NL9200781A - Sandwichmateriaal. - Google Patents

Sandwichmateriaal. Download PDF

Info

Publication number
NL9200781A
NL9200781A NL9200781A NL9200781A NL9200781A NL 9200781 A NL9200781 A NL 9200781A NL 9200781 A NL9200781 A NL 9200781A NL 9200781 A NL9200781 A NL 9200781A NL 9200781 A NL9200781 A NL 9200781A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
fibers
foam
thermoplastic
plastic
ketone
Prior art date
Application number
NL9200781A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Schreiner Luchtvaart
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schreiner Luchtvaart filed Critical Schreiner Luchtvaart
Priority to NL9200781A priority Critical patent/NL9200781A/nl
Priority to PCT/NL1993/000088 priority patent/WO1993022135A1/en
Priority to JP5519140A priority patent/JPH07508938A/ja
Priority to AU40916/93A priority patent/AU4091693A/en
Priority to EP93910437A priority patent/EP0671992A1/en
Publication of NL9200781A publication Critical patent/NL9200781A/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/84Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks by moulding material on preformed parts to be joined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/88Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced
    • B29C70/887Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts characterised primarily by possessing specific properties, e.g. electrically conductive or locally reinforced locally reinforced, e.g. by fillers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/065Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of foam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/024Woven fabric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/026Knitted fabric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021Fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046Synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2419/00Buildings or parts thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

Titel: Sandwichmateriaal
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het modificeren van een plaatvormig sandwichmateriaal omvattende een kernmateriaal aangebracht tussen twee toplagen.
Plaatvormige materialen, zoals sandwich-constructies worden veel gebruikt voor die toepassingen waar een grote sterkte of stijfheid vereist is, in combinatie met een gering gewicht. Dit is bij voorbeeld het geval in luchtvaart-, ruimtevaart- en transporttoepassingen.
Sandwichconstructies bestaan in het algemeen uit een kernmateriaal dat licht van gewicht is, met op de beide oppervlakken ervan een veelal versterkte toplaag. Door de goede hechting tussen de toplagen en het kernmateriaal verkrijgt men de goede stijfheid. De overige eigenschappen van het materiaal worden mede bepaald door de aard van de diverse materialen.
Bekende sandwichconstructies zijn gebaseerd op een kernmateriaal met een honingraatstructuur. Een ander type sandwichmateriaal is beschreven in de Europese octrooiaanvragen 264.495 en 269.148, waarvan de inhoud hierin opgenomen is bij wijze van referentie. Dit materiaal is volledig thermoplastisch en bestaat uit een kernmateriaal dat onder meer een thermoplastisch schuim omvat en twee toplagen die bestaan uit een vezelversterkte kunststof zoals polycarbonaat of polyetherimide.
in het Amerikaanse octrooischrift 4.889.763 wordt een vlamwerend plaatvormig materiaal beschreven dat ook thermoplastisch is.
De Europese octrooiaanvrage no. 345.855 heeft betrekking op een ongeschuimde folie die gebruikt kan worden voor het vervaardigen van een thermoplastisch sandwichmateriaal.
Bij de toepassing van een sandwichconstructie kan het soms gewenst zijn, dat lokale versterkingen in het materiaal aangebracht worden, sandwichconstructies hebben veelal de vorm van een plaat, bij voorbeeld een wandpaneel, waaraan diverse voorwerpen bevestigd moeten worden. Doordat dit lokaal vrij grote krachten met zich mee kan brengen is het noodzakelijk plaatselijk versterking aan te brengen om bevestiging van voorwerpen, zoals hulpmiddelen mogelijk te maken.
In de Europese octrooiaanvrage 383.409 is een methode beschreven voor het aanbrengen van versterkingen in een, bij voorkeur thermoplastische, kern van een sandwichmateriaal door een hoeveelheid plastisch materiaal door één van de toplagen heen onder druk in het kernmateriaal te injecteren, welk plastisch materiaal na injectie verhardt. De2e methode geeft goede mogelijkheden voor het aanbrengen van hulpmiddelen, zoals bevestigingsmiddelen, brackets, lamphouders en dergelijke.
