KR20200087258A - 샌드위치 재료 제조를 위한 수지 흡수가 감소된 고온 폼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공기, 선박 및 철도 및 기타 운송수단의 구조에 사용되는 고온 폼의 제조 분야에 관한 것으로, 특히 2 개의 외부 층과 함께 결합함으로써 샌드위치 재료로 추가 가공된다. 이를 위해 경량 구조를 위한 이러한 샌드위치 성분을 제조하는데 특히 적절한 고온 폼 (HT foam)을 제조하기 위한 신규한 방법이 제공된다. 이러한 방법은 본 발명에 따라 제조된 HT 폼의 가공성 및 샌드위치 재료의 중량 감소에 있어 개선을 달성한다. HT 폼은 또한 경질 블록 폼보다 훨씬 더 경제적으로 제조될 수 있는 경질 입자 폼이다. 본 발명은 특히 표면 마감의 방법-관련 최적화를 통해 섬유 복합 방법에서 수지 흡수의 감소를 가져온다.

Description

샌드위치 재료 제조를 위한 수지 흡수가 감소된 고온 폼

본 발명은 예컨대 항공기, 선박 및 철도 및 기타 운송수단의 구조에 사용되는 고온 폼의 제조 분야에 관한 것으로, 특히 2 개의 외부 층과 결합함으로써 샌드위치 재료로 추가 가공된다. 이를 위해 경량 구조를 위한 이러한 샌드위치 성분을 제조하는데 특히 적합한 고온 폼 (HT foam)을 제조하기 위한 신규한 방법이 제공된다. 이러한 방법은 본 발명에 따라 제조된 HT 폼의 가공성 및 샌드위치 재료의 중량 감소에 있어 개선을 달성한다. HT 폼은 또한 경질 블록 폼보다 제조하기에 훨씬 더 경제적인 경질 입자 폼이다.

본 발명은 특히 표면 구조의 방법-관련 최적화를 통해 섬유 복합 방법에서 수지 흡수의 감소를 가져온다.

입자 형태는 컨투어링 몰드에서 에너지를 공급함으로써 계면에서 소결되는 다수의 개별 중합체 폼 비드로 이루어진다. 이는 발포 폴리프로필렌 (EPP)으로 제조된 몰딩의 예에서 도 1에 명백한 특징적인 표면을 제공한다. 개별 폼 펄의 경계는 몰딩에서 여전히 분명하게 명백하다.

또한, 방법의 결과로 충전 과정에 사용된 공기 중 일부는 항상 몰드 공동에 남아있어, 이에 따라 폼 비드 사이에 공극이 생긴다. 입자 폼 몰드에 관한 종래 기술은 이러한 문제를 최소화하는 방법을 개시한다. 따라서, 예를 들어 구조화된 몰드 표면은 1차 구조를 폼 표면에 각인시킴으로써 관찰자의 육안에 대해 입자 경계를 흐리게 할 수 있다.

그러나, 이것은 단지 몰딩이 샌드위치 구조의 코어로 활용될 때 이차적인 관련성이 있을 뿐이다. 가능한 폐쇄 표면이 여기서 필요하다. 이에 대한 3 가지 실질적인 이유가 있다: (섬유 복합재) 외부 층의 표면에 있는 폼 코어의 결함 묘사를 피해야 한다. 이러한 현상은 품질 결함으로 간주된다. 또한, 최대 경량 구조 잠재력을 활용하기 위해, 수지가 코어 재료로 침투하는 것을 가능한 한 피해야 한다. 마지막으로 프리프레그 외부 층을 사용할 때 수지가 폼 표면에서 공극 내로 침투하는 것은 외부 층에서 소위 “건조한” 지점의 위험을 발생시킨다. 이들은 특히 수지가 공간 사이로 완전히 침투하여 섬유의 고화가 불충분한 폼 코어 표면 상의 지점들이다. 이는 하중을 받는 외부 층의 기계적 고장을 유도할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래 기술은 초기에 발포하는 동안 원하는 대로 폼 표면을 개질하기 위해 몰드빌딩으로부터 순수하게 추출한 솔루션을 제공한다. 도 2는 몰드 내부에 다공성 금속 인서트를 활용하는 방법에 의해 생성된 특징적인 표면을 나타낸다. 그러나, 정밀 점검을 통해 이 기술을 사용하여 공동을 완전히 피할 수는 없는 것으로 나타났다.

