專利名稱：連續(xù)蜂窩狀胞室的粘合組裝所組成的平面結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由連續(xù)蜂窩狀胞室(或蜂窩)的粘合組裝所組成的平 面結(jié)構(gòu)，以及適于制造這種結(jié)構(gòu)的方法和裝置。在許多工業(yè)應(yīng)用例如用于建筑物的板材或用于陸地、海洋或空中 交通工具的內(nèi)襯中，需要輕質(zhì)和廉價的復(fù)合板，同時還具有良好的機(jī) 械性能，特別是其沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。這些機(jī)械性能優(yōu)選不受約60-10(TC的溫度的過度影響，在驅(qū)動或加熱裝置附近，或在交通工具或 不通風(fēng)壁被暴露在陽光下時通常會達(dá)到該溫度。具有蜂窩狀中心的那 些板材非常適于作為這種板材。為了經(jīng)濟(jì)上有利，這些板材必須用包括可能的最少數(shù)目步驟的快 速方法來生產(chǎn)，并且從這點上，選擇聚合物(尤其是熱塑性聚合物) 作為組成材料也是明智的。這是因為，由于其熱塑性，這些材料可以 在一個步驟，或者頂多兩個步驟中形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。因此，在申請F(tuán)R 2 760 999中提出了一種通過連續(xù)擠壓來制造蜂 窩狀結(jié)構(gòu)的方法，而申請人的申請WO 00/32382描述了一種通過預(yù)制 板的熱壓成型和彎曲來獲這樣的結(jié)構(gòu)的方法。為了滿足沖擊強(qiáng)度和剛度標(biāo)準(zhǔn)，蜂窩式結(jié)構(gòu)通常覆蓋在其板的兩 側(cè)，飾面由各種熱塑性塑料制成，以制得板材。為了裝配這樣的板材， 一般的做法是選用粘合劑(WO 00/32382)或用熱焊(FR 2 760 999) 或電磁輻射(WO 2005/014265)方法。但是，在這兩種情況下，需要制備蜂窩結(jié)構(gòu)和飾面的聚合物為同族化學(xué)品或可相互粘附。當(dāng)粘著力不足時，有必要采用粘附膜或用于 錨定兩類產(chǎn)品之間的表面的"無紡"膜作為插入物。目前，蜂窩狀結(jié) 構(gòu)總是由一種聚合物或一種聚合劑型組成，其在每次生產(chǎn)復(fù)合結(jié)構(gòu)的 板材時均需要使用插入膜。例如，在將由玻璃纖維增強(qiáng)的PP制備的飾 面結(jié)合到PP或PVC蜂窩時，或在將PVC或聚酯飾面結(jié)合到PO蜂窩 狀結(jié)構(gòu)時的情況。目前，使用插入膜往往是昂貴的，而且需要將膜固 定到飾面上的額外步驟。本發(fā)明的目的是，通過提出一種特別的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其適用于固 定與胞室的主要組成材料性質(zhì)不同的飾面，從而解決了這個問題。因此，本發(fā)明的一個主題是一種板材結(jié)構(gòu)，其由連續(xù)蜂窩狀胞室 的粘性組裝組成，所述蜂窩狀細(xì)胞具有任意橫截面和彼此基本平行的 胞壁，其特征在于所述胞壁包括基于不同聚合物組合物的至少兩個部 分，所述部分之間的連接基本平行于該結(jié)構(gòu)的平面。術(shù)語"胞室"理解為指具有任何截面的開放的或封閉的胞室，一 般是圓形或六邊形橫截面，且胞壁基本彼此平行。例如在六邊形胞室 的情況下，這理解為是指胞室類似的胞壁部分彼此互相平行。依照本發(fā)明，這些壁包括基于不同聚合物組成的至少兩個部分， 其結(jié)合基本平行于該結(jié)構(gòu)的平面。因此實際上每個胞室均由疊加并結(jié) 合在一起的至少兩個不同的胞室形成。術(shù)語"聚合物組合物"理解為是指包括至少一種聚合物和任選的 一種或多種添加劑的組合物。該聚合物可以是任何熱塑性聚合物或彈性體，無論是均聚物或共 聚物(尤其是二元或三元共聚物)，并也可以是這類聚合物的共混物。 