連続気泡硬質フォームの複合材料
本発明は、サンドイッチ要素（４）および機能および／または装飾層（３）を含む複合材料に関する。サンドイッチ要素（４）は、連続気泡硬質フォームおよびこのコア層のいずれの側にも配置される少なくとも１つの外側層（２）を含む、少なくとも１つのコア層（１）を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの繊維層の間に挟まれた空間を有する複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合材料は、互いに接合した２以上の物質からなる材料である。得られた材料の特性は、材料、およびおそらくまた個々の成分の幾何学的特性により決定される。これは、異なった成分の特性を組み合わせることを可能とし、これにより可能性のある用途の広い範囲を見出す。最終生成物に要求される特性は、異なった出発材料を成分のために選択することにより、必要性に応じて調節することができる。
【０００３】
複合材料は、任意の幾つかの方法により製造される。１つの可能性は、サンドイッチ設計である。この設計は、異なった特性を有する幾つかの層が材料に組み込まれた半製品に用いられることが多い。構築法として、サンドイッチ設計は、成分が、比較的柔らかくおよび主に軽量のコア材料（スペーサー）により互いに離れた、力を通常取り込むカバー層から構成される軽量構築物の形態である。対応する部品は、その重量が軽いにも拘わらず高い曲げ耐性を有する。
【０００４】
コア材料は、異なった材料、例えば紙、段ボール、プラスチックまたは金属、バルサ材、波形金属板またはフォームから作られたハニカムから構成され得る。これは、せん断力を伝達し、カバー層を支持する。
【０００５】
サンドイッチ法により製造された複合材料についての用途としては、例えばレクリエーション用ボート、飛行機部品（機体、翼カバー）、貨車、乗り物および自動車部品、波乗り板および風力タービンの回転翼が挙げられる。
【０００６】
また、アラミド繊維のハニカムコアおよびガラス繊維プリプレグのカバー層を有するサンドイッチパネルも、現代的な航空機における調理室およびトイレのための壁として用いられる。
【０００７】
建築分野では、鋼強化コンクリート骨組み、断熱材およびクリンカーまたはコンクリートの外装パネルからなる既成のサンドイッチパネルが用いられる。さらに、金属カバー層および中間断熱材を有する複合材料は、サンドイッチ要素またはサンドイッチパネルと呼ばれる。
【０００８】
造船では、特にレクリエーション用ボートにおいて、この設計は既に広まっている。大きな船の建造では、具体的にはタンカーにおいて、サンドイッチ設計はより安全性を約束する。
【０００９】
また、サンドイッチ設計は、自動車組立に採用されている。このため、高い安定性が低重量と共に得られる。繊維強化プラスチックサンドイッチ成分の製造は、例えばＤＥ１００５７３６５Ａ１から知られている。
【００１０】
サンドイッチ設計に基づく自動車のためのルーフモジュールは、ＷＯ２００６／０９９９３９Ａ１およびＷＯ２００９／０４３４４６Ａ２から既知である。
【００１１】
サンドイッチ設計もまた太陽光技術に用いられる。従って、サンドイッチ要素を裏側カバーとして含むソーラーモジュールは、未公開のＰＣＴ／ＥＰ２００９／００３９５１から既知である。
【００１２】
さらに、２つの防水加工されたシートの間でスペーサーとして金属箔から構成されるサンドイッチ要素は、ＵＳ２００３／０１７８０５６Ａ１から知られている。この場合にも、該設計は、ソーラーパネルの裏側カバーとして用いられる。ソーラーパネルのための金属箔および封止ポリマー層からなる同様の設計もまた、ＤＥ１０２３１４０１Ａ１から知られている。
【００１３】
ハニカム構造または波形金属シートは、サンドイッチ要素におけるスペーサーとして用いられることが多い。これらの空間は、通常、外側層を両側上に有する。この外側層は、プラスチックシートから構成される場合が多い。このようなシートのスペーサーによる接合は、通常、高温にて加圧下で行われる。スペーサーの構造がシートより浮かび上がることが多く、サンドイッチ要素の表面は平滑ではない。
【００１４】
サンドイッチ要素が、後に目に触れる機会の多い建築材料として用いられる場合には、このような不規則な表面は望ましくない。例えば、ソーラーパネルに用いられる場合、このような不規則な表面は、ラミネートを分離する際に既に個々の太陽電池に損傷を与え得る影響を有する。
【００１５】
ハニカム構造より引き起こされる不規則な表面およびソーラーパネルの破壊は、独立硬質フォームコアをスペーサーとして用いることにより、原理上防止することができる。この先行技術による解決法の欠点は、上記複合材料がプレスすることにより製造されることであり、機能または装飾層を最初に供給することが含まれる。次いで、そこに、反応が未だ完了していないサンドイッチ要素が適用され、プレスされる。機能層およびサンドイッチ要素の間に閉じ込められた空気は、機能層もコアも空気を吸収することができず、または通過させることができないので、逃れることができない。また、大きい構造では、長い距離のため側面に向かって逃れることができない。この結果、機能層の表面欠陥または破壊をもたらす気泡が生じる。
【００１６】
また、空気を含有することができるハニカム構造の使用も、先行技術において知られているが、該ハニカム構造が機能または装飾層上でのプレス工程により浮かび上がるか、機能または装飾層を破壊する欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】国際公開第２００６／０９９９３９号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００９／０４３４４６号パンフレット
【特許文献３】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／００３９５１
【特許文献４】米国特許出願公開第２００３／０１７８０５６号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０２３１４０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従って、本発明の目的は、サンドイッチ設計により得られ、および先行技術の欠点を防止する複合材料を提供することである。特に、対応する複合材料は、スペーサーの構造が目に見えない平滑な表面（クラスＡ仕上げ）を広い面積にわたって有することとなる。表面は、極めて平滑であり、窪み、空気含有または同様の欠陥を有さない。また、サンドイッチ要素の表面は、機能要素、例えばソーラーパネルを、サンドイッチ要素により、または表面上に輪郭が浮かび上がることになるスペーサーにより予め損傷を与えることなく該表面に付着させることができることとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
意外にも、所定の連続気泡割合を有する硬質フォームコアは、複合材料に悪影響を与えることなくプレス工程の間に閉じ込められた空気を吸収することができることを見出した。同時に、この硬質フォームコアは、圧縮において十分に高い弾性係数または十分に高い圧縮強度を有し、該硬質フォームコアは、複合材料をプレスする場合に崩壊しない。繊維層は、その間に硬質フォームコアを供給し、コアにしっかりと接合する。硬質フォームコアの選択された剛性により、本発明による構造もまた十分に機械的剛性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１では、２つの繊維充填ポリウレタン層（２）の間に埋め込まれるスペーサー（１）から構成される。そして、スペーサー（１）およびポリウレタン層（２）から構成されるサンドイッチ要素（４）は、機能および／または装飾層（３）へ、必要に応じて接着層により接合することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
最初の実施態様では、本発明の目的は、２つの繊維充填ポリウレタン層（２）の間に挟まれたスペーサー（１）から構成され、該スペーサーが連続気泡フォームを含むことを特徴とする複合材料により得られる。
【００２２】
