纤维增强的复合芯部和面板的制作方法

专利名称：纤维增强的复合芯部和面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括纤维增强低密度多孔材料、树脂、纤维性和 非纤维性蒙皮增强物的夹芯板复合结构，并且具体地涉及改进的结构 构造、改进的树脂灌输方法以及生产方法。
背景技术：
很多年来，已经在构造各种产品例如船壳和冷藏挂车时使用具有 由低密度闭孔材料例如闭孔塑料泡沬材料构成的芯部，和由在固化树 脂基质中的纤维性增强衬垫或者织物构成的相对蒙皮的结构夹芯板。 该泡沫芯部用于分离并且稳定该结构蒙皮、承受剪切和压縮载荷，并 且提供热绝缘。
例如，如在本申请人的美国专利No. 5, 834， 082中所公开地，通过在泡沫芯部内提供纤维性增强构件结构以加强芯部并且同时改进芯 部到面板蒙皮的连结，具有泡沫芯部的夹芯板的结构性能可以被显著 地加强。当多孔纤维性增强物被引入闭孔泡沫芯部中并且多孔纤维性 蒙皮增强织物或者衬垫被施加到该芯部的每一个面时，可以利用差压， 例如在真空袋下，使得粘结树脂例如聚酯、乙烯基酯或者环氧树脂流 动通过全部的多孔蒙皮和芯部增强物。在浸渍纤维性增强物时，因为 它的闭孔结构，树脂并不使得塑料泡沫芯部饱和。树脂然后在全部的 增强结构中共同固化以提供一种坚固的的单片面板。
期望通过改进在泡沫芯部内的增强构件间的以及在芯部和面板蒙 皮之间的结构连接和支撑而生产具有加强的结构性能的夹芯板。这是 令人期望的，从而承受在增强构件中的屈曲载荷，防止在载荷下增强 构件相互间和从蒙皮过早地分离，并且提供用于分配被施加到面板的 作用力的多个载荷路径。在这方面，相对于非增强泡沫，现有的纤维 增强芯部产品提供重要的改进但是不能充分地将芯部的各个增强元件 集成到统一的并且在内部被支撑的结构中。例如，在其中第一组连续 板片被第二组间断或者非连续板片交叉的纤维性增强薄片类型板片的 栅格状构造中，板片确实相互支撑来抵抗屈曲。然而，在严重加载条 件下，非连续板片趋于沿着它们的窄交叉线在到连续板片的粘结树脂 结合点处失效。如在上述专利中所公开地，通过沿着交叉线在泡沫中 设置树脂填充带状凹槽，可以基本上降低这种趋势。而且，因为间断 板片的增强纤维在与连续板片的每一个交叉点处终止，那些纤维的结 构贡献基本上小于连续板片的纤维的结构贡献。
在包括玻璃纤维或者碳纤维或者在芯部的面之间延伸的其它纤维 的粗纱的支柱或者杆类型芯部增强物的情形中，在给定的一行支柱内 的各个支柱可以在栅格构造中相互交叉。这为每一个支柱提供了屈曲 支撑，但这仅是在支柱行的平面中。为了实现双向支撑，第一行支柱 应该延伸通过交叉行的支柱的细丝。在机器处理中，这要求困难的并 且高成本的精确度和控制水平，因为应该在三个维度中精确地定位所
7有的支柱。

发明内容
本发明的一个实施例克服了板片类型和支柱类型这两种增强泡沫 芯部的限制，这是通过将这两种类型的增强元件组合成混合增强构造。 在混合体系中，泡沫芯部设有以锐角或者直角在泡沫板的面之间延伸 的平行的、被隔开的成行纤维性增强板片或者薄片。包括杆状纤维性 粗纱或者支柱的、第二组平行隔开的成行增强元件也以锐角或者直角 在泡沫板的面之间延伸，并且粗纱或者支柱与板片交叉并且延伸通过 板片。因此板片和支柱构成互锁三维支撑结构，其中在芯部内的所有 的增强纤维都是非间断的。被相互连接的板片和支柱提供了多个载荷 路径以在芯部的增强元件间并且在芯部结构和面板蒙皮之间有效率地 分配正常载荷。冲击损坏趋向于被限制于紧接冲击区域，因为该复杂 增强结构阻止剪切面在芯部内发展。
在一种可替代的混合体系中，板片包括被形成为具有在芯部的面 之间延伸的片段的波纹的织物或者衬垫的连续薄片，并且利用具有匹 配截面的泡沫条带填充在波纹之间的空隙。波纹与交叉的面板蒙皮一 起地可以在截面中形成在结构上有效率的或者提供制造优点的矩形、 三角形、平行四边形或者其它几何形状。
在混合芯部的一种特别成本有效率的类型中，通过以螺旋方式将 较低成本的纤维性粗纱缠绕到矩形泡沫条带上生产芯部增强板片，而 不是通过将基本上更加昂贵的纺织或者缝合织物附着到泡沫条带的表 面。在缠绕操作期间，可以沿着条带长度轴向地施加另外的粗纱以加 强条带的结构性质或者用作最终面板蒙皮的低成本部件。被纤维缠绕 的泡沫条带还可以被连结到一起以形成结构芯部，而不用添加成行的 结构支柱。在这种构造中，具有矩形截面的缠绕条带的邻接的或者相
邻的侧面形成具有用于连结到面板蒙皮的工字梁(I-beam)凸缘的板片 元件。与美国专利No. 4411939的公开相比，在板片的两侧而非仅仅一
8侧上将每一个芯部板片的纤维性延伸部连结到面板蒙皮，从而大大地 增加了所得面板的剪切强度。对于给定的强度要求，这允许使用更轻
的且不太昂贵的板片。类似地，当与在本申请人的美国专利No. 5， 462， 623、 No. 5， 589， 243和No. 5， 834， 082中披露的结构相比时，本发 明提供显著改进的芯部到蒙皮连结和剪切强度。通过测试，由沿着周 向缠绕的粗纱构成的板片展示出比其端部邻近面板蒙皮终止的那些高 75%的剪切强度。每一个被缠绕的条带均可以设有内部横向增强板片以 提供双向强度和刚度。还可以使用具有三角形截面的条带形成被粗纱 缠绕的芯部。
利用机器缠绕粗纱以及将被纤维缠绕的条带合并成单一芯部具有 经济性和操纵性这两方面的优点。根据美国专利No. 5， 701， 234、 5904972或者5958325构造的单一复合桥面板或者游艇船体通常地包括 上千的或者更多的单独芯部块。生产这些单独芯部的劳动量非常高。 增强织物被切割成被围绕每一个独立的芯部缠绕和胶合的薄片，或者 更小的织物片被胶合到每一个芯部的单独面，或者首先形成管状织物 并且将芯部插入其中。随着芯部部件的尺寸降低，这些过程变得越来 越困难。在模具中布置这些芯部也是劳动密集型的、昂贵的和耗时的， 这限制了可以在给定时间内从模具生产的面板数目。随着模具的曲率 增加或者随着模具表面偏离水平方向，定位各个芯部块变得越来越棘 手。通过在单一、易于操纵的芯部中利用大数目的部件，作为本发明 主题的芯部基本上消除了这些缺陷。
除了它们的优良结构性能，混合设计允许在高机器生产量下利用 比较简单的过程以经济的方式生产极度复杂的并且在结构上有效率的 构造而不要求极高的制造精度水平。如上所述，双向支柱类型芯部要 求以一定的精确度将粗纱增强物插入泡沫板中，当期望交叉行的粗纱 通过彼此地延伸时，所述精确度是难以实现的。还有必要的是，多次 地穿过支柱插入器件以在板中安置沿着两个到四个方向倾斜的支柱。相反，可以在少至单次地穿过支柱插入器件时生产双向混合芯部。 增强板片与相交叉的支柱相互协作以承受在支柱平面中的载荷。板片 还提供沿着横向于支柱的方向的强度，这是因为板片横向于成行的支 柱延伸。此外，在生产时需要更加受限的精确度，这是因为支柱仅需 与板片平面而非窄束的细丝交叉。
通过增加对芯部增强元件和覆在芯部上面的夹芯板蒙皮这两者的 树脂浸渍或者灌输的速率和可靠性，混合芯部改进了模制面板的生产。
在真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺中，包括干燥和多孔蒙皮增 强物的面板被置于在其中利用不透空气的密封袋覆盖面板的封闭模具 或者单侧模具中。面板然后被抽空，并且允许树脂在大气压力下流入
并且灌输增强物。因为在本发明芯部中的板片和支柱之间的复杂的相 互连接，空气和树脂这两者均能够在整个结构中快速地并且遍布地流 动。多孔板片和支柱在蒙皮之间形成天然树脂流动路径并且将树脂从 它的引入源快速地输送到在多孔蒙皮处的多个位置。这减轻了其中由 于非均匀推进的树脂前沿而使得干燥蒙皮织物区域被从真空源隔离的 竞流问题，从而在树脂开始变稠并且固化之前防止蒙皮完全地湿润。
在本发明的一个实施例中，在面板蒙皮和模具表面或者真空袋隔 膜之间无需任何种类的树脂分配介质。这不仅消除了这种分配介质的 成本而且还允许生产在所有的侧面上均具有平滑面的面板。而且，与 例如在美国专利No. 5, 958， 325中所公开的现有技术相反，泡沫芯部 不需要作为用于向蒙皮分配树脂的装置而设有位于与面板蒙皮相邻的 芯部周边上的微型凹槽，或者在蒙皮之间延伸的、在泡沬中的狭槽或 者孔。在本发明中，所有的树脂均通过芯部增强结构而流动到蒙皮， 而专利No. 5， 958， 325具体地描述了由于始于芯部表面处的树脂灌输 而引起的浸渍。周边微型凹槽的缺点在于，微型凹槽的尺寸和间隔应 该被选择以匹配面板的纤维性织物的类型和数量从而确保在树脂固化 之前对蒙皮和芯部增强物的充分浸渍。在本发明中，灌输蒙皮的全部 树脂均穿过芯部的多孔增强结构以到达蒙皮，并且因为面板蒙皮通常与每平方英寸面板表面两个或者更多的多孔增强元件交叉，树脂趋向 于快速地并且同时均匀地经过蒙皮表面展开。能够看到的对于面板蒙 皮的彻底浸渍是芯部增强结构并不具有干燥的并且因此脆弱的区域的 一种可靠示意。与在其中与蒙皮相邻地引入树脂的其它灌输系统相比， 这是一个重要的优点。
根据本发明，通过在泡沫芯部内部的并且与芯部增强板片相邻的 并且平行于板片延伸的而不与面板蒙皮相邻的凹槽的网络将树脂供应 到芯部增强结构。这些凹槽的端部与通常具有更大截面面积的进给通 道交叉。被供应到进给通道的树脂快速地流动通过与板片相邻的凹槽 并且基本上全部的树脂然后流动通过纤维性芯部增强元件以到达并且 浸渍面板蒙皮。如果树脂凹槽位于靠近面板厚度中心的平面中，则在 实现完全树脂饱和之前，树脂仅需从中心平面沿着每一个方向流动通 过面板厚度的一半。这种比通常的其中树脂被穿越单一面板面地引入 并且应该流动通过整个面板厚度以到达并且灌输相对面的树脂灌输技 术显著更快。带有厚芯部或者厚蒙皮的面板可以设有另外的一组或者 多组树脂凹槽和进给通道从而更加快速地灌输。成组的凹槽和进给通 道描绘出平行于面板面的多个平面。
