用于汽车工业的蜂窝夹层结构制造技术

用于汽车应用的夹层结构，包括在两侧覆盖有外表层(1a、1b)的蜂窝芯层(2)，其中每个外表层包括任意铺设的熔纺涤纶双组分纤维丝(4)，所述纤维丝被交叉缠绕(6、7)并缝制(8)成非纺织物垫(9)，并在所述夹层结构的成型过程中被压缩来形成具有粘结的纤维丝的致密外表层，所述致密外表层被粘结到所述芯层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于汽车工业的夹层结构及其制造方法。夹层板通常由外表层或表面层制成，所述外表层或表面层粘结到芯层材料例如蜂窝状结构等的相对两侧来形成夹层板。
技术介绍
在汽车工业中，夹层板用于需要高强度和轻重量的广泛应用中。例如，具有纸板或热塑性蜂窝芯层并具有玻璃纤维或自然纤维垫增强外表层的夹层板用于天窗板、硬顶、包裹架、备用轮胎盖和行李舱地板组件等。夹层结构利用了弯曲加载的板的芯层不会承载太多的表面内压力，且不会提供该部分的表面这一实际情况。整个夹层结构中的芯层材料通常相对较厚，并具有比外表层更低的密度。对芯层的基本机械要求是阻止外表层相对彼此的运动(表面内或表面外，in-plane and out-of-plane)。夹层芯层的足够的表面外压缩特性是需要的,从而支撑外·表层以维持外表层与中性轴之间的距离，阻止外表层弯曲并限制外表层由于局部表面外加载而变形。此外，芯层的足够的表面外剪切特性是需要的，以限制由于弯曲力矩和横向载荷而导致的外表层相对彼此的表面内移动。芯层还可具有附加性能，例如热量隔离、声音隔离或碰撞中的能量吸收。夹层结构中的外表层承载表面内张力/压力和表面内剪切力。外表层通常相对较薄，且具有高硬度和强度。除了单位重量的高机械表面内性能，外表层材料通常还要满足其它要求,例如低成本、高表面质量和良好的碰撞性能。构造的芯层材料能够划分成三个不同的类别-点状支撑，例如，织物芯层，其为完全敞开的支撑；-单向支撑，例如，起皱褶的芯层型，其向一侧敞开，以及-双向支撑，例如，蜂窝芯层，其仅在厚度方向上敞开。结构芯层材料特别是蜂窝芯层主要由于其高价格而没有广泛地用在汽车应用中。一些车顶蓬内衬被形成有起皱褶的芯层。但是，蜂窝状结构在这些区域中是一种流行的芯层材料，其高的强度-重量比和抗疲劳破坏性变成重要的特征。包括金属和复合材料的多种产品已经用来生产蜂窝芯层。已经形成使用便宜的热塑性材料的新工艺，这减少了芯层材料的价格。一个很好地改进的工艺是通过一组挤压的管来生产管状蜂窝结构(W099/41061)。在管被挤压后，它们随后被堆叠并焊接在一起。已知的挤压塑料材料是例如聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)等。另一种表面外的挤压芯层是由Induplast/Nidacore公司生产的六边形蜂窝状结构(W0 87/00119)。在一些小块的蜂窝状结构被挤压后，它们被焊接成较大块并切割成优选尺寸的蜂窝状结构。W09716304公开了一种生产蜂窝状结构的不同方式，例如由PP或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成的蜂窝状结构。每个蜂窝状结构借助移动工具通过接触焊接单独地形成。通过该方法，同样可能由非纺织物形成热塑性蜂窝状结构。其它类型的生产方法是基于膨胀技术，借此一堆焊接的条带膨胀形成实际的蜂窝状结构，例如W00151273。使用条状材料生产蜂窝状结构的另一种生产工艺是W00100397中公开的编织工艺。W00032382中公开的蜂窝状结构的另一种生产工艺是基于热塑性薄膜的使用。该薄膜首先在旋转成型单元中形成，并又被折叠来形成蜂窝状结构。最后，折叠的结构被焊接在一起来确定结构并获得最终产品。这些管状蜂窝芯层以及其它表面外挤压的蜂窝状结构已经用于不同的结构应用中，例如，汽车备用轮胎盖，其中PP管状芯层被结合有玻璃纤维强化的PP外表层。该机械性能在很大程度上取决于芯层的密度和管的直径。在任何夹层板的形成中重要考虑的因素是表层板粘结到蜂窝状结构的方式。通常使用粘合剂来将表层板粘结到芯层。该粘合剂必须牢固地将表面或外表层粘结到芯层，以便于载荷从一个表面传递到另一个表面，并允许结构满足通常使用的压力计算方法中暗含的所有假定。如果粘合剂不起作用，那么会严重地损坏面板的强度。