CN104755004A - 蜂窝系高温结构阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及蜂窝系高温结构阻尼器层压体,其基于包含层压有一层结构阻尼材料的蜂窝状物的芯结构。本发明还提供用于制造所述层压体的方法以及所述层压体在多种应用领域中的用途。
Description
本发明
本发明涉及蜂窝系(Honeycomb-based)高温结构阻尼器层压体(以下也称为层压体),其基于包含层压有一层结构阻尼材料的蜂窝状物的芯结构。本发明还提供用于制造所述层压体的方法以及所述层压体在多种应用领域中的用途。
现有技术
WO 2010/149353和WO 2010/149354公开了绝缘材料,其特征具体在于:在蜂窝状结构的泡孔中存在弹性体泡沫,并且两个饰面板直接粘附至该蜂窝状结构。这些文献非常概括地涉及加入阻尼层的可选方案,但是没有公开具体的构造或材料选择。
US 6179086B1涉及噪音衰减夹心复合材料面板,其包含夹在两个由开孔(open-mesh)纤维材料组成的不同覆盖外层(cover skin)之间的蜂窝状内芯层。US 4 461 796 A公开了复合材料结构主体,其包含用作声音阻尼材料的蜂窝状芯。然而,这些文献未公开在蜂窝状结构上的结构阻尼材料层。
在US 7 419 031 B2、FR 2 838 173 A1和US 3 399 104 A中,公开了包含蜂窝状芯层的振动阻尼材料。EP 0 038 091 A1涉及适用于制造滑雪板的整体层压夹心结构。
US 2004/154418 A1涉及蜂窝状面板,其中所选择的蜂窝泡孔是空的或者完全填充有具有非常低的模量的聚合物。然而,未公开包含连续阻尼层的结构。
DE 102004011775公开了包含存在于热塑性蜂窝状物的泡孔中的热塑性泡沫材料作为芯材料的结构。US 2007/0101679、US 6 966 402和US2006/000186公开了包含填充有多种材料的蜂窝状物的多组分面板,所述材料可以在制造过程期间被活化(如通过热),从而得到多种类型的阻尼材料。这两个现有技术文献相应地公开了在其中用(热)活化泡沫填充蜂窝状物的结构。
WO 2005/044630公开了包括两个声音吸收层与插入的阻挡层的声音绝缘系统。阻挡层通常被描述为是典型的薄片(参见WO 2005/044630的第5页),尽管存在其中也可以使用蜂窝状芯作为阻挡层的实施方案。相邻的声音吸收层由具有外层的泡沫材料制成,其中泡沫的具有外层的部分位于蜂窝状物中开口附近,从而泡沫的外层封闭蜂窝状物的开口端以提供全面的(声音)阻挡功能。
这些现有技术材料关注于还提供热绝缘的轻重量结构材料的组合。然而,在本领域中仍需要与良好的热和声音绝缘性能结合的能够提供结构阻尼(振动)的材料。如果可以用优选应当是容易构建的在宽温度范围内的材料、用具有小尺寸(厚度)的结构实现此类有益的性能组合,这将会是有利的。由此,将会利用一种类型的结构阻尼材料使广泛的用途成为可能。结构阻尼材料的一种非常强烈需求的用途是洗碗机。因此需要良好的热绝缘性以便避免大量损耗加热所使用的水所需的能量。另外,还需要声音绝缘性能(在洗碗机内部四处喷洒的水滴),以便提供“无声”的洗碗机。最终,还应该尽可能多地降低振动(其将引起不希望的噪音),当然同时阻尼材料应该尽可能地重量轻,从而避免不希望的整体重量的大幅增加。同时,将要设置在洗碗机桶周围(除了外壳内部)的可用于任何阻尼结构的空间是有限的,从而需要重量轻、厚度小的可以在宽温度范围(涵盖,例如洗碗机的多种洗碗程序的温度范围,其可以涵盖从冷水程序到水温为高达65℃或70℃(在工业洗碗系统中甚至更高)的洗涤程序的范围)内提供所需绝缘性能的阻尼材料。