本发明的灌输方法特别好地适合于生产其中面板的两个面均要求
优良的表面光洁度的模制面板。因为树脂被引入芯部的内部中并且在
全部芯部中在差压下快速地流动到蒙皮增强结构，所以面板的两个面 均可以是具有所期望形状和光洁度的相邻的刚性模具表面，而与在柔
性表面，例如真空袋下执行的灌输相比不会严重地增加灌输所需时间。 相反，其中在引入树脂之前利用压力合并蒙皮增强物的通常的差压模
制工艺例如VARTM要求利用柔性隔膜例如真空袋覆盖面板的一侧， 在期望保持相当的压力并且同时在蒙皮表面上快速地引入树脂时该真 空袋封装树脂分配介质。如果没有使用这种布置，则刚性模具表面在 两个面板面上的压力使得长的并且缓慢的灌输路径成为必要，在该路 径中，树脂通过沿着它们的长度和宽度，而非通过它们的厚度流动而浸渍蒙皮。
本发明的由里而外(inside-out)芯部灌输方法可以用于将树脂灌 输到纤维性芯部增强物和内部蒙皮层中，在性质方面，该树脂不同于 灌输面板的外部蒙皮层的树脂。它可以被用于例如生产具有包括耐火 酚醛树脂的外部蒙皮层和内部蒙皮层以及包括结构乙烯基酯树脂的芯 部增强结构的夹芯板。这是通过在多孔、纤维性蒙皮增强物的内部和 外部层之间提供例如薄膜形式的环氧树脂粘结剂屏障而实现的。通过 如在前描述的那样从芯部内进行灌输而供应第一树脂，并且第二树脂 被直接地灌输到外部蒙皮增强物中，其中该屏障薄膜用于保持树脂当 在它们之间产生结构粘合时是独立的。
在本发明的混合芯部的一种有用的变型中，增强板片并不在面板 的面之间延伸。而是两个或者更多泡沫板与多孔、纤维性板片相互交 织并且以夹心构造堆叠。多孔粗纱支柱或者杆在芯部的面之间并且通 过一个或多个中间板片地延伸。该一个或多个板片针对在载荷下的屈 曲稳定支柱并且还用于将树脂分配到支柱和蒙皮。可以通过与板片相 邻在泡沫中平行的、被隔开的凹槽引入树脂。可替代地，树脂可以通 过垂直于面板面的并且终止于与板片相邻的径向凹槽中的进给通道而 流入芯部中。在灌输圆形面板例如人孔盖时，这种布置是有用的。在 第三种变型中，该板片可以结合低密度纤维性衬垫或者非结构性、多 孔灌输介质，通过该衬垫或者介质，通过进给通道供应的树脂穿越面 板的中心平面流动到支柱并且通过支柱流动到面板蒙皮。
本发明另外的特征在于在支柱或者杆类型芯部增强元件和夹芯板 蒙皮之间提供改进的连接。这种改进能够被应用于具有板片和支柱这 两种类型的芯部增强构件的混合面板，以及其芯部增强仅仅包括支柱 的面板。在芯部的面之间延伸的多孔纤维性支柱可以在芯部和蒙皮之 间终止，可以延伸通过蒙皮并且终止于它们的外表面处，或者可以覆 在一个或者多个面板蒙皮层上面。在载荷下，支柱在与蒙皮的交叉点
12处经受相当大的拉伸或者压縮作用力，并且这些作用力可以引起在增 强元件和蒙皮之间的粘合失效。
现有技术，例如，如在欧洲专利No. 0672， 805B1中所公开地， 披露了与蒙皮相邻地提供增强元件的环形端部。在模制期间的压力下， 在支柱的端部中形成的环提供了与蒙皮的扩大的粘结剂接触面积。然 而，这种设计的严重缺点在于，作为被反折的纤维束的环，形成在模 制压力下引起面板蒙皮变形成非平面的结块。这导致过量的树脂在蒙 皮中积聚，蒙皮在面内压縮载荷下屈曲的趋势增加，以及不理想的表 面光洁度。
在本发明中，支柱类型增强元件的终端被切割以允许构成支柱的 细丝在模制压力下横向地张开，这显著地朝着蒙皮整平端部并且同时 在紧邻支柱端部的区域中在每一个支柱端部和蒙皮之间提供扩大的粘 合面积。通过在模制之前、有时与加热同时地向面板的面施加充分的 压力，以提供用于在模制过程期间将任何增强物结块或者凸脊嵌入泡 沫芯部中的凹部，可以进一步改进蒙皮表面的平坦度。可替代地，可 以沿着支柱插入线在泡沫的面中形成凹槽，在模制期间，支柱端部或 者覆在上面的缝合部分被压人该凹槽中。
本发明还提供一种可替代的用于锚固支柱端部的并且即使当支柱 端部并不覆在面板蒙皮上面时也是有效的方法。在这个构造中，平行 凹槽或者狭缝如此在泡沬板的面中定位，使得支柱类型增强构件的端 部穿过凹槽。在插入支柱构件之前，具有充分深度从而以粘结方式锚 固支柱端部的多孔增强粗纱被插入凹槽中，并且在模制期间流入结构
中的树脂提供支柱到凹槽内的粗纱的结构连结。与覆在上面的面板蒙 皮具有相当的接触面积的粗纱完成结构载荷在蒙皮和芯部之间的转
移。这种构造的一个重要的、另外的益处在于，凹槽粗纱和支柱构件 可以被确定尺寸以构成一体式的桁架结构，其中凹槽粗纱用作桁架弦 杆。因为粗纱的成本基本上低于纺织织物，在于桁架行之间存在足够
13的较薄蒙皮的情形中，这允许经济的面板制造。
在本发明中，在将增强构件插入泡沫中的过程期间并且替代将具 有更高成本的纺织或者针织织物增强物的蒙皮施加到芯部的面，还可 以将低成本粗纱直接地施加到泡沫板的面以形成面板蒙皮。在这种方 法中，通过泡沫芯部通过支柱插入机器向前行进而以足够的数目沿着 横向于芯部长度的平行线路供应多个粗纱并且从供应粗纱架连续地沿 着纵向方向将其抽出，以或多或少地覆盖泡沫的面。在插入支柱之前， 成组的粗纱被从粗纱架穿越芯部的面以直角或者锐角横向地抽出并且 与芯部一起地推进，同时通过芯部缝合支柱粗纱。针脚的覆在上面的 部分将所有的的表面粗纱保持到位以在一旦树脂已被施加到面板时便 形成结构面板蒙皮。根据需要，可以在缝合之前在表面粗纱上施加增 强材料的轻质面纱以改进芯部在模制之前的操纵特征。替代连续粗纱， 可以在芯部面和表面面纱之间施加随机或者定向的短切无捻粗纱以形 成结构衬垫。
即便没有通过芯部地缝合蒙皮，包括覆在已被用于替代蒙皮织物 增强物的轴向粗纱上面并且约束它的、螺旋缠绕有粗纱的夹芯板在抵 制蒙皮分层方面也是有效的。在由于蒙皮中的屈曲或者拉伸载荷而产 生分层的、具有非均匀芯部厚度的区域中，例如在面板边缘逐步降低
和减縮处，这是非常有用的。
本发明包括增强芯板的几种有用的变型，该增强芯板具有双向芯 部强度并且其中利用螺旋缠绕过程提供所有的芯部增强构件。在最经 济的实施例中，由平行缠绕的泡沬条带构成的单向芯板沿着垂直于条 带轴线的方向被切割成均匀的第二条带，第二条带然后被旋转90度并 且被合并以形成第二一体式芯板。初始的螺旋缠绕粗纱然后作为其端 部邻近芯部面终止的、独立的支柱状粗纱片段在芯板的面之间延伸。 这种芯部体系提供双向剪切强度和高压縮强度，但是降低的芯部到面 板蒙皮的连结强度。通过在它们合并之前螺旋地缠绕第二条带可以加
14强蒙皮连结，以提供在泡沫条带之间并且穿越与蒙皮相邻的芯板面地 连续地延伸的被缠绕的增强物层。根据所期望的结构性质，在合并之 前，被缠绕的第二条带可以被定向，以或者在蒙皮之间或者与蒙皮相 邻地提供加倍的粗纱层。双向芯板还可以设有被插入芯板的面中的狭 缝中从而为薄的面板蒙皮在芯部增强板片之间形成支撑构件的平行 的、成行的连续粗纱。通过缠绕已在缠绕之前在条带之间设有增强板 片的、成对的泡沫条带，在被缠绕的增强板片之间的蒙皮支撑可以被 设于单向芯部中。
在这里描述的所有的双向芯部的一个重要的优点在于，相交叉的 增强板片针对在载荷下的屈曲相互稳定到相邻的低密度和低强度泡沫 条带中。通过在相邻的被缠绕泡沫条带之间提供间隔条带，例如高密 度泡沫塑料以增加板片的有效宽度，可以提高在单向芯部中的板片抗 屈曲性。在一种经济的单向芯板形式中，被粗纱缠绕的泡沫条带与单 纯的泡沫条带交替，因此对于给定大小的缠绕机器输出而言允许面板 输出加倍。在该实施例中，为了针对屈曲而稳定板片，间隔条带被设 于在每一个缠绕条带的相对侧上的、相对的被缠绕层之间。通过提供 其中条带边缘并不平行并且因此沿着除了普通条带方向之外的方向提 供结构性质的、曲折的或者其它构造的条带，单向条带可以被修改以 提供双向强度。通过作为随后在热量和压力下合并的独立的部件向条 带施加增强纤维和低成本热塑性材料，可以经济地生产包括具有所有 的构造的条带并且结合热塑性树脂的芯板。
通过沿着条带的角部并且在缠绕的粗纱之下提供轴向延伸的粗 纱，可以改进螺旋缠绕条带的结构性能。这种添加引起在每一个泡沫 条带的每一侧上的增强板片采取具有被杆状剪切构件分离的顶部和底
部弦杆的轻钢搁架的一般形式。这种结构更加耐受冲击，并且轴向粗 纱可以允许在面板蒙皮中使用较少的增强纤维。被如此构造的各个条 带可以被用作离散的结构构件，例如柱子或者匣形梁，通过提供带有 横向增强构件的条带并且通过在条带的角部之间提供另外的轴向粗
15纱，其性能可以被进一步地加强。
通过改变条带通过粗纱缠绕设备的进给速率从而改变沿着泡沫条 带的长度被缠绕的增强物的角度和密度，可以加强包括被缠绕的条带 的特定面板的结构效率。这可以在载荷支承点处为面板提供改进的压 縮强度，或者被定制以匹配沿着面板长度的预测剪切载荷的芯部剪切 阻力。
通过在缠绕过程期间隔开被连续地缠绕的泡沫条带并且在合并它 们以形成芯板之前将条带前后折叠，在包括被单向缠绕的泡沫条带的 芯板中的剪切载荷可以被转移到条带的端部并且由此被转移到相交叉 的面板增强物。这样穿越泡沬条带的相对端部定位被隔开的片段的缠 绕粗纱并且提供到面板边缘增强物的或者到相邻芯板的、强的结构连 接。还可能期望生产具有基本柱形的或者其它封闭构造的并且具有并 不终止于芯部接头中并且由此避免结构中断的连续芯板增强物的夹芯 板。这个实施例可以例如用于形成喷气发动机机壳，喷气发动机机壳 被设计成承受非常高的能量冲击同时保持机壳的总体完整性。通过围 绕连续的泡沫条带螺旋地缠绕增强粗纱，然后围绕柱形心轴螺旋地包 覆条带而生产芯板。可以在缠绕粗纱的下面提供连续的轴向粗纱以实 现额外的环向强度和抗冲击性。
