具有由纤维增强的再生磨碎材料构成的层的形状稳定的复合材料制造技术

本发明专利技术涉及一种形状稳定的复合材料(10)，其具有两层柔韧层(12，14)，在这些层之间收纳有具有纤维增强的，包括热塑性粘合的纤维(26)的再生磨碎材料的层(20)，其中磨碎材料(22，24)的颗粒相互间和与柔韧层(12，14)材料锁合地连接，其特征在于：磨碎材料层(20)是多孔的。

A composite material with a stable shape of a layer made of fiber reinforced regenerative grinding materials

The invention relates to a composite material with stable shape (10), which has two layers of flexible layer (12, 14), housed in these layers with fiber reinforced, including thermoplastic bonding fibers (26) regeneration of pulverized materials layer (20), which ground material (22, 24 the interaction between particles) and flexible layer (12, 14) material locking connection, which is characterized in that the grinding material layer (20) is porous.

【技术实现步骤摘要】
具有由纤维增强的再生磨碎材料构成的层的形状稳定的复合材料
本专利技术涉及一种形状稳定的复合材料，其具有两层柔韧层，在这些层之间收纳有一层具有纤维增强的，包括热塑性粘合的纤维的再生磨碎材料的层，其中磨碎材料的颗粒相互间和与柔韧层材料锁合地连接。
技术介绍
例如由DE102005029229A1公知了一种这样的复合材料。这个公开文献公开了由长玻璃纤维增强的聚丙烯磨碎材料构成的板，在这些板内长玻璃纤维增强的聚丙烯磨碎材料位于两层无纺布垫之间。将由无纺布垫和设置在其间的磨碎材料构成的积层输送到一个热压机，在那里将所有熔化材料部分熔化，挤压和压实。结果因此是一个实心的，无夹杂气体的板，在该板内最初位于外侧的无纺布垫由磨碎材料的或/和无纺布垫本身的熔化的材料包围。因此使用长玻璃纤维增强的聚丙烯磨碎材料构成的所公知的板包括一个实心的聚丙烯母体，无纺布垫的不熔化的纤维部分包在该聚丙烯母体的位于更加外侧的区域内和磨碎材料的玻璃纤维包在这些区域之间。由DE10147527A1公知：使用一种由两层柔韧的覆盖层和一层设置在这些覆盖层之间的，由粉碎的工业下脚料构成的芯层组成的垫状复合结构制作机动车内饰件。其中工业下脚料来源于经粉碎的，在初次生产其他的机动车内饰件时产生的边角余料。边角余料混合有其他的组成成份。例如可以给边角余料增加机动车内饰件的经粉碎的旧废料，纤维或颗粒，诸如玻璃纤维，石棉，碳素纤维，聚丙烯纤维，聚酰胺-聚醚砜-纤维(Polyamid-PES-Faser)等。也可以给边角余料增加泡沫材料碎片。根据DE10147527A1优选通过一个缝线系统(Fadensystem)，即例如通过将覆盖层相互缝合构成由柔韧覆盖层和位于其间的，具有粉碎的工业下脚料的芯层组成的垫状复合结构。作为补充，可以在粉碎的工业下脚料中掺入颗粒状的粘合剂，该粘合剂在随后对垫状复合结构的加工中在压力作用和热作用下熔化并在冷却后重新凝固。由DE102005027257A1公知了具有一个由长玻璃纤维增强的聚丙烯磨碎材料构成的芯和由三层复合薄膜构成的覆盖层的压合板。覆盖层的复合薄膜在指向磨碎材料的侧面上具有一层聚丙烯层，该聚丙烯层可以与芯层的长玻璃纤维增强的聚丙烯磨碎材料进行材料锁合的焊接连接。具有至少一层由纤维增强的再生磨碎材料构成的层的，所公开的复合材料的缺点是它的吸音能力差。这一点使它不适合于投入到减少声音发出的应用中，在这些应用中希望降低声音发出，因而在那里此外不得不从初次生产起就使用价格高的复合材料。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是如下地进一步发展文首述及类型的，形状稳定的复合材料，即它相对现有技术中众所周知的复合材料具有提高的吸音效果，其中为了将复合材料的制造成本保持在低水平和为了通过产生的生产下脚料的再利用将其他的生产范围内的废物处理费用保持在微小水平，此外应该使用用于构成复合材料的再生磨碎材料。