이러한 재료로부터 완전한 폐쇄 표면을 실현하기 위해서는, 폼 입자 소결의 방법 단계 다운스트림에서 추가로 폼의 몰딩 표면이 유동화될 수 있는 정도의 범위에서 몰드 공동을 가열하여, 이에 따라 폼 상에서 컴팩트한 스킨을 형성하는 것이 필요하다. 적절한 방법 관리가 주어지면 이러한 스킨은 완전히 폐쇄되어 액체에 영향을 받지 않는다.

종래 기술은 폴리프로필렌 폼 (발포 PP / EPP)과 관련하여, 예를 들어 특별히 제조되어야만 하는 인라이너 형태의 적절한 코팅 재료의 사용을 개시하고 있다. 이러한 인라이너는 폼의 제조 방법의 과정 중에 용융된다. 따라서 인라이너는 EPP 폼에 결합될 수 있다. 이러한 방법은 예를 들어 DE 2010 200 10 411 에 기재되어 있다. DE 19 640 130에 따른 일 변형에서, 인라이너로부터 형성된 이러한 필름은 또한 천공될 수 있고 이에 따라 증기-투과성일 수 있다. EP 11 557 99에 따른 발포 폴리스티렌 (EPS) 또는 EPP로 제한되는 다른 변형은 증기 처리 단계를 추가로 수행하는 것을 포함한다. 이것은 몰딩 표면을 용융시키고 폐쇄 표면을 달성한다. 이러한 모든 방법은 추가 방법 단계와 경우에 따라 추가 입력 재료를 필요로 한다. 따라서 전술한 기술적 난제에 대한 보다 간단하고 대안적인 솔루션에 대하여 기술적인 필요성이 여전히 크게 남아있다.

WO 2017 125412에 따르면 폼 표면을 용융시키기 위해 방사 에너지를 활용하는 것도 또한 가능하다. 그러나, 이러한 절차는 방법- 및 안전-관련 난제로 인해 문제가 있는 것으로 간주되어야 한다.

논의된 종래 기술의 배경과 대조적으로, 본 발명에 의해 해결되는 문제는 그러므로 종래 기술에 비해 더 간단하고 보다 효과적인 방법을 제공하는 것으로서, 폼 코어와 외부 층 사이의 우수한 기계적 안정성 및 우수한 결합을 나타내면서 샌드위치 재료가 가능한 한 가벼운 방식으로 HT 폼으로부터 제조된 입자 폼으로 구성된 폼 코어를 포함하는 샌드위치 재료를 제조하는 것이다.

해결되는 특정 문제는 가능한 한 폐쇄된 폼 표면을 갖는 HT 폼이 단순하고 높은 처리량 속도로 생성될 수 있는 새로운 방법을 제공하는 것이었다.

HT 폼을 제조하기 위한 새로운 방법이 몰드내 발포 방법의 개질 형태로 제공될 수 있다면 특히 바람직할 것이다. 이러한 방법은 에너지 소비가 적고 신속하게 수행될 수 있어야 한다.

본원에서 명시적으로 논의되지 않은 다른 문제는 종래 기술, 설명, 청구범위 또는 예시적인 구체예로부터 도출될 수 있다.

문제는 특히 샌드위치 재료로의 추가 가공에 적합한 HT 폼을 제조하기 위한 새로운 방법에 의해 해결된다. 본 발명에 따른 방법은 특히 고온 중합체의 입자가 소결 온도 T₁에서 몰드에서 발포 및 소결되어 HT 폼 몰딩을 형성하는 것을 특징으로 한다. 발포의 양태는 고온 폼을 제조하기 위한 전체 발포 절차를 반드시 포함하는 것은 아니다. 반대로, 어느 정도 예비발포되어 지속적인 발포로 인해 최종적으로 방법에서 몰딩으로 소결된 입자를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 특히 추가로 그리고 특히 바람직하게는, 소결 온도 T₁에서의 발포는 완료까지 수행되지 않고 단지 추가 방법에서만 종결된다.

