CN105636766B - 多孔材料的受控制形成和设备 - Google Patents

Abstract

公开了通过拉伸可拉伸材料而形成的硬化的多孔材料。允许流体穿过拉伸表面中的孔进入软化的可拉伸材料，以在孔所限定的位置处在可拉伸材料中的位置限定空隙。然后，硬化可拉伸材料，且位置处的空隙由孔控制/限定。

Description

多孔材料的受控制形成和设备

技术领域

本发明涉及多孔材料和用于形成这种材料的方法和设备。

背景技术

多孔材料具有不同的应用并且可用于包括航空航天、汽车、包装、建筑和其它行业的许多行业。常见类型的多孔材料是发泡塑料。

用于制造多孔材料的常见技术在塑料材料被固化之前在塑料材料内形成气体隔室。典型已知的发泡技术涉及在材料制造过程期间使用在材料内形成气体隔室的起泡剂；并且随后使发泡材料经受诸如热成形过程的成形过程，以得到所需的产品形状。

在PCT公布文本WO 2012/162784中公开了其它多孔材料成形技术，该公布文本的内容以引用方式并入本文中。如公开的，具有多孔结构的材料由诸如塑料颗粒的熔融拉伸材料形成。熔融的可拉伸材料被压缩在拉伸表面之间并且被熔融以形成将材料附接到表面的粘滞熔融层。通过使表面背离彼此移动来拉伸材料的熔融的中心部分。因此在其间形成多孔结构。

所得结构具有大体随机的大小、形状、分布和位置的孔。进一步控制孔的大小、形状、分布和位置中的一个或多个将是理想的。

发明内容

作为本发明的实施方式的示例，允许流体穿过拉伸表面中的孔进入软化的可拉伸材料，以在孔所限定的位置处在可拉伸材料中的位置限定空隙。然后，硬化可拉伸材料，且位置处的空隙由孔控制/限定。通常，孔和空隙之间存在一一对应关系。

按照本发明的一方面，提供了一种形成多孔板的方法。所述方法包括：设置两个对置表面，其中，所述两个对置表面中的至少一个表面包括贯穿其中延伸的孔；在所述两个对置表面之间设置软化的可拉伸材料，其中，所述可拉伸材料附着于所述两个对置表面；使所述软化的可拉伸材料与所述两个对置表面接触；使所述两个对置表面中的至少一个表面背离另一个表面移动以拉伸所述两个对置表面之间的所述软化的可拉伸材料，同时允许流体穿过所述孔进入所述软化的可拉伸材料，以在由所述孔限定的位置处在所述可拉伸材料中限定空隙；硬化所述可拉伸材料，以形成所述多孔板。

按照本发明的另一方面，提供了一种设备，所述设备包括：两个对置压板，其中，所述两个对置压板中的至少一个压板包括贯穿其中延伸的孔；联动装置，其用于使所述两个对置压板中的至少一个压板背离另一个压板移动以拉伸布置在所述两个对置压板之间并且与所述两个对置压板接触的软化的可拉伸材料，同时允许流体穿过所述孔进入所述可拉伸材料，以在由所述孔限定的位置处在所述可拉伸材料中限定空隙。

按照本发明的又一方面，提供了一种聚合物板，所述聚合物板包括：对置的第一表面和第二表面；硬化的被拉伸的聚合物芯，其在所述对置的第一表面和第二表面之间延伸；多个空隙，其处在所述硬化的被拉伸的聚合物芯内的限定位置处；洞，这些洞均从所述对置的第一表面和第二表面中的一个表面延伸到所述多个空隙中的相关的一个空隙。

