CN110914051A - 包括增强的热塑性表面层和芯层的多层配件 - Google Patents

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T·R·沃津斯基
M·J·梅森
Y·S·朴
A·J·梅西纳
P·T·埃弗斯
M·O·梅森
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Hanwha Azdel Inc
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Hanhua Azdale Co Ltd
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Abstract

本文描述包括芯层和一个或多个增强的热塑性层的多层配件的某些配置。在某些配置中,芯层可包括定向压缩材料。在其他配置中,增强的热塑性层可包括热塑性材料和增强纤维。还描述包括多层配件的车辆装载地板、墙面板、地板面板等。

Description

包括增强的热塑性表面层和芯层的多层配件
相关申请
本申请与2017年3月13日提交的美国临时申请No.62/470,691相关并要求其优先权,该临时申请的全部公开内容出于所有目的通过引用合并于此。
技术领域
该申请涉及增强的热塑性复合材料及其在车辆中的用途。更具体地,本文描述的某些实施方案针对包括增强的热塑性表面层与芯层组合的多层配件及其在车辆和其他应用中的用途。
背景技术
一般而言,用于建筑和建筑材料应用的制品旨在满足许多相互竞争和严格的性能规范。
发明内容
本文描述针对多层配件及其部件的某些配置,可以包括一个或多个多孔增强的热塑性表面层,与基本上无孔的芯层或不是增强的热塑性层的芯层结合。尽管下面将详细描述某些特定的配置,但表面层和芯层中存在的确切材料可根据多层配件的预期用途而有所不同。
在一方面,多层配件包括:包括闭孔材料的芯层,设置在所述芯层的第一表面上的第一增强的热塑性层,所述第一纤维增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网,和设置在所述芯层的第二表面上的第二增强的热塑性层,第二纤维增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网。
在某些配置中,所述闭孔材料不是聚氨酯泡沫或其中所述芯层不含纤维素。在其他配置中,芯层包含聚氨酯材料(例如聚氨酯泡沫)或纤维素基材料(例如纸、蜂窝等)。在某些例子中,所述第一增强的热塑性层的基重基本上等于所述第二增强的热塑性层的基重。在一些实施方案中,所述第一增强的热塑性层的基重不同于所述第二增强的热塑性层的基重。在某些例子中,设置的第一增强的热塑性层包括与设置的第二增强的热塑性层的增强材料不同的至少一种增强材料。在其他例子中,所述芯层的闭孔材料包括定向压缩泡沫,该定向压缩泡沫选自定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫、定向压缩挤出的聚乙烯泡沫和定向压缩可膨胀的聚丙烯泡沫。在一些例子中,所述第一增强的热塑性层中的热塑性材料不同于所述第二增强的热塑性层中的热塑性材料。在另外的例子中,第一增强的热塑性层和第二增强的热塑性层中的热塑性材料是相同的。在一些实施方案中,第一增强的热塑性层和第二增强的热塑性层中的增强材料是相同的。在其他例子中,所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层的增强材料均包括增强纤维。在某些配置中,所述第一纤维增强的热塑性层包括与所述第二纤维增强的热塑性层的增强纤维不同的至少一种增强纤维。在其他配置中,所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层中的一种或两种包括放样剂。在一些例子中,所述放样剂包括可膨胀微球和可膨胀石墨材料中的至少一种。在另外的例子中,所述芯层中不存在放样剂。在其他例子中,所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层的热塑性材料和增强材料被选择以允许放样所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层,而不存在放样剂。在一些实施方案中,多层配件还包括设置在所述第一增强的热塑性层和所述芯层之间的芯层的第一表面上的第一粘合剂层。在另外的例子中,多层配件还包括设置在所述第为增强的热塑性层和所述芯层之间的芯层的第二表面上的第二粘合剂层。在某些配置中,多层配件包括设置在所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中一者上的装饰层。在一些例子中,所述芯层的闭孔材料包括定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫,所述第一纤维增强的热塑性层包括聚丙烯和玻璃纤维,所述第二纤维增强的热塑性层包括聚丙烯和玻璃纤维,并且所述第一和第二粘合剂层均包括共聚酰胺。在一些例子中,所述芯层、所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中的至少一种包括阻燃材料。在某些例子中,所述阻燃材料包括可膨胀石墨材料、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种。
在其他方面中,多层配件包括:包括闭孔材料而没有任何聚氨酯或纤维素材料的芯层,其中所述闭孔材料基本上是无孔的,并为所述多层配件定向地提供抗压强度,设置在所述芯层的第一表面上的第一粘合剂层,设置在所述芯层的第二表面上的第二粘合剂层,设置在所述第一粘合剂层上的第一纤维增强的热塑性层,所述第一纤维增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网,和设置在所述第二粘合剂层上的第二纤维增强的热塑性层,所述第二纤维增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网。
在某些例子中,芯层包括定向压缩泡沫。在其他例子中,所述定向压缩泡沫选自定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫、定向压缩挤出的聚乙烯泡沫和定向压缩可膨胀的聚丙烯泡沫,或者在可替换的方式中聚氨酯泡沫或纤维素基材料。在一些实施方案中,所述第一纤维增强的热塑性层的基重基本上等同于所述第二纤维增强的热塑性层的基重。在一些例子中,所述第一纤维增强的热塑性层的基重不同于所述第二纤维增强的热塑性层的基重。在其他例子中,设置的第一纤维增强的热塑性层包括与设置的第二纤维增强的热塑性层的增强纤维材料不同的至少一种增强纤维材料。在某些例子中,所述第一纤维增强的热塑性层中的热塑性材料不同于所述第二纤维增强的热塑性层中的热塑性材料。在一些例子中,所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层中的热塑性材料是相同的。在另外的例子中,所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层中的增强纤维是相同的。在一些例子中,所述第一纤维增强的热塑性层还包括与所述第二纤维增强的热塑性层的增强纤维不同的至少一种增强纤维.在其他例子中,所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层中的一种或两种包括放样剂。在一些例子中,所述放样剂包括可膨胀微球和可膨胀石墨材料中的至少一种。在某些例子中,所述芯层中不存在放样剂。在某些配置中,所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层的热塑性材料和增强材料被选择以允许放样所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层,而不存在放样剂。在其他配置中,多层配件包括设置在所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层中的一种上的表皮层,其中表皮层包括织物、稀洋纱、薄膜及其组合。在一些例子中,多层配件包括耦合到所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中的一种的装饰层。在某些例子中,所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层的热塑性材料独立地选自:聚烯烃材料、热塑性聚烯烃共混物材料、聚乙烯基聚合物材料、丁二烯聚合物材料、丙烯酸聚合物材料、聚酰胺材料、聚酯材料、聚碳酸酯材料、聚酯碳酸酯材料、聚苯乙烯材料、丙烯腈苯乙烯聚合物材料、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物材料、聚醚酰亚胺材料、聚苯醚材料、聚亚苯基氧化物材料、聚苯硫醚材料、聚醚材料、聚醚酮材料、聚缩醛材料、聚氨酯材料、聚苯并咪唑材料及其共聚物和混合物。在其他例子中,所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层的增强材料独立地选自:玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机纤维、无机纤维、天然纤维、矿物纤维、金属纤维、金属化无机纤维、金属化合成纤维、陶瓷纤维及其组合。在一些实施方案中,存在于第一纤维增强的热塑性层和第二纤维增强的热塑性层中的每一个中的纤维独立地包括大于约5微米的直径和约5mm至约200mm的长度。在其他实施方案中,所述定向压缩泡沫是定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫,其中所述第一和第二纤维增强的热塑性层均包括聚丙烯和玻璃纤维,其中所述多层配件还包括耦合到所述第二纤维增强的热塑性层的表皮,并且其中所述多层配件还包括耦合到所述表皮的装饰层。在一些例子中,所述芯层、所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中的至少一种包括阻燃材料。在某些例子中,所述阻燃材料包括可膨胀石墨材料、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种。如果需要,粘合剂层也可以包含阻燃材料。
在其他方面中,提供结构增强的车辆装载地板包括:包括闭孔材料的芯层,设置在所述芯层的第一表面上的第一增强的热塑性层,所述第一纤维增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网,设置在所述芯层的第二表面上的第二增强的热塑性层,所述第二纤维增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网,和其中所述芯层、所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层一起提供在不超过220kg的重量下挠曲小于约25mm的车辆装载地板。
在某些配置中,车辆装载地板包括耦合到所述第一增强的热塑性层的装饰层。在一些例子中,所述装饰层包括地毯。在某些例子中,车辆装载地板包括在所述装饰层和所述第一增强的热塑性层之间的粘合剂层。在其他例子中,车辆装载地板包括耦合到所述第二增强的热塑性层的第二装饰层。在一些例子中,所述第二装饰层包括地毯。在其他例子中,车辆装载地板包括在所述第二装饰层和所述第二增强的热塑性层之间的粘合剂层。在另外的例子中,车辆装载地板在100kg重量下挠曲小于约15mm、或在150kg重量下挠曲小于约15mm、或在100kg重量下挠曲小于约10mm、或在220kg重量下挠曲小于约5mm。在某些配置中,所述第一增强的热塑性层的热塑性材料包括至少一种与所述第二增强的热塑性层中存在的热塑性材料相似或不同的热塑性材料。在其他配置中,所述芯层的闭孔材料包括定向压缩泡沫,该定向压缩泡沫选自定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫、定向压缩挤出的聚乙烯泡沫和定向压缩可膨胀的聚丙烯泡沫,或在可替换的方式中聚氨酯泡沫或纤维素基材料。在一些例子中,所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层的热塑性材料独立地选自:聚烯烃材料、热塑性聚烯烃共混物材料、聚乙烯基聚合物材料、丁二烯聚合物材料、丙烯酸聚合物材料、聚酰胺材料、聚酯材料、聚碳酸酯材料、聚酯碳酸酯材料、聚苯乙烯材料、丙烯腈苯乙烯聚合物材料、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物材料、聚醚酰亚胺材料、聚苯醚材料、聚亚苯基氧化物材料、聚苯硫醚材料、聚醚材料、聚醚酮材料、聚缩醛材料、聚氨酯材料、聚苯并咪唑材料及其共聚物和混合物。在其他配置中,所述第一纤维增强的层和第二纤维增强的层中的热塑性材料各自独立地是树脂或纤维。在一些实施方案中,所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层的增强材料各自独立地选自:玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机纤维、无机纤维、天然纤维、矿物纤维、金属纤维、金属化的无机纤维、金属化的合成纤维、陶瓷纤维及其组合。在其他例子中,存在于纤维增强的第一层和第二纤维增强的层中每一种的纤维的直径大于约5微米,并且长度为约5mm至约200mm。在一些例子中,存在于所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层中的每一种的热塑性材料包括聚丙烯,并且存在于所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层中的每一种的增强材料是玻璃纤维。在某些例子中,所述第一和第二纤维增强层的基重为约500gsm至约3000gsm并且所述芯层的基重为约300gsm至约2000gsm。在一些例子中,所述第一和第二纤维增强的层中的至少一个包括放样剂。在另外的例子中,车辆装载地板包括设置在所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层中的至少一个上的地毯层。在一些实施方案中,所述第一纤维增强的层通过第一粘合剂层耦合到所述芯层,并且所述第二纤维增强的层通过第二粘合剂层耦合到所述芯层。在其他实施方案中,所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层不包括任何放样剂,并且其中所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层的热塑性材料和增强材料分别被选择为在所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层中不存在放样剂的情况下,允许放样所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层。在一些例子中,所述芯层、所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中的至少一种包括阻燃材料。在某些例子中,所述阻燃材料包括可膨胀石墨材料、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种。如果需要,粘合剂层也可以包含阻燃材料。
在另外方面中,用于制造车辆装载地板的套件包括芯层和与所述芯层分开的第一增强的热塑性层,其中所述芯层包括闭孔材料,所述第一增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网。套件还可包括用于将第一增强的热塑性芯层耦合到所述芯层的第一表面的指令。
在一些例子中,套件包括与所述芯层分开的第二增强的热塑性层和第一增强的第一增强的热塑性层。在其他例子中,所述套件的第一增强的热塑性层和所述套件的第二增强的热塑性层相同。在一些例子中,所述套件的第一增强的热塑性层的基重不同于所述套件的第二增强的热塑性层的基重。在其他例子中,套件包括与所述芯层和所述第一增强的热塑性层分开的装饰层。在一些实施方案中,套件包括有效地将所述第一增强的热塑性层粘合到所述芯层的粘合材料。在一些例子中,套件包括表皮层。在一些例子中,所述表皮层选自织物、稀洋纱、薄膜及其组合。在其他例子中,所述芯层的闭孔材料包括定向压缩泡沫,该定向压缩泡沫选自定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫、定向压缩挤出的聚乙烯泡沫和定向压缩可膨胀的聚丙烯泡沫。在某些例子中,所述芯层被配置为平面片。
在其他方面中,一种形成多层配件的方法包括:通过下列方式形成增强的热塑性层:在水性溶液中结合热塑性聚合物、增强纤维和放样剂,混合包含热塑性聚合物、增强纤维和放样剂的水性溶液,以将所述增强纤维和所述放样剂分散在所述热塑性聚合物中,从而提供水性泡沫分散体,将水性泡沫分散体设置在成形元件上,从设置的水性泡沫中除去液体以提供增强的热塑性层,该增强的热塑性层包括包含热塑性聚合物、增强纤维和放样剂的网,和将所提供的增强的热塑性层设置在包括闭孔材料的芯层的第一表面上。在一些例子中,所述芯层、所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中的至少一种包括阻燃材料。在某些例子中,所述阻燃材料包括可膨胀石墨材料、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种。如果需要的话,粘合材料还可以包括阻燃材料。
在某些配置中,该方法包括在将所提供的增强的热塑性层设置在所述芯层的第一表面上之前,在所提供的增强的热塑性层的网的热塑性聚合物的软化温度以上加热所提供的增强的热塑性层。在其他例子中,该方法包括在将所提供的增强的热塑性层设置在所述芯层的第一表面上之前,在所述芯层的第一表面上设置粘合剂层。在一些例子中,该方法包括在将所提供的增强的热塑性层设置在所述芯层的第一表面上之前,在所提供的增强的热塑性层的表面上设置粘合剂层。在一些例子中,该方法包括在所述芯层的第二表面上设置第二粘合剂层。在其他配置中,该方法包括在设置的第二粘合剂层上设置另一增强的热塑性层。在一些例子中,该方法包括将第二粘合剂层设置在另一增强的热塑性层的表面上。在某些实施方案中,该方法包括在所述芯层上设置另一增强的热塑性层,以通过所述第二粘合剂层将所述芯层耦合到所述另一增强的热塑性层。在其他例子中,该方法包括加热所提供的增强的热塑性片材以放样所提供的增强的热塑性片材。在某些实施方案中,该方法包括配置所述芯层以包括定向压缩泡沫,所述定向压缩泡沫选自定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫、定向压缩挤出的聚乙烯泡沫和定向压缩可膨胀的聚丙烯泡沫。
在其他方面中,休闲车辆壁包括本文所述的一个或多个多层配件。
在另外方面中,休闲车辆天花板包括本文所述的一个或多个多层配件。
在其他方面中,休闲车辆滑出配件,例如,在休闲车辆中包括扇子,浴室或其他功能的配件,包括本文所述的一个或多个多层配件。滑出配件的墙壁、天花板、地板或任何或所有结构部件可包括本文所述的多层配件中的一个或多个。