Hoewel deze werkwijze een aanzienlijke verbetering geeft in vergelijking met de bekende methoden, is gebleken, dat het nog mogelijk is de eigenschappen van het uiteindelijke materiaal te verbeteren door het aanbrengen van het voorwerp op een specifieke wijze uit te voeren.
De uitvinding betreft derhalve een werkwijze voor het modificeren van een plaatvormig sandwichmateriaal omvattende een kernmateriaal aangebracht tussen twee toplagen, waarbij door één van de toplagen heen onder druk in het kernmateriaal een hoeveelheid thermoplastisch materiaal geïnjecteerd wordt, een voorwerp in het nog plastische materiaal geplaatst wordt, waarna het plastische materiaal verhardt.
Verrassenderwijs is gebleken, dat met de werkwijze volgens de uitvinding een sandwichmateriaal verkregen wordt dat een zeer goede hechting tussen het sandwichmateriaal en de aangébrachte modificatie bezit.
De modificatie van het sandwichmateriaal kan op verschillende manieren plaatsvinden. Een eerste mogelijkheid wordt gevormd door het aanbrengen van een versterking, waarin een voorwerp vast bevestigd wordt op de wijze volgens de uitvinding. Door de specifieke werkwijze wordt een zeer goede hechting verkregen, ook in het geval een voorwerp met een ongewone vorm aangebracht wordt. Met de bekende methode, waarbij eerst de versterking aangebracht wordt en vervolgens na uitharden een hulpmiddel geplaatst wordt, is het niet of nagenoeg niet mogelijk dergelijke voorwewrpen aan te brengen.
Een tweede variant van de werkwijze volgens de uitvinding is het aanbrengen van een voorwerp, dat vervolgens tijdens of na het uitharden verwijderd wordt. De verwijdering dient dan plaats te vinden nadat het thermoplastisch materiaal voldoende vormvast geworden is. Met deze methode vervaardigt men een modificatie die bestaat uit een versterking, welke zeer goed gehecht is in het sandwichmateriaal en welke voorzien is van een opening, bij voorbeeld door het materiaal heen of slechts door een deel van het materiaal.
Het is met deze methode ook mogelijk een schroefdraad aan te brengen in de modificatie. Men brengt volgens de uitvinding een voorwerp aan dat aan de buitenzijde voorzien is van een schroefdraad. Na verharding van de kunststof wordt het voorwerp uit de modificatie gedraaid.
Bij de uitvoeringsvorm waarbij het voorwerp uit de modificatie verwijderd wordt, is het mogelijk het voorwerp voorafgaand aan het inbrengen te voorzien van een lossingsmiddel, bij voorbeeld een siliconenverbinding.
Een groot voordeel van de uitvinding is tevens dat het mogelijk is een eenmaal aangebrachte bevestiging te repareren door het verwijderen van het aangebrachte voorwerp en het aanbrengen van een overmaats, nieuw onderdeel.
Bij het uitvoeren van de werkwijze heeft het de voorkeur als het voorwerp op het moment van het aanbrengen in het plastische materiaal een temperatuur heeft die lager is dan de temperatuur van het plastische materiaal van de versterking. Gebleken is dat in een dergelijk geval een optimale hechting van het voorwerp in de kern verkregen wordt. Als deze temperatuur gelijk is aan of hoger is dan de temperatuur van het plastische materiaal wordt een mindere, maar geen slechte hechting verkregen. Meer in het bijzonder heeft het voorwerp een temperatuur die niet hoger is dan 75°C en met de meeste voorkeur niet hoger is dan 35°C.
Uiteraard dient het materiaal van de versterking nog niet verhard te zijn als het voorwerp aangebracht wordt in de kern. De temperatuur van het plastische materiaal dient boven het verwekingspunt ervan te liggen, waarbij opgemerkt kan worden dat het de voorkeur heeft uit overwegingen van toepasbaarheid onder min of meer extreme temperatuur condities, een thermoplastische kunststof toe te passen met een verwekingstemperatuur die ten minste 50°C bedraagt, terwijl deze liefst boven 75°C ligt (HDT, volgens ASTM D 648-56).
Bij de uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding werkt men ten minste in twee stappen. In de eerste stap wordt het plastische materiaal onder druk in de kern geperst. Het injecteren kan direct door de toplaag heen gebeuren, mits de toplaag daar geschikt voor is. Anders dient eerst een opening gemaakt te worden in de toplaag. Dit kan met name nodig zijn in het geval één of beide toplagen van metaal of een ander, moeilijk doordringbaar, materiaal vervaardigd zijn.
