轻质结构的加强元件及用于制造该加强元件的材料复合物制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于通过热压成型的方式制造轻质结构的加强元件(100)的材料复合物(1)。该材料复合物(1)包括纤维素基芯材(10)和牛皮纸板(20)。纤维素基芯材(10)由波纹纸带(12)构成或具有蜂巢结构。牛皮纸板(20)机械地连接至波纹纸带(12)或蜂巢结构，并且牛皮纸板(20)包括平面纸带(14、22)。粘结层(30)被设置在牛皮纸板(20)的平面纸带(22)与芯材(10)之间，粘结层(20)用于将牛皮纸板(20)的平面纸带(22)机械地连接至芯材(10)。此外，基于材料复合物，本实用新型专利技术还公开了轻质结构的加强元件(100)。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种加强元件，其用于轻质结构，特别用于车辆结构，其适用于机械加固和/或减缓二维组件的振动趋势。
技术介绍
例如，美国印第安纳州埃文斯维尔的耀世公司(Uniseal, Inc.)已经研发了一种用于减缓二维组件的振动的方法，例如，用于汽车工程中机动车辆的顶板。这种方法是基于直接设置在待减振的车身组件上的弹性厚层的申请。为了这一目的，蒸馏液体弹性物质被应用在待减振的组件上，例如，通过注入或挤出来施用。随后，所施用的层被固化/交联。进一步地，众所周知的是，如果将编织玻璃纤维垫粘合在汽车工程中的二维组件的表面上，可以减小该组件的振动趋势。例如，陶氏汽车(Dow Automotive)公司(美国)以BETABRACE?的名义，销售一种相应的自粘结玻璃纤维垫，就是特别针对此用途设计的。所制造的复合组件由二维组件、粘结层和玻璃纤维垫构成，不论就可能的谐振频率而言，还是就固有的振动衰减而言，该复合组件都具有显著改善的振动特性。此外，当使用薄玻璃纤维垫时，这样的加强元件并非对于所应用的各种情况都足够有效。虽然使用较厚的玻璃纤维垫能够改善加强元件的有效性，但是这样会引起加强元件的总重量不利的增加。本技术的申请人寻求一种与以“CC-Brace”的名义销售的加强元件相类似的方式，其基于相层压的金属箔与可压力活化的粘结层。这些加强元件与上面提到的陶氏汽车制造的加强元件BetaBrace?类似使用。然而，“CC_Brace”型的加强元件同样受到上述限制。
技术实现思路
因此，本技术的目的在于提供一种新型的加强元件，其能够避免上述缺陷。进一步地，本技术的目的在于提供一种材料复合物，其适用于制造这样的加强元件。根据本技术提供一种材料复合物，其用于通过热压成型的方式制造轻质结构的加强元件。该材料复合物包括纤维素基芯材和牛皮纸板。纤维素基芯材由波纹纸带构成或具有蜂巢结构。牛皮纸板机械地连接至波纹纸带或蜂巢结构，并且牛皮纸板包括平面纸带。一般地，牛皮纸板的平面纸带的单位面积的重量为100g/m2，优选为大于150g/m2，特别优选为大于200g/m2。根据本技术，可热活化的热固性粘结层设置在牛皮纸板的平面纸带与芯材之间，在活化状态下，粘结层用于将牛皮纸板的平面纸带机械地连接至芯材，特别是连接至芯材的波纹纸带。根据本技术的材料复合物特别有利于热压成型。即使在热的状态下，可热活化的热固性粘结层也具有良好的机械承载能力。使得采用材料复合物热压成型的组件可以从用于热压成型的模具中被移除，即使在热的或者仅经过稍微冷却的状态下，也不会失去经过热压成型制造的三维轮廓。因此，无需冷却步骤，即无需在打开的模具中等待所制造的组件足够冷却，这样便减少了循环周期时间。此外，所制造的组件非常轻，并且可以具有高水平的机械稳定性。此外，采用这种方式制造的二维组件在垂直于其表面的方向具有非常高的抗振性。这特别适用于芯材包括波纹纸带，并且波纹结构在平行于牛皮纸板的平面纸带的平面方向上延伸的情况。有鉴于此，波纹结构的“波峰”或“波谷”可以通过粘结层的方式直接地连接在牛皮纸板的平面纸带上。然而，即使波纹纸带朝向不同的方向，或者所使用的芯材具有蜂巢结构，仍然可以得到延伸平面的横截面方向的较高的抗振性。根据本技术的用于轻质结构的加强元件，其可以通过热压成型工序来制造，例如采用根据本技术的材料复合物。该材料复合物包括纤维素基芯材和牛皮纸板。纤维素基芯材由波纹纸带构成或具有蜂巢结构，牛皮纸板机械地连接至波纹纸带或蜂巢结构，并且牛皮纸板包括平面纸带。根据本技术，例如，牛皮纸板的平面纸带可以通过经热固化的热固性粘结层的方式机械地连接至芯材。在这种情况中，加强元件具体实现了上文提及的关于其可通过热压成型来生产，以及轻质和抗振性的有利之处。因此，该加强元件特别适用于为更大的二维延伸的组件减震，该二维延伸的组件通常对于横向振动具有增强的趋势。因此，其特别适于用于车辆本体的制造中，例如用于加强机动车辆的顶板。根据本技术的加强元件不仅能够具有不变的三维轮廓，还能够具有这样的区域，即在该区域中材料复合物的材料厚度被特别地局部减小(例如，以密封外围边缘的形式)，由于其增强的机械强度，仍然很好地适用于例如将组件附加在机动车辆的车辆本体上，例如附加在顶板上。此外，具有减小的材料厚度的局部区域可以在具有三维轮廓的加强元件的表面上特别形成，这些地方需要增强的机械承载能力。例如，在安装点、用于通过各种类型的线的穿孔，或者用于冲压加强肋，例如，用于减小组件本身的振动趋势。在优选的实施方式中，根据本技术的材料复合物的芯材或加强元件包括至少两个波纹纸带和至少一个平面纸带，它们粘合在一起以形成瓦楞纸板。其中，平面纸带被设置在波纹纸带之间。然而，使用更多数量的波纹纸带，例如，三个、四个或者更多波纹纸带，并分别在其之间设置一个平面纸带也是可行的。在这种情况中，不管波纹纸带的数量有多少，如果瓦楞纸板的纸带是通过热稳定的粘结层的方式连接的，优选是通过固化的热固性粘结层的方式连接的，那么其在热压成型方法中的可加工性都是特别有利的。在根据本技术的材料复合物或加强元件的另一个优选实施方式中，至少牛皮纸板的平面纸带是经过额外的纤维加固的。例如，采用玻璃纤维、碳纤维、芳酰胺纤维和/或自然纤维，诸如棉花、亚麻、大麻、黄麻、洋麻、剑麻或纸浆纤维来加固。这样能够使得采用该材料复合物所制造的组件或加强元件在其延伸平面上具有很高的张力。然而，使用经纤维加固的芯材也被证明是有利的。在另一个优选实施方式中，其特征在于具有更好的抗振性。根据本技术的材料复合物或加强元件中的牛皮纸板的平面纸带可以包括填料，填料能够增加平面纸带的面密度。在这样的情况中，使用诸如BaS04已经被证明是特别合适的。此外，已经被证明有利的是，例如，为了装饰的目的，根据本技术的材料复合物或加强元件的牛皮纸板包括热塑性覆盖层。例如，由聚丙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，也可以是聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、热塑性聚氨酯、聚缩醛、聚苯硫醚、环烯烃共聚物、热致变聚酯及其混合物构成。在这种情况中，材料复合物中的热塑性覆盖层也可以作为单独的层而形成，其与牛皮纸板在热压成型过程中机械地连接。在这种情况中，热塑性覆盖层设置在材料复合物或加强元件的外侧，因此形成装饰表面，其可以被画上引人注目的颜色和/或图案。通过在热压成型过程中将热塑性材料进行表面熔化，在该工序中的热压下，热塑性覆盖层与牛皮纸板之间形成了直接连接。如果热塑性覆盖层进一步与诸如无纺布的外部织物层相结合，那么热塑性层还可以提供作为可热活化的粘结层，用于连接形成于热压成型过程中的组件与织物层。在这样的情况中，特别地，例如，热塑性层可以由热塑性薄膜制成，或者也可以由喷洒有热熔胶粉的层制成。在另一个优选实施方式中，根据本技术的材料复合物或根据本技术的加强元件包括两个牛皮纸板，其机械地连接至芯材。每个牛皮纸板包括平面纸带，其中芯材设置在牛皮纸板的平面纸带之间，并且通过热固化的热固性粘结层的方式相连接。应指出的是，在材料复合物的情况中，通过固化的粘结层的机械连接只可能通过热压成型的方式形成在材料复合物制造的组件中，并且现在还没有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过热压成型的方式制造轻质结构的加强元件(100)的材料复合物(1)，其包括：a.纤维素基芯材(10)，其由波纹纸带(12)构成或具有蜂巢结构，b.牛皮纸板(20)，其机械地连接至所述波纹纸带(12)或所述蜂巢结构，并且所述牛皮纸板(20)包括平面纸带(14、22)，其特征在于，所述材料复合物(1)还包括：c.可热活化的热固性粘结层(30)，其设置在所述牛皮纸板(20)的所述平面纸带(22)与所述芯材(10)之间，在活化状态下，所述粘结层(30)用于将所述牛皮纸板(20)的所述平面纸带(22)机械地连接至所述芯材(10)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：索斯藤·郝尼克，克里斯托夫·纳赫鲍尔，
申请(专利权)人：卡库堤克斯科技咨询有限公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE