KR20190049790A - 허니콤 시스템 - Google Patents

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KR20190049790A
KR20190049790A KR1020197009504A KR20197009504A KR20190049790A KR 20190049790 A KR20190049790 A KR 20190049790A KR 1020197009504 A KR1020197009504 A KR 1020197009504A KR 20197009504 A KR20197009504 A KR 20197009504A KR 20190049790 A KR20190049790 A KR 20190049790A
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KR
South Korea
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honeycomb
layer
reinforcing
strips
reinforcing layer
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KR1020197009504A
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English (en)
Inventor
성균 손
에리히 오토 퇴취
모드 아슬람 카비르
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사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

허니콤 시스템은 위사 평면(weft plane)에 연장되는 허니콤 층으로서, 복수의 셀을 획정하는, 상기 허니콤 층; 경사 평면(warp plane)에 연장되고 상기 복수의 셀 내에 적어도 부분적으로 수용되는 보강 층; 및 상기 허니콤 층 및 보강 층의 교차 부분에서 상기 허니콤 층 및 보강 층을 연결하도록 구성된 기계적 인터로크를 포함한다.

Description

허니콤 시스템
본 발명은 허니콤 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 복수의 셀을 획정하는 허니콤 층과 각 셀을 통해 이어지는 보강 층을 포함하며 보강 층 및 허니콤 층의 인접하는 부분들이 기계적 인터로크에 의해 서로 연결되는 허니콤 시스템에 관한 것이다.
열가소성 페이퍼들로 만들어지는 허니콤 코어 구조들의 조립체는 일반적으로 긴 경화 시간 및/또는 높은 온도를 필요로 하는 특화된 접착제를 특징으로 한다. 그러한 접착제의 중량은 보통 허니콤 페이퍼 그 자체의 중량보다 더 커, 물품에 상당한 중량을 더할 수 있다. 전통적인 허니콤 구조의 특정한 국부적인 영역들을 더 보강하는 것은 거의 불가능하다. 또한, 영역들마다 상이한 페이퍼 조성들을 사용하는 것이 비현실적이다. 해당 기술분야에 일련의 용도에 적합하게 보강된 허니콤 구조를 제공하는 구조들에 대한 요구가 남아 있다.
일 측면에 따르면, 허니콤 시스템으로서, 위사 평면(weft plane)에 연장되는 허니콤 층으로서, 복수의 셀을 획정하는, 상기 허니콤 층; 경사 평면(warp plane)에 연장되고 상기 복수의 셀 내에 적어도 부분적으로 수용되는 보강 층; 및 상기 허니콤 층 및 보강 층의 교차 부분에서 상기 허니콤 층 및 보강 층을 연결하도록 구성된 기계적 인터로크를 포함하는, 허니콤 시스템이 제공된다.
다른 측면에 따르면, 허니콤 시스템으로서, 복수의 셀을 공동으로 획정하도록 배열되는 복수의 허니콤 스트립을 포함하는 허니콤 층으로서, 상기 허니콤 스트립들은 위사 평면 내에 연장되는, 상기 허니콤 층; 경사 평면에 연장되는 적어도 하나의 보강 스트립을 포함하는 보강 층으로서, 상기 허니콤 층의 일 부분 위에 가로놓이고 상기 복수의 셀 중 적어도 하나를 통해 연장되는, 상기 보강 층, 및 상기 보강 층과 함께 인접한 상기 복수의 허니콤 스트립을 연결하기 위해 상기 복수의 허니콤 스트립 및 보강 스트립의 교차 부분에서 상기 복수의 허니콤 스트립 및 보강 스트립의 맞은편의 적어도 일 부분을 수용하도록 구성된 상기 허니콤 스트립들 중 적어도 하나 및 적어도 하나의 상기 보강 스트립 내에 획정되는 수용부를 포함하는 기계적 인터커넥트를 포함하되, 상기 수용부는 상기 허니콤 스트립들 및 보강 스트립 양자가 동일 평면 내에 놓이게 하도록 스트립들의 맞은편의 충분한 부분을 수용하는, 허니콤 시스템이 제공된다.
본 발명의 추가 특징들, 이점들 및 측면들은 이하의 구체적인 내용, 도면들 및 청구범위를 고려하여 제시되거나 명백해질 수 있다. 또한, 앞에서의 발명의 내용 및 이하의 구체적인 내용 모두 대표적인 것이고 청구된 바에 따라 본 발명의 범위를 제한하지 않고 부연 설명을 제공하는 것으로 의도된다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 더 많은 이해를 돕기 위해 포함된 첨부 도면들은 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 부분을 구성하고, 본 발명의 측면들을 예시하여 구체적인 내용과 함께 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다. 본 발명에 대한 기본적인 이해와 그것이 실시될 수있는 다양한 방법에 필요할 수 있는 것보다 더 상세하게 본 발명의 구조적 세부 사항들을 보여 주려는 시도는 없다. 도면들에서:
도 1은 본 발명의 원리들에 따른 허니콤 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 원리들에 따른 허니콤 시스템의 부분 분해 조립 사시도이다.
도 3은 본 발명의 원리들에 따른 허니콤 시스템의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 원리들에 따른 하나 이상의 연결 부위에서의 선택적 접착제를 도시하는 도 3과 유사한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 원리들에 따른 허니콤 시스템에서의 하나의 기계적 인터로크의 세부 사항들을 도시하는 도 1에 나타난 영역에서 보여질 수 있는 바와 같은 확대도이다.
도 6은 본 발명의 원리들에 따른 허니콤 시스템에서의 하나의 기계적 인터로크의 세부 사항들을 도시하는 도 1에 나타난 영역에서 보여질 수 있는 바와 같은 확대도이다.
도 7은 본 발명의 원리들에 따른 허니콤 코어의 정면 및 후면에 부착되는 스킨의 세부 사항들을 도시하는 본 발명의 원리들에 따른 허니콤 시스템의 분해 조립 사시도이다.
도 8은 본 발명의 원리들에 따른 허니콤 시스템을 제조하기 위한 제조 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 9는 전통적인 허니콤 코어 및 본 명세서에 설명되는 바와 같이 보강된 허니콤 코어의 유한 요소 분석을 위한 조립체의 도해이다.
도 10a 및 도 10b는 각각, 전통적인 허니콤 구조에 대해 시뮬레이트된 변위 및 응력 등고선 선도들의 도해들이다.
도 11a 및 도 11b는 각각, 본 발명의 다양한 측면에 따라, 보강된 허니콤 구조에 대해 시뮬레이트된 변위 및 응력 등고선 선도들의 도해들이다.
본 발명의 측면들 및 그것들의 다양한 특징 및 바람직한 세부 사항이 첨부 도면들에 설명 및/또는 예시되고 다음 내용에서 상세히 설명되는 비제한적인 측면들 및 예들을 참조하여 더욱 완전하게 설명된다. 도면들에 예시된 특징들은 반드시 일정한 비율로 그려진 것은 아니고, 일 측면의 특징들이 본 명세서에 명시적으로 언급되지 않더라도 통상의 기술자라면 인식할 다른 측면들과 채용될 수 있음에 주의해야 한다. 주지된 구성요소들 및 가공 기술들에 대한 설명은 본 발명의 측면들을 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 예들은 단지 본 발명이 실시될 수 있는 방법들에 대한 이해를 용이하게 하고 또한 해당 기술분야의 통상의 기술자들이 본 발명의 측면들을 실시할 수 있게 하는 것으로 의도되는 것이다. 따라서, 본 명세서의 예들 및 측면들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 이는 첨부된 청구범위 및 적용 가능한 법률에 의해서만 정의된다. 또한, 도면들의 여러 도면에 걸쳐 유사한 참조 부호들은 유사한 부분들을 나타낸다는 것이 주의된다.