Tijdens het injecteren verdringt en/of versmelt het plastische materiaal ter plaatse van de injectie het kernmateriaal. In het geval de kern. van het sandwicbmateriaal bestaat uit een thermoplastisch materiaal, bij voorbeeld een thermoplastisch kunststof schuim of een thermoplastisch honingraatmateriaal, treedt vooral versmelting op, zoals beschreven is in de Europese octrooiaanvrage 383.409. Als het kernmateriaal niet thermoplastisch is wordt het door het geïnjecteerde materiaal verdrongen. Uit het oogpunt van hechting en materiaaleigenschappen heeft het de voorkeur een thermoplastisch kernmateriaal toe te passen.
Bij voorkeur wordt de hoeveelheid van het te injecteren materiaal en de temperatuur ervan zodanig ingesteld, dat een deel van het kernmateriaal, meer in het bijzonder het schuim, ter plekke van de inspuiting wegsmelt.
Vervolgens wordt, als het materiaal nog plastisch is, dat wil zeggen als het nog zodanig wam is dat het onder druk vervloeien kan, het voorwerp in het plastische materiaal gebracht. Daarbij vloeit het plastische materiaal om het voorwerp heen en verhardt vrijwel instantaan door de lagere temperatuur en warmte opname van het het voorwerp. Volgens de uitvinding blijkt verrassenderwijs, dat door de drukopbouw in het plastische materiaal aanzienlijk minder krimp optreedt, vooral als het voorwerp aangébracht wordt op het moment dat het thermoplastische materiaal aan de buitenkant van de modificatie reeds aan het verharden is.
Als plastisch materiaal wordt bij voorkeur een thermoplastische kunststof of mengsel van thermoplastische kunststoffen toegepast met een verwekingstemperatuur van tenminste 50°C. Dergelijke kunststoffen kunnen onder meer gekozen zijn uit de groep bestaande uit polystyreen, styreenpolymeren, acrylaat en/of methacrylaat polymeren, polyolefinen, polyesters, zoals PET en PBT, polycarbonaat, polyetherimide, polyamide, polysulfon, polyethersulfon , polyetherketon, polyether-etherketon, polyetherketon-keton, polyfenyleenoxide, polyfenyleensulfide en mengsels van twee of meer van deze kunststoffen. Dergelijke materialen hebben niet alleen het voordeel, dat ze met gemak in de kern geïnjecteerd kunnen worden, maar deze dragen ook bij tot de verbetering van de drukvastheid van het plaatvormige materiaal.
Eventueel kunnen deze kunststoffen een hoeveelheid vezels bevatten, welke mee geïnjecteerd worden. De vezels zijn bij voorkeur gekozen uit de groep bestaande uit glasvezels, polyamidevezels, zoals aramidevezels, polyetheenvezels, polyestervezels en koolstofvezels.
Ook is het mogelijk een hoeveelheid blaasmiddel in de te injecteren kunststof op te nemen, welk blaasmiddel tijdens en na de injectie een schuim vormt van de geïnjecteerde kunststof. Uiteraard is het dan van wenselijk, dat de hoeveelheid schuimmiddel zodanig is, dat de dichtheid van de modificatie groter is dan de dichtheid van het omringende kernmateriaal, danwel dat de drukvastheid van het gevormde schuim groter is dan de drukvastheid van de kem.van het plaatvormige sandwichmateriaal.
Opgemerkt wordt, dat het ook mogelijk is twee plastische materialen tegelijk of achter elkaar te injecteren, daarbij kan met name gedacht worden aan zodanige injectie van twee verschillende materialen, dat één materiaal de kern van de inspuiting vormt en het andere materiaal een soort huid er om heen vormt. Dit kan zowel bereikt worden door gelijktijdige injectie van twee of meer materialen, als door consecutieve injectie van de twee of meer materialen. Bij het aanbrengen van het voorwerp dient dan wel rekening gehouden te worden met de gewenste constructie van de versterking.