在阅读了下面结合附图对本发明的特定实施方式的描述后，对于本领域的普通技术人员而言，本发明的其它方面和特征将变得清楚。

附图说明

在只以举例方式示出本发明的实施方式的附图中，

图1是作为本发明的实施方式的示例的用于通过拉伸形成多孔材料的设备的示意性立式侧视图；

图2是图1的设备的立体图；

图3是图1的设备的一部分的示意性俯视平面图；

图4是示出施加热以熔融材料的图1的设备的示意性立式侧视图；

图5A至图5C是作为本发明的实施方式的示例的在用于形成块体多孔板材的操作中的图1至图4的设备的剖视图；

图6是作为本发明的实施方式的示例的在用于形成块体多孔板材的操作中的装配有阀板的图1至图4的设备的剖视图；

图7是作为本发明的实施方式的示例的使用图1至图4的设备形成的多孔板的立体图；

图8A至图8C是用在图1至图4的设备中的替代压板的示意图；

图9A至图9C是作为本发明的实施方式的示例的在用于形成多孔板的操作中的替代设备的剖面侧视图；

图10A至图10D是作为本发明的实施方式的示例的在用于形成多孔板的其它替代设备的剖面侧视图；

图11是附接有加固层的板的示意性侧视图；

图12示出压板的示例性布置；

图13是所得到的板的照片；

图14是示出用于分开图12的压板的力的曲线图；

图15示出随着图12的示例中的熔融拉伸拉动速率的变化而变化的峰值拉伸力；以及

图16是示出随机开孔的多孔材料和规则的多孔材料的单轴压缩的曲线图。

具体实施方式

本发明的示例性实施方式涉及如图1至图4中所示的用于形成多孔材料的方法和设备10。示例性成形的多孔材料可采取块状多孔板材或板120的形式，如图6中描绘的。在图1至图6的实施方式中，多孔材料可至少部分地由热塑性材料形成，因此可被熔融拉伸。

如将变得清楚的，示例性多孔材料可另选地由热固性材料(例如，诸如环氧树脂、聚酯、聚氨酯、酚树脂、环氧化物、合成橡胶等热固性聚合物或塑料)形成。

如图1和图2中所示，大量的可拉伸材料100布置在设备10的具有上表面104的下压板102和具有下表面108的上压板106之间。表面104和106大体是平坦的并且基本上平行，并且在本文中可被称为拉伸表面。

可拉伸材料100可具有任何合适的形状或大小。可拉伸材料100可以由例如包含颗粒的熔融可拉伸材料形成，如在图3中例示的。虽然描绘了大体球状的颗粒，但在不同的实施方式中也可适用其它形状和其它材料的颗粒。例如，也可使用立方体或随机形状的颗粒。另选地，可拉伸材料100可采取片、粉末、凝胶或块状材料的形式。

如指出的，可拉伸材料100可包括热塑性聚合物。然而，如应该理解的，可拉伸材料指的是这样的材料，该材料具有相对高的粘性强度，使得软化的该材料能够在拉伸力的作用下经受连续且大量的变形而不会断裂。熔融可拉伸的合适的可拉伸聚合物包括聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)。如以下将变得清楚的，熔融可拉伸材料应该具有远高于室温的熔融温度、熔融状态下的相对高的粘性、低熔融流动指数(MFI)或高熔融强度。如本领域的技术人员可理解的，熔融流动指数、熔融流速和熔融指数经常可互换地用来表示相同的属性。

例如，熔融强度为大约0.31N的聚丙烯(PP)可能是合适的。可根据ISO 16790测得熔融强度(参见ISO 16790:2005Plastics-Determination of drawing characteristicsof thermoplastics in the molten state(熔融状态下的热塑性材料的拉延特性的塑性-确定)，International Organization for Standardization(国际标准化组织))。

可选地，可拉伸材料100可包括诸如短切纤维、碳纤维、铁、钢或其它合金纤维、玻璃纤维、纳米颗粒等加固添加剂。可在进行熔融之前或者在此之后，在可拉伸材料100中添加加固添加剂。例如，颗粒中可以已经嵌入有加固添加剂。另选地，可在软化可拉伸材料100之后添加加固添加剂。

可拉伸材料100可被压缩在压板102和106之间。颗粒可初始地被紧密装填或松散装填在压板102和106之间以形成可拉伸材料100，如在图2中最佳示出的。装填的性质和程度可取决于所需的产品。例如，松散装填的颗粒可提供不太致密的最终产品。颗粒应该充分相互靠近，以限定可得到一体的最终产品的可拉伸材料100。

