manufacturing
erfindungsgemäßen Metall-Kunststoff-Sandwichblechs.  Metal-plastic sandwich sheet according to the invention.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Dressieren eines bandförmigen Metallblechs 1 dargestellt. Bei dem Metallblech 1 handelt es sich vorzugsweise um Stahlblech, das beispielsweise eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm aufweist. Die Vorrichtung umfasst ein Walzgerüst mit Dressierwalzen 2a, 2b, die einen Walzspalt definieren, der etwas kleiner ist als die Dicke des zu dressierenden Bandes 1. Durch das Dressieren wird eine definierte Rauheitsstruktur auf der jeweiligen Seite des Metallbandes 1 erzeugt bzw. eingestellt. Jede der beiden Dressierwalzen 2a, 2b weist hierzu eine bestimmte Oberflächenstruktur auf. In Fig. 1, a device for the tempering of a strip-shaped metal sheet 1 is shown. The metal sheet 1 is preferably steel sheet, the for example, has a thickness in the range of 0.1 to 0.5 mm. The apparatus comprises a roll stand with temper rolling rollers 2a, 2b, which define a rolling gap which is slightly smaller than the thickness of the strip 1 to be formed. By means of the temper rolling, a defined roughness structure is produced or set on the respective side of the metal strip 1. Each of the two temper rolling 2 a, 2 b has a specific surface structure for this purpose.
Erfindungsgemäß werden zum Dressieren des Metallbandes 1 Dressierwalzen 2a, 2b mit unterschiedlich rauer Oberflächenstruktur verwendet. Beispielsweise besitzt die obere Dressierwalze 2a eine relativ glatte Oberflächenstruktur, wohingegen die untere Dressierwalze 2b eine relativ raue Oberflächenstruktur besitzt. Dies ist in den Fig. la und Fig. 1b, in denen Oberflächenabschnitte der Dressierwalzen 2a, 2b in vergrößertem Maßstab schematisch dargestellt sind, durch unterschiedlich große kalotten- oder warzenförmige Erhebungen 3a, 3b angedeutet. In der Praxis können diese relativ kleinen Erhebungen 3a, 3b auch andere Formen aufweisen, beispielsweise I-förmig, doppel-I-förmig, H-förmig oder X-förmig ausgebildet sein. Mit 4a, 4b sind Antriebs- oder Umlenkrollen bezeichnet. According to the invention, 1 temper rolling rolls 2a, 2b having a different rough surface structure are used to coat the metal strip. For example, the upper temper rolling roll 2a has a relatively smooth surface texture, whereas the lower temper rolling roll 2b has a relatively rough surface texture. This is indicated in FIGS. 1 a and 1 b, in which surface sections of the skin pass rolls 2 a, 2 b are shown schematically on an enlarged scale, by dome-shaped or wart-shaped elevations 3 a, 3 b of different sizes. In practice, these relatively small elevations 3a, 3b may also have other shapes, for example I-shaped, double-I-shaped, H-shaped or X-shaped. 4a, 4b drive or deflection rollers are called.
Die Dressierwalzen 2a, 2b sind so ausgebildet, dass das damit gewalzte Metallband la Oberflächen 1*, 1** mit zueinander unterschiedlicher Rauheit aufweist, wobei der Unterschied der Mittenrauhwerte der beiden Bandoberflächen mindestens 0,4 μπι, vorzugsweise mindestens 0,5 μπι beträgt. The temper rolling 2a, 2b are formed so that the rolled metal strip la surfaces 1 *, 1 ** having mutually different roughness, wherein the difference of the average roughness of the two strip surfaces at least 0.4 μπι, preferably at least 0.5 μπι.
Vor dem Dressieren wird das Metallband 1 vorzugsweise ein- oder beidseitig mit einer metallischen Korrosionsschutzschicht versehen. Das Beschichten des Metallbandes 1 mit einer metallischen Korrosionsschutzschicht kann beispielsweise durch Schmelztauchbeschichten oder durch elektrolytisches Beschichten erfolgen. Before the casting, the metal strip 1 is preferably provided on one or both sides with a metallic corrosion protection layer. The coating of the metal strip 1 with a metallic corrosion protection layer can be done for example by hot dip coating or by electrolytic coating.