본 발명은 허니콤 시스템에 관한 것이다. 예를 들어, 허니콤 시스템은 복수의 셀을 획정하는 적어도 하나의 허니콤 층, 및 허니콤 층과 맞물리고 기계적 인터로크에 의해 허니콤 층에 서로 연결되는 보강 층을 포함한다. 허니콤 구조는 본 명세서에서 사용될 때 구조에서의 인접한 공동들 또는 셀들의 구조를 지칭할 수 있다. 특정 예들에서, 허니콤 구조는 육각형(또는 정육각형) 셀들 또는 공동들을 포함할 수 있다. 일례에 따르면, 보강 층은 각 셀을 통해 이어지는 층을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 허니콤 시스템은 일반적으로 부호 100으로 표기된다. 허니콤 시스템(100)은 일반적으로 복수의 셀(115)을 형성하도록 배열되는 하나 이상의 허니콤 층(110)을 포함한다. 도시된 예에서, 허니콤 층들(110)은 본 명세서에서 위사 방향, 위사 평면 또는 간단히 위사로 지칭되고 참조 문자 We로 표기되는 공통 평면에 배열되는 물질의 얇은 스트립들(120)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 스트립들(120)은 일반적으로 부호 125로 표기되는 패턴을 형성하도록 골이 져 있을 수 있다. 일례로, 패턴(125)은 본 명세서에서 마루 부분들(130) 및 골 부분들(135)로 지칭되는 번갈아 나오는 리세스들을 획정할 수 있다. 인접한 스트립들(120)은 대응하는 마루 및 골 부분들을 정렬하여 셀들(115)을 획정하도록 배열될 수 있다. 마루 및 골 부분들(130, 135)은 인접한 스트립들(120)이 균일한 셀의 반쪽들을 형성하도록 동일한 깊이를 가질 수 있다. 패턴들(125)은 목적하는 패턴에 따라 동일하지 않거나 다양한 깊이의 마루 및 골 부분들로 형성될 수 있음이 이해될 것이다. 도시된 패턴(125)은 일례이고, 제한적인 것은 아니다.
도시된 예에서, 마루 및 골 부분들(130, 135)은 비스듬한 측벽 부분들(140)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 측벽 부분들(140)은 동일한 패턴(125)을 갖는 인접한 스트립(120)과 폐쇄된 셀(115)을 형성하도록 배열될 때, 도시된 육각형 형상과 같은 정다각형 형상의 셀(115)이 형성되도록 동일한 길이를 가질 수 있다.
일반적으로 부호 150으로 표기되는 보강 층은 허니콤 층(110)과 서로 연결되어 허니콤 층(110)의 특성을 강화하여, 이를테면, 예를 들어, 허니콤 층(110)의 적어도 일 부분 위에 더 큰 강성, 견고성, 탄성 또는 상호 연결을 제공한다. 도시된 예에서, 보강 층(150)은 인접한 스트립들을 용접 또는 접착제로 이을 필요 없이 인접한 허니콤 스트립들(120)을 서로 연결시킨다.
보강 층(150)은 경사 방향, 경사 평면 또는 간단히 경사(Wa)로 지칭되는 위사 방향(We)에 수직한 방향으로 연장되는 보강 스트립들(155)을 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 보강 층은 패턴에서의 그것의 위치에 따라, 셀들(115)을 폐쇄시키거나 또는 이등분한다. 보강 층이 다른 방향들로 인가될 수 있고 계속해서 허니콤 층(110)의 특성을 강화하는 효과를 제공함이 이해될 것이다.
도 5를 참조하면, 허니콤 층(110) 및 보강 층(150)은 일반적으로 부호 160으로 표기되는 기계적 인터커넥트에 의해 연결된다. 기계적 인터커넥트는 인접한 층들을 잇기 위해 부착되는 파스너와 같은 외부 구성요소일 수 있다. 대안적으로, 도시된 바와 같이, 기계적 인터커넥트(160)는 층들 중 하나 이상의 층 내에 또는 하나 이상의 층 상에 형성되는 구조일 수 있다. 예를 들어, 기계적 인터커넥트는 허니콤 층 및 보강 층 중 적어도 하나에 형성되는 적어도 하나의 수용부를 포함할 수 있다. 수용부는 허니콤 및 보강 층들의 교차 부분에서 맞은편 층의 일 부분을 수용하는 임의의 개구, 리세스, 노치 또는 기타 구조일 수 있다.
상기 예에서, 도시된 수용부는 맞은편 층의 교차하는 부분을 수용하도록 층들 중 하나 이상의 층의 일 부분에 형성되는 슬릿(165)을 포함한다. 도 6을 참조하면, 허니콤 층은 허니콤 층 내 폴드(170)를 따라 형성되는 슬릿(165), 이를테면 인접한 벽 부분들(140, 145) 사이에 형성되는 것을 포함할 수 있다. 슬릿(165)은 그 안에 보강 층(150)의 일 부분을 수용하도록 경사 방향으로 허니콤 층(110)으로 부분적으로 연장된다. 보강 층은 보강 층 및 허니콤 층을 서로 연결시키는 것을 가능하게 하도록 대응하는 슬릿(175)을 가질 수 있다. 예를 들어, 슬릿들(165 및 175)은 그러한 층들이 층들이 서로 연결될 때 층들이 균일한 두께를 유지하게 하도록 동일한 두께를 가질 때 각 층 내에 동일한 거리만큼 연장될 수 있다. 다시 말해서, 연결되면, 보강 층은 보강 층의 에지들(180)이 허니콤 층의 에지들(185)과 동일 평면상에 있도록 허니콤 층에 의해 형성되는 평면 내에 또는 허니콤 시스템(100)에추가 구조들의 부착을 가능하게 하도록 그러한 에지들에 의해 획정되는 평면 내에 놓인다.
다른 예에 따르면, 슬릿들(165, 175)은 허니콤 시스템(100)의 조립을 가능하게 하는 윤곽을 보일 수 있다. 예를 들어, 슬릿(165)에 대해서는 일반적으로 190으로 표기되고 슬릿(175)에 대해서는 일반적으로 부호 195로 표기되는 윤곽은 밖으로 향하여 개방되는 더 넓은 입구 부분(M) 및 입구 부분(M)의 안으로 향하여 위치되는 목 부분(N)을 갖는다. 목 부분(N)은 도시된 바와 같이 입구 부분(M)보다 더 좁을 수 있다. 입구 부분(M)은 그것이 목 부분(N) 쪽으로 안으로 향하여 연장됨에 따라 안으로 향하여 점점 가늘어질 수 있다. 그러한 구성은 인접한 층들의 균일하고 확실한 맞물림을 제공하기 위해 서로 연결되는 층들을 더 좁은 목 부분(N)으로 가이드하여 상대적으로 더 넓은 입구 부분 및 입구 부분(M)의 점점 가늘어지는 벽들 내에 서로 연결되는 스트립을 삽입하는 것을 더 쉽게 함으로써 조립을 용이하게 한다.
다른 측면에 따르면, 보강 층은 보강 층(150)과 허니콤 층(110) 간 교차점들에 대응하는 거리만큼 서로에 관해 이격되는 복수의 슬릿(175)을 획정할 수 있다. 도시된 예에서는, 허니콤 층(110)에 의해 획정되는 육각형 셀들 위에 가로 놓이는 보강 층(150)에서의 스트립이 제1 거리(d1)만큼 이격되는 두 지점에서의 제1 허니콤 스트립 쌍 및 동일한 거리(d1)만큼 이격되는 인접한 허니콤 스트립 쌍과 교차한다. 제1 및 제2 스트립 쌍들은 제2 거리(d2)만큼 서로에 관해 이격되며, 여기서 제2 거리(d2)는 제1 거리(d1)보다 더 크다. 이러한 거리의 변화는 허니콤 층 내에 육각형 셀 패턴에 의해 생성되는 제1 및 제2 스트립 쌍들의 측벽들의 안쪽 각도에 의해 야기된다. 그에 따라 보강 층에서의 제1 슬릿 쌍 및 제2 슬릿 쌍이 거리(d2)만큼 서로에 관해 이격된다. 상이한 허니콤 패턴들이 슬릿들 간 상대 거리들이 도시된 예에서 벗어나게 할 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 동일하지 않은 길이를 갖는 측벽들이 사용될 경우, 인접한 스트립들의 교차 부분 간 거리, 즉 제1 거리(d1)는 달라질 것이다. 비슷하게, 허니콤 패턴이 삼각형 골과 같이, 일정한 간격을 두고 보강 층과 교차하는 스트립들을 제공하도록 선택될 경우, 제1 간격(d1) 및 제2 간격(d2)은 동일할 수 있다. 기타 패턴들이 선택되어 보강 층에서의 인접한 슬릿들 간 거리의 추가 변형 예를 야기할 수 있다.