根据本专利技术，这个目的通过这种类型的，形状稳定的，其内的磨碎材料层是多孔的复合材料得以实现。通过磨碎材料层的多孔性，磨碎材料层和因此形状稳定的复合材料总体上是吸音的。通过选择或调节磨碎材料层的多孔性可以改变或调节吸音的程度以及吸收频率范围。为了进一步增强复合材料的吸音效果，优选柔韧层或覆盖层也是多孔的。磨碎材料层的多孔性-以及优选柔韧层的多孔性-为开放的多孔性，因而磨碎材料层就本身来说，然而总体上优选复合材料，允许气体沿着厚度方向通过，其中磨碎材料层或优选整个复合材料针对这个气流施加一个流动阻力。复合材料可以具有例如1000或1500g/m2至5000g/m2的单位面积重量。其中复合材料的流动阻力随着单位面积重量累进地上升，从一个在单位面积重量约为1500g/m2时的例如200至250Pas/m的特定区域的(flaechenspezifisch)流动阻力直到一个在单位面积重量约为5000g/m2时的约1800至1900Pas/m的特定的流动阻力。其中能够清楚地看到特定的流动阻力的累进的上升，即流动阻力在约2500g/m2的单位面积重量时可以在350与450Pas/m之间，而在约4000g/m2的单位面积重量时则在950与1050Pas/m之间。通过再生磨碎材料收纳在其间的柔韧层的构造变化可以与再生磨碎材料无关联地改变流动阻力。再生磨碎材料为了它以后可能的重复再利用优选是种类纯正的，就是说，再生磨碎材料层的磨碎材料颗粒具有基本上，例如在重量百分比至少为90％时，优选在重量百分比至少为94％时，同样的内容和构造，例如因为它们都来源于同样的初级产品。优选磨碎材料颗粒是LWRT-材料，即一种轻质纤维增强热塑性塑料(LWRT＝“LowWeightReinforcedThermoplast”(轻型增强热塑性复合材料))，因而磨碎材料颗粒已经具有颗粒固有的第一多孔性。在将复合材料加工成一个板状的半成品时可以继续保持这个源自作为LWRT-磨碎材料的磨碎材料颗粒的天然的第一多孔性，因为将恰好这样多的热量引入由两个柔韧层和设置在其间的再生磨碎材料构成的层的原构造(Lagen-Rohaufbau)内足够使磨碎材料颗粒在它们的颗粒界面上-并优选仅仅在它们的颗粒界面上-熔化，使得磨碎材料颗粒在压力下在它们的已熔化的颗粒界面上能够相互融合，而颗粒内部的多孔性不因此发生变化。通过这种方式方法，可以以一个颗粒界面贴靠在一个柔韧层上的或者通过一个压模内的压力与这个层接触的磨碎材料颗粒能够与接触它们的柔韧层熔化连接，使得不仅在磨碎材料颗粒相互之间，而且还在柔韧层与磨碎材料颗粒之间存在一个材料锁合的连接。优选这个材料锁合的连接由一方面在柔韧层内和另一方面在磨碎材料颗粒内存在的相容的热塑性塑料实现，使得本专利技术的形状稳定的复合材料优选不含附加的粘合剂。形状稳定的复合材料的制造过程如上面对其说明的那样由此是一种烧结过程，在该烧结过程中磨碎材料颗粒仅仅在它们的外侧表面(颗粒界面)上熔化，因而通过需加工的积层上的压力可以在颗粒相互之间和在颗粒与柔韧层之间构成所述的熔化连接。然而也可以考虑：例如当应该构成一个比初级磨碎材料更强压实的复合材料时或/和当形状稳定的复合材料应该具有更高的机械强度时，使磨碎材料颗粒完全融化。当-如原则上优选的那样-将LWRT-再生材料用作磨碎材料时，然后甚至在磨碎材料颗粒内的热塑性粘合塑料完全融化时也可以继续保持颗粒内的第一多孔性。然而因为在完全熔化的情况中比当仅仅使颗粒界面熔化时更多的热塑性塑料材料可以流动，可以在颗粒相互之间以及在颗粒与柔韧层之间实现更加牢固的连接。磨碎材料层除了颗粒内存在的第一多孔性之外可以具有颗粒之间的第二多孔性，例如因为在颗粒之间形成仅仅充满气体的穹隅(Zwickel)。根据制造复合材料时层的原构造的压实度，可以继续保持这些穹隅。颗粒之间的这个第二多孔性也有助于吸音。因此第二多孔性与第一多孔性相比可以在一个不同的频率范围内起吸音的作用。通常第二多孔性的平均微孔尺寸大于第一多孔性的平均微孔尺寸。这一点还取决于再生磨碎材料内的磨碎材料颗粒的所使用的平均颗粒尺寸。通常第二多孔性的平均微孔尺寸比第一多孔性的平均微孔尺寸大系数5以上，或甚至大系数10以上。磨碎材料层上的纤维重量份额优选在重量百分比的18与32％之间，特别优选在重量百分比的20与29％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形状稳定的复合材料(10)，其具有两层柔韧层(12，14)，在这些层之间收纳有具有纤维增强的，包括热塑性粘合的纤维(26)的再生磨碎材料的层(20)，其中磨碎材料(22，24)的颗粒相互间和与柔韧层(12，14)材料锁合地连接，其特征在于，磨碎材料层(20)是多孔的。