適当な連続気泡硬質フォームコアとしては、例えばポリウレタンに基づく連続気泡硬質フォームコアが挙げられる。さらに、例えば連続気泡（網状）ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＳまたはＥＰＳフォームまたは連続気泡金属またはセラミックフォームもスペーサーとして適当である。
【００２３】
本発明による構造は、例えば、機能層がプラスチックまたは装飾シートである場合には自動車（ルーフモジュール）の外装部品を製造するために用いることができる。機能層が薄膜ソーラー積層体である場合にはソーラーモジュールを製造することもできる。
【００２４】
本発明によれば、上記連続気泡硬質フォームは、３０〜１５０ｋｇ／ｍ３、好ましくは４０〜１２０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは５０〜１００ｋｇ／ｍ３の嵩密度を有する（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ８４５により測定）。これらの硬質フォームは、≧１０％、好ましくは≧１２％、より好ましくは≧１５％の連続細孔割合、≧０．２ＭＰａ、好ましくは≧０．３ＭＰａ、より好ましくは≧０．４ＭＰａの圧縮強度（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ８２６による圧縮試験により測定）および≧６ＭＰａ、より好ましくは≧１０ＭＰａの圧縮における弾性率（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ８２６に従う圧縮試験により測定）を有する。特に、本発明による複合材料は、機能および／または装飾層（３）を更に含む。
【００２５】
経験によれば、＞１５０ｋｇ／ｍ３の嵩密度を有する（ＰＵＲ）硬質フォームは独立気泡である。また、更なるプロセス工程（例えば、網目＝オートクレーブ中での正圧または負圧によるフォーム気泡の意図的な開裂）により、より高い嵩密度および剛性または強度を有する連続気泡フォームを得ることもでき、用いることができる。
【００２６】
先行技術に記載の複合材料にわたる本発明の優位性は、該複合材料をソーラー積層体における裏面カバーとして、ルーフモジュールまたは他の部品として用いる場合に、製造工程の間に閉じ込められた空気を、連続気泡硬質フォームを通して逃すことができるか、または連続気泡硬質フォームにより吸収させることができることである。対応する生成物を得るための方法によれば、通常、まず、サンドイッチ要素（４）を供給し、次いで、装飾および／または機能層（３）を任意の接着層により適用することが知られている。この装飾および／または機能層（３）を適用する場合、これと下層のサンドイッチ要素（４）との間に空気が存在する。接合工程の間、圧力は必要に応じて高温にて適用し、真空も適用し得る。小さい面積の複合材料では、空気を端から逃すことができる。しかしながら、これは、広い面積の材料においては可能ではない。従って、空気は、サンドイッチ要素（４）および機能および／または装飾層（３）の間に閉じ込められたままである。
【００２７】
本発明によるサンドイッチ要素（４）では、スペーサー（１）は、空気が吸収されるかまたは硬質フォームの連続気泡から逃れることができるような設計を有する。これは、サンドイッチ要素（４）および機能および／または装飾層（３）の間での空気含有を防止する。
【００２８】
本発明によれば、２つの繊維層（２）の間にスペーサー（１）が存在する。これらの繊維層（２）は、通常、樹脂、特にポリウレタン樹脂を含浸させた繊維材料である。用いるポリウレタン樹脂は、
ａ）少なくとも１つのポリイソシアネート、
ｂ）少なくとも１つの短鎖ポリオールおよび少なくとも１つの長鎖ポリオールを含み、出発ポリオールが２〜６の官能価を有する、３００〜７００の平均ＯＨ価を有する少なくとも１つのポリオール成分、
ｃ）水、
ｄ）活性剤、
ｅ）安定剤、
ｆ）任意の補助剤、離型剤および／または添加剤
を反応させることにより得られる。
【００２９】
好ましくは、適当な長鎖ポリオールとしては、少なくとも２個〜多くとも６個のイソシアネート反応性Ｈ原子を有するポリオールが挙げられ、好ましくは５〜１００、好ましくは２０〜７０、より好ましくは２８〜５６のＯＨ価を有するポリエステルポリオールおよびポリエーテルポリオールを用いる。
【００３０】
適当な短鎖ポリオールとしては、１５０〜２０００、好ましくは２５０〜１５００、より好ましくは３００〜１１００のＯＨ価を有する短鎖ポリオールが挙げられる。
【００３１】
本発明によれば、ジフェニルメタンジイソシアネート系列（ｐＭＤＩ型）の高級核（ｈｉｇｈｅｒ−ｎｕｃｌｅａｒ）イソシアネート、これと上記成分の混合物とのプレポリマーを好ましく用いる。
【００３２】
水は、ポリオール処方物（成分ｂ）〜ｆ））の１００重量部について０〜３．０、好ましくは０〜２．０重量部の量で用いる。
【００３３】
連鎖成長および架橋反応のためにそれ自体通常用いられる活性化剤、例えばアミンまたは金属塩等を、触媒作用のために用いる。
【００３４】
ポリエーテルシロキサン、好ましくは水溶性成分を、発泡安定剤として好ましく用いる。安定剤は、ポリオール処方物（成分ｂ）〜ｆ））の１００重量部を基準として０．０１〜５重量部の量で通常適用する。
【００３５】
必要に応じて補助剤、離型剤および添加剤、例えば表面活性添加剤、例えば乳化剤、難燃剤、核形成剤、抗酸化剤、潤滑剤、離型剤、染料、分散剤、発泡剤および顔料等を、ポリウレタン樹脂を製造するための反応混合物へ添加し得る。
【００３６】
成分は、ポリイソシアネートａ）のＮＣＯ基と成分ｂ）およびｃ）および必要に応じてｄ）、ｅ）およびｆ）のイソシアネート反応性水素の合計との当量比が、０．８：１〜１．４：１、好ましくは０．９：１〜１．３：１となるような量で反応させる。
【００３７】
さらに、繊維層のための樹脂として、熱可塑性材料、例えばＰＥ、ＰＰ、ＰＡまたは先行技術から既知の他の熱可塑性材料等を用い得る。熱硬化性成形材料、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、フタル酸ジアリル樹脂、メタクリレート樹脂またはアミノ樹脂、例えばメラミン樹脂またはウレア樹脂等を、繊維状層のための樹脂として用いてもよい。
【００３８】
繊維層のための繊維材料として、ガラス繊維マット、ガラス繊維ウェブ、ガラス繊維ランダム繊維マット、ガラス繊維編織布、チョップトまたは粉末ガラスまたは鉱物繊維、天然繊維マットおよびニット、チョップト天然繊維並びにポリマー、炭素およびアラミド繊維に基づく繊維マット、ウェブおよびニット、並びにこれらの混合物を用い得る。
【００３９】
上記繊維層（２）に、最終製品に必要とされる剛性を有する連続気泡硬質フォーム（１）から作られたスペーサーを供給する。さらに、本発明によれば層（２）は、空気について透過性である。
【００４０】
従って、本発明によるサンドイッチ要素（４）は、例えばソーラーパネルを製造するために適している。この場合には、ソーラー積層体を、機能層（３）として用いる。操作の間に、上記ソーラー積層体は、光源に面する透明層、および少なくとも１つの太陽電池を有する接着層を有する。
【００４１】
前記透明層は、以下の材料から製造され得る：ガラス、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ塩化ビニル、フッ素含有ポリマー、エポキシド、熱可塑性ポリウレタン、またはこのような材料の任意の組み合わせ。脂肪族イソシアネートに基づく透明ポリウレタンを用いてもよい。ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）および／またはＨ１２−ＭＤＩ（飽和メチレンジフェニルジイソシアネート）をイソシアネートとして用いる。ポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオールをポリオール成分として用い、鎖延長剤を用い、脂肪族系を好ましく用いる。
【００４２】
透明層を、プレート、プラスチックシートまたは複合材料シートとして組み込み得る。好ましくは、保護層を、透明層へ、例えばペイントまたはプラズマ層の形態で適用し得る。このような手段により、透明層はより柔軟にすることができ、モジュールにおける応力を更に低下させ得る。更なる保護層は、外部からの影響に対する保護を取り込むこととなる。