可拉伸材料100应该还具有将使用所得产品的特定应用所需的性质，如本领域的技术人员将理解的。可选地，可在可拉伸材料100中掺入不同的添加剂，如以下将进一步讨论的。

压板102和106可由任何合适的材料制成。例如，可使用诸如铝的金属。根据所使用的可拉伸材料100，选择压板102的表面104和压板106的表面108，使得材料的熔融表面层充分附着于表面104、108，这样的原因将是显而易见的。如果固态的可拉伸材料可以容易地与表面104和108分开，那么这将是便利的。如有必要或期望，可向表面104、108应用表面处理(包括成形或整型)，以提供所需的与熔融可拉伸材料的粘性和相容性。

如图2中进一步示出的，压板102和106中的至少一个包括多个孔：孔107被绘制在顶压板102上。孔107贯穿压板102延伸，并且随着压板102和106移动分开而拉伸熔融可拉伸材料100，孔107允许空气从压板102的顶表面注入压板102和106之间的处于限定位置的区域。穿过孔107引入的流体(例如，空气)在所得到的被拉伸的、固定的熔融可拉伸材料100中在限定位置处限定隔室128。

如将变得清楚的，可对孔107的图案；孔107与对置压板中的孔的相对对准(如以下讨论的)；孔107的形状(例如，横截面)全都进行选择/控制，以影响所得到的多孔材料，如以下进一步详述的。

联动装置(未示出)可使压板102相对于板106通常在与表面104、106大体垂直的方向上移动，从而允许压板102、106之间的距离且因此允许压板102、106之间的间隙有所不同。联动装置可以是机械的，并且可包括涡轮或蜗杆传动、可移动臂、活塞或压板102和106之间的其它联接，以允许这些部件相对于彼此移动，从而调节压板之间的距离。

在操作中，如图4和图5A至图5C中所示，可拉伸材料被软化。这可通过以下步骤来完成：向构成可拉伸材料100的熔融可拉伸材料施加热，使热塑性材料充分软化和熔融，使得在表面104上形成粘性熔融层110(图4)并且在表面108上形成粘性熔融层112。

可使用例如电、气或其它热源穿过压板102和106来施加热。还可将热气或空气穿过表面104、108之间的空间供给到熔融可拉伸材料100，以加热颗粒。应该控制施加在熔融可拉伸材料100中的热和温度，使得可拉伸材料100的中间部分114也软化并且熔融，但不会破裂(断开)或丧失其可拉伸性。可压缩软化的可拉伸材料100，以形成熔融物质的实质上不带气隙的连续片。

在一些实施方式中，可拉伸材料100可首先软化，随后被压缩。在其它实施方式中，可拉伸材料100可首先在拉伸表面104、108之间被压缩，随后在持续施加压缩压力的同时软化。随着可拉伸材料100软化，可调节施加到可拉伸材料100的压缩压力。

有可能，可在没有压板106的情况下熔融/软化可拉伸材料100，从而允许容易地添加以上讨论的诸如纤维的加固材料。

熔融的表面层110和112附着于表面104和108：熔融层110将熔化的可拉伸材料100的下端附接于表面104并且熔融层112将熔化的可拉伸材料100的上端附接于表面108。为了形成或控制熔融层110、112的厚度，可在施加热使可拉伸材料100熔化之前、在此期间、或在此之后调节表面104和108之间的距离。

如图4和图5A至图5C中所示，压板106接下来相对于压板102向上移动，拉伸可拉伸材料100的熔化的中间部分，从而在拉伸表面104和108之间形成多孔结构116。当将压板106抬起时，压板102可以被固定就位，或者同时被压低。可使用例如上述的联动装置按任何合适的方式移动压板102和106，使拉伸表面104和108背离彼此移动，以拉伸熔化的可拉伸材料100。拉伸表面104和108之间的最终距离可被选定并且限定所得到的板120所需的厚度。