所用的共聚物的例子有無規(guī)共聚物、線性嵌段共聚物、其它嵌段共聚 物和接枝共聚物。特別地，任何類型的熔點低于分解溫度的熱塑性聚合物或共聚物 均是適合的。還可以利用在其分子量上顯示出多分散性和具有至少10 "C的熔點范圍的合成熱塑性塑料。因此，可使用以下材料，但不限于此聚烯烴、聚氯乙烯(PVC-PVDF)、熱塑性聚酯、脂肪族或芳香族聚苯砜(PPSU)、聚 酮、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯及其共聚物。作為可用于這些聚合物的添加劑，可以提到的是顏料、填料尤其 是纖維或顆粒填料、穩(wěn)定劑、增塑劑、阻燃劑，抗氧劑、抗靜電劑、 增容劑、偶聯(lián)劑、發(fā)泡劑等。特別地，使用帶有發(fā)泡劑的熱塑性塑料可以獲得一種特別輕質(zhì)的 結(jié)構(gòu)單元。該發(fā)泡劑可以是"物理"發(fā)泡劑，即在壓力下溶解在材料中的氣體，當(dāng)該氣體離開擠出機(jī)時能導(dǎo)致材料膨脹。這樣的氣體的例子為二氧化碳、氮氣、水蒸氣、氫氟烴(如以商標(biāo)SOLKANE XG87 由Solvay銷售的混合物，其含有87wt% CF3CH2F和13wt% CH2CH3)、 碳?xì)浠衔?如丁垸或戊烷)及其混合物。也可以是所謂的"化學(xué)" 發(fā)泡劑，即在溫度作用下溶解或分散在材料中的物質(zhì)(或物質(zhì)的混合 物)，釋放出用于膨脹的一種或多種氣體。這樣的物質(zhì)的例子為偶氮 二甲酰胺和碳酸氫鈉/檸檬酸混合物。兩種發(fā)泡劑的混合物也是適用的。為了增強(qiáng)該結(jié)構(gòu)和/或降低該結(jié)構(gòu)的成本，可將纖維素顆粒添加到 熱塑性聚合物中作為填料。術(shù)語"纖維素顆粒"理解為特別是指鋸屑、 木屑、木纖維、紙張或木板顆粒、植物纖維如亞麻、棉花或竹纖維、 秸稈廢物及其混合物。這樣的顆粒優(yōu)選具有平均約0.1至3mm的最長 尺寸(長度)。需要其含水量不超過15wt%。為了改善纖維素顆粒與 熱塑性塑料組分的粘著力，例如通過添加少量的增容劑使它們相容是 有益的，所述增容劑如不飽和有機(jī)硅垸(乙烯基三乙氧基硅烷、7-(甲 基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷等)，并可以是一種或多種的過氧化物。 可以通過結(jié)合使用少量合適的交聯(lián)劑，例如多元醇的三丙烯酸酯、四 丙烯酸酯或五丙烯酸酯來可進(jìn)一步增強(qiáng)這種增容劑的效果。另一種增 容方法包括采用包含一種或多種改性聚合物的熱塑性塑料以表現(xiàn)出對 于纖維素顆粒更大的親和力，例如馬來酸酐接枝的聚烯烴。熱塑性塑料中纖維素顆粒的濃度一般為至少15重量份，優(yōu)選至少50重量份(每100重量份熱塑性塑料)。此外，這一濃度是一般至多 為250重量份，而且優(yōu)選至多150重量份。依照本發(fā)明，所述結(jié)構(gòu)的胞室可以包括基于至少兩種不同的聚合 物組合物的三個部分，其連接部分基本(即在幾度內(nèi)和在其長度的至 少75%或甚至至少90%上)平行于該結(jié)構(gòu)的平面。 一種非常合適的結(jié) 構(gòu)是其中每個胞室的壁均由具有給定組合物的中部和兩個端部的三個 部分形成。優(yōu)選兩個端部基于相同的組合物，其不同于中部。優(yōu)選端 部的大小是較小的部分(并且因此代表小于50%的壁高)，并且代表 例如小于30%，優(yōu)選小于10%，并且更優(yōu)選小于1%的壁高。依照本發(fā)明的一個變體，端部基于這樣的聚合物組合物，其具有 不同于中部的聚合物組合物的彎曲模量。這是因為，對于某些應(yīng)用， 為了提高使用結(jié)構(gòu)的抗彎強(qiáng)度，使用具有比用于中部的聚合物組合物 更高的彎曲模量的聚合物組合物可能是有利的。反之，特別是為了提 高沖擊強(qiáng)度和賦予所述結(jié)構(gòu)"柔軟"感，將具有比用于中部的聚合物 組合物更小的彎曲模量的聚合物組合物用于兩個端部可能是有利的。