【００４３】
接着層は、好ましくは、以下の特性を有する：３５０ｎｍ〜１１５０ｎｍの範囲内での高い透明性、およびシリコンへおよび透明層の材料およびサンドイッチ要素への優れた接着性。接着層は、透明層および／またはサンドイッチ要素上へ積層される１以上の接着層から構成し得る。
【００４４】
接着層は、透明層、太陽電池およびサンドイッチ要素の異なった熱膨張係数により引き起こされる応力を補うために柔軟である。接着層は、好ましくは、必要に応じて着色剤を与え得る熱可塑性ポリウレタンから作られる。あるいは、接着層は、例えばエチレン酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリビニルブチラールまたはシリコンゴムから製造してもよい。
【００４５】
機能層（３）に加えて、本発明によるサンドイッチ要素は、装飾層（３）をも有し得る。対応する複合材料は、例えば自動車組立における組立部品を製造するために適している。例えばクラスＡ仕上げを有するルーフモジュールを、本発明による複合材料から製造することができる。
【００４６】
装飾層（３）として、一般に既知のシート、特に熱可塑性プラスチックシート、例えばアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル（ＡＳＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、熱可塑性ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレンおよび／またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）に基づく通常用いられるシートを用い得る。好ましくは、２層シートを前記熱可塑性装飾層（３）として用い、第１層は、ＰＭＭＡに基づき、第２層は、ＡＳＡおよび／またはＰＣに基づく。さらに、被覆または塗装シートを用いてもよい。今度は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）に基づくシート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル（ＡＳＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、熱可塑性ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレンおよび／またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）は、基材層として適当である。
【００４７】
全ての通常の金属箔を前記装飾層（３）として用いてもよく、好ましくは、アルミニウム箔または鋼箔、特にいわゆるアルミニウムコイル被覆物を用いる。
【００４８】
このような装飾層（３）は、市販され、その製造は、一般に知られている。上記シートは一般に、０．２〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜１．５ｍｍの厚みを有する。
【００４９】
例えば、ポリカーボネートまたはＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）のスペーサー層およびＰＭＭＡ（ポリ（メチルメタクリレート））の表面層を有する共押出シートも、装飾層（３）として用いる。しかしながら、ＡＢＳのモノシートも可能である。これらは、好ましくは、８００ＭＰａ、好ましくは１０００ＭＰａ〜１０００００ＭＰａの弾性率を有し、その固有の剛性は、幾つかの基本的な安定性を提供する。
【００５０】
他の実施態様では、本発明による複合材料は、プラスチックフレームを有する。上記プラスチックフレームは、繊維充填ポリウレタン層（２）により被覆されていない側から侵入し得る湿気、空気または他の外部からの影響からスペーサー（１）を保護する。全サンドイッチ要素（４）の品質は、湿気の侵入により大きく影響を受け得る。この場合、均質な表面、従って良好な光学的外観および機能および／または装飾層（３）の良好な接着性は、確保されない。このような影響は、本発明によるフレームにより予防する。
【００５１】
本発明によるプラスチックフレームはまた、繊維強化ポリウレタン、特にガラス繊維強化ポリウレタンから構成される。このようなポリウレタンは、例えば有機ジ−および／またはポリイソシアネートと少なくとも１つのポリエーテルポリオールとを反応させることにより得られる。適当なイソシアネート成分としては、例えばＷ．ＳｉｅｆｋｅｎによりＪｕｓｔｕｓ Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎａｌｅｎ ｄｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ、第５６２巻、第７５〜１３６頁に記載の脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、芳香族およびヘテロ環式ポリイソシアネートが挙げられる。
【００５２】
２〜８、特に２〜４の官能価、２０〜１０００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは２５〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価および１０〜１００％の第１級ヒドロキシ基を有するポリオールを、ポリエーテルポリオールとして好ましく用いる。ポリオールは、一般に、４００〜１００００ｇ／モル、好ましくは６００〜６０００ｇ／モルの分子量を有する。ポリエーテルポリオールは、より高い加水分解安定性により特に好ましい。
【００５３】
好ましい実施態様では、少なくとも２つのポリエーテルポリオールの混合物を用い、第１ポリエーテルポリオールは、２０〜５０、好ましくは２５〜４０のＯＨ価を有し、第２ポリエーテルポリオールは、１００〜３５０、好ましくは１８０〜３００のＯＨ価を有し、第１ポリエーテルポリオールと第２ポリエーテルポリオールの重量比は一般に、９９：１〜８０：２０である。
【００５４】
本発明によるフレームを形成する本発明によるポリウレタンプラスチック材料は、必要に応じて、更なる異なったポリエーテルポリオール、ポリマーポリオールおよび必要に応じて鎖延長剤を含有する。さらに、アミン触媒、金属触媒および必要に応じて他の添加剤を存在させることが可能である。表面活性添加剤、例えば先行技術から既知の乳化剤、発泡安定剤、安定剤、潤滑剤、離型剤、染料、分散剤および／または顔料等を添加剤として用い得る。
【００５５】
他の実施態様では、本発明の目的は、本発明による複合材料を製造するための方法により達成される。このような方法は、
ｉ）連続気泡硬質フォームの少なくとも１つのスペーサーおよび該スペーサー（１）のいずれの側にも付与される少なくとも１つの繊維充填ポリウレタン層（２）から構成されるサンドイッチ要素（４）を供給し、
ｉｉ）必要に応じて、プラスチックシートの形態でまたはキャスト組成物としての接着層を、サンドイッチ要素（４）の暴露表面へ適用し、
ｉｉｉ）機能および／または装飾層（３）を適用し、および
ｉｖ）この積層体を、必要に応じて温度の影響下で、および／または必要に応じて真空を適用させながらプレスする
ことを特徴とする。
【００５６】
別の方法では、個々の層を供給する順序を変更し得る。従って、複合材料を製造するための本発明による他の方法は、
ｉ）機能および／または装飾層（３）を供給し、
ｉｉ）必要に応じて、プラスチックシートの形態での、またはキャスト組成物としての接着層を、前記層（３）へ適用し、
ｉｉｉ）連続気泡硬質フォームの少なくとも１つのスペーサーおよび該スペーサー（１）のいずれの側にも付与される少なくとも１つの層（２）から構成されるサンドイッチ要素（４）を適用し、および
ｉｖ）この積層体を、必要に応じて温度の影響下で、および／または必要に応じて真空を適用させながらプレスする
ことを特徴とする。
【００５７】
他の実施態様では、本発明の目的は、本発明による複合材料の、ソーラーモジュール、ルーフモジュール、車体部品、乗り物における構造部品、機体または飛行機構造物、トリム要素または装飾要素としての使用により達成される。
【００５８】