另外，随着压板102、106相对于彼此分开，流体(例如，空气)穿过孔107进入可拉伸材料100。空气在可拉伸材料100且因此在板120中限定空隙形式的隔室128，如图5B至图5C中最佳示出的。如图示的，在只有压板106上有孔的情况下，进入可拉伸材料100的空气在板120中限定凹处117(图6和图7)。

凹处117形式的隔室128的大小、形状和位置将取决于孔107的位置，每个隔室128/凹处117从孔107以及所形成的板120(图7中绘出)的顶表面中的所得到的洞131延伸而来。

每个隔室128的大小可另外取决于可拉伸材料100受热时的粘度；可拉伸材料100被拉伸的速率(即，压板106背离压板102移动的速率)；环境压力、温度、注入的流体/空气的速度和密度；压板102、106相对于重力的取向；以及其它因素。

可选地，如在图6中描绘的，可进一步控制通向孔107的流体流。在描绘的实施方式中，在压板106上可滑动地安装其它压板118，并且压板118充当控制流体流向各孔107的阀。压板118包括与压板106上的孔107对准的开口。当压板118在压板106上横向移动时，通向孔107的流体流被接通和截断。压板106和压板118中的开口的对准程度将控制通向材料100的流体流的程度。以这种方式，在压板102、106初始移动期间，通向孔107的流体流会受到限制。对于较高粘度的可拉伸材料100，这会是有益的。在其它实施方式中，随着压板102和106相对于彼此移动，流体流可增加或减少。如将理解的，可用本领域的普通技术人员容易理解的不使用压板118的其它方式限制通向孔107的流体流，例如，通过使没有开口的压板(未图示)朝向和背离压板106移动；通过包括向孔107供给流体的独立阀/管(未图示)；或者通过提供为孔107供料并且可被打开或关闭的歧管(未图示)。

如将理解的，可容易地变化孔107的形状。通常，但并非一定的，穿过压板106的孔107的横截面形状将是一致的。例如，在替代实施方式中，可用于取代压板106的替代压板106'中的孔107'可被制成正方形(例如，图9A)；压板106”中的波浪形孔107”(图9B)；或压板106”'中的矩形/槽型(图9C)孔107”'。这些孔的形状将最终影响隔室128/凹处117的形状和大小。普通技术人员将清楚孔107的其它形状。

有可能，当压板102、106进一步移动分开时，凹处117之间的材料可能是薄的并且可形成另外的空隙，即，通过从凹处117带状延伸而限定的辅助空隙的形式(未具体图示)。有可能，另外的空隙可连接凹处117，以形成相连的隔室。然而，通常，凹处117将形成闭孔材料，即，限定隔室128的每个凹处117相互隔离。

如现在可理解的，如果选择可拉伸材料100和压板材料使得软化的可拉伸材料将具有粘性并且充分附着于拉伸表面而不需要向拉伸表面应用表面处理，那么这将是方便的。例如，经发现，熔融的PP充分附着于铝表面。

如现在还可理解的，软化的可拉伸材料应该具有充分的粘度或熔融强度，以允许中间部分114被拉伸至所需程度，而不会裂开。同样地，可拉伸材料应该具有充分的粘性，以允许在其中形成隔室128。另外，可拉伸材料应该1)在拉伸期间附着于压板102、106，2)在拉伸期间保持连续性，和3)在拉伸之后固化，从而形成最终的内部多孔构造。

一旦拉伸表面104和108移开选定距离，就可保持该距离并且可拉伸材料100可被冷却以固化而形成板120。可拉伸材料可被空气冷却。为了进行批量生产，可加速进行冷却过程，以改进生产周期时间。