Het te modificeren sandwichmateriaal kan op verschillende manieren opgebouwd zijn. in het algemeen bestaat het materiaal uit een kern en twee toplagen. De kern kan ook weer opgebouwd zijn uit een aantal lagen, bij voorbeeld versterkingslagen en opvullende lagen.
De kern kan bestaan · uit elk geschikt kernmateriaal, zoals een al dan niet thermoplastisch kunststofschuim, een al dan , niet thermoplastisch honingraatmateriaal of.een ander geschikt materiaal.
Als toplagen kunnen verschillende materialen in aanmerking komen. Voorbeelden zijn metaalplaten, bij voorbeeld aluminium, vezelversterkte kunststoffen en natuurlijke materialen, zoals hout.
De sandwichconstructie bestaat bij voorkeur uit een thermoplastisch, schuimvormig kernmateriaal en twee toplagen, welke bestaan uit een thermoplastische kunststof die versterkt is met een weefsel, een breisel, een vezelvlies of unidirectioneel aangebrachte vezels. Een dergelijk materiaal is onder meer beschreven in de Europese octrooiaanvragen nos. 264 495 en 269 148 die in de inleiding genoemd zijn.
De materialen waaruit het bij voorkeur toegepaste sandwichmateriaal opgebouwd kan zijn, zijn ook beschreven in de genoemde Europese octrooiaanvragen. Meer in het bijzonder is het thermoplastische schuimvormige kernmateriaal een polyetherimide schuim, een polycarbonaat schuim, een polymethacrylamide schuim, een polyesterschuim zoals een schuim van PET of PBT, een polyethersulfon schuim, een polyetherketon schuim, een polyether-etherketon- schuim, een polyetherketon-ketonschuim, een polyfenyleenoxide schuim, een polyfenyleensulfide schuim, danwel schuimmaterialen vervaardigd uit mengsels van thermoplastische kunststoffen waarin zich tenminste één van de genoemde thermoplastische kunststoffen bevindt. Het is ook mogelijk als kernmateriaal een combinatie van twee of meer schuimen toe te passen.
Eventueel kan men in het schuimmateriaal ook vezels aanbrengen. Dergelijke vezels kunnen gekozen zijn uit de groep bestaande uit glasvezels, polyamidevezels, zoals aramidevezels , polyetheenvezels, polyestervezels , koolstofvezels en combinatie van twee of meer van deze vezels.
Tevens kan het ter verbetering van de mechanische eigenschappen van het materiaal de voorkeur hébben vloeibare kristallijne materialen in het schuim op te nemen. Met name in het geval het schuim in situ tijdens het vervaardigen van het sandwichmateriaal gegenereerd wordt, blijkt de toepassing van dergelijke materialen goede resultaten op te leveren.
Bij toepassing van genoemde schuimmaterialen, in combinatie met de hierna te noemen thermoplastische kunststoffen voor de toplaag en de versterking verkrijgt men een optimale constructie van de versterking en een maximale sterkte van de totale constructie en van de versterkingspunten.
De toplagen bestaan bij voorkeur uit vezel ver sterkte kunststof, meer in het bijzonder uit een thermoplastische kunststof die versterkt is met een weefsel, oen breieel, een vezelvlies of unidirectioneel aangebrachte vezels.
De thermoplastische kunststof, het matrixmateriaal van de toplagen, is in het algemeen een kunststof of een mengsel van kunststoffen met een hoog verwekingspunt, bij voorbeeld polyester, zoals PET en PBT, polycarbonaat, polyetherimide, polyamide, polysulfon, polyethersulfon , polyetherketon, polyether-etherketon, polyetherketon-keton, polyfenyleenoxide, polyfenyleensulfide of een mengsel van twee of meer van deze kunststoffen. Het is ook mogelijk twee of meer verschillende toplagen of materialen voor de toplagen toe te passen.
in de toplaag zijn deze kunststoffen bij voorkeur versterkt met glasvezels, polyamidevezels, zoals aramidevezels, polyetheenvezels, polyestervezels en koolstofvezels. De aard van de vezelversterking in de toplaag heeft nagenoeg geen invloed op de condities voor het injecteren van de thermoplastische kunststof in de kern, maar de mate van versterking kan daar wel invloed op hebben. Hoe dichter namelijk de vezelversterking in de huid is, des te meer druk zal er uitgeoefend moeten worden om door de toplaag heen te injecteren. Deze drukvariaties liggen echter altijd binnen de gebruikelijke spuitgietdrukken. Bij zeer hoge dichtheden van de vezels in de huid kan het in bepaalde gevallen gewenst of voordelig zijn een klein gat voor te boren in de huid, :,····;
De sandwichconstructie kan vervaardigd worden door de toe te passen componenten, kernmateriaal en toplagen op elkaar te brengen, eventueel met hecht lagen ertussen, al dan niet onder toepassing van verwekingsmiddelen, en vervolgens onder toepassing van warmte en druk de lagen aan elkaar te hechten.
Bij toepassing van een schuimvormige kernmateriaal is het ook mogelijk het materiaal in situ te generen, door een latent opschuimbaar materiaal toe te passen, dat onder verwarming en/of drukverlaging opschuimt en hecht aan de toplagen. Een voorbeeld van een dergelijk latent opschuimbaar materiaal is beschreven in de Europese octrooiaanvrage 345.855, waarvan de inhoud hierin opgenomen is bij wijze van referentie. Het is zowel mogelijk dit materiaal toe te passen voor het kernmateriaal als voor additionele hechtlaag. Het is ook mogelijk de bekende themohardende schuimmaterialen toe te passen.
De eerste stap van de werkwijze volgens de uitvinding is zeer eenvoudig uit te voeren onder gebruikmaking van bestaande apparatuur. Bij toepassing van een spuitgietmachine behoeft men namelijk slechts de spuitkop ervan op de te versterken plaats te brengen en een afgepaste dosis gesmolten thermoplastische kunststof te injecteren.
Vervolgens brengt men met de hand of machinaal het voorwerp, bij voorbeeld een bevestigingshulpmiddel, een onderdeel of een produkt aan. Door de keus van materialen kan men bewerkstelligen, dat een goede hechting verkregen wordt tussen het voorwerp en de rest van het kernmateriaal. Met name de hechting aan de toplagen kan bij de bekende methoden voor het versterken van sandwichconstructies veel te wensen overlaten.
Voor de werkwijze kan men de gebruikelijke spuitgietmachines toepassen. Voor zover nodig kan een aanpassing geschieden om de spuitkop op de juiste plaats voor de injectie te brengen. Het is echter ook mogelijk gebruik te maken van gemodificeerde apparatuur, bij voorbeeld spuitgietmachines waarmee een injectie van het plastische materiaal direct in het kernmateriaal mogelijk is. Daartoe kan men bij voorbeeld gebruik maken van een inrichting die voorzien is van een soort ’naaldvormig' injectiemondstuk, dat door de toplaag heen in de kern gebracht wordt. Ook is het mogelijk gebruik te maken van mondstukken voorzien van meer dan één uitstroomopening, zodat meer dan één plastisch materiaal toegepast kan worden.
Bij de toepassing van verhoudingsgewijs hoge injectiedrukken kan het wenselijk zijn het plaatvormige materiaal aan de achterzijde, dat wil zeggen de zijde waar geen injectie plaats vindt te ondersteunen, teneinde te voorkomen, dat het plastische materiaal door de plaat heen gespoten wordt.
Het is ook mogelijk de thermoplastische kunststof van twee zijden van het sandwichmateriaal te injecteren, bij voorbeeld tegelijk of kort achter elkaar.
De dosering van de thermoplastische kunststof geschiedt in afhankelijkheid van de aard van het materiaal, de gewenste versterking in de kern en de dikte van de sandwichconstructie. Gebleken is evenwel, dat de hoeveelheid niet erg kritisch is. Voor een sandwichconstructie met een dikte van 8 mm, kan men een dosering van 0,5-20 ml plastisch materiaal toepassen. Men verkrijgt dan een goede lokale versterking.
Volgens de uitvinding verkrijgt men gemodificeerde sandwichmaterialen die voor diverse toepassingen geschikt zijn. Hierbij valt met name te denken aan allerlei voorwerpen die in de lucht- en ruimtevaartindustrie bruikbaar zijn. voorbeelden zijn wandpanelen van vliegtuigen, onderdelen van vliegtuigstoelen, onderdelen van wagentjes en dergelijke.