図１を用いて、本発明を、例により更に説明する。図１では、２つの繊維充填ポリウレタン層（２）の間に埋め込まれるスペーサー（１）から構成される。スペーサー（１）およびポリウレタン層（２）から構成されるサンドイッチ要素（４）は、今度は、機能および／または装飾層（３）へ、必要に応じて接着層により接合することができる。
【実施例】
【００５９】
薄膜ソーラー積層体を製造するために、１２５μｍ厚ポリカーボネートフィルム（Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧ、レーバークーゼンのタイプＭａｋｒｏｆｏｌ（登録商標）ＤＥ １−４）を前部層として用いた。２つの４８０μｍ厚ＴＰＵフィルム（企業Ｅｔｉｍｅｘ、Ｒｏｔｔｅｎａｃｋｅｒ、ドイツのタイプＶｉｓｔａｓｏｌａｒ（登録商標））は、ホットメルト接着層として働く。個々の成分を、ポリカーボネートフィルム、ＴＰＵフィルム、４つのシリコン太陽電池およびＴＰＵフィルムの順で重ねて、積層体を形成し、まず、真空ラミネーター（ＮＰＣ、東京、日本）中で１５０℃にて６分間真空にし、次いで１バールの圧力下で７分間圧縮して薄膜ソーラー積層体を形成する。
【００６０】
サンドイッチ要素としてＢａｙｐｒｅｇ（登録商標）ｓａｎｄｗｉｃｈを用いた。サンドイッチ要素を製造するために、３００ｇ／ｍ２の単位面積当たり重量を有する型Ｍ１２３のランダム繊維マットを、企業Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧからの型Ｂａｙｎａｔ（系Ｂａｙｎａｔ ８１ＩＦ６０Ｂ／Ｄｅｓｍｏｄｕｒ ＶＰ．ＰＵ ０７５８）のポリウレタン硬質フォームプレート（厚み１０ｍｍ、嵩密度６６ｋｇ／ｍ３（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ８４５に従って測定）、開放細孔割合１５．１％（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ８４５）、≧６ＭＰａ、より好ましくは≧１０ＭＰａの圧縮における弾性率（ＤＩＮ ＥＮ ８２６に従う圧縮試験により測定）、１１．５８ＭＰａの圧縮における弾性率（ＤＩＮ ＥＮ ８２６に従って測定）および０．４３ＭＰａの圧縮強度（ＤＩＮ ＥＮ ８２６に従って測定）の両側に配置した。次いで、この構造の両側上に、３００ｇ／ｍ２の反応性ポリウレタン系を、高圧加工機を用いて噴霧した。ポリオール（Ｂａｙｐｒｅｇ（登録商標） ＶＰ．ＰＵ ０１ＩＦ１３）およびイソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標） ＶＰ．ＰＵ ０８ＩＦ０１）からなるＢａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧ、レーバークーゼンからのポリウレタン系を用いて１００〜２３５．７の混合比にて用いた（指数１２９）。
【００６１】
また、ポリウレタン硬質フォームプレートおよびポリウレタンで噴霧されたランダム繊維マットのアセンブリを、ＴＰＵシート（４８０μｍ、企業Ｅｔｉｍｅｘ、ロッテナッカー、ドイツからの型Ｖｉｓｔａｓｏｌａｒ（登録商標））を底部上に予め挿入した圧縮金型中へ移した。金型を１３０℃にて温度制御し、アセンブリを、９０秒間圧縮して１０ｍｍ厚サンドイッチソーラーモジュールを与えた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの繊維層の間に挟まれた空間を有する複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合材料は、互いに接合した２以上の物質からなる材料である。得られた材料の特性は、材料、およびおそらくまた個々の成分の幾何学的特性により決定される。これは、異なった成分の特性を組み合わせることを可能とし、これにより可能性のある用途の広い範囲を見出す。最終生成物に要求される特性は、異なった出発材料を成分のために選択することにより、必要性に応じて調節することができる。
【０００３】
複合材料は、任意の幾つかの方法により製造される。１つの可能性は、サンドイッチ設計である。この設計は、異なった特性を有する幾つかの層が材料に組み込まれた半製品に用いられることが多い。構築法として、サンドイッチ設計は、成分が、比較的柔らかくおよび主に軽量のコア材料（スペーサー）により互いに離れた、力を通常取り込むカバー層から構成される軽量構築物の形態である。対応する部品は、その重量が軽いにも拘わらず高い曲げ耐性を有する。
【０００４】
コア材料は、異なった材料、例えば紙、段ボール、プラスチックまたは金属、バルサ材、波形金属板またはフォームから作られたハニカムから構成され得る。これは、せん断力を伝達し、カバー層を支持する。
【０００５】
サンドイッチ法により製造された複合材料についての用途としては、例えばレクリエーション用ボート、飛行機部品（機体、翼カバー）、貨車、乗り物および自動車部品、波乗り板および風力タービンの回転翼が挙げられる。
【０００６】
また、アラミド繊維のハニカムコアおよびガラス繊維プリプレグのカバー層を有するサンドイッチパネルも、現代的な航空機における調理室およびトイレのための壁として用いられる。
【０００７】
建築分野では、鋼強化コンクリート骨組み、断熱材およびクリンカーまたはコンクリートの外装パネルからなる既成のサンドイッチパネルが用いられる。さらに、金属カバー層および中間断熱材を有する複合材料は、サンドイッチ要素またはサンドイッチパネルと呼ばれる。
【０００８】
造船では、特にレクリエーション用ボートにおいて、この設計は既に広まっている。大きな船の建造では、具体的にはタンカーにおいて、サンドイッチ設計はより安全性を約束する。
【０００９】
また、サンドイッチ設計は、自動車組立に採用されている。このため、高い安定性が低重量と共に得られる。繊維強化プラスチックサンドイッチ成分の製造は、例えばＤＥ１００５７３６５Ａ１から知られている。
【００１０】
サンドイッチ設計に基づく自動車のためのルーフモジュールは、ＷＯ２００６／０９９９３９Ａ１およびＷＯ２００９／０４３４４６Ａ２から既知である。
【００１１】
サンドイッチ設計もまた太陽光技術に用いられる。従って、サンドイッチ要素を裏側カバーとして含むソーラーモジュールは、未公開のＰＣＴ／ＥＰ２００９／００３９５１から既知である。
【００１２】
さらに、２つの防水加工されたシートの間でスペーサーとして金属箔から構成されるサンドイッチ要素は、ＵＳ２００３／０１７８０５６Ａ１から知られている。この場合にも、該設計は、ソーラーパネルの裏側カバーとして用いられる。ソーラーパネルのための金属箔および封止ポリマー層からなる同様の設計もまた、ＤＥ１０２３１４０１Ａ１から知られている。
【００１３】
ハニカム構造または波形金属シートは、サンドイッチ要素におけるスペーサーとして用いられることが多い。これらの空間は、通常、外側層を両側上に有する。この外側層は、プラスチックシートから構成される場合が多い。このようなシートのスペーサーによる接合は、通常、高温にて加圧下で行われる。スペーサーの構造がシートより浮かび上がることが多く、サンドイッチ要素の表面は平滑ではない。
【００１４】
サンドイッチ要素が、後に目に触れる機会の多い建築材料として用いられる場合には、このような不規則な表面は望ましくない。例えば、ソーラーパネルに用いられる場合、このような不規則な表面は、ラミネートを分離する際に既に個々の太陽電池に損傷を与え得る影響を有する。
【００１５】
ハニカム構造より引き起こされる不規則な表面およびソーラーパネルの破壊は、独立硬質フォームコアをスペーサーとして用いることにより、原理上防止することができる。この先行技術による解決法の欠点は、上記複合材料がプレスすることにより製造されることであり、機能または装飾層を最初に供給することが含まれる。次いで、そこに、反応が未だ完了していないサンドイッチ要素が適用され、プレスされる。機能層およびサンドイッチ要素の間に閉じ込められた空気は、機能層もコアも空気を吸収することができず、または通過させることができないので、逃れることができない。また、大きい構造では、長い距離のため側面に向かって逃れることができない。この結果、機能層の表面欠陥または破壊をもたらす気泡が生じる。
【００１６】