在示例性方法的一些实施方式中，不必使用任何起泡剂、粘合剂、或其它添加剂。也不必提供单独的发泡和成形过程。因此可方便且简易地执行本文中描述的示例性方法。

如图7中所示，固化后的材料形成板120，板120具有通过多孔芯126相连的蒙皮122、124。蒙皮122、124是由层110和112形成(固化而成)的，并且多孔芯126是由多孔结构116形成(固化而成)的。多孔芯126限定由空气形成的隔室128。隔室128围绕孔107的位置形成并且从之前与压板106的表面108接触的板120的表面中形成的洞131延伸。随着隔室128从孔107的位置延伸，空隙可在确定的位置规则地间隔开，并且其大小受控制。例如，孔107可布置成正方形、矩形或其它栅格。隔室128将类似地布置在芯126内。因此，如将理解的，如果期望隔室128有特定布置(例如，在特定位置)，则可相应地布置孔107。

相比于多孔芯126，蒙皮122、124可以更致密且孔隙更少。例如，蒙皮122、124可具有大约2％或更小的孔隙率，多孔芯126可具有大约10％或更高的孔隙率。在所选择的实施方式中，芯的孔隙率可以是大约20％或更高。在一些实施方式中，芯的孔隙率可以是大约50％或更高。在一些实施方式中，芯的孔隙率可以是大约85％至大约95％，或甚至更高。便利地，随后，所得到的多孔板120可具有非常低的密度，并且重量非常轻，同时具有可预测的结构特性—包括所需强度。便利地，固化后的热塑性材料可不费力地脱离表面104和108。在一些实施方式中，蒙皮122、124可自发地脱离拉伸表面104和108。

有可能，熔融可拉伸材料的少量残留物会涂覆孔107/107'/107”的内壁并且可能会需要通过打磨、锉或以其它方式磨平或加工板120的表面以从最终固化的板120去除。

如可理解的，当材料固化时，可通过调节拉伸表面104和108之间的最终距离来调节板120的厚度；并且可通过调节孔107的分布和位置以及拉伸表面104和108之间的最终距离来控制多孔芯126中的孔隙率或相对密度。

可进一步加工板120，如WO 2012/162784中详述的。例如，可将外部面板(未示出)附接或粘结到板120侧面中的一个或每个。面板可由诸如聚合物、金属等的任何材料制成。可在不使用外部粘合剂的情况下，将热塑性聚合面板附接到板120。可提供面板或对板材的其它处理，以加固或保护板120，修饰最终产品的外观，或者提供任何其它功能，如本领域的技术人员将理解的。在所选择的实施方式中，可在拉伸过程期间将颗粒布置在预成形的面板之间，以形成一体的板材。在所选择的实施方式中，可在拉伸过程之后将单独的面板附接于板材。

可通过加热或施用诸如密封片或膜的外部材料，来对板120的边缘或开口侧进行进一步的成形或密封。

可对板120进行再成形，诸如，切割或改造板120，以得到所需的产品形状或大小。例如，可形成标准大小的板材并且将这些板材供应给终端用户并且由终端用户将它们切割成所需大小。

便利地，板120可被制成为具有高孔隙率(进而重量轻)和强机械强度。在一些实施方式中，多孔芯中的孔隙率可在大约10％至大约95％的范围内，甚至更高，这取决于孔107的分布/布置。孔隙率可被计算为总孔体积和总体积之比，并且可用相对密度来指示，可用板120的密度与颗粒材料的密度之比来计算该相对密度。可用本领域的技术人员已知的任何合适方式来测量材料的密度。例如，可通过测量重量和体积并且将测得的重量除以测得的所考虑材料的体积来确定密度。在所选择的实施方式中，多孔材料的相对密度可在大约10％至大约95％的范围内。

诸如，可通过施加热或者使用本领域的技术人员已知的合适的塑料再成形技术，便利地将板120再成形。例如，可用热模压印本文中描述的多孔板材来得到具有所需形状的部件。便利地，用板材压印而成的部件或再成形的板材可同时保持初始板材的孔隙度和机械强度。在至少一些实施方式中，当板120出现机械损伤时，可以通过用新部件进行表面修整、再成形或熔接，来便利地修复板120。例如，可以通过加热受损部分来重新拉伸板材的受损部分，将受损部分的蒙皮附接于两个拉伸表面并且移动拉伸表面使其相互分开，以拉伸受损部分的芯。还可例如用热模挤压板120的边缘来密封该边缘。当边缘全都被密封时，密封的板能够漂浮于水中。板材(片)或板材中的模压而成的部分可被完全密封，以允许漂浮。密封的板材和部件还可防止空气、湿气和灰尘进入板材或部件内部的多孔结构内。可诸如在模压过程期间，将多个板材熔接在一起，形成一体的产品。例如，可使用多个板材来填充模具腔体。板材的熔接可出现在板材的边缘或板材被模具充分压缩的其它位置。