本发明的目的
因此,本发明的目的在于提供解决上述问题中的一个或多个的结构阻尼材料。尤其是,在具有小厚度的结构中的良好的热和声音绝缘性能的组合是本发明的最重要的目的之一。
发明简述
本发明利用如在本文中定义的权利要求1至15的主题解决该目的。因此,本发明首先提供根据权利要求1的结构阻尼层压体(在以下也称为概念A),而在本发明的第二实施方案中提供根据权利要求2的结构阻尼层压体(以下也称为概念B)。只要不另外指出,以下所述的优选实施方案适用于概念A和B二者。本发明的优选实施方案在以下的详述中描述。
附图简述
图1a和1b示出了用于本发明的概念A的两种可选方案。
图2a和2b示出了图1a和1b中确定的结构的进一步的细节。
图3a、3b和3c示出了由本发明设想的具有不同的泡孔填充比率的蜂窝状芯的单个泡孔的实例。
图4a和4b示出了在图1a和1b中说明的本发明的结构阻尼材料的进一步细节。
图5示出了根据本发明的比较例和实施例的Oberst试验结果。
发明详述
根据概念A和概念B的根据本发明的所要求保护的蜂窝系高温结构阻尼器层压体基于包含层压有一层结构阻尼材料的蜂窝状物的芯结构。根据本发明的概念A,以结构阻尼材料至少部分地填充(浸渍)蜂窝状芯的泡孔的方式设置至少一层结构阻尼材料,同时仍然在蜂窝状芯的至少一侧的顶面上设置结构阻尼材料的连续层。如在图2a和2b中以及在图4a和4b中可以看到的,结构阻尼材料层证实一部分作为在蜂窝状芯层的顶面上的连续层存在(Lv1和Lv2),而同时,一部分结构阻尼材料存在于蜂窝状物的泡孔内部(Lh/5、Lh、Lh/3)。在本发明的概念B中,仅以没有材料填充蜂窝状芯层的泡孔的方式(“洁净层压”)设置结构阻尼材料层。在两个实施方案,即概念A和概念B中,可以在对于普通技术人员来说已知的材料中,优选在以下进一步例示出的那些材料中自由地选择结构阻尼材料。
如上所述,在一个实施方案(概念A)中,根据本发明的层压体包含蜂窝状芯层和至少一个相邻的结构阻尼材料层,其中结构阻尼材料至少部分地填充蜂窝状芯层的泡孔。在本发明的这个实施方案中,当然也可以在蜂窝状芯层的两侧上具有两层结构阻尼材料(其中材料可以独立地选择),其中同样地,至少一层结构阻尼材料至少部分地填充蜂窝状芯层的泡孔。当然也可以是,两层结构阻尼材料都至少部分地填充蜂窝状芯层的泡孔。可以根据所需的用途选择蜂窝状芯层的泡孔的填充的程度,尤其是还考虑到整个层压体的所需的厚度。可能的泡孔填充百分数,其在本文中也被称为泡孔填充比率,为100%(蜂窝状芯层的泡孔完全被结构阻尼材料填充)至仅很小的泡孔填充百分数,如5%以上。由本发明设想的典型的泡孔填充百分数在100%至10%的范围内,而适合的、并且实施方案中优选的泡孔填充比率是100%至25%,如25至75%,在实施方案中约50%。
图3例示出三个不同的泡孔填充比率,即25%、50%和100%。在图3a至3c中,Lh表示蜂窝状芯的泡孔的深度以及同时100%泡孔填充比率,并且在图3a和3b中,Lh/4和Lh/2分别表示25%和50%的泡孔填充比率。如以上概述的并且此外如图4a和4b中明显示出的,阻尼材料在蜂窝状芯的顶面上设置连续层。
