制造成型的蜂窩結(jié)構(gòu)的方法及由此制造的蜂窩結(jié)構(gòu)的制作方法

文檔序號：4432016閱讀：738來源：國知局

專利名稱：制造成型的蜂窩結(jié)構(gòu)的方法及由此制造的蜂窩結(jié)構(gòu)的制作方法
制造成型的蜂窩結(jié)構(gòu)的方法及由此制造的蜂窩結(jié)構(gòu)
背景技術(shù)：
1. 發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及制造可用于高溫環(huán)境中的蜂窩結(jié)構(gòu)的方法及由此制造的蜂
點。在一個優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明涉及制造具有彎曲形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)的方法及由此制造的蜂窩結(jié)構(gòu)。
2.
背景技術(shù)：
美國專利5,096,526公開了由高熔融溫度的熱塑性層壓體和蜂窩結(jié)構(gòu) 芯來形成成型結(jié)構(gòu)的方法，尤其是使熱塑性層壓體與蜂窩結(jié)構(gòu)芯粘合并隨后在^f莫制工具上對結(jié)構(gòu)進行成型的方法。該方法涉及將層壓體加熱至高于600 。F(315。C)，以便在無粘合劑的情況下使熱塑性層壓體覆蓋片與蜂窩結(jié)構(gòu)芯粘合，然后成型具有蜂窩結(jié)構(gòu)芯的覆蓋片。
美國專利5， 137， 768、 6， 544， 622和5， 789, 059公開了由高才莫量對位芳族聚酰胺材料制成的片材制成的蜂窩結(jié)構(gòu)。這些蜂窩結(jié)構(gòu)由于其高剛度、高強度重量比和耐溫性而具有很高的價值。高模量的對位芳族聚酰胺材料可形成高度剛性的蜂窩結(jié)構(gòu)，這在許多情況下是所期望的，但是當試圖將這些蜂窩結(jié)構(gòu)模制成彎曲形狀時則會產(chǎn)生問題。當蜂窩結(jié)構(gòu)在具有曲率區(qū)域的模殼上或模殼中進行成型時，蜂窩結(jié)構(gòu)的一面被拉伸而另一面則被壓縮。被壓縮的一面通常會經(jīng)受更嚴重的損壞，并且這種損壞一般為單元壁向內(nèi)彎曲；也就是說，單元壁向單元內(nèi)塌陷或彎曲。如果大量單元具有向內(nèi)彎曲的單元壁，則蜂窩結(jié)構(gòu)具有嚴重的結(jié)構(gòu)缺陷。
因此，需要的是一種包含高模量材料而且還能經(jīng)受模制而不損壞過量的蜂窩結(jié)構(gòu)單元的蜂窩結(jié)構(gòu)。
發(fā)明概述
本發(fā)明涉及制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，該蜂窩結(jié)構(gòu)包括具有形成蜂窩結(jié)構(gòu)的面的邊緣的單元，該面由多個點來限定并具有曲率區(qū)域，其中至少兩個點
位于不同的切面內(nèi)，該方法包括以下步驟
a) 沿粘合劑的平行線粘合多個片材，所述片材包含按壁中熱塑性材料和高^t量纖維的總量計5至50重量份的具有12(TC至35(TC的熔點的熱塑性材料以及50至95重量份的具有600克/旦尼爾(550克/分特)或更高模量的高模量纖維；
b) 將粘合的片材沿垂直于片材平面的方向拉分開，以形成具有單元的蜂窩結(jié)構(gòu)；
c) 加熱蜂窩結(jié)構(gòu)以軟化熱塑性材料；
d) 在具有曲率區(qū)域的模具中或模殼上彎曲、模制或成形蜂窩結(jié)構(gòu)；
以及
e) 冷卻蜂窩結(jié)構(gòu)，以保持模具或模殼的曲率區(qū)域的形狀。本發(fā)明還涉及制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，該蜂窩結(jié)構(gòu)包括具有形成蜂窩結(jié)
構(gòu)的面的邊緣的單元，該面由多個點來限定并具有曲率區(qū)域，其中至少兩個點位于不同的切面內(nèi)，該方法包括以下步驟
a) 沿粘合劑的平行線粘合多個片材，所述片材包含按壁中熱塑性材料和高^t量纖維的總量計5至50重量4分的具有120。C至35(TC的熔點的熱塑性材料以及50至95重量份的具有600克/旦尼爾(550克/分特)或更高模量的高模量纖維；
b) 將粘合的片材沿垂直于片材平面的方向拉分開，以形成具有單元的蜂窩結(jié)構(gòu)；
c) 用熱固性樹脂浸漬蜂窩結(jié)構(gòu)；
d) 加熱蜂窩結(jié)構(gòu)以固化熱固性樹脂；
e) 將蜂窩結(jié)構(gòu)切割成片；
f) 將蜂窩結(jié)構(gòu)片加熱至高于熱固性樹脂和熱塑性材料這二者軟化點的溫度；
g) 在具有曲率區(qū)域的模具中或模殼上彎曲、模制或成形蜂窩結(jié)構(gòu) 片；以及
h) 冷卻蜂窩結(jié)構(gòu)片，以基本上保持模具或模殼曲率區(qū)域的形狀。本發(fā)明還涉及制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，該蜂窩結(jié)構(gòu)包括具有形成蜂窩結(jié)構(gòu)的面的邊緣的單元，該面由多個點來限定并具有曲率區(qū)域，其中至少兩個
點位于不同的切面內(nèi)，該方法包括以下步驟
a) 沿粘合劑的平行線粘合多個片材，所述片材包含按壁中熱塑性材料和高模量纖維的總量計5至50重量份的具有12(TC至35(TC的熔點的熱塑性材料以及50至95重量份的具有600克/旦尼爾(550克/分特)或更高模量的高模量纖維；
b) 將粘合的片材沿垂直于片材平面的方向拉分開，以形成具有單元的蜂窩結(jié)構(gòu)；
c) 用熱固性樹脂浸漬蜂窩結(jié)構(gòu)；
d) 將蜂窩結(jié)構(gòu)加熱至B階段或部分地固化熱固性樹脂；
e) 將蜂窩結(jié)構(gòu)切割成片；
f) 將蜂窩結(jié)構(gòu)片加熱至高于熱固性樹脂和熱塑性材料這二者軟化點的溫度；
d)在具有曲率區(qū)域的模具中或模殼上彎曲、模制或成形蜂窩結(jié)構(gòu)
片；
h) 以足以固化熱固性樹脂的時間和溫度，將蜂窩結(jié)構(gòu)片保持在模具中或才莫殼上；以及
i) 冷卻蟲奪窩結(jié)構(gòu)，以基本上保持^^莫具或才莫殼的曲率區(qū)域的形狀。
附圖簡述
圖la和lb為六邊形形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)的圖示。
圖2為六邊形單元形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)的另一圖示。
圖3a、 3b和3c為形成彎曲的蜂窩結(jié)構(gòu)的簡單方法的圖示。
圖4a、 4b、 4c和4d示出了未損壞的六邊形單元和具有凹形單元壁的損壞的六邊形單元。