본 발명에 따른 방법은 또한 현재 형성된 폼 몰딩을 함유하는 몰드 공동이 연속적으로 온도 T₂로 5 내지 120초, 바람직하게는 15 내지 90초, 매우 특히 바람직하게는 최대 60초 동안 가열되는 것을 특징으로 한다. 이러한 온도 T₂는 소결 온도 T₁ 보다 적어도 10 ℃ 높고 사용된 HT 중합체의 유리 전이 온도보다 20 ℃ 이하로 높다. 제2 단계에서 열의 작용은 폼 부분의 붕괴를 방지하기 위해 가능한 한 짧아야 하며, 이는 놀랍게도 당업자의 경우, 인용된 짧은 시간 내에 실현될 수 있다.

HT 중합체의 소결 온도 T₁은 바람직하게는 140 ℃ 내지 220 ℃, 특히 바람직하게는 145 ℃ 내지 180 ℃ 이다. 소결 온도는 두 가지 모두 가소제로서 작용하는, 존재하는 발포제 및 사용된 증기의 영향으로 인해, 베이스 중합체로서 기재될 수도 있는, HT 중합체의 유리 전이 온도보다 현저하게 낮다.

HT 중합체의 유리 전이 온도는 바람직하게는 210 ℃ 내지 235 ℃, 특히 바람직하게는 215 ℃ 내지 230 ℃이다. 블렌드의 일부가 아닌 HT 중합체의 경우, 유리 전이 온도는 첨가제가 없고 특히 발포제의 로딩이 없는 순수한 중합체의 유리 전이 온도를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 블렌드의 경우, 유리 전이 온도는 첨가제가 없고 특히 발포제의 로딩이 없는 중합체 혼합물에서 상의 상응하는 측정된 유리 전이 온도를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

마지막으로, 온도 T₂는 바람직하게는 180 ℃ 내지 255 ℃, 특히 바람직하게는 190 ℃ 내지 240 ℃이다.

본 방법의 특히 완만하지만 여전히 기능하는 변형은 몰드 공동이 소결 온도보다 적어도 15 ℃ 높고 HT 중합체의 유리 전이 온도 미만인 온도 T₂로 15 내지 90초 동안 가열되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 본 방법은 놀랍게도 고온 입자 폼 및 복합 외부 층으로 이루어진 샌드위치 코어에서 수지 흡수를 감소시킨다. 이러한 효과는 놀랍게도 중합체가 용융되지만 손상되지 않는 정도로 몰드 공동을 가열함으로써 실현된다. 재료 표면 상에 공동의 실질적인 완전한 회피는 당업자에게 예상치 못한 결과였다.

적합한 고온 중합체 (HT 중합체)는 특히 유리 전이 온도 T_g가 210 ℃ 내지 235 ℃인 것이다. 더 낮은 유리 전이 온도를 갖는 재료는 종종 고온 폼의 바람직한 특성 프로파일을 충족시키기에 적합하지 않다. 반대로, 더 높은 T_g 값을 갖는 재료는 거의 사용할 수 없다. 본 발명에 따르면, 유리 전이 온도의 정의는 재료의 가장 관련성 있는 (에너지적으로 가장 큰) 열 전이에 관한 것이다. 이는 이러한 바람직한 구체예에서도, 재료가 210 ℃ 미만의 제2 열 전이를 갖는 것이 가능하다는 것을 의미한다. 이는 예를 들어 상 분리 시스템, 특히 중합체 블렌드 (중합체 혼합물)에서 발생한다.

명확하게 개시된 유리 전이 온도가 알려지지 않은 재료의 경우, 상기 온도는 DSC (시차 주사 열량 측정)에 의해 결정될 수 있다. 이와 관련하여, 당업자는 DSC가, 재료의 최고 유리 전이 또는 용융 온도보다 최소 25℃ 높은 온도에서 재료의 최저 분해 온도보다 적어도 20℃ 낮은 온도까지 제1 가열 사이클 후, 재료 샘플이 이 온도에서 적어도 2 분 동안 유지되는 경우에만 비로소 충분히 결정적이라는 것을 인지하고 있다. 이어서 샘플은 결정되어야 할 최저 유리 전이 또는 용융 온도보다 적어도 20℃ 낮은 온도로 다시 냉각되며, 여기서 냉각 속도는 20℃/분 이하, 바람직하게는 10℃/분 이하가 되어야 한다. 이어서 이는 샘플이 일반적으로 10℃/분 또는 이하의 가열 속도로 최고 용융 또는 유리 전이 온도보다 적어도 20℃ 높은 온도로 가열되는 실제 측정으로 인해 수 분의 추가 대기 시간 후 수행된다.