在图4a中,用阻尼材料将朝顶面开口的蜂窝状芯的泡孔填充至20%,而在图4b中,示出了这样的实施方案:其中在蜂窝状芯的顶面上设置的阻尼材料将朝顶面开口的泡孔填充至33%,而用设置在蜂窝状芯的底面上的第二阻尼材料以100%的比率填充朝蜂窝状芯的底面开口的泡孔。
在图4a和4b中,c表示约束层,而标记v1和v2分别表示阻尼材料的第一和第二层,h表示蜂窝状芯而a定义被截留在蜂窝状芯内的空气,r表示离型衬里,而t定义胶带,典型地为双面胶带。在图4b中所示的实施方案中,不需要具有粘合性能的带,因为选择了阻尼材料而提供了所需的粘合性能。
在图1a和1b中也描绘了类似的实施方案,其中同样地,在图1a中,示出了仅在蜂窝状芯的顶面设置一层阻尼材料的实施方案。在图1b中,示出了其中设置两层阻尼材料的实施方案,在这种情况下其二者均仅部分地填充蜂窝状芯的泡孔。最终,图2示出了如在图1a和1b中描绘的实施方案的更详细的视图。在图2中,如示出的字母具有与以上对于图4a和4b所描述的相同的含义。
如以上概述的,与材料的选择的情况一样,可以根据所需的最终用途选择泡孔填充比率,当设置二者均至少部分地填充蜂窝状结构的泡孔的两层结构阻尼材料时,可以独立地选择两层结构阻尼材料的泡孔填充比率。当然也可以具有两层结构阻尼材料,其中这些层中的仅一个至少部分地填充蜂窝状芯层的泡孔。
完全或部分地填充有结构阻尼材料、优选粘弹性材料的那些泡孔优选被填充至至少约泡孔体积的三分之一,对于也由本发明设想的一些泡孔来说具有100%的填充比率(尤其是对于非常薄的层压体来说)。然而,优选的是较低的泡孔填充比率,从而在部分填充的泡孔中,无剩余材料的空间(空气填充等)仍然存在(典型地改善热绝缘)。
在一个优选的实施方案中,对于根据本发明的概念A来说,不使在蜂窝状结构的泡孔内的材料发泡。在上下文中,结构阻尼材料可以具体是由橡胶或热塑性弹性体,如丁基橡胶或苯乙烯系热塑性弹性体制成的层。根据概念A的一个可能的实施方案可以是这样的阻尼材料:其包含约束层,优选铝约束层,与丁基橡胶(阻尼)层连接,与蜂窝状层,如聚丙烯蜂窝状层结合。优选地,这种实施方案因此包含在蜂窝状结构的另一侧上的适合的粘合层以确保对所需的粘着物的适当的粘合性。在使用前,用离型衬里保护这种可以优选为双涂布胶带的粘合层,所述离型衬里在与粘着物粘合前被移除。利用根据概念A的这种构造,可以确保高效的振动阻尼以及低频噪音和振动问题的处理。此外,甚至在更高的温度下也确保优异的阻尼性能,同时还为粘着物提供额外的刚性以及良好的热绝缘性。
在如上所述的根据本发明的第二实施方案中(概念B),结构阻尼材料不填充蜂窝状芯层的泡孔。同样在这个实施方案中,可以在蜂窝状芯层的两个侧上设置两层结构阻尼材料,并且再次地,可以基于所需的最终用途等独立地选择材料的类型(以及层厚度等)。
然而,对于结构阻尼材料层来说(对于概念A以及概念B来说),典型层厚度在如以下对于蜂窝状芯所例示出的范围内,并且典型的厚度在0.5至100mm、优选2至100mm、更优选2至50mm、进一步优选3至25mm、并且尤其是约3至10mm的范围内(根据ISO1923测定)。在概念A的情况中,厚度是在蜂窝状芯的顶面上设置的材料以及填充蜂窝状芯的泡孔的材料的总厚度(参见图1和4,结构阻尼材料层的厚度是图4a至c的Lh/5或Lh或Lh/3与图2a和2b的Lv1或Lv2的总和)。