また、空気を含有することができるハニカム構造の使用も、先行技術において知られているが、該ハニカム構造が機能または装飾層上でのプレス工程により浮かび上がるか、機能または装飾層を破壊する欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】国際公開第２００６／０９９９３９号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００９／０４３４４６号パンフレット
【特許文献３】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／００３９５１
【特許文献４】米国特許出願公開第２００３／０１７８０５６号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０２３１４０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従って、本発明の目的は、サンドイッチ設計により得られ、および先行技術の欠点を防止する複合材料を提供することである。特に、対応する複合材料は、スペーサーの構造が目に見えない平滑な表面（クラスＡ仕上げ）を広い面積にわたって有することとなる。表面は、極めて平滑であり、窪み、空気含有または同様の欠陥を有さない。また、サンドイッチ要素の表面は、機能要素、例えばソーラーパネルを、サンドイッチ要素により、または表面上に輪郭が浮かび上がることになるスペーサーにより予め損傷を与えることなく該表面に付着させることができることとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
意外にも、所定の連続気泡割合を有する硬質フォームコアは、複合材料に悪影響を与えることなくプレス工程の間に閉じ込められた空気を吸収することができることを見出した。同時に、この硬質フォームコアは、圧縮において十分に高い弾性係数または十分に高い圧縮強度を有し、該硬質フォームコアは、複合材料をプレスする場合に崩壊しない。繊維層は、その間に硬質フォームコアを供給し、コアにしっかりと接合する。硬質フォームコアの選択された剛性により、本発明による構造もまた十分に機械的剛性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１では、２つの繊維充填ポリウレタン層（２）の間に埋め込まれるスペーサー（１）から構成される。そして、スペーサー（１）およびポリウレタン層（２）から構成されるサンドイッチ要素（４）は、機能および／または装飾層（３）へ、必要に応じて接着層により接合することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
最初の実施態様では、本発明の目的は、２つの繊維充填ポリウレタン層（２）の間に挟まれたスペーサー（１）から構成され、該スペーサーが連続気泡フォームを含むことを特徴とする複合材料により得られる。
【００２２】
適当な連続気泡硬質フォームコアとしては、例えばポリウレタンに基づく連続気泡硬質フォームコアが挙げられる。さらに、例えば連続気泡（網状）ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＳまたはＥＰＳフォームまたは連続気泡金属またはセラミックフォームもスペーサーとして適当である。
【００２３】
本発明による構造は、例えば、機能層がプラスチックまたは装飾シートである場合には自動車（ルーフモジュール）の外装部品を製造するために用いることができる。機能層が薄膜ソーラー積層体である場合にはソーラーモジュールを製造することもできる。
【００２４】
本発明によれば、上記連続気泡硬質フォームは、３０〜１５０ｋｇ／ｍ３、好ましくは４０〜１２０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは５０〜１００ｋｇ／ｍ３の嵩密度を有する（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ８４５により測定）。これらの硬質フォームは、≧１０％、好ましくは≧１２％、より好ましくは≧１５％の連続細孔割合、≧０．２ＭＰａ、好ましくは≧０．３ＭＰａ、より好ましくは≧０．４ＭＰａの圧縮強度（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ８２６による圧縮試験により測定）および≧６ＭＰａ、より好ましくは≧１０ＭＰａの圧縮における弾性率（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ８２６に従う圧縮試験により測定）を有する。特に、本発明による複合材料は、機能および／または装飾層（３）を更に含む。
【００２５】
経験によれば、＞１５０ｋｇ／ｍ３の嵩密度を有する（ＰＵＲ）硬質フォームは独立気泡である。また、更なるプロセス工程（例えば、網目＝オートクレーブ中での正圧または負圧によるフォーム気泡の意図的な開裂）により、より高い嵩密度および剛性または強度を有する連続気泡フォームを得ることもでき、用いることができる。
【００２６】
先行技術に記載の複合材料にわたる本発明の優位性は、該複合材料をソーラー積層体における裏面カバーとして、ルーフモジュールまたは他の部品として用いる場合に、製造工程の間に閉じ込められた空気を、連続気泡硬質フォームを通して逃すことができるか、または連続気泡硬質フォームにより吸収させることができることである。対応する生成物を得るための方法によれば、通常、まず、サンドイッチ要素（４）を供給し、次いで、装飾および／または機能層（３）を任意の接着層により適用することが知られている。この装飾および／または機能層（３）を適用する場合、これと下層のサンドイッチ要素（４）との間に空気が存在する。接合工程の間、圧力は必要に応じて高温にて適用し、真空も適用し得る。小さい面積の複合材料では、空気を端から逃すことができる。しかしながら、これは、広い面積の材料においては可能ではない。従って、空気は、サンドイッチ要素（４）および機能および／または装飾層（３）の間に閉じ込められたままである。
【００２７】
本発明によるサンドイッチ要素（４）では、スペーサー（１）は、空気が吸収されるかまたは硬質フォームの連続気泡から逃れることができるような設計を有する。これは、サンドイッチ要素（４）および機能および／または装飾層（３）の間での空気含有を防止する。
【００２８】
本発明によれば、２つの繊維層（２）の間にスペーサー（１）が存在する。これらの繊維層（２）は、通常、樹脂、特にポリウレタン樹脂を含浸させた繊維材料である。用いるポリウレタン樹脂は、
ａ）少なくとも１つのポリイソシアネート、
ｂ）少なくとも１つの短鎖ポリオールおよび少なくとも１つの長鎖ポリオールを含み、出発ポリオールが２〜６の官能価を有する、３００〜７００の平均ＯＨ価を有する少なくとも１つのポリオール成分、
ｃ）水、
ｄ）活性剤、
ｅ）安定剤、
ｆ）任意の補助剤、離型剤および／または添加剤
を反応させることにより得られる。
【００２９】
好ましくは、適当な長鎖ポリオールとしては、少なくとも２個〜多くとも６個のイソシアネート反応性Ｈ原子を有するポリオールが挙げられ、好ましくは５〜１００、好ましくは２０〜７０、より好ましくは２８〜５６のＯＨ価を有するポリエステルポリオールおよびポリエーテルポリオールを用いる。
【００３０】
適当な短鎖ポリオールとしては、１５０〜２０００、好ましくは２５０〜１５００、より好ましくは３００〜１１００のＯＨ価を有する短鎖ポリオールが挙げられる。
【００３１】
本発明によれば、ジフェニルメタンジイソシアネート系列（ｐＭＤＩ型）の高級核（ｈｉｇｈｅｒ−ｎｕｃｌｅａｒ）イソシアネート、これと上記成分の混合物とのプレポリマーを好ましく用いる。
【００３２】
水は、ポリオール処方物（成分ｂ）〜ｆ））の１００重量部について０〜３．０、好ましくは０〜２．０重量部の量で用いる。
【００３３】
連鎖成長および架橋反応のためにそれ自体通常用いられる活性化剤、例えばアミンまたは金属塩等を、触媒作用のために用いる。
【００３４】
ポリエーテルシロキサン、好ましくは水溶性成分を、発泡安定剤として好ましく用いる。安定剤は、ポリオール処方物（成分ｂ）〜ｆ））の１００重量部を基準として０．０１〜５重量部の量で通常適用する。
【００３５】