在本发明的一个有用的实施例中，薄壁管被用于替代在其上缠绕 增强粗纱的泡沫条带。所述管可以包括低结构性质的材料，例如加劲
纸张(stiffened paper)，或者具有高结构性质的材料，例如优选地被 处理以实现到为纤维性增强物用作基质的树脂的强粘附力的、滚压或 者挤出铝。当期望提供中空结构，或者消除低密度实心芯部的重量， 或者在面板中结合管状材料的结构性质时，这个实施例是有用的。
增强包括被螺旋地缠绕的芯部和热固性树脂的夹芯板的抗冲击性 的另一种方案是在面板蒙皮的外部部分中结合通常与热固性树脂相比基本上没有那么脆弱的热塑性树脂。这可通过几种方案实现。 一种热 塑性薄膜可以被加热以流入纤维性增强衬垫或者织物的外部部分中， 使得内部是多孔的，从而随后利用用于浸渍芯部增强物的热固性树脂 浸渍。根据需要，由混合玻璃纤维和热塑性纤维构成的织物层可以被 用于替代热塑性薄膜。混合织物被加热以形成被增强的热塑性外表面 并且使得热塑性树脂局部地流动通过内部增强衬垫的厚度。在又一个 实施例中，混合织物蒙皮可以与增强芯部相邻地放置并且被灌输而不 施加热量，从而该蒙皮的玻璃纤维和热塑性纤维这两者均被用于灌输 芯部的热固性树脂浸渍。


图1是根据本发明构造的增强泡沫芯部复合面板的片段透视图； 图2是根据本发明另一实施例构造的增强泡沫芯部复合面板的片 段截面；
图3是根据本发明构造的增强泡沬芯部复合面板的另一实施例的 片段截面；
图4是根据本发明构造的增强泡沫芯部复合面板的另一实施例的 片段截面；
图5是根据本发明构造的增强泡沫芯部复合面板的另一实施例的 片段截面；
图6是根据本发明构造的增强泡沫芯部复合面板的另一实施例的 片段截面，其中中心部分被剖开；
图7是基本在图6的线7-7上截取的并且中心部分被剖开的片段
截面；
图8是根据本发明构造的增强泡沫芯部复合面板的另一实施例的 片段截面；
图9是根据本发明另一实施例构造的增强泡沫芯部复合面板的片 段透视图IO是根据本发明另一实施例构造的增强泡沫芯部复合面板的片 段透视图；图ll是根据本发明的修改构造的增强泡沫芯部复合面板的片段透
视图12是用于生产根据本发明的被纤维缠绕的泡沫条带的设备的图 解视图13是根据本发明构造的被纤维缠绕的泡沫条带的片段透视图； 图14是根据本发明构造的增强泡沫芯部复合面板的片段透视图； 图15是用于生产根据本发明的纤维增强泡沫芯板的设备的图解视图。
图16是根据本发明构造的增强泡沬部件的片段透视图； 图17是使用图16的部件的增强泡沫部件的片段透视图18是根据本发明构造的并且使用图17的部件的增强泡沫芯部 的片段透视图19是根据本发明构造的增强泡沫芯部的另一实施例的片段透视
图20是根据本发明的修改构造的芯板的片段透视图； 图21是图20的放大片段部分；
图22是从图20所示面板切割的一个截面的片段透视图； 图23是形成有图22所示的条带并且被局部地分解的芯板的片段 透视图24是带有螺旋缠绕粗纱的、图22所示条带的透视图； 图25是图24所示的被缠绕条带的一个部分的放大透视图； 图26是利用如在图24中所示的条带构造的芯板的片段透视图； 图27是根据本发明的修改利用图24所示的条带构造的芯板的片 段透视图28是根据本发明的另一种修改形成的芯部条带的片段透视图29是图28所示芯部条带的一个部分的放大透视图30是使用如在图28中所示的芯部条带构造的芯板的片段透视
图31是根据本发明的另一种修改形成的芯板的片段透视图； 图32是根据本发明的另一种修改构造的芯板的片段透视图；图33是根据本发明的修改形成的芯部条带的片段透视图34是根据本发明的修改形成的另一种芯板的片段透视图35是组件螺旋地缠绕根据本发明构造的芯部条带而形成的环形
芯部的片段透视图36是由每一个均具有螺旋缠绕粗纱并且根据本发明的修改形成
的管状芯部条带形成的芯板的片段透视图37是根据本发明的另一种进一步的修改构造的芯部条带的片段
平面视图38是利用根据本发明的图37所示的芯部条带形成的芯板的片段平面视图39是根据本发明的另一种修改形成的芯板的片段透视图40是根据本发明的另一种修改形成的面板的片段透视图41是根据本发明的另一种修改形成的复合面板的片段透视图42是根据本发明形成的修改芯板的片段透视图43是根据本发明形成的另一种复合面板的片段透视图44-47是根据本发明形成的芯板的片段透视图48是示出制造根据本发明的复合面板的方法的设备的图解透视
图49是示出制造根据本发明的复合面板的另一种方法的、另一种设备的另一图解透视图50是用于生产根据本发明的另一种形式的复合面板的设备的进一步的图解透视图；并且
图51是根据本发明形成的复合面板的片段分解端视图。
具体实施例方式
图1示意可以例如被用作公路卡车驾驶室的底板、船体或者船尾板、工厂建筑物的屋顶或者被用作车辆或人行桥面板的结构复合夹芯板30。面板30包括纤维增强闭孔塑料泡沫芯部31和相对的纤维增强蒙皮32。泡沫芯部31包括多个泡沫条带33，泡沫条带33的结构性质不足以承受在芯部中的载荷，所述载荷将相应于设计蒙皮32所用于的载荷。
被选择为赋予芯部所需的结构性质的芯部增强纤维是玻璃纤维或者碳纤维或者其它增强纤维。沿着一个方向，增强纤维构成多孔、纤
维性织物或者衬垫的多个平行的薄片或者板片34，薄片或者板片34在芯部31的面之间延伸并且已被以粘结方式连结到每一个泡沫条带33的一个面同时在板片材料中保持相当大的孔隙度。根据需要，板片34可以结合包括从其切割出条带33的、被以粘结方式施加到泡沫板(未示出)的多个单独粗纱的增强物。沿着基本垂直于板片34的交叉方向，芯部增强纤维构成多行平行的、被隔开的杆或者支柱35，杆或者支柱35在芯部的面之间延伸并且由多孔增强细丝束或者粗纱构成。
每一行支柱均包括与面板蒙皮以相反的锐角例如+58度和一58度或者+45度和_45度倾斜的多个支柱35。在每一行中的两组相对的支柱位于相同平面中并且相互交叉以形成三角形化的或者栅格类型的结构。在一行支柱内的支柱35的直径和间隔是根据结构考虑而被确定的，但是通常在0.01英寸到0.12英寸直径和0.25英寸到2.0英寸间隔的范围中。在一些情形中，支柱可以超过0.50英寸直径和7.0英寸间隔。支柱35的行通常被隔开0.5英寸到1.0英寸。闭孔泡沫条带或者条片33可以是聚亚安酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛、聚乙烯、聚甲基丙烯酰亚胺或者具有用于特定应用的所期望性质的其它泡沫材料。通常，泡沫密度是低的，在2到5磅每立方英尺的范围中，但是在适当时可以使用高得多的密度。
如在图1中所示，支柱35与板片34交叉，并且构成支柱的纤维延伸通过构成板片的纤维。因为在缝合操作中，构成支柱的纤维性粗纱被插入泡沫芯部中并且穿过板片，所以构成支柱的细丝穿过板片的细丝而不断开任一组细丝，从而芯部增强结构的所有元件的连续性保持不受影响。在一个优选实施例中，面板蒙皮32包括内部蒙皮36和外部蒙皮37。增强支柱35的端部38还延伸通过内部蒙皮36并且横向
20地张开以覆在内部蒙皮36上面。在利用树脂模制面板30之前，内部蒙皮36被外部蒙皮37覆盖。支柱因此被机械地连结到蒙皮，从而对于在载荷下蒙皮32从芯部31分层提供高的阻力。根据需要，支柱粗纱的端部可以邻近增强芯部31的面终止。
利用粘结树脂浸渍或者灌输芯部和蒙皮这两者的多孔纤维性增强物，粘结树脂优选地在差压下流动通过全部增强材料并且固化以形成刚性的载荷支承结构。在面板30被模制和固化之前，利用由于塑料泡沫和蒙皮纤维对形成支柱35的粗纱纤维的压力而引起的摩擦，以及利用覆在面板蒙皮上面的粗纱片段或者端部，内部蒙皮36和带有被连结的板片34的泡沫条带33，作为一体式的结构而被保持到一起。虽然对于特定的应用，芯部30可以大范围地改变尺寸，但是实用的芯部尺寸包括例如0.25英寸到5.0英寸厚和2英尺到8英尺宽X2英尺到40英尺长。芯部通常被以连续的长度生产并且被切割成所期望的长度。为了模制面积比根据本发明构造的单一增强芯部更大的夹芯板，可以在引入树脂之前在模具中相互相邻地布置两个或者更多的芯部。
主要由支柱35沿着一个方向并且主要由板片34沿着横向方向承受在芯部31中的剪切载荷。另外，通过在支柱和板片的每一个交叉点处的刚性树脂结合并且通过增强纤维通过所有的这种交叉点的连续性而实现了板片和支柱的复杂集成。板片和支柱相互支撑而抵抗屈曲载荷，这允许在芯部增强构件的细长度使得它们倾向于发生屈曲失效的、厚的面板中使用重量更轻的增强构件。图1所示的构造能够承受垂直于蒙皮的、大的压縮载荷，这是因为板片34与蒙皮32成直角地定向并且支柱35阻止其屈曲。板片和支柱的结构集成还提供了多个载荷路径以在芯部增强元件间增加对局部压縮载荷的分担并且对于在芯部内剪切失效分离平面的发生和发展提供相当大的阻力。芯部增强构件到蒙皮的粘结和机械连结对于在面板蒙皮中拉动紧固器通过提供了高的阻力。
21通常通过在工艺例如真空袋模制、树脂转移模制或者真空辅助树
脂转移模制(VARTM)中、在差压下使得树脂流动通过全部多孔增强
纤维中，而利用树脂浸渍或者灌输泡沫芯部和蒙皮的纤维增强物。在
VARTM模制中，通常在具有一个柔性模具面的不透气模具中密封芯部和蒙皮，并且空气被从该模具抽空，该模具通过柔性面施加大气压力以使得面板30顺应模具并且压紧蒙皮32的纤维。被催化的树脂通常通过设于面板表面上的树脂分配介质或者通道网而被真空抽入模具中，并且被允许固化。根据需要，本发明可以结合一种改进的VARTM灌输方法。