用于蜂窝状结构的材料不是非常重要的(即可以在多种材料中选择),并且至少在优选的实施方案中,在蜂窝状结构中,在蜂窝状结构的每一侧上的一半泡孔以交替方式封闭(即在一端上的开口泡孔对应于在另一端上的封闭泡孔)。当采用这种蜂窝状芯层时,一半泡孔可以至少部分地被当仅在蜂窝状芯层的一侧上设置一层结构阻尼材料时的结构阻尼材料填充(即,填充至所需的泡孔填充比率)。然而,如果在蜂窝状芯层的两侧上设置结构阻尼材料层,全部泡孔至少部分地被结构阻尼材料填充。在这种情况下,一半泡孔(即,在一侧上开口的那些)被一种结构阻尼材料填充至所选择的泡孔填充比率,而另一半泡孔被第二(相同的或不同的)结构阻尼材料填充至相应选择的泡孔填充比率(其同样可以是与第一侧上的泡孔填充比率相同的或不同的)。
如以上概述的,优选的蜂窝状芯层是其中单个的泡孔在蜂窝状芯层的一侧上以交替方式封闭从而在每侧上开口的泡孔和封闭的泡孔交替出现的蜂窝状结构。因此,在一侧上仅50%的泡孔开口,而另外50%的泡孔在该侧上封闭。在相应的蜂窝状芯层的另一侧上,在一侧上开口的泡孔在另一侧上封闭。在WO 2008/141688(EP 1995052)中描述了这种蜂窝状芯层的特别优选的实施方案。
蜂窝状芯层的材料不是至关重要的并且蜂窝状物可以由多种类型的材料制成,如热塑性材料,尤其是PP、PA、PVC、PE、PET等,以及纸系材料,如卡纸,或金属,如钢或铝。
可以根据所需的最终用途选择蜂窝状芯层的总厚度,并且典型的厚度在2至100mm、优选2至50mm、更优选3至25mm、并且尤其是约3至10mm的范围内(根据ISO19231测定)。
同样可以根据所需的最终用途选择蜂窝状芯层的单个泡孔的形状和构造,并且实例包括具有直(垂直)壁(相对于蜂窝状芯层的表面)的六边形横截面,而单个泡孔的具有凸或凹壁的实施方案也是可能的。
同样地,对于结构阻尼材料来说,可以采用对于普通技术人员来说已知的任何适合的材料。根据本发明的结构阻尼材料是尤其在层压体中提供振动阻尼的材料(参见例如对于EP2065456和EP1926778中公开的树脂系材料所提供的广泛定义),并且典型实例是各种粘弹性材料,如聚合物系材料(如丁基橡胶以及丙烯酸系粘合剂)和自然存在的粘弹性材料(沥青系材料(bitumen based material),如沥青(asphalt))。然而,根据本发明,泡沫材料、粘合剂如丙烯酸系粘合剂(同样地,也可以是泡沫材料)等也是适合的,只要它们有助于所要求保护的阻尼结构/层压体的综合性能即可。尤其优选的是丁基橡胶、热塑性弹性体(TPE)如苯乙烯系或聚烯烃系TPE、沥青系材料,并且在一些实施方案中还有粘合剂,比如基于丙烯酸类树脂的粘合剂泡沫材料。
尤其是,对于在根据本发明的层压体侧上设置的、稍后粘结于需要阻尼的制品的结构阻尼材料来说,当用于蜂窝状物的这侧的结构阻尼材料具有自粘合性能时其为本发明的更优选的实施方案。这意味着,在结构阻尼材料层的顶面上仅需要设置离型层,之后其可以在将根据本发明的层压体粘附至所需制品前被移除。归因于在层压体的这侧上设置的结构阻尼材料具有自粘合性能的事实,可以在不使用额外的粘合层如本文中提及的双面胶带的情况下将层压体粘附至所需制品。
这种自粘合结构阻尼材料的适合的实例对于普通技术人员来说是已知的,并且具体包括可以用作自粘合结构阻尼材料的丁基橡胶。当使用这种自粘合结构阻尼材料时,不需要额外的如上所述的粘合层。在这种情况下,例如借助挤出,可以首先在两个离型衬里之间设置自粘合结构阻尼材料层以得到离型衬里/自粘合结构阻尼材料/离型衬里的三层结构。之后移除第一离型衬里以便将自粘合结构阻尼材料粘结至蜂窝状芯。第二离型衬里留在自粘合结构阻尼材料层上并且仅在根据本发明的整个层压体粘结至所需制品时被移除。
如果采用非自粘合结构阻尼材料,当然需要提供其他用于粘合的手段。如在本文中所提到的,可以采用双面胶带以便提供用于将根据本发明的层压体粘附至所需制品的所需手段。然而,还可以简单地采用被离型衬里覆盖的单层粘合剂或胶,以便为整个层压体提供粘合性,从而在稍后将粘附至所需制品的层压体侧上设置由离型衬里保护的单个粘合剂/胶层,当然所述离型衬里在将层压体粘附至制品前被移除。
选择根据本发明的将要采用的结构阻尼材料的另外的方式是基于其密度选择结构阻尼材料的可选方案。同样地,根据所需的最终用途的类型,密度的选择提供了调整根据本发明的层压体的性能的机会。如果基于密度选择结构阻尼材料,对于这种结构阻尼材料来说适合的密度范围是500至5000kg/m3。
优选地,结构阻尼材料是具有在800至4000kg/m3、更优选1000至3500kg/m3、并且最优选约1400至3000kg/m3的范围内的密度的材料。基于材料的密度选择结构阻尼材料实现了根据本发明的层压体的综合性能的另外定制性能(tail ring)。尤其是,如果隔音仅是较不重要的,则结构阻尼材料的密度可以是低的,从而总体上得到重量轻的层压体。另一方面,通过使用高密度结构阻尼材料,可以确保良好的隔音性能,并且在这种情况下通过使用相当高的泡孔填充比率,可以得到具有良好的性能平衡性的总体上薄的层压体。如以上所指出的,聚合物系材料,尤其是橡胶材料,如丁基橡胶,以及沥青系材料优选作为结构阻尼材料。
尤其优选的是使用粘弹性材料(尤其是对于概念A来说),因为可以容易地使这些材料与蜂窝状芯层接触,并且尤其是在概念A中,实现所需的泡孔的至少部分填充是简单的,因为通过在结构阻尼材料层的顶面上提供压力可以确保上述情况,因为这个将会迫使结构阻尼材料进入蜂窝状芯的开口的泡孔中。
除了作为必需层的蜂窝状芯和至少一层结构阻尼材料之外,根据本发明的概念A和B的层压体还可以包含典型地设置在至少一层结构阻尼材料顶面上的至少一个约束层。这种约束层同样可以选自对于技术人员来说已知的约束层,其可以为膜/箔、片、网/织物材料(纺织的或无纺的)以及纤维的形式。适合的实例是:金属层,如A1箔(厚度典型地为10至1000微米,优选50至500微米)、钢层;二氧化硅系材料(玻璃布、玻璃纤维);例如基于自然存在的纤维(麻、棉花等)的织物材料以及由热塑性材料,如聚烯烃(PP、PE)、聚酯(PET)、聚酰胺等制成的片和膜。
这些约束层可以是压纹的、多孔的或以任何其他所需方式结构化的。
可以根据所需的最终用途和所选择的材料选择约束层的厚度,并且典型的厚度在0.01至5mm、优选0.05至4mm、更优选0.1至2mm、并且尤其是约0.1至0.5mm的范围内(根据EN 1939测定)。
用于约束层的材料的类型不是至关重要的,然而,用于本发明的两个实施方案的优选的约束层是金属箔、玻璃纤维基层(如玻璃布)和片以及基于热塑性材料的膜和片。尤其是,优选的是A1箔以及玻璃布。
典型地,约束层设置在蜂窝状芯的远离粘合层的那侧上,即根据本发明的层压体稍后粘结至所需制品的面上。在图1a和1b中,将约束层显示为存在于蜂窝状芯的与设置离型衬里以及双面胶带或自粘合结构阻尼材料侧相对的侧上的结构阻尼材料的第一层的顶面上。与其他可能的层顺序相比,这种布置提供了最好的阻尼结果。
根据需要设置额外的层,如上述约束层、粘合层,尤其是双面胶带(优选具有离型衬里),或者在自粘合结构阻尼材料的情况下,仅为离型衬里。
在优选的实施方案中,本发明的层压体含有单个约束层,其提供阻尼/增强性能和低重量的有利的平衡。
一方面,可以将粘合层设置在结构阻尼材料层和约束层之间,以便改善这两个层之间的粘合性。还可以在蜂窝状芯上设置粘合剂的薄涂层,从而改善蜂窝状芯层和结构阻尼材料层之间的粘合性。然而,在本发明的层压体中设置的最优选的粘合层是设置在将要在所需最终用途中粘结至将包含根据本发明的层压体的制品如洗碗机的本发明的层压体的那侧上的粘合层。在粘结至最终用途制品前,这种粘合层典型地包含任何类型的离型衬里,从而保护粘合层。粘合层本身可以是单层粘合剂(在一侧设置有离型衬里)或同样在一侧上具有离型衬里的双面胶带。然而,也可以不存在这种粘合层,尤其是当结构阻尼材料层包含具有自粘合性能的材料时。在这种情况下,结构阻尼材料层可以提供所需的粘合性以确保粘结至最终用途制品。然而,在这种情况下,在粘结至最终用途制品前,结构阻尼材料层典型地需要设置有离型衬里。在这些实施方案中,即,当借助结构阻尼材料层提供对最终用途制品的粘着时,当本发明的层压体包含两层结构阻尼材料,即蜂窝状芯的每一侧各有一层时是优选的。
根据本发明(概念A以及概念B)的层压体的适合的实例包含以下顺序的层:
约束层/结构阻尼材料层/蜂窝状芯层/粘合层/离型衬里
约束层/结构阻尼材料层/蜂窝状芯层/结构阻尼材料层/粘合层/离型衬里
约束层/结构阻尼材料层/蜂窝状芯层/自粘合结构阻尼材料层/离型衬里
约束层/结构阻尼材料层/蜂窝状芯层/双面胶带/离型衬里
可以根据最终用途采用其他层构造。
总体上,根据本发明的层压体提供热绝缘和声音绝缘的独特组合,以及在宽温度范围内的良好的振动阻尼性能。同时,本发明的层压体是薄的(尤其是在概念A中,归因于提供了部分在蜂窝状芯内部的结构阻尼材料层),重量轻的(归因于蜂窝状芯层的使用),同时提供足够的刚性/结构增强(蜂窝状芯层和约束层)。尤其是,在概念A中,蜂窝状芯的泡孔的部分填充实现了层压体厚度的减小,而不牺牲其他性能,如声音绝缘和热绝缘。通过将选择的材料与泡孔填充比率适合的组合,可以在层压体的厚度和阻尼/绝缘性能之间找到平衡。这是本发明的成就之一,其将所要求保护的技术教导与现有技术公开内容相区别。
通常,可以使用常规生产技术和设备制备根据本发明的层压体。适合地,可以首先设置之后被涂布的蜂窝状芯层,依次或同时设置本发明的所需层压体结构的其他层。
根据本发明的层压体可以通常用于需要阻尼的任何所需应用领域。典型的应用领域是用于白色家电行业,包括洗衣机和洗碗机,然而,根据本发明的层压体还可以用于其他领域,如汽车、航空航天建设、建筑(包括内部设计)。归因于借助薄的层压体提供热绝缘以及噪音降低的可选方案(通过绝缘以及借助振动阻尼),本发明的层压体可以用于宽范围的最终用途。归因于优选的层结构和材料选择的用途,也可以在高温环境下和/或在经历大幅温度变化(如从室温至80℃)的领域中提供所需的阻尼效果。
例如,根据本发明(概念A或B)的优选实施方案是包含以下顺序的层的层压体:
约束层/结构阻尼材料层/蜂窝状芯层/双面胶带/离型衬里
具有这种构造的阻尼材料对于低频噪音和振动问题的处理是尤其有利的,并且对于更高的温度条件展现出优异的阻尼性能,增加了基板的刚性并且提供有利的热绝缘。
在优选的备选实施方案(根据概念A或B)中,层压体包含以下顺序的层:
约束层/夹层/蜂窝状芯层/结构阻尼材料层/双面胶带/离型衬里
约束层/夹层/蜂窝状芯层/自粘合结构阻尼材料层/离型衬里