粘合剂在使用蜂窝状结构作为芯层的夹层板中是特别关键的，这是因为蜂窝状结构的边缘在相对小的表面区域 上接触面板。例如，W097/32752公开了一种用于车顶蓬内衬的修剪零件，该车顶蓬内衬具有涤纶蜂窝芯层和作为外表层的缝制的涤纶垫，由此使用粉末或纤维网层形式的粘合层将这些垫层压到芯层。将复合面板应用到蜂窝状结构的一个工艺包括形成预浸料坯板，其包括至少一个纤维加强层和未硬化的树脂基体。预浸料坯是用在复合材料工业中的技术用语，用来识别垫、织物、非纺织材料、纤维束或粗纱，其已经被预浸溃过树脂并准备用于最终硬化。薄膜粘合剂通常被添加到预浸溃芯层组件，然后通过在需要的温度下硬化预浸溃树脂和粘合剂树脂被粘结到蜂窝状结构。该薄膜粘合剂可被用作单独的层或用作预浸溃板的主要部分。蜂窝夹层板用于其中板的硬度和结构强度是主要考虑因素的许多应用中。另外，蜂窝夹层板还广泛地用于轻重量非常重要的汽车工业中。因此，已经并持续共同努力来减少蜂窝夹层板的重量，而不降低结构强度。已经发现减少重量的一个方面是去除单独的粘合剂层。这已经通过由自粘合的复合材料生产面板来实现。这种自粘合预浸溃坯中使用的树脂必须满足双重要求，既提供合适的结构强度，同时还提供与蜂窝状结构的足够粘合。将面板粘结到蜂窝状结构的可替换方法包括将粘合剂应用到蜂窝状结构的边缘。该粘合剂一般通过将蜂窝状结构的边缘“浸溃”到粘合剂中来应用。这种类型的粘结中使用的粘合剂通常称为“浸”树脂或粘合剂。这种方法的优点在于粘合剂仅位于蜂窝状结构接触面板的位置，而不是分布在整个面板上。该方法通常用来将例如铝和其它金属面板等非粘性的面板粘结到蜂窝状结构。用于汽车应用的所有夹层结构的共同点在于它们由一堆多层的不同材料形成。例如，在US6676199中公开了用于轻重量车辆地板的夹层结构，其至少具有由硬纸板蜂窝状结构形成的芯层和由甲阶酚醛树脂(Resol)粘结的玻璃纤维和PET纤维的缝制的非纺织物或具有浙青苯乙烯(bitumous styrene)的浸溃玻璃垫形成的外表层。这种材料的组合难以回收，因此处置很昂贵。这些材料在转化之前部分对贮藏条件灵敏。此外，这种产品的生产工艺价格昂贵且费时，这使得这种产品更少地用在价格是最重要因素的应用中。US6569509中公开了具有2个表面层的蜂窝芯层结构。该夹层结构用作具有附加震动吸收特性的衬层，特别是在公开的结构中，应该能够例如在车辆碰撞中在压力作用下压缩。同时，衬层应该具有声音衰减特性。公开的结构包括2个不同的外表层,第一外表层是微孔加硬层，其气流阻力在900Nsm3和2000Nsm3之间，挠曲强度在0. 027Nm和0. 275Nm之间，每单位面积的重量在0. 3和0. 7kg/m2之间，以获得良好的声音吸收。芯层结构的第二层被公开为基层，可由多孔的PP非纺织物、PE非纺织物或化学和自然纤维形成的复合非纺织物制成。实际的压缩性能来自芯层本身，并不会通过选择的外表层提高。但是，根据描述，这有助于整个安装组件自支撑。该加硬层可以是聚丙烯的高度压缩的非纺织物层，最后结合有例如装饰层、地毯等其它层。EP1255663公开了具有蜂窝芯层和2个外表层的自支撑包裹架，其中外表层由预压缩的热塑性纤维形成。所公开的外表层由至少50%的聚丙烯PP纤维形成，或者全部由PP形成，或者形成为PP外层和PET芯层以及例如玻璃纤维、涤纶纤维或芳纶纤维(aramidefibres)等附加的强化纤维的双组分纤维。强化层的面积重量为300 120本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.16 EP 09013080.81.用于汽车应用的夹层结构，其包括在两侧覆盖有外表层的蜂窝芯层，其特征在于，每个所述外表层包括任意铺设的熔纺涤纶双组分纤维丝网，所述纤维丝被交叉缠绕并缝制成非纺织物垫，并在所述夹层结构的成型过程中被压缩来形成具有被粘结的纤维丝的致密外表层，所述致密外表层被粘结到所述芯层。2.根据权利要求I所述的夹层结构，其特征在于，所述芯层是涤纶蜂窝结构。3.根据权利要求I或2所述的夹层结构，其特征在于，所述熔纺纤维丝的直径为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝特朗·戴尔马，
申请(专利权)人：欧拓管理公司，
类型：发明
国别省市：