在另外方面中,卧铺驾驶室上下铺地板包括本文所述的一个或多个多层配件。
在其他方面中,护墙板包括本文所述的一个或多个多层配件。例如,屋顶板、地板、墙面板、用于住宅或商业结构的内部或外部面板等可以包括本文所述的多层配件中的一个或多个。
在另外方面中,屋顶板包括本文所述的一个或多个多层配件。
在其他方面中,地板面板包括本文所述的一个或多个多层配件。
在另外方面中,机动车装载地板包括本文所述的一个或多个多层配件。
在其他方面中,描述车辆,包括机动车装载地板,包括本文所述的一个或多个多层配件。
在另外方面中,提供车辆,包括本文所述的车辆装载地板。
在其他方面中,轮胎套包括本文所述的一个或多个多层配件。
在另外方面中,甲板包括本文所述的一个或多个多层配件。例如,如果需要,可以将甲板连接到住宅或商业结构或休闲车上。
附加特征、方面、例子、配置和实施方案在下面更详细地描述。
附图说明
参考附图描述了某些实施方案,其中:
图1是根据某些例子的包括表面层和芯层的多层配件的图示;
图2是根据某些配置的包括两个表面层和芯层的多层配件的图示;
图3A是根据某些构造的包括芯层、粘合剂层和表面层的多层配件的图示;
图3B是示出根据某些构造的与表皮或装饰层结合的图3A的配件的图示;
图4A是根据某些构造的包括芯层、两个粘合剂层和两个表面层的多层配件的图示;
图4B是示出根据某些构造的与表皮或装饰层结合的图4A的配件的图示;
图5A是根据某些配置的包括两个芯层和一个表面层的多层配件的图示;
图5B是示出与另一表面层结合的图5A的配件的图示;
图5C是示出根据某些构造的与表皮或装饰层结合的图5B的配件的图示;
图6A是根据某些配置的包括两个芯层和两个表面层的多层配件的图示;
图6B是示出与另一表面层组合的图6A的配件的图示;
图6C是示出根据某些构造的与表皮或装饰层结合的图6B的配件的图示;
图7是根据某些例子的车辆地板的图示;
图8是根据某些配置的装载地板的图示。
鉴于本公开的益处,本领域普通技术人员将认识到,附图中的某些尺寸或特征可能已经以其他非常规或非比例的方式被放大、变形或示出,以提供更加用户友好的附图版本。附图中的描述并不意味着特定的厚度、宽度或长度,并且附图部件的相对尺寸并不旨在限制附图中任何部件的尺寸。在以下描述中指定尺寸或值的情况下,提供尺寸或值仅用于说明目的。另外,由于图中某些部分的阴影,不需要特定的材料或布置,并且尽管为了区别起见,图中的不同配件可以包括阴影,但是不同的配件可以包括相同或相似的材料(如果需要)。
具体实施方式
以下参考单数和复数术语来描述某些实施方案,以便提供对本文公开的技术的更加用户友好的描述。这些术语仅出于方便目的而使用,无意于将层、配件、制品、方法和其他主题限制为包括或排除某些特征,除非另有说明在特定实施方案中存在或从本文所述的特定实施方案中排除。
在某些情况下,本文所述的材料可以一起使用以提供片材、面板、地板、地板、装载地板、车辆壁、天花板或地板,例如休闲车辆壁、天花板或地板和其他制品。例如,多层配件可以用作墙板或天花板、地板、底层地板或在汽车应用中,例如车辆装载地板或车身底部地板。在该配件用作车辆装载地板的情况下,该装载地板可以作为车厢内的车身底部配件存在,或者可以作为车辆的一个或多个不同配件或区域或存在于该配件中,例如作为车辆后部车辆储藏室中的拉货地板。在某些情况下,多层配件可用作车辆装载地板,而无需来自车辆的任何支撑结构支撑,例如,可以将装载地板构造和布置为支撑选定重量的负载,而无需在下方提供结构支撑或加固装载地板。如本文所述,多层配件的一些构造可以通过使用纤维增强的热塑性表面层和/或不使用任何纤维增强的热塑性芯层来生产。在其他情况下,可以在不使用任何聚氨酯核芯组分或不使用任何聚氨酯的情况下生产多层配件。在其他配置中,可以在不使用任何纤维素基材料例如蜂窝、纸等的情况下生产多层配件。但是,如果需要,一层或多层可以包括聚氨酯、聚氨酯泡沫或纤维素基材料,例如纸、蜂窝等。
在本文描述的一些实施方案中,芯层可包括定向压缩材料,例如定向压缩泡沫。如下面更详细地指出的,定向压缩的材料通常在横向上比在纵向上具有更大的压缩强度(或者,如果需要,反之亦然)。例如,芯层可包括具有方向抗压强度的材料,例如,具有在正交方向上不同的抗压强度的材料,以赋予包括芯层的整个制品更大的刚度。芯层通常与可以采用多种形式的一个或多个表面层或表皮一起使用。在一些实例中,表面层是非挤出的表面层,以提供增加的孔隙率和/或减小制品的总重量。
在某些配置中,多层配件可以包括彼此耦合的两个或更多个不同的层。参照图1,两层配件100包括耦合到芯层110的表面层120。表面层120可以被配置为多孔的、增强的热塑性表面层,如下面更详细地指出的。芯层110通常不是多孔的、增强的热塑性层,并且可以是闭孔的或基本上无孔的芯层,以避免水或其他流体的进入。尽管下面将更详细地讨论说明性的芯层,但是在某些构造中,芯层可以是泡沫,例如闭孔泡沫、基于纤维素的产品,例如纸蜂窝或其他材料。在一些配置中,芯层110可以被配置为非纤维素芯层或非聚氨酯芯层。表面层120和芯层110的组合可以提供重量轻的面板或结构,该面板或结构提供足够的承载能力以允许其在例如地板、墙壁和天花板中使用。
在某些实施方案中,增强的表面层120可被配置为(或用于)玻璃毡热塑性复合材料(GMT)或轻质增强热塑性塑料(LWRT)。一种这样的LWRT由HANWHA AZDEL,Inc.制备,并以商标
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垫出售。这种GMT或LWRT的面密度可以在每平方米GMT或LWRT约400克至约4000gsm的范围内,尽管根据具体情况,面密度可以小于400gsm或大于4000gsm应用需求。在一些实施方案中,上限密度可以小于约4000gsm。在某些情况下,GMT或LWRT可包括一种或多种设置在GMT或LWRT的空隙或孔中的放样剂材料。
在将LWRT用作表面层的某些例子中,LWRT通常包括热塑性材料和多条增强纤维,它们一起形成开孔结构的网。例如,表面层120通常包括大量的开孔结构,使得在这些层中存在空隙。在一些情况下,表面层120可包括0-30%、10-40%、20-50%、30-60%、40-70%、50-80%、60-90%、0-40%、0-50%、0-60%、0-70%、0-80%、0-90%、10-50%、10-60%、10-70%、10-80%、10-90%、10-95%、20-60%、20-70%、20-80%、20-90%、20-95%、30-70%、30-80%、30-90%、30-95%、40-80%、40-90%、40-95%、50-90%、50-95%、60-95%70-80%、70-90%、70-95%、80-90%、80-95%或这些例子性范围内的任何说明性值的空隙含量或孔隙率。在一些情况下,表面层120具有大于0%的孔隙率或空隙含量,例如未完全固结,至多约95%。除非另有说明,否则对包含一定空隙含量或孔隙率的表面层的提及是基于该表面层的总体积,而不一定是多层配件的总体积。
在某些例子中,表面层120可以以GMT的形式生产。在某些情况下,通常可以使用短切玻璃纤维、热塑性材料、任选的放样剂和任选的一种或多种由玻璃纤维或热塑性树脂纤维(例如,聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、PC/PBT的混合物或PC/PET的混合物)制成的薄膜和/或机织或非织造织物来制备GMT。在一些实施方案中,PP、PBT、PET、PC/PET共混物或PC/PBT共混物可用作树脂。为了生产玻璃垫,可以将热塑性材料和增强材料添加或计量到装在装有叶轮的敞开式混合罐中的分散泡沫中。不希望受到任何特定理论的束缚,泡沫的被困住的气穴的存在可以帮助分散玻璃纤维、热塑性材料和放样剂。在一些例子中,纤维和热塑性材料的分散混合物可以通过分配歧管被泵送到位于造纸机的线段上方的流浆箱。当使用真空将分散的混合物提供给移动的丝网时,可以除去泡沫,而不是纤维和热塑性塑料,从而连续生产出均匀的纤维状湿网。湿网可以在合适的温度下通过干燥机,以减少水分含量并使热塑性材料熔融或软化。
在某些实施方案中,存在于表面层120中的高孔隙率可以减小层的总重量,并且可以允许试剂包含在空隙空间内。例如,放样剂可以以非共价键结合的方式驻留在空隙中。施加热或其他扰动可起到增加非共价键合的放样剂的体积的作用,这反过来又增加了层的总厚度,例如,随着放样剂的尺寸增加和/或额外的空气被困在层中,层就增加了。如果需要,可以在表面层120的空隙中包括阻燃剂、着色剂、抑烟剂和其他材料。在放样之前,可以压缩表面层120以减小其总厚度,例如在将图层耦合到一个或多个其他图层之前或之后进行压缩。
在某些实施方案中,表面层120的热塑性材料可至少部分地包括增塑的和未增塑的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚四烯丁酸氯和聚氯乙烯中的一种或多种,和这些材料彼此或与其他聚合材料的共混物。其他合适的热塑性塑料包括但不限于聚亚芳基醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、热塑性聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、共聚酰胺、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物、无定形尼龙、聚亚芳基醚酮、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、液晶聚合物、商业上称为
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的聚(1,4亚苯基)化合物、高温聚碳酸酯(如拜耳的
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PC)、高温尼龙和硅酮,以及这些材料相互之间或与其他聚合材料的共聚物、合金和共混物。用于形成层120的热塑性材料可以以粉末形式、树脂形式、松香形式、颗粒形式、纤维形式或其他合适的形式使用。本文描述了各种形式的例子性热塑性材料,并且热塑性材料还在例如美国公开号20130244528和US20120065283中描述。存在于表面层120中的热塑性材料的确切量可以变化,并且说明性的量为约20重量%至约80重量%,例如30-70重量%或35-65重量%。
在某些例子中,表面层120的增强纤维可以包括玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机纤维、特别是高模量有机纤维,例如对位和间位芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、或本文所述的任何高熔体流动指数树脂,其适合用作纤维、矿物纤维、如玄武岩、矿棉(例如、岩石或矿渣毛)、硅灰石、氧化铝硅石等、或它们的混合物,金属纤维、金属化的天然和/或合成纤维、陶瓷纤维、纱线纤维或其混合物。在一些实施方案中,可以在使用前对任何上述纤维进行化学处理以提供所需的官能团或赋予纤维其他物理性质,例如可以进行化学处理以使它们可以与热塑性材料、放样剂或二者反应。层120中的纤维含量可以独立地为层的重量的约20%至约90%,更特别地为层的重量的约30%至约70%。通常,包括表面层120的多层配件的纤维含量在配件的重量的约20重量%至约90重量%之间变化,更特别地在约30重量%至约80重量%之间,例如约40重量%至约70重量%。所使用的纤维的具体尺寸和/或取向可以至少部分地取决于所使用的热塑性聚合物材料和/或表面层120的期望性质。鉴于本公开的益处,本领域普通技术人员将容易选择合适的纤维的附加类型、纤维尺寸和数量。在一个非限制性说明中,分散在热塑性材料和任选的放样剂中以提供表面层120的纤维通常可具有大于约5微米的直径,更特别地为约5微米至约22微米的直径,以及长度为约5mm至约200mm;更特别地,纤维直径可以为约微米至约22微米,并且纤维长度可以为约5mm至约75mm。
在一些实施方案中,可以通过包括一种或多种添加的放样剂来进一步调整表面层120的膨松能力。层120中使用的放样剂的确切类型可以取决于许多因素,包括例如期望的膨松温度、期望的膨松度等。在一些情况下,微球放样剂例如可膨胀微球当暴露于对流加热时可以增加其尺寸。可商购的例子性放样剂可从Kureha Corp.(日本)获得。在其他情况下,层120中可以使用具有第一平均粒径的第一放样剂和具有不同于第一平均粒径的第二平均粒径的第二放样剂。在其他例子中,放样剂可以是可膨胀石墨材料。
在一些例子中,芯层110可包括闭孔泡沫或不是多孔纤维增强的热塑性层的其他材料,例如,闭孔泡沫的孔隙率可小于约5%、4%、3%、2%或1%。在一些实施方案中,芯层不是可喷涂的或可喷涂的芯层,而是可为固体的平面层,其可在芯层110形成后耦合至表面层120。在一些例子中,芯层110可包括泡沫、硬纸板或纸蜂窝或它们的组合中的一种或多种。在其他例子中,芯层110可以包括或者可以是聚苯乙烯泡沫、膨胀或挤压的聚烯烃泡沫(例如,挤压的聚乙烯或膨胀的聚丙烯)或其他泡沫。在某些情况下,芯层可以缺少任何聚氨酯材料和/或可以缺少任何纤维素材料。不希望受到任何特定理论的束缚,某些材料例如聚氨酯和/或纤维素的存在会导致边缘变形和/或如果水分渗透到芯层中则允许霉菌生长。通过使用某些材料的泡沫芯层,可以存在干净的边缘,可以避免霉菌生长问题,并且在更轻的面积重量下可以获得更高的抗压强度。芯层110的说明性基重包括但不限于约300gsm至约2000gsm,更特别是约500gsm至约1900gsm或约500gsm至约1500gsm。
在一些实施方案中,芯层110可以包括在横向上比在纵向上具有更大的压缩强度的泡沫。例如,芯层110可以包括具有方向抗压强度的泡沫,例如,具有在正交方向上不同的抗压强度的泡沫,以使包括芯层110和表面层120的整个制品具有更大的刚度。可以提供方向抗压强度的材料可从道康宁公司和其他供应商处购得。芯层110通常通常首先由泡沫(或其他材料)形成,然后耦合到表面层120。在一些配置中,芯层110的材料可以被构造和布置成允许压缩芯层110,而不会实质损坏芯层110。还可以选择芯层110中的材料以允许制品100被热成型,例如压缩、模制等,而不会对芯层110造成实质性损害。与纤维热塑性芯层相比,在相当的基重下,包含闭孔泡沫(或非纤维增强的热塑性材料)的芯层110的存在可以提供更好的性能和更高的强度。
在一些配置中,表面层120(以及可选地,芯层110)可以是基本上无卤素或无卤素的层,以满足对某些应用的有害物质要求的限制。在其他情况下,层110、120中的一个或多个可以包括卤化阻燃剂,例如,包括F、Cl、Br、I和At中的一种或多种的化合物(包括卤素,例如四溴双酚A聚碳酸酯或一卤代、二卤代、三卤代或四卤代聚碳酸酯)的卤化阻燃剂。在一些情况下,在表面层120中使用的热塑性材料可包含一种或多种卤素以赋予某种阻燃性而无需添加另一种阻燃剂。在存在卤代阻燃剂的情况下,期望阻燃剂以阻燃剂的量存在,该阻燃剂的量可以根据存在的其他组分而变化。例如,卤化阻燃剂可以约0.1重量%至约15重量%(基于层的重量)存在,更特别地为约1重量%至约13重量%,例如约5重量%至约13重量%。如果需要,可以将两种不同的卤化阻燃剂添加到这些层中。在其他情况下,可以添加非卤代阻燃剂,例如,包括N、P、As、Sb、Bi、S、Se和Te中的一种或多种的阻燃剂。在一些实施方案中,非卤化阻燃剂可以包括磷化材料,因此这些层可以更环保。在存在非卤代或基本不含卤素的阻燃剂的情况下,期望阻燃剂以阻燃剂的量存在,该阻燃剂的量可以根据存在的其他组分而变化。例如,基本上无卤素的阻燃剂可以以约0.1重量%至约15重量%(基于层的重量)存在,更特别地为约1重量%至约13重量%,例如基于层的重量,约5重量%至约13重量%。如果需要,可以将两种不同的基本上无卤素的阻燃剂添加到一层或多层110、120中。在某些情况下,本文所述的层110、120中的一层或多层可以包含一种或多种卤化阻燃剂与一种或多种基本不含卤素的阻燃剂。当存在两种不同的阻燃剂时,两种阻燃剂的组合可以以阻燃剂的量存在,其可以根据存在的其他组分而变化。例如,存在的阻燃剂的总重量可以为约0.1重量%至约20重量%(基于层的重量),更特别地为约1重量%至约15重量%,例如,基于层的重量,约2重量%至约14重量%。可以将本文所述层中使用的阻燃剂添加到包含热塑性材料和纤维的混合物中(在将混合物处理到丝网或其他加工配件上之前),或者可以在形成层之后添加。在一些例子中,阻燃材料可以包括可膨胀石墨材料、氢氧化镁(MDH)和氢氧化铝(ATH)中的一种或多种。
在某些配置中并参考图2,多层配件200可以在芯层210的每个表面上包括表面层220、230。表面层220、230可以相同或不同。在某些情况下,表面层220、230通常可以包括相同的材料,但是可以具有不同数量的材料,例如,不同数量的增强纤维和/或不同数量的热塑性材料。在其他例子中,表面层220、230可以包括相同的热塑性材料但是不同的增强纤维。在另外的配置中,表面层220、230可以包括相同的增强纤维但是不同的热塑性材料。在其他情况下,表面层220、230可以包括相同的增强材料和热塑性材料,但是具有不同的基重、不同的孔隙率或其他不同的物理性质。在一些例子中,表面层220、230可以包括相同的增强纤维和相同的热塑性材料,但是具有不同的厚度或不同数量的放样剂以提供可变的膨松能力。
在某些例子中,每个表面层220、230可以独立地配置成类似于表面层120,例如,每个表面层220、230可以是GMT或LWRT。例如,每个表面层220、230可以被配置为包括一种或多种热塑性材料的LWRT。在一些例子中,存在于层220、230中的每一个中的热塑性材料可以独立地至少部分地包括增塑和未增塑的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚四氯丁烯和聚氯乙烯中的一种或多种,以及这些材料彼此或与其他聚合材料的混合物。其他合适的热塑性塑料包括但不限于聚亚芳基醚,聚碳酸酯,聚酯碳酸酯,热塑性聚酯,聚酰亚胺,聚醚酰亚胺,聚酰胺,共聚酰胺,丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物,无定形尼龙,聚亚芳基醚酮,聚苯硫醚,聚芳基砜,聚醚砜,液晶聚合物,商业上称为
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的聚(1,4-亚苯基)化合物,高温聚碳酸酯(如拜耳的
Figure BDA0002270539820000132
PC),高温尼龙和硅酮,以及这些材料相互之间或与其他聚合材料的共聚物、合金和共混物。用于形成层220、230的热塑性材料可以以粉末形式、树脂形式、松香形式、颗粒形式、纤维形式或其他合适的形式使用,并且在不同层220、230中使用的形式不必相同。本文描述了各种形式的例子性热塑性材料,并且还在例如美国公开号20130244528和US20120065283中描述。存在于表面层220、230中的热塑性材料的确切量可以变化,并且说明性的量在约20重量%至约80重量%的范围内,例如30-70重量%或35-65重量%。如本文所述,存在于表面层220、230中的热塑性材料的量不必相同。