在本文中,夹层可以是由可以具有自粘合性能的结构阻尼材料组成的另外的层;根据以上描述的粘合层;或由可以与约束层和蜂窝状芯在压力和/或加热下融合的材料,如包含乙烯醋酸乙烯酯(EVA)共聚物、氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂或EVA-氯乙烯树脂共聚物的热塑性树脂膜组成的夹层。在特别优选的实施方案中,约束层由玻璃布、玻璃纤维或铝制成;夹层是包含乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)的热塑性树脂膜、热塑性弹性体、或粘合剂;并且阻尼层是其粘合性可以热活化的自粘合热塑性弹性体。
通过使用粘合层或者由自粘合或可活化热塑性弹性体层制成的层,可以在仍维持所需功能性的同时适当地降低层的总数。在约束层和蜂窝状芯之间设置这种层确保了在蜂窝状芯上的约束层的合适的固定(anchorage),同时还提供了额外的阻尼性能,尤其是当使用热塑性弹性体层时。在蜂窝状芯的另一侧上,一旦在所需粘着物的粘合前已经将保护性离型衬里移除,自粘合或可活化热塑性弹性体层的层即可确保蜂窝状芯的良好固定以及由此整个结构的对所需粘着物的良好的固定。
与上述优点一起,这个具体的实施方案展现出有利振动阻尼性能、优异的弯曲强度(bending strength)和/或抗弯强度(buckling strength),并且因此提供有利的增强性能。此外,层压体可以应用于涂漆的表面上并且承受涂料硬化温度,这使得层压体尤其适用于汽车和运输用途。
通常,使用自粘合热塑性弹性体(其可以是可热活化的)作为阻尼层还允许避免热敏硅化衬里的使用。
上述实施方案提供了结构阻尼材料,所述结构阻尼材料能够提供许多功能,如振动的降低、低频噪音的降低、在高温下的高阻尼性能、增加粘着物的刚性、良好的热绝缘性以及容易的适用性。根据本发明的结构尤其可以为薄金属片和面板提供阻尼性能以及更高的刚性,从而例如防止这种薄基板轻易变形/弯曲。例如,这种增加的刚性可以用于保护汽车部件免于因机械力而轻易变形。此外,如以上所概括的,可以确保良好的噪音降低和振动降低。
以下实施例解释了本发明。
实施例1
作为比较例,使用常规Legetolex阻尼层压体(总厚度4mm,127微米A1箔约束层,密度7kg/m2)。使用127微米A1箔约束层连同厚度为约3mm蜂窝状芯层(每一侧50%的泡孔封闭)以及在约束层和泡孔填充比率为100%的蜂窝状芯层之间的结构阻尼材料层一起制造根据本发明的层压体。根据本发明的层压体的总厚度为3.8mm,并且总密度为3.85kg/m2。根据ISO6721-2(Oberst试验)评价阻尼性能,并且将试样应用于10mm宽和1mm厚的自由长度的200mm的钢棒,并且测量该棒的第二模式的损耗因数。常规产品表现出在至多标准温度(至多约30℃)的令人满意的性能。然而,根据本发明的层压体明显表现出在40至80℃的温度范围内的优秀性能。考虑到提供了相似的厚度,但是对于根据本发明的层压体大幅降低了密度,显然本发明提供了优秀的阻尼材料(参见图5)。
实施例2
使用厚度为约3.5mm蜂窝状芯层以及在约束层和泡孔填充比率为0%的蜂窝状芯层之间的结构阻尼材料层,来制造根据本发明的层压体,并且所得到的层压体结构是:约束层/夹层/蜂窝状芯层/阻尼材料/离型衬里。根据本发明的层压体的总厚度为5.4mm(不含离型衬里),并且总重量为3.6kg/m2。