必要に応じて補助剤、離型剤および添加剤、例えば表面活性添加剤、例えば乳化剤、難燃剤、核形成剤、抗酸化剤、潤滑剤、離型剤、染料、分散剤、発泡剤および顔料等を、ポリウレタン樹脂を製造するための反応混合物へ添加し得る。
【００３６】
成分は、ポリイソシアネートａ）のＮＣＯ基と成分ｂ）およびｃ）および必要に応じてｄ）、ｅ）およびｆ）のイソシアネート反応性水素の合計との当量比が、０．８：１〜１．４：１、好ましくは０．９：１〜１．３：１となるような量で反応させる。
【００３７】
さらに、繊維層のための樹脂として、熱可塑性材料、例えばＰＥ、ＰＰ、ＰＡまたは先行技術から既知の他の熱可塑性材料等を用い得る。熱硬化性成形材料、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、フタル酸ジアリル樹脂、メタクリレート樹脂またはアミノ樹脂、例えばメラミン樹脂またはウレア樹脂等を、繊維状層のための樹脂として用いてもよい。
【００３８】
繊維層のための繊維材料として、ガラス繊維マット、ガラス繊維ウェブ、ガラス繊維ランダム繊維マット、ガラス繊維編織布、チョップトまたは粉末ガラスまたは鉱物繊維、天然繊維マットおよびニット、チョップト天然繊維並びにポリマー、炭素およびアラミド繊維に基づく繊維マット、ウェブおよびニット、並びにこれらの混合物を用い得る。
【００３９】
上記繊維層（２）に、最終製品に必要とされる剛性を有する連続気泡硬質フォーム（１）から作られたスペーサーを供給する。さらに、本発明によれば層（２）は、空気について透過性である。
【００４０】
従って、本発明によるサンドイッチ要素（４）は、例えばソーラーパネルを製造するために適している。この場合には、ソーラー積層体を、機能層（３）として用いる。操作の間に、上記ソーラー積層体は、光源に面する透明層、および少なくとも１つの太陽電池を有する接着層を有する。
【００４１】
前記透明層は、以下の材料から製造され得る：ガラス、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ塩化ビニル、フッ素含有ポリマー、エポキシド、熱可塑性ポリウレタン、またはこのような材料の任意の組み合わせ。脂肪族イソシアネートに基づく透明ポリウレタンを用いてもよい。ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）および／またはＨ１２−ＭＤＩ（飽和メチレンジフェニルジイソシアネート）をイソシアネートとして用いる。ポリエーテルおよび／またはポリエステルポリオールをポリオール成分として用い、鎖延長剤を用い、脂肪族系を好ましく用いる。
【００４２】
透明層を、プレート、プラスチックシートまたは複合材料シートとして組み込み得る。好ましくは、保護層を、透明層へ、例えばペイントまたはプラズマ層の形態で適用し得る。このような手段により、透明層はより柔軟にすることができ、モジュールにおける応力を更に低下させ得る。更なる保護層は、外部からの影響に対する保護を取り込むこととなる。
【００４３】
接着層は、好ましくは、以下の特性を有する：３５０ｎｍ〜１１５０ｎｍの範囲内での高い透明性、およびシリコンへおよび透明層の材料およびサンドイッチ要素への優れた接着性。接着層は、透明層および／またはサンドイッチ要素上へ積層される１以上の接着層から構成し得る。
【００４４】
接着層は、透明層、太陽電池およびサンドイッチ要素の異なった熱膨張係数により引き起こされる応力を補うために柔軟である。接着層は、好ましくは、必要に応じて着色剤を与え得る熱可塑性ポリウレタンから作られる。あるいは、接着層は、例えばエチレン酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリビニルブチラールまたはシリコンゴムから製造してもよい。
【００４５】
機能層（３）に加えて、本発明によるサンドイッチ要素は、装飾層（３）をも有し得る。対応する複合材料は、例えば自動車組立における組立部品を製造するために適している。例えばクラスＡ仕上げを有するルーフモジュールを、本発明による複合材料から製造することができる。
【００４６】
装飾層（３）として、一般に既知のシート、特に熱可塑性プラスチックシート、例えばアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル（ＡＳＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、熱可塑性ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレンおよび／またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）に基づく通常用いられるシートを用い得る。好ましくは、２層シートを前記熱可塑性装飾層（３）として用い、第１層は、ＰＭＭＡに基づき、第２層は、ＡＳＡおよび／またはＰＣに基づく。さらに、被覆または塗装シートを用いてもよい。今度は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）に基づくシート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル（ＡＳＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、熱可塑性ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレンおよび／またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）は、基材層として適当である。
【００４７】
全ての通常の金属箔を前記装飾層（３）として用いてもよく、好ましくは、アルミニウム箔または鋼箔、特にいわゆるアルミニウムコイル被覆物を用いる。
【００４８】
このような装飾層（３）は、市販され、その製造は、一般に知られている。上記シートは一般に、０．２〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜１．５ｍｍの厚みを有する。
【００４９】
例えば、ポリカーボネートまたはＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）のスペーサー層およびＰＭＭＡ（ポリ（メチルメタクリレート））の表面層を有する共押出シートも、装飾層（３）として用いる。しかしながら、ＡＢＳのモノシートも可能である。これらは、好ましくは、８００ＭＰａ、好ましくは１０００ＭＰａ〜１０００００ＭＰａの弾性率を有し、その固有の剛性は、幾つかの基本的な安定性を提供する。
【００５０】
他の実施態様では、本発明による複合材料は、プラスチックフレームを有する。上記プラスチックフレームは、繊維充填ポリウレタン層（２）により被覆されていない側から侵入し得る湿気、空気または他の外部からの影響からスペーサー（１）を保護する。全サンドイッチ要素（４）の品質は、湿気の侵入により大きく影響を受け得る。この場合、均質な表面、従って良好な光学的外観および機能および／または装飾層（３）の良好な接着性は、確保されない。このような影響は、本発明によるフレームにより予防する。
【００５１】
本発明によるプラスチックフレームはまた、繊維強化ポリウレタン、特にガラス繊維強化ポリウレタンから構成される。このようなポリウレタンは、例えば有機ジ−および／またはポリイソシアネートと少なくとも１つのポリエーテルポリオールとを反応させることにより得られる。適当なイソシアネート成分としては、例えばＷ．ＳｉｅｆｋｅｎによりＪｕｓｔｕｓ Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎａｌｅｎ ｄｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ、第５６２巻、第７５〜１３６頁に記載の脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、芳香族およびヘテロ環式ポリイソシアネートが挙げられる。
【００５２】