在某些例子中,表面层220、230的增强纤维可以独立地包括玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机纤维,特别是高模量有机纤维,例如对位和间位芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚酯纤维或本文所述的任何适合用作纤维、矿物纤维(如玄武岩)、矿棉(例如,岩石或矿渣棉)、硅灰石、氧化铝二氧化硅等、或它们的混合物、金属纤维、金属化的天然和/或合成纤维、陶瓷纤维、纱线纤维或它们的混合物的高熔体流动指数树脂。在一些实施方案中,可以在使用前对任何上述纤维进行化学处理以提供所需的官能团或赋予纤维其他物理性质,例如可以进行化学处理以使它们可以与热塑性材料、放样剂或两者反应。在一些情况下,对表面层220、230之一中的纤维进行化学处理,而对表面层220、230中另一个中的纤维不进行化学处理。每个层220、230中的纤维含量可以独立地为该层的重量的约20%至约90%,更特别地为该层的重量的约30%至约70%。通常,包括表面层220、230的多层配件的纤维含量在约配件重量的20重量%至约90重量%之间变化,更特别地在约30重量%至约80重量%之间,例如约40重量%至约70重量%。所使用的纤维的具体尺寸和/或取向可以至少部分地取决于所使用的热塑性聚合物材料和/或表面层220、230的期望性质。鉴于本公开的益处,本领域普通技术人员将容易选择合适的纤维的附加类型、纤维尺寸和数量。在一个非限制性说明中,分散在热塑性材料和任选的放样剂中以提供表面层220、230的纤维通常可具有大于约5微米,更特别地为约5微米至约22微米的直径,并且纤维长度可以为约5mm至约200mm,更特别地,纤维直径可以为约微米至约22微米,并且纤维长度可以为约5mm至约75mm。
在某些实施方案中,表面层220、230可包括不同的纤维材料或不同的纤维负载。当存在不同的纤维材料时,纤维可以是完全不同的纤维,例如一层中的玻璃纤维和另一层中的碳纤维,或者可以包含经过改性的相同基础材料,例如一层玻璃纤维和另一层化学处理的玻璃纤维。在某些情况下,纤维可以是相同的纤维材料,但是纤维的一种或多种物理性质可以不同。例如,即使层220、230中的纤维材料可以相同或不同,层220的纤维也可以具有与层230中存在的纤维的直径不同的第一直径。在其他情况下,即使存在于层220、230中的纤维材料可以相同或不同,层220中的纤维的长度也可以与存在于层230中的纤维的长度不同。在另外的例子中,即使存在于层220、230中的纤维材料可以相同或不同,层220中的纤维的长度和直径也可以与层230中的纤维的长度和直径不同。在其他例子中,在层220、230之一中可以使用两种或更多种不同的纤维,并且在另一层中可以存在单一类型的纤维。如本文所述,通过选择纤维的数量和/或类型,可以改变表面层220、230的物理性质,例如,以为配件的不同表面层提供不同的放样能力。
在一些例子中,芯层210可包括闭孔泡沫或不是纤维增强的热塑性层的其他材料,例如,芯层210的闭孔泡沫可包含小于约5%、4%、3%、2%或1%的孔隙率。在一些实施方案中,芯层不是喷涂的或可喷涂的芯层,而是固体的平面层,其可以在芯层210形成后耦合至表面层220、230。在一些例子中,芯层210可以包括泡沫、硬纸板或纸蜂窝或它们的组合中的一种或多种。在其他例子中,芯层210可以包括或者可以是聚苯乙烯泡沫、膨胀或挤压的聚烯烃泡沫(例如,挤压的聚乙烯或膨胀的聚丙烯)或其他泡沫。在某些情况下,芯层可以缺少任何聚氨酯材料和/或可以缺少任何纤维素材料。通过在芯层210中使用某些泡沫材料,可以存在干净的边缘,可以避免霉菌生长问题并且可以在更轻的单位面积重量下获得更高的压缩强度。芯层210的说明性基重包括但不限于约300gsm至约2000gsm,更特别是约500gsm至约1900gsm或约500gsm至约1500gsm。
在一些实施方案中,芯层210可以包括在横向上比在纵向上具有更大的压缩强度的泡沫。例如,芯层210可包括具有方向抗压强度的泡沫,例如具有在正交方向上不同的抗压强度的泡沫,以赋予包括芯层210和表面层220、230的整个制品更大的刚度。可以提供定向抗压强度的泡沫可从道康宁公司和其他供应商商购获得。芯层210通常通常首先由泡沫(或其他材料)形成,然后耦合到表面层220、230。在一些配置中,芯层210的材料可以被构造和布置成允许压缩芯层210而对芯层210没有实质性损害。芯层210中的材料也可以选择为允许制品200被热成型,例如压缩、模制等,而芯层210没有实质性损伤。与纤维热塑性芯层相比,在相当的基重下,包含闭孔泡沫(或非纤维增强的热塑性材料)的芯层210的存在可以提供更好的性能和更高的强度。
在一些配置中,表面层220、230(以及可选地,芯层210)可以是基本上无卤素或无卤素的层,以满足对某些应用的有害物质要求的限制。在其他情况下,层210、220、230中的一个或多个可以包括卤化阻燃剂,例如,包含F、Cl、Br、I和At中的一种或多种包含此类卤素的化合物的卤化阻燃剂,例如四溴双酚A聚碳酸酯或单卤代、二卤代、三卤代或四卤代聚碳酸酯。在一些情况下,在一个或多个表面层220、230中使用的热塑性材料可包含一种或多种卤素以赋予某种阻燃性而无需添加另一种阻燃剂。在存在卤代阻燃剂的情况下,期望阻燃剂以阻燃剂的量存在,该阻燃剂的量可以根据存在的其他组分而变化。例如,卤化阻燃剂可以约0.1重量%至约15重量%(基于层的重量)存在,更特别地为约1重量%至约13重量%,例如约5重量%至约13重量%。如果需要,可以将两种不同的卤化阻燃剂添加到这些层中。在其他情况下,可以添加非卤代阻燃剂,例如,包括N、P、As、Sb、Bi、S、Se和Te中的一种或多种的阻燃剂。在一些实施方案中,非卤化阻燃剂可以包括磷化材料,因此这些层可以更环保。在存在非卤代或基本不含卤素的阻燃剂的情况下,期望阻燃剂以阻燃剂的量存在,该阻燃剂的量可以根据存在的其他组分而变化。例如,基本上无卤素的阻燃剂可以约0.1重量%至约15重量%(基于层的重量)存在,更特别地为约1重量%至约13重量%,例如基于层的重量为约5重量%至约13%重量。如果需要,可以将两种不同的基本上无卤素的阻燃剂添加到层210、220和230中的一层或多层。在某些情况下,层210、220和230中的一层或多层可以包含一种或多种卤化阻燃剂以及一种或多种基本上无卤素的阻燃剂。当存在两种不同的阻燃剂时,两种阻燃剂的组合可以以阻燃剂的量存在,其可以根据存在的其他组分而变化。例如,存在的阻燃剂的总重量可以为约0.1重量%至约20重量%(基于层的重量),更特别地为约1重量%至约15重量%,例如基于层的重量为约2重量%至约14重量%。可以将本文所述层中使用的阻燃剂添加到包含热塑性材料和纤维的混合物中(在将混合物处置在丝网或其他加工部件上之前),或者可以在形成层之后添加。在一些例子中,阻燃材料可以包括可膨胀石墨材料、氢氧化镁(MDH)和氢氧化铝(ATH)中的一种或多种。
在图2所示的配置中,可以通过包括一种或多种添加的放样剂来进一步调节表面层220、230的膨松能力。在层220、230中使用的放样剂的确切类型可以取决于许多因素,包括例如期望的膨松温度、期望的膨松度等。在一些情况下,微球放样剂,例如可膨胀微球,可以在暴露于对流加热时增加其尺寸。可商购的例子性放样剂可从Kureha Corp.(日本)获得。在其他情况下,可以使用具有第一平均粒径的第一放样剂和具有不同于第一平均粒径的第二平均粒径的第二放样剂。在其他例子中,放样剂可以是可膨胀石墨材料。表面层220、230可以被配置为提供相同的放样能力或不同的放样能力。例如,在暴露于热或其他放样刺激时,层220的放样后厚度可以大于层230的放样后厚度。例如,放样之前的层220的厚度可以为约1-2mm,并且放样后大约为10-15毫米。在放样之前,层220、230的厚度也可以是大约1-2mm,并且在放样之后,层220、230的厚度可以是大约6-8mm。即使没有任何添加的放样剂,这些厚度变化也可能发生。例如但不希望受任何特定理论的束缚,在放样期间,热塑性材料可熔化并释放其在增强材料上的保持力,以允许增强材料占据更大的体积。热塑性材料的随后冷却可导致开孔结构的网的重整,其体积大于预膨松的网。通过调节层220中的热塑性材料和/或增强材料的水平,可以选择层220的体积可以增加的程度。相比之下,可以选择层230中存在的热塑性材料和/或增强材料的量,使得在放样期间热塑性材料的熔化不会导致整体体积的显着增加。当层230的纤维网在放样之后重新形成时,所得的放样后的网体积与放样前的网体积基本没有差异。如果需要,层220、230中的一层或多层可以包括添加的放样剂以进一步增加总体积。例如,层220可以包括添加的放样剂以进一步选择整个膨松后的体积。在一些情况下,存在足够的放样剂,因此后膨松层220(和/或后膨松层230)的厚度为约20-25mm。在一些例子中,层220可以包括聚烯烃、增强纤维和放样剂,并且层230可以包括聚烯烃(可以与层220中的聚烯烃相同或不同)和增强材料。在某些配置中,存在于层220、230中的每一个中的聚烯烃可以是聚丙烯或包含聚丙烯的聚烯烃共聚物。在一些实施方案中,层220、230中的每一个的增强材料可以包括玻璃纤维,可选地与其他纤维结合。层220、230中的每一个中的热塑性材料和增强材料的确切重量百分比可以变化,并且层220、230中的例子性重量百分比是大约40-60重量%的热塑性材料,其余部分是增强材料。如果需要,可以配置表面层230,使其比层220具有更高的放样能力。
现在描述几种不同的说明性层配件,以进一步说明多层配件的一些可能构造,该多层配件包括与一个或多个芯层结合的增强的热塑性表面层。鉴于本公开的益处,本领域普通技术人员将认识到其他构造。参照图3A,示出了复合制品300,其包括通过粘合剂层315彼此连接的芯层310和表面层320。表面层320可以被配置为类似于任何表面层120、220或230,例如可以是多孔纤维增强的热塑性层,例如GMT或LWRT。尽管未示出,但是可以将附加的表面层耦合到芯层310的相对表面。
在某些例子中,表面层320可以包括或可以被配置为(或用于)玻璃毡热塑性复合材料(GMT)或轻质增强热塑性塑料(LWRT)。这种GMT或LWRT的面密度可以在每平方米GMT或LWRT约400克至约4000gsm的范围内,尽管根据具体情况,面密度可以小于400gsm或大于4000gsm应用需求。在一些实施方案中,上限密度可以小于约4000gsm。在某些情况下,GMT或LWRT可包括一种或多种设置在GMT或LWRT的空隙或孔中的放样剂材料。在将LWRT用作表面层320的某些例子中,LWRT通常包括热塑性材料和多个增强纤维,它们一起形成开孔结构的网。例如,表面层320通常包括大量的开孔结构,使得在这些层中存在空隙。在某些情况下,表面层320可包括0-30%、10-40%、20-50%、30-60%、40-70%、50-80%、60-90%、0-40%、0-50%、0-60%、0-70%、0-80%、0-90%、10-50%、10-60%、10-70%、10-80%、10-90%、10-95%、20-60%、20-70%、20-80%、20-90%、20-95%、30-70%、30-80%、30-90%、30-95%、40-80%、40-90%、40-95%、50-90%、50-95%、60-95%70-80%、70-90%、70-95%、80-90%、80-95%或这些例子性范围内的任何说明性值的空隙率或孔隙率。在某些情况下,表面层320的孔隙率或空隙率大于0%,例如未完全固结,至多约95%。除非另有说明,否则对包含一定空隙含量或孔隙率的表面层的提及是基于该表面层的总体积,而不一定是多层配件的总体积。
在某些例子中,表面层320可以以GMT的形式产生。在某些情况下,通常可以使用短切玻璃纤维,热塑性材料,任选的放样剂和任选的由玻璃纤维或热塑性树脂纤维(例如,聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、PC/PBT的混合物或PC/PET的混合物)制成的薄膜和/或机织或非织造织物来制备GMT。在一些实施方案中,PP、PBT、PET、PC/PET共混物或PC/PBT共混物可用作树脂。为了生产玻璃垫,可以将热塑性材料和增强材料添加或计量到装在装有叶轮的敞开式混合罐中的分散泡沫中。不希望受到任何特定理论的束缚,泡沫的被困住的气穴的存在可以帮助分散玻璃纤维、热塑性材料和放样剂。在一些例子中,纤维和热塑性材料的分散混合物可以通过分配歧管被泵送到位于造纸机的线段上方的流浆箱。当使用真空将分散的混合物提供给移动的丝网时,可以除去泡沫,而不是纤维和热塑性塑料,从而连续生产出均匀的纤维状湿网。湿网可以在合适的温度下通过干燥机,以减少水分含量并使热塑性材料熔融或软化。
在某些实施方案中,存在于表面层320中的高孔隙率可以减小制品300的总重量,并且可以允许试剂包含在空隙空间内。例如,放样剂可以以非共价键结合的方式驻留在空隙中。施加热或其他扰动可起到增加非共价键合的放样剂的体积的作用,这反过来又增加了层的总厚度,例如,随着放样剂的尺寸增加和/或额外的空气被困在层中,层就增加了。如果需要,可以在表面层320的空隙中包括阻燃剂、着色剂、抑烟剂和其他材料。在放样之前,可以压缩表面层320以减小其总体厚度,例如在该层耦合到一个或多个其他层之前或之后压缩。
在某些实施方案中,表面层320的热塑性材料可以至少部分地包括增塑的和未增塑的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚四烯丁酸氯和聚氯乙烯中的一种或多种,和这些材料彼此或与其他聚合材料的共混物。其他合适的热塑性塑料包括但不限于聚亚芳基醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、热塑性聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、共聚酰胺、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物、无定形尼龙、聚亚芳基醚酮、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、液晶聚合物、商业上称为
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的聚(1,4-亚苯基)化合物、高温聚碳酸酯(如拜耳的
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PC)、高温尼龙和硅酮,以及这些材料彼此或与其他聚合物材料的共聚物、合金和共混物。用于形成层320的热塑性材料可以以粉末形式、树脂形式、松香形式、颗粒形式、纤维形式或其他合适的形式使用。本文描述了各种形式的例子性热塑性材料,并且还描述在例如美国公开号20130244528和US20120065283中。存在于表面层320中的热塑性材料的确切量可以变化,并且说明性量的范围为约20重量%至约80重量%,例如30-70重量%或35-65重量%。
在某些例子中,表面层320的增强纤维可以包括玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机纤维,特别是高模量有机纤维,例如对位和间位芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚酯纤维,或本文所述的任何适合用作纤维、矿物纤维(如玄武岩)、矿物棉(例如,岩石或矿渣棉)、硅灰石、氧化铝二氧化硅等,或其混合物、金属纤维、金属化的天然和/或合成纤维、陶瓷纤维、纱线纤维或它们的混合物的高熔体流动指数树脂。在一些实施方案中,可以在使用前对任何上述纤维进行化学处理以提供所需的官能团或赋予纤维其他物理性质,例如可以进行化学处理以使它们可以与热塑性材料、放样剂或二者反应。层320中的纤维含量可以独立地为层的重量的约20%至约90%,更特别地为层的重量的约30%至约70%。通常,包括表面层320的多层配件的纤维含量在配件重量的约20重量%至约90重量%之间变化,更特别地在约30重量%至约80重量%之间,例如约40重量%至约70重量%。所使用的纤维的具体尺寸和/或取向可以至少部分地取决于所使用的热塑性聚合物材料和/或表面层320的期望性质。鉴于本公开的益处,本领域普通技术人员将容易选择合适的纤维的附加类型,纤维尺寸和数量。在一个非限制性说明中,分散在热塑性材料和任选的放样剂中以提供表面层320的纤维通常可以具有大于约5微米的直径,更特别地为约5微米至约22微米的直径,以及纤维长度可以为约5mm至约200mm,更特别地,纤维直径可以为约微米至约22微米,并且纤维长度可以为约5mm至约75mm。
在一些实施方案中,可以通过包括一种或多种添加的放样剂来进一步调整表面层320的膨松能力。在层320中使用的放样剂的确切类型可以取决于许多因素,包括例如期望的膨松温度、期望的膨松度等。在一些情况下,微球放样剂例如可膨胀微球,当暴露于对流加热时,可以使它们的尺寸增加。可商购的例子性放样剂可从Kureha Corp.(日本)获得。在其他情况下,可以在层320中使用具有第一平均粒径的第一放样剂和具有不同于第一平均粒径的第二平均粒径的第二放样剂。在其他例子中,该放样剂可以是可膨胀石墨材料。
在某些例子中,芯层310可以类似于本文所述的芯层110、210配置,例如可以不是多孔的、纤维增强的热塑性层,或者可以是闭孔泡沫。在某些配置中,芯层310可包括闭孔泡沫或不是纤维增强的热塑性层的其他材料,例如,芯层310的闭孔泡沫可包括小于约5%、4%、3%、2%或1%的孔隙率。在一些实施方案中,芯层不是可喷涂或可喷涂的芯层,而是可为固体的平面层,其可在芯层310形成后与粘合剂层315连接,例如,粘合剂层315可设置为或以其他方式添加到后形成芯层的芯层310的表面。在一些例子中,芯层310可以包括泡沫、硬纸板或纸蜂窝或它们的组合中的一种或多种。在其他例子中,芯层310可以包括或者可以是聚苯乙烯泡沫、膨胀或挤压的聚烯烃泡沫(例如,挤压的聚乙烯或膨胀的聚丙烯)或其他泡沫。在某些情况下,芯层可以缺少任何聚氨酯材料和/或可以缺少任何纤维素材料。通过在芯层310中使用某些泡沫材料,可以存在干净的边缘,可以避免霉菌生长的问题,并且可以在更轻的单位面积重量下获得更高的压缩强度。芯层310的说明性基重包括但不限于约300gsm至约2000gsm,更特别是约500gsm至约1900gsm或约500gsm至约1500gsm。
在一些实施方案中,芯层310可以包括泡沫,该泡沫在横向上比在纵向上具有更大的压缩强度。例如,芯层310可以包括具有方向抗压强度的泡沫,例如,具有在正交方向上不同的抗压强度的泡沫,以向包括芯层210和表面层320的整个制品赋予更大的刚度。可以提供方向抗压强度的材料可从道康宁公司和其他供应商处购得。芯层310通常首先由泡沫(或其他材料)形成,然后通过粘合剂层315耦合到表面层320。在一些配置中,芯层310的材料可以被构造和布置成允许芯层310的压缩而对芯层310没有实质性损害。芯层310中的材料也可以被选择以允许制品300被热成型,例如压缩、模制等,而不会对芯层310造成实质性损害。与纤维热塑性芯层相比,在相当的基重下,包含闭孔泡沫(或非纤维增强的热塑性材料)的芯层310的存在可以提供更好的性能和更高的强度。
