[發明專利]夾層式構件及其制造方法

有效

• 申請號: 201180054022.0
• 申請日: 2011-09-24
• 公開（公告）號: CN103209827A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: B·施坦普;T·布魯曼斯托克;R·格雷納;H·比德爾
• 申請（專利權）人: 戴姆勒股份公司
• 主分類號: B32B3/12
• 分類號: B32B3/12;B32B37/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;殷玲

技術領域

本發明涉及一種夾層式構件，該構件包括纖維素基蜂窩狀芯部以及至少一個覆蓋層。本發明還涉及該構件的制造方法。

背景技術

在機動車構造的輕質構造策略中，為了降低燃料消耗并由此降低成本，還為了降低二氧化碳排放，越來越多地使用了具有夾層結構的構件，由于形成芯部的材料的密度較小，這些構件相對于傳統構件具有顯著降低的重量并且通過選擇合適的覆蓋層材料還能提供足夠的強度值。此類夾層結構的其它優點在于其熱學特性和聲學特性。

從DE102004015472B4已知一種多層模制件及其制造方法，其中，用于這種模制件的材料應當是非常輕的、便宜的并且可毫無問題地循環的，并且在特珠場合下對濕氣應當是不敏感的。模制件的覆蓋層設置在蜂窩層的蜂窩室的開放側上，并在與該蜂窩室熱塑性連接之前由無定向織物類的、僅單側針織的紡織材料組成，該紡織材料包含熱塑性塑料纖維，其中，該紡織材料的另一棉狀側在熱變形和固化之后插入到蜂窩室中。

發明內容

為了能夠在其它構件中利用此類夾層結構的輕質構造潛能，希望在不損失強度特性的情況下降低覆蓋層的單位面積質量不利的是，具有更小單位面積質量的覆蓋層迄今為止還不具有足夠的濕氣屏障作用。因此，從現有技術提出以下的目的，即，提供一種具有覆蓋層的夾層結構，該夾層結構應具有降低的單位面積質量而不損害機械強度，并且應當是不可透過濕氣的，以便保護蜂窩狀芯部。

這個目的是通過具有權利要求1的特征的夾層式構件來實現的。

另一個目的在于，提供一種用于此類夾層式構件的簡單且廉價的制造方法。

這個目的是通過具有權利要求6的特征的方法來實現的。

該構件和方法的改進方案在相應的從屬權利要求中體現。

根據本發明的夾層式構件由至少一個覆蓋層和一個蜂窩狀芯部組成。覆蓋層（Decklage）通過由具有熱塑性基體（Matrix）的增強纖維制成的覆蓋子層（Deckschicht）形成，而蜂窩狀芯部由纖維素基材料構成并且具有多個連接片，所述連接片的末端邊緣位于一平面中，所述覆蓋層抵靠在該平面上。

在本發明的夾層式構件的第一個示例實施方式中，覆蓋層在該覆蓋子層與該蜂窩狀芯部的連接片之間包括由熱塑性材料制成的隔離子層。隔離子層的熱塑性材料的熔化特性與覆蓋子層的熱塑性基體材料的熔化特性相對應，由此在覆蓋子層和隔離子層之間可以形成中間子層，該中間子層具有來自覆蓋子層的增強纖維以及隔離子層的熱塑性材料。相對應的熔化特性尤其是指熔點、玻璃化轉變溫度和熔融粘度，它們彼此之間沒有實質性的偏差。中間子層的基體因此由聚合物混合物或者聚合物共混物形成，其包括隔離子層的熱塑性塑料和覆蓋子層的熱塑性塑料。除了痕跡（Spuren）以外，隔離子層不包含增強纖維。增強纖維的痕跡是指從中間子層伸入到隔離子層中的纖維。

中間子層的增強纖維在此滲透有覆蓋子層的熱塑性材料的一部分以及隔離子層的熱塑性材料的一部分。熱塑性隔離子層（借助它該中間子層材料配合地與覆蓋子層相連接）一方面防止了來自的覆蓋子層的增強纖維滲透到這些連接片之間的蜂窩內部空間中并且由此減少覆蓋子層中形成強度的纖維比例，而且另一方面形成了整體的濕氣屏障，該濕氣屏障保護纖維素基蜂窩狀芯部以免鉆入濕氣。蜂窩內部空間因此是幾乎不含自由放置的或未通過熱塑性塑料結合的增強纖維。除了痕跡以外，蜂窩內部因此沒有增強纖維。增強纖維的痕跡是指從中間子層伸入到隔離子層中并延伸通過隔離子層的個別纖維。

也就是說，通過隔離子層可以使覆蓋子層在單位面積重量方面得以降低，因為可以使用所有存在的增強纖維，而沒有由于蜂窩空心空間中的纖維而導致的覆蓋子層損失。用更大的熱塑性塑料比例大幅度加強的中間子層附加地有助于該覆蓋層的強度。

在一個有利的實施方式中，隔離子層的熱塑性材料可以是與覆蓋子層的熱塑性基體材料相同的熱塑性材料。為此，尤其可以考慮如聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯和/或其它聚烯烴的熱塑性塑料。

根據本發明的夾層式構件的覆蓋子層可以具有在0.4mm到0.8mm范圍內的厚度，該厚度優選為約0.6mm，而隔離子層和中間子層的厚度之和在0.2mm到0.4mm的范圍內并且尤其為約0.3mm。隔離子層和中間子層的子層厚度之和在此對應地比用于形成這些子層的薄膜的厚度略大。為了制造隔離子層，優選使用厚度為0.1mm到0.4mm的熱塑性薄膜。