增强芯部31可以设有被加工到泡沫条带33中并且与泡沫芯部31内部中的板片34相邻地定位的树脂凹槽39。凹槽39终止于通常截面面积比各个凹槽39更大但是可以具有相同规格的树脂进给通道40 (图1)处。通道40用于在差压下将树脂分配到凹槽39。可以沿着增强芯部31的、增强板片34所终止的边缘之一或者两个边缘定位进给通道40。可替代地，通道40可以完全地在芯部的内部中定位。为了示意的目的，图1示出在芯部边缘处的通道40，并且图7示出在芯部内部的进给通道。如果通道40被设于芯部31的仅仅一个边缘上，则根据在增强泡沬芯部和面板蒙皮增强物中的树脂流动动力学，凹槽39可以延伸到芯部31的相对边缘或者可替代地可以在泡沫条带33内终止。
被催化的树脂通过被连接到树脂源、通常为树脂滚筒的管(未示出)而流动到通道40。管开口可以位于沿着通道40的任何位置处。在使用真空袋灌输本发明的增强芯部的一种优选方法中，在将任何树脂管件设备连结到模具之前，模具被密封和抽空。刚性树脂连接或者插入管设有锐利的尖形端部并且然后穿过真空袋隔膜以及面板蒙皮36和
37，或者在面板30的边缘处穿过真空袋，并且进入与进给通道40交叉的增强芯部31中。插入管已经在它的周边中设有允许树脂流入通道40中的开口。在插入点处施加密封胶条以防止真空损失，插入管被连接到树脂供应源，并且树脂被真空抽吸通过插入管并且进入通道40中。除了将树脂引入面板中的这种方法的速度、简洁性和低的材料成本，在灌输进行中时，另外的树脂连接管可以在其它位置处被插入面板中以使另外的树脂进入面板的特定区域。通过在模具表面中提供可以通过其插入树脂连接管的一个或者多个孔，该管插入方法还可以被用于灌输完全地封在刚性模具中的面板30。当树脂填充凹槽39时，它
流入并且通过全部多孔纤维性板片34，流入并且通过全部相交叉的多孔纤维性支柱35中，以及流入并且通过全部相交叉的面板蒙皮32，在这之后，树脂固化以形成刚性增强夹芯板结构。已经设有通道40的增强芯部31可以被置于带有彼此相邻并且形成单一、更大通道的通道40的模具中。流入这个更大的通道中的树脂固化以形成被键固到板片34的边缘部分中并且承受在相邻芯部31之间的剪切作用力的结构花键。
与现有的VARTM工艺相比，结合到增强芯部31中的树脂分配系统具有显著的优点。通过利用板片和支柱而与蒙皮的多个、比较均匀分配的连接部，树脂快速地填充凹槽39并且在全部板片和支柱增强结构中流动到面板蒙皮32，由此使在蒙皮中存在未被浸渍的区域的可能性最小化。在芯部31的周边上无需任何树脂微型凹槽或者分配介质材料。树脂被引入位于面板的中平面中的多个凹槽39中并且通过较短的距离而行进至两个蒙皮32。可以在外部蒙皮37或者面板边缘织物上的任何所期望的一个或者多个位置处施加真空。根据需要，可以朝着外部蒙皮37的表面提供多行穿孔真空管道、纤维性泄流介质或者引入真空的其它装置以保证干燥、多孔蒙皮增强物的小的区域不被周围的树脂流动从真空隔离。具有异常厚的芯部或者蒙皮的面板可以设有另外的成组树脂凹槽39和位于平行于面板蒙皮32的平面中的、相关的进给通道40。被引入面板中心中的树脂通过较短的距离行进到两个蒙皮32。在不具有相交叉的纤维性支柱的、包括在蒙皮之间延伸的板片的芯部中，刚刚描述的内部芯部灌输系统也是有效的。对于均匀的树脂分配，可能需要更加紧密的板片间隔。与增强芯板接触的模具表面可以或者是刚性的或者柔性的，而不 削弱树脂在全部芯部增强结构或者蒙皮中的快速流动。例如，带有相 关的多孔纤维性蒙皮的增强芯部可以被放置在刚性模具台和刚性隔板 之间，使得隔板被密封到模具台的真空袋覆盖。从面板的一个边缘抽 空所述袋子向面板施加大气压力，并且在面板的相对边缘处引入的树 脂在全部芯部和蒙皮增强结构中快速地流动，而不必如在其中两个模
具面都是刚性的、传统的VARTM工艺中那样纵向地流动通过面板蒙
皮的全部长度或者宽度。
增强面板30可以被构造成允许利用具有不同性质的两种树脂同时 地灌输芯部。例如，可以利用耐火酚醛树脂浸渍面板的外部蒙皮，并 且可以利用在结构上优良的但是耐火性较低的乙烯基酯树脂浸渍内部 蒙皮和芯部增强结构。如果期望这种结构，则在树脂灌输之前，为面 板30提供位于内部蒙皮36和外部蒙皮37之间的粘结剂屏障薄膜41。 屏障薄膜41由粘结剂材料例如环氧树脂构成，该材料防止液体树脂从 薄膜一侧行进到另一侧，并且在施加热量和适度压力时固化以在内部 蒙皮36和外部蒙皮37之间形成结构结合。
为了与被连结的内部蒙皮36—起地灌输面板、增强芯部31，粘结 剂屏障薄膜41和外部蒙皮37被置于封闭模具中，然后利用真空泵抽 空该模具。第一树脂通过通道40和39而被引入芯部31的内部中并且
如在前描述的那样被允许在全部芯部增强结构和内部蒙皮中流动。同 时地，具有不同组分的第二树脂通过模具表面或者外部蒙皮边缘而被 直接地引入外部蒙皮中。粘结剂屏障薄膜41用于防止该两种不同的树 脂混合，并且通过该两种树脂的固化所产生的热量还促进了粘结剂薄 膜的固化，因此在内部和外部蒙皮之间提供结构结合。如果粘结剂薄 膜被施加到面板30的两侧，则三种单独的树脂可以被灌输到面板中。 如果粘结剂薄膜41仅仅被施加到面板30的一侧，则灌输芯部31的树 脂还将灌输在面板的相对侧上的内部和外部蒙皮这两者。
24在图1、 2、 6、 7、 13、 14和18中示意的本发明实施例已经示出 为设有与芯部增强板片相邻的内部树脂分配凹槽并且设有相关的树脂 进给通道。应该理解，根据需要，这个特征可以被从图1、 2、 6、 7、 13、 14和18的实施例省略并且可以在图3、 4、 5、 9和19所示的实施 例中或者在泡沫芯部内具有多孔纤维性板片的任何其它实施例中添加 所述特征。
夹芯板50 (图2)利用与图1所示实施例相比能够以提高的产出 速率生产的增强泡沫芯部52，这是因为增强支柱仅需以单一角度而非 以两个相反的角度被插入泡沫芯部中。平行纤维增强板片51与芯部的 面成锐角例如58度或者45度地在泡沬芯部52的面之间延伸。成行的 板片51基本以直角地与一组平行的成行纤维增强支柱53交叉，支柱 53的纤维以关于图1描述的方式延伸通过板片51和蒙皮54。
在图2所示的实施例中，所有的支柱均相对于面板蒙皮以一定的 角度倾斜，并且该角度与板片51的角度匹配但是是沿着相反的方向。 板片51和支柱53相互支撑而抵抗屈曲并且相互协作以承受沿着一个 方向的剪切载荷，并且板片还承受沿着横向方向的剪切载荷。虽然可 以选择任何数目的板片增强织物或者衬垫，但是通过使用使得它的一 部分纤维以与支柱53的角度相反的角度定向的板片增强织物，可以加 强板片的双重方向结构功能。通过以与面板蒙皮成+45度和一45度的 角度定向板片51的其余纤维可以有效率地实现横向剪切强度，这是因 为在芯部中的剪切作用力基本上将自身分解成这些角度。图1的芯部 增强板片34和图2的芯部增强板片51分别地终止于相邻的面板蒙皮 32和54。因此，通过包围面板中的所有增强纤维的树脂基质的粘合， 提供了在板片和蒙皮之间的直接结构连接。如在美国专利5， 834， 082 中描述地，通过为板片34和51提供位于它们的边缘部分的凸出的并 且张开的纤维或者提供通过与板片的边缘部分相邻地对泡沬条带55开 槽而形成的板片边缘树脂带，可以提高这种板片到蒙皮连接的强度。
25板片34和51还具有分别地通过支柱35和53而与蒙皮32和54 的间接结构连接，所述支柱被连结到板片和蒙皮这两者并且因此承受 在板片和蒙皮之间的一部分载荷。还利用图2所示的粗纱支柱的构造 将面板蒙皮结合一起，所述粗纱支柱包括成行的连续倾斜独立短纤维， 每一个短纤维均具有张开的支柱端部。倾斜短纤维形式的支柱构造还 可以被设于具有相对支柱的面板中并且结合图8被更加充分地描述。
如果期望进一步增加具有交叉板片和支柱的复合面板的强度和刚 度，则芯部增强板片可以包括单一、连续的纤维增强衬垫或者织物而 非多个离散的板片条带。在图3、 4和5中示意出这个实施例。参考图 3，复合夹芯板60包括纤维增强蒙皮61和纤维增强泡沬芯部62。泡沫 芯部62包括泡沫条片或者条带63、隔开的成行间隔的纤维性粗纱支柱 64和已被形成为在面板蒙皮之间并且横向于成行支柱延伸的多个矩形 波纹的纤维性板片65。如在图1中，支柱64与蒙皮成相等的相反角度 倾斜并且与相对的支柱和蒙皮61交叉且延伸通过相对的支柱和蒙皮 61 。支柱还与在蒙皮之间延伸的波纹板片片段66交叉且延伸通过波纹 板片片段66，并且支柱延伸通过与蒙皮相邻的板片片段67。图3所示 的体系对于图1所示的体系提供几个结构加强物。波纹板片片段67提 供到蒙皮61的扩大的粘结剂连结区域，并且支柱64在板片片段67和 蒙皮61之间提供缝合机械连结。而且，板片结构的波纹沿着横向于成 行支柱的方向提供相当大的、另外的强度和刚度。
图4所示的增强夹芯板70还提供板片到蒙皮连结以及结合图3描 述的波纹强度和刚度的优点。在图4中，泡沫条带71具有平行四边形 截面，并且连续波纹板片73的板片片段72与蒙皮74成锐角地在芯部 76的面之间延伸。平行的多行被隔开的纤维性粗纱支柱75也在增强芯 部76的面之间延伸，并且支柱75以等于板片片段72的角度但是与之 相反的角度倾斜。支柱与波纹板片片段72交叉并且延伸通过波纹板片 片段72、延伸通过与蒙皮74相邻的板片片段76，并且优选地延伸通 过一层或者多层蒙皮。如结合图2更加充分地描述地，对于总体芯部结构性质而言，在板片中的纤维定向可以被优化。同样如在图2的情 形中那样，支柱以单一角度的定向允许快速并且有效率地生产增强芯 部，这是因为仅需单单一支柱插入步骤。
图5所示的另一增强夹芯板80也采用连续波纹板片81作为泡沫 芯部82的一部分增强物。泡沫条片或者条带83具有三角形截面，并 且在蒙皮87之间延伸的板片片段84和85与蒙皮成相反的角度倾斜。 多行被隔开的纤维性粗纱支柱86彼此以相等但是相反的角度倾斜，并 且与板片片段84和85交叉并延伸通过板片片段84和85。支柱还与一 层或者多层蒙皮87交叉并且优选地延伸通过一层或者多层蒙皮87。