如现在可理解的，可对上述的示例性方法进行修改。总体上，可修改本文中描述的方法，以得到包含由拉伸的材料形成的多孔结构的其它多孔材料。例如，可使用不同的材料，并且可使用不同的拉伸设备或工艺。另外，可形成不同形状的多孔材料。根据所使用的材料，可通过除了施加热以外的方法来实现熔融可拉伸材料的软化，并且可通过除了冷却以外的方法来实现固化。

例如，如指出的，拉伸和多孔形成技术可等同地应用于热固性材料。在这种实施方式中，可拉伸材料100可采取附着于压板102、106的热固性可拉伸材料的形式。示例性热固性材料可包括环氧衍生物、环氧树脂、聚酯、聚氨酯、酚树脂、环氧化物、合成橡胶等。

对于典型的热固性材料，将不需要加热压板102、106，因为热固性材料初始地是柔软/粘性的形式，并且由于化学反应(而非加热/冷却)而被活化。可通过使压板102、106背离彼此移动来拉伸粘性的可拉伸热固性材料。另外，可穿过孔107引入空气，以在可拉伸热固性材料中形成隔室。然后，可通过固化将完成的可拉伸材料硬化，以形成如同板120的最终板，然而，板是由固化的热固性材料(而非固定的热拉伸材料)形成的。可选地，可加热压板102、106，以在拉伸之后辅助进行热固性材料的固化。

在一些实施方式中，可拉伸材料100可由适于拉伸的其它材料制成，只要这些材料具有合适的特性即可。首先，可以使材料有粘性并且附着于拉伸表面(诸如，表面104、108)并且在这种状态下具有充分的强度或粘度，以允许中心部分被拉伸至所需长度，而不会裂开或熔掉。就这点而言，可在材料中添加添加剂，以提高其粘度、粘性或其它属性。在一些实施方式中，诸如，通过在下拉伸表面上的不同地点施用单独的材料液滴来使用预先熔融的颗粒，尽管相比于将固体颗粒分散在拉伸表面上，此过程不太便利。其次，材料可被硬化并且在正常使用状况下保持固态。就这点而言，所描述的热塑性和热固性材料是便于使用的。然而，其它材料也可能是有用的。如指出的，可使用树脂并且可通过固化来硬化树脂。软化时具有粘性但在硬化时没有附着性的可拉伸材料可便于使用，这是因为由于熔融层和拉伸表面之间的附着，导致可通过拉伸表面将表面熔融层便利地拉离彼此，而硬化的蒙皮可便利地与被冷却后的拉伸表面分开。

为了辅助形成具有大体一致厚度的蒙皮层，拉伸表面104/108可横向振动(即，在平行于拉伸表面的方向上)。

可用不同形式设置拉伸表面104/108。例如，可用其它合适的拉动构件或装置取代压板102和106。所得到的拉伸表面可被弯曲，使得产品材料具有所需的表面形状。这两个对置的拉伸表面可倾斜成受限的角度，使得产品材料具有不同的厚度。可在一侧(例如，上侧)设置两个或更多个单独的拉伸装置，使得可将表面108的不同部分抬高至不同高度，以制成具有阶梯状厚度的板材。另外，穿过拉伸表面的孔可允许在形成板时注入空气/流体，以在其中限定空隙。

虽然软化的可拉伸材料100被垂直地拉伸是便利地，但在不同的实施方式中，如果软化的材料具有充分的熔融强度或粘度并且充分附着于拉伸表面从而防止中心部分意外出现结块、滴落或弯曲，则可以将材料在其它方向上拉伸。

根据本文中描述的示例性实施方式，可制成具有不同厚度和大小的多孔材料。还可通过拉伸来制成诸如片材料、块状材料、球状材料、环状材料等的其它块状多孔材料来替代板材材料。如使用的，本文中的术语“板”旨在描述所有这种块状材料。

在替代实施方式中，通过穿过两个对置压板引入流体来限定隔室/空隙。例如，可用压板102'(图8A至图8C)或压板102”(图10A至图10D)取代图1至图4的底部压板102。

图9A至图9C和图10A至图10C示意性示出通过机械或其它联动装置背离彼此移动的均包括孔107/109'/109”的对置压板106/102'和106/102”。

压板102'/102”中的每个可包括在形成隔室128时与孔107协作的孔109'/109”(如同压板106中的孔107)。以这种方式，在随着压板102'/102”和压板106背离彼此离开而拉伸可拉伸材料的同时，隔室128可在穿过孔107和109'/109”注入的空气或其它流体的作用下在可拉伸材料100中由底压板102和顶压板106形成，如图9A至图9C和图10A至图10D中所示。

孔107可大体与压板102'中的孔109'对准(如图9A至图9C中所示)或者孔107可偏离压板102”中的孔109”(如图10A至图10D中所示)。

偏离的孔107和109”可例如被形成为，使得隔室128被布置成限定隔室128，如图10D中所示。

另选地，通过将压板106中的孔107和压板102中的孔109'对准，隔室128可在可拉伸材料100和所得到的板中限定柱状物。如图示的，各所得到的柱状物/隔室128从所得到的材料的各对置表面中的洞延伸。

另外，可拉伸材料100可以是熔融可拉伸或热固性的。

在另一个替代实施方式中，所得到的板中的洞131可提供板120的附接点，如图11中描绘的。如图示的，洞131可用作加固、保护或美观层140的附接洞，或者以其它方式将板120、120'附接到所使用的其它结构。因此，洞131可用于将板120附接到结构，或者将层140施用于板120的表面。

在又一个替代实施方式中，在形成板120期间，可将多孔片等形式的加固材料插入压板102、106和可拉伸材料100之间。加固材料可采取多孔微纤维材料的形式，并且可附着于或者嵌入所得到的板120中，靠近板120的顶表面和/或底表面。加固材料的多孔性质仍然可在拉伸期间允许引入流体(例如，空气或其它气体)，以致使形成凹处117。

实例1：力-位移构造曲线

图12是示例性底压板102的示意性平面图。顶压板106(未具体图示)具有直径1.6mm的中心洞，而底压板106具有布置成边长为60mm的正六边形图案的六个1.6mm直径的洞106。图13示出当制造示例性多孔板120(这在图13中是用照片描绘的)时将对置压板102'、106分开所必需的力随着拉动速率的变化而变化。

在直径为100mm且厚度为1.4mm的聚合物盘(Borealis Daploy HMS WB135聚丙烯，熔融温度为165℃)布置在压板102'、106之间的情况下，将上铝压板102'和下铝压板106加热至175℃。

一旦压板102'、106达到175℃的所需温度并且可拉伸材料100熔化，压板102'、106就被施加200N的小压力预载荷，以确保在熔化的可拉伸材料100被拉伸至9mm的高度之前有优良的附着力。

在图14中示出四条力-位移曲线，以反映范围从1mm/min(最低峰)到25mm/min(最高峰)的拉动速率。图15中绘出的最大峰值力随着拉动速率从1mm/min增至25mm/min而从大约160N增至500N。

实例2：单轴压缩期间的应力-应变曲线

图16示出测得的如上所述的规则(闭)孔多孔材料和随机分布孔材料(如PCT公布文本WO 2012/162784中公开的)的压缩应力-应变曲线。图16中的黑实线示出测得的使用板(图12)中的洞的六边形阵列而形成的规则(和闭孔)结构的压缩应力-应变曲线，而虚线示出使用无洞压板而形成的随机(和开孔)结构(如例如PCT公布文本WO 2012/162784中公开的)的情况。这两个样品由相同的高熔融强度聚丙烯原材料-Borealis Daploy HMS WB135聚丙烯形成。

