層壓體的制作方法
【專利摘要】一種層壓體(1)，其由至少一個保護性外皮層(30)界定，并在內(nèi)部設有增強裝置(10)，所述增強裝置(10)包括多個牽拉構(gòu)件(12，20)，所述牽拉構(gòu)件(12，20)根據(jù)以給定方式循跡的線(L)的布置；至少一個塑料基體(M)，其成形為以便穩(wěn)定地體現(xiàn)每個牽拉構(gòu)件(12，20)以便在負載下保持它穩(wěn)定地點對點布置，就如同相應線(L)一樣。
【專利說明】
層壓體
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及可在經(jīng)受膜型應力的構(gòu)造行業(yè)中使用的層壓體。具體地，本發(fā)明涉及可在土木和航空構(gòu)造工程領域內(nèi)在膜型應力行業(yè)中使用的層壓體。詳細地，本發(fā)明涉及用于構(gòu)造該層壓體的方法。
【背景技術】
[0002]在土木建筑行業(yè)和在航空以及船舶構(gòu)造行業(yè)中，就如同在風帆行業(yè)中，使用層壓體是已知的，層壓體根據(jù)它們需要執(zhí)行的功能以及根據(jù)它們在安裝時經(jīng)受到的負載模型以不同的方式成形。在這些中，自支撐的外殼是已知的，可用于承受內(nèi)部壓力的作用，并且所述外殼可經(jīng)受空氣動力學載荷，諸如在風帆的情況下。在所有這些情況下，作用應力是“膜”類型的。
[0003]已知描述層壓體和構(gòu)造方法的眾多專利。在這些專利中，特別是授予NorthSails的US 5097784是眾所周知的，其教導如何通過使用施加到相對側(cè)面上的粘合劑在兩個面板之間布置不間斷的長絲來構(gòu)造風帆，從而使得這些長絲根據(jù)給定的力線穩(wěn)定地布置。將分布在面板的內(nèi)表面和長絲上的粘合劑活化允許這些組件的組合件被粘結(jié)，并考慮到長絲用粘合劑完全浸漬。此時這導致這些長絲的柔性逐漸損失，通過暴露于日光下而加劇，其結(jié)果是長絲容易斷裂，不可挽回地對產(chǎn)品造成損壞。
[0004]另一方面，專利EP1713687和專利申請EP2162349/W02008/142725包含代表對上述進行有效支持的教導和指示。具體地，在這些專利文獻中，發(fā)現(xiàn)參照的是層壓膜體，其利用包含在護套內(nèi)的纜線增強，該護套根據(jù)基于必要要求所描繪的力線布置。護套和纜線從同一束不間斷的長絲獲得，不間斷的長絲跟隨該束的最外層的線程內(nèi)聚力，所述內(nèi)聚力通過粘合劑的熱活化而獲得，該外層之前滲透有粘合劑。
[0005]在此和下文中，膜體意旨是下述的一種膜體，在該種膜體中沿著基本上彼此正交的準線測量的相關延伸兩者都在至少一定大小程度的厚度上占優(yōu)勢。
[0006]以這種方式構(gòu)造的覆蓋物以及具體是風帆在零負載下特別具有柔性，與其中碳完全用粘合劑浸漬的那些相反，所述粘合劑粘結(jié)所述保護性的外皮層;因此，這些產(chǎn)品在安裝時是特別結(jié)實的并且可容易地折疊而不會被損壞，具有保持原有機械特征的優(yōu)點。由
【申請人】應用這些專利教導的顯著細節(jié)是風帆成本和質(zhì)量的顯著降低，其最明顯的效果是在使用過程中作用于帆船上的橫傾負載的減少，從而有利于船只的操縱和增加通過相同作用的空氣動力學載荷使用的容易度。
[0007]專利DE 200 11 626也描述了一種用于制造風帆的方法，根據(jù)該方法，該風帆通過將合適形狀和尺寸的面板根據(jù)在風帆中所分配的位置縫合在一起而獲得，以便獲得風帆的多個部分，所述多個部分然后依次縫合在一起以形成最終產(chǎn)品。根據(jù)所述的方法，使用包括“增強纖維”的面板，并且所述面板被切割并縫合在一起，使得每單個面板的纖維基本上平行于相應的對稱軸線。以這種方式，要求總體作用于風帆上的力從風帆的一端到另一端連續(xù)地釋放到纖維上，限制被中斷的增強纖維的根數(shù)。必須指出的是，專利DE 200 11 626的教導沒有具體提到將增強纖維連接到相應面板的方法。
[0008]另一方面，極具想象力的土木覆蓋物和用于最近帆船的帆船圖樣的設計者們的要求旨在獲得呈現(xiàn)組合特征的層壓體，所述組合特征當前并未被一起發(fā)現(xiàn):重量更輕、在零負載下極具柔性、以及在安裝之后盡可能大的剛性、隨著時間的推移具有尺寸穩(wěn)定性和其特征的穩(wěn)定性。具體地，取風帆行業(yè)作為一個實例，帆船的設計者越來越多地要求更薄和更具柔性的風帆，其可容易地折疊到小的收起空間內(nèi)，不帶保持收起形狀的“形狀記憶”效應，質(zhì)輕易于提升，因此便于運輸，而且安裝時非常具有剛性，以便在航行過程中在橫傾的情況下提供接近剛性翼提升力的提升力以及對傾覆力矩最小的貢獻。最后，被認為是越來越重要的特征是產(chǎn)品和相關維護的成本。當然，鑒于這一事實，即用于形成風帆的基本產(chǎn)品的性質(zhì)與用于構(gòu)造用于建筑工程的覆蓋物的產(chǎn)品性質(zhì)相同，提供具有這些特征的覆蓋物也將是理想的。
[0009]鑒于以上描述，用于風帆構(gòu)造或用于土木工程的覆蓋物的層壓體的制造問題目前仍未解決，在不用時和安裝時所述層壓體呈現(xiàn)上述特征或它們的組合(即使這些中的一些可能由于迄今為止獲得的經(jīng)歷而乍一看似乎是對立的)，并且正是考慮到上述情況，代表對于
【申請人】而言的一項有趣的挑戰(zhàn)，其目的在于根據(jù)客戶的日益需求將層壓體市場化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明涉及可在經(jīng)受膜型應力的構(gòu)造行業(yè)中使用的層壓體。具體地，本發(fā)明涉及可在土木和航空建筑工程領域內(nèi)在膜型應力行業(yè)中使用的層壓體。詳細地，本發(fā)明涉及用于構(gòu)造該層壓體的方法。
[0011]本發(fā)明的一個目的是制備一種層壓體，其具有高的機械強度、抗老化的高抗性、高尺寸穩(wěn)定性、在縱向增強構(gòu)件位置負載下的穩(wěn)定性、機械和形狀特征的耐久性和一致性，其沒有上面顯示的缺點并滿足迄今為止還沒有得到滿足的多個要求，其代表能夠改善靜態(tài)覆蓋物和空氣動力學附件的當前市場的經(jīng)濟利益的新的和原始來源。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，制備用于建筑工程行業(yè)的層壓體，其主要特征將在下面的權利要求中的至少一項中進行描述。
[0013]本發(fā)明的另一個目的是制備包括上述層壓體的風帆。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，制造一種風帆，其主要特征在下面的權利要求中的至少一項中進行描述。
[0015]本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于構(gòu)造所述層壓體的方法。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，提供用于構(gòu)造所述層壓體的方法。
【附圖說明】
[0017]根據(jù)本發(fā)明的層壓體和相關構(gòu)造方法的進一步的特征和優(yōu)點從下面參照伴隨附圖進行的描述將更加明顯，其中附圖示出實施例的一些非限制性實例，其中裝置的相同或相應部件用相同的附圖標記標示。具體地:
[0018]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的層壓體的平面視圖；
[0019]-圖2包括取自圖1細節(jié)的平面視圖和橫截面視圖；
[0020]-圖3包括圖2所示第二優(yōu)選實施例的平面視圖和橫截面視圖；[0021 ]-圖4是圖2所示第三優(yōu)選實施例的橫截面視圖；
[0022]-圖5是圖2所示第四優(yōu)選實施例的橫截面視圖；
[0023]-圖6是圖2所示第五優(yōu)選實施例的橫截面視圖；
[0024]-圖7是圖2所示第六優(yōu)選實施例的橫截面視圖；以及
[0025]-圖8是圖1變型的平面視圖。
【具體實施方式】
[0026]在圖1中用附圖標記I指示根據(jù)本發(fā)明的層壓體?？紤]到層壓體I可在實踐中可采取的尺寸可顯著較大，尤其是在其中層壓體I構(gòu)造成可用作較大開放空間的覆蓋物的情況下，從實用性出發(fā)并不喪失一般性，層壓體I在圖1中已成形為類似于風帆200，其已知為可在空氣動力學輪廓構(gòu)造行業(yè)中使用的膜片型體。層壓體I的構(gòu)造細節(jié)在圖2-7中參照可在圖1中可見的層壓體I的相應中央部分5示出，其中該部分5由大致矩形的周邊界定。為了清楚起見，有用的是詳細說明該中心部分5以與取自層壓體I的任何其它部件的矩形部分完全相同的方式構(gòu)建，以使這種選擇純粹通過繪圖要求來做出，并且不限制本描述的一般性。
[0027]在圖2中可以注意到，層壓體I設有膜片型增強結(jié)構(gòu)10，其體現(xiàn)了多個牽拉構(gòu)件(tract1n member)，所述牽拉構(gòu)件根據(jù)優(yōu)選的力線L布置以使層壓體I更有效地對膜片型應力做出反應。這些牽拉構(gòu)件通過細長主體20制成，在例如但不進行限制的任何情況下，所述細長主體20可以選擇性地或以組合方式地包括厚度減小的紗線或編織物，或諸如在圖2-4中以網(wǎng)狀物12組織的長絲，或類似的結(jié)構(gòu)。