与图3和4所示的构造相比，即使在不存在增强支柱86时，图5 的三角形化板片体系也沿着纵向和横向这两个方向向面板80提供相当 大的强度和刚度。支柱通过稳定板片片段84和85并且通过将蒙皮87 结合一起而加强了这些性质。支柱86还沿着支柱行的方向提供额外的 强度和刚度。支柱的角度是基于总体结构考虑而被选择的并且不需要 对应于板片片段84和85的角度。例如，根据需要，支柱86可以垂直 于蒙皮。这不仅向面板80提供了增加的压縮强度，而且还仅仅要求单 一的支柱插入角度，因此简化了面板生产。
图6和7示意一种夹芯板90，该夹芯板90在增强泡沫芯部91中 具有平行的多行被隔开的增强粗纱支柱92、相交叉的平行的多行被隔 开的增强粗纱支柱93，和平行于蒙皮95的单一连续增强板片94。泡 沫芯部91包括被板片94分离的、堆叠的泡沫板96。如果结构设计需 要，则在间隔、直径、纤维组分和角度方面，支柱92可以不同于支柱 93。如果面板的结构要求主要是单向的，则支柱可以被设为单一的一 组平行的支柱行。主要由支柱92和93提供面板90的压縮和剪切性质。 随着芯部91的厚度增加，或者支柱的直径降低，支柱越来越易于在结 构载荷条件下发生屈曲失效。在每一行中的支柱92或者93以栅格状 构造相互交叉，在支柱行的平面中为彼此提供屈曲支撑。然而，低密度泡沫96仅仅提供了薄弱的并且经常不足的横向屈曲支撑。所有的支
柱92和93延伸通过的连续纤维增强板片94提供所需的、额外的屈曲 支撑。如果需要，则可以提供一个或者多个另外的支撑板片94，所述 支撑板片94全部被相互隔开并且平行于面板蒙皮95。
图6还示出支柱端部97和板片边缘部分98，它们从泡沫板96凸 出以提供确保在芯部91的增强构件和作为单一夹芯板的部件模制的相 邻泡沫芯部的增强构件之间或者到其它相邻复合结构(未示出)的加 强结构连续性的方案。如果期望在给定夹芯板中的、相邻芯部的结构 连结，则泡沫板96的边缘部分和相邻增强芯部(未示出)的泡沫板的 边缘部分被磨掉或者被以其它方式移除以在将树脂引入芯部和蒙皮增 强物中之前暴露出纤维性支柱端部97和板片边缘部分98。增强芯部然 后例如在模具中被挤压到一起，并且从相邻芯部暴露出的端部和边缘 部分相混合并且随后嵌入树脂中，所述树脂在差压下流入面板增强物 中并且固化以与支柱端部和板片边缘部分形成强的粘合。优选地，在 蒙皮95之间延伸的纤维性增强衬垫或者织物的条带在相邻芯部之间被 布置在模具中以加强在芯部之间的接头的载荷支承性质。
还可以通过为芯部31提供延伸超过它们的与芯部31的边缘的交 叉点的纤维性板片34而实现在相邻的增强芯部31之间或者在芯部31 和夹芯板边缘蒙皮之间的强的结构连接。板片31的延伸部以翼片的形 式相对于泡沬条带33被成直角地折叠。这些板片端部翼片提供扩大的 接触面积从而当利用树脂浸渍面板31时以粘结方式将板片增强构件结 合到相邻的增强物。如果期望在被树脂浸渍并且固化的面板90和相邻 的复合结构之间实现强的结构结合，则泡沫板91被磨蚀以暴露出坚硬 的、被硬化的支柱端部97和板片边缘部分98，并且邻近该端部和边缘 部分的区域被利用粘结树脂、乳香树脂或者封装化合物填充并且被挤 压到在树脂固化时面板90将被结合到此的面板上。
图6和7所示的增强芯部91已设有如结合图l在上面总体描述的、
28成一体的树脂灌输系统。夹芯板90包括多孔纤维性蒙皮以及芯部增强 物并且被置于从其将空气抽空的封闭模具中。树脂然后被引入在通道
端部处的进给通道99中或者通过从面板面钻出的孔(未示出)。树脂 然后填充位于增强芯部91内部的树脂进给通道99，并且填充在内部或 者芯部91内并且邻近多孔纤维性板片94定位的相连接的、被隔开的 树脂凹槽100。树脂然后从凹槽100流动通过整个多孔板片94，从板 片94流动通过全部多孔支柱92和93，并且从支柱流动通过全部多孔 蒙皮95，在此之后，树脂固化以形成结构面板。如果芯部91将被用于 生产圆形面板，则可以从面板的中心沿着径向布置树脂凹槽100，并且 将树脂从面板面供应到中心。
图1、 3、 5、 6和7所示的芯部增强支柱体系采取平坦的、成行的 相对支柱的形式，所述支柱在泡沬芯部内相互交叉。这种交叉点的数 目和所形成的栅格状结构的密度依赖于芯部厚度、在支柱之间的间隔， 以及支柱角度相对于面板蒙皮的陡度。 一种可替代的支柱体系在图8 中示出并且可以用于替代图1、 3、 5、 6和7所示的体系，但是在比较 薄的面板或者比较厚的支柱的情形中是最适当的。图8的芯部增强体 系包括如所示的那样的单向的支柱行，或者成组的、相交叉的支柱行 并且根据结构要求可以使用或者不使用芯部增强板片。
参考图8，夹芯板110包括相对蒙皮111和具有多行纤维性粗纱支 柱113的增强泡沫芯部112，纤维性粗纱支柱113在面板蒙皮111之间 延伸并且相对于蒙皮以相等但是相反的角度倾斜。相对支柱113以简 单的三角形化构造邻近面板蒙皮111相互交叉并且延伸通过蒙皮。在 生产增强芯部110时，从泡沫芯部的相对面，连续纤维性粗纱114被 缝合通过蒙皮111和泡沫芯部112。根据需要，可以从芯部的相同面将 两组粗纱支柱缝合通过蒙皮和泡沫芯部。在缝合过程中，连续粗纱U4 离开蒙皮111并且以环115 (以幻影示出)的形式凸出。粗纱然后被沿 着插入线反折以形成由双重粗纱片段构成的支柱113。当面板110行进通过缝合设备时，粗纱片段116覆在蒙皮111上 面。在缝合过程期间形成的凸出的粗纱环115在距蒙皮的表面所期望 距离例如0.2英寸处被切断以形成凸出的支柱端部117(以幻影示出)。 当在树脂模制过程期间压力被施加到面板蒙皮时，凸出的支柱端部117 张开并且靠着蒙皮111形成被平坦化的端部118，从而形成到蒙皮的、 强的粘合以及对于通过蒙皮111拉拽被平坦化的支柱端部118的机械 阻力。
如结合图1所示地，可以通过添加外部蒙皮而改进机械连结。与 利用完整的环所实现的蒙皮特征相比，被切割的并且张开的支柱端部 118也提供基本上改进的蒙皮特征，所述完整的环趋向于邻近蒙皮形成 结块或者阻止面板密配到模具表面，从而允许过量树脂在蒙皮表面处 积聚。通过向面板110施加充分的压力以使得泡沫芯部112顺应凸出 超过蒙皮111的表面的任何粗纱片段或者通过为泡沫芯部提供在适度 模制压力下凸出的粗纱片段可以被压入其中的凹槽或者凹口，可以进 一步提高表面平坦度。
如在图8中所示，包括支柱113、被切割的并且张开的支柱端部 118和覆在蒙皮上面的粗纱片段116的、倾斜的短纤维构造提供了一种 用于确保在芯部增强支柱和面板蒙皮之间的结构连结的、有效率的并 且有效果的方案，以及一种用于生产作为本发明主题的所有增强芯部 的优选方法。应该理解，还可以使用其它缝合方法和对位于泡沫芯部 的面外部的粗纱片段的其它处理，例如，传统的样式的、连续纤维的 锁针缝合或者链形缝合。
在图l一8中示意的夹芯板和芯部通常具有大于它们的深度的宽 度。包括多孔纤维性板片和支柱的芯部增强构件还可以被并入深度大 于它的宽度的夹芯板中。图9示意一种结合有支柱类型芯部增强体系 并且被设计为在耐腐蚀建筑物中用作屋顶支撑的梁型面板或者横梁 120。横梁120包括相对的玻璃纤维或者碳纤维增强塑料蒙皮121和增
30强泡沫芯部122，增强泡沫芯部122包括泡沫板或者条片123和以轻钢 搁架的一般形式相对于蒙皮121成锐角地延伸通过泡沬芯部122的、 相对的多孔玻璃纤维或者碳纤维增强构件支柱124。如果结构设计需 要，则可以将另外的支柱添加到交叉支柱124以形成如在图6和7中 所示意的栅格状构造，或者另外的一行或者多行平行增强支柱可以被 并入面板或者横梁120中。蒙皮121用作结构弦杆凸缘，其纤维主要 地沿着纵向定向。蒙皮121包括内部蒙皮125和具有纤维性增强物的 外部蒙皮126，其中如结合图8描述的那样，增强构件124的端部127 张开并且被夹在蒙皮层之间。根据需要，通过使用延伸通过端部127 的纤维并且邻近蒙皮125和126的柔性纤维或者薄的刚性杆将蒙皮缝 合到端部，可以将蒙皮125和126更加牢固地连结到张开的端部127。
如果需要， 一个或者多个多孔纤维性支撑板片128可以被并入横 梁120中以稳定支柱124来抵抗载荷下的屈曲。在相对蒙皮121之间 延伸的泡沫板123的面设有多孔纤维性增强织物，例如玻璃纤维的第 二组蒙皮129，以稳定横梁120来抵抗载荷下的横向偏转。如在前描述 的那样，在差压下引入的可固化树脂浸渍形成横梁120的全部的多孔 纤维性增强材料并且固化以形成刚性的载荷支承横梁。如果在结构方 面的考虑需要的话，则横梁可以具有非均匀的截面，即，深度从横梁 端部到横梁中心变化，并且还可以具有被弯曲的或者拱的形式。根据 需要，蒙皮120的厚度可以被降低相当多，并且如在下面结合图10更 加充分描述地那样，可以利用邻近蒙皮在泡沫板中插进凹槽中的粗纱 束提供桁架弦杆结构功能。
其中面板宽度大于深度的夹芯板的芯部增强结构可以采取多个平 行的真正的桁架类型结构的形式，其中杆或者支柱类型增强构件在支 柱的端部被锚固于其中的顶部和底部弦杆构件之间在三角形化构造中 以相反的角度延伸。这种布置提供了优良的支柱端部连结。它还作为 桁架弦杆构件、例如碳纤维或者玻璃纤维的纤维性增强材料，以它们 的较低成本的粗纱形式替代更加昂贵的织物蒙皮增强物的相当大的一个部分。如在图10中所示，夹芯板140包括增强闭孔泡沬芯部141和 相对的纤维性增强蒙皮142。增强芯部141设有平行的多行桁架143， 桁架143在蒙皮142之间延伸。每一个桁架143均包括平行的多束纤 维性增强粗纱144，例如玻璃纤维或者碳纤维，所述多束纤维性增强粗 纱位于在泡沫芯部141中形成的凹槽中并且用作用于每一个桁架143 的顶部和底部弦杆构件。纤维性增强杆或者支柱145穿过弦杆构件并 且在弦杆构件143中被锚固，并且以相反的锐角在面板蒙皮142之间 延伸，优选地穿过并且覆在一层或者多层蒙皮142上面。如在前描述 的那样，固化树脂浸渍全部的增强材料。如例如在图1和7中所示的 那样，包括支柱145和弦杆构件143的桁架结构也可以被并入具有在 面板蒙皮之间或者平行于面板蒙皮延伸的增强板片的芯部中。