당업자는 DIN EN ISO 11357-1 및 ISO 11357-2에 따라, 예를 들어 샘플 제조와 관련하여, DSC의 추가 성능을 수행할 수 있다. DSC는, 그 자체로, 온도 프로그램에서 편차가 있는 경우에만 측정된 결과에서 더 큰 변이를 가질 수 있는 매우 안정한 방법이다.

본 발명에 따른 방법에서 HT 중합체로서 사용하기 위해 특히 적합한 것으로 입증된 재료는 폴리에테르설폰 (PESU)이다. 순수 중합체로서 PESU는 유리 전이 온도가 약 225 ℃이다.

대안적으로 및 동일하게 바람직하게는 폴리페닐설폰 (PPSU)이 HT 중합체로서 사용될 수 있다. 이러한 재료는 유리 전이 온도가 약 220 ℃이다.

본 방법의 특히 바람직한 변형에서 HT 중합체는 폴리에테르이미드 (PEI)이다. PEI는 유리 전이 온도가 약 217 ℃이다.

본 발명에 따르면, 예를 들어 과도하게 낮은 유리 전이 온도 때문에 본 발명에 따라 그와 같은 성분을 단독으로 사용할 수 없는 블렌드를 사용하는 것도 또한 가능하다. 이어서 이러한 혼합물은 본 발명에 따라 자체적으로 사용될 수 있는 제2 성분을 함유할 것이다. 본 발명에 따라 사용 가능한 중합체의 비율은 바람직하게는 두 중합체의 혼합물의 60 중량% 초과, 특히 바람직하게는 75 중량% 초과를 차지한다.

본 발명에 따라 사용 가능한 블렌드의 추가 예는 PPSU 및 PESU의 혼합물이다. 이러한 블렌드는 1 : 9 내지 9 : 0.5, 바람직하게는 1 : 1 내지 8.5 : 1의 PESU 대 PPSU의 비율로 사용될 수 있다.

방법을 수행하기 위해, 바람직하게는 실현되어야 할 추가의 양태가 있다. 따라서 가열 상의 고온 단계를 온도 T₂로 실현하기 위해 다양한 옵션이 고려될 수 있다:

이는 에너지 전달 매체, 예컨대 증기 또는 열-전달 오일을 통해 수행될 수 있는 제2 회로에 의해 구현될 수 있다. 몰드빌딩 부문은 매우 다양한 구현 옵션, 예를 들어 몰드 공동의 쉘형 구조, 몰드에서 멀어지는 쪽으로 몰드 측면에 파이프 용접 또는 예를 들어 선택적 레이저 소결과 같은 생성 방법의 사용에 익숙하다.

몰드 내에 유도-가열 가능한 인레이 또는 내부 층을 사용하는 것도 또한 가능하다. 이러한 두 가지 옵션의 장점은 목표 온도로 신속하고 제어된 가열이 보장된다는 것이다.

표면의 신속한 냉각을 위해 추가 회로를 첨가하는 것은 선택적으로 두 변형 모두에서 가능하다.

균질의 콤팩트한 외층이 형성될 수 있도록 하기 위해, 폼으로부터 콤팩트한 중합체로의 전이에 의해 발생하는 부피 감소는 보상되어야만 한다. 그러나, 이러한 보상없이 방법을 수행하는 것도 또한 가능하다. 그러나, 보상을 고려하는 경우 질적으로 더 높은 품질의 결과가 달성된다. 이러한 목적을 위해서도 다양한 옵션이 있다.

부피 감소는 선택적으로 몰드의 폐쇄에 의해 구현될 수 있고, 따라서 몰드의 공동 부피를 감소시킬 수 있다. 이는 몰드 설계 시 고려되어야만 한다. 당업자는 이러한 맥락에서 소위 “통기성 몰드”를 언급할 것이다.

