專利名稱：復(fù)合結(jié)構(gòu)材料及其制造方法
復(fù)合結(jié)構(gòu)材料及其制造方法
背景技術(shù)：
現(xiàn)有許多不同的結(jié)構(gòu)材料，其至少部分地由合成樹脂制成，并且 意圖用于取代木材。在設(shè)計(jì)這樣的材料時(shí)一個(gè)難以達(dá)到的目標(biāo)是同 時(shí)達(dá)到合理的成本和相對(duì)高的強(qiáng)度和剛度。因而，例如通過廢木纖維 和循環(huán)使用的熱塑性材料如聚乙烯的混合物的熱熔擠出而制成的合 成木材，可以以足夠低的成本被生產(chǎn)出來且適于用作蓋板。但是這樣 的合成木材，對(duì)于需要經(jīng)受較高的彎曲和壓縮載荷、需要增強(qiáng)的靜態(tài)
強(qiáng)度和剛度、禾n/或需要較大的抗震性和抗沖擊性的使用情況，通常
被認(rèn)為是不適合的。因而，它不適合用作主結(jié)構(gòu)承載元件，如貨運(yùn)托 盤(shipping pallet)的支柱、托梁、橫梁、縱梁。對(duì)于這些類型的
用途，與聚合物和木材顆粒的熱熔擠出物相比，材料必須具有較高的 破裂彎曲模量，抗懸臂梁式?jīng)_擊性、抗壓極限強(qiáng)度、楊氏模量、禾口/ 或抗加速負(fù)載性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料包括一個(gè)尺寸穩(wěn)定的芯，所述的芯至少部 分地被粘接于芯上的尺寸穩(wěn)定的層狀覆蓋層包圍。該芯可以包括任意 尺寸穩(wěn)定的固體，且優(yōu)選包括一種樹脂狀基體，且所述基體中埋入一 種或多種填料固體的樹脂狀基體。該層狀覆蓋層包括至少一層增強(qiáng) 層，所述的增強(qiáng)層與至少一層尺寸穩(wěn)定的底基(web)材料相粘接。
圖1是本發(fā)明的板狀復(fù)合材料的優(yōu)選實(shí)施方式的截面圖，其中橫截面是垂直于復(fù)合材料的縱向截取的。
圖2是本發(fā)明的片狀復(fù)合材料的優(yōu)選實(shí)施方式的截面圖，其中橫 截面是垂直于復(fù)合材料平面截取的。
圖3是本發(fā)明的板狀復(fù)合材料的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的截面圖， 其中橫截面是垂直于復(fù)合材料縱向截取的。
圖4是本發(fā)明的板狀復(fù)合材料的制造方法的示意圖。
圖5和6A-6E是本發(fā)明的片狀復(fù)合材料的制造方法的示意圖。 圖7A和7B是本發(fā)明柱狀復(fù)合材料的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的截面
圖，其中每個(gè)橫截面都是垂直于復(fù)合材料的軸向截取的。
圖8是本發(fā)明的復(fù)合材料板的托盤構(gòu)造的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的透視圖。
圖9是本發(fā)明的最外面的托盤縱梁(pallet stringer)的透視圖。 圖10是本發(fā)明復(fù)合材料板的托盤構(gòu)造的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的 透視圖。
圖11是本發(fā)明復(fù)合材料板的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的透視圖。 圖12是本發(fā)明片狀復(fù)合材料的一個(gè)可替換的制造方法的示意圖。 圖13是本發(fā)明另一個(gè)最外面的托盤縱梁的透視圖。 圖14是本發(fā)明板狀復(fù)合材料的一個(gè)可替換的實(shí)施方式的截面圖， 其中橫截面是垂直于復(fù)合材料縱向截取的。
具體實(shí)施例方式
A.復(fù)合結(jié)構(gòu)材料
如圖l的截面圖所示，復(fù)合結(jié)構(gòu)材料2包括尺寸穩(wěn)定的芯4，所 述的芯4至少部分的被粘接在芯上的、尺寸穩(wěn)定的層狀覆蓋層6包圍。
l.芯
芯可以包括任何尺寸穩(wěn)定的固體。硬的和半硬的固體都可以使用(這里"硬的"意思是至少基本上是硬的)。作為硬的固體的實(shí)例， 木材本身就可以被用作芯材料，也可以是石膏和普通水泥的組合物， 如與纖維素纖維混和(稀釋)的水泥。屬于半硬的種類的是彈性體，
如天然或合成橡膠。優(yōu)選芯具有充分的抗壓扁性(crush resistance),即其可以將復(fù)合材料一個(gè)表面上的載荷(壓力)傳遞 到相對(duì)的表面上。例如，如果頂面被置于壓縮載荷下，底面將會(huì)由于 芯的抗壓扁性而處于張緊力之下。
無論是硬的還是半硬的，芯優(yōu)選包括樹脂。對(duì)于某些應(yīng)用，芯4 優(yōu)選包括一些埋入樹脂狀基體10的填料固體8的片，如圖1所示。
(這里用到的術(shù)語"樹脂狀基體"，傾向于包括有填料的和無填料的 樹脂)
a.樹脂狀基體
當(dāng)芯包含樹脂狀基體時(shí)，優(yōu)選是熱固性樹脂。合適的熱固性樹脂 的實(shí)例包括環(huán)氧樹脂、脲甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹酯、酚醛樹脂、 聚酯樹脂、和聚氨酯樹脂(聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯)。任選的， 樹脂狀基體可以是泡沫熱塑性樹脂，如泡沫聚苯乙烯。
當(dāng)結(jié)構(gòu)材料具有盡可能低的比重是重要的時(shí)，優(yōu)選樹脂狀基體是 泡沫合成樹脂，最優(yōu)選是硬的或半硬的聚氨酯或酚醛泡沫體。聚氨酯 樹脂通過使多元醇與聚異氰酸酯反應(yīng)而制得。反應(yīng)是放熱的。聚氨酯 分子的交聯(lián)或接枝，可以通過使反應(yīng)混合物中包括一些多元醇分子和 /或具有至少三個(gè)官能團(tuán)的異氰酸酯分子、以及通過相應(yīng)地調(diào)節(jié)反應(yīng) 物比率而達(dá)到。通過充分的交聯(lián)，得到了硬的或半硬的熱固性聚合物。 硬度可以通過例如，選擇使用的多元醇來控制，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員 所公知的。
為了制造硬的或半硬的聚氨酯泡沫，要由多官能異氰酸酯、多元 醇、發(fā)泡劑、催化劑、通常還有孔眼尺寸調(diào)節(jié)劑(如表面活性劑)形成混合物。 一旦各成分化合，氨甲酸乙酯形成反應(yīng)就開始了。溫升產(chǎn) 生了，且當(dāng)物質(zhì)膨脹和固化時(shí)， 一種或多種發(fā)泡劑使閉孔在聚合物中
形成。溫升典型地達(dá)到至少約150。F的峰值溫度。異氰酸酯和多元醇
反應(yīng)物包括足夠具有三個(gè)或更多官能團(tuán)的分子，以至于交聯(lián)度或分枝 度足以生產(chǎn)生至少半硬的泡沫。 在制造硬的或半硬的泡沫時(shí)，通常使用芳族聚異氰酸酯。 一些實(shí)
例是甲苯二異氰酸脂(TDI)和聚異氰酸酯(PMDI)，聚異氰酸酯(PMDI) 是由苯胺與甲醛縮和得到的。
可使用的多元醇包括聚醚多元醇和聚酯多元醇。多官能羥基化合 物或胺的環(huán)氧丙烷的加合物是一種類型的可使用的聚醚多元醇。有時(shí) 也應(yīng)用聚酯多元醇與聚醚多元醇的混合物。
鹵代烴，如氯氟代烴和氟代烴，可以被用作發(fā)泡劑。也可使用低 級(jí)烷烴如丁烷、戊烷、和環(huán)戊烷。可使用液態(tài)的二氧化碳。也可以使 用水，因?yàn)樗鼘⑴c異氰酸酯反應(yīng)在原位形成二氧化碳。有時(shí)水或碳化 二亞胺催化劑作為共發(fā)泡劑被用來生成二氧化碳。通常情況下，與催 化劑和孔眼尺寸控制劑一起， 一種或多種發(fā)泡劑與多元醇發(fā)生預(yù)混 合，其中孔眼尺寸控制劑通常是表面活性劑。
這些都是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的，并且在例如， Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed. (1997)， vol. 24， pp. 695-715中有所描述，在這里通過引用合并 入。
術(shù)語"聚氨酯體系"可以用來指一種由異氰酸酯、多元醇、催化 劑、發(fā)泡劑、和孔眼尺寸控制劑組成的特殊組合物，其可以發(fā)生反應(yīng) 形成聚氨酯泡沫。幫助識(shí)別和區(qū)分聚氨酯體系的特性是，當(dāng)各組分在 開式容器中混合時(shí)，特殊體系將會(huì)形成的泡沫的密度("自由起發(fā)密 度")?？紤]到的是，能夠產(chǎn)生大約3或4磅/立方英尺(pcf)到大約 50-60pcf的自由起發(fā)密度的聚氨酯體系，通常是優(yōu)選用于本發(fā)明的。聚氨酯體系可以通過在密閉的或部分密閉的模具中限制聚氨酯 的自由起發(fā)密度來模制為較高的密度。當(dāng)起發(fā)限制在模中時(shí)，生成的 聚氨酯具有比聚氨酯體系的額定自由起發(fā)密度更高的密度("模制密 度")。
在由縱梁、前緣板和內(nèi)部蓋板(interior deck board)構(gòu)成的、 由本發(fā)明復(fù)合結(jié)構(gòu)材料形成的托盤中，縱梁優(yōu)選使用得到模制密度為 32-34pcf的聚氨酯體系。內(nèi)部蓋板優(yōu)選使用得到模制密度為 12-17pcf的聚氨酯體系。前緣板優(yōu)選使用產(chǎn)生模制密度為約 14-20Pcf的聚氨酯體系。
一些用于本發(fā)明的聚氨酯體系中可使用的市售異氰酸酯/多元醇 的配對(duì)實(shí)例，如下所示
異氰酸酯組分
Rubinate M
Rubinate M
Baydur 645B
Baydur 730 B (U 731 B)
C叩ps B-1000
Co卯s B-1000
多元醇組分 Rimline WL 87380 Rimline WL 87381 Baydur 645A Baydur 649 A Copps A-1000 Copps A—1001
額定的自由起發(fā)密度 8-9 pcf 15-18 pcf 5 pcf 9 pcf 14-17 pcf 32-34 pcf
在上表中，Rubinate禾口 Rimline反應(yīng)物可由Huntsman Chemicals 得到，Baydur反應(yīng)物由Bayer Corporation得到，而B_1000、 A-1000、 禾口 A—1001反應(yīng)物可由Copps Industries, Ins f尋至U。
酚醛泡沫體可由，例如，可熔酚醛樹脂制得，所述的可溶酚醛樹 脂例如由甲醛的摩爾過量制得的苯酚甲醛樹脂。這樣的泡沫的制備在 例如，美國專利US5653923中有描述，在此通過引用合并入。
b.填充物填料固體，在使用時(shí)，優(yōu)選包括一種或多種下述物質(zhì)的片木質(zhì) 纖維材料、纖維素材料、玻璃質(zhì)材料、粘性材料、含碳材料、塑料、 橡膠和砂。雖然這些是優(yōu)選的實(shí)施例，但是填料固體實(shí)際上可以是任 意物質(zhì)，甚至包括碾碎的循環(huán)使用的根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合板。
優(yōu)選的，填料固體片在整個(gè)樹脂狀基體中是均勻分布的，并且基 本上每個(gè)填料顆粒的整個(gè)表面都是和樹脂相接觸的，或者說是被樹脂 "潤濕的"，這樣以致于填料與填料之間直接的接觸是最小的或通常 是被避免的。優(yōu)選的，有至少約70%是潤濕的，意思就是所有填料 顆粒的全部表面區(qū)域的至少約70%是被潤濕的。更優(yōu)選的，達(dá)到至 少大約90-100 %是潤濕的。
填料顆粒可以是任意形狀，如，纖維、薄片、或粒狀的(包括球 形的，如，硅酸鹽小球體和空心聚合物小球體，包括聚合物微球)。
至于芯中使用的填料片尺寸，優(yōu)選它們的最長直徑將不超過復(fù)合
結(jié)構(gòu)材料厚度的約50%。因而，例如，如果復(fù)合結(jié)構(gòu)材料是一英寸 厚的板，基本上所有的填料固體片將優(yōu)選具有不超過約1/2英寸的最 長直徑。
優(yōu)選基體樹脂的性質(zhì)、填料顆粒的性質(zhì)和數(shù)量(如果有的話)、 和基體樹脂的發(fā)泡程度(如果有的話)都應(yīng)當(dāng)加以選擇，以使芯材料 具有至少約200磅/平方英寸(psi)或更大的抗壓扁強(qiáng)度，如，在大 約200-2500psi范圍內(nèi)(這指的是減小芯材料10%的厚度需要的壓 力的量)。如果基體材料是發(fā)泡的，這樣的抗壓扁強(qiáng)度可以，例如， 通過名稱為"硬質(zhì)泡沫塑料的壓縮性能"的ASTMD 1621-94來加以測(cè)
硬質(zhì)固體的抗壓扁強(qiáng)度通常直接與其密度相關(guān)聯(lián)，因此也和材料 的保持釘子的能力相關(guān)聯(lián)(硬質(zhì)固體越密實(shí)，通常其保持釘子的能力 越強(qiáng))。本發(fā)明尤其適用于為貨運(yùn)托盤提供木板替代品。對(duì)于貨運(yùn)托 盤的蓋板，其不需要保持釘子，并且通常期望其具有最低的可行比重(以減輕負(fù)荷)，低到約200psi的抗壓扁強(qiáng)度(以及伴隨的低密度) 通?？梢员粦?yīng)用，雖然至少約1100psi的抗壓扁強(qiáng)度是優(yōu)選的。對(duì)于 貨運(yùn)托盤的縱梁，其通常必須保持釘子，通常情況下，抗壓扁強(qiáng)度應(yīng) 當(dāng)至少約為1800 psi，其最優(yōu)選至少約2200 psi。
對(duì)于很多應(yīng)用情況，優(yōu)選基體樹脂和填料顆粒(如果有的話)的 組成和數(shù)量滿足以下條件使結(jié)構(gòu)材料具有小于約3.0X10—5英寸/T 的線性熱膨脹系數(shù)，更優(yōu)選小于約0. 3X l(T英寸/。F 。
i. 纖維素的和木質(zhì)纖維的填料
合適的木質(zhì)纖維材料包括木材，如木粉、木片、和廢木纖維，以 及來自木本植物的纖維。合適的纖維素材料包括，例如，植物材料如 竹子、棕櫚纖維、甘蔗渣、稻草、稻殼、麥稈殼、大麻纖維、劍麻、 玉米穗軸、和種子殼如胡桃殼。如果使用木質(zhì)纖維或纖維素材料，優(yōu) 選是它纖維狀的。
ii. 玻璃質(zhì)填料
合適的玻璃質(zhì)材料包括玻璃(包括火山玻璃)、粉煤灰、和陶瓷顆 粒?？梢允褂貌Ａз|(zhì)的球體，如，玻璃或陶瓷微球，其中占其重量大 多數(shù)的微球具有約5-225微米的直徑。為了減輕重量，這樣的微球可 以是空心的。具體實(shí)例包括Z-Light⑧陶瓷微球，其產(chǎn)自3M公司，其 具有約0.7g/cc的堆密度和約2000-3500psi的抗壓碎強(qiáng)度。這來自 不同的方案。 一種被認(rèn)為可能是尤其適用的方案是Z-Light W- 1020 微球，占其重量大多數(shù)的微球具有約10-120微米范圍內(nèi)的直徑和約 3500psi的抗壓碎強(qiáng)度。
可使用的各種空心玻璃微球，是Scotchlite⑧玻璃泡，也是產(chǎn)自 3M公司，如，Scotchlite 538，其具有約0, 38g/cc的堆密度、約 4000psi的抗壓碎強(qiáng)度、和大多數(shù)處于約8-88微米的粒徑(通過重量、而不是通過微球數(shù)量測(cè)得)。
在可以使用具有相對(duì)高的比重的填料的情況下，例如，在節(jié)省原 料成本比控制復(fù)合材料重量更為優(yōu)先時(shí)，相對(duì)廉價(jià)的實(shí)心玻璃微球就 可使用。
在使用時(shí)，玻璃微球可以構(gòu)成最終的材料的芯體積的，例如，約
2-90%。
都屬于火山玻璃形式的浮石和珍珠巖，通常優(yōu)選作為玻璃質(zhì)填料。 優(yōu)選的，珍珠巖膨脹形成輕重量的骨料。優(yōu)選的，浮石或膨脹珍珠巖
顆粒的平均尺寸是大約1/4英寸或更小(#8篩)。在使用時(shí)，浮石或 膨脹珍珠巖可以構(gòu)成最終的材料的芯體積的，例如，約10-80%，更 優(yōu)選占芯體積的約30-60%。
玻璃或陶瓷增強(qiáng)纖維也可以使用。
iii. 粘性填料
作為合適的粘性材料可以提到，例如，普通水泥、石膏、高爐水 泥、硅石水泥和高鋁水泥。
iv. 碳質(zhì)填料
作為合適的碳質(zhì)材料可以提到，例如，碳黑和石墨，以及碳纖維。
v. 塑料填料
關(guān)于塑料材料，熱固性和熱塑性樹脂都可以被應(yīng)用。作為合適的 塑料可以提到，例如，加聚物(如，烯鍵式不飽和單體的聚合物)、 聚酯、聚氨酯、芳族聚酰胺樹脂、縮醛樹脂、苯酚甲醛樹脂、三聚氰 胺甲醛樹脂、和脲甲醛樹脂。均聚物和共聚物可以使用。合適的共聚 物包括互聚物、接枝共聚物和嵌段共聚物。
作為合適的加聚物可提到的有聚烯烴、聚苯乙烯、和乙烯基聚合物。合適的聚烯烴包括，例如由具有2-IO個(gè)碳原子的烯單體制得 的那些，例如，乙烯、丙烯、丁烯、和二環(huán)戊二烯。聚(氯乙烯)和 丙烯腈聚合物可以被應(yīng)用?？梢允褂脧U塑料顆粒，如消費(fèi)后的廢塑料， 比如用過的塑料袋和容器。實(shí)例包括由高密度聚乙烯制成的瓶子和聚 乙烯食品袋。
作為合適的聚酯可以提到的有由一種或多種多羧酸與一種或多 種多羥基化合物進(jìn)行縮合反應(yīng)所得到的聚合物，所述的多羥基化合物 如烷撐二醇或聚醚醇。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯是一個(gè)合適的聚酯樹脂 的實(shí)例。將用過的聚酯容器剁碎后，可作為這樣的填料顆粒的來源。
合適的塑料也包括合成纖維——如，來自廢地毯的回收纖維，比 如尼龍、聚烯烴、或聚酯地毯纖維。
合適的聚氨酯包括，例如，聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯。
在各種塑料填料中可以用于芯內(nèi)的是可膨脹的聚合物珠。在這里 我們對(duì)"珠"解釋為任何幾何形狀的顆粒，如，球形的、圓柱形的、 或塊狀的。可膨脹的聚合物珠是可膨脹聚合物的多孔狀顆粒，經(jīng)常被 用于形成質(zhì)量輕的模制體。被成型為大約的顆粒形式后，并且在顆粒
中含有發(fā)泡劑，典型的通過加熱到其軟化點(diǎn)以上的、通常為約165r -185。C范圍的溫度，珠被預(yù)發(fā)泡、或"預(yù)膨脹"，直到發(fā)泡到得出理
想的堆密度的松散集料為止。保持其多孔結(jié)構(gòu)的預(yù)發(fā)泡顆粒，隨后可 以置于模具中或其它的空腔中并用流通蒸汽加熱，使它們結(jié)塊并凝聚 在一起，形成質(zhì)量輕的多孔狀固體，其尺寸規(guī)格與模具空腔的尺寸相 對(duì)應(yīng)。當(dāng)充分膨脹時(shí)，珠的直徑通常為未膨脹的或說"生的"珠直徑
的約2到4倍。
根據(jù)硬質(zhì)芯的制作方式，珠可以被加熱到這樣的高溫在該溫度
下珠被芯的樹脂狀基體包圍的過程中會(huì)發(fā)生結(jié)塊。如果這樣，至少大 體上的一部分基體的珠會(huì)喪失其多孔結(jié)構(gòu)，在泡沫中形成不同尺寸的
充氣穴，其沿著形成多孔結(jié)構(gòu)的聚合物排列。已經(jīng)表現(xiàn)出孤立的球形珠產(chǎn)生相應(yīng)的球形穴。這些堅(jiān)固的、聚合的小球會(huì)降低芯的密度而 不會(huì)顯著的降低它的抗壓扁強(qiáng)度。事實(shí)上表現(xiàn)出它們甚至可以提高 抗壓扁性。
使珠結(jié)塊所必須的熱源可以是，生成埋入微球的基體樹脂的放熱 反應(yīng)。所以，例如，基體樹脂可以通過以下方式形成混合必須的反 應(yīng)物以產(chǎn)生峰值溫度約為185-285下的溫升。
主要的可膨脹聚合物珠是可膨脹的聚苯乙烯(EPS)珠和可膨脹的 聚烯烴(EPO)珠。
制造可膨脹的聚苯乙烯珠的方法是公知的。例如就像在專利號(hào)為
3,991,020、 4,287,258、 4,369,227、 5,110,835、 5， 115， 066、和 5， 985， 943的美國專利中所公開的，所有的都被整休引入這里作為參 考，EPS珠可以通過在有一種或多種發(fā)泡劑存在下、在水性懸浮液中 聚合苯乙烯來制造，所述的發(fā)泡劑在聚合反應(yīng)的開始、當(dāng)中或最后加 入。任選的，它們可以通過向精細(xì)再分的聚苯乙烯顆粒的水性懸浮液 中加入發(fā)泡劑來制備。
發(fā)泡劑，也叫"起泡劑"，是氣體或液體，該液體不能溶解苯乙烯 聚合物，且它在低于聚合物軟化點(diǎn)溫度沸騰。合適的發(fā)泡劑的實(shí)例包 括低級(jí)垸烴和鹵代低級(jí)烷烴，如，丙烷、丁烷、戊垸、環(huán)戊垸、己烷、 環(huán)己烷、二氯二氟甲垸、和三氟氯甲烷。通常珠包含占聚合物重量約 3-15%的發(fā)泡劑。優(yōu)選的，發(fā)泡劑占大約3-7%。
"聚苯乙烯"在這里意為苯乙烯均聚物或共聚物，其包含50重量 %或更多、優(yōu)選80重量％的苯乙烯。合適的共聚單體是a-甲基苯乙 烯、環(huán)-鹵代苯乙烯、環(huán)-垸基化苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸或甲基丙烯 酸與具有l(wèi)到8個(gè)碳原子的醇形成的酯、N-乙烯基咔唑和馬來酸或酸 酐。較小數(shù)量的鏈支化劑也可以被包括在聚合物中。合適的這樣的鏈 支化劑是含有至少兩種a， P-烯鍵式不飽和取代基，比如二乙烯基苯、 丁二烯、和丁二醇二丙烯酸酯。支化劑的使用量通常占苯乙烯的約0. 005-0. 05摩爾％。
EPS珠中的聚苯乙烯通常具有約130,000到約300,000的重均分
EPS珠來自不同尺寸的未膨脹的顆粒。通常的，在重均基準(zhǔn)上， 珠的最長尺寸(如，它的直徑)處于約0.卜6mm的范圍，經(jīng)常是約 0. 4到3ram。認(rèn)為處在約0. 4-1. 6mm范圍內(nèi)的未膨脹的顆粒尺寸對(duì)于 本發(fā)明的珠是優(yōu)選的。
未膨脹的聚合物珠隨著它們的膨脹能力變化，即，當(dāng)被加熱到膨 脹溫度時(shí)它們可以變?yōu)槎啻?。部分地，這是它們可以包含多少發(fā)泡劑 的功能。聚合物珠的膨脹能力可以根據(jù)，在珠充分膨脹時(shí)，珠將形成 的松散骨料的堆密度("充分膨脹密度")來報(bào)告。這里"充分膨脹" 意為由美國專利號(hào)5115066的實(shí)施例2公開的"雙程(twopass)"膨 脹過程產(chǎn)生的膨脹。這需要應(yīng)用Tri Manufacturing Model 502膨脹 器(或相當(dāng)儀器)，處在入口蒸汽溫度為約210下且入口蒸汽流速為 約74磅/小時(shí)。初次通過速率為大約208磅/小時(shí)。噴出環(huán)境空氣的 流化床干燥器，用來冷卻得到的預(yù)膨脹體(pr印uff)。在環(huán)境溫度和 濕度下熟化3個(gè)小時(shí)后，預(yù)膨脹體再一次通過膨脹器，且除通過速率 為大約217磅/小時(shí)以外，其它的操作條件與前面相同。
認(rèn)為具有達(dá)到充分膨脹密度的能力的EPS珠優(yōu)選用于本發(fā)明，所 述的充分膨脹密度為約0. 5-4.5pcf，如，大約l-3pcf。 一些可用于 本發(fā)明的市售的EPS珠的實(shí)例是Huntsman Chemical生產(chǎn)的3371、 5371、和7371型，和BASF Corporation生產(chǎn)的BFL 322、 BFL 422、 BF 322、 BF 422、和P 240型。
作為可膨脹的聚烯烴珠的實(shí)例可以提到的是可膨脹聚乙烯 (EPE)、可膨脹聚丙烯(EPP)、可膨脹聚丁烯(EPB)、和乙烯、丙烯、 丁烯、1，3-丁二烯和其它烯烴單體的共聚物，尤其是具有5-18個(gè)碳 原子的a-烯烴單體、禾n/或環(huán)烯烴單體如環(huán)己烯、環(huán)戊烯、環(huán)己二烯、和降冰片烯。丙烯/乙烯共聚物和丙烯/丁烯共聚物是優(yōu)選的。
制造可膨脹聚烯烴珠的方法在，例如，美國專利號(hào)6,020,388、 5， 496， 864、 5,468,781 、 5， 459， 169、 5， 071， 883、 4,769,393、和 4，675，939中公開，在通過引用此全部引入。
可膨脹聚合物珠可以包含其它的添加劑以賦予珠或膨脹產(chǎn)物以特 殊的性質(zhì)。這包括，例如，阻燃劑、防火劑、成核劑、可分解的有機(jī) 染料、潤滑劑、填料、和抗凝聚添加劑。如同在美國專利號(hào)6271272 中所公開的，在此通過引用引入，珠也可以包括添加劑，例如， 一定 的石油蠟，它可以當(dāng)珠被加熱到膨脹溫度時(shí)加速膨脹。根據(jù)預(yù)期效果， 添加劑可以均勻的分散在珠中或作為表面涂層存在。
如果可膨脹的聚合物珠用作制造本發(fā)明的芯材料的填料固體，它 們可以與基體樹脂預(yù)混合物混合，所述的基體樹脂預(yù)混合物可以是未 膨脹的、部分膨脹的、或充分膨脹的狀態(tài)。優(yōu)選的，雖然，在基體樹 脂固化的時(shí)候，聚合物珠應(yīng)當(dāng)已經(jīng)受至少部分的膨脹，以及結(jié)塊，以 生成被容留在基體中的聚合小球。這在由本發(fā)明的發(fā)明者之一 Arthur J. Roth提出的美國專利號(hào)6，727,290中得到更詳細(xì)的描述。這篇專 利在此通過引用引入。
vi.橡膠填料
天然或合成橡膠也可以用作填料固體，例如，由苯乙烯-丁二烯樹 脂、聚丁二烯或聚異戊二烯制得的橡膠。優(yōu)選的橡膠來源是用過的和 廢舊的輪胎，所述的用過的和廢舊的輪胎可以是充氣輪胎或非充氣輪 胎。
舊輪胎是優(yōu)選的，這是因?yàn)樗鼈兺ǔ＞哂休^小的揮發(fā)性和較小的 彈性。雖然轎車輪胎和市售輪胎的碎橡膠也都可以用在本發(fā)明中，但 是載重汽車輪胎比轎車輪胎更為優(yōu)選，因?yàn)樗鼈兙哂懈蟮膭偠?。?yōu) 選的，任何來自金屬帶輪胎中的金屬總計(jì)不超過橡膠的約3重量％，
19最優(yōu)選1%或更少，尤其如果復(fù)合結(jié)構(gòu)材料是用于形成貨運(yùn)托盤。理 由有很多。金屬含量越多，托盤重量就越大，這會(huì)増加運(yùn)輸成本。同 時(shí)，金屬的存在會(huì)在用于制造復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的設(shè)備上造成額外的磨損 和撕裂，所述的設(shè)備如螺旋輸送機(jī)、擠出機(jī)、和注射頭。同時(shí)，如 果允許其存留在用作填料固體的輪胎碎片中，那么當(dāng)復(fù)合材料處在壓 力下的時(shí)候，金屬線、碎片、或碎屑就會(huì)從薄層狀的覆蓋層中突出來， 并且會(huì)對(duì)托盤上的負(fù)荷造成損害或?qū)Σ牧涎b卸人員造成安全危害。
碾碎的用過的輪胎橡膠可以購得并且具有不同的粒度。假定優(yōu)選 用于本發(fā)明的橡膠具有最長尺寸為約1/4英寸或更小，優(yōu)選輪胎簾線 (指的是"微毛")未除去。黑的或白的輪胎碎屑都可以使用。
在使用時(shí)，成粒的輪胎橡膠可以構(gòu)成，例如，成品材料芯體積的
約10-90% 。
廢胎橡膠是以體積為基準(zhǔn)價(jià)格相對(duì)低廉的填料。但是如果在復(fù)合 結(jié)構(gòu)材料的比重處于或低于一個(gè)確定值變得很重要的情況下，它有點(diǎn) 重，可使用的輪胎橡膠的數(shù)量可以相應(yīng)的加以限制。因而，例如，如 果復(fù)合結(jié)構(gòu)材料是用作合成板用以生產(chǎn)貨運(yùn)托盤，比重(即，成品托 盤的重量)會(huì)是一個(gè)關(guān)鍵。如果這樣，橡膠的含量也許應(yīng)當(dāng)不超過芯
體積的約60%。
另一方面，如果結(jié)構(gòu)材料是應(yīng)用于不太需要注意比重的場(chǎng)合，比 如，作為圍欄、靜止的支撐板、或公路護(hù)欄公告板或支撐物，這樣的 復(fù)合材料可以具有更高的比重。這通常允許橡膠的含量上升到占芯的 量的80-90%。
2.層狀的覆蓋層
層狀的覆蓋層6包括連接到至少一層尺寸穩(wěn)定的底基材料14上的 至少一層增強(qiáng)層12，所述的增強(qiáng)層12例如大體平行的增強(qiáng)繩的帶和 /或纖維墊。因?yàn)閷訝畹母采w層是尺寸穩(wěn)定的，因此它的作用更像是本發(fā)明復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的外殼。
層狀的覆蓋層6可以完全將芯4包圍，如圖1所示，或可以提供
比芯的所有邊小的覆蓋層。在圖2所示的片狀的復(fù)合材料中，例如， 層狀的覆蓋層6是只提供在芯4的對(duì)邊上。
層狀的覆蓋層6本身也可折疊，如圖3所示。在這種實(shí)施方式中， 層狀的覆蓋層的功能更像是一個(gè)工字梁，從而允許在芯4中使用不太 致密的材料。
任選的，如圖14所示，縱向的凹槽(由壁15、 16和17限定)可 以形成在復(fù)合材料上。
當(dāng)復(fù)合材料將被用作地板板材時(shí)，圖3和14的結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是尤其 適用的。在每個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)復(fù)合材料沿其長度上具有均勻的、非 正方形的、矩形橫截面，結(jié)構(gòu)材料的一個(gè)寬邊具有底基材料的縱向凹 槽，這樣以致于，在所述的肋中，具有相對(duì)的鋸齒狀底基材料的壁部 分。因?yàn)榈谆牧鲜怯驳?，這加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)材料。優(yōu)選鋸凹槽肋深入結(jié) 構(gòu)材料一段距離，該距離至少為結(jié)構(gòu)材料厚度的三分之一，最優(yōu)選至 少是厚度的二分之一。鋸齒狀底基材料的相對(duì)壁部分可以是彼此平行 的，如圖3所示，或者可以是向著結(jié)構(gòu)材料內(nèi)部的方向彼此成角度的， 如圖14所示。如果所述部分是彼此平行的，優(yōu)選它們結(jié)合在一起。
層狀的覆蓋層可以由位于單一的增強(qiáng)層外部的單獨(dú)一層底基材料 構(gòu)成，如圖1-3中所示。作為選擇地，可使用其一或兩者的多層。優(yōu) 選的，覆蓋層包括至少一個(gè)連接到增強(qiáng)層外部的底基層的增強(qiáng)層結(jié) 合。尤其優(yōu)選該結(jié)合包括以下，其中Pi代表最里面的紙層(緊挨著芯)， Pm代表里層的紙層，P。代表最外層的紙層(距離芯最遠(yuǎn))，且RL代表 增強(qiáng)層
Pi-RL-P。 RL-P,廠RL-P。 Pi-RL-RL-P。P「RL-P ,-RL-P(, P「RL-RL-P「P。 P「RL-Pm-RL-Pm-P(> 復(fù)合材料的性能會(huì)根據(jù)其外觀比而改變，外觀比即在特定的橫截 面方向，復(fù)合材料的層狀覆蓋層(或帶)的厚度Tf與復(fù)合材料整個(gè) 厚度T的比值。因而，例如，被1/8英寸厚的帶包圍的1X4英寸的 板狀復(fù)合材料具有0. 25的厚度外觀(thickness aspect) (Tf二2 X 1/8 英寸二1/4英寸；T二1英寸)且具有0.062的寬度外觀(width aspect) (Tf二2Xl/8英寸二l/4英寸；T二4英寸)。通常優(yōu)選的是，在至少 一個(gè)橫截面方向，復(fù)合材料具有至少O. 1的外觀比。
不同厚度的帶可以用在復(fù)合材料的不同的邊，甚至是在對(duì)邊上。 因而，例如，在復(fù)合材料是經(jīng)受最小的橫向載荷但是廣泛的縱向載荷 的板的情況下，人們通過在邊上使用比在頂部和底部更薄的帶，可以 節(jié)省費(fèi)用。在板將會(huì)承受劇烈震動(dòng)的情況下，在頂部使用比底部更厚 的壁是預(yù)期的。
如果所有增強(qiáng)和底基層的最外層是底基層，那么通常可以達(dá)到更 大的表面光潔度。在結(jié)構(gòu)材料必須保持衛(wèi)生的情況下這是有利的。例 如，如果結(jié)構(gòu)材料將要用作貨運(yùn)托盤的板(如，作為或是縱梁或是蓋 板)，當(dāng)托盤是于食品制造或加工領(lǐng)域，那么它必須是經(jīng)過滅菌的。 這可能需要蒸汽處理和/或用含有殺菌劑的消毒劑清洗，所述的殺菌 劑如含氯試劑。本發(fā)明的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，尤其是當(dāng)在其外表面具有樹 脂加固的底基材料時(shí)，清潔起來要比真正的木材板更為容易，這是由 于其具有較少的供微生物用的、且可能漏熱或與消毒劑接觸的裂紋、 縫隙，和孔隙。
a.底基材料
層狀的覆蓋層中的底基材料優(yōu)選是硬化的紙或硬化的布。合適的用作底基材料的布的實(shí)例包括由天然或合成纖維制成的 織物或無紡布，所述的纖維可以是金屬的或非金屬的。因而，例如， 織物如金屬線編制物和玻璃纖維布都可以使用。不同纖維的混合物也 可以使用。
因?yàn)楸炔剂畠r(jià)，紙通常是優(yōu)選的。當(dāng)使用紙時(shí)，優(yōu)選其厚度在約
10-30密耳范圍內(nèi)。所述的紙可以是不同纖維的織物，所述的纖維如，
選自纖維素、玻璃、碳、金屬、和合成樹脂中的一種或多種。合適的 合成樹脂纖維的實(shí)例包括聚酰胺纖維和聚酯纖維。最優(yōu)選纖維在紙中 是定向的，如，纖維在紙中按加工方向或經(jīng)向，有時(shí)也叫作"滾軋方 向"定向排列。
由于經(jīng)濟(jì)原因，認(rèn)為至少主要是由例如來自木漿的纖維素纖維制 成的紙是優(yōu)選使用的。優(yōu)選的纖維素紙是牛皮紙掛面紙板紙，例如具
有每msf (千平方英尺)至少約201bs，更優(yōu)選約40到1001bs的紙 張定量(或"等級(jí)碼")。
通常，優(yōu)選紙含有至少約20重量％，最優(yōu)選至少約30重量％的 再生材料。 一種合適的紙是100%的具有約691bs的紙張定量的再生 的標(biāo)準(zhǔn)掛面紙板紙。這樣的紙已經(jīng)由例如Gay lord Container Corporation制造出來。其它合適的紙是25%的具有約901bs的紙張 定量的再生的牛皮紙掛面紙板。這樣的紙可以由例如華盛頓州朗維由 市的朗維由纖維公司的5204號(hào)得到(Longview Fibre Company, of Longview， Washington, under Specification No. 5204)。還有其 它合適的紙是33%的具有約421bs的紙張定量的再生的牛皮紙掛面 紙板。當(dāng)然，也可以使用未用過的紙，但是其傾向于比再生紙具有更 低的表面活性，由于這個(gè)原因，它是優(yōu)選的。
當(dāng)泡沫聚氨酯被用作芯的基體樹脂時(shí)，通常優(yōu)選相鄰的硬化紙或 布具有約5重量％或更小的含水量。如果在紙或布中具有較高的含水 量，聚氨酯-前體化學(xué)品會(huì)傾向于與水反應(yīng)，并在芯和底基材料的界面比芯內(nèi)部生成更多的泡沫。這會(huì)導(dǎo)致形成一層與底基材料鄰接的、 相對(duì)低密度的泡沫。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，芯與底基材料之間的連接就 變得容易損壞。
某些紙具有相對(duì)較高的吸水性，并且如果放置在潮濕空氣中，就 會(huì)充分的吸收空氣中的水分而導(dǎo)致含水量達(dá)到5%以上。為了調(diào)節(jié)這 種情況，在本發(fā)明的過程當(dāng)中，可以在將底基材料放置聚氨酯樹脂前 體混合物上之前，先使其通過除濕區(qū)?？梢允褂萌魏畏N類的除濕區(qū)， 包括干燥爐，如對(duì)流加熱爐。如果使用對(duì)流加熱爐，它應(yīng)當(dāng)處于約
25(TF到500下的溫度。優(yōu)選對(duì)底基材料的除濕在對(duì)材料應(yīng)用粘接/固 定樹脂之前進(jìn)行。優(yōu)選底基材料在含水量約為4%或更少時(shí)如在約 l-4重量％的范圍內(nèi)離開除濕區(qū)。
為了避免粘合劑通過外底基的遷移至層合材料的外表面上，或使 其最小化，外表面可以用無孔的、合成樹脂(如聚丙烯)涂覆或預(yù)浸 漬，以減少或消除樹脂狀粘合劑在生產(chǎn)設(shè)備表面的堆積。樹脂可以應(yīng) 用液態(tài)的或者可以是預(yù)成型的、自支撐的膜。當(dāng)使用這樣的膜時(shí)，優(yōu) 選膜厚度在約1-5密耳范圍內(nèi)，最優(yōu)選約2-3密耳。樹脂可以是帶顏 色的，以使成品復(fù)合材料美觀或容易識(shí)別，從而消除出售復(fù)合材料或 由其生產(chǎn)的物品所需要進(jìn)行的后期制作著色的工作量，或使其最小 化。如果，相反的，人們不使用樹脂涂層，而試圖通過在生產(chǎn)復(fù)合材 料時(shí)，用一個(gè)帶顏色的底基材料作為最外層而使復(fù)合材料著色，然后 該硬化樹脂，尤其是如果它是環(huán)氧樹脂，會(huì)對(duì)顏色產(chǎn)生不良影響。如 果樹脂是作為預(yù)成型膜應(yīng)用，則該膜可以用任何期望的圖案或文字進(jìn) 行預(yù)印花，以對(duì)成品復(fù)合材料進(jìn)行裝飾或區(qū)分。
就像已經(jīng)提出的，以及這里隨后更詳細(xì)的介紹的，優(yōu)選樹脂被用 來將增強(qiáng)層連接到底基材料上并且浸漬和加固底基材料。在這樣一種 實(shí)施方式中，如果底基材料(如紙)的最外層包括一層用來防止樹脂 從底基材料中滲出的阻擋層時(shí)，它是有用的。阻擋層可以由例如樹脂如聚乙烯醇組成，其可以有效地阻擋環(huán)氧和聚酯樹脂通過底基材料厚 度的遷移。通過利用這個(gè)特征，如果底基材料的最外層具有可滲透樹 脂的芯-面對(duì)層，和一層在所述具有可滲透樹脂的芯-面對(duì)層外邊的阻 止樹脂遷移的層，那么在加固底基材料的時(shí)候，樹脂將不會(huì)從復(fù)合材 料的外表面滲出。
如果希望，在復(fù)合材料從模具中移出的時(shí)候，層狀的紙外層可以 用外表面處理進(jìn)行涂覆(或，噴涂)，以賦予復(fù)合材料的外表面以期 望的物理和/或化學(xué)性質(zhì)。這樣的多層紙的實(shí)例是來自朗維由纖維公
司的型號(hào)6228。
另一種選擇是在含有阻擋層的紙的外層中集中添加防火劑，所述 的外層是防火劑最為有效的地方。如果紙包括兩層外部多孔層(一邊 一層)和一層夾在兩多孔層之間的阻擋層，這是最好的完成方式。
然而在一些實(shí)例中，允許樹脂完全的滲透底基材料的最外層是優(yōu) 選的，這樣做可以消除對(duì)外部表面處理或裝飾的需求。例如，如果最
外面的紙層具有相對(duì)低的紙張定量，如小于約501bs，那么用于將增 強(qiáng)層連接到紙上的樹脂通常將能夠完全地浸透最外面的紙層。如果紙 是有色的和/或用水基的裝飾圖案或標(biāo)識(shí)預(yù)先印刷的，那么，顯然的， 就不再需要對(duì)成品材料進(jìn)行裝飾。
b.增強(qiáng)層
如上文所述，增強(qiáng)層可以包括，例如，基本平行的增強(qiáng)紗線的帶 和/或纖維毯片。
當(dāng)使用楞條織物(cording)且復(fù)合材料是細(xì)長的時(shí)，通常在縱向 排列楞條織物是優(yōu)選的。任選的，楞條織物可以與復(fù)合材料的縱向垂 直或斜對(duì)的延伸。例如，如果細(xì)長的復(fù)合材料具有圓形的橫截面，楞 條織物可以螺旋的環(huán)繞著芯巻起，優(yōu)選用均勻的楞條織物層包圍芯。 當(dāng)螺旋巻繞的復(fù)合材料用作，例如，支撐公路護(hù)欄的柱子，合適的覆蓋層可以由兩層紙和一聚酯楞條織物層構(gòu)成，所述的聚酯楞條織物層
是網(wǎng)格布(scrim)的形式并夾在兩紙層之間。對(duì)于片狀的材料，該片
狀材料可能被從任意幾個(gè)不同方向施加壓力，那么包括一層或多層增 強(qiáng)層也許是有利的，所述的增強(qiáng)層具有自由定向纖維或沿多個(gè)方向延 伸的平行紗線。
優(yōu)選的，用于層狀的覆蓋層的楞條織物中的每根紗線具有約
5-181bs范圍內(nèi)，最優(yōu)選約161bs的抗拉強(qiáng)度。楞條織物優(yōu)選具有約 0. 67-1. 10gf/TEX最優(yōu)選是約0. 85gf/TEX的斷裂強(qiáng)度。
楞條織物(cording)可以由連續(xù)的絲線(filament)或短纖維制 成。單絲的楞條織物可以使用，但是由多根連續(xù)絲制成的楞條織物(所
謂的"復(fù)絲"楞條織物)是優(yōu)選的。優(yōu)選復(fù)絲楞條織物是由約40-70 根絲組成的。如果使用復(fù)絲楞條織物，絲可以是有捻的或無捻的。如 果是有捻的，優(yōu)選繩子在每英寸具有不超過3. 25捻(twist)。
對(duì)于斷裂伸長率，優(yōu)選楞條織物的斷裂伸長率在約10-50%的范 圍內(nèi)，如，大約20%或25%到約45%或50%。對(duì)于單絲楞條織物最 優(yōu)選其斷裂伸長率是大約30%到40%，如大約35%。對(duì)于復(fù)絲楞條 織物最優(yōu)選其斷裂伸長率是大約15%到20%,如約17%。
楞條織物可以整體或部分由天然或合成纖維或絲制成，所述的纖 維或絲包括合成樹脂、玻璃、碳、或金屬的纖維/絲。合成樹脂纖維/ 絲是優(yōu)選的，如，聚酯、聚酰胺(如尼龍和聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)、 或聚烯烴的纖維或絲。玻璃纖維/絲通常在復(fù)合結(jié)構(gòu)材料中提供更強(qiáng) 有力的剛度。對(duì)于某些應(yīng)用，例如，圍欄板，具有較好的彎曲性能是 優(yōu)選的；在這種情況下，聚酯纖維/絲通常比玻璃纖維更好。
如果楞條織物由可收縮的纖維/絲制成，優(yōu)選在用在構(gòu)成本發(fā)明 的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料之前，先對(duì)其進(jìn)行熱穩(wěn)定。
當(dāng)由單絲制成時(shí)，楞條織物優(yōu)選具有大約8-15密耳(即，約 0.008-0.015英寸)，最優(yōu)選約10-12密耳的直徑。當(dāng)由復(fù)絲制成時(shí)，楞條織物優(yōu)選具有約600-1000旦尼爾，最優(yōu)選約900的纖度。
對(duì)于帶中的平行紗線的密度，即，帶寬度上每英寸的紗線數(shù)—— 優(yōu)選的程度與楞條織物的直徑或纖度逆相關(guān)；楞條織物越厚，優(yōu)選的 密度越低。通常，密度優(yōu)選在帶寬上每英寸("橫向英寸")有至少約 5根紗線，并且通常每橫向英寸不超過35根紗線。更優(yōu)選的，每橫 向英寸有約8到14根紗線。
平行的增強(qiáng)紗線可以是彼此不相連的，或它們可以是，如，通過 分絞線(cross-cording)或平常的基體如毯片而橫向連接的。橫向連接 的紗線在層狀的覆蓋層形成期間，可以更容易的約束在其位置上。
一種提供連接形式的紗線的方法是，使用一布條，其中的縱向紗 線構(gòu)成經(jīng)線，即，在布的加工方向的"紗線"、"纖維"、或"絲線"。 布可以是，例如，編織布或交叉鋪置的網(wǎng)格布。后一種是無紡網(wǎng)布， 它是由以下過程形成的在經(jīng)線方向鋪置平行的連續(xù)紗線或絲線行， 然后在該層之上、與之前方向成90度的方向鋪置平行交叉紗線或絲 線，并且在紗線的相交處將兩層連接在一起，如，或者通過熱連接或 利用膠粘劑。當(dāng)使用交叉鋪置的網(wǎng)格布時(shí)，經(jīng)紗邊可以從外邊面或從 內(nèi)部對(duì)著復(fù)合材料。優(yōu)選的，雖然，其從外部對(duì)著并且鄰接底基材料 層。
通常優(yōu)選使用的任何布都具有處在約90-200磅/橫向英寸(pli) 范圍內(nèi)，最優(yōu)選約155-185pli的經(jīng)向抗拉強(qiáng)度。其意思是，沿經(jīng)向 扯開1英寸寬的布帶所必須的縱向應(yīng)力的數(shù)量。
如果布包括任意可收縮的纖維/絲，優(yōu)選布在形成本發(fā)明的復(fù)合 材料之前，先對(duì)其進(jìn)行熱穩(wěn)定。
當(dāng)使用分絞線時(shí)，在加工方向上較高的彈性模量是期望的，優(yōu)選 分絞線(即，布的緯線，有時(shí)也叫或"緯紗")具有比經(jīng)線更小的直 徑和/或更小的密度(在每英寸布上具有較少的紗線)。因此，例如， 經(jīng)線的直徑或纖度可以是緯線的大約1. 8-2. 5倍，且經(jīng)向紗線的密度(即布的每橫向英寸上的紗線數(shù))可以是緯線密度(即布的每縱向英 寸上的紗線數(shù))的約1.5-3倍。
當(dāng)使用由在經(jīng)向的10-12密耳單絲制得的編制布時(shí)，優(yōu)選經(jīng)線密 度至少是布的每橫向英寸為約20根紗線，如，在布的每橫向英寸上 約20-35根紗線的范圍內(nèi)。這樣的布中的緯線優(yōu)選具有處于約4-8密 耳范圍內(nèi)的密度，最優(yōu)選約6-8密耳。這樣的布中的諱線密度，例如， 布的每縱向英寸上有大約10-18根紗線。
在編織布中，可以十分有效的提供增強(qiáng)紗線的，是那些由約8-12 密耳聚酯單絲作為經(jīng)線且約6-8密耳聚酯單絲作為諱線的編制布。有 利的，這樣的聚酯布在經(jīng)向具有約20-30根紗線且在緯向具有約 10-15 根紗線。Minneapolis, Minnesota 的 Industrial Fabrics Corporation制造的原型織物XF368080號(hào)，是滿足這些技術(shù)條件的 聚酯編織布。其經(jīng)紗具有約10密耳的直徑，每根紗線具有約5.21bs 的抗拉強(qiáng)度，且具有約46%的斷裂伸長率。經(jīng)紗的密度為大約每橫 向英寸27-29根紗線。緯紗具有約8密耳的直徑。預(yù)計(jì)每一英寸寬的 布帶在經(jīng)向的抗拉強(qiáng)度為大約95-1051bs且斷裂伸長約46%。
剛描述過的相同聚酯紡織布同樣適合，但是其具有每橫向英寸 24根紗線的經(jīng)線密度。其同樣可由Industrial Fabrics Corporation 得到。該織物具有約91pli的經(jīng)向抗拉強(qiáng)度和約46%的斷裂伸長率。
合適的交叉鋪置的網(wǎng)格布的一個(gè)實(shí)例，是Minneapolis, Minnesota的Conwed Plastics, Inc.生產(chǎn)的連接TM網(wǎng)格布 (Connect TM scrim)。在一種實(shí)施方式中，其具有由無捻聚酯復(fù)絲 紗線(每根紗線60根絲)構(gòu)成的經(jīng)線，所述的復(fù)絲紗線具有約1000 的纖度。經(jīng)紗具有每橫向英寸12根紗線的紗線密度，經(jīng)紗具有紗線 每股約17.51bs的抗拉強(qiáng)度。1英寸寬經(jīng)線方向的網(wǎng)格布帶具有約 1851bs的抗拉強(qiáng)度，24%的斷裂伸長率，以及約0.92 gf/TEX的斷 裂強(qiáng)度。
28合適的增強(qiáng)層的另一實(shí)施例是產(chǎn)自Fresno, California的 Scrimco, Inc.產(chǎn)品，其名稱為1812P2/0. 9GA。該產(chǎn)品包括一層無紡 玻璃纖維氈，該氈上附有玻璃粗紗(每磅1800根紗)和聚酯紗(1000 丹尼爾)。該具有自由取向玻璃纖維的氈片，每100平方英尺重 0.91bs。玻璃粗紗和聚酯紗沿經(jīng)向延伸，并且利用聚乙烯醇只與氈的 一側(cè)粘接。在每橫向英寸上，具有約12根玻璃粗紗和約2股聚酯紗。 該產(chǎn)品，包括氈和紗線，每千平方英尺重約42.7磅，且抗拉強(qiáng)度至 少為約300pli。
可選擇地，在1812P2/0.9GA產(chǎn)品中所用的同樣的玻璃粗紗和/ 或聚酯紗，可以在沒有玻璃纖維氈的情況下使用。為了在生產(chǎn)過程中 使紗線保持在原位，它們可以直接被粘結(jié)在基體材料的一側(cè)或雙側(cè)。
在無任何紗線的情況下使用1812P2/0.9GA玻璃纖維氈還有其它 的目的。這樣的實(shí)施方式不會(huì)提供與包括玻璃粗紗和聚酯紗的板一樣 大的抗拉強(qiáng)度，但是可以證實(shí)在某些低負(fù)載應(yīng)用中是有用的。
優(yōu)選層狀的覆蓋層將包括平行紗線的帶子(詳細(xì)的說，可以是布 條、粘結(jié)在氈或類似物上的紗線、或單獨(dú)紗線)，所述的帶子覆蓋在 結(jié)構(gòu)材料的至少一側(cè)之上。例如，材料的橫截面周緣的至少約25% 被一條或更多的平行紗線帶所覆蓋。如果材料的橫截面是矩形，最優(yōu) 選至少兩相對(duì)側(cè)被紗線帶所覆蓋。最優(yōu)選的，結(jié)構(gòu)材料的所有側(cè)都被 紗線帶所覆蓋。如果橫截面是伸長的矩形且材料將用作貨運(yùn)托盤的蓋 板，如代以1X4英寸或1X6英寸的木材，優(yōu)選板的至少兩側(cè)被紗線
帶所覆蓋。
然而對(duì)于其它的應(yīng)用，如果只有兩側(cè)被紗線帶所覆蓋，其可以優(yōu) 選是較窄側(cè)。因此，例如，在貨運(yùn)蓋板中，縱梁通常是2X4S或3X 4S的木質(zhì)料且豎直放置。如果本發(fā)明的結(jié)構(gòu)材料用于代替這樣的木 質(zhì)板，那么優(yōu)選至少兩狹窄側(cè)被紗線帶所覆蓋。
最優(yōu)選對(duì)于貨運(yùn)托盤，雖然，是蓋板和縱梁的所有的四個(gè)面都用平行紗線帶增強(qiáng)。這樣，不但托盤可以承受很大的載荷，它也可以抵 抗，如，由叉車的叉齒撞擊而引起的沿板垂直面的損壞。
當(dāng)板狀復(fù)合材料的所有面都被紗線帶覆蓋，四條帶不需要總是構(gòu) 造為相同的。因此，例如， 一對(duì)相對(duì)的表面可以比其他兩面需要更低 的抗拉強(qiáng)度。
如果楞條織物通過網(wǎng)格布提供或被粘結(jié)在氈上，且希望使用不同 紗線帶(例如，具有不同的抗拉強(qiáng)度)或在結(jié)構(gòu)材料不同面上使用更
多或更少的紗線，人們可以使用多區(qū)(multi-zone)網(wǎng)格布或氈，它 們是足夠?qū)挼囊詭喞@板芯。如果其是四區(qū)網(wǎng)格布或氈，每個(gè)區(qū)應(yīng)當(dāng)是 (并且應(yīng)當(dāng)記為)板四個(gè)面之一的寬度。不同的經(jīng)線和/或不同的紗 線密度可以被用在四個(gè)不同的區(qū)，而緯向(如果有的話)的紗線和紗 線密度保持均勻。
與尺寸相關(guān)的，本發(fā)明非常適合用于構(gòu)成厚度約為1/2英寸-8 英寸且寬度約為2-60英寸的板狀復(fù)合材料或片狀復(fù)合材料，和直徑 在2-18英寸范圍內(nèi)的柱狀復(fù)合材料，但是它顯然并不局限于這樣的 材料。如果希望的話，這樣的復(fù)合材料的長度可以在幾英寸向上到 50英尺之間改變。
任選的，在層狀覆蓋層中的增強(qiáng)紗線可以在預(yù)張緊狀態(tài)與底基材 料相連。但是，只要在加工過程中存在充分的張力以保持增強(qiáng)層的緊 繃，就不需要進(jìn)行預(yù)張緊。張力，如果有的話，其大小可以根據(jù)有多 少根紗線被拉伸而得出。因而，每根紗線都具有斷裂伸長值，在這里， 該斷裂伸長值是由紗線在斷裂前因拉伸而增加長度的多少而得出的。 拉伸的越多，紗線上的張力就越大。在本發(fā)明中，預(yù)計(jì)在通常情況下， 優(yōu)選紗線不會(huì)被拉伸(即伸長)到超過其拉伸能力約85%的范圍。 因而，如果它的斷裂伸長率是30%，那么，優(yōu)選紗線不要被張力拉 長到大于其初始長度的125. 5%。
如果紗線被預(yù)張緊，優(yōu)選每根紗線被拉伸到其拉伸能力的至少約10%，最優(yōu)選至少是其拉伸能力的約20%、 30。％、或40%。通常最 優(yōu)選的范圍是其拉伸能力的約50%或60%至約80%。通常，優(yōu)選當(dāng) 布用作平行紗線的來源時(shí)，其在經(jīng)向被至少約10pli，最優(yōu)選至少約 50pli，例如，至少約75或100pli的力預(yù)張緊。
c.粘合和加固樹脂
增強(qiáng)層優(yōu)選通過樹脂與底基材料相連，所述樹脂最優(yōu)選是選自-環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、腈類樹脂、丁基樹脂、烯丙基 樹脂、尿素-三聚氰胺樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂、硅酮樹脂和 氰基丙烯酸樹脂。熱固性樹脂，如，熱固性乙烯基酯樹脂或熱固性環(huán) 氧樹脂，是最優(yōu)選的。如果芯包含基體樹脂，那么粘接樹脂優(yōu)選是與 基體樹脂相容的，即，可以粘接在其上。在這點(diǎn)上，某些聚氨酯樹脂 和環(huán)氧樹脂是公知的相容的，還有某些酚醛樹脂和乙烯基酯樹脂。
為了使層狀的覆蓋層尺寸穩(wěn)定，優(yōu)選底基材料用定形樹脂浸漬， 最優(yōu)選是固化的熱固性樹脂。同樣，使用與任意的粘接樹脂和基體樹 脂的相容性是所期望的。優(yōu)選用于連接增強(qiáng)層和底基材料的相同的粘 接樹脂同樣用于浸漬和加固底基材料。
可選擇地，兩種或更多不同但相容的樹脂可以被用于將層狀的覆
蓋層的不同層之間的、與芯的、禾n/或與層狀覆蓋層外部表面層的浸 漬和連接。例如，底基材料的最里層可以用樹脂浸漬，該樹脂可以與 芯材料尤其良好地粘接，而底基材料的最外層可以被樹脂浸漬，而該 樹脂可以與金屬箔表面層良好的粘接，例如或者給成品復(fù)合材料賦予 需要的表面特性(如，抗紫外性、阻燃性、特性摩擦系數(shù))。這樣的 性質(zhì)可以是樹脂自身固有的或者通過加入公知的添加劑，例如，硬化 劑、增韌劑、染料或顏料、和類似物而賦予樹脂的。
優(yōu)選的，底基材料每層的樹脂滲透性范圍是ioo%，雖然完全的 滲透并不是絕對(duì)必須的。通常，層狀覆蓋層的最里層將會(huì)被層狀覆蓋
31層中的樹脂和芯中所用的樹脂共同滲透。
任選的，粘接/加固樹脂可以包括一種或多種顆粒狀固體填料材 料。尤其適用的是中空的微球體，如，由玻璃、陶瓷材料、聚合物材 料、或礦物材料制得的中空的微球體，實(shí)際上形成一種"氣泡粘合劑"。 當(dāng)層狀覆蓋層的各層在粘接樹脂混合物仍然濕潤時(shí)被壓在一起，填料 顆粒傾向于集中在平行紗線之間的空間中。而這稍稍降低了最后外殼 的耐久性，而這種損失通過節(jié)省了所需的樹脂量而得到了補(bǔ)償。通過 使用中空球作為填料，產(chǎn)品的重量被最小化。當(dāng)填料被用在粘接樹脂
中時(shí)，優(yōu)選至少50體積％的填料具有125微米或更小的粒徑。最優(yōu) 選是比重小于約0.5g/cc的微球。通常，在平行紗線層中相鄰紗線間 的區(qū)域越大，可用在粘接樹脂混合物中的填料的濃度越大。通常填料 占粘接樹脂和填料的混合物體積的至少約10%或25% 。
環(huán)氧樹脂是尤其優(yōu)選的加固樹脂和粘接樹脂。需要升溫固化的單 組分環(huán)氧樹脂體系和可以室溫固化的雙組分環(huán)氧樹脂體系都可以使 用。雙組分體系具有獨(dú)立的樹脂和硬化劑組分。
至于粘度，體系可以足夠稀薄以至于是可以噴射的，或是十分粘 稠以至于它們必須與浴輥(bathroller)或"針"輥共同使用。 一種可噴 射型的實(shí)例是來自C叩ps Industries, Inc.的R 88-14B/H 88-14E， 當(dāng)以一份硬化劑4.2份樹脂的重量比率混合時(shí)，它是粘度(混合后立 即測(cè)量的)為約1480cP的雙組分體系。它在77。F下通過ASTMD 2471 測(cè)得的膠凝時(shí)間約為24分鐘。 一個(gè)也可使用的體系實(shí)例是同樣來自 C叩ps的R 88-14A/H-14D，但是該體系過于粘稠以至于無法有效的噴 射，當(dāng)以一份硬化劑配以3. l份樹脂的重量比率混合時(shí)，它是粘度約 為3000cP的雙組分體系，且在77。F下的膠凝時(shí)間約為42分鐘。
R 88-14B/H 88-14E體系被設(shè)計(jì)成用來粘接層狀結(jié)構(gòu)并且與在其 它材料中的纖維素紙、玻璃纖維網(wǎng)、聚氨酯泡沫、和再生橡膠可以很 好的粘接。R 88-14A/H 88-14D也設(shè)計(jì)為用來粘接很寬范圍的相同或不同材料。
其他合適的熱固性環(huán)氧樹脂體系是同樣來自Copps的 A-900/B-900。當(dāng)以一份硬化劑配以約4.4份樹脂的重量比率混合、 或者以一份硬化劑配以約4. 2份樹脂的體積比率混合時(shí)，該雙組分體 系通過ASTM D 2196測(cè)得的粘度(混合后立即測(cè)量)小于約5000cP， 如，大約2900-3300Cp。 100g混合環(huán)氧樹脂通過ASTM D 2471測(cè)得的 在77。F下的膠凝時(shí)間是至少約1分鐘，例如，大約6-10分鐘。當(dāng)允 許在77。F下整夜固化、并增加150。F下4小時(shí)和212。F下2小時(shí)的固 化，通過ASTM D 638測(cè)得，環(huán)氧樹脂具有至少約3000psi，例如大 約4500-5500psi的抗拉強(qiáng)度，并具有至少約100，000psi，例如大約 200,000-350,000 psi的拉伸模量；通過ASTM D 695測(cè)得，具有至 少約5000psi，如，大約8000-9000psi的抗壓強(qiáng)度；以及通過ASTMD 790測(cè)得，具有至少約7000psi，如，大約8500-11000psi的彎曲強(qiáng) 度。
3.外部表面處理
層狀覆蓋層的外表面可以任選地施以適合復(fù)合材料應(yīng)用的外部 表面處理。
例如，用作公路護(hù)欄支柱的復(fù)合材料，其上的最外層涂層可以包 含一種化學(xué)制品，該化學(xué)制品可以驅(qū)除攀緣植物，比如常春藤。
其它包含在層狀覆蓋層中的可任選的化學(xué)添加劑是防火劑或阻 燃劑。類似的，反射顆?？梢约尤胱钔饷娴耐繉又校?，用在公路 安全標(biāo)志內(nèi)的反射顆粒。為了裝飾或識(shí)別的目的，也可以包括顏料和 /或染料。同時(shí)，也可以包括防腐蝕化學(xué)制劑，例如，當(dāng)預(yù)計(jì)復(fù)合材 料可能會(huì)接觸化學(xué)制品，該化學(xué)制品可以與層狀覆蓋層反應(yīng)并使之降 解時(shí)，就應(yīng)當(dāng)使用所述的防腐蝕制劑。從而，例如，在運(yùn)輸裝有腐蝕 性化學(xué)制品的圓筒時(shí)，用于構(gòu)成貨運(yùn)托盤的板狀復(fù)合材料可以在其最外面的涂層內(nèi)含有一種成分，如果發(fā)生泄漏的話，該成分可以使復(fù)合 材料具有抵抗所述化學(xué)制品腐蝕的性能。
為了某些目的，使復(fù)合材料的一側(cè)或更多側(cè)的外表面具有限定范 圍內(nèi)的摩擦系數(shù)，這可能是非常重要的。所以，例如，貨運(yùn)托盤的蓋 板頂面應(yīng)當(dāng)具有足夠高的摩擦系數(shù)以確保在運(yùn)輸期間的負(fù)載轉(zhuǎn)移不 會(huì)成為問題，但是摩擦系數(shù)也不能太高而使裝貨或卸貨時(shí)的滑行成為 困難。為了得到期望的摩擦系數(shù)，層狀覆蓋層的外涂層可以具有從表 面突出的用于增加摩擦的凸起物。這樣的凸起物可以通過使用與小卡 車車斗防滑相同技術(shù)來提供，例如，通過在涂層中混入沙礫材料如沙
子，通過已非光滑形式形成聚合物涂層，或者通過使用樹脂液滴在表 面留下的沖擊點(diǎn)刻表面。
為了裝飾或其它目的，層狀覆蓋層的最外層可以任選的是薄木
片，如，具有至少約4密耳的厚度。如果厚度是大約20密耳或更大，
這樣的飾片的功能通常是作為結(jié)構(gòu)薄膜——g卩，它可以增加復(fù)合材料 的強(qiáng)度。 一些非限定性的、可以涂覆復(fù)合材料的其它材料的實(shí)例包括
金屬箔、乙烯基樹脂、PVC、高密度聚乙烯、和市售的熱熔擠出物， 例如Trex⑧裝飾材料。
4.不同的嵌入體
層狀覆蓋層可以任選地含有不同于芯和覆蓋層材料的嵌入體，并 且其物理性質(zhì)可以由距離計(jì)算，例如，電感性質(zhì)、反射率、厚度、密 度、或二維形狀，這些都可以作為復(fù)合材料或包括該復(fù)合材料的制品 的識(shí)別要素。所述材料可以由，例如，金屬、硫酸鹽、氯化物、或石 墨構(gòu)成。合適的金屬的實(shí)例包括鋁、銅、金、鎳、鎘、鋅、青銅、鉻、 鈷、鉀、鉻合金、鉛、錫、和銀。例如，可以使用被設(shè)置在基體上的 金屬層。
嵌入體可以是與增強(qiáng)層和/或底基材料共端點(diǎn)的(coterminus)，或者它也可以是一個(gè)較小的零件。嵌入體的物理性質(zhì)可以通過以下方
式檢測(cè)，例如，利用外部電磁輻射源，如x光或無線電波的衍射或折 射技術(shù)。嵌入物甚至可以包括電路，例如無線電頻率識(shí)別裝置(RFID)，
它可以在接觸電磁場(chǎng)時(shí)發(fā)出信號(hào)。 通過利用這樣的嵌入體特性，可以為復(fù)合材料(或由其制成的物
品，例如貨運(yùn)托盤)提供標(biāo)記裝置，例如，用來指示形成復(fù)合材料 或其制品的一種或多種成分的性質(zhì)、或生產(chǎn)的地點(diǎn)和/或時(shí)間、或其 屬于誰。
B.制造復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的方法
1.制造包含一層層狀覆蓋層的板狀復(fù)合材料
圖4示意性地圖示了制造包含一層層狀覆蓋層的板狀復(fù)合材料的
優(yōu)選方法?？蛇x地，復(fù)合材料板也可以制備具有多層層狀覆蓋層，例
如國際公開號(hào)W0 03/089238中所公開的，在此通過引用引入。
在圖4中，連續(xù)的多孔底基材料帶100，例如牛皮紙，離開給進(jìn) 輥102并送入接合器和壓花輥(festoon roller)組件104，組件104 可以在初始輥102上的帶用光時(shí)，使底基材料的備用輥106的前緣與 初始輥102的后緣接合在一起，而不用中斷流水作業(yè)。
任選的，提供一個(gè)密封劑涂覆區(qū)108，給底基材料100的下側(cè)應(yīng) 用一密封劑的薄涂層，優(yōu)選的厚度為約0.0005英寸，該涂層將作為 層狀覆蓋層的外表面。如果使用密封劑的話，其目的是防止后應(yīng)用的 樹脂滲透底基材料的外表面。可以在密封劑涂覆區(qū)108的下游提供干 燥器IIO，用以干燥密封劑。在某些實(shí)施方式中，優(yōu)選后應(yīng)用的樹脂
充分滲透底基材料的最外層，在這種情況下，密封劑涂覆區(qū)和干燥器 可以省略掉。
底基材料100的帶隨后通過底基壓摺機(jī)112，在這里它被沿折線 (未示出)折疊，從而形成成品板的四條縱向邊。同時(shí)，增強(qiáng)層連續(xù)帶114離開給進(jìn)輥116并經(jīng)過導(dǎo)輥到達(dá)臨近底
基材料100的位置。增強(qiáng)層可以是，例如，上文提到的產(chǎn)品Scrimco 1812P2/0.9GA?？梢蕴峁┰鰪?qiáng)層的備用輥118和接合器以及壓花輥組 件120，用以在初始給進(jìn)輥116上的帶用光的時(shí)候，維持增強(qiáng)層的連 續(xù)供應(yīng)。
底基材料和增強(qiáng)層的帶可以是足夠?qū)挼模酝耆菁{芯，優(yōu)選帶 有一些重疊。例如，如果制造一個(gè)2英寸寬X3.5英寸高的四邊板， 扁平層優(yōu)選是11. 5英寸寬，且包括0. 5英寸的重疊接頭。
褶皺的底基材料100和增強(qiáng)層114 (共同指扁平層124)隨后通 過浸濕區(qū)122，該區(qū)使計(jì)量量的熱固性樹脂前體混合物(如，環(huán)氧樹 脂)附著在扁平層上。優(yōu)選的，將樹脂前體混合物預(yù)熱到約120°F。 一種刀片-平板的組合(未顯示)可以被采用，以使樹脂前體混合物 均勻平坦的涂敷在扁平層的表面上?？勺鳛檫x擇地，根據(jù)樹脂前體混 合物的粘度，浸濕可以通過以下方式來完成在扁平層(layflat)上噴 灑混合物、將混合物圖案凹版印刷在扁平層上、或使扁平層穿過混合 物浸槽。雖然圖4示出了用以涂覆底基材料100和增強(qiáng)層114的、相 同的浸濕區(qū)122，層狀覆蓋層的每一層都可以單獨(dú)地涂覆，也許還可 以用不同的樹脂前體混合物單獨(dú)地涂覆。
在所有這些工序進(jìn)行過程中，應(yīng)用了一個(gè)大體上相似的過程(在 圖4中通過相應(yīng)的200-系列附圖標(biāo)記來指明)來形成第二樹脂涂覆 的扁平層224。組成第二扁平層224的材料可以、但不必須是，與用 來形成第一扁平層124相同的材料。
離開相應(yīng)的浸濕區(qū)122和222后，扁平層124和224向下經(jīng)過砑 光輥400，形成一個(gè)不固定的層結(jié)構(gòu)402。底基的層和增強(qiáng)層是充分 多孔的，以至于樹脂前體混合物可被砑光輥400推入每一層中。優(yōu)選 的，在砑光輥400之間的間隙大小被設(shè)定為底基各自層厚度與增強(qiáng)層 厚度的總和。任選的，砑光輥400之間的間隙大小可以被設(shè)定為向?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)提供高達(dá)18, OOOpsi壓力。如果提供大于1000psi的壓力，例 如，在約10， 000到18， OOOpsi范圍內(nèi)，優(yōu)選將前述微球并入樹脂前 體混合物。
如同所描述的，形成依次包括底基材料、增強(qiáng)層、增強(qiáng)層、和
底基材料的四層結(jié)構(gòu)的層狀覆蓋層。任選地，如果希望具有底基材料
中間層，可以將第三帶300送入處于第一扁平層124和第二扁平層 224之間的砑光輥400。(與底基材料300的第三帶相關(guān)的零件，在圖 4中通過相應(yīng)的300-級(jí)附圖標(biāo)記來指明。)具有兩層或三層或多于五
層結(jié)構(gòu)的層狀覆蓋層可以通過減少或增加相應(yīng)的裝置來制造。
任選的，通過砑光輥400后，軟質(zhì)層合材料402可以從壓花輥組
(未示出)上面或下面通過。在較高壓花輥對(duì)和較低壓花輥對(duì)之間的 空間可以通過計(jì)算機(jī)設(shè)定，這樣使得層合材料完成經(jīng)過壓花輥組的行 程所需的時(shí)間允許樹脂前體混合物部分固化，但是不會(huì)硬化。
在特定的環(huán)境下不使用壓花輥的一個(gè)原因是，如果在多層層合材 料被部分固化的加固樹脂浸漬期間，多層層合材料繞著輥彎曲，相鄰 層會(huì)被迫在橫向分離，從而弱化層間的粘接。所以在某些時(shí)候優(yōu)選， 一旦多層層合材料達(dá)到加固樹脂開始固化的階段，層合材料此后就不 會(huì)被迫以任何大角度繞著輥彎曲。
無論是否提供壓花輥，層合材料402都可以在加工過程的這個(gè)階 段被加熱，以加速樹脂前體混合物的固化。當(dāng)使用42 1b牛皮紙掛面 紙板的最外層、90 lb牛皮紙掛面紙板的最里層、Scrimco 1812P2/0.9GA和Copps A-900/B-900環(huán)氧樹脂的兩中間層時(shí)，發(fā)明 人發(fā)現(xiàn)在210。F下固化需要大約100秒，在230下下固化需要大約50 秒，在25(TF下固化需要大約25秒。所以，所用的材料、不同加工 區(qū)的組合、兩個(gè)加工區(qū)之間的距離、和整個(gè)生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)的速度，如果 都有的話，都被作為在生產(chǎn)過程中何地以及何時(shí)對(duì)層合材料進(jìn)行加熱 的決定因素。在樹脂前體混合物固化時(shí)，將層合材料402的不同層機(jī)械地夾持在一起，這是有利的。
層合材料402接下來通過折疊區(qū)404，在這里它通過數(shù)個(gè)輥、一 個(gè)旋轉(zhuǎn)支撐桿(turning bar)，并且通過一個(gè)成型模(forming block)， 它們逐漸將層合材料沿折線彎曲為通常閉合、但不密封的結(jié)構(gòu)，所述 的折線由底基折疊器112、 212、和312預(yù)先給出。
接著，折疊的層合材料406穿過芯灌料區(qū)408，在這里基體樹脂 前體混合物組分和填料固體(未示出)被置入折疊的層合材料的芯空 間。(在到達(dá)芯灌料區(qū)408之前，折疊的層合材料的上部薄片可以被 撐開以允許混合物裝入芯空間。)混合物優(yōu)選由填料固體和將會(huì)反應(yīng) 形成熱固性聚氨酯泡沫的液體混合物組分組成。己知的裝置例如裝有 夾層的、重力供應(yīng)填料的(未示出)可以被用來將混合物填置在移動(dòng) 著的層合材料的芯空間中。其它合適的混合器在US5，332，309中公 開，在此通過引用引入。被填置于芯空間中的基體樹脂前體混合物和 填料固體的數(shù)量未發(fā)泡時(shí)是不足以填滿芯空間的。
基體樹脂前體組分的混合物和填料固體可以被預(yù)成型并且成為 均一的混合物通過供料器管道被泵送進(jìn)入芯空間。作為選擇地，混合 物組分可以保持獨(dú)立為兩條或更多的獨(dú)立的液體流，并且這些液體流 可以匯合進(jìn)混合噴嘴，或者甚至是匯合進(jìn)在它們相應(yīng)的供料器管道出 口孔和將會(huì)放置各組分的層表面之間的空間。通過這種方式，可以使 任何一條物流都不能單獨(dú)固化；相反的還需要兩條或更多的液體流在 混合物固化前匯合。因此，方法可以被預(yù)先設(shè)計(jì)為更像反應(yīng)性注壓模 塑法(叫做"R頂"模塑法)，在該方法中將必需的固化催化劑和/或 交聯(lián)劑在一條液體流中輸送到模腔的進(jìn)料口，這時(shí)將需要與催化劑和 /或交聯(lián)劑混合以提供一種可固化混合物的單體或預(yù)聚體在一條單獨(dú) 的液體流中輸送。為了使液體流在每個(gè)供料器管道出口外的空間匯 合，它們可以被泵送通過噴嘴，其目的在于使液體流在空氣中產(chǎn)生碰 觸。作為選擇地，液體流可以在混合頭中混合。在所有必須的成分從供料器噴嘴中進(jìn)入或出來后再形成可固化 的混合物，這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于，如果生產(chǎn)過程不得不中斷，在供料容 器中不會(huì)有由于過短的儲(chǔ)存有效期而報(bào)廢的預(yù)混合樹脂。
填料固體(如果有的話)在被加入到基體樹脂前體混合物中之前，
可以預(yù)加熱到一定溫度，該溫度等于或高于基體樹脂前體組分的溫度
(例如，至少約180。F)。相信這樣可以避免或限制"起皮"的發(fā)生，
由此基體樹脂的密度立即遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于芯中填料顆粒附近的其它部位。
帶有混合物的層合材料412接著通過閉合區(qū)410，該閉合區(qū)可以 包括巻邊膠合層布貼合機(jī)(bead glue laminator)(未示出)，該巻 邊膠合層布貼合機(jī)可將一高強(qiáng)度的、熱定型的、快速固化的粘合劑薄 層應(yīng)用到折疊層合材料的重疊片和/或上部薄片的下側(cè)。上部薄片隨 后就與重疊片壓和在一起以密封復(fù)合材料。優(yōu)選的，應(yīng)用到重疊片和 /或上部薄片下側(cè)的粘合劑總厚度大約是0. 03英寸。
密封的復(fù)合材料414接下來在如下的條件下保持其閉合構(gòu)造，該 條件可以有助于下列樹脂的固化(i)芯空間的基體樹脂，(ii)多孔 的底基材料中的熱固性樹脂，(iii)增強(qiáng)層中的熱固性樹脂，并且保 持一段時(shí)間，在該時(shí)間內(nèi)足以使所有三種樹脂時(shí)間達(dá)到使復(fù)合材料穩(wěn) 定的固化程度，也就是說如果不受限制的移動(dòng)復(fù)合材料，它不會(huì)扯開 或變型。這可以通過以下工序來完成例如，牽拉密封的復(fù)合材料 414通過保持合適溫度的模制區(qū)416，以使芯中的基體樹脂和層狀覆 蓋層中的熱固性樹脂成型和固化。
模制區(qū)416可以包括，例如，至少一個(gè)牽引模418，它有時(shí)指的 是"無接頭柔性帶模(endless flexible belt mold)"的一種類型。 這種類型的模中，共同作用的半模段沿相對(duì)的卵形輸送軌跡旋轉(zhuǎn)，以 將軸運(yùn)動(dòng)的、連續(xù)的、線性的喂進(jìn)材料的橫截面夾持在它們之間并且 夾持一段時(shí)間，而這時(shí)材料和對(duì)峙的半模段繼續(xù)向前運(yùn)行。半模段與 相同的半模段在其之后或之前相連，這很像履帶板連接。每一對(duì)協(xié)同作用形成一外部模，該外部模在材料固化時(shí)將喂進(jìn)材料的橫截面保持 為期望的形狀。半模段可以裝配有溫度控制設(shè)備，以使喂進(jìn)材料中的 合成樹脂變得固化直到半模段到達(dá)其前方運(yùn)轉(zhuǎn)的終點(diǎn)。在那里相對(duì)的 半模段分開，釋放喂進(jìn)材料的橫截面，且每段循環(huán)返回起點(diǎn)以夾緊喂 進(jìn)材料另一部分。同時(shí)，喂進(jìn)材料的插入長度部分已經(jīng)被另一對(duì)半模
段夾持和處理。這種類型移動(dòng)模的一個(gè)實(shí)例在US5700495中得到公 開，在此引入作為參考。可以使用的較佳的市售的牽引模是ConQuip， Inc.的牽引輸送模844-25號(hào)。
牽引模的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡優(yōu)選是足夠長的，以至于到復(fù)合材料從模中排 出的時(shí)候，浸漬樹脂和基體樹脂已經(jīng)都成型并固化。但是如果必要的 話，密封的層合材料可以通過兩個(gè)或更多牽引模的組、或一個(gè)或更多 牽引模與一個(gè)或更多不太重要的連續(xù)模段420的組合，以保持材料為
希望的形狀直到其中的材料完全固化。
牽引模418優(yōu)選是足夠牢固的，以承受在芯中正在發(fā)泡的基體樹 脂形成的、高達(dá)約20psi的內(nèi)部套筒壓力，這期間，樹脂的發(fā)泡會(huì)填 滿芯空間。發(fā)泡可以通過在樹脂前體混合物中釋放、膨脹、或產(chǎn)生一 種或多種氣體來弓I發(fā)，例如選自二氧化碳、氮?dú)?、氟代烴(如HFC 245SA 和HFC134A)、含氯氟烴、和低級(jí)鏈烷烴如戊烷。用于生成泡沫熱固 性樹脂的樹脂體系是本領(lǐng)域公知的，并且包括，例如，前述的聚氨酯 樹脂體系。
優(yōu)選的，接觸基體樹脂前體組合物的層是多孔底基材料層，優(yōu)選 是沒有樹脂阻擋層的紙。利用底基材料而不是楞條織物例如作為最里 層，表現(xiàn)出可以在芯基體樹脂固化期間提供更均勻的壓力分布，并且 由此可以得到插入芯材料的更加均勻的組合物。
牽引模418可以提供所有必須的力，以將多孔底基材料和增強(qiáng)層 帶扯離它們相應(yīng)的供料輥并且穿過前述的加工區(qū)，優(yōu)選處于33-200 英尺/分鐘的恒定速度，此外，或者作為選擇地，壓花輥400可以用來推進(jìn)流程的運(yùn)轉(zhuǎn)。
在牽引模418之前和/或之后，密封的復(fù)合材料可以穿過一個(gè)或
多個(gè)不太重要的連續(xù)模段420，其目的在于，在樹脂固化期間保持復(fù) 合材料為希望的矩形形狀。鑒于牽引模418可以承受高達(dá)約20psi的 發(fā)泡壓力，連續(xù)模段420可以例如只需要承受約6或7psi的發(fā)泡壓 力。因此，連續(xù)模段420可以是帶型連續(xù)?；驈膭?dòng)輥和片材的組合， 而不是更為精巧的牽引模。如果在復(fù)合材料經(jīng)過連續(xù)模420時(shí)希望對(duì) 其進(jìn)行加熱，任何合適的熱源都可以使用，包括例如，射頻加熱、微 波加熱和感應(yīng)加熱。
雖然在圖4中所示的連續(xù)模段420已經(jīng)顯示其位于牽引模418的 下游，但是一個(gè)或更多的模段也可以位于牽引模的上游或牽引模的上 游和下游。事實(shí)上，優(yōu)選牽引模是易于移動(dòng)的，如，在軌道上，這樣 它就可以沿線移動(dòng)以在發(fā)泡壓力最大的地方鎖住復(fù)合材料。
在模制區(qū)416之后，得到的硬質(zhì)復(fù)合材料穿過切割區(qū)422，將復(fù)
合材料切割為期望長度的段。復(fù)合材料中的樹脂在切割步驟前不需要 完全固化；它們只需要充分固化，這樣切割壓力將不會(huì)使復(fù)合材料充 分變型。如果希望進(jìn)行進(jìn)一步加熱以完成固化過程，切割長度的復(fù)合 材料可以被置于爐中，例如對(duì)流加熱爐，直到它們不再濕潤。
在生產(chǎn)過程中樹脂固化階段的模制期間，復(fù)合材料芯中不受限制 的氣壓，會(huì)導(dǎo)致芯材料與層狀覆蓋層之間樹脂粘接的破裂，從而引起 外表面出現(xiàn)泡疤和/或復(fù)合材料的弱化。因此，在芯中的基體樹脂呈 乳液狀、起發(fā)和固化期間，層狀覆蓋層的溫度優(yōu)選不允許升得太高從 而導(dǎo)致氣壓到達(dá)一個(gè)水平，在該水平會(huì)導(dǎo)致泡疤的形成或芯與層狀覆 蓋層之間的任何其他類型的粘接斷裂。
如果期望在樹脂已經(jīng)充分固化之前且復(fù)合材料還是熱的時(shí)，將復(fù) 合材料從模具中移出以抑制內(nèi)部氣壓，可以刺穿層狀覆蓋層形成氣體 釋放孔。這可以在熱的復(fù)合材料從模中出來后立即進(jìn)行，例如通過利用針輪刺穿覆蓋層。作為選擇地，可以在最后接合的牽引模內(nèi)進(jìn)行刺 穿，在該牽引模內(nèi)針從模段的壁中延伸出來。
如果期望，可以在涂覆區(qū)424中利用外部表面處理對(duì)復(fù)合材料進(jìn) 行涂覆，所述的涂覆區(qū)優(yōu)選位于切割區(qū)422的下游，但是它也可以位 于切割區(qū)之前。每一塊板的切割端優(yōu)選被橡膠狀密封劑涂覆。
2.制造片狀復(fù)合材料
本發(fā)明的復(fù)合材料也可以成形為片材，該片材只是在芯的對(duì)側(cè)具 有層狀覆蓋層，如圖2所示。圖5、和6A-6E、和12A-12E示意性地 圖示了制造這樣的片狀復(fù)合材料的優(yōu)選方法。
與參考圖4的上述方法相似，這種方法包括形成第一扁平層524 和第二扁平層624。每條扁平層包括底基材料500和600的樹脂浸漬 帶和增強(qiáng)層514和614。在圖5中，與制備第一扁平層524和第二扁 平層624有關(guān)的組件和設(shè)備由與圖4中100-級(jí)的附圖標(biāo)記相對(duì)應(yīng)的 500和600級(jí)的附圖標(biāo)記表示。
但是與圖4的方法不同，在這種實(shí)施方式中每條扁平層穿過不同 的兩對(duì)砑光輥526和626，相應(yīng)的形成下部和上部層合材料528和 628。下部層合材料528穿過膠帶區(qū)726，在這里沿層合材料的每條 邊粘接連續(xù)的膠帶732，如圖6A的層合材料橫截面所示。作為選擇 地，連續(xù)的粘性片734可以被應(yīng)用到層合材料的一側(cè)，并且粘性片的 邊延伸出層合材料的邊之外，如圖12A的層合材料橫截面所示。
接著，膠帶折疊區(qū)728將膠帶732或粘性片734的邊向上折疊， 以在層合材料528的上部表面形成一個(gè)槽，如圖6B和12B所示。
芯填充區(qū)708，參考上述圖4，將基體樹脂前體組分混合物10和 填料固體8填入槽中，如圖6C和12C所示。作為選擇地，填料固體 可以省去，基體樹脂前體組分10可以直接置于層合材料內(nèi)表面上。 通常，當(dāng)泡沫樹脂具有相對(duì)較低的模制密度，例如，具有約7-8pcf范圍內(nèi)的模制密度聚氨酯或者具有約5-6pcf范圍內(nèi)的模制密度的泡 沫聚乙烯用作芯中的基體樹脂時(shí)，包括填料固體是不太重要的。
同時(shí)，將上部層合材料628送至帶有混合物的層合材料528之上 的位置，如圖6D和12D所示，并且膠帶732或粘性片734的邊通過 密封區(qū)730被折疊并粘合到層合材料628的上部，如圖6E和12E所示。
與圖4中所示的方法相似，復(fù)合材料隨后通過模制區(qū)716、切割 區(qū)722，并任選地通過涂覆區(qū)724。模制區(qū)716可以任何的順序包括 牽引模718和一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的模段720。
不需要在模制區(qū)716之前提供密封區(qū)730，相反，它可以位于模 制區(qū)之后或合并為模制區(qū)的一部分。
根據(jù)本發(fā)明制造的片狀復(fù)合材料可有很多不同的應(yīng)用。它可以用 于，例如，作為運(yùn)輸容器底板、作為保溫屋頂蓋板、作為外部結(jié)構(gòu)蓋 板、保溫地板或者作為墻板。在每個(gè)這些應(yīng)用中，優(yōu)選芯基體樹脂發(fā) 泡。利用泡沫樹脂的優(yōu)勢(shì)在于較大的隔熱值。當(dāng)制造墻板吋，為了使 成本下降，聚乙烯泡沫通常是優(yōu)選的。同時(shí)，墻板一側(cè)的外層優(yōu)選分 為兩層的紙，其帶有一層內(nèi)部膜以阻擋粘接/加固樹脂的滲出，所述 的樹脂用于加固紙并將其粘接到下一層上。為了使成本降低，當(dāng)作為 墻板時(shí)，層狀覆蓋層中的加固樹脂可以是聚酯樹脂。墻板仍然將會(huì)是 結(jié)構(gòu)的，而通常的石膏墻板卻不是。且如果墻板完全沒有填料，它可 以比通常的石膏墻板的重量更輕，卻更加堅(jiān)固。
當(dāng)用作運(yùn)輸容器底板時(shí)，本發(fā)明的片狀復(fù)合材料可以有利的使用 上述與制造托盤縱梁有關(guān)的任何層狀覆蓋層和樹脂芯。
由本復(fù)合材料制成的保溫屋頂蓋板可以代替定向刨花板用在屋 頂托梁上。如果使用泡沫樹脂芯，比如聚氨酯，蓋板將會(huì)比波紋狀硬 板屋頂蓋板提供更好的保溫值。
當(dāng)本發(fā)明的片狀復(fù)合材料用作保溫屋頂蓋板，優(yōu)選芯由基本沒有填料的聚氨酯泡沫制成。通常說，填料越少，聚氨酯泡沫的保溫值越
大。聚氨酯泡沫優(yōu)選具有約3-10pcf，最優(yōu)選約4-6pcf的模制密度。
層合材料的構(gòu)造優(yōu)選是紙/玻璃纖維網(wǎng)格布/紙。優(yōu)選的粘接/加固樹 脂是添加了玻璃微球的聚酯樹脂。優(yōu)選玻璃微球占粘接樹脂和玻璃微
球混合物體積的約10-50%,最優(yōu)選約30-40體積％。網(wǎng)格布優(yōu)選每 線性英寸包含約4-IO根紗線，最優(yōu)選每線性英寸約5-7根紗線。至 于所涉及的紙，優(yōu)選它具有約42-901bs，例如，大約50-581b的紙 張定量。
3.制造柱狀復(fù)合材料
設(shè)計(jì)幾種不同的方法制造柱狀復(fù)合材料。
為了制造如圖7A所示的柱狀復(fù)合材料，例如，層狀覆蓋層6可 以形成在管形結(jié)構(gòu)內(nèi)，與制造箱板紙巻的方法相類似，在這之后芯材 料可以從開口端注入到管內(nèi)的空腔中。
還構(gòu)思了螺旋巻繞的柱狀復(fù)合材料的形成，例如圖7B所示。該 復(fù)合材料可以先利用圖5的方法形成片狀復(fù)合材料，然后在復(fù)合材料 還有韌性時(shí)按任何期望的直徑將其巻起來形成。 一旦固化，螺旋中相 鄰圈的粘接/加固樹脂接合在一起。這樣的螺旋巻繞的復(fù)合材料可以 更好的承受外殼外層的剌穿，這歸功于在片狀復(fù)合材料外部厚度之下 的額外的復(fù)合材料厚度。這使螺旋巻繞的柱狀芯更適用于電話電桿或 類似物，在那里工人必須穿著高花紋鞋(cleated shoe)爬上柱子。
C.貨運(yùn)托盤實(shí)施例
如上所述，本發(fā)明理想地適用于制造用在貨運(yùn)托盤結(jié)構(gòu)中的復(fù)合 材料板。任何類型的由木質(zhì)板或塊制成的貨運(yùn)托盤可以用一塊或更多 的本發(fā)明復(fù)合材料板或塊制成。如在本領(lǐng)域公知的，這樣的托盤典型 的具有蓋板(水平的排列)和在蓋板頂層垂直排列的縱梁(有時(shí)也叫做"轉(zhuǎn)子(runner)"或"柱子")。使用底板是任選的?？v梁托盤典型 的包含邊縱梁和中心縱梁。有時(shí)使用單獨(dú)的中心縱梁，但是其他情況 下會(huì)使用兩根中心縱梁，例如，或者是與另一根相碰觸或者是遠(yuǎn)離另 一根約6-20英寸，以均勻地分布載荷。
一些托盤包括塊體或連接板以代替縱梁，頂部或底部蓋板被固定 在其上。
所有的板都可以是不同寬度、長度、和厚度的。但是典型的，蓋 板是1X4s或1X6s的。縱梁典型的是2X4s或3X4s的。典型的塊 體托盤可以包括6個(gè)外部塊體、3個(gè)中心塊體、3個(gè)連接塊、4個(gè)約1 X4X40英寸的頂蓋板、5個(gè)約1X6X40英寸的頂蓋板、3個(gè)約1X6 X37英寸的底蓋板、和2個(gè)約1X6X40英寸的底蓋板。
縱梁托盤可以構(gòu)造為雙向托盤(two-way pallet),其中縱梁只允 許叉車叉齒從兩個(gè)相對(duì)方向進(jìn)入。作為選擇的，托盤可以構(gòu)造為四面 鏟叉口托盤，其中縱梁是鋸齒狀的，或者是切割過的，允許叉車叉齒 從所有的四個(gè)方向進(jìn)入。
縱梁托盤中的蓋板或底板可以與外部縱梁的外部邊平齊，制成 "平齊托盤"，或者蓋板和/或底板可以延伸到外部縱梁外部邊之外， 制成"單翼"或"雙翼"托盤。底板也可以完全被省略，制成"單板" 或"滑動(dòng)"托盤。
如果期望，蓋板和底板可以成型為使它們的數(shù)量、尺寸和位置都 是相同的，頂和底相同，制成"可翻轉(zhuǎn)使用的"托盤。
托盤可以完全或部分由根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合材料板和/或塊構(gòu)成。 本發(fā)明的復(fù)合材料板和/或塊可以并入常規(guī)的木質(zhì)托盤中，也許可以 作為已經(jīng)失效的板或塊的替代品，或者作為可能失效的板和/或塊的 升級(jí)品。作為一種實(shí)施例，頻繁受到叉車叉齒損壞的上部和最外部的 托盤，可以由復(fù)合結(jié)構(gòu)材料制成，而板和/或塊的剩余部分可由木材 制成。圖8圖示了由縱梁802、標(biāo)準(zhǔn)蓋板804、和由本發(fā)明的復(fù)合結(jié)構(gòu) 材料制成的前緣板806構(gòu)成的雙向托盤800。標(biāo)準(zhǔn)蓋板是內(nèi)部板。前 緣板是在內(nèi)部板兩側(cè)的外緣板。前緣板806，是托盤的上部和最外部 蓋板，優(yōu)選具有比標(biāo)準(zhǔn)板804更致密的芯，并且，因此傾向于比標(biāo)準(zhǔn) 托盤更為耐久和結(jié)實(shí)。
標(biāo)準(zhǔn)蓋板804 (頂和底)和前緣板806被縱梁802固定，所述的 縱梁802是Halstead gun nails的產(chǎn)品HOT 30131號(hào)和/或Halstead bulk rmils的產(chǎn)品BOT 30131號(hào)，它們都具有高抓緊性、環(huán)形螺栓 (rink shank) /傳動(dòng)螺釘驅(qū)動(dòng)螺釘?shù)慕M合具有以下特性
*圓形的、0.295-0.305英寸直徑的釘頭
'釘頭的厚度為0. 065-0. 070英寸
*130"的埋頭孔角
'長度為2. 9375-3.0625英寸
.環(huán)形的螺栓體寬度為0. 130-0. 132英寸
.由0. 120英寸直徑的拉伸低碳鋼絲制成
*42°角的金剛石頭
.最小抗拉強(qiáng)度(彎曲產(chǎn)生)100，000psi ，由熱塑性樹脂(干燥的膠乳粘合劑)涂覆
優(yōu)選的，托盤由來自Viking Inc.的Turbo 505自動(dòng)化托盤裝配 系統(tǒng)裝配。
1.縱梁
在這個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中的每根縱梁802的尺寸為約2英寸寬、 約3.5英寸高、約48英寸長。預(yù)計(jì)也可以使用寬度小于約2英寸， 如約1.5或1.75英寸的縱梁。
縱梁芯包括約60-80體積％的橡膠，余量為聚氨酯泡沫。芯優(yōu)選 具有約43-48pcf的密度。優(yōu)選橡膠是l/4英寸的碎屑或更小，由市售或轎車胎得到。橡膠 可以包括絨毛，但是優(yōu)選基本沒有金屬成分。橡膠的運(yùn)輸密度是約
27pcf，且它的含水量不超過1.5重量％。
優(yōu)選的用于形成樹脂芯基體的聚氨酯體系是Co卯s B-1000/ A-1001體系，該體系產(chǎn)生約32-34pcf的自由起發(fā)密度。聚氨酯泡沫 優(yōu)選具有至少約2001bs的拔釘阻力。
縱梁的層狀覆蓋層優(yōu)選包括五層——兩層增強(qiáng)層，它們分別被夾 在成對(duì)的紙層中間。由芯側(cè)開始，層的順序是Pi-RL-Pni-RL-P。。
最外部的紙層優(yōu)選是33%再生的未漂白的牛皮紙掛面紙板，其具 有約421bs的紙張定量、約10. 2密耳的厚度、約114psi的頂破強(qiáng)力 (burst strength)，小于約260的Sheffield參數(shù)、和少于約8重量 %的含水量。
每層內(nèi)部紙層優(yōu)選是20%的再生的未漂白牛皮紙掛面紙板，其具 有約901bs的紙張定量、約24. 4密耳的厚度、約176psi的頂破強(qiáng)力， 小于約260的Sheffield參數(shù)、和少于約8重量％的含水量。
作為選擇的，所有的紙層可以包括具有相同紙張定量的紙，例如， 901bs。
每一層增強(qiáng)層都是上面提到過的來自Scrimco， Inc.的產(chǎn)品 1812P2/0. 9GA。
紙和增強(qiáng)層優(yōu)選由Copps A-900/B-900環(huán)氧樹脂體系浸漬并與其 層疊在一起，所述的環(huán)氧樹脂體系按1重量份硬化劑、約4. 4重量份 樹脂的比率混合，或者是1體積份硬化劑、約4. 2體積份樹脂的比率 混合。在層狀覆蓋層中的環(huán)氧樹脂含量優(yōu)選約為0. 25-0. 301bs/每平 方英尺，更優(yōu)選約0.28 lbs/每平方英尺。
層狀覆蓋層的總厚度優(yōu)選不超過單獨(dú)的紙層和增強(qiáng)層的和。 任選的，可以為縱梁施加外部表面處理，如上文所述，尤其是如 果環(huán)氧樹脂沒有完全滲透過最外層的紙層，更應(yīng)進(jìn)行外部表面處理。
47任選的，應(yīng)用到最外層紙層的環(huán)氧樹脂可以包括一種或多種添加劑， 以賦予樹脂浸漬紙任何期望的性質(zhì)。無論在哪種情況下，優(yōu)選為每條
縱梁的切割端提供約3-4密耳厚的橡膠狀密封涂層，以防止水分透進(jìn)芯中。
縱梁優(yōu)選具有約50-97pcf的密度、至少約725psi的抗壓扁強(qiáng)度； 至少1550psi的抗壓強(qiáng)度；約4000-7900psi的斷裂模量，如 5000-6000psi;約0. 90X10fi-1.3X1(T的彈性模量，例如約0.95X 05X 10、 2， 000， 000個(gè)周期后占原始強(qiáng)度至少約60%的疲勞強(qiáng) 度；和小于約0. 3X10-5英寸/。F線性熱膨脹系數(shù)。
2.標(biāo)準(zhǔn)蓋板
在這個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)蓋板804具有約0. 7英寸的 厚度、約3.5英寸的寬度、約40英寸的長度。
標(biāo)準(zhǔn)蓋板芯優(yōu)選包含至少約20體積％，如約40-60體積％的浮 石；余量為泡沫熱固性樹脂，優(yōu)選是聚氨酯泡沫。芯優(yōu)選具有約 11-15pcf的密度。
浮石優(yōu)選是約1/4英寸(#8篩)的尺寸并且具有約4.5-5.0pcf 的疏松密度。
因?yàn)樯w板通常不需要足夠致密以緊緊的保持住釘子，也可以制成 蓋板的芯而不包含任何的填料固體。例如，可以將它們制備為帶有完 全由聚氨酯泡沫構(gòu)成的芯。為了保持它們的低重量，優(yōu)選它們包含不 超過10體積％的橡膠輪胎顆粒。
用于形成樹脂芯基體的優(yōu)選的聚氨酯體系是Copps B-1000/A-1000體系，該體系可以產(chǎn)生約14-17pcf的自由起發(fā)密度。 聚氨酯泡沫優(yōu)選具有至少約251bs的拔釘阻力。
標(biāo)準(zhǔn)蓋板的層狀覆蓋層優(yōu)選包括四層^"兩層相鄰的增強(qiáng)層，處 于兩層紙層中間。由芯側(cè)開始，層的順序是P,-RL-RL-P(,。任選的，層狀覆蓋層可以包括單一的增強(qiáng)層，其夾在兩層紙層中間。層狀覆蓋
層優(yōu)選具有根據(jù)ASTM D 638測(cè)得的至少約800pli，例如，約 1200-1400psi的抗拉強(qiáng)度。
最外層紙層優(yōu)選是與上述縱梁最外層紙層相同的，且內(nèi)部紙層優(yōu) 選是與上述縱梁內(nèi)部紙層相同的。增強(qiáng)層和環(huán)氧樹脂粘合劑優(yōu)選也是 與上述縱梁相同。層狀覆蓋層中環(huán)氧樹脂的含量約為0.20-0.251b/ 平方英尺，更優(yōu)選約0.21-0.231b/平方英尺。
標(biāo)準(zhǔn)蓋板優(yōu)選具有約45pcf或更少，例如，約20-45pcf的密度； 至少約650psi的抗壓扁強(qiáng)度；約1200-1550psi的抗壓強(qiáng)度；約 2400-5700psi的斷裂模量，如4300-4700psi;約0. 75X10"-1. 1X10B 的彈性模量，例如約0. 90X10fi-1.0X106; 2，000，000個(gè)周期后占原 始強(qiáng)度至少約60%的疲勞強(qiáng)度；和小于約0. 3X 10—5英寸/下線性熱膨 脹系數(shù)。優(yōu)選在板芯中的基體樹脂是泡沫的聚氨酯，并且具有約 12-17pcf的模制密度，例如，約13-15pcf。
3.前緣板
在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中的前緣板806是與上述標(biāo)準(zhǔn)蓋板基本相同 的，除了前緣板是5.5英寸寬并且具有不同的芯含量。它的芯優(yōu)選包 含0-40體積％的碎橡膠和0-30體積％的浮石，余量為聚氨酯泡沫。 優(yōu)選橡膠含量是至少約15體積％，例如，在約25-35體積％的范圍 內(nèi)，且浮石的含量是不超過約10體積％。優(yōu)選聚氨酯泡沫具有約 14-34pcf的模制密度，例如約18-32pcf。前緣板優(yōu)選具有約18-32pcf 的總體密度。因此，例如，芯可以包含約30體積。^的橡膠，余量是 具有約30pcf模制密度的聚氨酯泡沫。
前緣板優(yōu)選具有約38-55pcf的密度；至少約750psi的抗壓扁強(qiáng) 度；約1400-1700psi的抗壓強(qiáng)度；約2400-7900psi的斷裂模量，如 4800-5000psi;約0. 75X 106-1.3Xl(f的彈性模量，例如約0. 95X10H-1. 1X10B; 2,000,000個(gè)周期后占原始強(qiáng)度至少約60%的疲勞強(qiáng) 度；和小于約0. 3X1(T英寸/。F線性熱膨脹系數(shù)。
4.進(jìn)一步的任選特征
在四向托盤中，必須在最外部的縱梁中提供槽口或孔口以容納叉 車叉齒。但是在上述縱梁中簡單的切割槽口，會(huì)損害槽口附近的層狀 覆蓋層的強(qiáng)度。 一種途徑是制造分為兩部分的縱梁.，兩個(gè)2英寸X 1075英寸的縱梁板802a和802b，并通過膠或類似物固定在一起，如 圖9所示。下部板802b上切割有兩個(gè)槽口 812以容納叉車叉齒。任 選的，如圖13所示，頂板802a可以被粘接到三塊料塊813、 814、 和815上。另一種途徑是在其側(cè)放置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)2〃 X 3.5〃上部縱梁 802 (與其邊相反)并在縱梁上間隔粘接2〃 X 3.5〃塊808，如圖10 所示。為了增加穩(wěn)定性，蓋板816可以固定在塊料808的每一行下側(cè)。 在所有這些實(shí)施方式中，板和塊都可以由本發(fā)明的復(fù)合材料制成。
每個(gè)下部和最外部的蓋板任選的可以沿其上部邊包括四個(gè)12英 寸斜槽810，如圖11所示。斜槽優(yōu)選傾斜約35-45度，并且位于板 下部邊的上面約0.25英寸處。斜槽可以通過以下方式形成，例如， 在復(fù)合材料完全硬化之前形成擠壓，或者利用銑刀或類似物在成品板 上切割斜槽。
D.復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的進(jìn)一步應(yīng)用
本發(fā)明的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料通常適合作為木材的替代品應(yīng)用在很多 不同場(chǎng)合中，其非限定性的實(shí)施例將在下文中提到。復(fù)合結(jié)構(gòu)材料通 常比木頭具有更好的耐久性、保溫性、防水性和更好的保持釘子的能 力。
復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的一些潛在的應(yīng)用包括，僅舉幾個(gè)例子，用作包 括垂直墻和隔音墻的墻板、屋頂、底板、蓋板、護(hù)欄柱、電話電桿、
50標(biāo)志桿、圍欄(range fencing)、裝飾柵欄、圍場(chǎng)、電纜軸、托盤、 容器底板、牽引掛車底板、腳手架板、海上樁材(marine pilling)、 鐵路枕木、操場(chǎng)設(shè)備和避難所。
復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，它可以定制以滿足不同的規(guī)格。 例如，根據(jù)本發(fā)明的公路護(hù)欄支柱可以設(shè)計(jì)成，如公路安全管理標(biāo)準(zhǔn) 所規(guī)定的那樣，如果受到預(yù)定力撞擊就產(chǎn)生屈服。
雖然本發(fā)明的特定實(shí)施方式己經(jīng)在上文中詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解 這種說明僅僅是示例說明的目的。相應(yīng)于上述優(yōu)選實(shí)施方式所公開方 面的各種改變和相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，可以在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，由 本領(lǐng)域的技術(shù)人員制造出來。
權(quán)利要求
1. 一種貨運(yùn)托盤，其包括復(fù)合材料的上部蓋板，所述上部蓋板固定于下部縱梁板或塊上，其中所述復(fù)合材料的上部蓋板包括兩個(gè)外緣板，所述的外緣板位于多個(gè)內(nèi)部板的側(cè)面，并且其中每個(gè)所述復(fù)合材料的上部蓋板都包括尺寸穩(wěn)定的芯材料，所述芯材料被與連結(jié)在所述芯材料上的尺寸穩(wěn)定的覆蓋層包圍，其中的改進(jìn)在于每個(gè)內(nèi)部板的所述芯材料與位于這些內(nèi)部板側(cè)面的每個(gè)外緣板相比，具有較小的抗壓扁強(qiáng)度和較低的密度。
2. 如權(quán)利要求l所述的貨運(yùn)托盤，其中所述上部蓋板的每個(gè)外 緣板具有至少約750psi的抗壓扁強(qiáng)度。
3. 如權(quán)利要求2所述的貨運(yùn)托盤， 部板具有約30-551b/f 的密度。
4. 如權(quán)利要求3所述的貨運(yùn)托盤， 部板的芯材料包括至少約20體積％的、 中的浮石。
5. 如權(quán)利要求4所述的貨運(yùn)托盤， 緣板的芯材料包括至少約15體積％的、 中的橡膠輪胎顆粒。
6. 如權(quán)利要求5所述的貨運(yùn)托盤， 部板的芯材料包含不超過約10體積％的橡膠輪胎顆粒。
7. 如權(quán)利要求6所述的貨運(yùn)托盤，其中在每個(gè)上部蓋板中的所 述泡沫熱固性樹脂基體是聚氨酯樹脂。
8. 如權(quán)利要求7所述的貨運(yùn)托盤，其中所述上部蓋板的內(nèi)部板 的所述芯材料中的所述泡沫聚氨酯樹脂具有約12-17 lb/ft3的模制密 度。
9. 如權(quán)利要求8所述的貨運(yùn)托盤，其中所述上部蓋板的外緣板其中所述上部蓋板的每個(gè)內(nèi)其中所述上部蓋板的每個(gè)內(nèi) 分散在泡沫熱固性樹脂基體其中所述上部蓋板的每個(gè)外 分散在泡沫熱固性樹脂基體其中所述上部蓋板的每個(gè)內(nèi)的所述芯材料中的所述泡沬聚氨酯樹脂具有約14-34 lb/ft3的模制密 度。
10. 如權(quán)利要求9所述的貨運(yùn)托盤，其中浮石占上部蓋板的每個(gè) 內(nèi)部板的芯材料體積的約40-60%,并且橡膠輪胎顆粒占上部蓋板的 每個(gè)外緣板的芯材料體積的約25-35%。
11. 一種片狀的結(jié)構(gòu)材料，其中的改進(jìn)在于，所述材料是尺寸穩(wěn) 定的芯材料的復(fù)合材料，所述尺寸穩(wěn)定的芯材料夾在尺寸穩(wěn)定的覆蓋 層片之間且所述覆蓋層連接于所述芯材料上，其中所述覆蓋層具有層 狀結(jié)構(gòu)，該層狀結(jié)構(gòu)包括至少一層基本平行的增強(qiáng)紗線，所述增強(qiáng)紗 線連接于至少一層處于所述紗線外部的底基材料上，所述底基材料選 自硬化紙和硬化布。
12. 如權(quán)利要求11的片狀結(jié)構(gòu)材料，其中所述芯材料包括泡沫 聚苯乙烯，所述底基材料包括用聚酯樹脂硬化的紙，并且所述結(jié)構(gòu)材 料的至少一側(cè)具有多層紙的表面，所述表面包含一內(nèi)層材料以阻擋所 述聚酯硬化樹脂的轉(zhuǎn)移。
13. 如權(quán)利要求11的片狀結(jié)構(gòu)材料，其中所述芯材料包括泡沫 聚氨酯和所述底基材料包括用環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂硬化的紙。
14. 如權(quán)利要求13的片狀結(jié)構(gòu)材料，其中所述底基材料中的所 述硬化樹脂包括玻璃微球，其數(shù)量占硬化樹脂和填料總體積的約 10-50%，并且其中至少50體積％的所述玻璃微球具有約125微米或 更小的粒度。
15. 如權(quán)利要求14的片狀結(jié)構(gòu)材料，其中所述硬化樹脂是環(huán)氧
16. —種復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其包括尺寸穩(wěn)定的芯材料，所述芯材料 被連接于所述芯材料上的尺寸穩(wěn)定的覆蓋層所包圍，層狀結(jié)構(gòu)的覆蓋 層包括至少一條基本平行的增強(qiáng)紗線的帶，所述增強(qiáng)紗線連接于至少 一層選自硬化紙和硬化布的底基材料上，其中所述紙或布用硬化樹脂 浸漬，其中的改進(jìn)在于所述硬化樹脂與固體粒狀填料組成混合物。
17. 如權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)材料，其中所述填料是中空的微球，并且至少50體積％的所述填料具有125微米或更小的粒度。
18. 如權(quán)利要求17所述的結(jié)構(gòu)材料，其中所述填料由選自玻璃、 陶瓷、聚合物和礦物的材料組成，并且所述填料具有小于約0. 5g/cc 的比重。
19. 如權(quán)利要求18所述的結(jié)構(gòu)材料，其中所述填料是玻璃微球。
20. 如權(quán)利要求19所述的結(jié)構(gòu)材料，其中所述填料占硬化樹脂 和填料的混合物體積的至少10%。
21. —種制造細(xì)長的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的方法，其特征在于包括以下 步驟a) 形成兩條多孔底基材料的可折疊層合材料，所述的多孔底基 材料選自紙和布，至少一條增強(qiáng)紗線帶夾在所述底基材料之間，所述 紗線沿縱向延伸，并且所述多孔底基材料帶和位于這些帶之間的所有 材料都用熱固性樹脂前體混合物浸漬；b) 將所述層合材料折疊成槽形并水平地定向，使所述多孔底基 材料帶中的一條位于頂部而另一條的多孔底基材料帶位于底部；c) 在所述層合材料仍然可以折疊時(shí)，在所述層合材料的槽中置 入一種液態(tài)基體樹脂前體組合物，該組合物與所述層合材料中的所述 樹脂前體混合物相容，并且在該組合物充分反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生一種至少半 硬的熱固性基體樹脂；d) 折疊封閉的和密封的所述層合材料，以使其環(huán)繞并限定一個(gè) 容納所述基體樹脂前體組合物的芯空間；和e) 將封閉的層合材料和其內(nèi)容物置于模具中，并處于有助于所 述層合材料中的所述熱固性樹脂和所述芯空間的所述基體樹脂固化 的條件下，保持一段足以使兩種樹脂充分固化的時(shí)間，從而(i)使所 述層合材料和所述基體樹脂都制成至少半硬的，(ii)所述基體樹脂與 其可以包含的任意填料，填充所述芯空間，和(iii)將所述層合材料 和基體樹脂連接在一起；其中的改進(jìn)在于，在用所述熱固性樹脂前體混合物浸漬之前，位 于底部的多孔底基材料帶的至少一側(cè)用合成樹脂膜涂覆，并且所述的 底基材料是定向的，以使在步驟b和c期間，其樹脂涂覆側(cè)面朝下， 所述合成樹脂膜足以基本上防止所述熱固性樹脂前體混合物的任何 成分滲透過所述多孔底基材料。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述多孔底基材料是紙，所述熱固性樹脂前體混合物是一種反應(yīng)生成環(huán)氧樹脂的混合物，并且所述合成樹脂膜是一層約1-5密耳厚的聚丙烯。
23. —種細(xì)長的、四面的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，在其整個(gè)長度上具有基 本上均勻的、非正方形的矩形橫截面，所述材料包括尺寸穩(wěn)定的芯材 料，所述芯材料被連接于所述芯材料上的尺寸穩(wěn)定的覆蓋層所包圍， 所述覆蓋層是層狀結(jié)構(gòu)，其包括至少一層基本上平行的增強(qiáng)紗線，所 述增強(qiáng)紗線連接于所述紗線外部的至少一層底基材料上，所述底基材 料選自硬化紙和硬化布，其特征在于所述結(jié)構(gòu)材料的一個(gè)寬度側(cè)具有 所述底基材料的縱向凹槽肋，從而在所述的肋中具有所述凹槽底基材 料的相對(duì)的壁部分。
24. 如權(quán)利要求23所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其中所述凹槽肋陷進(jìn) 所述結(jié)構(gòu)材料的距離至少約為所述結(jié)構(gòu)材料厚度的1/3。
25. 如權(quán)利要求24所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其中在所述凹槽肋中，所述凹槽底基材料的相對(duì)壁部分彼此相平并連接在一起。
26. 如權(quán)利要求24所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其中在所述凹槽肋中，所述凹槽底基材料的相對(duì)壁部分在朝向所述結(jié)構(gòu)材料內(nèi)部的方向上 彼此成一角度。
27. —種制造細(xì)長的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的方法，包括以下步驟a)形成兩條多孔底基材料的可折疊層合材料，所述的多孔底基 材料選自紙和布，至少一條增強(qiáng)紗線帶夾在所述多孔底基材料之間， 所述紗線沿縱向延伸，并且所述多孔底基材料帶和位于這些帶之間的所有材料都用熱固性樹脂前體混合物浸漬；b) 將所述層合材料折疊成槽形并水平地定向，使所述多孔底基 材料帶中的一條位于頂部而另一條的底基材料帶位于底部；c) 在所述層合材料仍然可以折疊時(shí)，在所述層合材料的槽中置 入一種液態(tài)聚氨酯樹脂前體組合物，該組合物與所述層合材料中的所 述樹脂前體混合物相容，并且在該組合物充分反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生一種至少 半硬的泡沫聚氨酯樹脂；d) 折疊封閉的和密封的所述層合材料，以使其環(huán)繞并限定一個(gè) 容納所述基體樹脂前體組合物的芯空間；和e) 將封閉的層合材料和其內(nèi)容物置于模具中，并處于有助于所 述層合材料中的所述熱固性樹脂和所述芯空間中的所述聚氨酯樹脂 固化的條件下，保持一段足以使兩種樹脂充分固化的時(shí)間，從而(i) 使所述層合材料和所述泡沫聚氨酯樹脂都制成至少半硬的，(ii)所述 泡沫聚氨酯樹脂與其可以包含的任意填料，填充所述芯空間，和(iii) 將所述層合材料和所述泡沫聚氨酯樹脂連接在一起；其中的改進(jìn)在于，在用所述熱固性樹脂前體混合物浸漬之前，將 所述多孔底基材料的頂部帶輸送通過除濕區(qū)。
28. 如權(quán)利要求27所述的方法，其中多孔底基材料的頂部帶是 紙，并且當(dāng)所述的紙帶離開除濕區(qū)時(shí)，它的含水量約為5重量%或更 少。
29. 如權(quán)利要求28所述的方法，其中離開所述除濕區(qū)的多孔底 基材料的頂部帶的含水量處于約1-4重量%范圍內(nèi)。
30. —種柱狀結(jié)構(gòu)材料，其基本上包括復(fù)合材料的螺旋巻繞片， 所述的復(fù)合材料具有尺寸穩(wěn)定的芯材料，所述的芯材料夾在連接于所 述芯上的尺寸穩(wěn)定的覆蓋層之間，其中所述覆蓋層是層狀結(jié)構(gòu)，其包 括至少一層大體上平行的增強(qiáng)紗線，所述紗線連接于所述紗線外部的 至少一層底基材料上，所述底基材料選自硬化的紙和硬化的布，其中 所述底基材料用熱固性合成樹脂硬化，所述的樹脂也將螺旋的相鄰圈連結(jié)在一起。
31. —種貨運(yùn)托盤，其包括多個(gè)蓋板，所述蓋板固定在一對(duì)平行 的縱梁上，其中每根所述的縱梁具有兩個(gè)凹槽以容納叉車叉齒，其特 征在于每個(gè)所述的縱梁包括(a) —橫截面通常為矩形的上部板，其包括尺寸穩(wěn)定的芯材料， 所述芯材料被連接于所述芯材料上的尺寸穩(wěn)定的覆蓋層所包圍，所述 的上部板與(b)面對(duì)面固定，(b) —橫截面通常為矩形的下部板，其與上部板長度基本相同， 并且也包括尺寸穩(wěn)定的芯材料，所述芯材料被連接于所述芯材料上的 尺寸穩(wěn)定的覆蓋層所包圍，其中所述的下部板具有底面，在所述底面 外已切割兩個(gè)叉車叉齒凹槽。
32. 如權(quán)利要求31所述的貨運(yùn)托盤，其中所述上部板通過粘合劑連接與所述下部板固定在一起。
33. —種貨運(yùn)托盤，其包括多個(gè)蓋板，所述蓋板固定在一對(duì)平行 的縱梁上，其中每根所述的縱梁具有兩個(gè)凹槽以容納叉車叉齒，其特 征在于每個(gè)所述的縱梁包括-(a) —橫截面通常為矩形的上部板，其包括尺寸穩(wěn)定的芯材料， 所述芯材料被連接于所述芯材料上的尺寸穩(wěn)定的覆蓋層所包圍，所述 的上部板與(b)面對(duì)面固定，(b) 三個(gè)橫截面通常為矩形的下部塊，其與所述上部板排成直 線，每個(gè)所述的塊也包括尺寸穩(wěn)定的芯材料，所述芯材料被連接于所 述芯材料上的尺寸穩(wěn)定的覆蓋層所包圍，其中所述三個(gè)塊中的一個(gè)大 體上位于所述上部板下側(cè)的中心，其它兩塊在所述中心塊的兩側(cè)，并 且在每個(gè)側(cè)面塊和所述中心塊之間都具有一個(gè)間隙，從而限定出兩個(gè) 叉車叉齒凹槽。
34. 如權(quán)利要求33所述的貨運(yùn)托盤，其中所述三個(gè)塊通過粘合 劑連接與所述板固定在一起。
全文摘要
本發(fā)明公開一種復(fù)合結(jié)構(gòu)材料適于作為例如木質(zhì)板、片或柱的替代品。所述復(fù)合結(jié)構(gòu)材料包括尺寸穩(wěn)定的芯材料，所述芯材料大體上被連接在所述芯材料上的尺寸穩(wěn)定的層狀覆蓋層所包圍。所述層狀覆蓋層包括至少一條基本平行的增強(qiáng)紗線帶，所述的增強(qiáng)紗線帶與至少一層尺寸穩(wěn)定的底基材料連接在一起，所述的底基材料選自硬化紙或硬化布。優(yōu)選的，增強(qiáng)紗線帶夾在兩層硬化紙和布之間。所述芯材料可以是，例如，帶有或不帶有填料的泡沫合成樹脂。本發(fā)明還公開了一種制造該材料的連續(xù)過程。
文檔編號(hào)B32B5/18GK101443240SQ200580045376
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者A·J·羅斯, G·M·帕爾默 申請(qǐng)人:亨特佩因創(chuàng)新公司