参考图11，使用比较经济的纤维性粗纱替代纺织或者针织纤维性 增强织物可以被扩展至形成全部的面板蒙皮结构。夹芯板150包括增 强闭孔泡沫芯部151和相对纤维性蒙皮152。芯部151包括泡沫板153 和在蒙皮之间延伸的纤维性增强构件或者支柱154。每一个蒙皮152均 包括邻近泡沫芯部153并且基本覆盖泡沫面的第一层平行增强粗纱 155。第二层平行增强粗纱156覆在第一粗纱层155上面并且穿越第一 粗纱层155并且基本上覆盖第一层155的表面。根据需要，纤维性衬 垫或者面纱157的层可以覆在第二粗纱层156上面。
在生产面板150时，包括第一蒙皮层155的粗纱的端部被固定在 穿越泡沫板153的前边缘的线中。该板行进通过例如图15所示的缝合 设备，并且板的向前运动从供应粗纱架拉拽粗纱以形成蒙皮层155从 而覆盖该板的相对面。在利用缝合设备插入支柱154之前，利用具有 引导件的往复机构穿越第一粗纱层155地施加多个平行的蒙皮粗纱 156，所述引导件保持粗纱156的所期望间隔和张力。然后利用从供应 巻抽出的纤维性面纱157覆盖第二蒙皮层156。芯部增强支柱154被缝 合通过面纱157、蒙皮粗纱156和155的层以及泡沫板153以生产出夹 芯板150。
32如果在结构方面的考虑需要，则可以在缝合之前以各种角度将另 外的蒙皮粗纱层施加到面板面。可替代地，定向或者非定向的粗纱纤 维可以被短切为所期望的长度并且替代连续粗纱地被施加到芯部面。
缝合支柱粗纱154的、覆在上面的片段158将全部的蒙皮粗纱155和 156保持到位直至面板150被置于模具中，在模具处，可固化或者可硬 化树脂流动通过全部的纤维性增强物以生产出结构面板。从粗纱直接 地形成面板蒙皮的这种方法可以被结合到图I一IO所示的任何实施例 中。
在本发明的一个优选实施例中，通过从纤维性粗纱直接地生产板 片类型芯部增强构件，而非通过将比粗纱显著地更加昂贵的纺织或者 缝合织物用作板片，实现了相当大的成本节约。在这种方法中，围绕 连续泡沫条带沿着周向地缠绕粗纱以围绕条带形成结构管增强结构。 形成缠绕结构的一种特别成本有效的方案是通过螺旋形或者螺旋缠 绕。以结合图15描述的方式，被缠绕的条带被切割成所期望的长度并 且被进给到粗纱缝合机器中。
参考图12，具有方便长度的塑料泡沫条带170被首尾相连地进给 通过以图解方式示意的螺旋缠绕设备171。与现有过程相比，对芯部增 强物进行螺旋缠绕提供了重大的经济优点。粗纱形式的纤维的成本是 被并入双重偏压45度织物中的那些的大致百分之50到60，并且缠绕 机器生产速率是编织机器的速率的五到十倍。根据需要，泡沫条带可 以设有如结合图1描述的一个或者多个凹槽39以便树脂在随后的模制 操作中流动。泡沫条带170具有等于从该条带生产出的夹芯板芯部的 厚度的厚度和等于在芯部内增强板片的所期望间隔的宽度。
当条带170行进通过缠绕设备171时，它穿过沿着一个方向旋转 的旋转线轴轮172和沿着相反方向旋转的线轴轮173的轴。每一个轮 子均装载有利用纤维性增强粗纱175缠绕的多个线轴174。旋转线轴轮172以单一角度将粗纱层176缠绕到泡沫条带上，该角度由条带170通 过设备171的行进速率和线轴轮172的旋转速率所确定。单一缠绕条 带然后行进通过反向旋转的线轴轮173，线轴轮173在已缠绕的粗纱层 176上缠绕第二粗纱层177。
缠绕设备171可以具有一定的比例从而有效率地处理大范围的泡 沬条带尺寸，例如，厚度从四分之一英寸到一英尺或者更大。根据最 终缠绕条带以及它将被结合到其中的复合面板的结构要求，粗纱可以 具有不同的厚度并且可以被紧密地隔开，从而覆盖泡沬条带的表面或 者被更宽地隔开。被施加到泡沬条带的表面的粗纱可以具有低至每平 方英尺0.1盎司或者更低并且高至每平方英尺5.0盎司或者更高的总重 量。图12-14所示的粗纱比正常的更厚，从而可以理解构造细节。粗纱 可以被以+45度和一45度的角度缠绕从而对于在条带经受弯曲载荷的 应用中的剪切应力实现最大阻力，或者可以以根据它们将被结合到其 中的专用终端产品的结构要求而规定的其它角度施加粗纱。
具有覆在上面的缠绕层176和177的连续泡沫条带170被行进式 切割设备例如圆锯(未示出)切割成一定长度以形成最终的缠绕条带 178。因为缠绕泡沫条带178被用作例如在图14中所示的混合式夹芯 板的泡沬和板片元件，所以它们的长度等于夹芯板的所期望宽度。在 被切割之前，例如通过在切口的任一侧上利用由热熔粘结剂浸渍的细 纱179包覆或者通过围绕切割位置施加粘结胶带或者通过向粗纱施加 粘结剂，确保缠绕粗纱174不会散开。根据需要，可以利用在粗纱层 之前施加的屏障薄膜缠绕泡沫条带170以保护泡沫免受湿气、树脂侵 袭等。
最终的条带178被推进到在图15中示意的芯部形成设备200的横 进给端部并且被插入如结合图15描述的设备中，或者被推进到用以将 条带一起地与如图18中所示的粘结面纱241连结的设备(未示出)中。 所生产的每平方英尺芯部的劳动力成本非常低。在结合图12描述的缠绕过程的一种变型中，沿着平行于条带的纵向轴线的方向并且在粗纱
174缠绕条带之前，纵向纤维性粗纱层180被施加到泡沫条带170的表 面，从而层180被缠绕粗纱174保持到位。纵向层180的粗纱被从固 定式粗纱巻装181供应并且被正在推进的泡沫条带170的向前运动拉 拽通过缠绕设备171。纵向粗纱可以被施加到条带的两个相对的面，如 在图12中所示，从而用作如将结合图14描述的夹芯板蒙皮元件。可 替代地，纵向粗纱可以被施加到泡沫条带的所有面从而提供结构柱所 需的压縮和屈曲性质。
图13提供缠绕泡沫条带178的详细视图，示出在图12中示意的 缠绕过程期间施加的四组多孔纤维性粗纱的层次和定向。在图13中， 所有的粗纱被示为具有平坦的截面并且被紧密地隔开以覆盖闭孔塑料 泡沫条带170的表面。纵向粗纱层180覆盖泡沬条带170的顶面和底 面。以+45度的角度示出的第一层缠绕粗纱176覆盖纵向粗纱层180和 泡沫条带170的侧面。成一45度的角度的第二层缠绕粗纱177覆盖第 一缠绕层176。当随后利用可固化热固性树脂或者可硬化热塑性树脂浸 渍时，所有的纤维性粗纱连同固化的或者硬化的树脂生产出具有带矩 形管状截面的横梁的一般性质的结构元件。
图14示意在上面结合图l描述的具有交叉板片和支柱混合构造的 增强泡沫芯部夹芯板，但是其中图13所示的被粗纱缠绕的条带178用 于替代图1所示带有被连结的板片34的泡沫条带33。另外地，在图 15所示的生产方法中，图14结合有替代纺织或者针织织物以形成夹芯 板蒙皮的粗纱。被粗纱缠绕的泡沫芯部条带和施加粗纱的面板蒙皮的 这种组合提供了重要的结构和成本优点。再次参考图14，结构复合面 板190包括纤维增强闭孔塑料泡沫芯部191和相对的纤维增强蒙皮 192。增强泡沫芯部191包括图13所示的多个平行的条带178。根据需 要，泡沫条带178可以通过在形成夹芯板芯部时交替右手和左手缠绕 条带而沿着仅仅一个方向设有沿对角方向缠绕的粗纱，从而相邻的缠 绕边缘处于正和负角度定向，而非这两者均处于相同定向中而因此在结构上不平衡。
缠绕泡沫条带178与在芯部的面之间延伸的并且由多孔纤维性增
强粗纱构成的、多行平行隔开的杆或者支柱193成直角交叉。在每一 行中的支柱193均相对于面板蒙皮192并且相对于缠绕条带178的平 表面以彼此相反的锐角倾斜。沿着平行于支柱193行的平面并且垂直 于包覆条带178以及它们的纵向粗纱层180的方向延伸的平行的多孔 纤维性蒙皮粗纱194层覆在缠绕条带178的上面。可以以多个离散的 粗纱或者作为具有预先附着到轻质面纱的粗纱的单向织物的形式而被 施加到面板190的轻质纤维性面纱、衬垫或者薄纱195覆在蒙皮粗纱 层194上面。支柱193的端部穿过纵向粗纱180、缠绕粗纱176和177、 蒙皮粗纱194和面纱195的所有的层，并且这些端部覆在面纱195上 面。
在图14中示意的面板已被从其中它在图15的设备中生产的位置 倒转从而示出构成支柱193的连续粗纱。如在图14中所示，多个连续 粗纱已被以相反的角度并且从面板的同一侧缝合通过夹芯板190，其中 每一个连续粗纱片段196均以链形缝合构造与自身互锁。应该理解可 以使用可替代的缝合方法，例如如在图1中所示的锁定缝合或者切割 环。
图14所示纤维性增强结构的一个重要特征在于在缠绕条带178上 的纵向粗纱层180构成夹芯板蒙皮192的横向增强物，并且覆在纵向 层180上面的+45度和一45度粗纱层176和177也构成夹芯板蒙皮的 元件。即，芯部增强物的板片元件由与+45度和一45度蒙皮元件相同 的连续缠绕粗纱构成。这导致对于在芯部和蒙皮结构之间分层阻力更 高，这是因为板片类型的芯部增强板片并不如在图1中那样邻近面板 蒙皮终止。粗纱层180、 176和177覆盖泡沬条带178,还将支柱193 的端部锚固。在生产图14所示的增强芯部190时，还可以省去构成在面板的长 度和/或宽度上连续的蒙皮元件的粗纱层180和194以及面纱195。当 增强芯部被用于生产通常由彼此相邻并且在面板蒙皮之间的多个芯部 构成的大型夹芯板例如船壳时，这可能是令人期望的。在这种面板中， 通常优选的是，使用具有充分长度和宽度的蒙皮以穿越多个芯部提供 结构连续性，而非使用具有预连结蒙皮的芯部，无论如结合图14所描 述地、这种预连结蒙皮是否包括集成到芯部中的增强织物或者粗纱。 当连续蒙皮元件180、 194和195被省去时，利用与相邻芯部交叉的支 柱粗纱193的摩擦并且利用被沿着条带178的顶面和底面缝合的连续 支柱粗纱片段，缠绕条带178继续作为一体式芯部而被紧密地保持一 起。在这种构造中，支柱193的端部196并不延伸通过夹芯板的蒙皮， 而是实际上被陷入缠绕外部粗纱层177和被施加到芯部表面的面板蒙 皮之间。