De aan te brengen voorwerpen kunnen sterk van elkaar verschillen. In de eerste plaats kan men inserts aanbrengen, zoals schroefdraadbussen of andere verankeringspunten. Men kan ook al dan niet verwijderbare vormstukken aanbrengen. Deze vormstukken kan men aanbrengen aan dezelfde kant van waaruit de injectie plaats gevonden heeft. Het is ook mogelijk het voorwerp van opzij te monteren.
Het voorwerp kan ook een hulpmiddel zijn waarop een produkt gespuitgiet kan worden. Dit kan aan de bovenzijde geschieden, maar ook aan de zijkant of aan de onderzijde.
De werkwijze volgens de uitvinding is toepasbaar op vlakke plaatvormige materialen, maar ook op reeds gevormde plaatvormige voorwerpen. Daarbij is tevens van belang, dat de versterking en het voorwerp in het algemeen geen invloed hebben op de verdere verwerkbaarheid en vervormbaarheid van het plaatvormige materiaal. Dit is van groot belang voor de thermoplastische sandwichconstructies van de genoemde Europese octrooiaanvragen, waarvan immers het grote voordeel is, dat deze voortdurend thermoplastisch vervormbaar blijven. De vervaardigings- en verwerkingsmethoden die beschreven zijn in de in de inleiding genoemde Europese octrooiaanvragen kunnen zonder problemen toegepast worden op de materialen volgens de uitvinding, zowel voor, als na het aanbrengen van het voorwerp.
Voorbeelden van aan te brengen voorwerpen zijn bij voorbeeld schroefbussen, scharnieren, scharnierpunten, en dergelijke.
De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een voorbeeld maar is daartoe niet beperkt.
voorbeeld
Een sandwichplaat bestaande uit een schuimkem van polyetherimide met een soortelijk gewicht van 90 kg/m3 en twee toplagen van glasvlies (107 g/m2), geïmpregneerd met polyetherimide (50%) , en een dikte van 5 mm, werd voorzien van een versterking. Dit geschiedde door injectie van gesmolten polyetherimide met behulp van een spuitgietkop, door de toplaag heen. Aan één zijde van de sandwichplaat werd deze ondersteund met een metalen plaat, terwijl aan de andere zijde de spuitkop tegen het oppervlak van de toplaag geplaatst werd. De spuitkop was voorzien van een oppervlaktevergroting. Door de kracht van de injectie werd het materiaal in de kern gespoten met een injectietijd van 2 seconden.
in het nog plastische materiaal van de versterking werd vervolgens een schroefbus geplaatst die op kamertemperatuur was.
Het verkregen, versterkte oppervlak had een diameter van 30 mm. De compressiesterkte ter plekke van de versterking bedroeg 170 N/mm2. De compressiesterkte van de plaat zelf bedroeg 3 N/mm2. De uittrekwaarde van de schroefbus was 240 kg. Een zelfde schroefbus, aangebracht in een reeds uitgeharde versterking leverde een uittrekwaarde van 160 kg.

Claims (18)

1. Werkwijze voor het modificeren van een plaatvormig sandwichmateriaal omvattende een kernmateriaal aangebracht tussen twee toplagen, waarbij door één van de toplagen heen onder druk in het kernmateriaal een hoeveelheid thermoplastisch materiaal geïnjecteerd wordt, een voorwerp in het nog plastische materiaal geplaatst wordt, waarna het plastische materiaal verhardt.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het voorwerp een insert, een bevestigingshulpmiddel, een onderdeel of een produkt is.
3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het voorwerp tijdens of na het verharden verwijderd wordt.
4. Werkwijze volgens conclusie l of 2, waarin het voorwerp op het moment van het aanbrengen in het plastische materiaal een temperatuur heeft die lager is dan de temperatuur van het plastische materiaal.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarin het voorwerp een temperatuur heeft die niet hoger is dan 75°C, meer in het bijzonder niet hoger is dan 35°C.
6. Werkwijze volgens conclusie 1-5, waarin het voorwerp geheel of gedeeltelijk bestaat uit metaal.
7. Werkwijze volgens conclusie 1-6, waarbij als thermoplastisch materiaal een thermoplastische kunststof toegepast wordt met een verwekingstemperatuur van tenminste 50°C.