Nach dem Dressieren wird das Metallband la, dessen Seiten 1*, 1** unterschiedlich rau eingestellt sind, zu einem Coil aufgewickelt und zwischengelagert oder unmittelbar zu einer Vorrichtung zum einseitigen Aufbringen einer Kunststoffschicht lb weitertransportiert. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. After the ironing, the metal strip la, whose sides are 1 *, 1 ** set different roughness, wound into a coil and stored or transported directly to a device for one-sided application of a plastic layer lb. Such a device is shown schematically in FIG.
Das dressierte Metallband la wird vor dem einseitigen Aufbringen der Kunststoff- Schicht lb zunächst in einer oder mehreren Bearbeitungsstationen vorbehandelt. Das Band la wird beispielsweise zunächst in einer Bearbeitungsstation 6 alkalisch entfettet und/oder gereinigt. In einer nachfolgenden Bearbeitungsstation 7 wird die Bandoberfläche in einem oder mehreren chemischen Vorbehandlungsbädern passiviert und somit für die Beschichtung vorbereitet. Des Weiteren kann eine Bearbeitungsstation 8 zum einseitigen Auftragen eines Haftvermittlers oder Klebstoffs vorgesehen sein. Nach dieser Vorbehandlung wird auf die gegebenenfalls mit The dressed metal strip la is first pretreated in one or more processing stations prior to the one-sided application of the plastic layer lb. The tape la, for example, initially degreased alkaline and / or cleaned in a processing station 6. In a subsequent processing station 7, the strip surface is passivated in one or more chemical pretreatment baths and thus prepared for coating. Furthermore, a processing station 8 can be provided for the single-sided application of a bonding agent or adhesive. After this pretreatment will be on the possibly with
Haftvermittler oder Kleber versehene Seite 1* des Bandes la eine Kunststoffschicht lb aufgebracht. Die Kunststoffschicht lb ist beispielsweise aus Polyamid, Polyethylen oder einer Mischung dieser Kunststoffe hergestellt. Sie kann in Form einer Adhesive or adhesive provided side 1 * of the tape la applied a plastic layer lb. The plastic layer 1b is made, for example, of polyamide, polyethylene or a mixture of these plastics. It can take the form of a
vorgefertigten Kunststofffolie auf das Band la aufkaschiert werden. Hierzu kann beispielsweise eine Presswalzen 9a, 9b aufweisende Laminiervorrichtung 9 verwendet werden. Mindestens eine der Walzen 9a, 9b der Laminiervorrichtung 9 kann dabei gegebenenfalls beheizt sein, um die Haftung zwischen Metallband la und Kunststoffschicht (Kunststofffolie) lb zu erhöhen. Die Dicke der auf das Metallband aufgebrachten Kunststoffschicht lb liegt im Bereich von 0,1 bis 0,8 mm. Alternativ zu der in Fig. 2 dargestellten Verwendung einer vorgefertigten Kunststofffolie kann die Kunststoffschicht lb auch durch unmittelbares Extrudieren von Kunststoff auf das Band la aufgebracht werden. Nach dem Aufbringen der Kunststoffschicht lb durchläuft das einseitig beschichtete Band la eine Kühlungs- und/oder Trocknungseinrichtung 10. Im Anschluss daran wird das Band zu einem Coil 11 aufgewickelt und zwischengelagert oder unmittelbar zu einer Vorrichtung zum Aufbringen eines Deckblechs (metallischen Bandes) 12a oder eines ebenfalls einseitig mit einer Kunststoffschicht 12b beschichteten prefabricated plastic film on the tape la are laminated. For this purpose, for example, a press rolls 9a, 9b having laminating 9 can be used. At least one of the rollers 9a, 9b of the laminating device 9 may optionally be heated in order to increase the adhesion between the metal strip 1a and the plastic layer (plastic film) 1b. The thickness of the plastic layer 1b deposited on the metal strip is in the range of 0.1 to 0.8 mm. As an alternative to the use of a prefabricated plastic film shown in FIG. 2, the plastic layer 1b can also be applied to the strip 1a by directly extruding plastic. After the application of the plastic layer 1b, the unilaterally coated tape la passes through a cooling and / or drying device 10. Thereafter, the tape is wound into a coil 11 and stored directly or to a device for applying a cover plate (metallic strip) 12a or a also coated on one side with a plastic layer 12b
Deckblechs (metallischen Bandes) 12a weitertransportiert. In Fig. 3 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Sandwichblechs (Sandwichverbundwerkstoffs) dargestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Abwickelhaspel 13, 14 für je ein bandförmiges Halbzeug , 12. Bei mindestens einem der beiden Halbzeuge , 12 oder bei beiden Halbzeugen , 12 handelt es sich um einseitig mit Kunststoff beschichtetes Metallband, vorzugsweise Stahlband, wie es beispielsweise mittels der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen erzeugt werden kann. Cover plate (metallic band) 12 a further transported. In Fig. 3, an apparatus for producing a metal-plastic sandwich sheet (sandwich composite) is shown. 12. At least one of the two semifinished products, 12 or both semi-finished products, 12 is a metal strip coated on one side with plastic, preferably steel strip, as for example by means of the in FIGS Figures 1 and 2 shown devices can be produced.