층들 자체에 형성되는 기계적 인터로크를 통해 허니콤 층 및 보강 층을 연결하는 것은 접착제 또는 다른 외부 파스너 없이 허니콤 스트립들의 상호 연결을 가능하게 한다. 추가적으로, 허니콤 층 위 보강 층의 삽입이 도시된 구성에서, 보강 층은 인접한 스트립들 사이에 개재되지 않고, 그에 따라 허니콤 층의 측면 치수를 증가시키지 않는다. 보강 층은 이러한 연결을 제공하고 허니콤 스트립들 서로에 관해 고정한다. 접착제의 부재는 허니콤 층의 중량을 감소시킨다. 보강 층(150)의 추가는 전체 구조에 중량을 더하나, 또한 전체 구조에 견고성 또한 더해 접착제와 함께 홀딩되는 비보강 허니콤에 유사한 중량으로 더 강한 전체 구조로 이어진다.
선택적으로, 허니콤 및 보강 층들 사이에 기계적 인터로크를 보충하기 위해 추가 파스너(F)(도 4)가 사용될 수 있다. 추가 파스너는 기계적 파스너, 용접, 접착제 또는 코팅을 포함할 수 있다. 별개로, 허니콤 및 보강 층들을 형성하기 위해 사용되는 물질들에 따라, 가열되어 그러한 층들을 형성하는 물질들을 경화 또는 부분적으로 용융시켜 그것들을 서로 접합시키거나 그 외 다르게 허니콤 시스템(100)을 셋팅할 수 있다.
도 6을 참조하면, 추가 옵션으로, 보강 층은 허니콤 시스템(10C)에 상이한 물질 속성들을 갖는 층을 추가함으로써 강화된 특성들을 제공할 수 있다. 보강 층(150)은 허니콤 층(110)과 동일한 물질을 가질 수 있거나, 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 보강 층(150)은 상이한 물질 속성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 보강 층(150)은 허니콤 층(110)과 상이한 물질로 구성될 수 있다. 도시된 예에서, 허니콤 층(110)은 페이퍼 물질로 구성되고 보강 층은 페이퍼 베이스 물질(200)과 일반적으로 부호 205로 표기되는 보강재로 구성된다. 보강재(205)는 보강 입자들, 섬유들 또는 베이스 물질(200)에 부착되거나, 섞어 따이거나 또는 그 외 다르게 편입되는 기타 적절한 구성들을 포함하는 임의의 공지된 유형의 보강 물질을 포함할 수 있다. 또한 보강재(205)는 베이스 물질을 구성하는 더 높은 밀도의 섬유들, 입자들 또는 기타 구성요소들을 제공하거나, 또는 베이스 물질에 화학적, 광 또는 열 또는 물질의 속성을 바꾸는 기타 처리들과 같은 처리들을 적용하는 것과 같은, 기계적 강화로 인해 상이한 속성들을 갖는 동일하거나 유사한 물질일 수 있다. 이들은 보강재의 형성 중에 적용될 수 있거나 보강재(205)를 생성하기 위해 베이스 물질이 형성된 후에 적용될 수 있다.
보강재(205)는 전체 보강 층에 전역적으로 또는 지정된 영역들에서 보강 층의 물질 속성들을 조정하기 위해 국부적으로 제공될 수 있다. 추가 대안 예로서, 전역 및 국부 보강재는 조합될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 보강 층은 보강층 전체에 퍼진 입자들에 의해 도시된 전역 보강재 및 도시된 예에서 보강 섬유들(210)에 의해 제공되는 국부 보강재를 포함한다. 보강 섬유들(210)은 국부 보강재의 단지 일례이다. 국부적인 보강은 한 영역에 다른 영역들보다 더 많은 섬유를 제공함으로써, 즉 섬유 밀도를 증가시키거나, 더 두꺼운 섬유들을 제공하거나, 또는 더 강한 섬유들을 제공함으로써 실현될 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 보강 입자들, 화학적, 광, 열 또는 물질을 변경 또는 보충하는 기타 처리들 및 이들의 조합들을 비롯한 비섬유 보강이 제공될 수 있다.
보강 층은 또한 견고성을 제공하는 것을 돕도록 설계된 적어도 하나의 유형의 연속 섬유 물질을 포함할 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 섬유들은 유리 섬유들, 탄소 섬유들, 흑연 섬유들, 합성 유기 섬유들, 특히 고강성 유기 섬유들 이를테면 파라- 및 메타-아라미드 섬유들, 나일론 섬유들, 폴리에스테르 섬유들 또는 섬유들로 사용하기에 적절한 상술한 임의의 열가소성 수지들, 천연 섬유들 이를테면 마, 사이잘, 황마, 아마, 코이어, 양마 및 셀룰로오스 섬유들, 광물 섬유들 이를테면 현무암, 미네랄 울(예를 들어, 락 또는 슬래그 울), 규회석, 알루미나 실리카 등, 또는 이들의 혼합물들, 금속 섬유들, 금속화 천연 및/또는 합성 섬유들, 세라믹 섬유들 또는 이들의 혼합물들을 포함한다.
베이스 물질(200)은 이에 제한되지는 않지만 페이퍼, 카드 보드, 우드, 코르크 등; 플라스틱, 금속 및 이들의 조합과 같은 펄프 제품들을 포함하여 허니콤 구조체에 사용되는 임의의 적합한 물질일 수 있다. 도시된 예에서, 페이퍼 베이스 물질(200)이 사용되고 보강재(205)가 제공된다.
도시된 예에서, 보강재(205)는 이에 제한되지는 않지만 열가소성 또는 열경화성 수지를 비롯한 적어도 하나의 폴리머 보강 섬유(210)를 포함하고 보강 스트립을 형성하기 위해 베이스 물질 층(200)에 접합된다. 예를 들어, 페이퍼 베이스 물질에는 열경화성 수지로 보강된 아라미드(방향족 폴리아미드)계 페이퍼가 제공될 수 있다. 대안적으로, 폴리에터이미드 수지가 편입될 수 있다. 기타 적합한 폴리머 물질들로는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리티렌(PS), 나일론 및 폴리테트로플루오로 에틸렌(PTFE 또는 Teflon™)을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 열경화성 플라스틱들의 예들은 페놀 수지, 아미노 수지, 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 및 폴리우레탄을 포함한다. 적합한 열가소성 수지의 추가 비제한적인 예들은 폴리아세탈, 폴리아크릴, 스티렌 아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리페틸렌 에테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 나일론(예를 들어, Nylon-6, Nylon-6/6, Nylon-6/10, Nylon-6/12, Nylon-11 또는 Nylon-12), 폴리아미드이미드, 폴리아릴레이트, 폴리우레탄, 에틸렌 프로필렌 디엔 고무(EPR), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM), 폴리아릴술폰, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리설폰, 폴리에터이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 플루오르화된 에틸렌 프로필렌, 퍼플루오로알콕시에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 액정 폴리머 및 앞에서의 열가소성 물질들 중 임의의 물질을 포함하는 혼합물들을 포함한다. 또한 열가소성 수지는 폴리아미드 및 변성 폴리페닐렌 에테르의 혼합물인 Noryl GTX™ 또는 Nylon 66 수지인 Thermocomp™ RC008TM과 같은 상표 등록 수지 물질들일 수도 있다. 화학적 또는 열적 분해 없이 융합 및/또는 성형이 가능하도록 열에 의해 충분히 연화될 수 있는 임의의 열가소성 수지가 본 발명에서 사용될 수 있는 것으로 예상된다.
속성들 또는 허니콤 시스템(100)을 추가로 조정하기 위해, 제2 섬유 보강 물질이 허니콤 층을 형성하는 데 사용될 수 있다. 제2 섬유 보강 폴리머 물질은 본 명세서에 설명된 제1 섬유 보강 폴리머 물질의 비완전한 목록으로부터 선택될 수 있다. 제2 열가소성 수지는 상술한 제1 열가소성 수지들의 비완전한 리스트로부터 선택될 수 있다. 제2 열가소성 수지는 제1 열가소성 수지와 상이할 수 있지만, 제1 열가소성 수지 및 제2 열가소성 수지는 공통의 폴리머 물질을 공유하는 것이 바람직할 수 있다. 상술된 특정 물질들은 단지 대표적인 목적들로 설명된 것이다.