如上所述，這些端部的作用可以是促進(jìn)該結(jié)構(gòu)的各側(cè)面的粘著。 對于某些應(yīng)用，在面的連接之前希望簡單地保護(hù)胞室免受任何撞擊和 污染，也可能被證明是有益的。在這種情況下，將選擇構(gòu)成外部的聚 合物以使得其在即將進(jìn)行面的鋪設(shè)之前，能通過分層從中部將其剝離 (即被從該處機(jī)械剝離而不損壞它)。當(dāng)預(yù)期將外部用作用于面的粘合劑層時，用于這些層內(nèi)的聚合物組合物優(yōu)選包含共擠出粘合劑。優(yōu)選以商標(biāo)LOTADER⑧出售的共聚物 或三元共聚物、以商標(biāo)PRIEX⑧出售的馬來酸酐接枝聚烯烴、或以商標(biāo) &正乂@出售的離聚物。還應(yīng)該指出，該結(jié)構(gòu)的所有胞室不一定有相同的組合物。因此， 例如， 一些胞室可以具有至少一個性質(zhì)不同于其相鄰胞室的部分。本發(fā)明還涉及制造如上所述的蜂窩狀結(jié)構(gòu)和包括通過共擠套管向 上游模具進(jìn)料的方法(如以申請人名義的專利US 4 657 497中的描述， 其內(nèi)容在本申請中引入作為參考)，所述上游模具向到具有至少兩個 并列的(疊加的)聚合物帶的下游模具進(jìn)料(如以申請人名義的專利 FR2 760 999中的描述，在本申請中結(jié)合其內(nèi)容作為參考)。上游模具 沿著平板在入口寬度將熔融狀態(tài)下的熱塑性塑料配送到下游模具。后 者是用來將由上游模具產(chǎn)生的熔體的平板形成為提供結(jié)構(gòu)單元的三維 型材。換句話說，本發(fā)明涉及用于制造如上所述的結(jié)構(gòu)的方法，其包括 以下步驟-通過共擠套管，將至少兩種不同的聚合物組合物進(jìn)料到第一 ("上游")平模，并且通過該模具制造包括基于所述組合物的兩條 結(jié)合帶的聚合物熔體的平板；及-通過第二 ("下游")模具，將該板轉(zhuǎn)變成冷卻后組成該結(jié)構(gòu) 的三維型材。滿足本發(fā)明的另一種方式是使用以下的"多通道"平模作為上游 模具，所述平模包括在熔體即將進(jìn)入到下游模具前匯合的至少兩個獨 立通道；這樣的模具例如描述在Chris Rauwendaal的"Polymer Extrusion" ， Hanser Publishers, pp.455-6 (1990年重印版)中。換句話說，本發(fā)明還涉及用于制造如上所述的結(jié)構(gòu)的方法，其包含以下步驟-通過第一 ("上游")平模，將基于兩種不同熔融聚合物組合 物的兩條相鄰平流進(jìn)料到第二 ("下游")模具；及-通過第二 ("下游")模具，將所述兩物流轉(zhuǎn)變成冷卻后組成 該結(jié)構(gòu)的三維型材。最后，本發(fā)明還涉及到實施如上所述方法的裝置。該裝置的特點是它包括兩個模具-第一 ("上游")平模，其能制造含有基于兩種不同熔融聚合 物組合物的兩條相鄰或結(jié)合平物流的板。-第二 ("下游")模具，其能將該板轉(zhuǎn)換成冷卻后組成該結(jié)構(gòu) 的三維型材。通過

圖1-5以非限制方式說明本發(fā)明。圖4說明了分別進(jìn)料天然PVC (層A)和黑色PVC (層B)的直 徑30 mm的擠出機(jī)和直徑20 mm的擠出機(jī)、如在專利US 4 657 497的 圖2、 3和4中描述的共擠給料套管。該套管將B/A/B三層材料物流(見 圖l)進(jìn)料到上游模具，其是適用于PVC流的寬4cm的平模。該上游 模具將三層流體轉(zhuǎn)變成由B/A/B三層聚合物熔體組成的平帶(見圖2)， 其被進(jìn)料到下游模具中；后者將三層平帶轉(zhuǎn)變成由B/A/B的三帶組成 的豎帶(見圖3)。這些帶一旦離開下游模具，就被用于在兩個相鄰帶 之間產(chǎn)生交替的壓力/真空的系統(tǒng)被結(jié)合在一起，以提供蜂窩，其中的 聚合物B位于蜂窩的兩個表面，其中聚合物A位于豎壁的中央(見圖 5)。帶A和B的高度比與擠出機(jī)進(jìn)料聚合物A和B的產(chǎn)出比成比例， 所述擠出機(jī)進(jìn)料聚合物A和B的產(chǎn)出比依照給料套管的幾何結(jié)構(gòu)和聚