通过使用3点弯曲试验方式测量与位移相关的挠曲强度来评价增强性能。使用具有钢板(尺寸0.8mm x 25mm x 150mm)作为顶面基板的夹心构造来构建试样,其底部表面已经与根据本发明的具有尺寸5.4mm x 25mm x 140mm的层压体层压。随着钢板上升,使试验棒在试验件的纵向中心部上以垂直方向从上向下移动并且向下按压在层压钢板上,直到试验件从其初始位置弯曲或移动20mm(参见图6)。测量弯曲层压板所需的力作为挠曲强度(N),将其评价为增强效果。作为比较例,测量非层压钢板的挠曲强度。在图7中所示的测量结果表明,将钢板与本发明的材料层压产生了优异的增强性能。例如,利用在本实施例中使用的层压体,在15mm位移处得到了5.5的增强因数。
之后,将如以上所概括的制备的层压体样品切成25mm宽度的块,并且之后将离型衬里从其上剥离。之后,通过2.5kg的辊将增强层压体片的各个块与涂漆钢板的涂漆的表面按压接触。经过30分钟后,进行90°剥离试验(拉伸速度:100mm/分钟;根据ISO 8510)以测量粘合力(N/25mm),并且将测量值评价为对涂漆钢板的粘合性。所有测量的样品相应地展现出对涂漆的钢表面的至少25N/25mm的有利粘附性。
Claims (14)
1.层压体,所述层压体包含蜂窝状芯层和至少一层结构阻尼材料,其中所述结构阻尼材料在所述蜂窝状芯层的至少一侧的顶面上设置连续层,并且还至少部分地填充所述蜂窝状芯层的泡孔。
2.层压体,所述层压体包含蜂窝状芯层、至少一层结构阻尼材料,其中所述结构阻尼材料不填充所述蜂窝状芯层的任何泡孔。
3.根据权利要求1或2所述的层压体,所述层压体还包含约束层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的层压体,其中在所述蜂窝状芯的每一侧上,所述泡孔中的50%是封闭的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的层压体,其中所述结构阻尼材料是粘弹性材料,优选橡胶,更优选丁基橡胶,或沥青系材料,优选沥青。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的层压体,所述层压体包括在所述蜂窝状芯层的每一侧上的结构阻尼材料层。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的层压体,其中所述约束层选自金属基箔和片,优选Al箔,以及由热塑性材料制备的膜和片。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的层压体,其中所述层压体还包括设置在其一侧上的具有离型衬里的双面粘合片。
9.根据权利要求1和3至8中任一项所述的层压体,其中所述泡孔的填充比率为20%至100%。
10.一种制品,具体是洗碗机,其包括根据权利要求1至9中任一项所述的层压体。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的层压体在需要热绝缘和/或声音绝缘和/或振动阻尼的制品中的用途。
12.根据权利要求11所述的用途,所述用途用于白色家电行业,或者用于汽车或航空航天领域。
13.制造根据权利要求1至9中任一项所述的层压体的方法,所述方法包括下列步骤:设置蜂窝状芯层,设置至少一层结构阻尼材料,以及任选设置约束层。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述层通过层压或(共)挤出工艺依次或同时设置。
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