在一些配置中,粘合剂层315可用于将表面层320耦合至下面的芯层310,以防止表面层320与芯层310分离。合适的粘合剂包括但不限于热塑性粘合剂,包括但不限于,压敏粘合剂和热熔粘合剂,例如聚酰胺、改性聚烯烃、氨基甲酸酯和聚烯烃。在一些例子中,粘合剂层315的热塑性组分可包括热塑性聚合物,例如聚烯烃,例如聚乙烯或聚丙烯。在其他情况下,粘合剂层的热塑性聚合物可包括增塑和未增塑的聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚四氯丁烯酸酯和聚氯乙烯,以及这些材料彼此或与其他聚合物材料的混合物。用于粘合剂层315的其他合适的热塑性聚合物包括但不限于聚亚芳基醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、热塑性聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、共聚酰胺、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物、无定形尼龙、聚亚芳基醚酮、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、液晶聚合物、商业上称为
Figure BDA0002270539820000191
的聚(1,4-亚苯基)化合物、高温聚碳酸酯(如拜耳的
Figure BDA0002270539820000192
PC)、高温尼龙和硅酮这些材料彼此之间的合金和共混物或其他聚合材料。如果需要,粘合剂层315也可以包括一些热固性材料,包括但不限于环氧化物、环氧树脂、聚酯、聚酯树脂、聚氨酯、聚氨酯、邻苯二甲酸二烯丙基邻苯二甲酸酯、聚酰亚胺、氰酸酯、聚氰尿酸酯及其组合。
在某些配置中,芯层310可以在相对的表面处耦合至附加层。参照图3B,制品350被示为包括通过粘合剂层315连接到表面层320的芯层310。芯层310的相反表面连接到层360。层360可以采取多种形式,且通常不同于表面层320,例如可以不是纤维增强的热塑性层。在一些实施方案中,层360可以采取表皮形式。表皮360可包括例如薄膜(例如,热塑性薄膜或弹性体薄膜)、毛边、稀洋纱(例如,基于纤维的稀洋纱)、箔、机织织物、非织造织物或作为无机涂层、有机涂层或热固性涂层存在。在其他情况下,如根据日期为1996年的ISO 4589所测量的,表皮360可包括大于约22的极限氧指数。当热塑性膜作为表皮360(或作为表皮360的一部分)存在时,热塑性膜可包括聚(醚酰亚胺)、聚(醚酮)、聚(醚-醚酮)、聚(苯硫醚)、聚(亚芳基砜)、聚(醚砜)、聚(酰胺-酰亚胺)、聚(1,4-亚苯基)、聚碳酸酯、尼龙和硅树脂中的至少一种。当基于纤维的稀洋纱作为表皮360(或作为表皮360的一部分)存在时,基于纤维的稀洋纱可包括玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、石墨纤维、碳纤维、无机矿物纤维、金属纤维、金属化合成纤维以及金属化的无机纤维中的至少一种。当热固性涂层作为表皮360(或作为其一部分)存在时,该涂层可包含不饱和聚氨酯、乙烯基酯、酚醛树脂和环氧树脂中的至少一种。在作为表皮360(或作为表皮360的一部分)存在无机涂层的情况下,无机涂层可以包含含有选自Ca、Mg、Ba、Si、Zn、Ti和Al的阳离子的矿物质,或者可以包含石膏、钙碳酸盐和砂浆中的至少一种。当无纺织物作为表皮360(或作为其一部分)存在时,该无纺织物可包括热塑性材料、热固性粘合剂、无机纤维、金属纤维、金属化的无机纤维和金属化的合成纤维。如果需要,表皮360也可以包括放样剂。
在某些情况下,层360可以被配置为装饰层。装饰层360可以例如由聚氯乙烯、聚烯烃、热塑性聚酯、热塑性弹性体等的热塑性膜形成。装饰层360可以包括地毯、橡胶或其他美观的覆盖物。装饰层360也可以是多层结构,其包括由例如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等形成的泡沫芯。可以将织物粘合到泡沫芯,例如由天然和合成纤维制成的机织织物,在针刺等之后的有机纤维无纺布、起毛织物、针织品、植绒织物或其他这样的材料。织物也可以用热塑性粘合剂(包括压敏粘合剂和热熔粘合剂,例如聚酰胺、改性的聚烯烃、氨基甲酸酯和聚烯烃)粘合到泡沫芯。装饰层360也可以使用纺粘、热粘合、纺粘花边、熔喷、湿铺和/或干铺工艺来生产。尽管未示出,但是如果需要的话,例如稀洋纱、薄膜、装饰层等的表皮也可以联接至层320。
在某些配置中并参考图4A和4B,多层配件400(或图4B中的450)可包括在芯层410的每个表面上的表面层420、430。表面层420、430可以相同或不同。在某些情况下,表面层420、430通常可以包括相同的材料,但是可以具有不同数量的材料,例如,不同数量的增强纤维和/或不同数量的热塑性材料。在其他例子中,表面层420、430可以包括相同的热塑性材料但是不同的增强纤维。在另外的配置中,表面层420、430可以包括相同的增强纤维但是不同的热塑性材料。在其他情况下,表面层420、430可以包括相同的增强材料和热塑性材料,但是具有不同的基重、不同的孔隙率或其他不同的物理性质。在一些例子中,表面层420、430可以包括相同的增强纤维和相同的热塑性材料,但是具有不同的厚度或不同数量的放样剂以提供可变的膨松能力。
在某些配置中,表面层420通过粘合剂层415耦合到芯层410,并且表面层430通过粘合剂层425耦合到芯层410。粘合剂层415、425可以起到将表面层420、430分别耦合至下面的芯层410的作用,以防止表面层420、430与芯层410分离。粘合剂层415、425不必具有相同的材料、厚度等。可以独立地包括在粘合剂层415、425中的说明性粘合剂包括但不限于热塑性粘合剂,包括但不限于压敏粘合剂和热熔粘合剂,例如聚酰胺、改性聚烯烃、氨基甲酸酯和聚烯烃。在一些例子中,粘合剂层415、425的热塑性组分可以独立地包括热塑性聚合物,例如聚烯烃,例如聚乙烯或聚丙烯。在其他情况下,粘合剂层415、425的热塑性聚合物可独立地包括增塑和未增塑的聚苯乙烯、丙烯腈苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚四氯丁酸和聚氯乙烯,以及这些材料彼此或与其他聚合物材料的共混物。用于粘合剂层415、425的其他合适的热塑性聚合物包括但不限于聚亚芳基醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、热塑性聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、共聚酰胺、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物、无定形尼龙、聚亚芳基醚酮、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、液晶聚合物、商业上称为
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的聚(1,4亚苯基)化合物、高温聚碳酸酯(如拜耳公司的
Figure BDA0002270539820000212
PC)、高温尼龙和硅酮以及这些材料彼此之间的合金和共混物或其他聚合材料。如果需要,粘合剂层415、425也可以独立地包括一些热固性材料,包括但不限于环氧化物、环氧树脂、聚酯、聚酯树脂、氨基甲酸酯、聚氨酯、邻苯二甲酸二烯丙基邻苯二甲酸酯、聚酰亚胺、氰酸酯、聚氰尿酸酯及其组合。
在某些例子中,每个表面层420、430可以独立地配置成类似于表面层120,例如,每个表面层420、430可以是GMT或LWRT。例如,每个表面层420、430可以被配置为包括一种或多种热塑性材料的LWRT。在一些例子中,存在于层420、430中的每个层中的热塑性材料可以独立地至少部分地包括增塑和未增塑的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚四氯丁烯和聚氯乙烯中的一种或多种,以及这些材料彼此或与其他聚合材料的混合物。其他合适的热塑性塑料包括但不限于聚亚芳基醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、热塑性聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、共聚酰胺、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物、无定形尼龙、聚亚芳基醚酮、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、液晶聚合物、商业上称为
Figure BDA0002270539820000213
的聚(1,4亚苯基)化合物、高温聚碳酸酯(如拜耳的
Figure BDA0002270539820000214
PC)、高温尼龙和硅酮、以及这些材料相互之间或与其他聚合材料的共聚物、合金和共混物。用于形成层420、430的热塑性材料可以以粉末形式、树脂形式、松香形式、颗粒形式、纤维形式或其他合适的形式使用,并且在不同层420、430中使用的形式不必相同。本文描述了各种形式的例子性热塑性材料,并且还描述在例如美国公开号20130244528和US20120065283中。存在于表面层420、430中的热塑性材料的确切量可以变化,并且说明性量的范围为约20重量%至约80重量%,例如30-70重量%或35-65重量%。如本文所述,存在于表面层420、430中的热塑性材料的量不必相同。
在某些例子中,表面层420、430的增强纤维可以独立地包括玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机纤维,特别是高模量有机纤维,例如对位和间位芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚酯纤维或本文所述的任何适合用作纤维、矿物纤维(如玄武岩)、矿棉(例如、岩石或矿渣棉)、硅灰石、氧化铝二氧化硅等,或它们的混合物、金属纤维、金属化的天然和/或合成纤维、陶瓷纤维、纱线纤维或它们的混合物的高熔体流动指数树脂。在一些实施方案中,可以在使用前对任何上述纤维进行化学处理以提供所需的官能团或赋予纤维其他物理性质,例如可以进行化学处理以使它们可以与热塑性材料、放样剂或二者反应。在一些情况下,对表面层420、430之一中的纤维进行化学处理,而对表面层420、430中另一个中的纤维不进行化学处理。每个层420、430中的纤维含量可以独立地为该层的重量的约20%至约90%,更特别地为该层的重量的约30%至约70%。通常,包括表面层420、430的多层配件的纤维含量在配件重量的约20重量%至约90重量%之间变化,更特别地在约30重量%至约80重量%之间,例如约40重量%至约70重量%。所使用的纤维的具体尺寸和/或取向可以至少部分取决于所使用的热塑性聚合物材料和/或表面层420、430的期望性质。鉴于本公开的益处,本领域普通技术人员将容易选择合适的纤维的附加类型、纤维尺寸和数量。在一个非限制性说明中,分散在热塑性材料和任选的放样剂中以提供表面层420、430的纤维通常可具有大于约5微米,更特别地为约5微米至约22微米的直径,并且纤维长度可以为约5mm至约200mm,更特别地,纤维直径可以为约微米至约22微米,并且纤维长度可以为约5mm至约75mm。
在某些实施方案中,表面层420、430可以包括不同的纤维材料或不同的纤维负载。当存在不同的纤维材料时,纤维可以是完全不同的纤维,例如一层中的玻璃纤维和另一层中的碳纤维,或可以包含经过改性的相同基础材料,例如一层中的玻璃纤维和另一层中的经过化学处理的玻璃纤维。在某些情况下,纤维可以是相同的纤维材料,但是纤维的一种或多种物理性质可以不同。例如,即使层420、430中的纤维材料可以相同或不同,层420的纤维可以具有与存在于层430中的纤维的直径不同的第一直径。在其他情况下,即使存在于层420、430中的纤维材料可以相同或不同,层420中的纤维的长度也可以与存在于层430中的纤维的长度不同。在另外的例子中,即使存在于层420、430中的纤维材料可以相同或不同,层420中的纤维的长度和直径也可以与层430中的纤维的长度和直径不同。在其他例子中,可以在层420、430之一中使用两种或更多种不同的纤维,并且在另一层中可以存在单一类型的纤维。如本文所述,通过选择纤维的数量和/或类型,可以改变表面层420、430的物理性质,例如,以为配件的不同表面层提供不同的放样能力。
在一些例子中,芯层410可包括闭孔泡沫或不是纤维增强的热塑性层的其他材料,例如,芯层410的闭孔泡沫可包括小于约5%、4%、3%、2%或1%的孔隙率。在一些实施方案中,芯层不是可喷涂的或可喷涂的芯层,而是可以是固态的平面层,其可以在芯层410的形成后联接至表面层420、430。在一些例子中,芯层410可包括泡沫、硬纸板或纸蜂窝或它们的组合中的一种或多种。在其他例子中,芯层410可以包括或者可以是聚苯乙烯泡沫、膨胀或挤压的聚烯烃泡沫(例如,挤压的聚乙烯或膨胀的聚丙烯)或其他泡沫。在某些情况下,芯层可以缺少任何聚氨酯材料和/或可以缺少任何纤维素材料。通过在芯层410中使用某些泡沫材料,可以存在干净的边缘,可以避免霉菌生长的问题,并且可以在更轻的单位面积重量下获得更高的压缩强度。芯层410的说明性基重包括但不限于约300gsm至约2000gsm,更特别是约500gsm至约1900gsm或约500gsm至约1500gsm。
在一些实施方案中,芯层410可以包括在横向上比在纵向上具有更大的压缩强度的泡沫。例如,芯层410可以包括具有方向抗压强度的泡沫,例如具有在正交方向上不同的抗压强度的泡沫,以赋予包括芯层410和表面层420、430的整个制品更大的刚度。可以提供定向抗压强度的泡沫可从道康宁公司和其他供应商商购获得。芯层410通常通常首先由泡沫(或其他材料)形成,然后耦合到表面层420、430。在一些配置中,芯层410的材料可以被构造和布置成允许芯层410的压缩而基本上不损害芯层410。还可以选择芯层410中的材料,以允许制品400(或制品450)被热成型,例如压缩、模制等,而对芯层410没有实质性损害。与纤维热塑性芯层相比,以可比较的基重,包含闭孔泡沫(或非纤维增强的热塑性材料)的芯层410的存在可以提供更好的性能和更高的强度。
在一些配置中,表面层420、430(以及可选地,芯层410和粘合剂层415、425)可以是基本上无卤素或无卤素的层,以满足对某些应用中有害物质要求的限制。在其他情况下,层410、415、420、425、430中的一层或多层可以包括卤化阻燃剂,例如,包含F、Cl、Br、I和At中的一种或多种的卤化阻燃剂或包含此类卤素的化合物,例如四溴双酚A聚碳酸酯或单卤代、二卤代、三卤代或四卤代聚碳酸酯。在一些情况下,在一个或多个表面层420、430中使用的热塑性材料可包含一种或多种卤素以赋予某种阻燃性而无需添加另一种阻燃剂。在存在卤代阻燃剂的情况下,期望阻燃剂以阻燃剂的量存在,该阻燃剂的量可以根据存在的其他组分而变化。例如,卤化阻燃剂可以约0.1重量%至约15重量%(基于层的重量)存在,更特别地为约1重量%至约13重量%,例如约5重量%至约13重量%。如果需要,可以将两种不同的卤化阻燃剂添加到这些层中。在其他情况下,可以添加非卤代阻燃剂,例如,包括N、P、As、Sb、Bi、S、Se和Te中的一种或多种的阻燃剂。在一些实施方案中,非卤化阻燃剂可以包括磷化材料,因此这些层可以更环保。在存在非卤代或基本不含卤素的阻燃剂的情况下,期望阻燃剂以阻燃剂的量存在,该阻燃剂的量可以根据存在的其他组分而变化。例如,基本上无卤素的阻燃剂可以以约0.1重量%至约15重量%(基于层的重量)存在,更特别地为约1重量%至约13重量%,例如基于层的重量为约5重量%至约13重量%。如果需要,可以将两种不同的基本上无卤素的阻燃剂添加到层410、415、420、425和430中的一层或多层。在某些情况下,层410、415、420、425和430中的一层或多层可以包含一种或多种卤化阻燃剂与一种或多种基本不含卤素的阻燃剂。当存在两种不同的阻燃剂时,两种阻燃剂的组合可以以阻燃剂的量存在,其可以根据存在的其他组分而变化。例如,存在的阻燃剂的总重量可以为约0.1重量%至约20重量%(基于层的重量),更特别地为约1重量%至约15重量%,例如基于层的重量为约2重量%至约14重量%。可以将本文所述层中使用的阻燃剂添加到包含热塑性材料和纤维的混合物中(在将混合物处置在丝网或其他加工部件上之前),或者可以在形成层之后添加。在一些例子中,阻燃材料可以包括可膨胀石墨材料、氢氧化镁(MDH)和氢氧化铝(ATH)中的一种或多种。
在图4A(和/或图4B)所示的配置中,可以通过包括一种或多种添加的放样剂来进一步调整表面层420、430的膨松能力。在层420、430中使用的放样剂的确切类型可以取决于许多因素,包括例如期望的膨松温度、期望的膨松度等。在一些情况下,微球放样剂,例如可膨胀微球,可以在暴露于对流加热时增加其尺寸。可商购的例子性放样剂可从KurehaCorp.(日本)获得。在其他情况下,可以使用具有第一平均粒径的第一放样剂和具有不同于第一平均粒径的第二平均粒径的第二放样剂。在其他例子中,放样剂可以是可膨胀石墨材料。表面层420、430可被配置为提供相同的放样能力或不同的放样能力。例如,在暴露于热或其他放样刺激时,层420的放样后厚度可以大于层430的放样后厚度。例如,放样之前的层420的厚度可以为约1-2mm,并且放样后大约为10-15毫米。放样之前的层430的厚度也可以是大约1-2mm,放样之后的层430的厚度可以是大约6-8mm。即使没有任何添加的放样剂,这些厚度变化也可能发生。例如但不希望受任何特定理论的束缚,在放样期间,热塑性材料可熔化并释放其在增强材料上的保持力,以允许增强材料占据更大的体积。热塑性材料的随后冷却可导致开孔结构的网的重整,其体积大于预膨松的网。通过调节层420中的热塑性材料和/或增强材料的水平,可以选择层420的体积可以增加的程度。相比之下,可以选择层430中存在的热塑性材料和/或增强材料的量,使得在放样期间热塑性材料的熔化不会导致整体体积的显着增加。随着层430的纤维网在放样之后重新形成,所得的放样后的网体积与放样前的网体积基本没有差别。如果需要,层420、430中的一层或多层可以包括添加的放样剂以进一步增加总体积。例如,层420可以包括添加的放样剂以进一步选择总体的膨松后体积。在一些情况下,存在足够的放样剂,因此后膨松层420(和/或后膨松层430)的厚度为约20-25mm。在一些例子中,层420可以包括聚烯烃、增强纤维和放样剂,并且层430可以包括聚烯烃(其可以与层420中的聚烯烃相同或不同)和增强材料。在某些配置中,存在于层420、430中的每个层中的聚烯烃可以是聚丙烯或包含聚丙烯的聚烯烃共聚物。在一些实施方案中,每个层420、430的增强材料可包括玻璃纤维,可选地与其他纤维结合。层420、430中的每一个中的热塑性材料和增强材料的确切重量百分比可以变化,并且层420、430中的例子性重量百分比是大约40-60重量%的热塑性材料,其余部分是增强材料。如果需要,可以配置表面层430,使其比层420具有更高的放样能力。