２〜８、特に２〜４の官能価、２０〜１０００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは２５〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇのヒドロキシル価および１０〜１００％の第１級ヒドロキシ基を有するポリオールを、ポリエーテルポリオールとして好ましく用いる。ポリオールは、一般に、４００〜１００００ｇ／モル、好ましくは６００〜６０００ｇ／モルの分子量を有する。ポリエーテルポリオールは、より高い加水分解安定性により特に好ましい。
【００５３】
好ましい実施態様では、少なくとも２つのポリエーテルポリオールの混合物を用い、第１ポリエーテルポリオールは、２０〜５０、好ましくは２５〜４０のＯＨ価を有し、第２ポリエーテルポリオールは、１００〜３５０、好ましくは１８０〜３００のＯＨ価を有し、第１ポリエーテルポリオールと第２ポリエーテルポリオールの重量比は一般に、９９：１〜８０：２０である。
【００５４】
本発明によるフレームを形成する本発明によるポリウレタンプラスチック材料は、必要に応じて、更なる異なったポリエーテルポリオール、ポリマーポリオールおよび必要に応じて鎖延長剤を含有する。さらに、アミン触媒、金属触媒および必要に応じて他の添加剤を存在させることが可能である。表面活性添加剤、例えば先行技術から既知の乳化剤、発泡安定剤、安定剤、潤滑剤、離型剤、染料、分散剤および／または顔料等を添加剤として用い得る。
【００５５】
他の実施態様では、本発明の目的は、本発明による複合材料を製造するための方法により達成される。このような方法は、
ｉ）連続気泡硬質フォームの少なくとも１つのスペーサーおよび該スペーサー（１）のいずれの側にも付与される少なくとも１つの繊維充填ポリウレタン層（２）から構成されるサンドイッチ要素（４）を供給し、
ｉｉ）必要に応じて、プラスチックシートの形態でまたはキャスト組成物としての接着層を、サンドイッチ要素（４）の暴露表面へ適用し、
ｉｉｉ）機能および／または装飾層（３）を適用し、および
ｉｖ）この積層体を、必要に応じて温度の影響下で、および／または必要に応じて真空を適用させながらプレスする
ことを特徴とする。
【００５６】
別の方法では、個々の層を供給する順序を変更し得る。従って、複合材料を製造するための本発明による他の方法は、
ｉ）機能および／または装飾層（３）を供給し、
ｉｉ）必要に応じて、プラスチックシートの形態での、またはキャスト組成物としての接着層を、前記層（３）へ適用し、
ｉｉｉ）連続気泡硬質フォームの少なくとも１つのスペーサーおよび該スペーサー（１）のいずれの側にも付与される少なくとも１つの層（２）から構成されるサンドイッチ要素（４）を適用し、および
ｉｖ）この積層体を、必要に応じて温度の影響下で、および／または必要に応じて真空を適用させながらプレスする
ことを特徴とする。
【００５７】
他の実施態様では、本発明の目的は、本発明による複合材料の、ソーラーモジュール、ルーフモジュール、車体部品、乗り物における構造部品、機体または飛行機構造物、トリム要素または装飾要素としての使用により達成される。
【００５８】
図１を用いて、本発明を、例により更に説明する。図１では、２つの繊維充填ポリウレタン層（２）の間に埋め込まれるスペーサー（１）から構成される。スペーサー（１）およびポリウレタン層（２）から構成されるサンドイッチ要素（４）は、今度は、機能および／または装飾層（３）へ、必要に応じて接着層により接合することができる。
【実施例】
【００５９】
薄膜ソーラー積層体を製造するために、１２５μｍ厚ポリカーボネートフィルム（Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧ、レーバークーゼンのタイプＭａｋｒｏｆｏｌ（登録商標）ＤＥ １−４）を前部層として用いた。２つの４８０μｍ厚ＴＰＵフィルム（企業Ｅｔｉｍｅｘ、Ｒｏｔｔｅｎａｃｋｅｒ、ドイツのタイプＶｉｓｔａｓｏｌａｒ（登録商標））は、ホットメルト接着層として働く。個々の成分を、ポリカーボネートフィルム、ＴＰＵフィルム、４つのシリコン太陽電池およびＴＰＵフィルムの順で重ねて、積層体を形成し、まず、真空ラミネーター（ＮＰＣ、東京、日本）中で１５０℃にて６分間真空にし、次いで１バールの圧力下で７分間圧縮して薄膜ソーラー積層体を形成する。
【００６０】
サンドイッチ要素としてＢａｙｐｒｅｇ（登録商標）ｓａｎｄｗｉｃｈを用いた。サンドイッチ要素を製造するために、３００ｇ／ｍ２の単位面積当たり重量を有する型Ｍ１２３のランダム繊維マットを、企業Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧからの型Ｂａｙｎａｔ（系Ｂａｙｎａｔ ８１ＩＦ６０Ｂ／Ｄｅｓｍｏｄｕｒ ＶＰ．ＰＵ ０７５８）のポリウレタン硬質フォームプレート（厚み１０ｍｍ、嵩密度６６ｋｇ／ｍ３（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ８４５に従って測定）、開放細孔割合１５．１％（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ８４５）、≧６ＭＰａ、より好ましくは≧１０ＭＰａの圧縮における弾性率（ＤＩＮ ＥＮ ８２６に従う圧縮試験により測定）、１１．５８ＭＰａの圧縮における弾性率（ＤＩＮ ＥＮ ８２６に従って測定）および０．４３ＭＰａの圧縮強度（ＤＩＮ ＥＮ ８２６に従って測定）の両側に配置した。次いで、この構造の両側上に、３００ｇ／ｍ２の反応性ポリウレタン系を、高圧加工機を用いて噴霧した。ポリオール（Ｂａｙｐｒｅｇ（登録商標） ＶＰ．ＰＵ ０１ＩＦ１３）およびイソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標） ＶＰ．ＰＵ ０８ＩＦ０１）からなるＢａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧ、レーバークーゼンからのポリウレタン系を用いて１００〜２３５．７の混合比にて用いた（指数１２９）。
【００６１】
また、ポリウレタン硬質フォームプレートおよびポリウレタンで噴霧されたランダム繊維マットのアセンブリを、ＴＰＵシート（４８０μｍ、企業Ｅｔｉｍｅｘ、ロッテナッカー、ドイツからの型Ｖｉｓｔａｓｏｌａｒ（登録商標））を底部上に予め挿入した圧縮金型中へ移した。金型を１３０℃にて温度制御し、アセンブリを、９０秒間圧縮して１０ｍｍ厚サンドイッチソーラーモジュールを与えた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの繊維層（２）の間に挟まれたスペーサー（１）から構成され、該スペーサーが、≧１０％の連続細孔割合を有する連続気泡硬質フォームを含むことを特徴とする複合材料。
【請求項２】
前記連続気泡硬質フォームは、ＰＵＲ硬質フォームであることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
【請求項３】
前記連続気泡硬質フォームは、３０〜１５０ｋｇ／ｍ３の嵩密度を有することを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
【請求項４】
少なくとも１つの機能および／または装飾層（３）を更に含む、請求項１に記載の複合材料。
【請求項５】
前記機能層（３）は、光源に面する透明層および少なくとも１つの太陽電池を有する接着層を含むソーラー積層体であることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
【請求項６】
前記透明層は、プラスチックシートまたはガラス窓を含むことを特徴とする、請求項７に記載の複合材料。
【請求項７】
前記装飾層（３）は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル（ＡＳＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、熱可塑性ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレンおよび／またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）に基づくシートを含む群から選択されるシート、または