8. Werkwijze volgens conclusie 1-7, waarbij de te injecteren thermoplastische kunststof gekozen is uit polystyreen, styreenpolymeren, acrylaat en/of methacrylaat polymeren, polyolefinen, polycarbonaat, polyetherimide, polyamide, polysulfon, polyethersulfon, polyetherketon, polyether-etherketon, polyetherketon-keton, polyfenyleenoxide, polyfenyleensulfide en mengsels van twee of meer van deze materialen.
9. Werkwijze volgens conclusie 1-8, waarbij de te injecteren thermoplastische kunststof tevens vezels bevat.
10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij de vezels gekozen zijn uit de groep bestaande uit glasvezels, polyamidevezels, zoals aramidevezels, polyetheenvezels, polyestervezels en koolstofvezels.
11. Werkwijze volgens conclusie 1-10, waarbij het kernmateriaal een al dan niet thermoplastisch kunststof schuim, of een al dan niet thermoplastisch honingraatmateriaal is.
12. Werkwijze volgens conclusie ll, waarbij een thermoplastische schuimvormige kernmateriaal toegepast wordt, dat gekozen is uit polyetherimide schuim, polycarbonaat schuim, polymethacrylamide schuim, polyesterschuim zoals een schuim van pet of pbt, polyethersulfon schuim, polyetherketon schuim, polyether-etherketon schuim, polyetherketon-ketonschuim, polyfenyleenoxide schuim, polyfenyleensulfide schuim, danwel een schuimmateriaal vervaardigd uit mengsels van thermoplastische kunststoffen waarin zich tenminste één van de genoemde thermoplastische kunststoffen bevindt.
13. werkwijze volgens conclusie ll of 12, waarbij het thermoplastische schuimvormige kernmateriaal tevens vezels bevat.
14. Werkwijze volgens conclusie 13, waarbij de vezels gekozen zijn uit de groep bestaande uit glasvezels, polyamidevezels, zoals aramidevezels, polyetheenvezels, polyestervezels en koolstofvezels.
15. Werkwijze volgens conclusie 1-14, waarbij als toplaag een thermoplastische kunststof toegepast wordt, welke kunststof versterkt is met vezels, bij voorkeur in de vorm van een weefsel, een breisel, een vezel vlies of unidirectioneel aangebrachte vezels.
16. Werkwijze volgens conclusie 15, waarbij de thermoplastische kunststof van de toplaag gekozen is uit polyester, zoals PET en PBT, polycarbonaat, polyetherimide, polyamide, polysulfon, polyethersulfon , polyetherketon, polyether-etherketon, polyetherketon-keton, polyfenyleenoxide, polyfenyleensulfide en mengsels van twee of meer van deze kunststoffen.
17. Werkwijze volgens conclusie 15 of 16, waarbij het materiaal van de versterking in de toplaag gekozen is uit glasvezels, polyamidevezels, zoals aramidevezels, polyetheenvezels, polyestervezels en koolstofvezels.
18. Sandwichmateriaal voorzien van een voorwerp of een opening verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens één of meer der conclusies 1-17.
NL9200781A 1992-04-28 1992-04-28 Sandwichmateriaal. NL9200781A (nl)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9200781A NL9200781A (nl) 1992-04-28 1992-04-28 Sandwichmateriaal.
PCT/NL1993/000088 WO1993022135A1 (en) 1992-04-28 1993-04-27 Sandwich material
JP5519140A JPH07508938A (ja) 1992-04-28 1993-04-27 サンドイッチ型材料
AU40916/93A AU4091693A (en) 1992-04-28 1993-04-27 Sandwich material
EP93910437A EP0671992A1 (en) 1992-04-28 1993-04-27 Sandwich material

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9200781A NL9200781A (nl) 1992-04-28 1992-04-28 Sandwichmateriaal.
NL9200781 1992-04-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9200781A true NL9200781A (nl) 1993-11-16

Family

ID=19860751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9200781A NL9200781A (nl) 1992-04-28 1992-04-28 Sandwichmateriaal.