그러나, 더 우수하고 보다 간단한 대안은 폼 입자의 고유 팽창을 이용하는 것을 포함한다. 이러한 고유 팽창은 폼 셀 내 함유된 발포제에 의해 영향을 받는다. 따라서, 고온 중합체의 입자가 몰드 공동을 온도 T₂로 가열할 때 원래 사용된 발포제의 적어도 5 중량%가 여전히 재료에 남아있는 방식으로 140 ℃ 내지 180 ℃ 의 소결 온도 T₁에서 HT 폼 몰딩을 형성하는 몰드에서 발포되는 본 발명에 따른 방법의 주어진 구체예가 바람직하다.

이미 전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 방법에서 예비발포된 입자를 사용하는 것도 또한 가능하다. 이는 동일하게 바람직한 두 가지 상이한 방법의 변형이 발생한다:

이러한 방법의 제1 변형은 발포 전에 몰드가 0.5 내지 5.0 mm의 입자 크기를 갖는 비-예비발포된 HT 중합체 입자로 충전되는 것을 특징으로 한다.

이러한 방법의 제2 변형은 발포 전에 몰드가 1.0 내지 10 mm의 최대 입자 크기 및 30 내지 200 kg/m³의 벌크 밀도를 갖는 예비발포된 HT 중합체 입자로 충전되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 폼은 발포되지 않은 재료와 비교하여 1% 내지 98%, 바람직하게는 50% 내지 97%, 특히 바람직하게는 70% 내지 95%의 밀도 감소에 이르는 발포도를 갖는다. 폼은 바람직하게는 20 내지 1000 kg/m³, 바람직하게는 40 내지 250 kg/m³, 특히 바람직하게는 50 내지 150 kg/m³ 의 밀도를 갖는다.

고온 중합체의 발포될 조성물은 중합체 자체에 추가로 바람직하게는 0.5 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 9 중량%의 발포제를 포함한다. 이는 그 중에서도, 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%의 첨가제를 추가로 함유할 수 있다.

첨가제는 특히 난연제, 가소제, 안료, 대전 방지제, UV 안정화제, 조핵제, 충격 개질제, 접착 촉진제, 레올로지 개질제 (rheology modifier), 사슬 연장제, 섬유 및/또는 나노입자일 수 있다.

사용된 난연제는 일반적으로 인 화합물, 특히 포스페이트, 포스핀 또는 포스파이트이다. 적절한 UV 안정화제 및/또는 UV 흡수제는 당업자에게 통상적인 지식이다. HALS 화합물, 티누빈(Tinuvin) 또는 트리아졸이 일반적으로 이러한 목적을 위해 사용된다. 사용된 충격 개질제는 일반적으로 엘라스토머/가요성 상을 포함하는 중합체 입자이다. 이들은 종종, 단지 약하게 가교되며 순수 중합체로서 PEI 와 적어도 최소의 혼화성을 나타내는 외부 쉘을 갖는 코어-(쉘-)쉘 입자이다. 임의의 공지된 안료는 원칙적으로 사용가능하다. 특히 비교적 많은 양의 경우, 0.1 중량% 초과의 양으로 사용되는 모든 다른 첨가제와 같이 발포 절차에 미치는 영향을 조사해야 한다는 것이 이해될 것이다. 이는 비교적 적은 노력으로 당업자에 의해 수행될 수 있다.

적합한 가소제, 레올로지 개질제 및 사슬 연장제는 HT 중합체 또는 HT 중합체를 함유하는 블렌드로부터 필름, 막 또는 몰딩을 제조하는 기술분야에서 당업자에게 통상적인 지식이며, 따라서 최소의 노력으로 본 발명에 따른 조성물로부터 폼의 제조로 옮겨질 수 있다.

임의로 첨가된 섬유는 일반적으로 중합체 조성물에 첨가될 수 있는 공지된 섬유성 재료이다. 본 발명의 특히 적합한 구체예에서, 섬유는 PEI 섬유, PES 섬유, PPSU 섬유 또는 블랜드 섬유이며, 후자는 언급된 중합체 중에서 선택된다.

예를 들어 튜브, 혈소판, 막대, 구 또는 다른 공지된 형태의 형태일 수 있는 나노입자는 일반적으로 무기 재료이다. 이들은 동시에 최종 폼에서 다양한 기능을 수행할 수 있다. 따라서 일부 경우에 이들 입자는 발포 동안 조핵제로서 작용한다. 입자는 폼의 (기체) 확산 특성 뿐만 아니라 기계적 특성에도 추가로 영향을 줄 수 있다. 또한, 입자는 낮은 가연성에 추가로 기여한다.

언급된 나노입자에 추가로, 미세입자 또는 드물게 혼화가능한, 상-분리 중합체가 조핵제로서 포함되는 것이 또한 가능하다. 조성물을 고려할 때 기재된 중합체는 다른 조핵제와 별도로 고려되어야 하는데, 후자는 주로 폼의 기계적 특성, 조성물의 용융 점도 및 그에 따른 발포 조건에 영향을 미치기 때문이다. 조핵제로서 상-분리 중합체의 추가적인 효과는 이 성분의 추가로 원하는 효과이지만, 이 경우 주요한 효과는 아니다. 따라서, 이러한 추가 중합체는 다른 첨가제와 별도로 전체 총계에서 더 높게 나타난다.

첨가제는 또한 임의로는, 물리적 특성의 조정을 위해 최대 9 중량% 까지의 추가 중합체 성분을 포함할 수도 있다. 추가 중합체는 예를 들어 폴리아미드, 폴리올레핀, 특히 PP, 폴리에스테르, 특히 PET, 다른 HT 중합체, 특히 황-기반 중합체, 예를 들어 PSU, PPSU, PESU 또는 폴리(메트)아크릴이미드일 수 있다.

발포제의 선택은 상대적으로 자유로우며, 당업자에게는 특히 선택된 발포 방법, 중합체에서의 그의 가용성 및 발포 온도에 의해 결정된다. 적절한 예로는 알코올, 예를 들어 이소프로판올 또는 부탄올, 케톤, 예컨대 아세톤 또는 메틸 에틸 케톤, 알칸, 예컨대 이소부탄, n-부탄, 이소펜탄, n-펜탄, 헥산, 헵탄 또는 옥탄, 알켄, 예를 들어 펜텐, 헥센, 헵텐 또는 옥텐, CO₂, N₂, 물, 에테르, 예를 들어 디에틸 에테르, 알데히드, 예를 들어 포름알데히드 또는 프로파날, 히드로(클로로)플루오로카본, 화학적 발포제 또는 복수의 이러한 물질의 혼합물이다.

화학적 발포제는 상대적으로 또는 완전히 비휘발성 물질로 발포 조건 하에서 화학적 분해를 거쳐 분해시 실제 발포제를 형성한다. tert-부탄올은 발포 조건 하에서 이소부텐 및 물을 형성한다는 점에서 매우 간단한 예이다. 추가 예로는 NaHCO₃, 시트르산, 시트르산 유도체, 아조디카르본아미드 (ADC) 및/또는 이를 기반으로 하는 화합물, 톨루엔술포닐히드라진 (TSH), 옥시비스(벤조술포히드로아지드) (OBSH) 또는 5-페닐테트라졸 (5-PT) 이다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 입자 폼은 0.4 MPa 초과의 ISO1926 에 대한 인장 강도, 5% 내지 15% 의 ISO1926 에 대한 파단 신율, 6 MPa 초과의 실온에서 ASTM C273 에 대한 전단 모듈러스, 0.35 MPa 초과의 실온에서 ASTM C273 에 대한 전단 저항, 10 MPa 초과의 실온에서 ISO 844 에 대한 압축 모듈러스, 및 0.3 MPa 초과의 실온에서 ISO 844 에 대한 압축 강도를 갖는다. 입자 폼을 제조하기 위한 하기 기재된 방법을 사용하는 경우, 본 발명에 따른 유리 전이 온도 및 셀 크기를 유지하면서 이들의 기계적 특성을 준수하는 것은 당업자에게 간단한 사안이다. 또한, 놀랍게도, 본 발명에 따른 입자 폼이, 항공 산업에서 항공기의 내부에 사용하기 위해 특히 중요한 FAR 25.852 에 따른 화재 보호 사양 또는 화재 특성이 충족되어 사용가능하다는 것이 발견되었다.