Die beiden bandförmigen Halbzeuge , 12 werden von den jeweiligen Abwickel- haspeln 13, 14 abgewickelt und einem Walzenpaar 15, 16 in der Weise zugeführt, dass die beiden Kunststoffschichten lb, 12b der Halbzeuge , 12 einander zugewandt sind und aneinanderliegen. Unmittelbar bevor die Halbzeuge 1', 12 in den von den Walzen 15, 16 definierten Walzspalt eingeführt werden, werden die Kunststoffschichten lb, 12b beider Halbzeuge , 12 durch von der Kunststoffoberflächenseite her The two band-shaped semi-finished products 12, 12 are unwound from the respective unwinding reels 13, 14 and supplied to a pair of rollers 15, 16 in such a way that the two plastic layers 1b, 12b of the semi-finished products 12 face each other and lie against one another. Immediately before the semifinished products 1 ', 12 are introduced into the roll gap defined by the rolls 15, 16, the plastic layers 1b, 12b of both semi-finished products 12, 12 are produced from the plastic surface side
einwirkende Mittel 17 aktiviert. acting means 17 is activated.
Im Unterschied zu herkömmlichen Verfahren, bei welchen die Aktivierung durch beispielsweise die Erwärmung der Metallschicht, also von der Seite der Metallschicht erfolgt, kann durch die Aktivierung der Kunststoffschicht von der Kunststoffseite bzw. der Kunststoffoberfläche der kunststoffbeschichteten Halbzeuge her erreicht werden, dass lediglich die zur Aktivierung der die Verbindung aufbauenden Kunststoffoberfläche benötigte Energie eingebracht wird. Eine stärkere Erwärmung der In contrast to conventional methods, in which the activation is effected by, for example, the heating of the metal layer, ie from the side of the metal layer, it can be achieved by activating the plastic layer from the plastic side or the plastic surface of the plastic-coated semi-finished products that only the activation the compound building plastic surface required energy is introduced. A stronger warming of the
Verbindung zwischen Metall und Kunststoff kann dadurch effektiv vermieden werden. Darüber hinaus können durch die unmittelbare Aktivierung der Kunststoffoberfläche auch andere Aktivierungsmedien eingesetzt werden, beispielsweise Lösungsmittel oder Ozon. Connection between metal and plastic can be effectively avoided. In addition, other activation media can be used by the immediate activation of the plastic surface, such as solvents or ozone.
Besonders einfache Mittel zur Aktivierung der Kunststoffoberfläche können dabei beispielsweise durch einen Wärmeeintrag verursachende Mittel 17 bereitgestellt werden. Diese können durch Strahlung und/oder durch Konvektion die Particularly simple means for activating the plastic surface can be provided, for example, by means of a heat input causing means 17. These can by radiation and / or by convection the
Kunststoffoberfläche mindestens eines Halbzeugs, bevorzugt aber beider Halbzeuge erwärmen. Als Strahler können dabei beispielsweise LEDs, Laser, Mikrowellenstrahler oder Infrarotstrahlstrahlungsquellen verwendet werden. Auch ein einfaches Heißluftgebläse kann für die Erwärmung der Kunststoffoberfläche verwendet werden und sehr präzise in Bezug auf die kritische Temperatur eingestellt werden. Die kritische Temperatur kann maximal beispielsweise die Schmelztemperatur des Kunststoffs der Kunststoffschicht sein, da der Kunststoff beim Schmelzen möglicherweise seine Oberflächengeometrie verliert. Es kann aber auch ausreichen, bei der Aktivierung der Kunststoffoberfläche eine Erwärmung auf eine Temperatur im Bereich der Glasübergangstemperatur vorzusehen, um später ein Verbinden der beiden Kunststoff- schichten lb, 12b zwischen dem Walzenpaar 15, 16 zu erreichen. Plastic surface of at least one semi-finished product, but preferably both semi-finished products heat. As emitters, for example, LEDs, lasers, microwave radiators or infrared radiation sources can be used. Even a simple hot air blower can be used for heating the plastic surface and be adjusted very precisely with respect to the critical temperature. The critical temperature can be a maximum, for example, the melting temperature of the plastic of the plastic layer, since the plastic may lose its surface geometry during melting. However, it may also be sufficient to provide heating to a temperature in the region of the glass transition temperature during the activation of the plastic surface in order to later achieve bonding of the two plastic layers 1b, 12b between the roller pair 15, 16.