【技术特征摘要】
2016.07.11 DE 102016212589.31.一种形状稳定的复合材料(10)，其具有两层柔韧层(12，14)，在这些层之间收纳有具有纤维增强的，包括热塑性粘合的纤维(26)的再生磨碎材料的层(20)，其中磨碎材料(22，24)的颗粒相互间和与柔韧层(12，14)材料锁合地连接，其特征在于，磨碎材料层(20)是多孔的。2.根据权利要求1所述的形状稳定的复合材料(10)，其特征在于，磨碎材料层(20)具有磨碎材料颗粒(22，24)，这些磨碎材料颗粒在它们的颗粒界面(22a，24a)上相互熔化连接，其中磨碎材料颗粒(22，24)在它们的颗粒界面(22a，24a)内具有第一多孔性。3.根据权利要求2所述的形状稳定的复合材料(10)，其特征在于，磨碎材料层(20)在磨碎材料颗粒(22，24)之间具有第二多孔性。4.根据权利要求3所述的形状稳定的复合材料(10)，其特征在于，第二多孔性的平均微孔尺寸比第一多孔性的平均微孔尺寸大系数5以上，优选大系数10以上。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的形状稳定的复合材料(10)，其特征在于，磨碎材料颗粒(22，24)通过热塑性粘合塑料(28)，特别是通过聚烯烃，粘合的纤维由在粘合塑料(28)的熔化温度时形状稳定的，包括特别是玻璃纤维(26)，矿物纤维，天然纤维，由热固塑料或者由具有比粘合塑料(28)更高的熔点的热塑性塑料构成的纤维的材料，特别是由热塑性粘合的纤维(26)构成。6.根据权利要求5所述的形状...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·普法费尔胡贝尔，丹尼斯·施罗特，克里斯坦·阿尔特，赖因哈德·维尔特，埃哈德·勒姆布鲁克，
申请(专利权)人：劳士领汽车集团，
类型：发明
国别省市：德国,DE