合物A和B的粘度不同進(jìn)行調(diào)整。然后可通過任何已知的連續(xù)或間歇 方法，將外表面沉積在聚合物B上，在蜂窩的每一側(cè)上，特別是通過 釆用激光束的熔接，通過熱壓或?qū)訅涸诜涓C上。
權(quán)利要求
1.通過粘合組裝由具有任意橫截面和彼此基本平行的胞壁的連續(xù)蜂窩狀胞室所組成的平面結(jié)構(gòu)，其特征在于胞壁包括至少兩個基于不同聚合物組合物的部分，所述部分之間的連接基本平行于所述結(jié)構(gòu)的平面。
2. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述胞壁包括基于 至少兩種不同聚合物組合物的三個部分，其連接基本平行于所述結(jié)構(gòu)的平面。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述胞壁包括給定 組合物的中部和基于相同組合物但不同于中部組合物的兩個端部。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述端部程度上是 較小部分并且因此代表小于50%的胞壁。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述端部基于具 有不同于中部聚合物組合物的彎曲模量的聚合物組合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述端部可 以通過分層從中部脫離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3-6任一項所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于用于端部的 聚合物組合物包括共擠出粘合劑。
8. 用于制造根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的結(jié)構(gòu)的方法，其特征 在于其包括以下步驟-通過共擠套管，將至少兩種不同的聚合物組合物進(jìn)料到第一 ("上游")平模，并且通過該模具制造包括基于所述組合物的兩條 熔接帶的聚合物熔體的平板；及-通過第二 ("下游")模具，將該板轉(zhuǎn)變成冷卻后組成該結(jié)構(gòu) 的三維型材。
9. 用于制造根據(jù)權(quán)利要求1-7的任一項所述結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于其包含以下步驟-通過第一 ("上游")平模，將基于兩種不同熔融聚合物組合 物的兩股連續(xù)平流進(jìn)料到第二 ("下游")模具；及-通過第二 ("下游")模具，將這兩條流體轉(zhuǎn)變成冷卻后組成 該結(jié)構(gòu)的三維型材。
10. 實施根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法的裝置，其特征在于其包含兩個模具-第一 ("上游")平模，其能制造包括基于兩種不同熔融聚合 物組合物的兩股連續(xù)或熔接平流的板。-第二 ("下游")模具，其能將該板轉(zhuǎn)換成冷卻后組成該結(jié)構(gòu) 的三維型材。
全文摘要
通過粘合組裝由具有任意橫截面和彼此基本平行的胞壁的連續(xù)蜂窩狀胞室所組成的平面結(jié)構(gòu)，其特征在于胞壁包括至少兩個基于不同聚合物組合物的部分，所述部分之間的連接基本平行于所述結(jié)構(gòu)的平面。
文檔編號B29D99/00GK101155680SQ200680011449
公開日2008年4月2日 申請日期2006年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月5日
發(fā)明者克洛德·德埃諾, 多米尼克·格朗讓, 菲利普-杰克斯·萊恩 申請人:索維公司