[0028]具體參照圖2b，層壓體I包括至少一個保護外皮層30，該保護外皮層30界定對應相應表面10’的增強結(jié)構(gòu)10，并設有細長主體20施加到其的第一熱密封內(nèi)側(cè)薄膜32，并設有第二保護薄膜34，所述第二保護薄膜34相對于第一薄膜32布置在與細長主體20相對的側(cè)上。第一和第二薄膜32和34以匹配的方式點對點地粘結(jié)到彼此(因此穩(wěn)定地/剛性地)，以便賦予表皮層30大致薄層的形狀。第一薄膜32和第二薄膜34由塑料材料制成，所述塑料材料選擇成使得第一薄膜32可在比第二薄膜34更低的溫度下熔化。因此，容易理解的是在外皮層30和增強結(jié)構(gòu)(包括單獨地施加或在網(wǎng)狀物12中組織的細長主體20)之間的匹配連接通過施加熱循環(huán)而進行，熱循環(huán)將外皮層30加熱到高于第一薄膜32的熔化溫度并低于所述第二薄膜34的熔化溫度的溫度。在施加該熱循環(huán)的過程中，當溫度大約在最大值下時，將施加足夠的壓力以便壓縮層壓體I的所有組成部分(在足以導致壓縮但限定為不改變細長主體20的機械特征和厚度的壓力值下)，直到組合件以已知的且因此未示出的方式在橫向于外皮層30的、細長主體20的/網(wǎng)狀物12的表面上冷卻至環(huán)境溫度。
[0029]上述步驟的順序相繼地確定第一低熔點薄膜32的熔化，細長主體20之間的熔化材料的擴散，當通過該材料而變熱時潤濕的組成部分粘合到外皮層30的薄膜34。組合件冷卻之后是形成第一薄膜32的材料以匹配的方式確定在增強結(jié)構(gòu)10(在任何情況下根據(jù)上面的描述構(gòu)成)和第二薄膜34之間的粘結(jié)。以這種方式，在第一薄膜32的加熱過程中第二薄膜34也可起到保護功能，其中在第一薄膜32的加熱過程中第二薄膜34的機械和形態(tài)學特征保持完全不變。此外，當形成第一薄膜32的材料冷卻時，細長主體20和/或網(wǎng)狀物12的已由液化材料潤濕的網(wǎng)格將保持體現(xiàn)為單個基體M，單個基體M從三維視點出發(fā)具有由分配到細長主體20的分布所賦予的輪廓印象，但是有組織的(游離的或在網(wǎng)狀物12內(nèi))。因此，如此產(chǎn)生的每個增強結(jié)構(gòu)10代表由細長主體20(但是有組織的)穩(wěn)定化的增強(enforcement)，細長主體20將在由第一薄膜32熔化形成的基體M所給定的位置內(nèi)在結(jié)構(gòu)上被保持/約束到彼此。容易理解的是，以這種方式產(chǎn)生的層壓體I將外皮層30和增強結(jié)構(gòu)10的輕質(zhì)性和結(jié)實性的特征以獨特的方式組合到一起，因此它可單獨使用或通過另一高熔點的薄膜覆蓋在細長主體20的側(cè)面上，以便構(gòu)造為了遮蔭的蓬帆或用于非常小風的船首斜帆，其中細長主體20由第一薄膜32的熔化材料所體現(xiàn)，因此以粘合劑的方式和以一定的形狀約束在各個表面和在各個側(cè)面上。
[0030]可熱封的材料已經(jīng)是外皮層30的一部分并且被均勻分布在第二薄膜34上的這一事實使得能夠相比于現(xiàn)有技術簡化層壓體I的制造過程。
[0031]在這一點上，也有用的是指定可熱封材料的粘附能力基于處理溫度以不同的方式產(chǎn)生，在這個意義上就是在可熱密封材料“設置”以下的材料可與通過將溫度升高到接近于其熔點溫度的那些值而簡單將其施加到的材料分離。這個特性便于執(zhí)行維護操作以替換損壞的組件或用來修復層壓體I。
[0032]鑒于以上描述，呈現(xiàn)上面所指示規(guī)定的每對塑料材料適于形成外皮層30的一部分。例如，在其中使用來自從聚烯烴族的烴類制成外皮層30和增強構(gòu)件10的情況下，相互粘附的程度將被最大化。具體地，通過將由來自乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(也已知具有縮寫EVA)的聚合物制成的第一薄膜32和第二薄膜34兩者粘結(jié)，也能夠?qū)⑵渥陨愍毺氐娜刍瘻囟扰c由每個薄膜所形成的層相關聯(lián)。在這種情況下，這兩種化合物將包括具有高彈性模量(包括在至少60至ISOGPa之間)的聚烯烴纖維。為了獲得這種效果，即第一薄膜32和第二薄膜34由具有不同熔化溫度的類似聚合物制成，能夠以已知的方式作用于EVA的不同結(jié)晶度水平或作用于包含在其中的乙基和乙烯基的量之間的比率;EVA的更高水平的結(jié)晶度將對應于更高的熔化溫度，并對應于更高比例的乙烯。在這種情況下，外皮層30將呈現(xiàn)在120°C和125°C之間的高熔點表面(第二薄膜34)和為95 0C的低熔點表面(第一薄膜32)。鑒于熱塑性纖維中的不斷發(fā)展，認為可使用具有甚至超過ISOGPa彈性模量的材料來構(gòu)造甚至更加剛性的增強結(jié)構(gòu)10，然而并不限制本發(fā)明的保護范圍。
[0033]此外，應當指出的是，這些化合物的密度包括在0.95至I克/立方厘米之間，因此可被接受的是其低于水的密度。這在下述情況中特別有用，在該情況中層壓體I用于海洋應用，諸如制備風帆。這些化合物的當前發(fā)展趨勢是增加彈性模量到超過200GPa，但是密度增加到超過I克/立方厘米的值。因此，有可能使用具有1.1克/立方厘米的密度的細長主體20來提供具有特別高的剛性具有相同結(jié)構(gòu)形狀的層壓體。
[0034]鑒于以上描述，選擇聚乙烯乙酸乙烯酯族的聚合物來制備層壓體I使得能夠產(chǎn)生增強結(jié)構(gòu)10，在該增強結(jié)構(gòu)10中細長主體20在給定的位置下通過第一薄膜32以匹配的方式被穩(wěn)定地增強，并且所述細長主體20通過第二薄膜34受到保護免受天氣和紫外線的影響。細長主體20也可用衍生自聚乙烯的聚合物制成，由此呈現(xiàn)與外皮層30的EVA和每個網(wǎng)狀物12的高化學親合性，在施加上述熱循環(huán)和足夠的壓力組合之后便于在結(jié)構(gòu)上的相互和永久性粘結(jié)。在這種情況下，在接觸的細長主體20之間(直接或通過可間置的第一薄膜32的材料介質(zhì))發(fā)生擴散粘結(jié)的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生接合點的形成，該接合點在使用溫度下保持穩(wěn)定，因此其在機械上可與圖2-7中用附圖標記15表示的結(jié)點相媲美。
[0035]具體地，為了有效地實現(xiàn)本發(fā)明，決定使用細長主體20，其也由具有高模量的聚烯烴聚合物制成，具有落在40至80微米范圍內(nèi)的基本上恒定的減小的厚度，具有包括在I至4毫米之間的寬度。使用具有上述特征的編織物形的細長主體允許構(gòu)造大致平坦的層壓體I，假定對應于編織物通過其的區(qū)域厚度上的變化相對于該層壓體I的平均厚度和其延伸長度可忽略不計。選擇與每個第二薄膜34的材料同類的形成細長主體20(以及網(wǎng)狀物12)的材料允許最大化相互粘結(jié)的程度和增強結(jié)構(gòu)10的超靜定性的程度，所述增強結(jié)構(gòu)10在機械上可與具有固定結(jié)點15的結(jié)構(gòu)相媲美，出于實踐的原因其將用附圖標記10”指示(圖2-4)。
[0036]如果使用紗線來制備細長主體20，則可使用芳族聚酰胺纖維，其與具有高彈性模量的聚烯烴纖維類似在粘結(jié)之后也不變脆。
[0037]應當指出的是，每個網(wǎng)狀物12可設有至少兩層120、122相互平行的細長主體20，如圖2-圖4中所示，其根據(jù)相對于彼此以根據(jù)項目規(guī)定所限定的方式而傾斜的方向疊置于彼此上或彼此相交，并且具體在層壓體I的強度和剛性目標值下。這些方向可以是圖2-4中所示的90，，但網(wǎng)狀物12也可以是具有三條軸線的類型，具有細長主體20的另外一層125，細長主體20的另外一層125取向成呈現(xiàn)沿三個不同方向取向的三層，以便最大化增強結(jié)構(gòu)10的剛性(如圖3a和3b中所示，以及在圖4a的剖面圖中所示)，以便在層壓體I的負載下增加超靜定性的程度。另一方面，鑒于以上的描述，該添加另外一層125使得層壓體I的柔性在靜止時基本上不變，給定細長主體20的減小厚度，如將在下文更加強調(diào)描述的那樣。
[0038]應當指出的是，如果增強構(gòu)件10包括在它們之間的細長主體20，其中細長主體20根據(jù)隨意限定的力線分布或在網(wǎng)狀物12中組織，如果有必要分布在層120、124、125上，層120、124、125在通過熔化產(chǎn)生的相應基體M內(nèi)部相互疊置，則應當理解的是，細長主體20的相對位置是穩(wěn)定的，因此這些主體之間的連接是剛性的。這允許增強結(jié)構(gòu)10被制成類似于具有固定結(jié)點15的柔性結(jié)構(gòu)。在該圖中每個結(jié)點15包括至少兩個細長主體20，所述細長主體20相互垂直，但可通過添加細長主體的另一層125和通過隨后增厚基體來進一步穩(wěn)定。自然，這種結(jié)構(gòu)的剛性在設計階段將可基于細長主體20在其延伸長度上的精確“密度”來隨意限定。
[0039]鑒于以上描述，并具體參照圖2-圖4，細長主體20可沿著線L粘結(jié)到外皮層30，所述線L例如但不限于根據(jù)彼此不同的幾何圖案A或B布置，以便限定實際用附圖標記AlPBlg示的加固部分。應當強調(diào)的是，根據(jù)幾何圖案A布置的細長主體20相互平行，而根據(jù)幾何圖案B布置的那些布置在曲線上，所述曲線具有可隨意限定的曲率，如圖4a中可看出的那樣。
[0040]應該指出的是，在圖4中該加固部分A’的細長主體20沿著方向D相互平行布置，該方向D出于實踐和純粹以舉例的方式確定成在薄片的平面內(nèi)大致水平，該加固部分A’的細長主體20并以規(guī)則地間隔開的方式分布，然而并不限制本發(fā)明的保護范圍。
[0041]使用上述的層壓體I是明確的，不需要作進一步的解釋。然而，可有用的是指出諸如本文所述的層壓體可用于用作具有更復雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品的外部涂層，以承受任何大小的膜應力。此外，可有用的是指出基于上面的描述，每個層壓體I通過使用壓力和足夠的溫度來將在層中布置的多個組件相互粘結(jié)來制備，所述層具體是至少一種涂覆外皮層，細長主體用于沿著給定的線提供機械強度，網(wǎng)狀物用于沿著幾個方向提供機械強度，其中這些組件使用塑料材料制成，塑料材料來源非常容易，諸如聚烯烴。鑒于下述事實，即這些材料具有非常高的彈性模量，它們可以非常有限的厚度產(chǎn)生，呈現(xiàn)高的化學親和性，價格便宜，并且也可有限比例的存貨購買，每個層壓體I具有有限的復雜性并且可在生產(chǎn)設施中在復雜性有限的系統(tǒng)中容易地制備，所述生產(chǎn)設施裝配有復雜性最小的生產(chǎn)裝置，因此經(jīng)濟支出最小。
[0042]最后，顯而易見的是，也可以對上述的層壓體I進行變型，但是不脫離本發(fā)明的保護范圍。為了實用，在此和下文對于用于執(zhí)行相同功能的相同組件使用相同的附圖標記，至少在此這簡化了本發(fā)明描述和本發(fā)明主題的理解。
[0043]例如，也有可能的是以任何順序?qū)‥VA薄膜的單層、細長主體20、網(wǎng)狀物12相互組合，細長主體20由高模量的聚烯烴制成，優(yōu)選為編織物形狀，相互平行布置或根據(jù)在安裝時作用于層壓體I的應力傳播的線布置(根據(jù)圖4a的圖案A或B)，網(wǎng)狀物12同樣由高模量的聚烯烴或另一種材料制成，條件是每個網(wǎng)狀物12和/或細長主體20的每個加固部分A’或B’布置在兩個EVA薄膜之間以及上述的熱循環(huán)在受控壓力的條件下施加。
[0044]例如但不限于，根據(jù)圖5，層壓體I可用于形成另一層壓體2，該另一層壓體2包括厚度減小的至少一個膜片體40，膜片體40由紡織或無紡織物制成，即其纖維被簡單地編織或壓制的一種產(chǎn)品，該產(chǎn)品以匹配的方式布置在外皮層30和增強結(jié)構(gòu)10之間。鑒于以上的描述，當超過相應的熔化溫度時，每個膜片體40對于第一薄膜32的熔化材料而言是可滲透的，因此，該熔化材料可穿過該第一薄膜32。這允許膜片體40和增強構(gòu)件10的纖維可被穩(wěn)定地實施?？扇菀桌斫獾氖?，該組件的功能是用于加固增強結(jié)構(gòu)10，因此層壓體I處于其整體性下。膜片體40可由與所述基體M異質(zhì)的材料、特別是聚酯制成，并且可有利地但非限制性地呈現(xiàn)包括在5至60克/平方米之間的質(zhì)量密度，以便抵抗剛性上的持續(xù)增加，即使層壓體I在其整體上的延伸非常大時，層壓體I的質(zhì)量密度增加的量是可忽略的。
[0045]參照圖6，層壓體I可轉(zhuǎn)化為更剛性的層壓體3，但通過將由細長主體20的多個部分A’或B’構(gòu)成的增強結(jié)構(gòu)10施加到層壓體3與外皮層30相對的一個表面上，該更剛性的層壓體3在靜態(tài)時仍然是柔性的，細長主體20可布置在網(wǎng)狀物12內(nèi)，再次通過由EVA制成的第一薄膜32相互交替，以便產(chǎn)生一個多層體100，細長主體20將沿著相應的線L分布的剛性提供到該多層體100，能夠在由細長主體20所確定的方向上以抵抗方式起作用，因此在這些方向的每個方向上都是極具剛性的。
[0046]否則，參照圖7，兩個層壓體I可通過間置第一薄膜32而抵靠彼此粘結(jié)，以便產(chǎn)生一種產(chǎn)品，該產(chǎn)品外表面總是由相應外皮層30的第二薄膜34形成。
[0047]這種類型的產(chǎn)品適于以相對于參考橫向平面可選地為凹入或凸起的配置方式進行操作。因此，考慮到結(jié)構(gòu)的對稱性和形成該結(jié)構(gòu)的組件布置提供的超靜定性，這種產(chǎn)品特別適于制造覆蓋物或風帆200，諸如在圖1中的那樣，但是根據(jù)設計限制定比例和定制尺寸。很容易理解的是，網(wǎng)狀物12和/或細長主體20的部分A或B的層的疊置順序和數(shù)目將取決于覆蓋物或風帆200的項目規(guī)定。
[0048]可注意到的是，由于細長主體20可通過其制成的編織物的具體限制的厚度，最終產(chǎn)品(不管是多層體100還是風帆200)的厚度和相應的質(zhì)量將顯著降低，對于在運動船只上的用途而言具有巨大的優(yōu)勢，其原因在于降低了由空氣動力學附件給予的傾側(cè)貢獻。
[0049]具體參照圖8，每個層壓體I可呈現(xiàn)橫向于層壓體I的外側(cè)邊緣11布置的相應第一部分A’的細長主體20，該細長主體在風帆200中將使得與其輸入或輸出邊緣重合。以這種方式，疊置的層壓體I將呈現(xiàn)相應的第一部分A’的細長主體20，相應的第一部分A’可相互傾斜包括在5°和30°之間的銳角。通過相應結(jié)構(gòu)的超靜定性上的增加，這將允許進一步增加被加載的風帆200的剛性。以這種方式，每個風帆200將更加剛性和結(jié)實，而不會喪失柔性，限制其質(zhì)量的增加。
[0050]相對于在負載下的層壓體1、也是多層體100或風帆200的剛性方面，有用的是要指出該機械特征與編織物狀細長主體20的數(shù)量和分布密切相關，并與點對點焊接的相應可能性密切相關，點對點焊接給予相鄰層的膜剛性的顯著增加，不論這些相鄰層是由網(wǎng)狀物12或其它細長主體20制成，與第一薄膜32直接接觸或與第一薄膜32交替。如上所述的結(jié)點15的密度越大，在安裝時它們在其中體現(xiàn)的基體M的剛性越大，因此相關的層壓體I/多層體100/風帆200也將如此。
[0051 ]在層壓體I/多層體100或風帆200中在細長主體20的相應橫截面從相應外側(cè)邊緣的寬度的2-4倍量級的距離處發(fā)生剛性的增加。這意味著使用寬度包括在2和3毫米之間的細長主體20使得相應的層壓體I/多層體100/風帆200成為非常超靜定性的膜片體，所述細長主體20在8和15毫米之間的距離處布置在若干層上，在每一層中細長主體20可以不同的方式取向，其特征在于，在一定負載下尺寸剛性和結(jié)構(gòu)/機械穩(wěn)定性的非常顯著的組合。顯而易見的是，這方面的證據(jù)使得如此制造的各個層壓體I/多層體100/風帆200特別適用于存在運動流體的情況，其中保持形狀是用于隨著時間的推移保持給定升力值的一項重要要求。
[0052]此外，應當指出的是，在每個細長主體20和/或?qū)?20、122、125之間確定的點對點焊接的狀態(tài)給增強結(jié)構(gòu)10提供承受作用載荷的能力，但是每個細長主體20和/或?qū)?20、122、125在基體M中疊置于彼此上，所述作用載荷均勻地分布到增強結(jié)構(gòu)整個延伸部分并且以與增強構(gòu)件10中的上述結(jié)點15的比重的增加成比例的方式增加。這種情況的主要結(jié)果是，在負載下，體現(xiàn)該增強結(jié)構(gòu)10的每個層壓體I/多層體100或風帆200的變形是均勻的且沒有外表面的局部變形。在該表面上缺乏這些變形使得可以證明下述斷定，即體現(xiàn)如上所述的增強結(jié)構(gòu)10的每個層壓體I特別適合于構(gòu)建空氣動力學輪廓或特別有效的風帆200。
[0053]基于以上的描述，應當補充的是各個層壓體I的制造方法必須包括下述步驟，即交替地布置包括至少一層第一薄膜32的粘結(jié)層，和增強構(gòu)件10的組件層，增強構(gòu)件10包括隨意分布的多個細長主體20，各個層壓體I可為圖1中所示的形式或為參照圖6a-6c的多層體或圖1和圖8的風帆200的形式所述的形式。沉積增強結(jié)構(gòu)10的上述組件的任何層的步驟可在加固步驟之前或之后，包括沉積至少一個膜片體40。制造方法通過施加熱循環(huán)和壓力的步驟完成，施加熱循環(huán)和壓力持續(xù)的時間足以允許EVA擴散到增強結(jié)構(gòu)10內(nèi)，上述步驟將允許構(gòu)建塑料基體M，所述塑料基體M通過存在網(wǎng)狀物12和通過細長主體20以及在必要時通過膜片體40而成為非常超靜定性的。
[0054]顯而易見的是，施加將半成品的溫度升高到第一薄膜32的熔化溫度水平所需的熱量可在特制烤爐內(nèi)或在熱乳機內(nèi)執(zhí)行，能夠?qū)⑦m于允許形成基體M的校準壓力和溫度施加到半成品上，施加所述壓力和溫度的時間根據(jù)基體M的設計規(guī)格來完成EVA擴散以及將它們在所述基體M內(nèi)穩(wěn)定地相關聯(lián)所需的時間。
[0055]鑒于上面的描述，應當指出的是，層壓體I/多層體100和風帆200的機械性能被賦予高機械強度，其特征在于聚烯烴纖維具有用于構(gòu)建這些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組件的高模量，并且被賦予幾何布置，幾何布置將把細長主體20分配到包括它們的層內(nèi)。對于可靠性和安全性的顯而易見的原因而言特別重要的特征通過下述實現(xiàn)，即防止這些材料老化的高抗性，隨著時間的推移維持和保持其性能的能力，以及在使用產(chǎn)品的條件和在制造過程兩者中的尺寸穩(wěn)定性。對于這種類型的增強的具體使用特別感興趣的其它性能是低于水的密度和疏水性。這最后一個特征與其化學性質(zhì)相關，并導致表面能量降低，聚烯烴族的所有物質(zhì)都有上述性質(zhì)。這使得該類聚合物非常適于用作粘合劑，但會使得粘結(jié)非常困難。該缺陷可通過使用屬于相同聚合物族的輔助裝配裝置得到解決，如果必要的話如在前面所提及的現(xiàn)有技術文獻中已經(jīng)說明的那樣使用。另一方面，該缺陷可通過使用與第一薄膜32的EVA相容但熔點比EVA溫度更高的材料代替第二薄膜34同時保持最佳的層疊穩(wěn)定性來解決。這些材料之一可以是聚氨酯，也具有非常有限的成本且肯定比EVA有更多的保護，因為它在約165°C下熔化，經(jīng)過長時間暴露于陽光下也具有高結(jié)晶穩(wěn)定性。此外，使用聚氨酯來制備用于諸如層壓體I/多層體100的產(chǎn)品保護性外皮層，風帆200是特別適合的，其原因在于下述特點，即它可容易地打印或涂繪，或由于對粘合材料的增加的化學反應性，從而粘合性薄膜的穩(wěn)定施加不需要使用縫線來穩(wěn)定連接。當所使用的聚氨酯具有脂族堿(aliphatic base)時，這些特點肯定更加明顯。為了清楚起見，由EVA和聚氨酯的兩個匹配層形成的外皮層的生產(chǎn)可通過熔融擠出過程，其中如已知的那樣，這兩種材料的薄膜已經(jīng)以相互疊置的方式創(chuàng)建，具有相當?shù)膶嵱眯院徒?jīng)濟優(yōu)勢。
[0056]最后，上述層壓體I的制造技術增加在所述過程和使用溫度下使用的各種材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，上述制造技術基于在時間上適當調(diào)節(jié)的溫度和壓力的共同作用，該溫度和壓力應用到不同結(jié)構(gòu)復雜性的半成品。此外，溫度和壓力的共同作用允許層壓體I組件的幾何壓實，而在軌跡的負載下沒有任何變化，所述軌跡根據(jù)項目規(guī)定分配到細長主體20，并確定粘附的最佳水平，這是由于在所生產(chǎn)的復合材料的所有組件之間形成穩(wěn)定的界面。具體地，這取決于所使用的熱塑性粘合劑的低表面能，所述熱塑性粘合劑在工藝溫度下是液體的并且能夠快速潤濕所有組件，以便在冷卻后將它們阻斷在預定位置下，以確保在材料恢復到用于相應運輸和使用的環(huán)境溫度之后執(zhí)行所分配的功能。粘合作用通過表面能的降低來促進，所述表面能由處理過程中的溫度增加并通過擴散粘結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生來確定，所述擴散粘結(jié)現(xiàn)象通過施加上述的熱循環(huán)來激活并通過所使用的熱塑性材料和用于構(gòu)建增強結(jié)構(gòu)的那些之間的化學親和性來促進;在使用中，化學親合性有助于形成細長主體20(單獨施加或在網(wǎng)狀物12中組織的)在結(jié)點15中相互疊置的永久性連接，并增加增強結(jié)構(gòu)1的超靜定性程度，通過固定結(jié)點15有效地形成上述(即后者，即增加增強結(jié)構(gòu)10的超靜定性程度)。
【主權項】
1.一種柔性的塑料層壓體(I)，其由保護性外皮層(30)界定并設置有增強裝置(10)，所述增強裝置(10)包括多個牽拉構(gòu)件(12，20)，所述牽拉構(gòu)件(12，20)根據(jù)以給定方式成形的力線(L)布置并穩(wěn)定地連接到所述外皮層(30);其特征在于所述外皮層(30)呈現(xiàn)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)(32)，所述體現(xiàn)結(jié)構(gòu)(32)以結(jié)構(gòu)性的方式通過融合布置成約束所述牽拉構(gòu)件(12，20)。2.根據(jù)權利要求1所述的層壓體，其特征在于所述體現(xiàn)結(jié)構(gòu)(32)包括第一薄膜(32)，第一薄膜適于通過融合形成基體(M)從而穩(wěn)定地體現(xiàn)所述牽拉構(gòu)件(12，20)。3.根據(jù)權利要求1或2所述的層壓體，其特征在于每個所述外皮層(30)包括第二保護性薄膜(34)，所述第二保護性薄膜(34)以匹配的方式在與所述牽拉構(gòu)件(20)相反的側(cè)上粘結(jié)到所述第一外皮層(32);所述第一薄膜(32)和所述第二薄膜(34)由熱塑性材料制成;所述第一薄膜(32)可在低于所述第二薄膜(32)的溫度下熔化。4.根據(jù)權利要求3所述的層壓體，其特征在于所述增強裝置(10)包括具有固定結(jié)點(15)的結(jié)構(gòu)(10”)，其中所述牽拉構(gòu)件(20)布置在穩(wěn)定地相互連接的疊置層(120，122，125)上。5.根據(jù)權利要求4所述的層壓體，其特征在于每對所述相鄰層(120，122，125)由所述第一薄膜(32)間隔開，以便以結(jié)構(gòu)性的方式通過融合進行約束，并產(chǎn)生一多層體(100-200)，每個所述層(120，122，125)的牽拉構(gòu)件(20)沿著各條力線(L)給多層體(100-200)提供剛性。6.根據(jù)權利要求4或5所述的層壓體，其特征在于至少一個所述層(120，122，125)包括相互平行的所述牽拉構(gòu)件(20)。7.根據(jù)權利要求6所述的層壓體，其特征在于彼此相鄰且由所述基體(M)體現(xiàn)的兩個所述層(120，122，125)的所述牽拉構(gòu)件(20)根據(jù)相對于彼此傾斜過一給定的角度的方向取向，以形成一網(wǎng)狀物(12)并通過固定的結(jié)點(15)最大化所述結(jié)構(gòu)(10”)的剛性。8.根據(jù)權利要求3-7任一項所述的層壓體，其特征在于所述第二薄膜(34)和所述牽拉構(gòu)件(12，20)每個利用基于聚烯烴族的烴類的化合物構(gòu)成，以便最大化相互粘結(jié)的相應程度以及具有固定結(jié)點(15)的所述結(jié)構(gòu)的超靜定性程度。9.根據(jù)權利要求2-7任一項所述的層壓體，其特征在于至少所述第一薄膜(32)用聚烯烴族的材料構(gòu)成。10.根據(jù)權利要求2-8任一項所述的層壓體，其特征在于至少所述第二薄膜(34)用聚氨酯族的材料構(gòu)成。11.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的層壓體，其特征在于它包括至少一個膜片體(40)，所述膜片體(40)以接觸的方式布置在所述第一外皮層(32)和所述牽拉構(gòu)件(20)的至少所述層(120，122，125)之間，以加固所述增強結(jié)構(gòu)(10)。12.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的層壓體，其特征在于至少所述第一薄膜(32)用具有高彈性模量的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)生產(chǎn)。13.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的層壓體，其特征在于每個所述細長主體(20)類似于編織物成形，呈現(xiàn)聚烯烴的聚合結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)包括在40至80微米之間的基本上恒定的厚度，呈現(xiàn)包括在I至4毫米之間的寬度，呈現(xiàn)至少包括在60至ISOGPa之間的彈性模量和包括在0.95至1.1克每立方厘米之間的密度。14.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的層壓體，其特征在于所述細長主體(20)以一定的相互距離分布，所述距離比相應橫截面的寬度大2-4倍，以最大化所述增強結(jié)構(gòu)(10)的剛性。15.—種多層體，其設有根據(jù)權利要求1-14中至少一項所述的層壓體，其特征在于呈現(xiàn)所述增強裝置(10)，所述增強裝置(10)以多層布置，所述多層通過至少一層所述第一薄膜(32)彼此間隔開，并且其特征在于選擇性地包括至少一個所述膜片體(40)。16.根據(jù)權利要求15至權利要求3所述的多層體(100)，其特征在于它包括由所述第二保護性薄膜(34)覆蓋的至少所述第一薄膜(32)。17.—種覆蓋物，其特征在于包括根據(jù)權利要求1-14中任一項構(gòu)建的至少一個層壓體。18.—種風帆(200)，其包括根據(jù)權利要求1-14中任一項構(gòu)建的至少兩個層壓體;所述兩個層壓體(I)在外側(cè)上呈現(xiàn)根據(jù)權利要求3相應的所述外皮層(30)，并且以匹配的方式通過間置與所述第一薄膜(32)基本上相同的薄膜而連接到彼此。19.根據(jù)權利要求18所述的風帆，其特征在于相應的兩個所述層壓體(I)呈現(xiàn)細長主體(20)的相應的第一部分(A)，細長主體(20)相對于彼此傾斜過包括在5°至30°之間的銳角。20.—種用于制備根據(jù)權利要求1-14構(gòu)建的層壓體(I)、根據(jù)權利要求15-16所述的多層體、根據(jù)權利要求17的覆蓋物或根據(jù)權利要求18-19所述的風帆的方法，所述方法包括交替地布置所述第一粘結(jié)薄膜(32)和根據(jù)所述力線(L)布置的所述牽拉構(gòu)件(20)的所述層(120，122，125)的步驟。21.根據(jù)權利要求20所述的方法，其特征在于布置所述牽拉構(gòu)件的所述層(120，122，125)的步驟在加固步驟之前或之后，其中至少一個膜片體(40)放置在彼此相鄰的一對兩個所述第一薄膜(32)之間。22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其特征在于包括施加熱循環(huán)的步驟，其包括以下子步驟:將所述層壓體(I)的溫度升高到高于或等于每個所述第一薄膜(32)的熔化溫度;將所述層壓體(I)的所述溫度保持恒定地處于所述熔化溫度下持續(xù)足夠長的時間以允許每個所述第一薄膜(32)的材料擴散到所述增強結(jié)構(gòu)(10)內(nèi)以便將它們在所述基體(M)內(nèi)穩(wěn)定地相關聯(lián)。23.根據(jù)權利要求22所述的方法，其特征在于施加熱循環(huán)的所述步驟包括將壓力施加到所述層壓體的步驟。
【文檔編號】B32B5/26GK105939926SQ201480051915
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年7月18日
【發(fā)明人】皮爾卡洛·莫爾塔
【申請人】皮爾卡洛·莫爾塔, 恩里科·格拉西