２層シートであって、第１層はＰＭＭＡに基づきおよび第２層はＡＳＡおよび／またはＰＣに基づく２層シートを含むか、またはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル（ＡＳＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、熱可塑性ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレンおよび／またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）に基づくシートを含む群から選択される被覆または塗装シートを含むことを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
【請求項８】
プラスチックのフレームを有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の複合材料。
【請求項９】
前記フレームは、繊維充填ポリウレタンを含むことを特徴とする、請求項８に記載の複合材料。
【請求項１０】
ｉ）連続気泡硬質フォームの少なくとも１つのスペーサーおよび該スペーサー（１）のいずれの側にも付与される少なくとも１つの繊維充填ポリウレタン層（２）から構成されるサンドイッチ要素（４）を供給し、
ｉｉ）必要に応じて、プラスチックシートの形態でまたはキャスト組成物としての接着層を、サンドイッチ要素（４）の暴露表面へ適用し、
ｉｉｉ）機能および／または装飾層（３）を適用し、および
ｉｖ）該積層体を、必要に応じて温度の影響下で、および／または必要に応じて真空を適用させながらプレスする
ことを特徴とする、請求項１に記載の複合材料の製造方法。
【請求項１１】
ｉ）機能および／または装飾層（３）を供給し、
ｉｉ）必要に応じて、プラスチックシートの形態での、またはキャスト組成物としての接着層を、前記層（３）へ適用し、
ｉｉｉ）連続気泡硬質フォームの少なくとも１つのスペーサーおよび該スペーサー（１）のいずれの側にも付与される少なくとも１つの層（２）から構成されるサンドイッチ要素（４）を適用し、および
ｉｖ）該積層体を、必要に応じて温度の影響下で、および／または必要に応じて真空を適用させながらプレスする
ことを特徴とする、請求項１に記載の複合材料の製造方法。
【請求項１２】
ソーラーモジュール、ルーフモジュール、車体部品、乗り物における構造部品、機体または飛行機構造物、トリム要素または装飾要素としての、請求項１に記載の複合材料の使用。
【請求項１】
２つの繊維層（２）の間に挟まれたスペーサー（１）から構成され、該スペーサーが、≧１０％の連続細孔割合を有する連続気泡硬質フォームを含むことを特徴とする複合材料。
【請求項２】
前記連続気泡硬質フォームは、ＰＵＲ硬質フォームであることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
【請求項３】
前記連続気泡硬質フォームは、３０〜１５０ｋｇ／ｍ３の嵩密度を有することを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
【請求項４】
少なくとも１つの機能および／または装飾層（３）を更に含む、請求項１に記載の複合材料。
【請求項５】
前記機能層（３）は、光源に面する透明層および少なくとも１つの太陽電池を有する接着層を含むソーラー積層体であることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
【請求項６】
前記透明層は、プラスチックシートまたはガラス窓を含むことを特徴とする、請求項７に記載の複合材料。
【請求項７】
前記装飾層（３）は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル（ＡＳＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、熱可塑性ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレンおよび／またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）に基づくシートを含む群から選択されるシート、または
２層シートであって、第１層はＰＭＭＡに基づきおよび第２層はＡＳＡおよび／またはＰＣに基づく２層シートを含むか、またはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル（ＡＳＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、熱可塑性ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレンおよび／またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）に基づくシートを含む群から選択される被覆または塗装シートを含むことを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
【請求項８】
プラスチックのフレームを有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の複合材料。
【請求項９】
前記フレームは、繊維充填ポリウレタンを含むことを特徴とする、請求項８に記載の複合材料。
【請求項１０】
ｉ）連続気泡硬質フォームの少なくとも１つのスペーサーおよび該スペーサー（１）のいずれの側にも付与される少なくとも１つの繊維充填ポリウレタン層（２）から構成されるサンドイッチ要素（４）を供給し、
ｉｉ）必要に応じて、プラスチックシートの形態でまたはキャスト組成物としての接着層を、サンドイッチ要素（４）の暴露表面へ適用し、
ｉｉｉ）機能および／または装飾層（３）を適用し、および
ｉｖ）該積層体を、必要に応じて温度の影響下で、および／または必要に応じて真空を適用させながらプレスする
ことを特徴とする、請求項１に記載の複合材料の製造方法。
【請求項１１】
ｉ）機能および／または装飾層（３）を供給し、
ｉｉ）必要に応じて、プラスチックシートの形態での、またはキャスト組成物としての接着層を、前記層（３）へ適用し、
ｉｉｉ）連続気泡硬質フォームの少なくとも１つのスペーサーおよび該スペーサー（１）のいずれの側にも付与される少なくとも１つの層（２）から構成されるサンドイッチ要素（４）を適用し、および
ｉｖ）該積層体を、必要に応じて温度の影響下で、および／または必要に応じて真空を適用させながらプレスする
ことを特徴とする、請求項１に記載の複合材料の製造方法。
【請求項１２】
ソーラーモジュール、ルーフモジュール、車体部品、乗り物における構造部品、機体または飛行機構造物、トリム要素または装飾要素としての、請求項１に記載の複合材料の使用。
【図１】
【公表番号】特表２０１３−５０６５７５（Ｐ２０１３−５０６５７５Ａ）
【公表日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３１４２４（Ｐ２０１２−５３１４２４）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６４５３１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３９２９８
【国際公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（５０４０３７３４６）バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト (728)
【氏名又は名称原語表記】Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６４５３１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３９２９８
【国際公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（５０４０３７３４６）バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト (728)
【氏名又は名称原語表記】Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
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