圖5a、 5b、 5c和5d示出了未損壞的正方形單元和具有凹形單元壁的損壞的正方形單元。
圖6示出了一個成型的制品，該制品為由蜂窩結(jié)構(gòu)和一個或多個面片材制成的面板的形式。
圖7為在蜂窩結(jié)構(gòu)的制造過程中施加粘合劑的工序視圖。圖8為在蜂窩結(jié)構(gòu)的制造過程中堆疊含纖維紙片的工序視圖。
圖9為在蜂窩結(jié)構(gòu)的制造過程中熱壓紙片堆疊件的工序視圖。圖IO為在蜂窩結(jié)構(gòu)的制造過程中展開紙片堆疊件的工序視圖。圖lla和llb為對蜂窩結(jié)構(gòu)進行成型的實例工序視圖。
發(fā)明詳述
蜂窩結(jié)構(gòu)包括具有形成蜂窩結(jié)構(gòu)的面的邊緣的單元，該面由多個點來限定并具有曲率區(qū)域，其中至少兩個點位于不同的切面內(nèi)。圖la為蜂窩結(jié) 構(gòu)的一個例示。圖lb為圖la所示蜂窩結(jié)構(gòu)的正交視圖，圖2為該蜂窩結(jié)構(gòu) 的三維視圖。所示為具有六邊形單元2的蜂窩結(jié)構(gòu)1。每個單元由多個單元壁3形成，并且單元壁4的外邊緣形成蜂窩結(jié)構(gòu)的面5。事實上，單元壁的外邊緣形成位于蜂窩結(jié)構(gòu)面上的不同切面內(nèi)的一系列點6。雖然所示為六邊形單元，然而其他幾何排列也是可能的，其他最普遍的可能排列為矩形單元。
蜂窩結(jié)構(gòu)在蜂窩結(jié)構(gòu)的面上具有位于不同切面內(nèi)的多個點，這意味著蜂窩結(jié)構(gòu)的面具有曲率或以某種方式彎曲。在一些優(yōu)選的實施方案中，蜂窩結(jié)構(gòu)的面以拋物線形式、雙曲線形式、或彎曲形式的某種組合進行彎曲。在其他優(yōu)選的實施方案中，蜂窩結(jié)構(gòu)的面以半球形或碗形方式彎曲。在一些實施方案中，蜂窩結(jié)構(gòu)可具有無曲率區(qū)域與曲率區(qū)域的組合。在那些實施方案中，通過觀察可將曲率區(qū)域與無曲率區(qū)域區(qū)別開來。曲率區(qū)域?qū)⒕哂性谥辽?一個表面維度上有多個位于不同切面內(nèi)的點的面；無曲率區(qū)域具有多個點均在一個平面中的面。在一些實施方案中，曲率區(qū)域具有10倍于蜂窩結(jié)構(gòu)厚度或更小的曲率半徑，其中曲率半徑自蜂窩結(jié)構(gòu)厚度的中心處測得。在一些實施方案中，曲率區(qū)域具有7至2倍于蜂窩結(jié)構(gòu)厚度的曲率半徑，其中曲率半徑自蜂窩結(jié)構(gòu)厚度的中心處測得。
彎曲的蜂窩結(jié)構(gòu)的形成通常需要在具有曲率區(qū)域的模殼上或模具中、或在具有曲率區(qū)域的模具的陽模與陰模部分之間彎曲、模制或成形。作為例示，圖3示出了具有第一面11和第二面12、在具有凸形表面的彎曲的模殼 14上形成的蜂窩結(jié)構(gòu)10。作為另外一種選擇，其示出了在具有凹形表面的彎曲的模具15中模制的蜂窩結(jié)構(gòu)10。第一面11接觸模殼，當蜂窩結(jié)構(gòu)在凸形^^殼上由平坦平面變形為彎曲的結(jié)構(gòu)時，該面^皮壓縮。而相對面12則被拉伸。作為另外一種選擇，面11接觸凹形模具。當蜂窩結(jié)構(gòu)由平坦平面
變形為彎曲的結(jié)構(gòu)時，該面祐j立伸，而面12則^皮壓縮。
將蜂窩結(jié)構(gòu)的一個面進行壓縮的動作可使蜂窩結(jié)構(gòu)面上的單元壁塌陷。圖4示出了具有6個單元壁21的未損壞的六邊形單元20。由于壓縮，六邊形單元會塌陷；圖中顯示具有塌陷的或內(nèi)彎的壁23的損壞的六邊形單元22。塌陷的壁與單元形成的角稱為凹角。六邊形單元24還通過使用實線 25示出了單元壁的原始位置，并通過使用虛線27示出了 180度凹角的表示。虛線28表示大于180度的凹角。單元壁的塌陷可能不像在圖4中表示的那樣明顯。單元壁可能以形成向單元彎曲的方式內(nèi)翻，如六邊形單元22 所示。在這種情況下，根據(jù)內(nèi)彎的壁的切線計算凹角。圖4示出了具有內(nèi)彎的單元壁31的蜂窩結(jié)構(gòu)單元30,其中繪制出了切線32和33以顯示凹角34 是如何測得的。在所示的圖中，凹角大于180度。根據(jù)例證可容易地理解，兩個相鄰單元壁向單元中心內(nèi)的任何顯著塌陷通常均將產(chǎn)生大于180度的凹角。
圖5示出了具有四個單元壁41的未損壞的正方形單元40。由于壓縮，正方形單元會塌陷；圖中顯示具有塌陷的或內(nèi)彎的壁43的損壞的正方形單元42。正方形單元44還通過使用實線45示出了單元壁的原始位置，并通過使用虛線47示出了 180度凹角的表示。就正方形單元而言，可穿過單元壁41在任何點繪制虛線47。虛線48表示大于180度的凹角。單元壁的塌陷可能不像在圖5中表示的那樣明顯。單元壁可能以形成向單元內(nèi)彎曲的方式內(nèi)翻，如六邊形單元42所示。在這種情況下，根據(jù)內(nèi)彎的壁的切線計算凹角。圖5示出了具有內(nèi)彎的單元壁51的蜂窩結(jié)構(gòu)單元50，其中繪制出了切線52和53以顯示凹角54是如何測得的。在所示的圖中，凹角大于180 度。根據(jù)例證可容易地理解，兩個相鄰單元壁向單元中心內(nèi)的任何顯著塌陷通常均將產(chǎn)生大于180度的凹角。具有大于180度凹角的單元的數(shù)量可通過觀察來確定。在單元極小的情況下，可通過其他光學方法來確定。
蜂窩結(jié)構(gòu)可形成彎曲的或彎形形狀，并且在曲率區(qū)域上被壓縮的單元無顯著塌陷。事實上，在形成之后，曲率區(qū)域中少于25%的蜂窩結(jié)構(gòu)單元具有大于180度的凹角。在一個優(yōu)選的實施方案中，曲率區(qū)域中少于15%的蜂窩結(jié)構(gòu)單元具有大于180度的凹角。據(jù)認為，在單元壁中高沖莫量纖維和足夠份數(shù)的熱塑性材料的組合會形成可變形且無顯著單元塌陷的更柔韌結(jié) 構(gòu)，同時形成具有高剛度和高溫穩(wěn)定性的最終蜂窩結(jié)構(gòu)。
蜂窩結(jié)構(gòu)的單元壁優(yōu)選由包含高模量纖維和熱塑性材料的紙材形成。本文所用術(shù)語"紙材"采用其標準含義，可使用常規(guī)的造紙工藝和設備來制造該紙材。
本發(fā)明中所用的紙材可由實驗室用篩分儀至商業(yè)規(guī)模造紙機器的任何
規(guī)模的設備來制成，例如長網(wǎng)造紙機或斜網(wǎng)造紙機。典型方法涉及制備高
模量纖維材料的分散體如絮狀物和/或紙漿，并且制備含水液體中的粘合劑物質(zhì)，從分散體中排出液體以獲得濕組合物并干燥濕紙組合物?？赏ㄟ^如下
方式來制備分散體分散纖維，然后添加粘合劑物質(zhì)；或者分散粘合劑物質(zhì)，然后添加纖維。還可通過混合纖維分散體和粘合劑物質(zhì)分散體來制備分散體。如果粘合劑物質(zhì)為纖維，可通過首先制備與高模量纖維的混合物來將粘合劑纖維添加到分散體中，或者可單獨將粘合劑纖維添加到分散體中。分散體中的纖維濃度按分散體的總重量計可在0. 01至1. 0重量％的范圍內(nèi)。分散體中的粘合劑物質(zhì)濃度按固體的總重量計可最多為50重量％。
在典型方法中，分散體的含水液體通常為水，但是可包括各種其他物質(zhì)，例如pH值調(diào)節(jié)劑、成形助劑、表面活性劑、消泡劑等。含水液體通常以如下方式從分散體中排出將分散體引導至篩網(wǎng)或其他有孔支撐件上，保留分散的固體，然后使液體流過，從而得到濕紙組合物。濕組合物在支撐件上形成之后，通常通過真空和/或其他壓力進一步脫水，并且通過蒸發(fā)剩余液體進一步干燥。
在一個優(yōu)選的實施方案中，可將高模量纖維材料和熱塑性粘合劑，例如短纖維或短纖維與粘合劑顆粒的混合物，一起制漿以形成混合物，該混合物在網(wǎng)篩或網(wǎng)帶上轉(zhuǎn)化成紙材。對于由各種類型的纖維材料和粘合劑形成紙材的例證性方法，參考以下美國專利和美國專利申請授予Gross的 3, 756,908;授予Tokarsky的4, 698， 267和4， 729， 921;授予Hesler等人的5， 026， 456;授予Kirayoglu等人的5， 223, 094;授予Kirayoglu等人的 5, 314,742;授予Wang等人的6， 458, 244和6， 551, 456;以及授予Samuels 等人的6， 929， 848和2003-0082974。形成紙材之后，優(yōu)選將其熱壓光，因為輥的高溫和高壓會增大紙張的粘結(jié)強度。該步驟增加紙材的密度和強度。通常，在金屬與金屬、金屬與復合材料、或復合材料與復合材料輥之間的輥隙中壓光一層或多層紙材。作為另外一種選擇，可在對于具體組合物和最終應用來講最佳的壓力、溫度和時間下，在平壓機中壓縮一層或多層紙材。以此方式壓光紙材還會減小紙材的透氣度。用于本發(fā)明的紙材的厚度取決于蜂窩結(jié)構(gòu)的最終用途或所需性質(zhì)，在一些實施方案中，紙材厚度通常為1至5密耳。在一些實施方案中，紙材
的基重為0. 5至6盎司/平方碼。此外，如果不進行壓實或除壓實之外還需要增加強度或一些其他特性的改性，則可在壓光或壓縮之前、之后作為單獨步驟或者代替壓光或壓縮對紙材進行熱處理，例如熱輻射處理。
蜂窩結(jié)構(gòu)包含具有600克/旦尼爾(550克/分特)或更高的拉伸模量或楊氏模量的高模量纖維。纖維的高模量為最終蜂窩結(jié)構(gòu)和相應的面板提供必要的剛度。在優(yōu)選實施方案中，纖維的楊氏才莫量為900克/旦尼爾(820克/ 分特)或更高。在優(yōu)選的實施方案中，纖維的韌度為至少21克/旦尼爾(19 克/分特)，并且其伸長率為至少2%，以便更好地經(jīng)受模制加工并且為最終的結(jié)構(gòu)提供更高水平的機械特性。
在一個優(yōu)選的實施方案中，高模量纖維為耐熱纖維。所謂"耐熱纖維"是指當在空氣中以2(TC/分鐘的速率加熱至50(TC時，所述纖維優(yōu)選地保留其纖維重量的90%。此類纖維通常具有阻燃性，這意味著該纖維或由該纖維制成的織物具有的極限氧指數(shù)(LOI)使得纖維或織物不支持空氣中的燃燒，優(yōu)選的LOI范圍為約26及更高。
高模量纖維可為絮狀物或紙漿或它們的混合物的形式。所謂"絮狀物"是指具有2至25毫米、優(yōu)選3至7毫米的長度以及3至20微米、優(yōu)選 5至14微米的直徑的纖維。如果絮狀物長度小于3毫米，則其對紙材強度的影響不夠大；如果其長度大于25毫米，則幾乎不可能通過濕法成網(wǎng)法來形成均勻的纖維網(wǎng)。如果絮狀物的直徑小于5微米，則其很難以足夠的均勻性和可重復生產(chǎn)性來制造；如果其直徑大于20微米，則實質(zhì)上不可能形成輕至中等基重的均勻紙材。一般通過將連續(xù)的巻繞絲切割成比長度的段來制備絮狀物。
本文所用術(shù)語"紙漿"是指具有桿和通常自桿延伸的原絲的材料顆粒，其中桿通常為柱形并且直徑為約10至50微米，原絲為通常連接到桿的
細的毛發(fā)狀構(gòu)件，經(jīng)測量其直徑僅為一微米的若干分之一或幾微米，長度為
約10至100微米。
在一些實施方案中，可用于本發(fā)明的高模量纖維包括由對位芳族聚酰胺、聚苯并唑或聚吡啶并唑聚合物或它們的混合物制成的纖維。在一些實施方案中，可用于本發(fā)明的高模量纖維包括碳纖維。在一個優(yōu)選的實施方案中，高模量纖維由芳族聚酰胺聚合物尤其是對位芳族聚酰胺聚合物來制成。在尤其優(yōu)選的實施方案中，高模量纖維為聚對苯二甲酰對苯二胺。
本文所用術(shù)語"芳族聚酰胺"是指聚酰胺，其中至少85%的酰胺(-CONH-)連接基直接連接到兩個芳族環(huán)上。"對位芳族聚酰胺"是指兩個環(huán)或基沿分子鏈相對于彼此對位取向。添加劑可與芳族聚酰胺一起使用。事實上已發(fā)現(xiàn)，按重量計最多10%的其他聚合材料可與芳族聚酰胺共混使用，或者可使用具有最多10%的其他二胺(取代了芳族聚酰胺的二胺)或最多10% 的其他二甲酰氯(取代了芳族聚酰胺的二甲酰氯)的共聚物。在一些實施方案中，優(yōu)選的對位芳族聚酰胺為聚對苯二曱酰對苯二胺。可用于本發(fā)明的制造對位芳族聚酰胺的方法一般公開于例如美國專利3,869,430、 3,869,429 和3， 767, 756中。此類芳香族聚酰胺有機纖維和這些纖維的各種形式可以商標 Kevlar 纖維得自 E. I. du Pont de Nemours and Company (Wilmington, Delaware),以及以商才示Twaron 4尋自Tei jin， Ltd.。
的Zylon PBO-AS (聚(對亞苯基-2, 6-苯并雙嚅唑)纖維、Zylon PBO-HM (聚(對亞苯基-2,6-苯并雙嚅唑))纖維?？捎糜诒景l(fā)明的可商購獲得的碳纖維包括-得自Toho Tenax America, Inc.的Tenax 纖維。
蜂窩結(jié)構(gòu)具有5至50重量份的熔點為12(TC至35(TC的熱塑性材料。在一些優(yōu)選的實施方案中，熱塑性材料以20至40重量^f分的量存在。熱塑性是指具有其傳統(tǒng)的聚合物定義；也就是說，這些材料在受熱時以粘滯液體的
方式流動，并在被冷卻時硬化，以及在隨后的屢次加熱和冷卻時可逆地反復流動和硬化。
在一些其他優(yōu)選的實施方案中，熱塑性材料的熔點為18(TC至300°C。在一些其他優(yōu)選的實施方案中，熱塑性材料的熔點為22(TC至250°C。當用具有低于12(TC的熔點的熱塑性材料來制造紙材時，該紙材在紙材制造之后容易受到不可取的熔融流動、粘性和其他問題的影響。例如，在蜂窩結(jié)構(gòu)制造期間，在將節(jié)線粘合劑施加到紙材之后，一般會施加熱量以從粘合劑中去除溶劑。在另一步驟中，紙片被壓在一起以在節(jié)線處粘附片材。在這些步驟中的任一個期間，如果紙材具有低熔點的熱塑性材料，則該材料可流動并且會不可取地將紙片粘附到制造設備和/或其他片材上。因此，優(yōu)選地，用于紙材的熱塑性材料在紙材形成和壓光期間可熔融或流動，但在蜂窩結(jié)構(gòu)制造
期間不希望熔融或流動。具有350。C以上的熔點的熱塑性材料是不可取的，因為它們需要如此高的溫度來軟化，使得紙材中的其他組分在紙材制造期間可能開始降解。在存在一種以上的熱塑性材料的那些實施方案中，至少30% 的熱塑性材料應具有不高于35CTC的熔點。
在一些實施方案中，熱塑性材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為約IO(TC至 250°C。具有低于IO(TC的Tg的熱塑性材料在某些情況下會對制造期間蜂窩結(jié)構(gòu)單元的有效展開產(chǎn)生不利影響；具有高于25(TC的Tg的熱塑性材料在某些情況下會影響蜂窩結(jié)構(gòu)的最終模制。
可用于本發(fā)明的熱塑性材料可為纖維、雙組分纖維、聚合物薄片、聚合物顆粒、沉析纖維、紙漿或它們的混合物的形式。粘合劑纖維通常由熱塑性材料制成，該熱塑性材料可在低于纖維共混物中任何其他纖維的軟化點 (即具有更低的軟化點)的溫度下流動。優(yōu)選皮/芯型雙組分纖維作為粘合劑纖維，尤其是作為粘合劑材料的具有聚酯均聚物芯和共聚酯外皮的雙組分粘合劑纖維，例如通常得自Unitika Co. ， Japan (如，以商標MELTY 銷售)的那些?？捎玫恼澈蟿├w維類型可包括由聚丙烯、聚酯聚合物或共聚物制成的纖維；或僅含有該聚合物或共聚物的纖維；或具有并列或皮/芯型構(gòu) 型的雙組分纖維。在一些實施方案中，優(yōu)選的粘合劑粉末為熱塑性粘合劑粉末，例如共聚酯Griltex EMS 6E粘合劑粉末。如本文所用，術(shù)語"沉析纖維"是指小的、薄膜狀的、基本上為二維顆粒的細分聚合物產(chǎn)品，其具有約 100至1000微米的寬度和僅約0.1至1微米的厚度。通常通過使聚合物溶液流動至與該溶液的溶劑不混容的液體的凝固浴中來制造沉析纖維。聚合物溶液流在聚合物凝固時受到劇烈剪切力和紊流的影響。
在一些實施方案中，紙材中所用的優(yōu)選熱塑性材料為聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET)和/或聚萘二羧酸乙二酯(PEN)聚合物。這些聚合物可以包括多種共聚單體，包括二甘醇、環(huán)己烷二甲醇、聚(乙二醇)、戊二酸、壬二酸、癸二酸、間苯二曱酸等。除了這些共聚單體外，還可以使用支化劑，例如均苯三甲酸、均苯四曱酸、三羥甲基丙烷和三羥曱基乙烷、以及季戊四醇?？?以通過已知的聚合技術(shù)由對苯二甲酸或其低級烷基酯(如，對苯二曱酸二甲酯)和乙二醇或它們的共混物或混合物來獲得PET?？梢酝ㄟ^已知的聚合技術(shù)由2， 6-萘二曱酸和乙二醇來獲得PEN。一種可用的PEN纖維由Teijin， Ltd.以商品名Teonex 銷售。
在其他實施方案中，使用的優(yōu)選熱塑性材料為液體結(jié)晶的聚酯。本文所謂的"液體結(jié)晶的聚酯"(LCP)是指當使用TOT測試或其任何合理的變型進行測試時為各向異性的聚酯聚合物，如美國專利4，118,372所述，該專利以引用的方式并入本文。LCP的一個優(yōu)選形式為"全芳族"，即聚合物主鏈中的所有基團均為芳族基(連接基除外，如酯基)，但可以存在不為芳族的側(cè)基。優(yōu)選地，LCP的熔點為最高約35(TC。在其中外皮聚合物為粘合劑或低可熔組分的皮芯型雙組分纖維的情況下，該外皮聚合物應具有低于或最高約35(TC的熔點，而芯組分可為具有更高熔點的聚合物。通過ASTM法D3418 測得熔點。熔點為熔融吸熱的最大值，并且是在加熱速率為1(TC/min的笫二次加熱中測得的。如果存在一個以上的熔點，則認為聚合物的熔點是這些熔點中的最高熔點。用于本發(fā)明的優(yōu)選LCP包括得自DuPont Co的相應等級的Zenite 和得自Ticona Co的相應等級的Vectra LCP。
熱塑性材料中可以存在其他材料，尤其是常見于熱塑性組合物中的或用于熱塑性組合物的那些材料。這些材料在蜂窩結(jié)構(gòu)的^!喿作環(huán)境下應優(yōu)選為化學惰性的和適度熱穩(wěn)定的。此類材料可以包括例如一種或多種填充劑、增強劑、顏料和成核劑。還可以存在其他聚合物，從而形成聚合物共混物。在一些實施方案中，存在其他聚合物，優(yōu)選地其他聚合物在組合物中小于25 重量％。在另一個優(yōu)選的實施方案中，熱塑性材料中不存在其他聚合物，占總量很少(小于5重量°/。)的聚合物除外，例如用作潤滑劑和加工助劑的那些。
蜂窩結(jié)構(gòu)在許多制品中可用作結(jié)構(gòu)組件，包括商用客機上的頂置儲存倉和機翼至機身整流裝置。由于蜂窩結(jié)構(gòu)的輕型結(jié)構(gòu)性能，一種優(yōu)選的用途是用于空氣動力學結(jié)構(gòu)中，其中較輕的重量可節(jié)省推動物體穿過空氣所需的燃料或力。
可將一個或多個面片材連接到蜂窩結(jié)構(gòu)的面上以形成面板。在最終面板抵抗壓縮、彎曲和其他應力方面，面片材為其提供了完整性。而且，面片材可密封蜂窩結(jié)構(gòu)的單元以防止材料從單元中出來，或者面片材可有助于將
材料保持在單元內(nèi)。圖6示出了具有面片材61的蜂窩結(jié)構(gòu)60，該面片材61 通過使用粘合劑連接到一個面上。第二個面片材62連接到蜂窩結(jié)構(gòu)的相對面上，而連接有兩個相對的面片材的蜂窩結(jié)構(gòu)形成面板。可根據(jù)需要將其他材料層63連接到面板的任一面上。在一些優(yōu)選的實施方案中，應用到蜂窩結(jié)構(gòu)的兩個面上的面片材包含兩層材料。在一些優(yōu)選的實施方案中，面片材包括織造織物或正交的單向織物。在一些實施方案中，正交的單向織物為 0/90正交。如果需要，面片材可具有裝飾性表面，例如經(jīng)壓花或其他處理以形成悅目的外表面。包含玻璃纖維、碳纖維和/或其他高強度/高模量纖維的織物可用作面片材材料。
一種制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，該蜂窩結(jié)構(gòu)包括具有形成蜂窩結(jié)構(gòu)的面的邊緣的單元，該面由多個點來限定并具有曲率區(qū)域，其中至少兩個點位于不同的切面內(nèi)，該方法包括下列步驟
a) 沿粘合劑的平行線粘合多個片材，所述片材包含按壁中熱塑性材料和高^^莫量纖維的總量計5至50重量〗分的具有12(TC至35(TC的熔點的熱塑性材料以及50至95重量份的具有600克/旦尼爾(550克/分特)或更高模量的高模量纖維；
b) 將粘合的片材沿垂直于片材平面的方向拉分開，以形成具有單元的蜂窩結(jié)構(gòu)；
c) 加熱蜂窩結(jié)構(gòu)以軟化熱塑性材料；
d) 在具有曲率區(qū)域的模具中或模殼上彎曲、模制或成形蜂窩結(jié)構(gòu)；以
及
e) 冷卻蜂窩結(jié)構(gòu)，以保持模具或模殼的曲率區(qū)域的形狀。
圖7至9示出了沿間隔開的平行線粘合多個片材的步驟的一個實施方案。就典型六邊形單元而言，在任何一個片材上一個所施加節(jié)線的后沿至下一個所施加節(jié)線的前沿的距離等于一個單元壁長度的三倍。在圖7中，通過任何施加方法或印刷方法將粘合劑112沿多條線以一定寬度和節(jié)距施加到含有高^t量纖維的紙材101的帶上。粘合劑可以為選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、
丙烯酸類樹脂、聚酰亞胺樹脂和其他樹脂的樹脂；然而優(yōu)選使用熱固性樹脂。在圖中，將來自巻軸113的包含高模量纖維的帶狀紙材101送入至少一組輥的輥隙中，該組輥包括施加輥114和壓輥115。穿過布置在施加輥114 上的凹槽，將包含在粘合劑槽116中的粘合劑112沿多條線施加或涂覆到紙材101的一個表面上，然后將其干燥。
在圖8中，將包含高模量纖維的帶狀紙材101以預定間隔切割成多個片材lll。將切出的片材相互堆疊，使得每個片材按所施加粘合劑112的一半節(jié)距或一半間隔轉(zhuǎn)移到另一個片材上。就典型實例而言，可將400個切出的片材如箭頭117所示豎直堆疊以形成塊，其位置關(guān)系使得每個片材按所涂覆粘合劑線的間隔的一半進行轉(zhuǎn)移。
在圖9中，每個包含高模量纖維的堆疊紙片111通過壓力和熱量彼此粘合。在一個優(yōu)選的實施方案中，隨后在粘合劑112的軟化點下將多個包含高模量纖維的堆疊紙片111進行熱壓。然后使粘合劑硬化以將片材彼此粘合。

圖10a和10b示出了將粘合的片材沿垂直于片材平面的方向拉開以形成具有單元的蜂窩結(jié)構(gòu)的步驟。這也可稱為展開步驟。堆疊的和粘合的包含高模量纖維的紙片111通過施加在箭頭117所示方向的拉力或張力沿與堆疊方向相反的方向核尿開。每個片材111由此核尿開或在彼此間;故延伸，使得片材沿粘合部分的邊緣^皮折疊，并且未粘合的部分在與堆疊方向相反的方向上被延伸，從而使片材彼此分離。因此形成了由中空柱形單元119的平面組合件構(gòu)成的蜂窩結(jié)構(gòu)單元，單元119被由片材111形成的單元壁118隔開，片材111沿多條粘合劑節(jié)線115彼此粘合并^皮展開。
這種制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法的下一步驟是加熱蜂窩結(jié)構(gòu)以軟化蜂窩結(jié)構(gòu) 單元壁中的熱塑性材料?？赏ㄟ^任何能提供熱源的可用方法例如熱輻射、強制通風加熱爐和介電爐等來實現(xiàn)這一點。然而，在一些優(yōu)選的實施方案中，熱輻射是優(yōu)選的。以足以軟化單元壁中的熱塑性材料的溫度和時間進行加熱。通常，溫度接近或高于熱塑性材料的熔點，所需時間由存在的材料質(zhì)量來確定。在一些實施方案中，優(yōu)選的加熱溫度為熱塑性材料的熔融溫度+/-10°C。如果需要，可以對熱源和模具或模殼進行結(jié)合，以便在不干涉受熱蜂窩結(jié)構(gòu)的處理的情況下來加熱并形成蜂窩結(jié)構(gòu)。
然后，通過在具有曲率區(qū)域的模具中或模殼上彎曲、模制或成形受熱
蜂窩結(jié)構(gòu)來成型蜂窩結(jié)構(gòu)。如圖lla所示，對設置在具有所需制品形狀的模制模殼121上的蜂窩結(jié)構(gòu)120施加熱量124。然后以任何可用方法將蜂窩結(jié) 構(gòu)按壓在模殼上，以使蜂窩結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出模殼的彎曲或彎形的表面125。在一些實施方案中，如圖lib所示，模殼為具有陽塊132和陰塊133的模具 131，陽塊和陰塊壓在一起以在它們兩者之間模制和成形彎曲的蜂窩結(jié)構(gòu) 125。使蜂窩結(jié)構(gòu)適形于模具所代表的所需形狀。模具或模殼可進行溫度控制，從而對蜂窩結(jié)構(gòu)進行額外的加熱或冷卻。
然后，將加熱和成型的蜂窩結(jié)構(gòu)冷卻至熱塑性材料的軟化溫度以下，以固定和保持才莫具或模殼的曲率區(qū)域的形狀。這種冷卻可通過如下方式來完成；故動冷卻，例如自由對流；或主動冷卻，例如通過一些諸如空氣、水或其他流體之類的冷卻劑來冷卻模具。通常，在蜂窩結(jié)構(gòu)保持在模具中或設置在模殼上時完成冷卻。如果需要，可從模具或模殼上移除蜂窩結(jié)構(gòu)后單獨冷卻。如果蜂窩結(jié)構(gòu)未經(jīng)冷卻便從;漠具上移除，則可能需要采取措施來確保蜂窩結(jié)構(gòu)保持曲率區(qū)域的所需形狀。在一個優(yōu)選的實施方案中，在冷卻步驟之后，蜂窩結(jié)構(gòu)曲率區(qū)域中少于約25%的蜂窩結(jié)構(gòu)單元具有大于180度的凹角。該方法還可包括用樹脂優(yōu)選熱固性樹脂來浸漬蜂窩結(jié)構(gòu)的步驟。
在蜂窩結(jié)構(gòu)的單元壁中使用大量熱塑性材料使得可形成這些彎曲的或彎形形狀，而不會使成型期間受壓縮的蜂窩結(jié)構(gòu)側(cè)上的蜂窩結(jié)構(gòu)單元過度損壞或塌陷。
另一種制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，該蜂窩結(jié)構(gòu)包括具有形成蜂窩結(jié)構(gòu)的面的邊緣的單元，該面由多個點來限定并具有曲率區(qū)域，其中至少兩個點位于不同的切面內(nèi)，該方法包括下列步驟
a) 沿粘合劑的平行線粘合多個片材，所述片材包含按壁中熱塑性材料和高沖莫量纖維的總量計5至50重量份的具有12(TC至35(TC的熔點的熱塑性材料以及50至95重量份的具有600克/旦尼爾(550克/分特)或更高模量的高模量纖維；
b) 將粘合的片材沿垂直于片材平面的方向拉分開，以形成具有單元的蜂窩結(jié)構(gòu)；
c) 用熱固性樹脂浸漬蜂窩結(jié)構(gòu)；
d) 加熱蜂窩結(jié)構(gòu)以固化熱固性樹脂；
e) 將蜂窩結(jié)構(gòu)切割成片；
f) 將蜂窩結(jié)構(gòu)片加熱至高于熱固性樹脂和熱塑性材料這二者軟化點的
溫度；
g) 在具有曲率區(qū)域的模具中或模殼上彎曲、模制或成形蜂窩結(jié)構(gòu)片；
以及
h) 冷卻蜂窩結(jié)構(gòu)片，以基本上保持模具或模殼曲率區(qū)域的形狀。在形成蜂窩結(jié)構(gòu)的方法的該實施方案中，在蜂窩結(jié)構(gòu)展開之后用熱固
性樹脂將其浸漬。通常，這可通過將步驟b)之后制成的展開的蜂窩結(jié)構(gòu)浸漬在熱固性樹脂浴中來完成，然而也可使用其他方法例如噴涂來涂覆和完全浸漬展開的蜂窩結(jié)構(gòu)。在一些實施方案中，可用作浸漬劑的熱固性樹脂包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸類樹脂、聚酰亞胺樹脂、以及它們的混合物。
在用熱固性樹脂完全浸漬蜂窩結(jié)構(gòu)之后，通過加熱飽和的蜂窩結(jié)構(gòu)以使熱固性樹脂交聯(lián)來固化該樹脂。該溫度通常在15(TC至18(TC的范圍內(nèi)。固化熱固性樹脂可為蜂窩結(jié)構(gòu)提供剛度。然后，將固化的蜂窩結(jié)構(gòu)切割成片。這樣，可從大的蜂窩結(jié)構(gòu)塊得到蜂窩結(jié)構(gòu)的多個薄層或片。沿垂直于單元邊緣的平面切割蜂窩結(jié)構(gòu)以便保留蜂窩結(jié)構(gòu)的多孔性質(zhì)。
然后將片加熱并模制或成形，隨后按前述方法進行冷卻。雖然蜂窩結(jié) 構(gòu)具有固化的熱固性樹脂，但額外加熱不僅會軟化單元壁上的熱塑性材料，而且還可使壁上的熱固性樹脂塑化。單元壁材料的軟化和塑化有助于形成彎曲的或彎形形狀，而不使成型期間受壓縮的蜂窩結(jié)構(gòu)側(cè)上的蜂窩結(jié)構(gòu)單元過度損壞或塌陷。如果需要，可將片浸漬在熱水中。同樣，可在加熱和才莫制或成形之前將片浸漬在水中。在一些樹脂體系中，這會使一些樹脂例如一些酚醛樹脂進一步塑化以更好地成型。在一個優(yōu)選的實施方案中，在冷卻步驟之后，蜂窩結(jié)構(gòu)曲率區(qū)域中少于約25%的蜂窩結(jié)構(gòu)單元具有大于180度的凹角。
另一種制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，該蜂窩結(jié)構(gòu)包括具有形成蜂窩結(jié)構(gòu)的面的邊緣的單元，該面由多個點來限定并具有曲率區(qū)域，其中至少兩個點位于不同的切面內(nèi)，該方法包括下列步驟
a) 沿粘合劑的平行線粘合多個片材，所述片材包含按壁中熱塑性材料和高模量纖維的總量計5至50重量份的具有12(TC至350'C的熔點的熱塑性材料以及50至95重量份的具有600克/旦尼爾(550克/分特)或更高模量的高模量纖維；
b) 將粘合的片材沿垂直于片材平面的方向拉分開，以形成具有單元的蜂窩結(jié)構(gòu)；
c) 用熱固性樹脂浸漬蜂窩結(jié)構(gòu)；
d) 將蜂窩結(jié)構(gòu)加熱至B階段或部分地固化熱固性樹脂；
e) 將蜂窩結(jié)構(gòu)切割成片；
f) 將蜂窩結(jié)構(gòu)片加熱至高于熱固性樹脂和熱塑性材料這二者軟化點的
溫度；
d)在具有曲率區(qū)域的模具中或模殼上彎曲、模制或成形蜂窩結(jié)構(gòu)片；
h) 以足以固化熱固性樹脂的時間和溫度將蜂窩結(jié)構(gòu)片保持在模具中或模殼上；以及
i) 冷卻蜂窩結(jié)構(gòu)，以基本上保持模具或模殼的曲率區(qū)域的形狀。在該方法中，用熱固性樹脂再次浸漬展開的蜂窩結(jié)構(gòu)，但在該實施方
案中，熱固性樹脂僅部分地被固化，在本領(lǐng)域中被稱為"B階段化"。"B 階段化"通常用于指某些熱固性聚合物反應的中間階段，其中當與某些液體接觸而受熱或溶脹時材料仍然會軟化，但不完全熔融或溶解；B階段的樹脂通常具有一定程度的可成形性或可成型為某些具體構(gòu)型。
隨后將B階段的蜂窩結(jié)構(gòu)以與前述方法類似的方式切割成片，以便保留蜂窩結(jié)構(gòu)的多孔性質(zhì)。然后將片加熱并模制或成形，隨后按前述方法進行冷卻。然而，在該方法中，加熱同時起到軟化熱塑性材料和固化熱固性樹脂的作用。與前面一樣，額外加熱足以軟化熱塑性材料，從而在模制期間使壁伸長一些以便能夠形成這些彎曲的或彎形形狀，而不會使成型期間受壓縮的蜂窩結(jié)構(gòu)側(cè)上的曲率區(qū)域中的蜂窩結(jié)構(gòu)單元過度損壞或塌陷。在一個優(yōu)選的實施方案中，在冷卻步驟之后，蜂窩結(jié)構(gòu)曲率區(qū)域中少于約25%的蜂窩結(jié) 構(gòu)單元具有大于180度的凹角。測試方法
使用ASTM D1907測量纖維的纖度。使用ASTM D885測量纖維才莫量。使用由ASTM D374測得的紙材厚度和由ASTM D646測得的基重來計算紙材密度。使用ASTM D3418測量玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和熔點溫度(Tm)。
實施例1
在常規(guī)造紙設備上形成由Teijin Twaron 1080碎長絲纖維、Teijin Twaron 1094紙漿和Toray Tetoron 熱塑性聚酯纖維構(gòu)成的芳族聚酰胺/ 熱塑性紙材。該紙材的組成為52重量°/。的Twaron 1080纖維、18重量％的 Twaron 1094紙漿和30重量°/。的Tetoron 纖維。Twaron 1080纖維具有 1. 5旦尼爾/長絲(1. 7分特/長絲)的標稱長絲線密度和6隱的切割長度。 Tetoron 熱塑性纖維具有2旦尼爾/長絲(2.2分特/長絲)的標稱長絲線密度和6mm的切割長度。在245。C和2Mpa壓力下對紙材預熱和預壓。然后在260。C下在1200N/cm的線性壓力下壓光。如此制造出具有約0. 75g/cm3密度的芳族聚酰胺/熱塑性紙材。
然后由壓光紙形成蜂窩結(jié)構(gòu)。以2畫的寬度和5mm的節(jié)距將粘合劑節(jié) 線施加到紙材表面上。粘合劑為50%固體溶液，包含70重量份的由Shell Chemical Co.銷售的標記為Epon 826的環(huán)氧樹脂；30重量份的由 Wilmington Chemical Corp (Wilmington, DE， USA)銷售的標記為Heloxy WC 8006的彈性體改性的環(huán)氧樹脂；54重量份的由Union Carbide Corp.銷售的標記為UCAR BRWE 5400的雙酚A-甲醛樹脂固化劑；0.6重量^f分的作為固化催化劑的二元醇醚溶劑中的2-曱基咪唑，其標記為Dowanol PM，由 The Dow Chemical Company銷售；7 重量份的由 Miller-Stephenson Chemical Co.銷售的標記為Eponol 55-B-40的聚醚樹脂；以及1.5重量份的由Cabot Corp.銷售的標記為Cab-O-Sil的熱解二氧化硅。在130。C下在爐中將粘合劑在紙材上部分地固化6. 5分鐘。
將具有粘合劑節(jié)線的片材切割成500mm的長度。將40個片材相互堆疊，使得每個片材按所施加粘合劑節(jié)線的一半節(jié)距或一半間隔轉(zhuǎn)移至另一個片材上。轉(zhuǎn)移可交替地發(fā)生在一面或另一面上，以便最終的堆疊件均勻地豎直。然后，在粘合劑的軟化點下在板之間熱壓這些堆疊的片材，使粘合劑節(jié) 線熔融。移除熱源之后，粘合劑隨即硬化，從而使片材彼此粘合。就上述節(jié)線粘合劑而言，熱壓是以3. 5kg/cn^的壓力在14(TC下操作30分鐘，然后在 177'C下操作40分鐘。
然后，將粘合的芳族聚酰胺片材沿與堆疊方向相反的方向展開，以形成具有等邊橫截面的單元。每個片材在彼此間被延伸，使得片材沿粘合的節(jié) 線的邊緣被折疊，并且未粘合的部分沿張力方向被延伸，從而使片材彼此分離。使用機架來展開蜂窩結(jié)構(gòu)并將其保持為展開的形狀。
然后，將展開的蜂窩結(jié)構(gòu)放置在包含PLYOPHEN 23900溶劑基酚醛樹脂的浴中，該酚醛樹脂得自Durez Corporation,以液體形式使用酚醛樹脂，其中樹脂溶解在乙醇中。樹脂粘附到單元壁的內(nèi)表面上并覆蓋單元壁的內(nèi)表面，并且還可填充和滲入到紙材的孔內(nèi)。在用樹脂浸漬之后，將蜂窩結(jié)構(gòu)從浴中取出并在干燥爐中用熱空氣首先在82。C下干燥15分鐘，然后在121°C 下干燥15分鐘，再在182。C下千燥60分鐘，以便去除溶劑并固化酚醛樹脂。隨后移除保持蜂窩結(jié)構(gòu)的機架。將在樹脂浴中的浸漬步驟和在干燥爐中的干燥步驟重復5次，使得蜂窩結(jié)構(gòu)的單元壁總共被730克強化樹脂涂覆或浸漬。
為形成彎曲半徑為10倍的芯厚度的彎曲的蜂窩結(jié)構(gòu)，將蜂窩結(jié)構(gòu)浸泡在水中直到浸濕，以使酚醛基體塑化。將芯放置在低熱質(zhì)量的金屬模具中，其中芯單元直接接觸模具表面。將載有彈簧的絲網(wǎng)置于芯的頂部，以將芯保持在模具中的合適位置。將模具和芯放入預熱至27(TC的熱空氣對流烘箱中。模具達到26(TC之后，使之在烘箱中保持5分鐘。移除模具并強制通風冷卻30分鐘以使芯恢復至環(huán)境溫度。打開模具，取出成型的芯。觀察芯中有無凹角大于180°的塌陷的單元。在曲率區(qū)域中任一面上的塌陷的單元的總計數(shù)小于曲率區(qū)域中單元總數(shù)的25%。
實施例2
如實施例1中所述來制造紙材。如實施例1中所述，將紙材印刷上粘合劑節(jié)線、制成片狀、堆疊并進行粘合。
然后，將粘合的芳族聚酰胺片材沿與堆疊方向相反的方向展開，以形成具有等邊橫截面的單元。每個片材在彼此間被延伸，使得片材沿粘合的節(jié) 線的邊緣被折疊，并且未粘合的部分沿張力方向被延伸，從而使片材彼此分離。使用機架來展開蜂窩結(jié)構(gòu)并將其保持在展開的形狀。然后，將展開的蜂窩結(jié)構(gòu)放置在包含PLY0PHEN 23900溶劑基酚醛樹脂的浴中，該酚醛樹脂得自Durez Corporation:以液體形式使用酚醛樹脂，其中樹脂溶解在乙醇中。樹脂粘附到單元壁的內(nèi)表面上并覆蓋單元壁的內(nèi)表面，并且還可填充和滲入到紙材的孔內(nèi)。用樹脂浸漬之后，將蜂窩結(jié)構(gòu)從浴中取出，并在干燥爐中用熱空氣首先在82X:干燥15分鐘，然后在12rc干燥15分鐘，以便去除溶劑并使酚醛樹脂部分地固化或b階段化。這種展開的蜂窩結(jié)構(gòu)芯與實施例1中的相比更柔韌。隨后移除保持蜂窩結(jié)構(gòu)的機架。
為形成彎曲半徑為10倍芯厚度的彎曲的蜂窩結(jié)構(gòu)，將芯放置在低熱質(zhì) 量的金屬模具中，其中金屬模具具有芯單元直接接觸模具表面的曲率區(qū)域。將載有彈簧的絲網(wǎng)置于芯的頂部，以將芯保持在模具中的合適位置。將模具和芯放入預熱至190。C的熱空氣對流爐中。模具達到182。C之后，使之在爐中保持60分鐘。移除^^莫具并強制通風冷卻30分鐘以使芯恢復至環(huán)境溫度。打開才莫具，取出成型的芯。觀察芯中有無曲率區(qū)域中凹角大于180°的塌陷的單元。在曲率區(qū)域中任一面上的塌陷的單元的總計數(shù)小于曲率區(qū)域中單元總數(shù)的25%。
權(quán)利要求
1.制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，所述蜂窩結(jié)構(gòu)包括具有形成蜂窩結(jié)構(gòu)的面的邊緣的單元，所述面由多個點來限定并具有曲率區(qū)域，其中所述點中的至少兩個位于不同的切面內(nèi)，所述方法包括以下步驟a)沿粘合劑的平行線粘合多個片材，所述片材包含按所述壁中熱塑性材料和高模量纖維的總量計i)5至50重量份的具有120℃至350℃的熔點的熱塑性材料，以及ii)50至95重量份的具有600克/旦尼爾(550克/分特)或更高模量的高模量纖維；b)將所述粘合的片材沿垂直于所述片材的平面的方向拉分開，以形成具有單元的蜂窩結(jié)構(gòu)；c)加熱所述蜂窩結(jié)構(gòu)以軟化所述熱塑性材料；d)在具有曲率區(qū)域的模具中或模殼上彎曲、模制或成形所述蜂窩結(jié)構(gòu)；以及e)冷卻所述蜂窩結(jié)構(gòu)，以保持所述模具或模殼的曲率區(qū)域的形狀。
2 權(quán)利要求1的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述高模量纖維以約60 至80重量份的量存在。
3 權(quán)利要求1的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述熱塑性材料以20至 40重量份的量存在。
4 權(quán)利要求1的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，所述方法還包括用樹脂浸漬所述蜂窩結(jié)構(gòu)的步驟。
5 權(quán)利要求1的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述高模量纖維包括聚對苯二甲酰對苯二胺。
6 權(quán)利要求1的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述高模量纖維選自芳族聚酰胺纖維、碳纖維、聚苯并唑纖維、聚吡啶并唑纖維、以及它們的混合物。
7 權(quán)利要求1的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述熱塑性材料包括聚酉旨。
8. 由權(quán)利要求1的方法制造的蜂窩結(jié)構(gòu)，其中在所述冷卻步驟之后，所述曲率區(qū)域中少于25%的所述蜂窩結(jié)構(gòu)單元具有大于180度的凹角。
9. 制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，所述蜂窩結(jié)構(gòu)包括具有形成所述蜂窩結(jié)構(gòu) 的面的邊緣的單元，所述面由多個點來限定并具有曲率區(qū)域，其中所述點中的至少兩個位于不同的切面內(nèi)，所述方法包括以下步驟a) 沿粘合劑的平行線粘合多個片材，所述片材包含按所述壁中熱塑性材料和高模量纖維的總量計i) 5至50重量^f分的具有12(TC至35(TC的熔點的熱塑性材料，以及ii) 50至95重量份的具有600克/旦尼爾(550克/分特)或更高模量的高模量纖維；b) 將所述粘合的片材沿垂直于所述片材的平面的方向拉分開，以形成具有單元的蜂窩結(jié)構(gòu)；c) 用熱固性樹脂浸漬所述蜂窩結(jié)構(gòu)；d) 加熱所述蜂窩結(jié)構(gòu)以固化所述熱固性樹脂；e) 將所述蜂窩結(jié)構(gòu)切割成片；f) 將所述蜂窩結(jié)構(gòu)片加熱至高于所述熱固性樹脂和所述熱塑性材料二者軟化點的溫度；g) 在具有曲率區(qū)域的模具中或模殼上彎曲、模制或成形所述蜂窩結(jié)構(gòu)片；以及h) 冷卻所述蜂窩結(jié)構(gòu)片，以基本上保持所述模具或^^莫殼的曲率區(qū) 域的形狀。
10. 權(quán)利要求9的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述高模量纖維以約60至80重量份的量存在。
11. 權(quán)利要求9的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述熱塑性材料以20至40重量份的量存在。
12. 權(quán)利要求9的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述高模量纖維選自芳族聚酰胺纖維、碳纖維、聚苯并唑纖維、聚吡啶并唑纖維、以及它們的混合物。
13. 權(quán)利要求9的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述熱塑性材料選自聚西旨、聚烯烴、聚酰胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚苯石克醚、以及它們的混合物。
14. 由權(quán)利要求9的方法制造的蜂窩結(jié)構(gòu)，其中在所述冷卻步驟之后，所述曲率區(qū)域中少于25%的所述蜂窩結(jié)構(gòu)單元具有大于180度的凹角。
15. 制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，所述蜂窩結(jié)構(gòu)包括具有形成所述蜂窩結(jié)構(gòu) 的面的邊緣的單元，所述面由多個點來限定并且具有曲率區(qū)域，其中所述點中的至少兩個位于不同的切面內(nèi)，所述方法包括以下步驟a)沿粘合劑的平行線粘合多個片材，所述片材按所述壁中熱塑性材料和高模量纖維的總量計包含i) 5至50重量份的具有12(TC至35(TC的熔點的熱塑性材料，以及ii) 50至95重量份的具有600克/旦尼爾(550克/分特)或更高模量的高模量纖維；以形成具有單元的蜂窩結(jié)構(gòu)；c) 用熱固性樹脂浸漬所述蜂窩結(jié)構(gòu)；d) 將所述蜂窩結(jié)構(gòu)加熱至B階段或部分地固化所述熱固性樹脂；e) 將所述蜂窩結(jié)構(gòu)切割成片；f) 將所述蜂窩結(jié)構(gòu)片加熱至高于所述熱固性樹脂和所述熱塑性材料二者軟化點的溫度；g) 在具有曲率區(qū)域的模具中或模殼上彎曲、模制或成形所述蜂窩結(jié)構(gòu)片；h) 以足以固化所述熱固性樹脂的時間和溫度，將所述蜂窩結(jié)構(gòu) 片保持在所述模具中或;t莫殼上；以及i)冷卻所述蜂窩結(jié)構(gòu)片，以基本上保留所述模具或;f莫殼的曲率區(qū)域的形狀。
16. 權(quán)利要求15的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述高模量纖維以約60 至80重量份的量存在。
17. 權(quán)利要求15的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述熱塑性材料以20至 40重量份的量存在。
18. 權(quán)利要求15的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述高模量纖維選自芳族聚酰胺纖維、碳纖維、聚苯并唑纖維、聚p比啶并唑纖維、以及它們的混合物。
19. 權(quán)利要求15的制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其中所述熱塑性材料選自聚酯、聚烯烴、聚酰胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚苯碌L醚、以及它們的混合物。
20. 由權(quán)利要求15的方法制造的蜂窩結(jié)構(gòu)，其中在所述冷卻步驟之后，所述曲率區(qū)域中少于25%的所述蜂窩結(jié)構(gòu)單元具有大于180 度的凹角。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，所述蜂窩結(jié)構(gòu)包括具有形成所述蜂窩結(jié)構(gòu)的面的邊緣的單元，所述面由多個點來限定并具有曲率區(qū)域，其中所述點中的至少兩個位于不同的切面內(nèi)，所述方法包括以下步驟a)沿粘合劑的平行線粘合多個片材，按所述壁中熱塑性材料和高模量纖維的所述總量計，所述片材包含5至50重量份的具有120℃至350℃熔點的熱塑性材料以及50至95重量份的具有600克/旦尼爾(550克/分特)或更高模量的高模量纖維；b)將所述粘合的片材沿垂直于所述片材的平面的方向拉分開，以形成具有單元的蜂窩結(jié)構(gòu)；c)加熱所述蜂窩結(jié)構(gòu)以軟化所述熱塑性材料；d)在具有曲率區(qū)域的模具中或模殼上彎曲、模制或成形所述蜂窩結(jié)構(gòu)；以及e)冷卻所述蜂窩結(jié)構(gòu)，以保持所述模具或模殼的曲率區(qū)域的形狀。制造蜂窩結(jié)構(gòu)的其他方法包括使用樹脂浸漬、B階段化和/或固化所述蜂窩結(jié)構(gòu)的步驟。本發(fā)明還涉及該方法制造的成型蜂窩結(jié)構(gòu)，其中曲率區(qū)域中少于25％的所述蜂窩結(jié)構(gòu)單元具有大于180度的凹角。
文檔編號B29D99/00GK101557924SQ200780046172
公開日2009年10月14日申請日期2007年12月12日優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者G·L·亨德倫, M·R·列維特, S·漢申請人:納幕爾杜邦公司

完整全部詳細技術(shù)資料下載