도면들에 도시된 허니콤 시스템은 도시된 치수들 및 비율들에 제한되지 않는다. 강화된 허니콤의 길이, 폭 및 깊이는 소정의 용도에 적합한 크기의 허니콤 시스템 (100)을 제공하기 위해 허니콤 및 보강 층들의 치수들을 변화시킴으로써 도시된 것에서 달라질 수 있음이 이해될 것이다.
다른 측면에 따르면, 허니콤 시스템(100)은 허니콤 시스템(100)의 표면에 부착되는 하나 이상의 스킨(220)을 더 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 제1 스킨 (225)은 위사 방향(We)에 평행하게 배향되고 허니콤 시스템(100)의 제1 측(230)에 부착된다. 제2 스킨(235) 또한 위사 방향(We)에 평행하게 배향되고 제1 스킨(225) 맞은편의 허니콤 시스템(100)의 제2 측(240)에 부착되어 그 사이에 허니콤 시스템(100)을 개재하여 일반적으로 240으로 표기되는 샌드위치 구조를 형성하며, 허니콤 코어(245)가 보강된다. 추가 스킨들이 코어(245)의 에지들에 부착될 수 있다.
본 발명의 측면들은 사출 성형 배럴/스크류(미도시)를 이용할 수 있다. 사출 성형 배럴/스크류는 호퍼를 포함할 수 있다. 열가소성 물질의 펠릿들 및/또는 섬유 보강 열가소성 물질들이 호퍼에 의해 사출 성형 배럴/스크류에 공급될 수 있다. 일부 측면에서, 가스원으로부터 가스(발포제)가 도입될 수 있다. 사출 성형 배럴/스크류는 스크류를 유지하는 실린더를 포함할 수 있다. 스크류는 스크류를 이동시키기 위한 모터 또는 기타 같은 종류의 것을 더 포함할 수 있다. 추가적으로, 사출 성형 배럴/스크류는 적어도 하나의 발열체를 포함할 수 있다. 노즐 및/또는 관련 차단 밸브는 적어도 하나의 발열체를 포함하여 펠릿들의 온도를 유지하고/거나 펠릿들의 온도를 증가시켜 그것을 용융시킬 수 있다. 사출 성형 배럴/스크류와 연관된 기타 구성들이 또한 고려된다.
제1 섬유 보강 폴리머 물질은 단방향의 테이프, 프리팩 롤(prepack roll), 2차원 패브릭, 3차원 패브릭, 혼합된 섬유들(commingled fibers), 필름, 직물 및 부직포 중 적어도 하나로 만들어진 라미네이트를 포함할 수 있다. 제1 섬유 보강 폴리머 물질은 용융 공정을 통해, 화학 용액으로, 파우더로, 필름 주입에 의해, 또는 그 밖에 유사한 것을 통해 만들어질 수 있다. 직물 및 부직포 물질들은 제1 열가소성 수지로 만들어질 수 있다.
개시된 허니콤 시스템의 허니콤 층은 특정 중량을 가질 수 있다. 즉, 허니콤 층이 형성되는 페이퍼는 특정 중량을 가질 수 있다. 예를 들어, 허니콤 층은 제곱미터당 약 40 그램(gsm) 내지 약 200 gsm의 중량을 가질 수 있다. 페이퍼는 강성을 증가시키기 위해, 허니콤 구성 전 또는 후에 고체 및/또는 액체 첨가제들로 추가로 보강될 수 있음에 주의된다. 구체적인 예에서, 허니콤 시스템은 특정 셀 치수들을 가질 수 있다. 예를 들어, 허니콤 시스템은 0.2 밀리미터(mm)의 셀 벽 두께일 수 있다. 셀 측 길이들은 약 4 mm일 수 있고 측벽 대 측벽 길이들은 약 7 mm일 수 있다.
개시된 허니콤 시스템의 보강 층은 특정 두께를 가질 수 있다. 보강 층은 약 50 마이크로미터(마이크론, ㎛) 내지 약 500 마이크론의 두께를 가질 수 있다. 일부 예에서, 허니콤 층 및 보강 층은 균일한 중량 및 균일한 두께를 갖는다.
본 명세서에 설명된 보강된 허니콤 구조는 종래 허니콤 구조와 비교할 때 특정 이점들을 제공할 수 있다. 개시된 허니콤 시스템은 동일한 셀 치수들을 갖고 동일한 중량의 물질로 형성된 전통적인 허니콤 구조보다 더 큰 강성을 제공할 수 있다. 강성은 이에 제한되지는 않지만 허니컴 구조의 물질 및 치수들(두께, 길이 등); 구조를 형성하는 물질의 조성 및 중량(무기 섬유 배향 등)을 비롯한 다수의 파라미터에 좌우될 수 있다. 예를 들어, 허니콤 시스템 및 전통적인 허니콤 구조가 3 mm의 변위 규모에 대한 반력을 사용하여 유한 요소 분석에 따라 테스트될 때, 허니콤 시스템 및 전통적인 허니콤 구조가 동일한 셀 치수를 갖고 60 gsm의 중량을 갖는 페이퍼로 형성되는 바의 허니콤 시스템은 전통적인 허니콤 구조에 대해 관찰되는 강성보다 약 20% 더 큰 강성을 보일 수 있다. 추가 예들에서, 허니콤 시스템의 허니콤 층 및 보강 층이 60 gsm의 중량을 갖는 바의 허니콤 시스템은 3 mm의 변위 규모에 대한 반력을 사용하여 유한 요소 분석에 따라 테스트될 때 적어도 3000 메가파스칼(MPa)의 최대 응력을 보일 수 있다.
또 다른 추가 측면들에서, 보강된 허니콤 구조는 동일한 셀 치수들을 갖고 동일한 물질(또는 동일한 중량을 갖는 물질)로 형성된 전통적인 허니콤 구조보다 표면적으로는 중량이 더 많이 나갈 수 있지만, 개시된 보강된 허니콤 구조는 보강된 허니콤을 형성하기 위해 사용되는 접착제의 질량이 고려될 경우 그것의 전통적인 대응물보다 실제로는 중량이 덜 나갈 수 있다. 개시된 허니콤 시스템은 허니콤 및 보강 층들을 연결할 접착제를 필요로 하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 허니콤 시스템은 그것의 종래 허니콤 대응물보다 향상된 강성 및 더 적은 중량을 제공할 수 있다.
본 발명에 따라 제작된 일반적으로 250으로 표기되는 물품은 예를 들어, 컴퓨터 및 비즈니스 기계 하우징, 가전 제품, 트레이, 플레이트, 핸들, 헬멧, 항공기 구조 부재와 같은 차량 구성요소, 벽, 바닥, 날개, 계기 패널, 컵 홀더, 글러브 박스, 내부 피복재 및 기타 같은 종류의 것을 포함한다. 다양한 추가 측면에서, 형성된 물품들은 스냅 핏 커넥터로 성형된 장치들을 포함하여, 식품 서비스 품목, 의료 기기, 동물 케이지, 전기 커넥터, 전기 장비용 인클로저, 전기 모터 부품, 전력 분배 장비, 통신 장비, 컴퓨터 및 기타 같은 종류의 것을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 추가 측면에서, 본 발명의 물품들은 자동차, 표지판과 같은 보호 그래픽, 텔레 통신 및 전기 연결 박스와 같은 실외용 인클로저 및 지붕 섹션, 벽 패널 및 창 유리와 같은 건축용 적용 예들을 포함하여 실외 차량 및 장치용 외부 본체 패널 및 부품을 포함한다. 특히 개시된 폴리카보네이트로 제조된 다중 층 물품은 그것들의 수명 동안, 자연적이든 인공적이든, 자외선(UV) 광에 노출될 물품들, 및 특히 실외 물품들; 즉, 실외용으로 의도된 것들을 포함한다. 적합한 물품들은 대표적인 예를 실외 차량 및 장치용 인클로저, 하우징, 패널 및 부품; 전기 및 텔레 통신 장치용 인클로저; 실외용 가구; 항공기 구성품; 트림, 인클로저 및 하우징을 포함한 보트 및 해양 장비; 선외 모터 하우징; 수심 측정기 하우징, 개인용 수상기; 제트 스키; 수영장; 스파; 온수 욕조; 계단; 계단 피복재; 창 유리, 지붕, 창문, 바닥, 장식용 창문 가구 또는 처리와 같은 건축 및 건설 적용 예; 사진, 그림, 포스터 및 기타 같은 종류의 전시 품목을 처리한 유리 커버; 벽 패널 및 문; 보호 그래픽; 실외 및 실내 표지판; 인클로저, 하우징, 패널 및 자동 현금 인출기(ATM)용 부품; 잔디 및 정원용 트랙터, 잔디 깍기 및 도구(잔디 및 정원용 도구 포함)용 인클로저, 하우징, 패널 및 부품; 창 및 문 트림; 스포츠 장비 및 장난감; 스노모빌용 인클로저, 패널 및 부품; 레저 차량 패널 및 부품; 놀이터 장비; 플라스틱-목재 조합으로 만들어진 물품; 골프 코스 마커; 유틸리티 피트 커버; 컴퓨터 하우징; 데스크탑 컴퓨터 하우징; 휴대용 컴퓨터 하우징; 랩탑 컴퓨터 하우징; 소형 컴퓨터 하우징; 모니터 하우징; 프린터 하우징; 키보드; 팩스기 하우징; 복사기 하우징; 전화기 하우징; 휴대폰 하우징; 무선 발신기 하우징; 무선 수신기 하우징; 조명 기구; 조명 기기; 네트워크 인터페이스 장치 하우징; 변압기 하우징; 에어컨 하우징; 대중 교통 피복 또는 좌석; 열차, 지하철 또는 버스 피복 또는 좌석; 계량기 하우징; 안테나 하우징; 위성 안테나 피복; 코팅된 헬멧 및 개인 보호 장비; 코팅된 합성 또는 천연 옷감; 코팅된 사진 필름 및 사진 인화; 코팅된 도색 물품; 코팅된 염색 물품; 코팅된 형광 물품; 코팅된 물품; 및 기타 적용 예들에서 찾는다.
일 측면에서, 상기 부품들은 개시된 유리 섬유가 충전된 폴리머 물질을 포함하는 물품들을 포함할 수 있다. 추가 측면에서, 개시된 유리 섬유가 충전된 폴리머 물질들을 포함하는 물품은 자동차 적용 예들에 사용될 수 있다. 다른 추가 측면들에서, 개시된 유리 섬유가 충전된 폴리머 물질들을 포함하는 물품은 계기 패널, 오버헤드 콘솔, 인테리어 트림, 센터 콘솔, 패널, 쿼터 패널, 로커 패널, 트림, 펜더, 문, 데크 뚜껑, 트렁크 리드, 후드, 보닛, 지붕, 범퍼, 계기반, 그릴, 마이너 하우징, 필라 아플리케, 클래딩, 바디 사이드 몰딩, 휠 커버, 허브캡, 문 손잡이, 스포일러, 창틀, 전조등 베젤, 전조등, 미등, 미등 하우징, 미등 베젤, 번호판 인클로저, 지붕 위 짐칸 및 보행판으로부터 선택될 수 있다. 또 다른 추가 측면에서, 개시된 유리 섬유가 충전된 폴리머 물질들을 포함하는 물품은 휴대 장치 외부, 휴대 장치 버커, 전기 및 전자 어셈블리용 인클로저, 보호용 헤드기어, 가구 및 소목 세공품 패널용 완충 테두리, 수하물 및 보호용 휴대 케이스, 소형 주방 용품 및 장난감으로부터 선택될 수 있다.
일 측면에서, 상기 부품들은 개시된 유리 섬유가 충전된 폴리머 물질을 포함하는 전기 또는 전자 장치들을 포함할 수 있다. 추가 측면에서, 전기 또는 전자 장치는 핸드폰, MP3 플레이어, 컴퓨터, 랩탑, 카메라, 비디오 레코더, 전자 태블릿, 페이저, 핸드 수신기, 비디오 게임, 계산기, 무선 카 엔트리 장치, 자동차 부품, 필터 하우징 , 수하물 카트, 사무실 의자, 주방 용품, 전기 하우징, 전기 커넥터, 조명 설비, 발광 다이오드, 전기 부품 또는 텔레 통신 부품일 수 있다.
도 8을 참조하면, 허니콤 시스템(100)을 형성하는 방법이 도시되어 있다. 예가 개략적으로 도시되어 있고 다른 허니콤 형성 기술들이 적용될 수 있기 때문에 제한적인 것은 아니다. 도시된 예에서, 단계 300에서, 스트립(120)이 제공되어 있다. 단계 400에서는, 스트립(120)이 허니콤 층 내에 셀들을 획정하는 데 사용하기 위해 스트립을 골지게 하거나 그 외 형상으로 만들어지도록 가공된다. 도시된 예에서, 스트립(120)은 복수의 폴드(170)를 형성하여 그 사이에 비스듬한 측벽들(140)을 획정하도록 가공된다. 양자로 설명된 일 실시 예에 따르면, 각 폴드(170)에는 적어도 부분적으로 스트립으로 연장되는 슬릿(165)과 같은 수용부(160)가 제공될 수 있다. 단계 500에서는, 단계 400에 따라 형성된 복수의 스트립이 허니콤 층(110)을 형성하도록 서로에 인접하게 배열된다. 단계 600에서는, 가공 방향으로 연장되는 보강 층(150)이 허니콤 층(110)에 인가된다. 허니콤 층(110)과 보강 층(150) 간 기계적 인터로크(160)가 인접한 스트립들(120 및 155)을 서로 연결하여 접착제 없이 강화된 허니콤 시스템(110)을 형성한다. 단계 700에서는, 허니콤의 제1 측에 스킨(220)이 인가될 수 있고 단계 800에서는, 보강된 허니콤의 제2 측에 스킨(220)이 인가될 수 있어 허니콤 샌드위치 구조를 형성한다. 단계 900에 개략적으로 도시된 바와 같이, 허니콤 시스템은 물품(250)으로 편입될 수 있다.
예들
본 명세서에 제공된 예들에 따르면, 유한 요소 분석(FEA, finite element analysis)을 사용하여 일중 벽 셀들을 포함하여 보강된 구조를 갖는 허니콤을 수치 시험하였다. 일중 및 이중 벽 셀들을 갖는 전통적인 허니콤의 유한 요소 분석 또한 비교를 위해 수행하였다. 유한 요소 분석을 수행하기 위해 사용된 소프트웨어는 Abaqus™ 소프트웨어였으나, 기타 프로그램들이 적합할 수도 있다.
수치 압축 실험들, 즉 FEA는 길이 70 mm x 높이 50 mm x 높이 20 mm의 허니 콤 코어 치수들에 관해 수행했다. X 방향으로 10개의 허니콤 셀 또는 공동이 있었고 Y 방향으로 7개의 허니콤 셀 또는 공동이 있었다. 도 9는 고정된 베이스 플레이트(911)와 강성 플레이트 어플리케이터(913) 사이에 시험하기 위한 허니콤 코어 구조체(909)를 도시하는 FEA를 위한 구성도를 나타낸다. 허니콤 코어(909)에 3 mm의 변위를 인가했다. 전통적인 허니콤 및 본 명세서에 설명된 보강된 허니콤 양자에 대해 동일한 치수들을 갖는 FEA 모델들을 생성했다. 반력 및 응력을 획득했다. 또한 반력으로부터 허니콤 코어 강성을 도출했다. 전통적인 허니콤 및 개시된 보강된 허니콤 구성들에 대한 강성 결과들을 비교했다.
전통적인 HC 구조는 골이 진 층들이 함께 접합되어 셀들을 형성하는 실제 구성 기하학적 구조를 반영하여, 일중 및 이중 벽 셀들로 구성했다. 보강된 HC 구조는 일중 벽 셀들로만 구성했다. 분석에서, 일중 벽 보강된 허니콤은 약 0.2 mm의 셀 벽 두께를 갖는 일중 벽 셀들을 포함했다. 이중 및 일중 벽 혼합 허니콤은 약 0.2 mm의 벽 두께를 갖는 일중 벽들 및 약 0.4 mm의 두께를 갖는 이중 벽들을 갖는 셀들을 포함했다. 시험을 위한 전통적인 허니콤 및 보강된 허니콤 구조들은 동일한 셀 치수들을 가졌다. 허니콤 구조 유형들 양자에 대해, 셀 측 길이들은 약 4 mm였고 측벽 대 측벽 길이들은 약 7 mm였다. 실험에 사용되는 일중 벽 허니콤 및 일중/이중 벽 허니콤의 개략도들이 아래에 도시되어 있다.
Figure pct00001
전통적인 일중/이중 벽 허니콤
Figure pct00002
일중 벽 (보강된) 허니콤
시뮬레이션들에서 전통적인 그리고 보강된 허니콤 구조들 양자를 형성한 페이퍼의 물질 속성들은 형성된 제곱미터당 60 그램(gsm) 페이퍼를 기반으로, 습식 공정으로 제작했다. 페이퍼는 15% 탄소 섬유, 10-40% 아라미드 섬유, 30-60% 폴리(에테르 이미드) 섬유 및 5-20% 폴리(비닐 알코올) 섬유로 구성했다.
상술한 바와 같이, 유한 요소 분석을 사용하여 전통적인 그리고 보강된 허니콤들의 상부에 인가되는 수직력에 반응하여 강성을 측정하여 도 10a 및 도 10b(전통적인)의 변위 및 응력 등고선 선도들 및 도 11a 및 도 11b(보강된)의 응력 등고선 선도들을 제공한다. 도 10a 및 도 10b는 각각, 전통적인 허니콤 구조들에 대해 시뮬레이트된 변위(변위 규모) 및 응력 등고선 선도들을 나타낸다. 도 11a 및 도 11b는 각각, 보강된 허니콤 구조들에 대해 시뮬레이트된 변위(규모) 및 응력 등고선 선도들을 나타낸다.
전통적인 허니콤 구조(도 10a) 및 보강된 허니콤 구조(도 11a)에 대해 3 mm의 변위 규모가 도시되어 있다. 3 mm의 변위를 제공했던 인가된 반력으로부터 관찰되는 응력 성분(메가파스칼, MPa 단위)에 관해 허니콤 구조들의 강성을 평가했다. 전통적인 허니콤 구조에 대한 응력 성분은 변위 반력이 인가되는 경우 시뮬레이트되는 등고선 선도의 상측 영역에 걸쳐 더 어두운 구배의 외관(약 1.671 x 103 MPa)으로 지지되는, 최대 2.578 x 103 MPa을 가졌다. 약 3.302 x 103 MPa의 최대 응력을 보인 보강된 허니콤 구조와 비교할 때, 변위 반력이 인가되는 경우 응력 성분 등고선 선도에 대한 등고선 선도에서 더 밝은 구배에 대응한다. 표 1은 하중이 인가되는 경우 유효 응력에 대한 값들 및 최대 값들을 요약한다.
최대 응력
(MPa) 		변위에서 관찰되는 응력
(MPa)
전통적인 HC 2578 1671
보강된 HC 3302 2005
차이 +28% +20%
전통적인 그리고 보강된 HC 구조들에 대해 시뮬레이트된 응력 성분 값들.
응력 성분에 대한 값들이 높을 수록 더 높은 강성에 대응한다. 시뮬레이트된 결과들은 본 예들에 따른 보강된 허니콤이 전통적인 일중/이중 벽 구조의 강성보다 약 20% 더 높은 우수한 강성을 보인다. 그에 따라, 보강된 허니콤 구성요소는 동일한 셀 치수를 갖는 전통적인 허니콤 구조의 강성보다 약 12% 내지 25% 더 높은, 보다 구체적으로, 약 18% 더 높은 강성을 보였다.
또한 본 실험에서 보강된 허니콤의 중량이 전통적인 허니콤보다 약 23% 더 많았다는 것이 주의된다. 그러나 이러한 중량은 전통적인 허니콤 구조를 형성하기 위해 요구되는 접착제를 설명하지 않는다. 추가되는 접착제 중량은 전통적인 허니콤 중량의 적어도 두 배일 것으로 예상된다. 그러한 중량 증가는 본 명세서에 개시된 예들에 따른 보강된 허니콤이 중량을 상당히 감소시키면서 강성을 또한 향상시킬 것임을 시사한다.
예들
예 1A. 허니콤 시스템으로서, 위사 평면(weft plane)에 연장되는 허니콤 층으로서, 복수의 셀을 획정하는, 상기 허니콤 층; 경사 평면(warp plane)에 연장되고 상기 복수의 셀 내에 적어도 부분적으로 수용되는 보강 층; 및 상기 허니콤 층 및 보강 층의 교차 부분에서 상기 허니콤 층 및 보강 층을 연결하도록 구성된 기계적 인터로크를 포함하는, 허니콤 시스템.
예 1B. 허니콤 시스템으로서, 기본적으로 위사 평면에 연장되는 허니콤 층으로서, 복수의 셀을 획정하는, 상기 허니콤 층; 경사 평면에 연장되고 상기 복수의 셀 내에 적어도 부분적으로 수용되는 보강 층; 및 상기 허니콤 층 및 보강 층의 교차 부분에서 상기 허니콤 층 및 보강 층을 연결하도록 구성된 기계적 인터로크로 구성되는, 허니콤 시스템.
예 1C. 허니콤 시스템으로서, 위사 평면에 연장되는 허니콤 층으로서, 복수의 셀을 획정하는, 상기 허니콤 층; 경사 평면에 연장되고 상기 복수의 셀 내에 적어도 부분적으로 수용되는 보강 층; 및 상기 허니콤 층 및 보강 층의 교차 부분에서 상기 허니콤 층 및 보강 층을 연결하도록 구성된 기계적 인터로크로 구성되는, 허니콤 시스템.
예 2. 예 1A 내지 1C 중 어느 한 예에 있어서, 상기 기계적 인터로크는 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층 중 적어도 하나 내에 형성되는 수용부를 포함하고, 맞은편 층의 일 부분이 상기 허니콤 층 및 보강 층의 교차 부분에서 상기 수용부 내에 수용되는, 허니콤 시스템.
예 3. 예 2에 있어서, 상기 수용부는 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층 중 상기 적어도 하나로 부분적으로 연장되는 슬릿을 포함하는, 허니콤 시스템.
예 4. 예 2 또는 3에 있어서, 상기 수용부는 입구 부분(mouth portion) 및 목 부분(neck portion)을 포함하고, 상기 입구 부분은 상기 허니콤 층 및 보강 층 중 상기 적어도 하나의 밖으로 향하여 개방되며, 상기 입구 부분은 상기 목 부분보다 더 넓은, 허니콤 시스템.
예 5. 예 4에 있어서, 상기 입구 부분은 그것이 목 부분 쪽으로 안으로 향하여 연장됨에 따라 안으로 향하여 점점 가늘어지는, 허니콤 시스템.
예 6. 예 1 내지 5 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 층은 허니콤 스트립을 포함하고, 상기 허니콤 스트립은 복수의 측벽 부분 부분들을 포함하며, 각 측벽 부분은 비스듬히 연장되어 폴드(fold)를 형성하되, 상기 폴드에 상기 기계적 인터커넥트가 형성되는, 허니콤 시스템.
예 7. 예 1 내지 5 중 어느 한 예에 있어서, 상기 보강 층은 베이스 물질 및 보강 물질을 포함하는, 허니콤 시스템.
예 8. 예 7에 있어서, 상기 보강 물질은 상기 보강 층으로 편입되는 열가소성 및 열경화 물질 중 적어도 하나인, 허니콤 시스템.
예 9. 예 8에 있어서, 상기 보강 물질은 베이스 물질의 제한된 영역에 적용되는 국부 보강재를 포함하는, 허니콤 시스템.
예 10. 예 9에 있어서, 상기 국부 보강재는 보강 섬유인, 허니콤 시스템.
예 11. 예 8에 있어서, 상기 보강 물질은 전역 보강재 및 국부 보강재를 포함하는, 허니콤 시스템.
예 12. 예 8에 있어서, 상기 베이스 물질은 아라미드계 페이퍼이고 상기 보강 물질은 열경화성 수지인, 허니콤 시스템.
예 13. 예 1 내지 7 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 층의 표면에 부착되는 적어도 하나 스킨을 더 포함하는, 허니콤 시스템.
예 14. 예 1 내지 13 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층은 균일한 두께를 갖는, 허니콤 시스템.
예 15. 예 1 내지 13 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층은 약 2 mm의 두께를 갖는, 허니콤 시스템.
예 16. 예 1 내지 13 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층 중 하나 또는 양자는 약 20 gms 내지 약 400 gsm의 중량을 갖는, 허니콤 시스템.
예 17. 예 1 내지 13 중 어느 한 예에 있어서, 상기 보강 층은 약 50 마이크론 내지 약 500 마이크론의 두께를 갖는, 허니콤 시스템.
예 18. 예 1 내지 17 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 층은 약 2 mm의 두께를 갖는, 허니콤 시스템.
예 19. 예 1 내지 18 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 시스템의 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층이 60 gsm의 중량을 갖는 바의 상기 허니콤 시스템은 3 mm의 변위 규모에 대한 반력을 사용하여 유한 요소 분석에 따라 테스트될 때 적어도 3000 MPa의 최대 응력을 보이는, 허니콤 시스템.
예 20. 예 1 내지 18 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 시스템 및 전통적인 허니콤 구조가 3 mm의 변위 규모에 대한 반력을 사용하여 유한 요소 분석에 따라 테스트될 때, 상기 허니콤 시스템 및 상기 전통적인 허니콤 구조가 동일한 셀 치수를 갖고 60 gsm의 중량을 갖는 페이퍼로 형성되는 바의 상기 허니콤 시스템은 상기 전통적인 허니콤 구조에 대해 관찰되는 강성보다 약 12% 내지 약 25%, 또는 12% 내지 25% 더 큰 강성을 보이는, 허니콤 시스템.
예 21. 예 1 내지 18 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 시스템 및 전통적인 허니콤 구조가 3 mm의 변위 규모에 대한 반력을 사용하여 유한 요소 분석에 따라 테스트될 때, 상기 허니콤 시스템 및 상기 전통적인 허니콤 구조가 동일한 셀 치수를 갖고 60 gsm의 중량을 갖는 페이퍼로 형성되는 바의 상기 허니콤 시스템은 상기 전통적인 허니콤 구조에 대해 관찰되는 강성보다 20% 또는 약 20% 더 큰 강성을 보이는, 허니콤 시스템.
예 22. 예 1 내지 13 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층은 접착제 없이 연결되는, 허니콤 시스템.
예 23. 예 1 내지 13 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 시스템은 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층을 잇기 위해 사용되는 접착제 또는 용접이 없거나 실질적으로 없는, 허니콤 시스템.
예 24A. 허니콤 시스템으로서, 복수의 셀을 공동으로 획정하도록 배열되는 복수의 허니콤 스트립을 포함하는 허니콤 층으로서, 상기 허니콤 스트립들은 위사 평면 내에 연장되는, 상기 허니콤 층; 경사 평면에 연장되는 적어도 하나의 보강 스트립을 포함하는 보강 층으로서, 상기 허니콤 층의 일 부분 위에 가로놓이고 상기 복수의 셀 중 적어도 하나를 통해 연장되는, 상기 보강 층, 및 상기 보강 층과 함께 인접한 상기 복수의 허니콤 스트립을 연결하기 위해 상기 복수의 허니콤 스트립 및 보강 스트립의 교차 부분에서 상기 복수의 허니콤 스트립 및 보강 스트립의 맞은편의 적어도 일 부분을 수용하도록 구성된 상기 허니콤 스트립들 중 적어도 하나 및 적어도 하나의 상기 보강 스트립 내에 획정되는 수용부를 포함하는 기계적 인터커넥트를 포함하되, 상기 수용부는 상기 허니콤 스트립들 및 보강 스트립 양자가 동일 평면 내에 놓이게 하도록 스트립들의 맞은편의 충분한 부분을 수용하는, 허니콤 시스템.
예 24B. 허니콤 시스템으로서, 기본적으로 복수의 셀을 공동으로 획정하도록 배열되는 복수의 허니콤 스트립을 포함하는 허니콤 층으로서, 상기 허니콤 스트립들은 위사 평면 내에 연장되는, 상기 허니콤 층; 경사 평면에 연장되는 적어도 하나의 보강 스트립을 포함하는 보강 층으로서, 상기 허니콤 층의 일 부분 위에 가로놓이고 상기 복수의 셀 중 적어도 하나를 통해 연장되는, 상기 보강 층, 및 상기 보강 층과 함께 인접한 상기 복수의 허니콤 스트립을 연결하기 위해 상기 복수의 허니콤 스트립 및 보강 스트립의 교차 부분에서 상기 복수의 허니콤 스트립 및 보강 스트립의 맞은편의 적어도 일 부분을 수용하도록 구성된 상기 허니콤 스트립들 중 적어도 하나 및 적어도 하나의 상기 보강 스트립 내에 획정되는 수용부를 포함하는 기계적 인터커넥트로 구성되되, 상기 수용부는 상기 허니콤 스트립들 및 보강 스트립 양자가 동일 평면 내에 놓이게 하도록 스트립들의 맞은편의 충분한 부분을 수용하는, 허니콤 시스템.
예 24C. 허니콤 시스템으로서, 복수의 셀을 공동으로 획정하도록 배열되는 복수의 허니콤 스트립을 포함하는 허니콤 층으로서, 상기 허니콤 스트립들은 위사 평면 내에 연장되는, 상기 허니콤 층; 경사 평면에 연장되는 적어도 하나의 보강 스트립을 포함하는 보강 층으로서, 상기 허니콤 층의 일 부분 위에 가로놓이고 상기 복수의 셀 중 적어도 하나를 통해 연장되는, 상기 보강 층, 및 상기 보강 층과 함께 인접한 상기 복수의 허니콤 스트립을 연결하기 위해 상기 복수의 허니콤 스트립 및 보강 스트립의 교차 부분에서 상기 복수의 허니콤 스트립 및 보강 스트립의 맞은편의 적어도 일 부분을 수용하도록 구성된 상기 허니콤 스트립들 중 적어도 하나 및 적어도 하나의 상기 보강 스트립 내에 획정되는 수용부를 포함하는 기계적 인터커넥트로 구성되되, 상기 수용부는 상기 허니콤 스트립들 및 보강 스트립 양자가 동일 평면 내에 놓이게 하도록 스트립들의 맞은편의 충분한 부분을 수용하는, 허니콤 시스템.
예 25. 예 24A 내지 24C 중 어느 한 예에 있어서, 상기 보강 층은 베이스 물질 및 보강 물질을 포함하는, 허니콤 시스템.
예 26. 예 24A 내지 24C 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 층의 표면에 부착되는 적어도 하나 스킨을 더 포함하는, 허니콤 시스템.
예 27. 예 24A 내지 26 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 시스템 및 전통적인 허니콤 구조가 3 mm의 변위 규모에 대한 반력을 사용하여 유한 요소 분석에 따라 테스트될 때, 상기 허니콤 시스템 및 상기 전통적인 허니콤 구조가 동일한 셀 치수를 갖고 60 gsm의 중량을 갖는 페이퍼로 형성되는 바의 상기 허니콤 시스템은 상기 전통적인 허니콤 구조에 대해 관찰되는 강성보다 12% 내지 약 25%(또는 약 12% 내지 25%) 더 큰 강성을 보이는, 허니콤 시스템.
예 26. 예 24A 내지 26 중 어느 한 예에 있어서, 상기 허니콤 시스템 및 전통적인 허니콤 구조가 3 mm의 변위 규모에 대한 반력을 사용하여 유한 요소 분석에 따라 테스트될 때, 상기 허니콤 시스템 및 상기 전통적인 허니콤 구조가 동일한 셀 치수를 갖고 60 gsm(또는 약 60 gsm)의 중량을 갖는 페이퍼로 형성되는 바의 상기 허니콤 시스템은 상기 전통적인 허니콤 구조에 대해 관찰되는 강성보다 약 20%(또는 20%) 더 큰 강성을 보이는, 허니콤 시스템.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 측면들만을 설명하기 위한 것이고 제한하려는 것은 아님이 이해되어야 한다. 명세서 및 청구범위에서 사용될 때, "포함하는(comprising)"이라는 용어는 "구성되는(consisting of)"및 "기본적으로 구성되는(consisting essentially of)" 실시 예들을 포함할 수 있다. 다르게 정의되지 않는 한, 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서 및 이하의 청구범위에서, 본 명세서에서 정의되는 다수의 용어가 참조될 것이다.
범위는 하나의 값(제 1 값) 내지 다른 값(제 2 값)으로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 범위는 일부 측면에서 제1 값 및 제2 값 중 하나 또는 양자를 포함한다. 유사하게, 값들이 선행사 "약"의 사용에 의해 근사치들로 표현될 때, 특정 값이 다른 측면을 형성한다는 것이 이해될 것이다. 또한 각각의 범위들의 종점들은 다른 종점과 관련하여, 그리고 다른 종점과 독립적으로도 유의미하다는 것이 이해될 것이다. 또한 본 명세서에 개시된 다수의 값이 있고, 각각의 값은 본 명세서에서 값 그 자체 이외에 "약" 해당 특정 값으로도 개시된 것이 이해된다. 예를 들어, 값 "10"이 개시된다면, "약 10"도 개시된 것이다. 또한 두 개의 특정 유닛 사이의 각 유닛도 개시된 것이 이해된다. 예를 들어, 10 및 15가 개시된다면, 11, 12, 13 및 14도 개시된 것이다.
본 명세서에서 사용될 때, "약" 및 "또는 약"이라는 용어들은 문제의 양 또는 값이 지정된 값, 대략 지정된 값 또는 지정된 값과 거의 같은 값일 수 있음을 의미한다. 본 명세서에서 사용될 때, "약" 및 "또는 약"이라는 용어들은 문제의 양 또는 값이 대략 또는 거의 같은 다른 값으로 지정된 값일 수 있음을 의미한다. 본 명세서에서 사용될 때, 다르게 표기되거나 유추되지 않는 한 그것은 ±10% 변동으로 표기된 공칭 값임이 일반적으로 이해된다. 그 용어는 유사한 값들이 청구범위에 열거된 것과 동일한 결과들 또는 효과들을 촉진한다는 것을 전달하려는 것이다. 즉, 양, 크기, 제제, 파라미터 및 기타 수량들 및 특성들은 정확하지 않고 그렇지 않을 수도 있지만, 목적하는 바에 따라, 허용 오차, 환산 계수, 반올림 계수, 측정 오차 등 및 해당 기술분야의 통상의 기술자들에게 알려진 기타 인자들을 반영하여 대략적 그리고/또는 더 크거나 작을 수 있는 것으로 이해된다. 일반적으로, 양, 크기, 제제, 파라미터 또는 다른 수량 또는 특정은 명시적으러 그러한 것으로 서술되든 아니든 "약" 또는 "대략"이다. 정량적 값 이전에 "약"이 사용되는 경우, 특별히 다르게 서술되지 않는 한, 파라미터는 또한 특정 정량 값 자체를 포함하는 것으로 이해된다.
본 발명이 대표적인 측면들에 관하여 설명되었지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자들은 본 발명이 첨부된 청구범위의 사상 및 범위에서 변형하여 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 위에서 주어진 이러한 예들은 단지 예시적인 것이고 본 발명의 모든 가능한 설계, 측면, 응용 또는 변형을 완전히 나열하는 것으로 여겨지지는 않는다.

Claims (20)

  1. 허니콤 시스템으로서,
    위사 평면(weft plane)에 연장되는 허니콤 층으로서, 복수의 셀을 획정하는, 상기 허니콤 층;
    경사 평면(warp plane)에 연장되고 상기 복수의 셀 내에 적어도 부분적으로 수용되는 보강 층; 및
    상기 허니콤 층 및 보강 층의 교차 부분에서 상기 허니콤 층 및 보강 층을 연결하도록 구성된 기계적 인터로크를 포함하는, 허니콤 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 기계적 인터로크는 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층 중 적어도 하나 내에 형성되는 수용부를 포함하고, 맞은편 층의 일 부분이 상기 허니콤 층 및 보강 층의 교차 부분에서 상기 수용부 내에 수용되는, 허니콤 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 수용부는 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층 중 상기 적어도 하나로 부분적으로 연장되는 슬릿을 포함하는, 허니콤 시스템.
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서, 상기 수용부는 입구 부분(mouth portion) 및 목 부분(neck portion)을 포함하고, 상기 입구 부분은 상기 허니콤 층 및 보강 층 중 상기 적어도 하나의 밖으로 향하여 개방되며, 상기 입구 부분은 상기 목 부분보다 더 넓은, 허니콤 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 입구 부분은 그것이 목 부분 쪽으로 안으로 향하여 연장됨에 따라 안으로 향하여 점점 가늘어지는, 허니콤 시스템.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니콤 층은 허니콤 스트립을 포함하고, 상기 허니콤 스트립은 복수의 측벽 부분 부분을 포함하며, 각 측벽 부분은 비스듬히 연장되어 폴드(fold)를 형성하되, 상기 폴드에 상기 기계적 인터로크가 형성되는, 허니콤 시스템.
  7. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 층은 베이스 물질 및 보강 물질을 포함하는, 허니콤 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 보강 물질은 상기 보강 층으로 편입되는 열가소성 및 열경화 물질 중 적어도 하나인, 허니콤 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 보강 물질은 베이스 물질의 제한된 영역에 적용되는 국부 보강재를 포함하는, 허니콤 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 국부 보강재는 보강 섬유인, 허니콤 시스템.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 보강 물질은 전역 보강재 및 국부 보강재를 포함하는, 허니콤 시스템.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 베이스 물질은 아라미드계 페이퍼이고 상기 보강 물질은 열경화성 수지인, 허니콤 시스템.
  13. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니콤 층의 표면에 부착되는 적어도 하나 스킨을 더 포함하는, 허니콤 시스템.
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층은 균일한 두께를 갖는, 허니콤 시스템.
  15. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층 중 하나 또는 양자는 약 20 gms 내지 약 400 gsm의 중량을 갖는, 허니콤 시스템.
  16. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 층은 약 50 마이크론 내지 약 500 마이크론의 두께를 갖는, 허니콤 시스템.
  17. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니콤 시스템의 상기 허니콤 층 및 보강 층이 60 gsm의 중량을 갖는 바의 상기 허니콤 시스템은 3 mm의 변위 규모에 대한 반력을 사용하여 유한 요소 분석에 따라 테스트될 때 적어도 3000 MPa의 최대 응력을 보이는, 허니콤 시스템.
  18. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니콤 시스템 및 전통적인 허니콤 구조가 3 mm의 변위 규모에 대한 반력을 사용하여 유한 요소 분석에 따라 테스트될 때, 상기 허니콤 시스템 및 상기 전통적인 허니콤 구조가 동일한 셀 치수를 갖고 60 gsm의 중량을 갖는 페이퍼로 형성되는 바의 상기 허니콤 시스템은 상기 전통적인 허니콤 구조에 대해 관찰되는 강성보다 약 20% 더 큰 강성을 보이는, 허니콤 시스템.
  19. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니콤 층 및 상기 보강 층은 접착제 없이 연결되는, 허니콤 시스템.
  20. 허니콤 시스템으로서,
    복수의 셀을 공동으로 획정하도록 배열되는 복수의 허니콤 스트립을 포함하는 허니콤 층으로서, 상기 복수의 허니콤 스트립은 위사 평면 내에 연장되고, 상기 허니콤 스트립들은 서로 인접해 있는, 상기 허니콤 층;
    경사 평면에 연장되는 적어도 하나의 보강 스트립을 포함하는 보강 층으로서, 상기 허니콤 층의 일 부분 위에 가로놓이고 상기 복수의 셀 중 적어도 하나를 통해 연장되는, 상기 보강 층; 및
    상기 보강 층과 함께 인접한 상기 복수의 허니콤 스트립을 연결하기 위해 상기 복수의 허니콤 스트립 및 보강 스트립의 교차 부분에서 상기 복수의 허니콤 스트립 및 보강 스트립의 맞은편의 적어도 일 부분을 수용하도록 구성된 상기 허니콤 스트립들 중 적어도 하나 및 적어도 하나의 상기 보강 스트립 내에 획정되는 수용부를 포함하는 기계적 인터커넥트를 포함하되,
    상기 수용부는 상기 복수의 허니콤 스트립 및 보강 스트립 양자가 동일 평면 내에 놓이게 하도록 스트립들의 맞은편의 충분한 부분을 수용하는, 허니콤 시스템.
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