본 발명에 따라 제조된 HT 폼은 기재된 바와 같이 몰딩 또는 폼-코어 복합 재료로 추가 가공될 수 있다. 상기 폼 몰딩 또는 폼-코어 복합 재료는 특히 예를 들어 차체 구조 또는 자동차 산업의 내부 트림, 철도 차량 구조 또는 조선의 내부 부품, 항공 우주 산업, 기계 공학, 스포츠 장비 생산, 가구 구조 또는 풍력 터빈 구조의 대량 생산에 사용될 수 있다.

예시적인 구체예

실험은 폴리설폰 (PESU 및 PPSU) 및 폴리에테르이미드 (PEI)를 기반으로 한 중합체 폼 비드를 사용하여 수행하였다. 폼 비드의 가공은 Teubert Maschinenbau GmbH 의 TVZ162 / 100 자동 몰딩기로 수행하였다.

PESU를 기반으로 한 입자 폼을 발포시켜 145 내지 165 ℃의 온도 범위에서 몰딩으로 소결시켰다. 표면을 스킨으로 전환시키는 것은 185 내지 235 ℃의 온도 범위에서 수행하였다.

도면

도 1: 종래 기술에 따른 입자 폼 몰딩의 특징적인 표면

도 2: 종래 기술에 따른 몰드에서 다공성 소결 금속을 사용함으로써 균질하고 비교적 폐쇄되었지만 부분적으로 개방된 입자 폼 표면

도 3: 종래 기술에 따른 입자 폼 몰딩과 본 발명에 따라 개질되었지만 다른 방법으로 유사하게 제조된 입자 폼 몰딩의 특징적인 표면의 비교.

Claims (11)

1. 샌드위치 재료로의 추가 가공을 위한 HT 폼 제조 방법으로서, 고온 중합체의 입자는 소결 온도 T₁에서 몰드에서 발포 및 소결되어 HT 폼 몰딩을 형성하고 연속적으로 몰드 공동이 소결 온도보다 적어도 10 ℃ 높고 HT 중합체의 유리 전이 온도보다 20 ℃ 이하로 높은 온도 T₂로 5 내지 120 초 동안 가열되는 것을 특징으로 하는, HT 폼 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, HT 중합체의 소결 온도 T₁은 140 ℃ 내지 220 ℃ 이고, HT 중합체의 유리 전이 온도가 210 ℃ 내지 235 ℃ 이고 온도 T₂가 180 ℃ 내지 255 ℃ 인 것을 특징으로 하는, HT 폼 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서, HT 중합체의 소결 온도 T₁은 145 ℃ 내지 180 ℃ 이고, HT 중합체의 유리 전이 온도가 215 ℃ 내지 230 ℃ 이고 온도 T₂가 190 ℃ 내지 240 ℃ 인 것을 특징으로 하는, HT 폼 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 몰드 공동이 온도 T₂로 15 내지 90초 동안 가열되는 것을 특징으로 하는, HT 폼 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, HT 중합체가 폴리에테르설폰 (PESU)인 것을 특징으로 하는, HT 폼 제조 방법.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, HT 중합체가 폴리페닐설폰 (PPSU)인 것을 특징으로 하는, HT 폼 제조 방법.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, HT 중합체가 폴리에테르이미드 (PEI)인 것을 특징으로 하는, HT 폼 제조 방법.
8. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 몰드 공동을 온도 T₂로 가열할 때 원래 사용된 발포제의 적어도 5 중량%가 여전히 재료에 남아있는 방식으로 고온 중합체의 입자가 몰드에서 발포되어 140 ℃ 내지 180 ℃ 의 소결 온도 T₁에서 HT 폼 몰딩을 형성하는 것을 특징으로 하는, HT 폼 제조 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 몰드 공동이 소결 온도보다 적어도 15 ℃ 높고 HT 중합체의 유리 전이 온도 미만인 온도 T₂로 5 내지 120 초 동안 가열되는 것을 특징으로 하는, HT 폼 제조 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 발포 전에 몰드가 0.5 내지 5.0 mm의 입자 크기를 갖는 비-예비발포된 HT 중합체 입자로 충전되는 것을 특징으로 하는, HT 폼 제조 방법.
11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 발포 전에 몰드가 1.0 내지 10 mm의 최대 입자 크기 및 30 내지 200 kg/m³의 벌크 밀도를 갖는 예비발포된 HT 중합체 입자로 충전되는 것을 특징으로 하는, HT 폼 제조 방법.
    
    

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