一种蜂窝芯材、蜂窝板及其制作方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种蜂窝芯材、蜂窝板及其制备方法和设备，蜂窝芯材包括多个排列成行的单元，单元是由侧壁围绕形成的柱体，侧壁包括支撑层和粘连层，支撑层和粘连层由不同材料制成，粘连层的熔点低于支撑层的软化点，其中纵向相邻的单元间通过纵向设置的连接壁连接，横向相邻的单元的相邻侧壁通过粘连层相互贴合。本发明专利技术的蜂窝芯板的制备方法简单，成本低，制备的蜂窝芯板具有优异的力学性能。

Honeycomb core material, honeycomb panel and production method and equipment thereof

The invention discloses a honeycomb core material, a honeycomb plate and a preparation method and equipment thereof. The honeycomb core material comprises a plurality of units arranged in rows. The unit is a column formed around the side wall, and the side wall includes a supporting layer and an adhesive layer. The supporting layer and an adhesive layer are made of different materials, and the melting point of the adhesive layer is lower than the softening point of the supporting layer. The vertical adjacent units are connected by a longitudinal connected wall, while the lateral adjacent units are joined by an adhesive layer. The honeycomb core board of the invention has the advantages of simple preparation method, low cost and excellent mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝芯材、蜂窝板及其制作方法和设备
本专利技术涉及一种蜂窝结构，尤其涉及一种多边形蜂窝芯材、蜂窝板及其制作方法和设备。
技术介绍
蜂窝材料由于具有质量轻、较高的刚度/质量比和强度/质量比以及高的抗压强度等优点，被广泛应用于很多要求轻量化的领域，如飞机上的芳纶蜂窝、铝蜂窝，交通运输领域的热塑性PP蜂窝、包装行业的纸蜂窝、光伏行业轻量化组件的背衬板等。已知现有的蜂窝生产技术生产的蜂窝主要有管式蜂窝和半封闭折叠蜂窝。管式蜂窝主要采用的是分段式即非连续生产工艺流程，其是第一个商业化的热塑性蜂窝，采用的材料除了最常用的聚丙烯(PP)外，还有聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亚胺(PEI)等，其机械性能在很大程度上取决于蜂窝芯的密度和管径。TubusBauer、Plascore、InduplastandNewcourt公司都是管式蜂窝的制造商，近年来，这类芯材与玻纤增强聚丙烯皮层结合，应用于汽车备胎罩。另有挤出芯管为六边形的蜂窝芯板，如InduplastandNewcourt公司生产的的蜂窝芯板，其挤出块很长，但芯的平面尺寸只有150mm×150mm，因此，需要将多个块粘结在一起，用锯或热钢丝切割到所需的厚度，整个生产过程自动化程度较低，成本相对较高。Hexcel公司开发了一种生产PP和PET蜂窝的复杂工艺，称为Cecore，每个蜂窝单元都是通过工具的移动和粘结而独立形成，基于这一发展，Hexcel在2001年推出了一款由非织物制成的热塑性蜂窝，名为HexWebEM。最近Versacore提出，传统的热塑性材料自动化过程和应用已经形成，于2002年，在市场上推出了Versacore/Thermostack设备。这两种工艺都能连续自动化生产热塑性蜂窝芯，从而降低了成本。但是在生产孔径小的蜂窝芯时，生产速度有所限制，因为带状物之间需要通过工具逐条焊接。最近，Sodesa公司开发了一种连续挤压蜂窝芯的工艺，在材料熔融后经由模具压成条状带有规则的波浪纹，延展后形成所需的蜂窝状，其形成的产品称为Hexacore。Wacotech公司开发了一种连续膜经过“编织”形成热塑蜂窝的优异技术，但是由于模具需要垂直移出已经形成的蜂窝，所以生产速度受到限制，而且材料的内部结构不太理想。半封闭折叠蜂窝的制作工艺如下：首先，将粘结剂涂抹在平板纸表面形成胶线，然后，通过多层堆叠使胶线错开排布，最后将形成的块状切开并拉伸形成六边形蜂窝芯。用未浸渍过的低成本的纸制成的蜂窝六边形大小和厚度通常在10毫米以上，因为内部六边形尺寸越小，对于传统的生产工艺来说耗时就越多，生产效率低，这些纸蜂窝主要用于元器件包装和填充。传统蜂窝的另一种生产工艺是瓦楞式，这种工艺因其成本高而不常用，这是由于其要求手工操作(瓦楞纸的折叠和粘合)且难切割，但如果用廉价的瓦楞纸板则可以通过这种方法生产出稍重一些但更经济的蜂窝芯，标准瓦楞纸板的单元尺寸是5mm，单元尺寸的大小关系到表面质量，因此，目前纸蜂窝应用通常经由人工通过一块层叠的瓦楞纸板实现。这种由表皮为玻璃纤维或天然纤维毡增强、芯层为蜂窝纸组成的三明治结构板用于遮阳板、硬顶、包裹架、备胎罩和行李箱底板。生产蜂窝芯所需的原料用量少，如果将合适的原料类型(例如纸、PP膜)和高效的生产方法结合起来，就可以为汽车部件提供非常经济的夹芯材料。然而，生产工艺的高成本限制了其在汽车和家具行业的应用。大部分的蜂窝生产工艺技术均为非连续生产工艺流程，现在也陆续出现了比较先进的连续生产工艺，如专利号为CN101084108B和CN105835484A公开了连续生产的工艺，但还存在需要改进的地方，如下：按照专利号为CN101084108B所公开的技术方案在“成型(forming)及折叠工艺(folding)”时，折叠后各蜂窝状六边形还是分离的两个半六边形状态，因而在折叠至90度(垂直)过程中无法获得合适的侧压力，影响个体六边形蜂窝及各个六边形蜂窝之间相邻垂直边的熔合粘贴强度，最终影响蜂窝芯的抗压性能。此外，会影响下游热复合工序的工艺稳定性，尤其是当蜂窝厚度与六边形边长或六边形内切圆的尺寸之比值较大时，影响更甚。同时，低的连接强度也会导致蜂窝芯板在二次加工输送过程中也会造成散开或脱离，进而影响二次加工的定位精度。此外，成型模具复杂，无法有效、快捷地实现不同厚度尺寸的蜂窝芯的变更。专利号为CN105835484A的专利公开的连续生产工艺为整体切断，然后再错位堆叠，误差较大，形成不规则的六边形结构降低整体的强度，且由于其特定的成形工艺，其蜂窝芯板的50％或者100％蜂窝六边形的顶部或底部为密封状，在加工过程中材料受热会收缩，中间顶部材料由于没有支撑会收缩下凹，不能和其他材料形成粘接也不能够增加接触面积，造成多余的材料用量。因此，急需找寻一种多边形蜂窝芯板的制作工艺，其制作出的蜂窝芯板的截面形状呈结构完整的多边形，且其相邻边具有较好的贴合强度，且在较少的材料用量下具有优异的力学性能。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种蜂窝芯材，包括多个排列成行的单元，所述单元是由侧壁围绕形成的柱体，其中纵向相邻的单元间通过纵向设置的连接壁连接，横向相邻的单元的相邻侧壁相互贴合。本专利技术的蜂窝芯材中，所述单元的侧壁包括支撑层和粘连层，支撑层和粘连层由不同材料制成，粘连层的熔点低于支撑层的软化点，横向相邻的单元的相邻侧壁通过粘连层热熔连接。可选的，所述单元的侧壁为两层结构，内层为支撑层，外层为粘连层；可选的，所述单元的侧壁为三层结构，其中支撑层的两侧各有一层粘连层。本专利技术还提供一种蜂窝芯材，包括多个排列成行的单元，所述单元是由侧壁围绕形成的柱体，其中纵向相邻的单元间通过纵向设置的连接壁连接，横向相邻的单元相邻的侧壁包括支撑层和粘连层，支撑层和粘连层由不同材料制成，粘连层的熔点低于支撑层的软化点，横向相邻的单元通过相邻侧壁的粘连层相互粘接。本专利技术的蜂窝芯材中，横向相邻的单元通过相邻侧壁的粘连层相互粘接，在热熔连接横向相邻的单元的相邻侧壁时，可使用在外侧粘连层的熔点和内部支撑层的软化点之间的温度进行加热，使粘连层处于熔化状态实现热熔连接，同时支撑层所接受的热量还低于软化点，具有常温下的机械力学性能，尤其是当单元为六边形柱体时，支撑层在相邻单元折叠贴合时提供了所需的支撑力，实现在有效保持单元几何形状的同时，获得较高的相邻侧壁的贴合强度，从而使蜂窝芯材的抗压强度获得大幅度提升。可选的，所述粘连层的熔点低于支撑层的软化点50℃以上。优选的，粘连层采用熔点温度在40～60℃的材料制成，支撑层采用软化点温度在150～160℃的材料制成。可选的，所述粘连层采用乙烯类共聚物制成，如EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、EAA(乙烯-丙烯酸酯共聚物)、EMA(乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物)。可选的，所述支撑层采用可流延加工的聚合物材料制成，如PP(聚丙烯)、PA(聚酰胺)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等。本专利技术蜂窝芯材中的单元的截面形状可以根据需要选择，例如可以是多边形，优选为偶数多边形柱体，更优选的，所述单元为六边形柱体。本专利技术还提供了一种蜂窝板，其包括本专利技术所述的蜂窝芯材和位于蜂窝芯材两面的面板。可选的，所述面板热复合在蜂窝芯材的两面。本专利技术的另一方面还提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜂窝芯材，包括多个排列成行的单元，其特征在于，所述单元是由侧壁围绕形成的柱体，侧壁包括支撑层和粘连层，支撑层和粘连层由不同材料制成，粘连层的熔点低于支撑层的软化点，其中纵向相邻的单元间通过纵向设置的连接壁连接，横向相邻的单元的相邻侧壁通过粘连层相互贴合。

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝芯材，包括多个排列成行的单元，其特征在于，所述单元是由侧壁围绕形成的柱体，侧壁包括支撑层和粘连层，支撑层和粘连层由不同材料制成，粘连层的熔点低于支撑层的软化点，其中纵向相邻的单元间通过纵向设置的连接壁连接，横向相邻的单元的相邻侧壁通过粘连层相互贴合。2.如权利要求1所述的蜂窝芯材，其特征在于，所述单元为六边形柱体。3.如权利要求1所述的蜂窝芯材，其特征在于，所述粘连层的熔点低于支撑层的软化点50℃以上。4.如权利要求1所述的蜂窝芯材，其特征在于，所述侧壁为三层结构，其中支撑层的两侧各有一层粘连层。5.一种蜂窝芯材，包括多个排列成行的单元，其特征在于，所述单元是由侧壁围绕形成的柱体，其中纵向相邻的单元间通过纵向设置的连接壁连接，横向相邻的单元相邻的侧壁包括支撑层和粘连层，支撑层和粘连层由不同材料制成，粘连层的熔点低于支撑层的软化点，横向相邻的单元通过相邻侧壁的粘连层相互粘接。6.一种蜂窝板，其特征在于，所述蜂窝板包括如权利要求1-5任一项所述的蜂窝芯材和位于蜂窝芯材两面的面板。7.一种蜂窝芯材的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：通过热成型使热塑性薄膜形成齿形结构，所述齿形结构包括间隔分布的半单元部分和连接部分；S2：连接两片齿形结构形成芯板，其中两个齿形结构的连接部分相互贴合，半单元部分拼接形成完整的单元部分；S3：对两片齿形结构形成的芯板进行上、下间隔地切割，形成上、下间隔切口；S4：以切口处为折叠位置，以切口处的连接边为轴，将带有切口的芯板进行折叠，形成并排连接的单元，相邻单元的侧壁贴合连接。8.如权利要求7所述的蜂窝芯材的制作方法，其特征在于，所述半单元部分为半六边形结构。9.如权利要求7所述的蜂窝芯材的制作方法，其特征在于，所述热塑性薄膜包括支撑层和粘连层，支撑层和粘连层由不同材料制成，粘连层的熔点低于支撑层的软化点，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱华平，
申请(专利权)人：江苏奇一科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32