蜂窝系高温结构阻尼器的制造方法
【专利说明】蜂窝系高温结构阻尼器
[0001]本发曰月
[0002]本发明涉及蜂窝系(Honeycomb-based)高温结构阻尼器层压体(以下也称为层压体)，其基于包含层压有一层结构阻尼材料的蜂窝状物的芯结构。本发明还提供用于制造所述层压体的方法以及所述层压体在多种应用领域中的用途。
现有技术
[0003]WO 2010/149353和WO 2010/149354公开了绝缘材料，其特征具体在于:在蜂窝状结构的泡孔中存在弹性体泡沫，并且两个饰面板直接粘附至该蜂窝状结构。这些文献非常概括地涉及加入阻尼层的可选方案，但是没有公开具体的构造或材料选择。
[0004]US 6179086B1涉及噪音衰减夹心复合材料面板，其包含夹在两个由开孔(open-mesh)纤维材料组成的不同覆盖外层(cover skin)之间的蜂窝状内芯层。US 4 461796 A公开了复合材料结构主体，其包含用作声音阻尼材料的蜂窝状芯。然而，这些文献未公开在蜂窝状结构上的结构阻尼材料层。
[0005]在US 7 419 031 B2、FR 2 838 173 Al 和 US 3 399 104 A 中，公开了包含蜂窝状芯层的振动阻尼材料。EP O 038 091 Al涉及适用于制造滑雪板的整体层压夹心结构。
[0006]US 2004/154418 Al涉及蜂窝状面板，其中所选择的蜂窝泡孔是空的或者完全填充有具有非常低的模量的聚合物。然而，未公开包含连续阻尼层的结构。
[0007]DE 102004011775公开了包含存在于热塑性蜂窝状物的泡孔中的热塑性泡沫材料作为芯材料的结构。US 2007/0101679、US 6 966 402和US2006/000186公开了包含填充有多种材料的蜂窝状物的多组分面板，所述材料可以在制造过程期间被活化(如通过热)，从而得到多种类型的阻尼材料。这两个现有技术文献相应地公开了在其中用(热)活化泡沫填充蜂窝状物的结构。
[0008]WO 2005/044630公开了包括两个声音吸收层与插入的阻挡层的声音绝缘系统。阻挡层通常被描述为是典型的薄片(参见WO 2005/044630的第5页)，尽管存在其中也可以使用蜂窝状芯作为阻挡层的实施方案。相邻的声音吸收层由具有外层的泡沫材料制成，其中泡沫的具有外层的部分位于蜂窝状物中开口附近，从而泡沫的外层封闭蜂窝状物的开口端以提供全面的(声音)阻挡功能。
[0009]这些现有技术材料关注于还提供热绝缘的轻重量结构材料的组合。然而，在本领域中仍需要与良好的热和声音绝缘性能结合的能够提供结构阻尼(振动)的材料。如果可以用优选应当是容易构建的在宽温度范围内的材料、用具有小尺寸(厚度)的结构实现此类有益的性能组合，这将会是有利的。由此，将会利用一种类型的结构阻尼材料使广泛的用途成为可能。结构阻尼材料的一种非常强烈需求的用途是洗碗机。因此需要良好的热绝缘性以便避免大量损耗加热所使用的水所需的能量。另外，还需要声音绝缘性能(在洗碗机内部四处喷洒的水滴)，以便提供“无声”的洗碗机。最终，还应该尽可能多地降低振动(其将引起不希望的噪音)，当然同时阻尼材料应该尽可能地重量轻，从而避免不希望的整体重量的大幅增加。同时，将要设置在洗碗机桶周围(除了外壳内部)的可用于任何阻尼结构的空间是有限的，从而需要重量轻、厚度小的可以在宽温度范围(涵盖，例如洗碗机的多种洗碗程序的温度范围，其可以涵盖从冷水程序到水温为高达65°C或70°C (在工业洗碗系统中甚至更高)的洗涤程序的范围)内提供所需绝缘性能的阻尼材料。
[0010]本发明的目的