In den Mitteln 17 zur Aktivierung der Kunststoffoberfläche sind vorzugsweise Mittel zur Messung der Temperatur der Kunststoffoberfläche integriert, so dass der Prozess sehr gut gesteuert werden kann. In dem durch die Walzen 15, 16 definierten In the means 17 for activating the plastic surface preferably means for measuring the temperature of the plastic surface are integrated, so that the process can be very well controlled. In which defined by the rollers 15, 16
Walzspalt werden die beiden Halbzeuge , 12 gegeneinander gepresst, so dass die beiden Kunststoffschichten lb, 12b aneinanderliegen. Fig. 3 enthält diesbezüglich eine schematische Schnittansicht des Sandwichverbundwerkstoffs in dem Moment, in welchem sich die beiden Kunststoffschichten lb, 12b berühren. Aufgrund der Aktivierung der Kunststoffschichten lb, 12b bilden diese im weiteren zeitlichen Verlauf eine einheitliche Kunststoffschicht, wie dies in einer nächsten schematischen Schnittansicht der Fig. 3 des Verbundwerkstoffs 18 nach dem stoffschlüssigen Verbinden der Kunststoffschichten lb, 12b gezeigt ist. Die beiden metallischen Deckbleche la, 12a, vorzugsweise Stahlbleche, schließen nun eine einzige Kunststoffschicht 18b ein. Über die Stahlgüten kann die Festigkeit des herzustellenden Sandwichverbundwerkstoffs gemeinsam mit einer Auswahl der Blechdicke in dem genannten Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm eingestellt werden. Beispielsweise kann durch die Auswahl hochfester Stahlgüten, insbesondere von Dualphasen-Stahl für die metallischen Deckschichten la, 12a des Sandwich verbund- Werkstoffs 18 eine deutliche Steigerung oder eine deutliche Abnahme der Dicke bei gleichzeitiger Beibehaltung der Festigkeit erreicht werden. Anstelle der Verwendung von zwei einseitig mit Kunststoff beschichteten Halbzeugen , 12 gemäß Fig. 3 kann auch lediglich ein einziges einseitig mit Kunststoff Rolling gap, the two semi-finished products 12, 12 pressed against each other, so that the two plastic layers lb, 12b abut each other. In this regard, FIG. 3 contains a schematic sectional view of the sandwich composite material at the moment in which the two plastic layers 1b, 12b touch. As a result of the activation of the plastic layers 1b, 12b, they form a uniform plastic layer over the course of time, as shown in a next schematic sectional view of FIG. 3 of the composite material 18 after the material layers lb, 12b have been adhesively bonded. The two metallic cover sheets 1a, 12a, preferably steel sheets, now enclose a single plastic layer 18b. By way of the steel grades, the strength of the sandwich composite to be produced can be adjusted together with a selection of the sheet thickness in the stated range of 0.1 mm to 0.5 mm. For example, by selecting high-strength steel grades, in particular dual-phase steel for the metallic cover layers 1a, 12a of the sandwich composite material 18, a significant increase or a significant decrease in thickness can be achieved while maintaining the strength. Instead of using two semi-finished products coated on one side with plastic, 12 according to FIG. 3, only one single side can also be provided with plastic
beschichtetes Halbzeug 1' oder 12 verwendet und mit einem Metallband 12a bzw. la, vorzugsweise Stahlband zu einem Sandwichverbundwerkstoff kombiniert werden. Wichtig ist, dass mindestens eines der beiden Deckbleche la, 12a aus einem coated semi-finished 1 'or 12 used and combined with a metal strip 12a and la, preferably steel strip to form a sandwich composite material. It is important that at least one of the two cover plates la, 12a of a
Metallblech gebildet ist, dessen Oberflächen zueinander unterschiedliche Rauheiten aufweisen, wobei der Unterschied der Mittenrauhwerte mindestens 0,4 μιη, vorzugsweise mindestens 0,5 μπι beträgt. Metal sheet is formed, whose surfaces have mutually different roughness, the difference of the average roughness is at least 0.4 μιη, preferably at least 0.5 μπι.
Vorzugsweise weist dabei jedes der Deckbleche la, 12a auf seiner der In this case, each of the cover plates la, 12a preferably has on its the
Kunststoffschicht lb, 12b bzw. 18b zugewandten Seite eine geringere Rauheit auf als auf seiner der Kunststoffschicht lb, 12b bzw. 18b abgewandten Seite. Des Weiteren ist bevorzugt, dass die der Kunststoffschicht lb, 12b bzw. 18b abgewandten Außenseiten der Deckbleche la, 12a zueinander unterschiedliche Rauheiten aufweisen, wobei der Unterschied der Mittenrauhwerte der Außenseiten mindestens 0,4 μπα, vorzugsweise mindestens 0,5 μηι beträgt. Plastic layer lb, 12b and 18b facing side lower roughness than on its the plastic layer lb, 12b and 18b opposite side. Furthermore, it is preferred that the outer sides of the cover plates 1a, 12a facing away from the plastic layer 1b, 12b or 18b have mutually different roughnesses, the difference between the average roughness values of the outer sides being at least 0.4 μm, preferably at least 0.5 μm.
Der so hergestellte Sandwichverbundwerkstoff kann dann zum Transport bzw. The sandwich composite produced in this way can then be used for transport or
Zwischenlagerung mittels einer Aufwickelhaspel zu einem Coil 19 aufgewickelt werden. Intermediate storage by means of a take-up reel to a coil 19 are wound.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten The embodiment of the invention is not limited to those shown in the drawing
Beispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten denkbar, die auch bei von den Beispielen abweichender Ausgestaltung von der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen. So ist die Erfindung nicht nur bei 3-lagigen, sondern auch bei 5-lagigen, 7-lagigen, etc. Metall-Kunststoff-Sandwichblechen anwendbar. Examples limited. Rather, numerous variants are conceivable, which also make use of deviating from the examples embodiment of the invention specified in the claims. Thus, the invention is applicable not only to 3-ply, but also to 5-ply, 7-ply, etc. metal-plastic sandwich panels.
In Abwandlung des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels liegt es auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die bandförmigen Deckbleche voneinander getrennt mit Haftvermittler zu beschichten, wobei der aufgebrachte Haftvermittler anschließend getrocknet wird. Danach werden die beiden so beschichteten In a modification of the embodiment shown in Fig. 3, it is also within the scope of the present invention, the tape-shaped cover sheets separately coated with adhesion promoter, wherein the applied adhesion promoter then dried. After that, the two are so coated
Deckbleche (Bänder) so zusammengeführt, dass ihre mit Haftvermittler beschichteten Seiten einander zugewandt sind. Die beschichteten Bänder werden dann im Cover sheets (tapes) brought together so that their adhesive coated sides are facing each other. The coated tapes are then in the
Wesentlichen zeitgleich mit einer bahnförmigen Kunststofffolie als Zwischenschicht (Kernschicht) zusammengebracht. Der aus den beiden Deckblechen und der dazwischen angeordneten Kunststofffolie gebildete Verbund wird zunächst erwärmt, gegebenenfalls optional mittels eines Walzwerkes nochmals gepresst, und dann gekühlt. Substantially brought together at the same time with a sheet-like plastic film as an intermediate layer (core layer). The composite formed from the two cover sheets and the interposed plastic film is first heated, optionally optionally pressed again by means of a rolling mill, and then cooled.

Claims

Patentansprüche claims
1. Metall-Kunststoff-Sandwichblech (18) mit metallischen Deckblechen (la, 12a) und mindestens einer zwischen den Deckblechen (la, 12a) angeordneten 1. metal-plastic sandwich panel (18) with metallic cover plates (la, 12a) and at least one arranged between the cover plates (la, 12a)
Kunststoffschicht (18b), die stoffschlüssig mit den Deckblechen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass  Plastic layer (18b), which is materially connected to the cover plates, characterized in that
mindestens eines der beiden Deckbleche (la, 12a) aus einem Metallblech gebildet ist, dessen Oberflächen (1*, 1**, 12*, 12**) zueinander unterschiedliche  at least one of the two cover sheets (la, 12a) is formed from a metal sheet whose surfaces (1 *, 1 **, 12 *, 12 **) to each other
Rauheiten aufweisen, wobei der Unterschied der Mittenrauhwerte mindestens 0,4 μιτι, vorzugsweise mindestens 0,5 μηι beträgt.  Have roughness, wherein the difference of the average roughness is at least 0.4 μιτι, preferably at least 0.5 μηι.
2. Metall-Kunststoff-Sandwichblech nach Anspruch 1, 2. metal-plastic sandwich sheet according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die jeweilige Seite des Metallblechs einen Mittenrauhwert im Bereich von 0,25 - 5 μιη, vorzugsweise 0,5 - 2,5 μπι aufweist.  the respective side of the metal sheet has a mean roughness value in the range of 0.25-5 μm, preferably 0.5-2.5 μm.
3. Metall-Kunststoff-Sandwichblech nach Anspruch 1 oder 2, 3. metal-plastic sandwich sheet according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
jedes der Deckbleche (la, 12a) auf seiner der Kunststoffschicht (18b)  each of the cover plates (1a, 12a) on its plastic layer (18b)
zugewandten Seite (1*, 12*) eine geringere Rauheit aufweist als auf seiner der Kunststoffschicht (18b) abgewandten Seite (1**, 12**).  facing side (1 *, 12 *) has a lower roughness than on its plastic layer (18b) facing away from (1 **, 12 **).
4. Metall-Kunststoff-Sandwichblech nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. metal-plastic sandwich panel according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die der Kunststoffschicht (18b) abgewandten Außenseiten (1**, 12**) der Deckbleche (la, 12a) zueinander unterschiedliche Rauheiten aufweisen, wobei der Unterschied der Mittenrauhwerte der Außenseiten mindestens 0,4 μη, vorzugsweise mindestens 0,5 μηι beträgt. the outer layer (1 **, 12 **) facing away from the plastic layer (18b) of the cover plates (la, 12a) have mutually different roughnesses, the difference between the average roughness values of the outer sides being at least 0.4 μm, preferably at least 0.5 μm.
5. Metall-Kunststoff-Sandwichblech nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. metal-plastic sandwich sheet according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichne t, d a s s  characterized by t, d a s s
die der Kunststoffschicht (18) zugewandten Innenseiten (1*, 12*) der Deckbleche (la, 12a) zueinander unterschiedliche Rauheiten aufweisen, wobei der  the plastic layer (18) facing inner sides (1 *, 12 *) of the cover plates (la, 12a) have mutually different roughnesses, wherein the
Unterschied der Mittenrauhwerte der Innenseiten mindestens 0,4 μηι, vorzugsweise mindestens 0,5 μη beträgt. Difference of the average surface roughness of the inner sides μ η ι, preferably at least 0.5 μη is at least 0.4.
6. Metall-Kunststoff-Sandwichblech nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. metal-plastic sandwich panel according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Deckbleche (la, 12a) zumindest auf ihren der Kunststoffschicht (18) abgewandten Außenseiten (1**, 12**) mit einer metallischen  the cover plates (1a, 12a) at least on their outer side facing away from the plastic layer (18) (1 **, 12 **) with a metallic
Korrosionsschutzschicht versehen sind.  Corrosion protection layer are provided.
7. Metall-Kunststoff-Sandwichblech nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. metal-plastic sandwich panel according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Kunststoffschicht (18) aus Polyamid, Polyethylen oder einer Mischung aus Polyamid und Polyethylen hergestellt ist.  the plastic layer (18) is made of polyamide, polyethylene or a mixture of polyamide and polyethylene.
8. Metall-Kunststoff-Sandwichblech nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. metal-plastic sandwich panel according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Kunststoffschicht (18) eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,8 mm aufweist.  the plastic layer (18) has a thickness in the range of 0.1 to 0.8 mm.
9. Metall-Kunststoff-Sandwichblech nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. metal-plastic sandwich panel according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Deckbleche (la, 12a) aus Stahl und/oder Aluminium hergestellt sind, die eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm aufweisen.  the cover sheets (1a, 12a) are made of steel and / or aluminum having a thickness in the range of 0.1 to 0.5 mm.
10. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Sandwichblechs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte: 10. A method for producing a metal-plastic sandwich sheet according to any one of claims 1 to 9, comprising the steps:
Bereitstellen von mindestens zwei einseitig mit Kunststoffbeschichteten platten- oder bandförmigen Metallblechen ( , 12), von denen mindestens ein Metallblech so ausgebildet ist, dass dessen Oberflächen (1*, 1**; 12*, 12**) zueinander unterschiedliche Rauheiten aufweisen, wobei der Unterschied der Provision of at least two single-sided plastic-coated plate or band-shaped metal sheets (12, 12), of which at least one metal sheet is formed such that its surfaces (1 *, 1 **, 12 *, 12 **) have mutually different roughnesses, wherein the difference of
Mittenrauhwerte mindestens 0,4 μηι, vorzugsweise mindestens 0,5 μηι beträgt; Aktivieren mindestens einer der kunststoffbeschichteten Seiten der Metallbleche ( , 12) vor einem Aneinanderfügen der Kunststoffschichten (lb, 12b) zumMean roughness is at least 0.4 μm, preferably at least 0.5 μm; Activate at least one of the plastic-coated sides of the metal sheets (12, 12) before joining the plastic layers (1b, 12b) to one another
Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Kunststoffschichten (lb, 12b), wobei die Aktivierung der Kunststoffschicht (lb, 12b) unmittelbar von der mit Kunststoffbeschichteten Seite des Metallblechs her erfolgt; und Producing a cohesive connection between the plastic layers (1b, 12b), wherein the activation of the plastic layer (1b, 12b) takes place directly from the plastic-coated side of the metal sheet; and
Verbinden der Metallbleche ( , 12) über ihre kunststoffbeschichteten Seiten zu einem Sandwichblech (18). Joining the metal sheets (12, 12) over their plastic-coated sides to form a sandwich panel (18).
Verfahren nach Anspruch 10, Method according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das die jeweilige Seite jedes der bereitgestellten Metallbleche ( , 12) einen Mittenrauhwert im Bereich von 0,25 - 5 μιη, vorzugsweise 0,5 - 2,5 μπ aufweist. the respective side of each of the metal sheets (12, 12) provided has a mean roughness value in the range of 0.25-5 μm, preferably 0.5-2.5 μm.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, Method according to claim 10 or 11,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das jedes der bereitgestellten Metallbleche ( , 12) auf seiner der each of the metal sheets (12, 12) provided on its the
Kunststoffschicht (lb, 12b) zugewandten Seite (1*, 12*) eine geringere Rauheit aufweist als auf seiner der Kunststoffschicht (lb, 12b) abgewandten Seite (1**, Plastic layer (lb, 12b) facing side (1 *, 12 *) has a lower roughness than on its the plastic layer (lb, 12b) facing away from (1 **,
12**). 12 **).
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, Method according to one of claims 10 to 12,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die bereitgestellten Metallbleche ( , 2) auf ihren der Kunststoffschicht (lb, 12b) abgewandten Außenseiten (1**, 12**) zueinander unterschiedliche Rauheiten aufweisen, wobei der Unterschied der Mittenrauhwerte der Außenseiten mindestens 0,4 μπι beträgt. the metal sheets (2, 2) provided on their outer sides (1 **, 12 **) facing away from the plastic layer (1b, 12b) have mutually different roughnesses, the difference between the average roughness values of the outer sides being at least 0.4 μm.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, 14. The method according to any one of claims 10 to 13,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die bereitgestellten Metallbleche (1', 12) auf ihren der Kunststoffschicht (lb, 12b) zugewandten Innenseiten (1*, 12*) zueinander unterschiedliche Rauheiten aufweisen, wobei der Unterschied der Mittenrauhwerte der Innenseiten mindestens 0,4 μιη beträgt.  the provided metal sheets (1 ', 12) on their the plastic layer (lb, 12b) facing inner sides (1 *, 12 *) have mutually different roughness, wherein the difference of the average roughness of the inner sides is at least 0.4 μιη.
15. Verwendung des Metall-Kunststoff-Sandwichblechs (18) nach einem der 15. Use of the metal-plastic sandwich sheet (18) according to one of
Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung von Fahrzeugteilen.  Claims 1 to 9 for the production of vehicle parts.
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