使用不带孔的金属板(如PCT公布文本WO 2012/162784中公开的)制成样品，而在其它情况下，使用图12中示出的相同洞图案来制成样品。

样品都具有14％的整体相对密度(多孔材料的密度除以块状聚合物的密度)。金属压板中的洞允许多孔构造的几何形状受控制，这可造成机械性质增强。

值得注意的是，对于规则多孔结构而言，峰值强度(初始最大应力)和谷值强度(后续最小应力)二者较高(以下表1中总结的值)。相比于随机(开孔)多孔材料，规则(闭孔)多孔材料的在初始峰值之后的载荷降低不太严重，这暗示着，在压缩期间规则多孔结构可吸收更多能量。

表1

当在本文中提供的一列项的最后一项之前用到“或”时，可选择使用所列项中的任一个或所列项的任何合适组合。对于本说明书中提供的任何一列可能元件或特征而言，还意图有落入给定列内的任何子列表。类似地，对于提供的任何范围，还意图有落入给定范围内的任何子范围。

当然，上述实施方式旨在是例证性的，绝非限制。所描述的实施方式是易受形式、部件的布置、操作的细节和次序的许多修改形式影响的。确切地，本发明旨在涵盖落入由权利要求书限定的其范围内的所有这种修改形式。

Claims (19)

1.一种形成多孔板的方法，所述方法包括：

设置两个对置表面，其中，所述两个对置表面中的至少一个表面包括贯穿其中延伸的孔；

在所述两个对置表面之间设置软化的可拉伸材料，其中，所述可拉伸材料附着于所述两个对置表面；

使所述软化的可拉伸材料与所述两个对置表面接触；

使所述两个对置表面中的至少一个表面背离另一个表面移动以拉伸所述两个对置表面之间的所述软化的可拉伸材料，同时允许流体穿过所述孔进入所述软化的可拉伸材料，以在由所述孔限定的位置处在所述可拉伸材料中限定空隙；

硬化所述可拉伸材料，以形成所述多孔板。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述软化的可拉伸材料包括热可拉伸材料，并且其中，所述设置还包括软化所述可拉伸材料，包括加热所述可拉伸材料。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述热可拉伸材料包括热塑性材料。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述软化的可拉伸材料包括热固性可拉伸材料。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述热固性材料包括环氧树脂、聚酯、聚氨酯、酚树脂、环氧化物、合成橡胶中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述流体包括空气。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两个对置表面是基本上平行的。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两个对置表面是基本上平坦的。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两个对置表面附接到所述可拉伸材料的表面层。

10.根据权利要求2所述的方法，其中，所述可拉伸材料包括热可拉伸材料的颗粒。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述孔只形成在所述两个对置表面中的一个表面中。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述孔形成在所述两个对置表面中的位于顶部的那个表面中。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述孔形成在所述两个对置表面这二者中。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述两个对置表面中的一个表面中的所述孔中的每个均与所述两个对置表面中的另一个表面中的对应孔大体对准。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可拉伸材料包括加固材料。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述加固材料包括碳纤维、铁纤维、合金纤维和纳米颗粒中的至少一种。

17.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在所述可拉伸材料和所述两个对置压板中的至少一个压板之间插入加固层。

18.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在所述两个对置表面中的所述至少一个表面背离另一个表面移动时，限制穿过所述孔中的至少一些孔的流体流。

19.一种设备，所述设备包括：

两个对置压板，其中，所述两个对置压板中的至少一个压板包括贯穿其中延伸的孔；

联动装置，其用于使所述两个对置压板中的至少一个压板背离另一个压板移动以拉伸布置在所述两个对置压板之间并且与所述两个对置压板接触的软化的可拉伸材料，同时允许流体穿过所述孔进入所述可拉伸材料，以在由所述孔限定的位置处在所述可拉伸材料中限定空隙。