[0011]因此，本发明的目的在于提供解决上述问题中的一个或多个的结构阻尼材料。尤其是，在具有小厚度的结构中的良好的热和声音绝缘性能的组合是本发明的最重要的目的之一O
[0012]发曰月简沐
[0013]本发明利用如在本文中定义的权利要求1至15的主题解决该目的。因此，本发明首先提供根据权利要求1的结构阻尼层压体(在以下也称为概念A)，而在本发明的第二实施方案中提供根据权利要求2的结构阻尼层压体(以下也称为概念B)。只要不另外指出，以下所述的优选实施方案适用于概念A和B二者。本发明的优选实施方案在以下的详述中描述。
[0014]附图简沐
[0015]图1a和Ib示出了用于本发明的概念A的两种可选方案。
[0016]图2a和2b示出了图1a和Ib中确定的结构的进一步的细节。
[0017]图3a、3b和3c示出了由本发明设想的具有不同的泡孔填充比率的蜂窝状芯的单个泡孔的实例。
[0018]图4a和4b示出了在图1a和Ib中说明的本发明的结构阻尼材料的进一步细节。
[0019]图5示出了根据本发明的比较例和实施例的Oberst试验结果。
[0020]发明详述
[0021]根据概念A和概念B的根据本发明的所要求保护的蜂窝系高温结构阻尼器层压体基于包含层压有一层结构阻尼材料的蜂窝状物的芯结构。根据本发明的概念A，以结构阻尼材料至少部分地填充(浸渍)蜂窝状芯的泡孔的方式设置至少一层结构阻尼材料，同时仍然在蜂窝状芯的至少一侧的顶面上设置结构阻尼材料的连续层。如在图2a和2b中以及在图4a和4b中可以看到的，结构阻尼材料层证实一部分作为在蜂窝状芯层的顶面上的连续层存在(Lvl和Lv2)，而同时，一部分结构阻尼材料存在于蜂窝状物的泡孔内部(Lh/5、Lh、Lh/3) ο在本发明的概念B中，仅以没有材料填充蜂窝状芯层的泡孔的方式(“洁净层压”)设置结构阻尼材料层。在两个实施方案，即概念A和概念B中，可以在对于普通技术人员来说已知的材料中，优选在以下进一步例示出的那些材料中自由地选择结构阻尼材料。
[0022]如上所述，在一个实施方案(概念A)中，根据本发明的层压体包含蜂窝状芯层和至少一个相邻的结构阻尼材料层，其中结构阻尼材料至少部分地填充蜂窝状芯层的泡孔。在本发明的这个实施方案中，当然也可以在蜂窝状芯层的两侧上具有两层结构阻尼材料(其中材料可以独立地选择)，其中同样地，至少一层结构阻尼材料至少部分地填充蜂窝状芯层的泡孔。当然也可以是，两层结构阻尼材料都至少部分地填充蜂窝状芯层的泡孔。可以根据所需的用途选择蜂窝状芯层的泡孔的填充的程度，尤其是还考虑到整个层压体的所需的厚度。可能的泡孔填充百分数，其在本文中也被称为泡孔填充比率，为100% (蜂窝状芯层的泡孔完全被结构阻尼材料填充)至仅很小的泡孔填充百分数，如5%以上。由本发明设想的典型的泡孔填充百分数在100%至10%的范围内，而适合的、并且实施方案中优选的泡孔填充比率是100 %至25 %，如25至75 %，在实施方案中约50 %。
[0023]图3例示出三个不同的泡孔填充比率，即25%、50%和100%。在图3a至3c中，Lh表示蜂窝状芯的泡孔的深度以及同时100%泡孔填充比率，并且在图3a和3b中，Lh/4和Lh/2分别表示25%和50%的泡孔填充比率。如以上概述的并且此外如图4a和4b中明显示出的，阻尼材料在蜂窝状芯的顶面上设置连续层。
[0024]在图4a中，用阻尼材料将朝顶面开口的蜂窝状芯的泡孔填充至20%，而在图4b中，示出了这样的实施方案:其中在蜂窝状芯的顶面上设置的阻尼材料将朝顶面开口的泡孔填充至33%，而用设置在蜂窝状芯的底面上的第