在某些配置中,表面层420、430中的一个或两个可以耦合到另外的层或材料。参考图4B,制品450被示为包括联接至层460的表面层430。层460可以采取多种形式,并且通常不同于表面层420、430,例如,可以不是纤维增强的热塑性层。在一些实施方案中,层460可以采取表皮的形式。表皮460可包括例如薄膜(例如,热塑性薄膜或弹性体薄膜)、卷边、稀洋纱(例如,基于纤维的稀洋纱)、箔、机织织物、非织造织物或作为无机涂料、有机涂料或热固性涂料存在。在其他情况下,表皮460可以包括大于约22的极限氧指数,如根据1996年的ISO4589所测量的。在作为表皮460(或作为表皮460的一部分)存在热塑性膜的情况下,热塑性膜可包括聚(醚酰亚胺)、聚(醚酮)、聚(醚-醚酮)、聚(苯硫醚)、聚(亚芳基砜)、聚(醚砜)、聚(酰胺酰亚胺)、聚(1,4-亚苯基)、聚碳酸酯、尼龙和硅酮中的至少一种。在基于表皮的稀洋纱作为表皮460(或作为其一部分)存在的情况下,基于纤维的稀洋纱可包括玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、石墨纤维、碳纤维、无机矿物纤维、金属纤维、金属化合纤维以及金属化的无机纤维中的至少一种。当热固性涂层作为表皮460(或作为表皮460的一部分)存在时,该涂层可包括不饱和聚氨酯、乙烯基酯、酚醛树脂和环氧树脂中的至少一种。在作为表皮460(或作为表皮460的一部分)存在无机涂层的情况下,无机涂层可包含含有选自Ca、Mg、Ba、Si、Zn、Ti和Al的阳离子的矿物质,或者可包含石膏、钙碳酸盐和砂浆中的至少一种。在无纺织物作为表皮460(或作为其一部分)存在的情况下,无纺织物可包括热塑性材料、热固性粘合剂、无机纤维、金属纤维、金属化的无机纤维和金属化的合成纤维。如果需要,表皮460也可以包括放样剂。
在某些情况下,层460可以被配置为装饰层。装饰层460可以例如由聚氯乙烯、聚烯烃、热塑性聚酯、热塑性弹性体等的热塑性膜形成。装饰层460可以包括地毯、橡胶或其他美观的覆盖物。装饰层460也可以是多层结构,其包括由例如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等形成的泡沫芯。可以将织物粘合到泡沫芯,例如由天然和合成纤维制成的机织织物、在针刺等之后的有机纤维无纺布、起毛织物、针织品、植绒织物或其他这样的材料。织物也可以用热塑性粘合剂(包括压敏粘合剂和热熔粘合剂、例如聚酰胺、改性的聚烯烃、氨基甲酸酯和聚烯烃)粘合到泡沫芯。装饰层460也可以使用纺粘、热粘合、纺粘花边、熔喷、湿铺和/或干铺工艺来生产。尽管未示出,但是如果需要的话,例如稀洋纱、薄膜、装饰层等的表皮也可以耦合到层420。
在某些配置中并参考图5A、5B和5C,多层配件500(或图5B中的525或图5C中的450)可包括表面层520和彼此耦合的两个或更多个芯层510、512。如下所述,芯层510、512可以相同或可以不同。在一些例子中,芯层510、512可独立地包括闭孔泡沫或不是纤维增强的热塑性层的其他材料,例如,芯层510、512或两者的闭孔泡沫可具有小于约5%、4%、3%、2%或1%的孔隙率。在一些实施方案中,芯层510、512中的一个或两个不是喷涂的或可喷涂的芯层,而是可以是固态的平面层,其可以在芯层510、512的形成后耦合至表面层520。在一些例子中,每个芯层510、512可以独立地包括泡沫、硬纸板或纸蜂窝或它们的组合中的一个或多个。在其他例子中,每个芯层510、512可以独立地包括或者可以是聚苯乙烯泡沫、膨胀或挤压的聚烯烃泡沫(例如,挤压的聚乙烯或膨胀的聚丙烯)或其他泡沫。在一些情况下,芯层510、512中的一个或两个可以缺少任何聚氨酯材料和/或可以缺少任何纤维素材料。通过在芯层510、512中的一个或两个中使用某些泡沫材料,可以存在干净的边缘,可以避免霉菌生长问题,并且可以在更轻的单位面积重量下获得更高的压缩强度。每个芯层510、512的说明性基重包括但不限于约300gsm至约2000gsm,更特别地为约500gsm至约1900gsm或约500gsm至约1500gsm。芯层510、512的基重可以相同或可以不同。
在一些实施方案中,每个芯层510、512可以独立地包括在横向上比在纵向上具有更大的压缩强度的泡沫。例如,芯层510、512中的一个或两个可包括具有方向抗压强度的泡沫,例如,具有在正交方向上不同的抗压强度的泡沫,以为包括芯层510、512和表面层520的整个制品赋予更大的刚度。可以提供定向压缩强度的泡沫可从道康宁公司和其他供应商商购获得。芯层510、512中的每一个通常通常首先由泡沫(或其他材料)形成,然后彼此耦合并且与表面层520耦合。在一些配置中,可以构造和布置芯层510、512中的一个或两个的材料,以允许芯层510、512的压缩而基本不损坏芯层510、512。还可以选择芯层510、512中的材料,以允许制品500(或制品525、550)被热成型,例如压缩、模制等,而不会对芯层510、512造成实质性损害。与纤维热塑性芯层相比,在相当的基重下,包含闭孔泡沫(或非纤维增强的热塑性材料)的芯层510、512的存在可以提供更好的性能和更高的强度。芯层510、512可以在没有任何中间层或材料的情况下直接彼此耦合,或者可以使用例如粘合剂层(未示出)彼此耦合。
在某些实施方案中,表面层520(和/或表面层530,当存在时)可以被配置为(或用于)玻璃毡热塑性复合材料(GMT)或轻质增强热塑性塑料(LWRT)。一种这样的LWRT由HANWHAAZDEL,Inc.制备,并以商标
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垫出售。这种GMT或LWRT的面密度可以在每平方米GMT或LWRT约400克至约4000gsm的范围内,尽管根据具体应用需求,面密度可以小于400gsm或大于4000gsm。在一些实施方案中,上限密度可以小于约4000gsm。在某些情况下,GMT或LWRT可包括一种或多种设置在GMT或LWRT的空隙或孔中的放样剂材料。
在将LWRT用作表面层520(和/或当存在时的表面层530)的某些例子中,LWRT通常包括热塑性材料和多个增强纤维,它们一起形成开孔结构的网。例如,表面层520(和/或层530)通常包括大量的开孔结构,使得在这些层中存在空隙。在一些情况下,表面层520可以包括0-30%、10-40%、20-50%、30-60%、40-70%、50-80%、60-90%、0-40%、0-50%、0-60%、0-70%、0-80%、0-90%、10-50%、10-60%、10-70%、10-80%、10-90%、10-95%、20-60%、20-70%、20-80%、20-90%、20-95%、30-70%、30-80%、30-90%、30-95%、40-80%、40-90%、40-95%、50-90%、50-95%、60-95%70-80%、70-90%、70-95%、80-90%、80-95%或这些例子性范围内的任何说明性值的空隙率或孔隙率。在一些情况下,表面层520(和/或层530)具有大于0%的孔隙率或空隙含量,例如未被完全固结,高达约95%。除非另有说明,否则对包含一定空隙含量或孔隙率的表面层的提及是基于该表面层的总体积,而不一定是多层配件的总体积。
在某些例子中,表面层520(和/或层530)可以以GMT的形式产生。在某些情况下,通常可以使用短切玻璃纤维、热塑性材料、任选的放样剂和任选的一种或多种由玻璃纤维或热塑性树脂纤维(例如,聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、PC/PBT的混合物或PC/PET的混合物)制成的薄膜和/或机织或非织造织物来制备GMT。在一些实施方案中,PP、PBT、PET、PC/PET共混物或PC/PBT共混物可用作树脂。为了生产玻璃垫,可以将热塑性材料和增强材料添加或计量到装在装有叶轮的敞开式混合罐中的分散泡沫中。不希望受到任何特定理论的束缚,泡沫的被困住的气穴的存在可以帮助分散玻璃纤维、热塑性材料和放样剂。在一些例子中,纤维和热塑性材料的分散混合物可以通过分配歧管被泵送到位于造纸机的线段上方的流浆箱。当使用真空将分散的混合物提供给移动的丝网时,可以除去泡沫,而不是纤维和热塑性塑料,从而连续生产出均匀的纤维状湿网。湿网可以在合适的温度下通过干燥机,以减少水分含量并使热塑性材料熔融或软化。
在某些实施方案中,存在于表面层520(和/或层530)中的高孔隙率可以减小各层的总重量,并且可以允许将试剂包括在空隙空间内。例如,放样剂可以以非共价键结合的方式驻留在空隙中。施加热或其他扰动可起到增加非共价键合的放样剂的体积的作用,这反过来又增加了层的总厚度,例如,随着放样剂的尺寸增加和/或额外的空气被困在层中,层就增加了。如果需要的话,阻燃剂、着色剂、抑烟剂和其他材料可以包括在表面层520(和/或层530)的空隙中。在放样之前,可以压缩表面层520(和/或层530)以减小其总厚度,例如在该层与一个或多个其他层耦合之前或之后压缩。
在某些实施方案中,表面层520(和/或层530)的热塑性材料可以至少部分地包括增塑和未增塑的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚四氯丁烯和聚氯乙烯以及这些材料相互之间或与其他聚合材料的混合物中的一种或多种。其他合适的热塑性塑料包括但不限于聚亚芳基醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、热塑性聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、共聚酰胺、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物、无定形尼龙、聚亚芳基醚酮、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、液晶聚合物、商业上称为
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的聚(1,4亚苯基)化合物、高温聚碳酸酯(如拜耳的
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PC)、高温尼龙和硅酮、以及这些材料的共聚物、合金和混合物彼此或其他聚合材料。用于形成层520(和/或层530)的热塑性材料可以粉末形式、树脂形式、松香形式、颗粒形式、纤维形式或其他合适形式使用。本文描述了各种形式的例子性热塑性材料,并且还描述在例如美国公开号20130244528和US20120065283中。存在于表面层520(和/或层530)中的热塑性材料的确切量可以变化,并且说明性量的范围为约20重量%至约80重量%,例如30-70重量%或35-65重量%。
在某些例子中,表面层520(和/或层530)的增强纤维可包括玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机纤维,特别是高模量有机纤维,例如对-和间-芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚酯纤维或本文所述的任何适合用作纤维、矿物纤维(如玄武岩)、矿棉(例如,岩石或矿渣棉)、硅灰石、氧化铝二氧化硅等,或它们的混合物、金属纤维、金属化的天然和/或合成纤维、陶瓷纤维、纱线纤维或它们的混合物的高熔体流动指数树脂。在一些实施方案中,可以在使用前对任何上述纤维进行化学处理以提供所需的官能团或赋予纤维其他物理性质,例如可以进行化学处理以使它们可以与热塑性材料、放样剂或二者反应。层520(和/或层530)中的纤维含量可以独立地为层的重量的约20%至约90%,更特别地为层的重量的约30%至约70%。通常,包括表面层520(和/或层530)的多层配件的纤维含量在配件重量的约20重量%至约90重量%之间变化,更特别地在约30重量%至约80重量%之间变化,例如约40%至约70%。所使用的纤维的具体尺寸和/或取向可以至少部分取决于所使用的热塑性聚合物材料和/或表面层520(和/或层530)的期望性质。鉴于本公开的益处,本领域普通技术人员将容易选择合适的纤维的附加类型、纤维尺寸和数量。在一个非限制性说明中,分散在热塑性材料和任选的放样剂中以提供表面层520(和/或层530)的纤维通常可具有大于约5微米的直径,更特别地为约5微米至约22微米,并且长度为大约5mm至大约200mm,更特别地,纤维直径可以为大约微米至大约22微米,并且纤维长度可以为大约5mm至大约75mm。
在一些实施方案中,可以通过包括一种或多种添加的放样剂来进一步调整表面层520(和/或层530)的膨松能力。在层520(和/或层530)中使用的放样剂的确切类型可以取决于许多因素,包括例如期望的膨松温度、期望的膨松度等。在一些情况下,微球放样剂例如可以使用可膨胀的微球,其在暴露于对流加热时会增大其尺寸。可商购的例子性放样剂可从Kureha Corp.(日本)获得。在其他情况下,可以在层520(和/或层530)中使用具有第一平均粒度的第一放样剂和具有不同于第一平均粒度的第二平均粒度的第二放样剂。在其他例子中,放样剂可以是可膨胀石墨材料。
在某些实施方案中并参考图5B,表面层520、530可以相同或不同。在某些情况下,表面层520、530通常可以包括相同的材料,但是可以具有不同数量的材料,例如,不同数量的增强纤维和/或不同数量的热塑性材料。在其他例子中,表面层520、530可以包括相同的热塑性材料但是不同的增强纤维。在另外的配置中,表面层520、530可以包括相同的增强纤维但是不同的热塑性材料。在其他情况下,表面层520、530可以包括相同的增强材料和热塑性材料,但是具有不同的基重、不同的孔隙率或其他不同的物理性质。在一些例子中,表面层520、530可以包括相同的增强纤维和相同的热塑性材料,但是具有不同的厚度或不同数量的放样剂以提供可变的膨松能力。
在某些配置中,表面层520通过粘合剂层(未示出)耦合到芯层510,并且表面层540可以通过粘合剂层(未示出)耦合到芯层512。粘合剂层(当存在时)可以起到将表面层520、530分别耦合到下面的芯层510、512的作用,以防止表面层520、530与芯层510、512分离。粘合剂层不需要具有相同的材料、厚度等。可以独立地包括在粘合剂层中的例子性粘合剂包括但不限于热塑性粘合剂,包括但不限于压敏粘合剂和热熔粘合剂,例如聚酰胺、改性聚烯烃、氨基甲酸酯和聚烯烃。在一些例子中,粘合剂层的热塑性组分可以独立地包括热塑性聚合物,例如聚烯烃,例如聚乙烯或聚丙烯。在其他情况下,粘合剂层的热塑性聚合物可以独立地包括增塑和未增塑的聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚四氯丁酸和聚氯乙烯,以及这些材料彼此之间或与其他聚合物材料的共混物。用于粘合剂层的其他合适的热塑性聚合物包括但不限于聚亚芳基醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、热塑性聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、共聚酰胺、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物、无定形尼龙、聚亚芳基醚酮、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、液晶聚合物、商业上称为
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的聚(1,4-亚苯基)化合物、高温聚碳酸酯(例如拜耳的
Figure BDA0002270539820000302
PC)、高温尼龙和硅树脂,以及这些材料彼此之间或与其他聚合材料的合金和混合物。如果需要、粘合剂层还可以独立地包含一些热固性材料,包括但不限于环氧化物、环氧树脂、聚酯、聚酯树脂、聚氨酯、聚氨酯、邻苯二甲酸二烯丙基邻苯二甲酸酯、聚酰亚胺、氰酸酯、聚氰尿酸酯及其组合。
在某些实施方案中,表面层520、530可包括不同的纤维材料或不同的纤维负载。当存在不同的纤维材料时,纤维可以是完全不同的纤维,例如,一层中的玻璃纤维和另一层中的碳纤维,或者可以包含经过改性的相同基础材料,例如,一层中的玻璃纤维和另一层中的经过化学处理的玻璃纤维。在某些情况下,纤维可以是相同的纤维材料,但是纤维的一种或多种物理性质可以不同。例如,即使层520、530中的纤维材料可以相同或不同,层520的纤维的第一直径也可以与层530中存在的纤维的直径不同。在其他情况下,即使存在于层520、530中的纤维材料可以相同或不同,层520中的纤维的长度也可以与存在于层530中的纤维的长度不同。在另外的例子中,即使存在于层520、530中的纤维材料可以相同或不同,层520中的纤维的长度和直径也可以与层530中的纤维的长度和直径不同。在其他例子中,在层520、530之一中可以使用两种或更多种不同的纤维,并且在另一层中可以存在单一类型的纤维。如本文所述,通过选择纤维的数量和/或类型,可以改变表面层520、530的物理性质,例如,以为配件的不同表面层提供不同的放样能力。
在一些配置中,表面层520、530(以及可选地,芯层510、512)可以是基本上无卤素或无卤素的层,以满足对某些应用的有害物质要求的限制。在其他情况下,层510、512、520和530中的一个或多个可以包括卤化阻燃剂,例如,包含F、Cl、Br、I和At中的一种或多种的卤化阻燃剂或包含此类卤素的化合物,例如四溴双酚A聚碳酸酯或单卤代、二卤代、三卤代或四卤代聚碳酸酯。在一些情况下,在一个或多个表面层520、530中使用的热塑性材料可包含一种或多种卤素以赋予某种阻燃性而无需添加另一种阻燃剂。在存在卤代阻燃剂的情况下,期望阻燃剂以阻燃剂的量存在,该阻燃剂的量可以根据存在的其他组分而变化。例如,卤化阻燃剂可以约0.1重量%至约15重量%(基于层的重量)存在,更特别地为约1重量%至约13重量%,例如约5重量%至约13重量%。如果需要,可以将两种不同的卤化阻燃剂添加到这些层中。在其他情况下,可以添加非卤代阻燃剂,例如,包括N、P、As、Sb、Bi、S、Se和Te中的一种或多种的阻燃剂。在一些实施方案中,非卤化阻燃剂可以包括磷化材料,因此这些层可以更环保。在存在非卤代或基本不含卤素的阻燃剂的情况下,期望阻燃剂以阻燃剂的量存在,该阻燃剂的量可以根据存在的其他组分而变化。例如,基本上无卤素的阻燃剂可以约0.1重量%至约15重量%(基于层的重量)存在,更特别地约1重量%至约13重量%,例如基于层的重量为约5重量%至约13%重量。如果需要,可以将两种不同的基本不含卤素的阻燃剂添加到层510、512、520和530中的一层或多层。在某些情况下,层510、512、520和530中的一层或多层可以包含一种或多种卤化阻燃剂与一种或多种基本上无卤素的阻燃剂的组合。当存在两种不同的阻燃剂时,两种阻燃剂的组合可以以阻燃剂的量存在,其可以根据存在的其他组分而变化。例如,存在的阻燃剂的总重量可以为约0.1重量%至约20重量%(基于层的重量),更特别地为约1重量%至约15重量%,例如,基于层的重量为约2重量%至约14重量%。可以将本文所述层中使用的阻燃剂添加到包含热塑性材料和纤维的混合物中(在将混合物处置在丝网或其他加工部件上之前),或者可以在形成层之后添加。在一些例子中,阻燃材料可以包括可膨胀石墨材料、氢氧化镁(MDH)和氢氧化铝(ATH)中的一种或多种。
在图5A(和/或图5B和5C)中所示的配置中,可以通过包括一种或多种添加的放样剂来进一步调整表面层520、530的膨松能力。在层520、530中使用的放样剂的确切类型可以取决于许多因素,包括例如期望的膨松温度、期望的膨松度等。在一些情况下,微球放样剂,例如可膨胀微球,可以在暴露于对流加热时增加其尺寸。可商购的例子性放样剂可从Kureha Corp.(日本)获得。在其他情况下,可以使用具有第一平均粒径的第一放样剂和具有不同于第一平均粒径的第二平均粒径的第二放样剂。在其他例子中,放样剂可以是可膨胀石墨材料。表面层520、530可被配置为提供相同的放样能力或不同的放样能力。例如,在暴露于热或其他放样刺激时,层520的放样后厚度可以大于层530的放样后厚度。例如,放样之前的层520的厚度可以为约1-2mm,并且放样后大约为10-15毫米。放样之前的层530的厚度也可以是大约1-2mm,放样之后的层530的厚度可以是大约6-8mm。即使没有任何添加的放样剂,这些厚度变化也可能发生。例如但不希望受任何特定理论的束缚,在放样期间,热塑性材料可熔化并释放其在增强材料上的保持力,以允许增强材料占据更大的体积。热塑性材料的随后冷却可导致开孔结构的网的重整,其体积大于预膨松的网。通过调节层520中的热塑性材料和/或增强材料的水平,可以选择层520的体积可以增加的程度。相比之下,可以选择存在于层530中的热塑性材料和/或增强材料的量,使得在放样期间热塑性材料的熔化不会导致总体积的显着增加。随着层530的纤维网在放样之后重新形成,所得的放样后的网体积与放样前的网体积基本没有差别。如果需要,层520、530中的一层或多层可包括添加的放样剂以进一步增加总体积。例如,层520可以包括添加的放样剂以进一步选择总的膨松后体积。在一些情况下,存在足够的放样剂,因此后膨松层520(和/或后膨松层530)的厚度为约20-25mm。在一些例子中,层520可以包括聚烯烃、增强纤维和放样剂,并且层530可以包括聚烯烃(可以与层520中的聚烯烃相同或不同)和增强材料。在某些配置中,存在于每个层520、530中的聚烯烃可以是聚丙烯或包含聚丙烯的聚烯烃共聚物。在一些实施方案中,层520、530中的每一个的增强材料可以包括玻璃纤维,可选地与其他纤维组合。层520、530中的每一层中的热塑性材料和增强材料的确切重量百分比可以变化,并且层520、530中的例子性重量百分比为约40-60重量%的热塑性材料,其余部分为增强材料。如果需要,可以配置表面层530,使其比层520具有更高的放样能力。
在某些配置中,表面层520、530中的一个或两个可以耦合到另外的层或材料。参照图5C,制品550被示为包括联接至层560的表面层530。层560可以采取多种形式,并且通常不同于表面层520、530,例如,可以不是纤维增强的热塑性层。在一些实施方案中,层560可以采取表皮的形式。表皮560可包括例如膜(例如,热塑性膜或弹性体膜)、卷边、稀洋纱(例如,基于纤维的稀洋纱)、箔、机织织物、非织造织物或作为无机涂料、有机涂料或热固性涂料存在。在其他情况下,表皮560可包括大于约22的极限氧指数,如根据1996年的ISO 4589所测量的。当热塑性膜作为表皮560(或作为表皮560的一部分)存在时,热塑性膜可包括聚(醚酰亚胺)、聚(醚酮)、聚(醚-醚酮)、聚(苯硫醚)、聚(亚芳基砜)、聚(醚砜)、聚(酰胺酰亚胺)、聚(1,4-亚苯基)、聚碳酸酯、尼龙和硅酮中的至少一种。当基于表皮的稀洋纱作为表皮560(或作为表皮560的一部分)存在时,基于纤维的稀洋纱可包括玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、石墨纤维、碳纤维、无机矿物纤维、金属纤维、金属化合成纤维以及金属化的无机纤维中的至少一种。当热固性涂层作为表皮560(或作为表皮560的一部分)存在时,该涂层可包含不饱和聚氨酯、乙烯基酯、酚醛树脂和环氧树脂中的至少一种。在作为表皮560(或作为表皮560的一部分)存在无机涂层的情况下,无机涂层可包含含有选自Ca、Mg、Ba、Si、Zn、Ti和Al的阳离子的矿物质,或可包含石膏、钙碳酸盐和砂浆中的至少一种。当无纺织物作为表皮560(或作为其一部分)存在时,该无纺织物可包括热塑性材料、热固性粘合剂、无机纤维、金属纤维、金属化无机纤维和金属化合成纤维。如果需要,表皮560也可以包括放样剂。
在某些情况下,层560可以被配置为装饰层。装饰层560可以例如由聚氯乙烯、聚烯烃、热塑性聚酯、热塑性弹性体等的热塑性膜形成。装饰层560可以包括地毯、橡胶或其他美观的覆盖物。装饰层560也可以是多层结构,其包括由例如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等形成的泡沫芯。可以将织物粘合到泡沫芯,例如由天然和合成纤维制成的机织织物、在针刺等之后的有机纤维无纺布、起毛织物、针织品、植绒织物或其他这样的材料。织物也可以用热塑性粘合剂(包括压敏粘合剂和热熔粘合剂,例如聚酰胺、改性的聚烯烃、氨基甲酸酯和聚烯烃)粘合到泡沫芯。装饰层560也可以使用纺粘、热粘合、纺粘花边、熔喷、湿铺和/或干铺工艺来生产。尽管未示出,但是如果需要的话,例如稀洋纱、薄膜、装饰层等的表皮也可以联接至层520。
在某些例子中并参考图6A、6B和6C,多层配件600(或图6B中的625或图6C中的650)可包括通过纤维增强的热塑性层彼此耦合的两个或更多个芯层610、612。在制品600、625和650中也可以存在可选的表面层630。在某些例子中,芯层610、612可以相同或不同。在一些例子中,芯层610、612可独立地包括闭孔泡沫或不是纤维增强的热塑性层的其他材料,例如,芯层610、612或两者的闭孔泡沫可包括小于约5%、4%、3%、2%或1%的孔隙率。在一些实施方案中,芯层610、612中的一个或两个不是喷涂的或可喷涂的芯层,而是是可以连接到芯层610、612的形成后的层620和表面层630的固体平面层。在一些例子中,每个芯层610、612可独立地包括泡沫、纸板、纸蜂窝或它们的组合中的一种或多种。在其他例子中,每个芯层610、612可以独立地包括或者可以是聚苯乙烯泡沫、膨胀或挤压的聚烯烃泡沫(例如,挤压的聚乙烯或膨胀的聚丙烯)或其他泡沫。在一些情况下,芯层610、612中的一个或两个可以缺少任何聚氨酯材料和/或可以缺少任何纤维素材料。通过在芯层610、612中的一个或两个中使用某些泡沫材料,可以存在干净的边缘,可以避免霉菌生长的问题,并且可以在更轻的面积重量下获得更高的压缩强度。每个芯层610、612的说明性基重包括但不限于约300gsm至约2000gsm,更特别地为约500gsm至约1900gsm或约500gsm至约1500gsm。芯层610、612的基重可以相同或不同。
在一些实施方案中,每个芯层610、612可以独立地包括在横向上比在纵向上具有更大的压缩强度的泡沫。例如,芯层610、612中的一个或两个可包括具有方向抗压强度的泡沫,例如,具有在正交方向上不同的抗压强度,以为包括芯层610、612以及层620和可选表面层630的整个制品赋予更大的刚度。可以提供方向压缩强度的泡沫可从道康宁公司和其他供应商商购获得。芯层610、612中的每一个通常通常首先由泡沫(或其他材料)形成,然后通过层620并且可选地通过一个或多个粘合剂层(未示出)彼此耦合。在一些配置中,可以构造和布置芯层610、612中的一个或两个的材料,以允许芯层610、612的压缩而基本上不损坏芯层610、612。还可选择芯层610、612中的材料以允许制品600(或制品625、650)被热成型,例如压缩、模制等,而不会对芯层610、612造成实质性损害。与纤维热塑性芯层相比,在相当的基重下,包含闭孔泡沫(或非纤维增强的热塑性材料)的芯层610、612的存在可以提供更好的性能和更高的强度。芯层610可以在没有任何中间层或材料的情况下直接耦合到可选的表面层630,或者可以使用例如粘合剂层(未示出)耦合到层630。
在某些实施方案中,层620(和/或表面层630,当存在时)可以被配置为(或用于)玻璃毡热塑性复合材料(GMT)或轻质增强热塑性塑料(LWRT)。一种这样的LWRT由HANWHAAZDEL,Inc.制备,并以商标
Figure BDA0002270539820000341
垫出售。这种GMT或LWRT的面密度可以在每平方米GMT或LWRT约400克至约4000gsm的范围内,尽管根据具体应用需求,面密度可以小于400gsm或大于4000gsm。在一些实施方案中,上限密度可以小于约4000gsm。在某些情况下,GMT或LWRT可包括一种或多种设置在GMT或LWRT的空隙或孔中的放样剂材料。
在将LWRT用作表面层620(和/或当存在时,表面层630)的某些例子中,LWRT通常包括热塑性材料和多个增强纤维,它们一起形成开孔结构的网。例如,表面层620(和/或层630)通常包括大量的开孔结构,使得在这些层中存在空隙。在一些情况下,表面层620可以包括0-30%、10-40%、20-50%、30-60%、40-70%、50-80%、60-90%、0-40%、0-50%、0-60%、0-70%、0-80%、0-90%、10-50%、10-60%、10-70%、10-80%、10-90%、10-95%、20-60%、20-70%、20-80%、20-90%、20-95%、30-70%、30-80%、30-90%、30-95%、40-80%、40-90%、40-95%、50-90%、50-95%、60-95%70-80%、70-90%、70-95%、80-90%、80-95%或这些例子性范围内的任何说明性值的空隙率或孔隙率。在一些情况下,表面层620(和/或层630)具有大于0%的孔隙率或空隙含量,例如未完全固结,高达约95%。除非另有说明,否则对包含一定空隙含量或孔隙率的表面层的提及是基于该表面层的总体积,而不一定是多层配件的总体积。
在某些例子中,层620(和/或层630)可以以GMT的形式产生。在某些情况下,通常可以使用短切玻璃纤维、热塑性材料、任选的放样剂和任选的一种或多种由玻璃纤维或热塑性树脂纤维(例如,聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、PC/PBT的混合物或PC/PET的混合物)制成的薄膜和/或机织或非织造织物来制备GMT。在一些实施方案中,PP、PBT、PET、PC/PET共混物或PC/PBT共混物可用作树脂。为了生产玻璃垫,可以将热塑性材料和增强材料添加或计量到装在装有叶轮的敞开式混合罐中的分散泡沫中。不希望受到任何特定理论的束缚,泡沫的被困住的气穴的存在可以帮助分散玻璃纤维、热塑性材料和放样剂。在一些例子中,纤维和热塑性材料的分散混合物可以通过分配歧管被泵送到位于造纸机的线段上方的流浆箱。当使用真空将分散的混合物提供给移动的丝网时,可以除去泡沫,而不是纤维和热塑性塑料,从而连续生产出均匀的纤维状湿网。湿网可以在合适的温度下通过干燥机,以减少水分含量并使热塑性材料熔融或软化。
在某些实施方案中,存在于层620(和/或层630)中的高孔隙率可以减小层的总重量,并且可以允许将试剂包括在空隙空间内。例如,放样剂可以以非共价键结合的方式驻留在空隙中。施加热或其他扰动可起到增加非共价键合的放样剂的体积的作用,这反过来又增加了层的总厚度,例如,随着放样剂的尺寸增加和/或额外的空气被困在层中,层就增加了。如果需要的话,阻燃剂、着色剂、抑烟剂和其他材料可以包括在层620(和/或层630)的空隙中。在放样之前,可以压缩层620(和/或层630)以减小其总厚度,例如,在将该层耦合到一个或多个其他层之前或之后压缩。
在某些实施方案中,层620(和/或层630)的热塑性材料可至少部分地包括增塑的和未增塑的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚四氯丁烯和聚氯乙烯以及这些材料彼此或与其他聚合材料的混合物中的一种或多种。其他合适的热塑性塑料包括但不限于聚亚芳基醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、热塑性聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、共聚酰胺、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物、无定形尼龙、聚亚芳基醚酮、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、液晶聚合物、商业上称为
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的聚(1,4亚苯基)化合物、高温聚碳酸酯(如拜耳的
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PC)、高温尼龙和硅酮、以及这些材料的共聚物、合金和混合物彼此或其他聚合材料。用于形成层620(和/或层630)的热塑性材料可以粉末形式、树脂形式、松香形式、颗粒形式、纤维形式或其他合适形式使用。本文描述了各种形式的例子性热塑性材料,并且还描述在例如美国公开号20130244528和US20120065283中。存在于层620(和/或层630)中的热塑性材料的确切量可以变化,并且说明性量的范围为按重量计约20%至按重量计约80%,例如按重量计30-70%或按重量计35-65%。
在某些例子中,层620(和/或层630)的增强纤维可以包括玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机纤维,特别是高模量有机纤维,例如对位和间位芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚酯纤维或本文所述的任何高熔体流动指数树脂,它们适合用作纤维、矿物纤维(例如玄武岩)、矿物棉(例如岩石或矿渣羊毛)、硅灰石、氧化铝硅石等,或金属纤维、金属化的天然和/或合成纤维、陶瓷纤维、纱线纤维或它们的混合物。在一些实施方案中,可以在使用前对任何上述纤维进行化学处理以提供所需的官能团或赋予纤维其他物理性质,例如可以进行化学处理以使它们可以与热塑性材料、放样剂或二者反应。层620(和/或层630)中的纤维含量可以独立地为层的重量的约20%至约90%,更特别地为层的重量的约30%至约70%。通常,包括层620(和/或层630)的多层配件的纤维含量在配件重量的约20重量%至约90重量%之间变化,更特别地在约30重量%至约80重量%之间,例如,约40%至约70%。所使用的纤维的具体尺寸和/或取向可以至少部分取决于所使用的热塑性聚合物材料和/或层620(和/或层630)的期望性质。鉴于本公开的益处,本领域普通技术人员将容易选择合适的纤维的附加类型、纤维尺寸和数量。在一个非限制性的例子中,分散在热塑性材料和任选的放样剂内以提供层620(和/或层630)的纤维通常可具有大于约5微米的直径,更特别地为约5微米至约22微米,并且纤维长度可以为约5mm至约200mm,更特别地,纤维直径可以为约微米至约22微米,并且纤维长度可以为约5mm至约75mm。
在一些实施方案中,可以通过包括一种或多种添加的放样剂来进一步调整层620(和/或层630)的膨松能力。在层620(和/或层630)中使用的放样剂的确切类型可以取决于许多因素,包括例如期望的膨松温度、期望的膨松度等。在一些情况下,可使用微球放样剂例如可膨胀微球,其在暴露于对流加热时会增大其尺寸。可商购的例子性放样剂可从Kureha Corp.(日本)获得。在其他情况下,可以在层620(和/或层630)中使用具有第一平均粒度的第一放样剂和具有不同于第一平均粒度的第二平均粒度的第二放样剂。在其他例子中,放样剂可以是可膨胀石墨材料。
在某些实施方案中,层620、630可以相同或不同。在某些情况下,表面层620、630通常可以包括相同的材料,但是可以具有不同数量的材料,例如,不同数量的增强纤维和/或不同数量的热塑性材料。在其他例子中,层620、630可以包括相同的热塑性材料但是不同的增强纤维。在另外的配置中,层620、630可以包括相同的增强纤维但是不同的热塑性材料。在其他情况下,层620、630可以包括相同的增强材料和热塑性材料,但是具有不同的基重、不同的孔隙率或其他不同的物理性质。在一些例子中,层620、630可以包括相同的增强纤维和相同的热塑性材料,但是具有不同的厚度或不同数量的放样剂以提供可变的膨松能力。
在某些配置中,层620通过粘合剂层(未示出)耦合到芯层610、612,并且表面层630可以通过粘合剂层(未示出)耦合到芯层610。如果需要并且如图6B所示,另一表面层640可以通过粘合剂层耦合到芯层612。粘合剂层(当存在时)可以起到将各层耦合至下面的芯层610、612的作用,以防止层620、630、640与芯层610、612分离。粘合剂层不需要具有相同的材料、厚度等。可以独立地包括在粘合剂层中的例子性粘合剂包括但不限于热塑性粘合剂,包括但不限于压敏粘合剂和热熔粘合剂,例如聚酰胺、改性聚烯烃、聚氨酯和聚烯烃。在一些例子中,粘合剂层的热塑性组分可以独立地包括热塑性聚合物,例如聚烯烃,例如聚乙烯或聚丙烯。在其他情况下,粘合剂层的热塑性聚合物可以独立地包括增塑和未增塑的聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯、丁二烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚四氯丁酸和聚氯乙烯,以及这些材料彼此之间或与其他聚合物材料的共混物。用于粘合剂层的其他合适的热塑性聚合物包括但不限于聚亚芳基醚、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、热塑性聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、共聚酰胺、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物、无定形尼龙、聚亚芳基醚酮、聚苯硫醚、聚芳基砜、聚醚砜、液晶聚合物、商业上称为
Figure BDA0002270539820000361
的聚(1,4亚苯基)化合物、高温聚碳酸酯(如拜耳的
Figure BDA0002270539820000371
PC)、高温尼龙和硅酮以及这些材料彼此之间的合金和共混物或其他聚合材料。如果需要,粘合剂层还可以独立地包含一些热固性材料,包括但不限于环氧化物、环氧树脂、聚酯、聚酯树脂、聚氨酯、聚氨酯、邻苯二甲酸二烯丙基邻苯二甲酸酯、聚酰亚胺、氰酸酯、聚氰尿酸酯及其组合。
在某些实施方案中,表面层620、640可以包括不同的纤维材料或不同的纤维负载。当存在不同的纤维材料时,纤维可以是完全不同的纤维,例如一层中的玻璃纤维和另一层中的碳纤维,或者可以包含经过改性的相同基础材料,例如一层中的玻璃纤维并且化学改性在另一层中处理玻璃纤维。在某些情况下,纤维可以是相同的纤维材料,但是纤维的一种或多种物理性质可以不同。例如,即使层630、640中的纤维材料可以相同或不同,层630的纤维也可以具有与层640中存在的纤维的直径不同的第一直径。在其他情况下,即使存在于层630、640中的纤维材料可以相同或不同,层630中的纤维的长度也可以与存在于层640中的纤维的长度不同。在另外的例子中,即使存在于层630、640中的纤维材料可以相同或不同,层630中的纤维的长度和直径也可以与层640中的纤维的长度和直径不同。在其他例子中,可以在层630、640之一中使用两种或更多种不同的纤维,并且在另一层中可以存在单一类型的纤维。如本文所述,通过选择纤维的数量和/或类型,可以改变表面层630、640的物理性质,例如,以为配件的不同表面层提供不同的放样能力。