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0671992A1 (nl)
JP (1) JPH07508938A (nl)
AU (1) AU4091693A (nl)
NL (1) NL9200781A (nl)
WO (1) WO1993022135A1 (nl)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3289744B2 (ja) * 1993-06-03 2002-06-10 三井化学株式会社 積層成形品及びその製造方法
NL1014112C2 (nl) * 2000-01-19 2001-07-20 Corus Staal Bv Metaal-kunststof-metaal laminaat en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk laminaat.
NL1024630C2 (nl) 2003-10-27 2005-04-28 Martin Theodoor De Groot Werkwijze voor het aanbrengen van een thermoplastische kunststof insert unit in een thermoplastisch kunststof sandwichproduct.
JP5785889B2 (ja) * 2012-03-14 2015-09-30 積水化成品工業株式会社 繊維強化複合体の製造方法
JP6668071B2 (ja) * 2015-12-25 2020-03-18 旭化成株式会社 繊維強化複合体
CN111566153A (zh) * 2017-08-24 2020-08-21 赢创运营有限公司 用于航空内饰的pei颗粒泡沫

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH486643A (de) * 1968-10-29 1970-02-28 Shur Lok Corp Verfahren zum Befestigen eines Befestigungseinsatzes in einer Leichtbauplatte sowie Befestigungseinsatz zur Ausführung des Verfahrens
DE2729066A1 (de) * 1977-06-28 1979-01-04 Messerschmitt Boelkow Blohm Verfahren zum praeparieren und/oder verbinden von aus vorgefertigten leichtbauplatten zugeschnittenen bauteilen
DE2834237C2 (de) * 1978-08-04 1980-05-22 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8000 Muenchen Verfahren zum Einbauen von Einsätzen in Leichtbau-Sandwichplatten
US4729705A (en) * 1987-02-02 1988-03-08 Atr International, Inc. Insert fastener in a lightweight panel
NL8900398A (nl) * 1989-02-17 1990-09-17 Schreiner Luchtvaart Werkwijze voor het aanbrengen van een plaatselijke versterking in een sandwichconstructie.

Also Published As

Publication number Publication date
AU4091693A (en) 1993-11-29
WO1993022135A1 (en) 1993-11-11
EP0671992A1 (en) 1995-09-20
JPH07508938A (ja) 1995-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0383409B1 (en) Sandwich panel material, and a method of providing a local reinforcement in a sandwich structure
EP0887168B1 (en) Method of molding a fiber-reinforced resin laminate and a laminated molding
US6767623B1 (en) Sandwich panel
EP1299219B1 (de) Verfahren zur herstellung von formteilen aus partikelschaum mit einer deckschicht
JPH0639134B2 (ja) 繊維強化プラスチツク材料の成形品及びその成形方法
CN117621577A (zh) 高强度低热释放复合材料
NL9001522A (nl) Werkwijze voor het vervaardigen van een voorwerp bestaande uit een schuimkern en eventueel een of meer afdeklagen.
NL9200781A (nl) Sandwichmateriaal.
EP0994773B1 (de) Verbundwerkstoff und verfahren zu seiner herstellung
US5192482A (en) Method of producing a local reinforcement in a sandwich structure
CZ298638B6 (cs) Zpusob výroby termoplastického tvarovaného dílu atermoplastický tvarovaný díl
US20040067353A1 (en) Self-foaming core reinforcement for laminate applications
EP0345855B1 (en) Process for adhering materials together
JP2018176576A (ja) 樹脂成形体及びその製造方法
JPH08150629A (ja) 熱可塑性樹脂複合板の成形方法及び装置
JPH07229049A (ja) 再生プラスチックを用いた合成ファイバ材料部材
JPH0427007B2 (nl)
JPH06155599A (ja) 繊維強化樹脂製品およびその製造方法
JP4010271B2 (ja) Frpサンドイッチパネル用ハニカム構造体
JP2986564B2 (ja) 複合成形物、その製法及びその中間素材並びにパネルの裏打ち材
JP3124301B2 (ja) 複合成形品の製造方法
NL1004572C2 (nl) Werkwijze voor het vervaardigen van een monolitisch kunststof voorwerp, alsmede met die werkwijze verkregen voorwerp.
JPH07137121A (ja) 樹脂発泡層を有する成形品及びその製造法
CN118265605A (zh) 热塑性聚合物夹芯板
JPH05193039A (ja) 軽量な繊維強化熱可塑性樹脂成形体及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed