复合板及用于制作复合板的方法

申请号 CN201580076113.2 申请日 2015-12-11 公开(公告)号 CN107249875A 公开(公告)日 2017-10-13
申请人 RA投资管理有限公司; 发明人 W·迈克尔威;
摘要 一种复合板包括具有至少一个芯部元件的芯部。芯部元件包括限定空腔的壳体。一对层板把芯部夹住。每个层板具有背向芯部的第一面以及面向芯部的相对第二面。第二面具有从其延伸的多个倒刺。倒刺刺入壳体,以将芯部元件固定在层板之间。一种用于制造复合板的方法包括抵靠第一层板的有倒刺面布置芯部元件,其中芯部元件包括限定空腔的壳体,并且将芯部元件与第一层板 挤压 在一起,以迫使有倒刺面的倒刺刺入壳体。
权利要求

1.一种复合板,包括:
a)芯部,所述芯部包括至少一个芯部元件,所述芯部元件包括限定空腔的壳体;
b)将所述芯部夹住的一对层板,每个层板包括背向所述芯部的第一面和面向所述芯部的相对第二面,所述第二面具有从其延伸的多个倒刺,所述倒刺刺入所述壳体以将所述芯部元件固定在所述层板之间。
2.根据权利要求1所述的复合板,其中每个倒刺具有尖端,并且所述倒刺延伸穿过所述壳体,从而所述尖端处于所述空腔内。
3.根据权利要求2所述的复合板,其中,所述尖端被钉牢。
4.根据权利要求1所述的复合板,其中所述芯部元件是热塑性芯部元件。
5.根据权利要求1所述的复合板,其中每个层板包括金属薄板
6.根据权利要求1所述的复合板,其中所述壳体是具有第一端部和第二端部的细长构件,并且其中所述空腔在所述第一端部以及所述第二端部处是开放的。
7.根据权利要求1所述的复合板,其中所述芯部元件是管状的。
8.根据权利要求1所述的复合板,其中所述芯部包括多个芯部元件。
9.根据权利要求1所述的复合板,其中所述芯部包括波状薄板和有凹窝薄板中的至少一个。
10.根据权利要求1所述的复合板,其中所述空腔对环境是开放的。
11.根据权利要求1所述的复合板,还包括所述空腔中的填充物。
12.一种用于制造复合板的方法,包括:
a)抵靠第一层板的有倒刺面布置芯部元件,所述芯部元件包括限定空腔的壳体;
b)将所述芯部元件与第一层板挤压在一起以迫使所述有倒刺面的倒刺刺入所述壳体。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述壳体由热塑性材料制成,并且所述方法在步骤b)之前或者期间,还包括,对所述壳体施加热量以软化所述壳体。
14.根据权利要求13所述的方法,还包括加热所述第一层板,其中经由所述第一层板将热量施加到所述壳体。
15.根据权利要求13所述的方法,在步骤b)之后,还包括,冷却所述壳体以硬化所述壳体并且将所述倒刺牢固地嵌入所述壳体中。
16.根据权利要求12所述的方法,还包括:
a)抵靠第二层板的有倒刺面布置所述芯部元件;
b)将所述芯部元件与所述第二层板挤压在一起,以迫使所述第二层板的所述有倒刺面的倒刺刺入所述壳体。
17.根据权利要求12所述的方法,其中步骤b)包括,将所述芯部元件与所述第一层板挤压在一起,使得所述倒刺中的至少一些倒刺的尖端穿过所述壳体并且进入所述空腔。
18.根据权利要求17所述的方法,还包括钉牢所述尖端。
19.根据权利要求18所述的方法,其中钉牢所述尖端包括将塞子穿入所述空腔中并且使所述尖端与所述塞子接触以弯曲所述尖端。
20.根据权利要求12所述的方法,还包括用填充物填充所述空腔。
1.一种复合板,包括:
a)芯部,所述芯部包括多个芯部元件,每个芯部元件是中空的并且包括限定空腔的相应壳体,每个壳体包括热塑性材料;
b)将所述芯部夹住的一对层板,每个层板包括背向所述芯部的第一面和面向所述芯部的相对第二面,所述第二面具有从其延伸的多个倒刺,所述倒刺刺入所述壳体以将所述芯部元件固定在所述层板之间。
2.根据权利要求1所述的复合板,其中每个倒刺具有尖端,并且所述倒刺中的至少一些倒刺延伸穿过所述壳体,从而所述尖端处于所述空腔中的至少一个空腔内。
3.根据权利要求2所述的复合板,其中,所述尖端中的至少一些尖端被钉牢。
4.根据权利要求1所述的复合板,其中每个芯部元件基本上由热塑性材料构成。
5.根据权利要求1所述的复合板,其中每个层板包括相应金属薄板。
6.根据权利要求1所述的复合板,其中所述壳体中的至少一个壳体是具有第一端部和第二端部的细长构件,并且其中所述壳体中的所述一个壳体的所述空腔在所述第一端部以及所述第二端部处是开放的。
7.根据权利要求1所述的复合板,其中所述芯部元件中的至少一个芯部元件是管状的。
8.根据权利要求1所述的复合板,其中所述芯部包括多个管状芯部元件。
9.根据权利要求1所述的复合板,其中所述芯部包括波状薄板和有凹窝薄板中的至少一个。
10.根据权利要求1所述的复合板,其中所述空腔中的至少一个空腔对环境是开放的。
11.根据权利要求1所述的复合板,还包括所述空腔中的至少一些空腔中的填充物。
12.一种用于制造复合板的方法,包括:
a)抵靠第一层板的有倒刺面布置芯部元件,所述芯部元件是中空的并且包括限定空腔的壳体,其中所述壳体包括包括热塑性材料;
b)将所述芯部元件与第一层板挤压在一起以迫使所述有倒刺面的倒刺刺入所述壳体;
以及
c)在步骤b)之前或者期间,对所述壳体施加热量以软化所述壳体。
13.根据权利要求12所述的方法,其中在步骤b)期间对所述壳体施加热量。
14.根据权利要求12所述的方法,还包括加热所述第一层板,其中经由所述第一层板将热量施加到所述壳体。
15.根据权利要求12所述的方法,在步骤b)之后,还包括,冷却所述壳体以硬化所述壳体并且将所述倒刺牢固地嵌入所述壳体中。
16.根据权利要求12所述的方法,还包括:
a)抵靠第二层板的有倒刺面布置所述芯部元件;
b)将所述芯部元件与所述第二层板挤压在一起,以迫使所述第二层板的所述有倒刺面的倒刺刺入所述壳体。
17.根据权利要求12所述的方法,其中步骤b)包括,将所述芯部元件与所述第一层板挤压在一起,使得所述倒刺中的至少一些倒刺的尖端穿过所述壳体并且进入所述空腔。
18.根据权利要求17所述的方法,还包括钉牢所述尖端。
19.根据权利要求18所述的方法,其中钉牢所述尖端包括将塞子穿入所述空腔中并且使所述尖端与所述塞子接触以弯曲所述尖端。
20.根据权利要求12所述的方法,还包括用填充物填充所述空腔。

说明书全文

复合板及用于制作复合板的方法

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年12月23日提交的美国专利申请号14/580,333的权益,其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

[0003] 本公开涉及板,例如结构板或者可用于建筑行业的其他板。更特别地,本公开涉及复合板以及用于制造复合板的方法。

背景技术

[0004] 第8,490,355号美国专利声称公开一种通结构板,其包括第一薄板,第一薄板的边缘利用第一平边缘和第二水平边缘限定水平轴线,并且利用第一竖直边缘和第二竖直边缘限定竖直轴线。与第一薄板具有大体上相同的平面尺寸的第二薄板具有利用第一水平边缘和第二水平边缘以及第一竖直边缘和第二竖直边缘来限定水平轴线以及竖直轴线的边缘。第一薄板与第二薄板在平面上平行并且在竖直轴线与水平轴线中的至少一个轴线上相匹配。多个间隔结构元件将第一薄板固定地附接到第二薄板,使得组合板的屈服强度大于第一薄板和第二薄板的组合的个体屈服强度。多个间隔结构元件被布置成使得多个无障碍通道被创建以便空气从板的至少一个边缘移动到板的相对的和相邻的边缘中的至少一个,并且被布置成通过材料并且在第一薄板和第二薄板之间提供整体通风发明内容
[0005] 以下发明内容旨在向读者介绍本公开的各个方面,但不旨在限定或者界定任何发明。
[0006] 在本文中公开的复合板在一些示例中可以包括薄板材料(诸如塑料、金属或者木材)的层板,所述层板可以是相对薄的,并且将芯部(其可以是或者可以包括蜂窝板、硬质泡沫、成型肋以及波状件等)夹住,所述芯部可以是相对厚的。
[0007] 在一些示例中,层板分得越开,产生的复合板越硬。
[0008] 根据一些方面,复合板包括芯部以及两个层板。芯部包括至少一个芯部元件,并且每个芯部元件具有中空的内部区域。每个层板具有一个有倒刺纹理的面。芯部夹在层板之间,使得每个层板上的多个倒刺刺入到每个芯部元件中。
[0009] 芯部元件可以由热塑性材料制成或者可以包括热塑性材料。然后可以通过加热以及抵靠芯部元件挤压每个层板以使得倒刺刺入芯部元件来形成复合板,使得当热量被除去时,热塑性材料围绕刺入的倒刺固化以将层板和芯部定在一起
[0010] 每个层板可以是具有尖锐的倒刺的金属薄板,其中两个层板大体上彼此平行。可替换地,层板可以是不平行的。
[0011] 芯部可以包括多个类似形状的芯部元件,或者多个不同形状的芯部元件,或者仅包括单个芯部元件。
[0012] 芯部元件中的一个或者多个可以是管形状的(即管状),或者所有的芯部元件可以是管状的。芯部元件中的一个或者多个可以是球形的,或者所有的芯部元件可以是球形的。芯部元件中的一个或者多个可以具有矩形的或者梯形的截面。
[0013] 芯部可以是或者可以包括有凹窝的热塑性薄板,并且每个凹窝可以用作芯部元件。
[0014] 芯部可以是或者可以包括波状塑料薄板,并且波状塑料薄板的每个波峰或者每个波谷可以用作芯部元件。
[0015] 每个层板可以是具有尖锐的倒刺的金属薄板,所述尖锐的倒刺具有尖锐的端部(或者尖端)。尖锐的倒刺中的一个或者多个可以完全刺穿在中空的内部区域(或者空腔)内的每个芯部元件的壁(或者壳体),并且可以被钉牢。
[0016] 每个芯部元件可以是管形状的。倒刺的尖锐的端部然后可以通过牵拉塞子穿过每个芯部元件来被钉牢。
[0017] 复合板可以包括第一芯部以及第二芯部,第一外部层板以及第二外部层板以及一个内部层板。每个芯部元件可以具有中空的内部区域(或者空腔)。第一外部层板以及第二外部层板可以具有一个有倒刺纹理的面,并且内部层板可以具有两个有倒刺纹理的面。第一芯部接着可以被夹在第一外部层板和内部层板之间,使得在第一外部层板和内部层板中每个上的一个或者多个倒刺刺入到第一芯部中的每个芯部元件。第二芯部可以被夹在第二外部层板和内部层板之间,使得第二外部层板和内部层板中的每个上的一个或者多个倒刺刺入到第二芯部中的每个芯部元件。
[0018] 根据一些方面,用于制造复合板的过程采用芯部、以及第一层板和第二层板,芯部具有至少一个芯部元件,芯部元件具有中空内部区域,每个层板具有一个有倒刺纹理的面。可以使第一层板的该有纹理的面与芯部接触。第一层板以及芯部接着可以被挤压在一起以使得至少一个倒刺刺入每个芯部元件。也可以使第二层板的有纹理的面与芯部接触(在使第一层板与芯部接触之前、之后或者同时),并且第二层板以及芯部然后可以被挤压在一起以使得至少一个倒刺刺入每个芯部元件(在将第一层板以及芯部挤压在一起之前、之后或者同时)。
[0019] 在该过程中,芯部元件可以由热塑性材料制成。使第一层板的有纹理的面与芯部接触以及使第二层板的有纹理的面与芯部接触的步骤还可以各自包括加热层板,使得倒刺足够热以使得热塑性材料在与倒刺接触的位置至少部分地熔化,使得当倒刺已经刺入芯部元件并且热量被除去时,热塑性材料围绕刺入的倒刺固化以将层板和芯部锁定在一起。
[0020] 根据一些方面,复合板包括具有至少一个芯部元件的芯部。芯部元件包括限定空腔的壳体。一对层板把芯部夹住。每个层板具有背向芯部的第一面以及面向芯部的相对的第二面。第二面具有从其延伸的多个倒刺。倒刺刺入壳体,以将芯部元件固定在层板之间。
[0021] 每个倒刺可以具有尖端,并且倒刺可以延伸穿过壳体,使得尖端在空腔内。尖端可以被钉牢。
[0022] 芯部元件可以是热塑性的芯部元件。
[0023] 每个层板可以是或者可以包括金属薄板。
[0024] 壳体可以是具有第一端部以及第二端部的细长构件。空腔可以在第一端部以及第二端部处开放。芯部元件可以是管状的。
[0025] 芯部可以包括多个芯部元件。
[0026] 芯部可以包括波状薄板和有凹窝的陷薄板中的至少一种。
[0027] 空腔可以对环境开放。
[0028] 复合板还可以包括在空腔中的填充物。
[0029] 根据一些方面,用于制造复合板的方法包括抵靠第一层板的有倒刺的面放置芯部元件。芯部元件包括限定空腔的壳体。该方法还包括将芯部元件以及第一层板挤压在一起,以迫使有倒刺的面的倒刺刺入壳体。
[0030] 壳体可以由热塑性材料制成,并且该方法在步骤b)之前或者在步骤b)期间,还可以包括,对壳体施加热量以软化壳体。该方法可以包括加热第一层板,其中经由第一层板将热量施加到壳体。该方法在步骤b)之后,还可以包括,冷却壳体以硬化壳体并且将倒刺牢固地嵌入到壳体中。
[0031] 所述方法还可以包括抵靠第二层板的有倒刺的面放置芯部元件,并且将所述芯部元件以及所述第二层板挤压在一起,以迫使第二层板的有倒刺的面的倒刺刺入所述壳体。
[0032] 步骤b)可以包括将芯部元件与第一层板挤压在一起,使得倒刺中的至少一些倒刺的尖端穿过壳体并且进入空腔。该方法还可以包括钉牢尖端。钉牢尖端可以包括将塞子穿入空腔中并且使尖端与塞子接触以弯曲尖端。
[0033] 该方法还可以包括用填充物填充空腔。附图说明
[0034] 本文包括的附图是用于说明本公开的物品、方法以及设备的各种示例,并且不意图以任何方式限制所教导的范围。
[0035] 在附图中,包含用波浪线包围的字母“F”的符号用于表示相邻面被加热。
[0036] 在附图中:
[0037] 图1是示出具有四个不同形状的四个倒刺的示例性层板的立体图:尖锐的、平头的、钩状地和弯曲的;
[0038] 图2a是另一个示例性层板的立体图,示出了平行的成排的间隔的倒刺;
[0039] 图2是沿图2a中的线2-2截取的截面,示出了单排的尖的倒刺;
[0040] 图3a是另一个示例性层板的端视图,呈一材料薄板的形式,在薄板的每个面上具有成排的倒刺;
[0041] 图3是沿着图3a中的线3-3截取的截面,示出了可以如何使用板来通过使尖锐的倒刺的尖端变形来在薄板的底部面上形成平头的倒刺;
[0042] 图4a是示出支承在呈一块倒刺薄板材料形式的、示例性层板的倒刺上的示例性管状芯部元件示意性的端视图,其中示例性的通道形状的压力板促使芯部元件和层板在一起;
[0043] 图4b是示出图4a的芯部元件以及层板的示意性端视图,其中压力板壁已经支承在支撑表面上,并且芯部元件的熔化平面已经包住相接触的倒刺;
[0044] 图4c是示出图4a的芯部元件以及层板的示意性端视图,其中芯部元件以及层板已经被翻转到第二层板上,去除了压力垫片,并且芯部元件的熔化平面包住了第二层板的倒刺;
[0045] 图4d是示出被夹在图4c的芯部元件以及层板之间以便将倒刺融合到芯部元件中的示例性辅助材料层的示意性端视图;
[0046] 图4e是在芯部元件、辅助层以及倒刺融合之后、图4d所示元件的放大图;
[0047] 图4f是图示示例性过程的示意性端视图,其中在左侧的支撑板被加热并且在右侧的支撑板是冷的,由此在被加热板上的组件被滑动到冷板上同时保持压力,并且保持在那里直到芯部元件的壳体重新固化;
[0048] 图5是示例性复合板的局部端视图,示出了包括芯部元件(管)的并排布置的芯部,芯部元件通过倒刺连接到被加热的壳体,所述倒刺已经熔化到芯部元件的壳体并刺入芯部元件的壳体(或者壁);
[0049] 图6是穿过图5的复合板截取的纵向截面,示出了具有倒刺的一个层板,倒刺通过拉塞子穿过芯部元件的空腔以便在倒刺的尖端之上铆接(即钉牢)而是成型后的(即钉牢);
[0050] 图7是另一示例性复合板的立体图,其包括三个层板以及两个芯部(为了清楚起见,顶部层板未示出),其中一层的芯部元件相对于另一层的芯部元件大致成直,并且还示出了芯部元件端可以如何被密封地闭合,用诸如泡沫的填充物填充、并且/或者具有空气适配(Air fitting),并且其中芯部元件可以用作用于流体流动的导管或者用于实用物品(诸如电线或者管道)的导管;
[0051] 图8是穿过另一示例性复合板截取的横截面,其包括非圆形芯部元件,其中一些芯部元件是间隔开的;
[0052] 图9是可以用作或者用于复合板中的芯部或者芯部元件中的示例性有凹窝的热塑性薄板的立体图;
[0053] 图10是示例性复合板的端视图,所述复合板包括图9所示的有凹窝的热塑性薄板作为芯部,夹在一对层板之间,并且示出从上方和下方施加的热量以将层板固定到芯部;
[0054] 图11是图10的复合板的立体图;
[0055] 图12是另一个示例性复合板的剖视立体图,包括用作芯部元件的中空热塑性球体或者球;
[0056] 图13是以具有密封端部的短管形式的示例性芯部元件的立体图;
[0057] 图14是另一示例性复合板的示意性顶部视图,其中顶层板未示出,包括管形式的芯部元件的多个布置;
[0058] 图15是示例性层板的示意性顶部视图,其中在芯部元件要接触的位置处施加的辅助材料的条以及块;
[0059] 图16是示出用于形成示例性拐角复合板的过程的示例性第一步骤的示意性端视图,其中层板被预弯曲以接收管状芯部元件,并且示出了成型的压力板,其促使芯部元件到被加热的外部层板的倒刺上;
[0060] 图17是示出图16的过程中的下一步骤的示意性端视图,其中压力板被加热以朝向芯部元件促使内部层板,完成拐角复合板;
[0061] 图18是示出图17的拐角复合板的端视图,并且还示出了示例性的端部处理,由此相邻的板与拐角复合板相互锁定,并且接合处被粘合地填充,将接合的倒刺锁定在一起;
[0062] 图19是另一示例性复合板的端视图,其中层板具有锥形凸缘,并且其包括不同直径的管状芯部元件,包括具有螺纹固件的在端部处的实心芯部元件;
[0063] 图20是示出在另一示例性复合板的形成过程中的示例性步骤的示意性端视图,示出了管状以及球形芯部元件被不规则地布置在层板上,并且接着在压力下横向地和纵向地移动到其最终位置,同时热的倒刺熔化进入并且刺入芯部元件的壳体;
[0064] 图21示出了在图20的复合板的形成过程中的示例性下一个步骤,其中上层板被加热并且朝着芯部元件挤压,完成了复合板的制造;
[0065] 图22是包括不同直径的管状芯部元件的另一示例性复合板的端视图,用于生成具有锥度的复合板;
[0066] 图23是具有锥度的另一示例性复合板的端视图,其中外部管状芯部元件是椭圆形的;
[0067] 图24是示出用于形成另一示例性复合板的示例性方法的示意性端视图,其由通常称为Coroplast TM的波状塑料的一件式芯部制成;
[0068] 图25是示出用于形成另一示例性复合板的示例性方法的示意性端视图,其由具有平坦波峰的波状形状的一体式芯部制成,平坦波峰与具有尖锐的波峰的形状相比可以促进与更多倒刺的接合;
[0069] 图26是图25的复合板的端视图。
[0070] 图27是示出用于形成另一示例性复合板的示例性方法的示意性端视图,其中辅助条被夹在管状芯部元件和层板之间;
[0071] 图28是用于制造复合板的示例性连续生产过程的示意性侧视图,使用成卷的用于层板的有纹理的金属薄板和用于芯部的材料卷,其中所有三个部件都分层堆叠并且在还施加压缩力的三明治式金属带式输送机上进入加热工作台,接下来是还在压力下的冷却区段,以及切割个体板的剪切工作台;
[0072] 图29是示出如何将管状芯部元件连接在一起的示意性放大端视图,例如用于存储在类似于图28的材料卷的卷中;
[0073] 图30是用于制造复合板的另一示例性连续生产过程的示意性侧视图,其中使用图28所描绘的热量——压力——冷却——压力技术将中空的球形芯部元件与层板连续地组装成复合板;
[0074] 图31是可以在复合板中的层板(未示出)之间的边缘上使用的三个不同的示例性芯部元件的立体图;以及
[0075] 图32是示例性复合板的立体图,该复合板包括夹在一对层板之间的、图31的管状短柱芯部元件。

具体实施方式

[0076] 下文将描述各种装置或者过程以提供所要求保护的主题的实施例的示例。下文描述的实施例不限制任何权利要求,并且任何权利要求可以涵盖与下文描述的不同的过程或者装置。权利要求书不限于,具有下文描述的任何一个装置或者方法的所有特征的装置或者方法,或者下文描述的多个或者全部装置的共同特征。下文描述的装置或者过程可能不是通过本专利申请的发布而授权的任何排他权利的实施例。下文描述的并且是通过本专利申请的发布而未针对其授权的任何主题,可能是另一保护工具的主题,例如连续专利申请,并且申请人发明人或者所有者不意图通过其在本文件的公开来放弃、拒绝或者贡献于公众任何此类主题。
[0077] 本文公开了复合板。复合板可以用在建筑行业中,例如作为结构板。在一些示例中,复合板可以用作护墙板,用作地板或者用作顶棚板。
[0078] 在一些示例中,复合板通常包括一对层板(即两个层板)和夹在层板之间的芯部。层板的倒刺可以与芯部接合以将层板和芯部固定在一起。在一些示例中,复合板可以包括额外的层板和额外的芯部,从而形成多层复合板。在一些示例中,一对层板可以由单个材料薄板形成,例如已经折叠以提供可夹住芯部的两个区段的单个材料薄板。
[0079] 在一些示例中,层板可以是有纹理的薄板材料,特征为薄板的一个或者两个面上的小的凸起的倒刺的“森林”。更具体地,每个层板可以具有背离芯部的第一面,以及面向芯部的相对第二面。第二面可以具有从其延伸的多个倒刺(也称为倒刺“森林”),并且在本文中也可以称为“有倒刺面”。倒刺森林可能类似于VelcroTM钩。层板可以是金属薄板,诸如
[0080] 复合板的芯部可以包括一个或者多个芯部元件。在一些示例中,每个芯部元件可以包括限定空腔的壳体。例如,芯部元件可以是以管的形式,具有形成壳体并且限定通常圆柱形的内部空腔的外部圆柱形的壁。这种芯部元件也可以被描述为“中空的”。如本文所用,术语“中空的”是指具有内部空腔的结构,即使该内部空腔最终被填充。例如,术语“中空的”可用于描述管,无论管的内部空腔是否填充有诸如泡沫的填充物,或者是空的。
[0081] 芯部元件的壳体可以是相对厚壁的或者相对薄壁的。例如,壳体可以具有大于相邻层板的倒刺的高度的壁厚度。可替换地,壳体可以具有小于相邻层板的倒刺的高度的壁厚度。此外,壳体可以具有大于其限定的空腔的直径或者宽度的壁厚度。可替换地,壳体可以具有小于其限定的空腔的直径或者宽度的壁厚度。
[0082] 芯部元件可以由热塑性材料制成。如本文所用,术语“热塑性材料”是指超过一定温度就变得柔软或者可模塑、并且在冷却时固化的材料。热塑性材料的示例包括但不限于NylonTM(尼龙)、聚丙烯和聚乙烯。在一些示例中,当被冷却至室温时,芯部元件通常可以是硬质的和刚性的。热塑性材料的使用可以允许层板的倒刺在壳体被加热时刺入芯部元件的壳体。
[0083] 在一些示例中,其中芯部元件是中空的,芯部元件可以是以中空细长构件(诸如管)、球体、有凹窝薄板的凹窝、和/或波状的波峰/波谷的形式。在一些示例中,芯部元件可以是或者可以包括泡沫或者网状物。在一些示例中,芯部元件可以是实心的(即不是中空的),并且可以是以杆和/或球的形式。在较少关注复合板的重量的示例中,实心芯部元件可能是有用的。在一些示例中,实心芯部元件可以与中空芯部元件混合。同样,实心芯部元件可以被钻孔并且施加螺纹以容纳在复合板和相邻结构之间的紧固件。
[0084] 在一些示例中,为了制造复合板,将层板和芯部元件组装为夹层(即,层板夹住芯部元件)。例如,可以将一个或者多个芯部元件抵靠第一层板的有倒刺面进行布置,然后抵靠第二层板的有倒刺面,使得层板夹住芯部元件。芯部元件以及层板可以被压在一起以迫使有倒刺面的倒刺刺入芯部元件的壳体。在挤压期间,可以对壳体施加热量以软化壳体。在一些示例中,可以经由层板将热量施加到壳体上。例如,层板可以从外部加热以加热倒刺,使得倒刺在接触时加热和软化壳体,而每个芯部元件的剩余部分通常保持是冷的和刚性的。层板上的倒刺熔化进入每个芯部元件的壳体(或者壁)中,使得倒刺刺入壳体并且嵌入壳体中。在倒刺刺入壳体之后,壳体可以被硬化、例如通过冷却,以将倒刺牢固地嵌入壳体中。当芯部元件被冷却和硬化时,倒刺被锁定到芯部元件的壳体中,以将芯部元件固定在层板之间。在一些示例中,这种复合板可以被认为是低成本、质量轻并且是硬质的。
[0085] 在一些示例中,复合板可以以逐步的方式制造。例如,一个或者多个芯部元件可以抵靠第一层板的有倒刺面放置,并且可以使用压力和热量将芯部元件和第一层板固定在一起。接着,可以将芯部元件(多个)抵靠第二层板的有倒刺面放置,并且可以使用压力和热量将芯部元件(多个)和第二层板固定在一起。
[0086] 在一些示例中,本文所描述的复合板的有利性能可以包括可浮性、高隔热性能以及高隔音性能、提供内置导管的能力、防火或者耐火、可涂饰性、磁吸引性、表面可焊性、和/或附接到螺纹紧固件的能力。
[0087] 适合用作层板的有纹理的薄板材料可从Nucap Industries Inc.(多伦多,加拿大)获得。一些此类材料描述在于2014年3月1日授权的加拿大专利号2,760,923、2013年6月6日公开的加拿大专利申请号2,778,455、2013年12月10日注册的加拿大工业设计注册号
145893、2005年1月18日授权的美国专利号6,843,095、2005年6月28日授权的美国专利号6,
910,255中,其各自通过引用并入本文。
[0088] 在一些特定实例中,复合板可以包括刚性的、中空的热塑性芯部元件,该热塑性芯部元件组装并且夹在具有凸起倒刺的有纹理的金属的层板之间。在一些示例中,只有层板在生产过程中被直接加热。压力可以施加到层板,使得它们的倒刺刺入并且熔化进入到芯部元件的热塑性材料中。由倒刺熔化的通道取代了同样体积的液体热塑性材料,液体热塑性材料可以沿着倒刺并且在倒刺之下回流,倒刺可以钩状的或者平头的,从而嵌入倒刺。在冷却时,嵌入的倒刺将层板和芯部锁定或者固定在一起。这在一些示例中可以产生质量轻、刚性的、低成本、易于制造的复合板。
[0089] 在一些示例中,有纹理的金属薄板可以用于层板,因为倒刺可以在用于形成板的温度和压力下保持硬质。钢、以及其他金属和材料可以以各种各样的倒刺轮廓(圆头的、尖锐的、钩形的、弯曲的)进行纹理化,例如密度范围为200-1300/平方厘米(或者30-200/平方英寸),并且例如高度范围为0.03厘米至0.15厘米(或者0.01英寸至0.06英寸),并且部分或者全部覆盖层板的一个或者两个面。
[0090] 中空的热塑性芯部或者芯部元件可以包括或者可以是,但不限于管、球体、有凹窝薄板和/或波状件。芯部按体积计可以是中空的,大部分是空气,并且因此相对较轻,这可以导致轻质的复合板。
[0091] 现在参考附图,图1至3a示出可用于本文公开的复合板中的示例性层板(或者其部分)100、200、300。层板100包括四种不同类型的倒刺102a、102b、102c、102d。层板200不具有从其第一面204延伸的倒刺,并且具有从其相对第二面206延伸的倒刺202a(即,层板200是单面的)。层板300具有从其第一面304延伸的倒刺302d以及从其第二面306延伸的倒刺302a(即,在两个面上具有倒刺并且是双面的)。
[0092] 图1示出了四个示例性倒刺的轮廓,即:尖锐的倒刺102a、钩形的倒刺102b、弯曲的倒刺102c以及平头的倒刺102d。每个轮廓提供不同的性能以及用途,其取决于例如邻接的材料以及使用的制造方法。例如,倒刺102可以由一个或者多个带齿刀片(未示出)的尖端从凹槽108刻出或者刨出。如果需要,可以在任一面上(即,在第一面104或者第二面106上)以及在任一面上的不同位置形成不同的倒刺。例如,交替的成排的钩状倒刺和平头的倒刺可以形成在薄板的一个面上。
[0093] 图2是穿过层板200的截面图,示出了在层板200的第二面206上的单排尖锐的倒刺202a。图3是穿过层板300的截面图,层板300在两个面上具有成排的倒刺(即,第一面304上的倒刺302d以及相对第二面306上的倒刺302a),并且其中第一面304上的先前尖锐的倒刺在力E作用下被板K部分地压挤以产生平头的倒刺302d。图2a是层板200的立体图。图3a是层板300的端视图,示出了成行的尖锐的倒刺302a以及成平行行的平头的倒刺302d。
[0094] 图4A至4E示出了示例性芯部元件410,芯部元件410是以管的形式,并且还可以被称为管状芯部元件410。管状芯部元件410具有壳体412,壳体412可由热塑性材料制成或者可以包括热塑性材料。壳体412限定空腔414。在所示的示例中,当管状芯部元件410的相对的端部打开时,空腔414对环境是开放的。在下文进一步描述的可替换的示例中,空腔可以是对环境闭合的。
[0095] 在该示例中,在图4a中示出芯部元件410首先支承在层板400的倒刺402上。通道形状的压力板L具有长度被选定为限制向下行程的侧凸缘。垫片Ls占据等同于两个层板厚度(不包括倒刺)的空间。图4b示出了利用热量F和压力E,压力板L朝向层板400迫使芯部元件410,使得被加热的倒刺402熔化进入并且刺入芯部元件410的壳体412,并且生成熔化平面,熔化平面增加直到间隙Lg闭合,从而防止进一步下降。压力板L还可以确保芯部的顶部保持平行于层板400。
[0096] 在图4C中,芯部元件410以及层板400被倒置在支承在被加热的支撑板上的第二层板400b上。移除垫片Ls被移除并且热量F和压力E再次使得芯部元件410的壳体412被第二层板400b的倒刺402刺入并在倒刺402之上熔化,同时两个层板400、400b保持平行。
[0097] 在图4D和图4E中示出了可替换的示例,其中示出了热塑性薄板、膜、织物或者无机纤维-织物(诸如玻璃纤维或者钢丝绒)的辅助层415,辅助层415在层板400和芯部元件410之间。当热倒刺402通过熔化穿过膜或者推动穿过纤维而进行刺入时,辅助层415被夹带到倒刺中以增加强度或者其它性能。
[0098] 图4F在左侧示出了芯部元件410的壳体412已被倒刺402刺入。如箭头X所示,该组件接着可以被滑动到在右侧的冷的支撑板上(可选的仍然处于压力E下),以便冷却热塑性芯部元件410并且完成复合板制造。
[0099] 图5是复合板522的端视图,其包括管状芯部元件510的芯部524,每个芯部元件510包括壳体512以及空腔514,所述壳体512以及空腔514并排布置并且同时通过上部500a的平头的倒刺502以及较低的500b层板使用热量F以及力E被刺入(或者熔化),从而生成其芯部大部分为空气的复合板522。
[0100] 图6是示出已经刺入芯部元件510的尖锐的倒刺502a的截面图。上层板500a上的尖锐的倒刺502a完全刺入并且延伸穿过壳体512,使得它们的尖端处于空腔514内(即沿芯部元件510的内部露出)。在组装后的操作中,塞子W被牵拉通过管(在图6中向左侧)以钉牢尖端或者在尖端上铆接(将尖锐的倒刺502a转换为平头的倒刺502)以增加锚固强度。
[0101] 图7示出了两层复合板722,其可以使用两个外部层板700(仅示出其中的下外部层板)、由管状芯部元件710形成的两个芯部724a与724b、以及具有从两个面延伸的倒刺的中间第三层板703来制造。中间第三层板703分离两个芯部724a、724b,两个芯部724a、724b横向交叉地布置以促进板硬度在所有方向上的均衡。为了清楚起见,图7中未示出上层板;然而,所生成的熔化平面726位于管状芯部元件710上的虚线之间。在一些示例中,在这种复合板的组装件中,中间层板703以及芯部元件710可以可选地使用感应或者微波能量(或者一些其它非接触式加热方式)进行组装,由此芯部元件710保持冷却并且层板703独自被加热。接着,可以使用如图5和图6所示的接触热量F的接触热量来增加外部层板700。
[0102] 图7中还示出了使用中空的芯部元件710(诸如管的区段)如何能够允许将各种材料储存在空腔中或者通过芯部元件710的空腔。这种材料本文中也可以被称为作为“填充物”。例如,芯部元件710可以用泡沫728填充,或者将端部塞住730,并且塞子可以具有配件732,以例如对芯部元件加压以增加芯部元件710的硬度。另外,芯部元件可用于流体通道
734或者用作用于导线736、管道、线缆等的导管。
[0103] 图8示出了在横切面非圆形的管状芯部元件。这些芯部元件包括矩形管状芯部元件810a以及梯形管状芯部元件810b和810c(其中810b表示直立的梯形管状芯部元件,并且810c表示倒置的梯形管状芯部元件)。一些相邻的梯形管状芯部元件(即标记为810b的两个元件)处于相同的取向(例如两个都是直立的),并且一些相邻的梯形管状芯部元件(即,标记为810b和810c的相邻元件)处于相反的定向(即一个倒置),使得它们是巢状的(nested)。
可选地,可以在芯部元件之间留下间隙838以降低给定复合板中的芯部元件的数量,并且因此减少板重量。
[0104] 图9示出了薄的有凹窝薄板材料940的一部分。这样的材料通常被设计成在地板下使用并且可以是大卷的可用的。这种材料可以用于形成复合板的芯部,由此每个凹窝941用作芯部元件。如图10和11所示,放置在被加热的层板900之间并且在力E(例如轻的力)作用下,层板900的倒刺902刺入材料940以生成复合板922。
[0105] 图12示出了另一个复合板1222,其中芯部包括多个中空的球体作为芯部元件1210。中空的球体芯部元件1210夹在层板1200之间并且被层板1200的倒刺1202刺入。
[0106] 图13示出了管状芯部元件1310,其中芯部元件1310的相对端部1342、1344(即,第一端部以及第二端部)被密封。这种密封可以例如防止不需要的材料的进入并且提供浮力。在可替换的示例中,第一端部1342和第二端部1344中的一个或者两者可以是开放的,使得空腔在第一端部1342和/或第二端部1344对环境是开放的。
[0107] 图14示意性地示出了各种芯部元件1410可以如何布置在层板1400上并被其倒刺1402刺入。长的密封端部的管状芯部元件1410a以及弯曲的管状芯部元件1410b可以并列布置,如蛇形1410c,使用随机件1410d,以及以使用短长度的形式1410e。
[0108] 图15示出了类似于图4D的材料的辅助材料1515,诸如热塑性薄板、织物、膜、玻璃纤维或者网状物等。辅助材料1515可以用于增加层板1500的倒刺与芯部(未示出)的锚固。辅助材料1515的条1517可以与管形状的芯部元件一起使用,并且块1519可以与球形芯部元件一起使用。
[0109] 图16-19示出了可以如何制造拐角和其它形状的复合板1622、1623。图16示出了预弯曲的外部层板1600,其中管状芯部元件1610相邻地定位冷却板K在芯部元件1610旁边定位。使用热量F来加热外部层板1600以及施加压力E在冷却板K上,芯部元件1610朝向层板1600移动(箭头A,B)。由于力的方向,当冷却板K上的力E将芯部元件1610移动到位,热的倒刺1602以偏斜的路径熔化进入芯部元件1610的壳体1612中。
[0110] 在图17中,使用热量F以及压力E,热压力板K抵靠芯部元件1610的壳体1612推进内部面上具有倒刺1602的内部层板1600a,也导致被加热的内部层板的倒刺1602的偏斜的熔化路径(箭头C,D)穿过芯部元件1610的目前静止的壳体1612。
[0111] 对于这种偏斜移动,压力板K的一些振动G可能可选地被用于帮助促使倒刺1602穿过熔融的热塑性材料,如图17所示。此外,压力板E可以可选地具有凸缘1646,如图16所示,以便于芯部元件之间的紧密关系。
[0112] 图20和图21还示出了这种偏斜的倒刺行程,其中经过整理的芯部元件2010太宽(图20)而不能适配于层板2000的弯曲的端壁之间,直到热的倒刺2002熔化进入它们中使得它们横向地和纵向地滑动到位(图21)。
[0113] 图18示出了用于复合板1622的端部(右端)的处理,其中相邻板上的一个层板1600的外悬部分弯曲成凸缘1648,具有足以使相邻板的相似凸缘1648b进入(箭头)的间隙1650。间隙1650中相互缠绕的倒刺与粘合剂(未示出)一起可以提供密封的并且牢固的接合处。用来连接诸如板1622的复合板的另一种方法是使用细长的芯部元件1610(图18的左下端)来提供针对相邻结构的附接点。这种细长的芯部元件也可以是实心的(即不是中空的)。
[0114] 图19示出了如何可以使用不同直径的管状芯部元件1910a和/或球形芯部元件1910b来对弯曲的或者拐角的复合板1922实现锥形。类似地,图22示出了在总体平坦的复合板2222上实现锥形。这种锥形的复合板,在增加最小的重量的同时,可以在中心处具有额外的强度。图19中还示出了可以如何在例如板端部处使用实心芯部元件1910c以接收紧固件
1950(诸如螺柱螺母、插入件,通孔、锁、闩锁、焊接件等),以便连接到包括相邻复合板的相邻结构。
[0115] 图23示出了另一个锥形的复合板2322,其中椭圆形管状芯部元件2310a或者扁平球形芯部元件2310b形成芯部。
[0116] 图24示出了其中波状塑料(例如共聚物树脂)薄板2440形成芯部的复合板的形成。这种波状塑料薄板通常以商品名CoroplastTM而为熟知的。在一些示例中,这种波状薄板可以包括两个平坦的外部区段2440a、2440b,与其间的竖直通道壁2440c形成为一体。在该示例中,薄板2440的限定单独空腔2414的每个区段可以被认为是芯部元件。波状塑料薄板可以由热塑性材料形成,并且可以通过本文先前描述的方法来增加具有倒刺2402的层板
2400。
[0117] 图25和图26示出另一示例性复合板2522,其中芯部2524包括波状薄板2540,其夹在层板2500之间并且也具有热量F以及压力E。波状件2520的每个波峰或者每个波谷可以被认为是单独的芯部元件。
[0118] 图27示出了在形成期间的另一示例性复合板,并且示出了诸如少量辅助材料的辅助材料2715如何可以与层板2700和/或芯部元件2710预组装,以便熔化至熔化区并加强熔化区。
[0119] 图28和图29示出了如何可以从成卷的层板2800(图29所示)和芯部材料以连续的过程来制造复合板的示例。芯部由从卷2852供料的管状芯部元件2810(图29所示)制成。在可替换的示例中,芯部可以由从卷供料的其它芯部元件制成,诸如泡沫、有凹窝薄板、波状件等。层板2800可以由有纹理的薄板材料制成并且从卷2854供料。层板材料以及芯部材料被送入钢带压机的锥形开口中,诸如在工作台2856。热量F和压力E被施加到顶部层板以及底部层板,如前文所描述的那样将它们固定到芯部元件。在工作台2858,没有热量F,但保持有压力E,导致层板冷却,同时倒刺保持完全嵌入在芯部元件的壳体中。工作台2860将完成的板2822按长度切割。
[0120] 在图30中示出了类似的过程,其中芯部2924由芯部元件2910制成,芯部元件2910包括从料斗2952落在从卷2954供料的下层板2900a上的多个中空的球体,其中上层板2900b捕获球体。如图28所示,加热工作台2956施加压力E,并且复合板通过保持压力E的冷却工作台2958。同样如图28所示,切割工作台2960将连续生产的复合板切割成成品长度的板2922。
[0121] 图31示出了可以以“边缘方式”或者“在边缘”对准的方式使用的芯部元件3110a、3130b、3110c的一些示例形状。这种芯部元件通常可以是硬质的,并且由热塑性材料制成。
芯部元件3110a、3130b、3110c(或者其任何组合)中的任何一个可以被放置在层板之间的边缘上,使得它们被层板夹住。接着,层板可以被加热(单独地或者同时地)并且被施加压力以使得层板的倒刺熔化进入并刺入芯部元件3110a、3130b、3110c的边缘或者边沿或者端部表面。图32示出了复合板3122的透视图,其包括在边缘上夹住有较短长度的管状芯部元件
3110a的阵列的上层板以及下层板3100。根据前面的描述,层板3100的倒刺已经被锁定到管状芯部元件3110a的壳体3112中。这可能会产生一个轻的、硬质的以及经济的复合板。
[0122] 虽然以上描述提供一个或者多个过程或者装置的示例,但是应当理解,其它过程或者装置可以落在所附权利要求的范围内。
[0123] 在某种程度上,关于现有的或其他的任何技术的先前所作出的任何修改、特性描述或其他断言(在此或者任何相关的专利申请或者专利中,包括任何父母的、兄弟的或者子女的)可以被解释为对本申请的本公开所支持的任何主题的放弃,申请人特此撤销以及撤回这样的放弃。申请人还尊敬地主张,在任何相关的专利申请或者专利(包括任何父母的、兄弟的或者子女的)中以前考虑过的任何现有技术,可能需要被重新考察。
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