在一些配置中,表面层630、640(以及可选地,芯层610、612和层620)可以是基本上无卤素或无卤素的层,以满足对某些应用的有害物质要求的限制。在其他情况下,层610、612、620、630和640中的一个或多个可以包括卤化阻燃剂,例如,包含F、Cl、Br、I和At中的一种或多种的卤化阻燃剂或包含此类卤素的化合物,例如四溴双酚-A聚碳酸酯或单卤代、二卤代、三卤代或四卤代聚碳酸酯。在一些情况下,在一个或多个表面层630、640中使用的热塑性材料可包含一种或多种卤素以赋予某种阻燃性而无需添加另一种阻燃剂。在存在卤代阻燃剂的情况下,期望阻燃剂以阻燃剂的量存在,该阻燃剂的量可以根据存在的其他组分而变化。例如,卤化阻燃剂可以约0.1重量%至约15重量%(基于层的重量)存在,更特别地为约1重量%至约13重量%,例如约5重量%至约13重量%。如果需要,可以将两种不同的卤化阻燃剂添加到这些层中。在其他情况下,可以添加非卤代阻燃剂,例如,包括N、P、As、Sb、Bi、S、Se和Te中的一种或多种的阻燃剂。在一些实施方案中,非卤化阻燃剂可以包括磷化材料,因此这些层可以更环保。在存在非卤代或基本不含卤素的阻燃剂的情况下,期望阻燃剂以阻燃剂的量存在,该阻燃剂的量可以根据存在的其他组分而变化。例如,基本上无卤素的阻燃剂可以约0.1重量%至约15重量%(基于层的重量)存在,更特别地约1重量%至约13重量%,例如基于层的重量为约5重量%至约13%重量。如果需要,可以将两种不同的基本上无卤素的阻燃剂添加到层610、612、620、630和640中的一层或多层。在某些情况下,层610、612、620、630和640中的一层或多层可以包含一种或多种卤化阻燃剂与一种或多种基本上无卤的阻燃剂的组合。当存在两种不同的阻燃剂时,两种阻燃剂的组合可以以阻燃剂的量存在,其可以根据存在的其他组分而变化。例如,存在的阻燃剂的总重量可以为约0.1重量%至约20重量%(基于层的重量),更特别地为约1重量%至约15重量%,例如,基于层的重量为约2重量%至约14重量%。可以将本文所述层中使用的阻燃剂添加到包含热塑性材料和纤维的混合物中(在将混合物处置在丝网或其他加工部件上之前),或者可以在形成层之后添加。在一些例子中,阻燃材料可以包括可膨胀石墨材料、氢氧化镁(MDH)和氢氧化铝(ATH)中的一种或多种。
在图6A(和/或图6B和6C)所示的配置中,可以通过包括一种或多种添加的放样剂来进一步调整层620、630和640的膨松能力。在层620、630、640中使用的放样剂的确切类型可以取决于许多因素,包括例如期望的膨松温度、期望的膨松度等。在一些情况下,微球放样剂,例如可膨胀微球,在暴露于对流加热时增加其尺寸可用于层620、630和640中的任何一层或多层。可商购的例子性放样剂可从日本Kureha Corp.获得。在其他情况下,可以使用具有第一平均粒径的第一放样剂和具有不同于第一平均粒径的第二平均粒径的第二放样剂。在其他例子中,放样剂可以是可膨胀石墨材料。层620、630和640可以被配置为提供相同的放样能力或不同的放样能力。例如,在暴露于热或其他放样刺激时,层620的放样后厚度可以大于层630的放样后厚度。例如,放样之前的层620的厚度可以为约1-2mm,并且放样后大约为10-15毫米。放样之前的层630的厚度也可以是大约1-2mm,放样之后的层630的厚度可以是大约6-8mm。即使没有任何添加的放样剂,这些厚度变化也可能发生。例如但不希望受任何特定理论的束缚,在放样期间,热塑性材料可熔化并释放其在增强材料上的保持力,以允许增强材料占据更大的体积。热塑性材料的随后冷却可导致开孔结构的网的重整,其体积大于预膨松的网。通过调节层620中的热塑性材料和/或增强材料的水平,可以选择层620的体积可以增加的程度。相比之下,可以选择层630中存在的热塑性材料和/或增强材料的量,使得在放样期间热塑性材料的熔化不会导致整体体积的显着增加。随着层630的纤维网在放样之后重新形成,所得到的放样后的网体积与放样前的网体积基本没有差别。如果需要,层620、630和640中的一个或多个可以包括添加的放样剂以进一步增加总体积。例如,层620可以包括添加的放样剂,以进一步选择总的膨松后体积。在一些情况下,存在足够的放样剂,因此后膨松层620(和/或后膨松层630、640)具有约20-25mm的厚度。在一些例子中,层620可以包括聚烯烃、增强纤维和放样剂,并且层630、640可以各自包括聚烯烃(可以与层620中的聚烯烃相同或不同)和增强材料。在某些配置中,存在于层620、630和640中的每一个中的聚烯烃可以是聚丙烯或包含聚丙烯的聚烯烃共聚物。在一些实施方案中,层620、630和640中的每一个的增强材料可以包括玻璃纤维,可选地与其他纤维结合。层620、630和640中的每一个中的热塑性材料和增强材料的确切重量百分比可以变化,并且层620、630和640中的例子性重量百分比是约40-60重量%的热塑性材料,其余的是增强材料。如果需要,可以配置表面层630和640,以使它们具有比层620更高的放样能力。
在某些配置中,表面层630、640中的一个或两个可以耦合到另外的层或材料。参照图6C,制品650被示出为包括联接至层660的表面层640。层660可以采取多种形式,并且通常不同于表面层630、640,例如,可以不是纤维增强的热塑性层。在一些实施方案中,层660可以采取表皮的形式。表皮660可以包括例如膜(例如,热塑性膜或弹性体膜)、卷边、稀洋纱(例如,基于纤维的稀洋纱)、箔、机织织物、非织造织物或以无机涂料、有机涂料或热固性涂料形式存在。在其他情况下,如根据日期为1996年的ISO 4589所测量的,表皮660可以包含大于约22的极限氧指数。在作为表皮660(或作为表皮660的一部分)存在热塑性膜的情况下,热塑性膜可以至少包含聚(醚酰亚胺)、聚(醚酮)、聚(醚-醚酮)、聚(苯硫醚)、聚(亚芳基砜)、聚(醚砜)、聚(酰胺酰亚胺)、聚(1,4-亚苯基)、聚碳酸酯、尼龙和有机硅中的一种。当基于纤维的稀洋纱作为表皮660(或作为表皮660的一部分)存在时,基于纤维的稀洋纱可包括玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、石墨纤维、碳纤维、无机矿物纤维、金属纤维、金属化合成纤维以及金属化的无机纤维中的至少一种。当热固性涂层作为表皮660(或作为其一部分)存在时,该涂层可包含不饱和聚氨酯、乙烯基酯、酚醛树脂和环氧树脂中的至少一种。在作为表皮660(或作为表皮660的一部分)存在无机涂层的情况下,无机涂层可以包含含有选自Ca、Mg、Ba、Si、Zn、Ti和Al的阳离子的矿物质,或者可以包含石膏、钙碳酸盐和砂浆中的至少一种。当无纺织物作为表皮660(或作为其一部分)存在时,该无纺织物可包括热塑性材料、热固性粘合剂、无机纤维、金属纤维、金属化无机纤维和金属化合成纤维。如果需要,表皮660也可以包括放样剂。
在某些情况下,层660可以被配置为装饰层。装饰层660可以例如由聚氯乙烯、聚烯烃、热塑性聚酯、热塑性弹性体等的热塑性膜形成。装饰层560可以包括地毯、橡胶或其他美观的覆盖物。装饰层660也可以是多层结构,其包括由例如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等形成的泡沫芯。可以将织物粘合到泡沫芯,例如由天然和合成纤维制成的机织织物、在针刺等之后的有机纤维无纺布、起毛织物、针织品、植绒织物或其他这样的材料。织物也可以用热塑性粘合剂(包括压敏粘合剂和热熔粘合剂,例如聚酰胺、改性的聚烯烃、氨基甲酸酯和聚烯烃)粘合到泡沫芯。装饰层660也可以使用纺粘、热粘合、纺粘花边、熔喷、湿铺和/或干铺工艺来生产。尽管未示出,但是如果需要的话,例如稀松布、薄膜、装饰层等的表皮也可以联接至层630。
在一些实施方案中,本文所述的纤维增强的热塑性层可包括附加材料或添加剂以赋予所需的物理或化学性质。例如,可以将一种或多种染料、变形剂、着色剂、粘度调节剂、抑烟剂、增效材料、放样剂、颗粒、粉末、杀生物剂、泡沫或其他材料混合或添加到这些层中。在某些情况下,这些层可以包含一种或多种抑烟剂组合物,其量为约0.2重量%至约10重量%。例子性的烟雾抑制剂组合物包括但不限于锡酸盐、硼酸锌、钼酸锌、硅酸镁、钼酸钙锌、硅酸钙、氢氧化钙及其混合物。如果需要,可以存在增效材料以增强层的物理性质。如果需要,可以存在增强放样能力的增效材料。说明性的增效剂材料包括但不限于三氯苯磺酸钠钾、二苯砜-3-磺酸钠及其混合物。
在某些例子中,多层配件的每个层可以被分别生产,然后组合在一起以形成多层配件。例如,每个层可以以湿法成网法或其他方法分别生产,然后结合在一起以提供多层配件。在生产本文所述的各种纤维增强的热塑性层时,可能希望使用湿法成网工艺。例如,可以在其中搅拌或搅动包含分散材料的液体或流体介质,所述分散材料例如为热塑性材料、纤维以及任选地具有本文所述的任何一种或多种添加剂的放样剂材料(例如,其他放样剂或阻燃剂),可以在诸如空气或其他气体的气体存在下被搅拌或搅动。然后可以将分散体置于载体上,例如丝网或其他载体材料上。搅拌的分散体可包含一种或多种活性剂,例如阴离子、阳离子或非离子活性剂,例如,Industrial Soaps Ltd.以ACE液体的名称出售的产品、Glover Chemicals Ltd.以
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FN 15的名称出售的产品、以及Float-Ore Ltd.以AMINE Fb 19的名称出售的产品。这些试剂可以帮助分散液体中的空气。可以在空气存在下将组分添加到混合槽、浮选池或其他合适的装置中以提供分散体。虽然期望使用水分散体,但是也可以存在一种或多种非水流体以帮助分散、改变流体的粘度或以其他方式赋予分散体或层所需的物理或化学性质。
在某些情况下,在将分散体混合足够的时间之后,可以将具有悬浮材料的流体置于筛子、移动的金属丝或其他合适的支撑结构上,以提供铺放材料的网。可以向幅材提供抽吸或减压,以从铺网的材料中除去任何液体,以留下热塑性材料、放样剂和任何其他存在的材料,例如纤维、添加剂等。可以干燥所得的幅材、固结、压制、膨松、层压、定尺寸或进一步加工以提供所需的层或制品。在某些情况下,可以在干燥、固结、压制、膨松、层压、上胶或其他进一步处理之前,将添加剂或另外的放样剂材料添加到纤维网上,以提供所需的层或制品。在其他情况下,可以在干燥、固结、压制、膨松、层压、施胶或其他进一步处理之后,将放样剂添加到纤维网上,以提供所需的层或制品。虽然可以使用湿法成网工艺,但取决于热塑性材料、放样剂材料和其他存在的材料的性质,可能希望改为使用气流成网工艺、干混工艺、梳理和针刺工艺或用于制造非织造产品的其他已知方法。
在一些构造中,本文所述的纤维增强的热塑性层可以通过在水性溶液或泡沫中在表面活性剂存在下将热塑性材料、纤维和任选的微球放样剂混合来制备。可以将混合的组分混合或搅拌足够的时间以分散各种材料并提供材料的基本上均匀的水性混合物。然后将分散的混合物放在任何合适的支撑结构上,例如,具有期望孔隙率的金属丝网或其他网格或支撑上。然后可以将水排过金属丝网形成网。将网干燥并加热到热塑性粉末的软化温度以上。然后将纤维网冷却并压至预定厚度,以生产具有约1%至约95%的空隙率的复合片材。在一个替代实施方案中,水性泡沫还包括粘合剂材料。在一些配置中,在将网加热至高于热塑性粉末的软化温度之后,然后可以将包括热塑性聚合物和热固性材料的粘合剂层设置在网上。
在某些例子中,可以以GMT的形式生产一个或多个纤维增强的热塑性层。在某些情况下,GMT通常可以使用短切玻璃纤维、热塑性材料、放样剂和可选的一种或多种热塑性聚合物薄膜和/或由玻璃纤维或热塑性树脂纤维(例如,聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、PC/PBT的混合物或PC/PET的混合物)制成的机织或非织造织物来制备。在一些实施方案中,PP、PBT、PET、PC/PET共混物或PC/PBT共混物可用作树脂。为了生产玻璃垫,可以将热塑性材料、增强材料、放样剂和/或其他添加剂添加或计量到容纳在装有叶轮的敞开式混合罐中的分散泡沫中。不希望受到任何特定理论的束缚,泡沫的被困住的气穴的存在可以帮助分散玻璃纤维、热塑性材料和放样剂。在一些例子中,可以将玻璃和树脂的分散混合物经由分配歧管泵送到位于造纸机的网部上方的流浆箱。当使用真空将分散的混合物提供给移动的丝网时,可以除去泡沫而不是玻璃纤维、放样剂或热塑性塑料,从而连续生产出均匀的纤维状湿网。湿网可以在合适的温度下通过干燥机,以减少水分含量并使热塑性材料熔融或软化。当热的纤维网离开干燥机时,例如表面层,例如通过使玻璃纤维、放样剂、热塑性材料和薄膜的纤维网穿过一组加热辊的辊隙,然后将粘合剂喷涂到纤维网的表面,可以将包含热塑性聚合物和热固性材料的粘合剂层铺在纤维网上。如果需要的话,还可以将附加层,例如非织造和/或织造织物层或表皮层,附着在纤维网的一侧或两侧,以易于处理玻璃纤维增强的垫子。然后可以使复合材料通过张力辊,并连续切割(切成胶状)成所需的尺寸,以便以后形成最终产品制品。关于这种GMT复合材料的制备的进一步信息,包括在形成这种复合材料中使用的合适的材料和加工条件,例如在美国专利6,923,494、4,978,489、4,944,843、4,964,935、4,734,321、5,053,449、4,925,615、5,609,966和美国专利申请公开号US2005/0082881、US2005/0228108、US2005/0217932、US2005/0215698、US2005/0164023和US2005/0161865中有所描述。
在一些情况下,每个纤维增强的热塑性层可以分别形成为片材,然后用于提供多层制品。例如,可以采用湿法成网工艺来生产具有低蓬松度的第一纤维增强的热塑性片材。湿法成网工艺也可以用于生产第二纤维增强的热塑性片材,该第二纤维增强的热塑性片材具有比第一片材更高的膨松能力。可以在彼此耦合之前对每个薄片进行处理。例如,可以压缩每个片以提供期望的厚度。所生产的纤维增强的热塑性片材中的任何一个、两个或多个可以如本文所述地连接至多层配件的芯层。尽管联接过程可以变化,但是在某些情况下,一个第一纤维增强的热塑性片材被加热到热塑性组分软化的温度。然后可以将加热的纤维增强的热塑性片材偶联至芯层。如果需要的话,可以将第二纤维增强的热塑性片材与第一纤维增强的热塑性材料相同或不同,将其置于芯层的另一个表面上。任选地施加额外的加热以软化所布置的第二纤维增强的热塑性片。然后可以对耦合的两层或三层进行压缩或进一步处理。例如,可使用诸如模制、热成型等方法施加压力和/或温度,以帮助将片材彼此结合和/或赋予制品所需的形状。
可以使用合适的工艺将本文所述的制品加工成期望的构造或形状,所述合适的工艺包括但不限于模制、热成型、拉伸或其他成型工艺。在某些情况下,这种方法用于赋予所需的构型和/或使制品的各个层蓬松。例如,在将制品设计为用作车辆地板的情况下,可以期望的方式对地板进行成形和/或切割。参照图7,车辆地板700被示为被布置并联接至包括部件705a、705b的车辆框架。地板700是通常为平面的结构,其包括本文所述的多层配件中的一个或多个,例如结合图1-6C示出和描述的多层配件,或鉴于本公开的益处本领域普通技术人员将选择或其他类似的多层配件。地板700可以通过诸如螺栓、螺钉等的合适的紧固件并且可选地通过一种或多种粘合剂而联接至框架。在一些情况下,车辆的门、车顶配件和其他部件可以设置在地板700上以提供用户舱。如果需要的话,出于美学或其他原因、地毯、泡沫垫等可以连接到地板700。
在一些实施方案中,可以使用本文描述的制品来生产用于后储物室的装载地板。参照图8,示出了可以用作装载地板的深冲制品800的侧视图。制品800通常位于车辆的后部,例如,运动型多功能车或小型货车的后部存储部分,并且被设计成容纳部件、齿轮、行李、备用轮胎等以进行存储。还可以存在盖子或覆盖物(未示出)以将部件封闭在装载地板800内并遮挡它们。装载地板800可以包括例如本文所述的任何多层配件,例如结合图1-6C示出和描述的那些,或鉴于本公开的益处本领域普通技术人员将选择或其他类似的多层配件。在某些情况下,装载地板800提供足够的承重能力,从而不需要存在来自车辆的下面的支撑构件来支撑它。
在一些实施方案中,如果需要的话,装载地板可以包括结构构件或板条以提供额外的强度。例如,一个、两个、三个或更多个金属条或构件可以被放置在装载地板内,例如在芯层或在任何其他层中,以提供附加的强度。装载地板的某些配置在选定的重量下可能会提供不超过期望的挠度,例如,使用日期为2010年4月1日的ASTMD790-10进行测试。如果特定的装载地板结构挠曲超过了期望的量,例如,如果在100千克的载荷下挠曲不超过10毫米,则可以改变芯层或其他层,例如通过改变材料和/或包括结构构件,以提供满足所需规格的装载地板。
在一些实施方案中,本文描述的制品可以车辆外部或船体的形式构造,例如,休闲车辆外部板、船体或可能需要承受一些重量或力的其他结构板。由于芯层通常对水不敏感并且暴露于水后其性质不会在很大程度上改变,因此该板特别适合在较高湿度的环境中使用。
在某些实施方案中,本文描述的制品可以车辆内壁、天花板或地板的形式构造,例如可能需要承受一些重量或力的休闲车内壁、天花板或地板的形式。由于芯层通常对水不敏感并且暴露于水后其性质不会在很大程度上改变,因此该板特别适合在较高湿度的环境中使用。
在其他构造中,本文描述的制品可用作车辆中的结构部件。例如,这些制品可以存在于公路车辆和休闲车辆上方的舱位中,例如,这些制品可以用于可折叠的床、可折叠的或形成餐桌的可配置的餐桌椅,或其他可能使人入睡的应用。在一些例子中,制品可以存在于休闲车(RV)中的滑出结构中,该休闲车被设计成远离RV的外表面延伸以提供增加的内部空间。制品的轻质特性可以减少滑出结构的总重量,并在用于延伸和缩回滑出结构的齿轮和电动机上施加较小的应力。另外,制品的耐水性可提供抗翘曲和霉菌生长的滑出式天花板。
在某些例子中,芯层和选择的其他层的确切性质可以至少部分地取决于包括各种层的制品的期望的声学特性。例如,本文描述的芯层的某些构造可以提供优异的吸声性能,但是可能不具有所需的隔音性能。可以选择其声学特性与芯层的声学特性互补的表皮或其他层,以提供具有良好的吸声和隔音性能的复合结构。
在一些实施方案中,本文所述制品的芯层可以是耐水的。例如,在装载地板的许多构造中,芯层可以是基于纸的材料。纸基材料与水接触会大大降低芯层强度,并促进霉菌生长。通过使用本文所述的芯层,暴露于水不会改变制品的整体强度。
当介绍本文公开的例子的要素时,冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个要素。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是开放式的,并且意味着除所列要素之外,可能还有其他要素。鉴于本公开的益处,本领域普通技术人员将认识到,例子中的各个配件可以与其他例子中的各种配件互换或替换。
尽管上面已经描述了某些方面、例子和实施方案,但是鉴于本公开的益处,本领域普通技术人员将认识到,所公开的说明性方面、例子和实施方案的增加、替代、修改和变更是可能的。

Claims (98)

1.多层配件,包括:
包括闭孔材料的芯层;
设置在所述芯层的第一表面上的第一增强的热塑性层,所述第一纤维增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网;和
设置在所述芯层的第二表面上的第二增强的热塑性层,所述第二纤维增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网。
2.权利要求1所述的多层配件,其中所述闭孔材料不是聚氨酯泡沫或其中所述芯层不含纤维素。
3.权利要求1所述的多层配件,其中所述芯层包括聚氨酯材料或纤维素基材料。
4.权利要求1所述的多层配件,其中所述第一增强的热塑性层的基重基本上等于所述第二增强的热塑性层的基重。
5.权利要求1所述的多层配件,其中所述第一增强的热塑性层的基重不同于所述第二增强的热塑性层的基重。
6.权利要求1所述的多层配件,其中设置的第一增强的热塑性层包括与设置的第二增强的热塑性层的增强材料不同的至少一种增强材料。
7.权利要求1所述的多层配件,其中所述芯层的闭孔材料包括定向压缩泡沫,该定向压缩泡沫选自定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫、定向压缩挤出的聚乙烯泡沫和定向压缩可膨胀的聚丙烯泡沫。
8.权利要求1所述的多层配件,其中所述第一增强的热塑性层中的热塑性材料不同于所述第二增强的热塑性层中的热塑性材料。
9.权利要求1所述的多层配件,其中所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中的热塑性材料是相同的。
10.权利要求9所述的多层配件,其中所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中的增强材料是相同的。
11.权利要求10所述的多层配件,其中所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层的增强材料均包括增强纤维。
12.权利要求11所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层包括与所述第二纤维增强的热塑性层的增强纤维不同的至少一种增强纤维。
13.权利要求11所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层中的一种或两种包括放样剂。
14.权利要求13所述的多层配件,其中所述放样剂包括可膨胀微球和可膨胀石墨材料中的至少一种。
15.权利要求14所述的多层配件,其中所述芯层中不存在放样剂。
16.权利要求11所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层的热塑性材料和增强材料被选择以允许放样所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层,而不存在放样剂。
17.权利要求1所述的多层配件,还包括设置在所述第一增强的热塑性层和所述芯层之间的芯层的第一表面上的第一粘合剂层。
18.权利要求17所述的多层配件,还包括设置在所述第为增强的热塑性层和所述芯层之间的芯层的第二表面上的第二粘合剂层。
19.权利要求18所述的多层配件,还包括设置在所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中一者上的装饰层。
20.权利要求18所述的多层配件,其中所述芯层的闭孔材料包括定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫,所述第一纤维增强的热塑性层包括聚丙烯和玻璃纤维,所述第二纤维增强的热塑性层包括聚丙烯和玻璃纤维,并且所述第一和第二粘合剂层均包括共聚酰胺。
21.多层配件,包括:
包括闭孔材料而没有任何聚氨酯或纤维素材料的芯层,其中所述闭孔材料基本上是无孔的,并为所述多层配件定向地提供抗压强度;
设置在所述芯层的第一表面上的第一粘合剂层;
设置在所述芯层的第二表面上的第二粘合剂层;
设置在所述第一粘合剂层上的第一纤维增强的热塑性层,所述第一纤维增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网;和
设置在所述第二粘合剂层上的第二纤维增强的热塑性层,所述第二纤维增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网。
22.权利要求21所述的多层配件,其中所述芯层包括定向压缩泡沫。
23.权利要求22所述的多层配件,其中所述定向压缩泡沫选自定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫、定向压缩挤出的聚乙烯泡沫和定向压缩可膨胀的聚丙烯泡沫。
24.权利要求22所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层的基重基本上等同于所述第二纤维增强的热塑性层的基重。
25.权利要求22所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层的基重不同于所述第二纤维增强的热塑性层的基重。
26.权利要求22所述的多层配件,其中设置的第一纤维增强的热塑性层包括与设置的第二纤维增强的热塑性层的增强纤维材料不同的至少一种增强纤维材料。
27.权利要求22所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层中的热塑性材料不同于所述第二纤维增强的热塑性层中的热塑性材料。
28.权利要求22所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层中的热塑性材料是相同的。
29.权利要求28所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层中的增强纤维是相同的。
30.权利要求29所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层还包括与所述第二纤维增强的热塑性层的增强纤维不同的至少一种增强纤维。
31.权利要求30所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层中的一种或两种包括放样剂。
32.权利要求31所述的多层配件,其中所述放样剂包括可膨胀微球和可膨胀石墨材料中的至少一种。
33.权利要求32所述的多层配件,其中所述芯层中不存在放样剂。
34.权利要求22所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层的热塑性材料和增强材料被选择以允许放样所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层,而不存在放样剂。
35.权利要求22所述的多层配件,还包括设置在所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层中的一种上的表皮层,其中所述表皮层包括织物、稀洋纱、薄膜及其组合。
36.权利要求22所述的多层配件,还包括耦合到所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中的一种的装饰层。
37.权利要求21所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层的热塑性材料独立地选自:聚烯烃材料、热塑性聚烯烃共混物材料、聚乙烯基聚合物材料、丁二烯聚合物材料、丙烯酸聚合物材料、聚酰胺材料、聚酯材料、聚碳酸酯材料、聚酯碳酸酯材料、聚苯乙烯材料、丙烯腈苯乙烯聚合物材料、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物材料、聚醚酰亚胺材料、聚苯醚材料、聚亚苯基氧化物材料、聚苯硫醚材料、聚醚材料、聚醚酮材料、聚缩醛材料、聚氨酯材料、聚苯并咪唑材料及其共聚物和混合物。
38.权利要求37所述的多层配件,其中所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层的增强材料独立地选自:玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机纤维、无机纤维、天然纤维、矿物纤维、金属纤维、金属化无机纤维、金属化合成纤维、陶瓷纤维及其组合。
39.权利要求38所述的多层配件,其中存在于所述第一纤维增强的热塑性层和所述第二纤维增强的热塑性层中的每一个中的纤维独立地包括大于约5微米的直径和约5mm至约200mm的长度。
40.权利要求22所述的多层配件,其中所述定向压缩泡沫是定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫,其中所述第一和第二纤维增强的热塑性层均包括聚丙烯和玻璃纤维,其中所述多层配件还包括耦合到所述第二纤维增强的热塑性层的表皮,并且其中所述多层配件还包括耦合到所述表皮的装饰层。
41.一种提供结构增强的车辆装载地板,所述车辆装载地板包括:
包括闭孔材料的芯层;
设置在所述芯层的第一表面上的第一增强的热塑性层,所述第一纤维增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网;
设置在所述芯层的第二表面上的第二增强的热塑性层,所述第二纤维增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网;
其中所述芯层、所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层一起提供在不超过220kg的重量下挠曲小于约25mm的车辆装载地板。
42.权利要求41所述的车辆装载地板,还包括耦合到所述第一增强的热塑性层的装饰层。
43.权利要求42所述的车辆装载地板,其中所述装饰层包括地毯。
44.权利要求42所述的车辆装载地板,还包括在所述装饰层和所述第一增强的热塑性层之间的粘合剂层。
45.权利要求42所述的车辆装载地板,还包括耦合到所述第二增强的热塑性层的第二装饰层。
46.权利要求45所述的车辆装载地板,其中所述第二装饰层包括地毯。
47.权利要求45所述的车辆装载地板,还包括在所述第二装饰层和所述第二增强的热塑性层之间的粘合剂层。
48.权利要求41所述的车辆装载地板,其中所述装载地板在100kg重量下挠曲小于约15mm、或在150kg重量下挠曲小于约15mm、或在100kg重量下挠曲小于约10mm、或在220kg重量下挠曲小于约5mm。
49.权利要求41所述的车辆装载地板,其中所述第一增强的热塑性层的热塑性材料包括至少一种与所述第二增强的热塑性层中存在的热塑性材料相似或不同的热塑性材料。
50.权利要求41所述的车辆装载地板,其中所述芯层的闭孔材料包括定向压缩泡沫,该定向压缩泡沫选自定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫、定向压缩挤出的聚乙烯泡沫和定向压缩可膨胀的聚丙烯泡沫。
51.权利要求50所述的车辆装载地板,其中所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层的热塑性材料独立地选自:聚烯烃材料、热塑性聚烯烃共混物材料、聚乙烯基聚合物材料、丁二烯聚合物材料、丙烯酸聚合物材料、聚酰胺材料、聚酯材料、聚碳酸酯材料、聚酯碳酸酯材料、聚苯乙烯材料、丙烯腈苯乙烯聚合物材料、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物材料、聚醚酰亚胺材料、聚苯醚材料、聚亚苯基氧化物材料、聚苯硫醚材料、聚醚材料、聚醚酮材料、聚缩醛材料、聚氨酯材料、聚苯并咪唑材料及其共聚物和混合物。
52.权利要求51所述的车辆装载地板,其中所述第一纤维增强的层和第二纤维增强的层中的热塑性材料各自独立地是树脂或纤维。
53.权利要求51所述的车辆装载地板,其中所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层的增强材料各自独立地选自:玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机纤维、无机纤维、天然纤维、矿物纤维、金属纤维、金属化的无机纤维、金属化的合成纤维、陶瓷纤维及其组合。
54.权利要求53所述的车辆装载地板,其中存在于纤维增强的第一层和第二纤维增强的层中每一种的纤维的直径大于约5微米,并且长度为约5mm至约200mm。
55.权利要求41所述的车辆装载地板,其中存在于所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层中的每一种的热塑性材料包括聚丙烯,并且存在于所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层中的每一种的增强材料是玻璃纤维。
56.权利要求55所述的车辆装载地板,其中所述第一和第二纤维增强层的基重为约500gsm至约3000gsm,并且所述芯层的基重为约300gsm至约2000gsm。
57.权利要求56所述的车辆装载地板,其中所述第一和第二纤维增强的层中的至少一个包括放样剂。
58.权利要求55所述的车辆装载地板,还包括设置在所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层中的至少一个上的地毯层。
59.权利要求55所述的车辆装载地板,其中所述第一纤维增强的层通过第一粘合剂层耦合到所述芯层,并且所述第二纤维增强的层通过第二粘合剂层耦合到所述芯层。
60.权利要求545所述的车辆装载地板,其中所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层不包括任何放样剂,并且其中所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层的热塑性材料和增强材料分别被选择为在所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层中不存在放样剂的情况下,允许放样所述第一纤维增强的层和所述第二纤维增强的层。
61.一种用于制造车辆装载地板的套件,该套件包括:
芯层和与所述芯层分开的第一增强的第一增强的热塑性层,其中
所述芯层包括闭孔材料;
所述第一增强的热塑性层包括由通过与热塑性材料结合在一起的多种增强材料形成的开孔结构的网;和
用于将第一增强的热塑性芯层耦合到所述芯层的第一表面的指令。
62.权利要求61所述的套件,还包括与所述芯层分开的第二增强的热塑性层和第一增强的第一增强的热塑性层。
63.权利要求62所述的套件,其中所述套件的第一增强的热塑性层和所述套件的第二增强的热塑性层相同。
64.权利要求62所述的套件,其中所述套件的第一增强的热塑性层的基重不同于所述套件的第二增强的热塑性层的基重。
65.权利要求61所述的套件,还包括与所述芯层和所述第一增强的热塑性层分开的装饰层。
66.权利要求61所述的套件,还包括有效地将所述第一增强的热塑性层粘合到所述芯层的粘合材料。
67.权利要求61所述的套件,还包括表皮层。
68.权利要求67所述的套件,其中所述表皮层选自织物、稀洋纱、薄膜及其组合。
69.权利要求61所述的套件,其中所述芯层的闭孔材料包括定向压缩泡沫,该定向压缩泡沫选自定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫、定向压缩挤出的聚乙烯泡沫和定向压缩可膨胀的聚丙烯泡沫。
70.权利要求69所述的套件,其中所述芯层被配置为平面片。
71.一种形成多层配件的方法,包括:
通过下列方式形成增强的热塑性层:
在水性溶液中结合热塑性聚合物、增强纤维和放样剂;
混合包含热塑性聚合物、增强纤维和放样剂的水性溶液,以将所述增强纤维和所述放样剂分散在所述热塑性聚合物中,从而提供水性泡沫分散体;
将水性泡沫分散体设置在成形元件上;
从设置的水性泡沫中除去液体以提供增强的热塑性层,该增强的热塑性层包括包含热塑性聚合物、增强纤维和放样剂的网;
将所提供的增强的热塑性层设置在包括闭孔材料的芯层的第一表面上。
72.权利要求71所述的方法,还包括在将所提供的增强的热塑性层设置在所述芯层的第一表面上之前,在所提供的增强的热塑性层的网的热塑性聚合物的软化温度以上加热所提供的增强的热塑性层。
73.权利要求71所述的方法,还包括在将所提供的增强的热塑性层设置在所述芯层的第一表面上之前,在所述芯层的第一表面上设置粘合剂层。
74.权利要求71所述的方法,还包括在将所提供的增强的热塑性层设置在所述芯层的第一表面上之前,在所提供的增强的热塑性层的表面上设置粘合剂层。
75.权利要求74所述的方法,还包括在所述芯层的第二表面上设置第二粘合剂层。
76.权利要求75所述的方法,还包括在设置的第二粘合剂层上设置另一增强的热塑性层。
77.权利要求74所述的方法,还包括将第二粘合剂层设置在另一增强的热塑性层的表面上。
78.权利要求77所述的方法,还包括在所述芯层上设置另一增强的热塑性层,以通过所述第二粘合剂层将所述芯层耦合到所述另一增强的热塑性层。
79.权利要求71所述的方法,还包括加热所提供的增强的热塑性片材以放样所提供的增强的热塑性片材。
80.权利要求71所述的方法,还包括配置所述芯层以包括定向压缩泡沫,所述定向压缩泡沫选自定向压缩膨胀的聚苯乙烯泡沫、定向压缩挤出的聚乙烯泡沫和定向压缩可膨胀的聚丙烯泡沫。
81.休闲车辆壁,包括权利要求1-50或93-96中任一项所述的多层配件。
82.休闲车辆天花板,包括权利要求1-50或93-96中任一项所述的多层配件。
83.休闲车辆滑出配件,包括权利要求1-50或93-96中任一项所述的多层配件。
84.卧铺驾驶室上下铺地板,包括权利要求1-50或93-96中任一项所述的多层配件。
85.护墙板,包括权利要求1-50或93-96中任一项所述的多层配件。
86.屋顶板,包括权利要求1-50或93-96中任一项所述的多层配件。
87.地板面板,包括权利要求1-50或93-96中任一项所述的多层配件。
88.机动车装载地板,包括权利要求1-50或93-96中任一项所述的多层配件。
89.车辆,包括机动车装载地板,所述机动车装载地板包括权利要求1-50或93-96中任一项所述的多层配件。
90.车辆,包括权利要求51-60、或97、或98中任一项所述的车辆装载地板。
91.轮胎套,包括权利要求1-50或93-96中任一项所述的多层配件。
92.甲板,包括权利要求1至50中任一项所述的多层配件。
93.权利要求1所述的多层配件,其中所述芯层、所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中的至少一种包括阻燃材料。
94.权利要求93所述的多层配件,其中所述阻燃材料包括可膨胀石墨材料、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种。
95.权利要求21所述的多层配件,其中所述芯层、所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中的至少一种包括阻燃材料。
96.权利要求95所述的多层配件,其中所述阻燃材料包括可膨胀石墨材料、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种。
97.权利要求41所述的车辆装载地板,其中所述芯层、所述第一增强的热塑性层和所述第二增强的热塑性层中的至少一种包括阻燃材料。
98.权利要求97所述的车辆装载地板,其中所述阻燃材料包括可膨胀石墨材料、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种。
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