图12-14的被粗纱缠绕的泡沬条带178被示为具有矩形截面。根 据需要，这些条带可以具有如在图4、 5和19中所示的其它截面，例 如，平行四边形或者三角形。
美国专利No. 5， 904， 972披露了由利用增强织物包覆的离散的塑 料泡沫块或者条带构成的夹芯板芯部元件。在模具中以蜂窝构造在夹 芯板蒙皮之间堆叠多个包覆块，使得泡沫块的端部和包覆织物的边缘 部分邻近面板蒙皮。本申请的、图13所示被螺旋地缠绕的泡沫条带178 可以用于替代这些包覆块以在织物成本和制造劳动力方面以相当大的 节约提供比得上的结构性质。
如在专利No. 5，卯4， 972中所述，可能期望使得增强织物的边缘 部分延伸超过泡沫块的端部，从而它们可以被折叠以形成用于改进到 夹芯板蒙皮的结构连结的凸缘。通过与芯部泡沬条带170首尾相连地 交替牺牲泡沫块(未示出)、如上所述地缠绕泡沫、经由牺牲泡沫块 的中部切割被包覆的条带，并且移除牺牲块，可以实现图13的被包覆
37的和纵向的粗纱层180、 176和177的类似的延伸部。泡沫条带170还 可以在插入缠绕设备171之前设有表面微型凹槽。其它适当的芯部材 料可以替代用于被缠绕条带或者块的塑料泡沫，例如巴尔杉木或者具 有类似几何形状的中空、密封塑料瓶子。
因为通常主要利用纤维性芯部增强结构提供图1一19所示夹芯板 芯部的结构性质，可以基于其它所期望的面板性质，例如防水或者防 火性、热绝缘或者光线透射而选择构成芯部的闭孔塑料泡沫。例如， 可以利用半透明树脂浸渍半透明聚乙烯泡沫和玻璃纤维增强材料以生 产用作公路拖车车顶或者建筑物屋顶的透光和承载面板。使用其它多 孔材料例如碳泡沫或者巴尔杉木替代塑料泡沬也在本发明的范围内。
图1_8、 10、 11和14示意部分地通过插入或者缝合多孔纤维性 增强元件例如玻璃纤维粗纱通过泡沫塑料芯部材料的厚度而生产的纤 维增强芯部和夹芯板。这可以利用在图15中示意的设备200实现。多 个泡沫条带201被彼此相邻地插入缝合设备200中。条带201可以具 有矩形或者其它截面并且可以如在前描述的那样设有被连结的增强织 物的多孔纤维性板片或者设有被缠绕的多孔纤维性增强粗纱。应该理 解，根据需要，长度比条带201的宽度大很多的泡沫板可以包括泡沫 塑料材料。
利用例如往复压力杆(未示出)或者可移动环带202以基本相等 的步幅将条带201推进到缝合头203和204，适用于刺穿和插入纤维性 粗纱的多个管状针205、套管或者复合钩子被刚性连结到所述缝合头。 缝合头203和204相对于条带201的表面成相反的锐角倾斜。当条带 201在每一个向前步骤结束时停止推进时，往复缝合头203和204将针 205插入并且穿过条带201。利用针引导件207将针准确地定位在它们 的到条带201中的进入点处。从被缠绕的粗纱巻装(未示出)供应的 多孔纤维性粗纱208被针205穿过条带201并且以如在图8中所示的 环115的一般形式在与它们的进入点相对的表面上出现。
38再次参考图15，环115被保持这些环形成在条带的表面(这些环 从该表面出现)之外的设备(未示出)抓持，并且，根据需要，该设备将这些环与其它的环接合以形成如在图14中所示的链形缝合或者将 这些环与被分开地供应的粗纱接合以形成锁针缝合。缝合头203和204 然后縮退，它们将粗纱208的足以形成下一个缝合的预定长度推进到 针205中。在縮进之后，条带201的行推进预定的步幅或者距离并且 停止，并且缝合头203和204往复以插入下一对相对支柱。被与条带 交叉的缝合粗纱208保持到一起的条带201的一体式组件被锯或者其 它适当的装置切割成具有所期望长度的芯部209。缝合设备200可以被用于生产具有如在图1中所示的、被预连结 的多孔纤维性蒙皮的面板209。再次参考图15，增强蒙皮织物210被 从巻供应并且邻近面板206的相对面推进到缝合头203和204。当粗纱 被缝合通过形成面板206的条带201时，粗纱覆在蒙皮织物210上面 并且将织物210机械地连结到面板206。图15所示的设备200也可以用于生产其中如在图14中所示、芯 部和蒙皮这两者的所有的结构增强部件均包括低成本纤维性粗纱的夹 芯板。在图15所示的缝合设备200中生产面板206期间，作为面板206 的表面施加纵向蒙皮粗纱194的层(图14)。足以覆盖面板的面的多 个多孔纤维性粗纱211被正在推进的面板206从粗纱供应巻装(未示 出)拉拽并且邻近条带201的被暴露出的面推进到缝合头。薄的多孔 面纱、衬垫或者薄纱210被正在推进的面板206从巻拉拽以覆在蒙皮 粗纱211上面并且在粗纱208已被缝合通过面板206之后将它们保持 到位。条带201已被设有纵向粗纱层180，如在图14中所示，从而图 14的层180和194构成在图15中生产的面板206的横向和纵向蒙皮增 强物。在于提供具有向面板206的面施加横向和双重偏压角度粗纱的 往复机构(未示出)的面板生产设备200也在本发明的范围中。这允 许生产图11所示的面板150，其中泡沫芯部并不包括含有粗纱层180的缠绕条带178。在本发明的另一个优选实施例中，通过为缠绕泡沫条带177提供 内部横向增强构件，而非通过将结构粗纱193穿过条带177，实现了双 向面板强度。参考图16，增强泡沫条带220包括被板片状纤维性增强 材料，例如玻璃纤维或者碳纤维织物或者衬垫的薄片222分离的泡沫 塑料的多个块或者条片221。如在美国专利5834082中描述地，泡沫条 片221和增强板片222被以粘结方式相互连接以便处理和操纵，同时 保持相当大的板片材料孔隙度。增强条带220可以设有用于树脂流动 的凹槽223。应该理解，其它材料可以用于替代泡沫条片221，例如巴 尔杉木或者塑料吹塑立方体，而不影响芯部的形式或者结构完整性。参考图17，增强条带230设有纤维性粗纱层176和177，如在图 12和13中所示，以形成缠绕增强条带233。如果需要增加弯曲或者轴 向强度，则还可以提供图13所示的粗纱层180。参考图18，增强芯部 240由多个利用面纱241作为一体式结构被保持到一起的缠绕增强条带 233构成，面纱241利用热活化粘结剂而被附着到芯部240的相对面。 如果需要更高的弯曲挠度，则面纱241可以被施加到芯部的仅仅一个 表面。利用芯部结构的其它方案包括穿越缠绕条带附着热熔细纱或者 薄纱的平行带或者向条带的相互接触的面施加压敏粘结剂。替代面纱 241，结构蒙皮织物或者衬垫可以被附着到芯部表面以形成准备浸渍的 预成型夹芯板。当一个或者多个芯部240在织物蒙皮增强物之间被置 于模具中并且树脂流动通过全部芯部和蒙皮结构并且固化以形成结构复合面板时，由四个缠绕粗纱层176和177构成的织物板片222和粗 纱板片242形成栅格状增强结构，并且缠绕层176和177的邻近面板 蒙皮的部分提供异常粘结性的连结从而承受剪切作用力。芯部240的 铰接式构造还允许对于弯曲的模具表面的高度顺应性。图19示意被纤维缠绕的芯部250的一个实施例， 中实现了双向 强度和刚度而没有添加内部板片或者粗纱支柱。纤维增强芯部250包设有螺旋形纤维性粗纱层252和 253以形成缠绕条带254。缠绕三角形条带254被利用热活化粘结剂附 着到缠绕条带254的外部缠绕粗纱层253的面纱255作为一体式芯部 结构保持到一起。用于切割三角形条带251的角度可以被选择从而实 现所期望的剪切和压縮强度平衡。在本发明的范围内，可以使用两种普通类型的可硬化树脂灌输或 者浸渍芯部和蒙皮的多孔纤维性增强物中的任一种。热固性树脂例如 聚酯、乙烯基酯、环氧和酚醛是通过在模制过程期间发生的化学固化 或者交联过程硬化的液体树脂。已被先前交联的热塑性树脂例如聚乙 烯、聚丙烯、PET和PEEK通过在灌输增强物之前施加热量而被液化 并且当它们在面板内冷却时再次硬化。作为利用液体树脂灌输已组装面板结构的多孔增强材料的一种替 代，增强材料可以包括已经利用部分固化的热固性树脂预浸渍的织物 和粗纱，所述树脂随后通过施加热量而被固化。类似地，增强粗纱和 织物材料可以预浸渍有热塑性树脂或者与热塑性纤维混合，随后通过 施加热量和压力而将所述热塑性纤维熔合到一起。进一步地在本发明的范围中，将刚性蒙皮薄片材料例如钢、铝、 胶合板或者玻璃纤维增强塑料结合到增强泡沫芯部的面。这可通过利 用可固化或者可硬化树脂浸渍芯部增强物并且在树脂固化时向刚性蒙 皮施加压力，或者通过在利用粘结剂将刚性蒙皮结合到芯部之前浸渍 并且固化芯部增强结构而被实现。图20-23示出在构造包括螺旋地缠绕条带并且具有改进的双向强 度和有用的制造优点的纤维增强泡沫芯板时的步骤。在图20中，螺旋 地缠绕的泡沫条带178被连接到一起以形成单向增强芯板260。根据需 要，包括粗纱176和177的缠绕层(图2)的条带178可以结合基本平 行于芯板260的面的板片94，如在图6和7中所示，以稳定粗纱176和177来抵抗载荷下的屈曲。在图23中示出将包括低密度泡沫和螺旋 地缠绕增强粗纱的多个条带连接到一起的一种优选方法，其中通过施加热量和压力将已被涂覆有热熔粘结剂的玻璃纤维薄纱271连结到芯 板的相对面。薄纱271或者被粘结剂涂覆的各个纤维的行可以被用于连接在于这里示出的所有的芯板实施例中的并且构成多个条带或者块 的相邻条带。粗纱层176和177可能包括抵制粘合的材料，例如，部分固化的 预浸渍树脂或者热塑性纤维。当使用这种材料时，粗纱176和177可 以被设有包括可结合纤维例如非浸渍玻璃纤维或者碳纤维的、另外的 被隔开的粗纱。参考图21，粗纱177的层穿越并且覆在粗纱176的层 上面。根据需要，粗纱可以在其中粗纱176和177交替地覆在彼此之 上的编织过程中被缠绕到泡沫条带上。这种编织操作适用于包括被缠 绕到泡沫塑料或者其它低密度多孔材料的单一条带上的两层或者更多 层增强纤维的、本发明的所有实施例。如果在压差过程中旨在利用液 体热塑性树脂灌输芯板，则条带170包括闭孔泡沫。闭孔泡沫和开孔 泡沫均可以适用于包括预浸渍粗纱176和177，或者包括硬化热塑性树 脂部件的芯板。在利用蒙皮和可硬化树脂模制之后，可以通过喷砂、 溶剂或者以其它方式将泡沫从增强条带178移除以生产中空复合面板。参考图20和22，利用直锯或者其它装置沿着垂直于条带178的长 度的方向C将芯板260切割成具有所期望厚度的多个第一窄纤维增强 芯板261。在切割过程期间，粗纱176和177的被切断的端部262被磨 损并且由于利用切割过程移除泡沫层而使其从泡沬条带170的表面凸 出。参考图23，多个第一窄芯板261使用粘结薄纱271而被连接到一 起，以形成具有沿着纵向和横向这两个方向延伸的增强板片的双向芯 板270。当利用可硬化树脂灌输面板时，增强粗纱176和177的凸出端 部262有助于形成到相对面板蒙皮(未示出)的粘结连接。根据需要， 可以利用单一的粗纱层176螺旋地缠绕每一个条带170并且相邻的粗 纱层176将仍然包括具有被平衡的结构性质的交叉层。类似地，在这42里描述的并且包括相邻条带的所有的芯板均可以被螺旋地延伸的粗纱 的单一层缠绕。
如在图13中所示，通过在缠绕之前在泡沫条带170的一侧或者多
侧上为缠绕条带178提供轴向粗纱180，可以生产具有更高压縮强度的 芯部。在最终芯板270中，可以被类似地施加到芯板290和300的这 些轴向粗纱在面板的面之间垂直地延伸。双向增强芯板270的一个重 要优点在于，通过简单地将面板260切片成其宽度对应于所期望面板 厚度的第一窄芯板261并且如前所述的那样将条带连接到一起，能够 从以前存有的单向芯板260以任何所期望厚度快速地生产双向增强芯 板270。
可以为芯板270提供如在图24 — 26中所示的、到面板蒙皮的基本 上被加强的结构连接。这是一种包括泡沫条带170和粗纱176与177 的缠绕层的、窄芯板261 (图24)，设有覆在层176和177上面的、 另外的螺旋缠绕的粗纱层281和282，以形成第二窄芯板280。使用粘 结薄纱271或者其它装置将多个面板280连接到一起，以形成图26所 示的增强芯板290。缠绕粗纱281和282的层形成在芯板290的面之间 延伸的连续板片，而粗纱层176和177形成与该连续板片交叉的非连 续板片。当可硬化树脂被引入夹芯板中时，所有的四个粗纱层均被连 接到夹芯板蒙皮291。图25详细地示出纤维性芯部增强粗纱到面板蒙 皮的被大大地增加的连结面积。再次参考图24，如果粗纱282的层被 省略，则在相邻缠绕条带280上的粗纱281层将形成其中粗纱281以 相反角度穿越的增强板片。
图27示出双向增强芯板290的一种变型，其中在被连接到一起之 前，第二窄芯板280被从图26所示的定向旋转90度。在图27的构造 中，在每一个缠绕芯板280上的最为稠密的粗纱层位于芯部中而不是 邻近蒙皮。如根据在增强板片和面板蒙皮之间期望的强度和刚度的平 衡而确定地，对缠绕面板280的定向进行选择以生产芯板290或者芯
43板300。
通过螺旋地缠绕增强构件，例如在图23和26中示意的那些而生 产的双向芯板，是由被连结到一起的多个泡沫块构成的。如果利用具 有比较低的抗拉强度的薄纱纤维而使得面板的凸形面一体化，或者通 过施加热量以软化将薄纱连接到面板面的粘结剂而实现曲率，则这种 铰接构造允许面板顺应于弯曲的表面。参考图23，在朝向成形工具将 面板形成为简单或者复合曲率之后，具有高抗拉强度的粘结薄纱271 例如玻璃纤维可以被施加到芯板270的相对面。在薄纱粘结剂已经固 化之后，可以释放压力并且芯板270保持它的曲率。这种方法对于生 产可以被有效率地装载到弯曲模具中的预成型件而言是有用的。也可 以以此方式使用粘结薄纱以生产包括非强化泡沫塑料的弯曲预成型 件。
薄的蒙皮例如用于拖车的车顶使用的芯板可以在芯部中提供足够 的剪切强度和刚度但是在冲击或者压縮载荷条件下对于蒙皮的支撑不 足。不良蒙皮支撑可以是由于如在图23中不存在覆在芯板面上面的芯 部增强物，或者是由于使用构成芯板的螺旋地缠绕泡沫的比较宽的条 带，这导致支撑蒙皮的板片具有宽的间隔。在图27中示出一种提供另 外的蒙皮支撑的装置，其中，包括多个窄芯板280的双向芯板300已 被设有刚性蒙皮支撑构件301。在一个优选实施例中，支撑构件301包 括在利用增强粗纱281和282螺旋地缠绕面板261以形成图24所示的 窄芯板280之前被插入图22所示的窄芯板261中形成的狭缝中的纤维 性粗纱，例如玻璃纤维。支撑构件301描绘了基本横梁状的矩形截面 并且顺次在它们与芯部增强板片302交叉的每一个点处被支撑，所述 芯部增强板片302包括图22所示的粗纱176和177的缠绕层。再次参 考图27，被施加到面板蒙皮291的压縮或者冲击载荷被蒙皮支撑构件 301转移到增强板片302，由此防止损坏蒙皮291。
图28-30示意本发明的另一个实施例，其中纤维增强条带310设有沿着泡沬条带170的角部的一侧或者两侧并且在粗纱176和177的 一个或者多个螺旋缠绕层下面轴向延伸的增强粗纱311。在图29中放 大地示出这种构造。当多个增强条带310如在前所述那样被连接到一 起以形成如在图30中所示的增强芯板320时，由穿越螺旋缠绕粗纱构 成的相邻的成对增强板片与角部轴向粗纱311相互协作以实际上形成 具有被杆状剪切构件分离的顶部和底部弦杆的多个结构轻钢搁架。这 种结构在板片增强物和面板蒙皮之间提供优良冲击强度和加强的连结 强度，并且允许使用更少的蒙皮增强物。根据需要，在例如在图24-26 中示出的双向芯板的构造中也可以添加轴向角部粗纱311。
可以在缠绕粗纱下面设置另外的轴向粗纱以覆盖具有螺旋缠绕的 增强构件的本发明的任何一种形式的泡沫条带170的任何一个或者所 有的表面。在利用可硬化树脂模制之后，单一增强条带310 (图28) 可以被用作离散的结构构件，例如柱子或者匣形梁。通过提供如在图 17和24中所示的横向增强构件并且通过提供另外的轴向粗纱以覆盖所 有的被暴露的泡沫表面，可以进一步加强这种结构构件的性能。通过 在将粗纱层缠绕到条带上之前，在条带的端部处，或者在条带的其它 所期望区域中，围绕泡沫条带170螺旋地包覆增强材料例如玻璃纤维 或者碳纤维织物的层以在结构连结区域中提供加强的强度，可以进一 步增强柱子。
可以利用一种连续工艺经济地生产模制柱状结构构件，在该连续 过程中，螺旋缠绕设备的纤维增强泡沫输出直接地并且连续地进给到 模制设备，例如用于施加并且固化热固性树脂的树脂注射拉挤设备(未 示出)。类似地，通过被连续地推进通过一种对纤维增强泡沫结构相 继地进行加热和冷却的设备(未示出)，与由Saint-Gobain Vetrotex制 造的热塑性细丝，例如"Twintex"粗纱混合的螺旋缠绕的玻璃纤维粗 纱可以被混合和硬化。在本发明的范围内，还提供一种连续工艺，在 该工艺中，螺旋缠绕设备的纤维增强产品被切割以形成具有预定长度 的部件并且所述部件被传送到用于在随后涂覆并且硬化树脂的模具。图31示意包括一体式的多个螺旋缠绕条带331的单向纤维增强芯
板330，在条带331中，在螺旋缠绕的芯部增强板片之间为面板蒙皮提 供支撑。至少两个泡沬条带170在一侧或者两侧上设有饰面332，饰面 332可以包括刚性条带材料或者可以包括多孔纤维性材料，例如玻璃纤 维衬垫，在模制芯板期间树脂流动到饰面332中并且硬化。在一种特 别经济的实施例中，从在一种连续工艺中生产的低成本塑料泡沫绝缘 板切割泡沫条带170，在该工艺中，泡沫被引入玻璃纤维衬垫332的连 续薄片之间。成对的相邻衬垫332在包括螺旋缠绕粗纱的芯部增强板 片之间为面板蒙皮提供相当大的支撑。玻璃纤维衬垫的邻近缠绕粗纱 的那些片段相互协作以形成在结构上被加强的增强板片333，增强板片 333由两层玻璃纤维衬垫332和四层缠绕粗纱176和177构成。这种结 构提供与仅仅被螺旋缠绕的板片相比数量增加的增强纤维，同时由于 更高的总板片厚度而提高了对于在载荷下板片屈曲的阻力。替代玻璃 纤维衬垫，条带332可以包括在施加被施加到条带331从而熔化粗纱 176和177的热塑性部件的辐射热量期间可以被用于保护泡沫条带170 的各种其它材料包括例如铝箔。
图32示意能够从给定的粗纱缠绕设备以大大增加的数量生产的一 种形式的增强芯板。增强芯板340包括粗纱缠绕塑料泡沫178和单纯 的塑料泡沫条带170的交替条带。通过增加在条带178上缠绕的增强 粗纱的重量，在图32所示的交替条带芯板中可以实现大致等同于图20 所示的均匀条带芯板260的那些的结构性质。
螺旋缠绕泡沫条带的方法允许生产具有其结构性质沿着芯部长度 改变的芯部的夹芯板。通过在当它们被缠绕到随后将被一体化以成为 芯板的泡沫条带上时以受控方式改变粗纱的间隔和角度，这种构造得 以实现。图33示出包括泡沬条带170以及间隔的螺旋缠绕粗纱176和 177的缠绕条带350。参考图12,在缠绕头172和173的给定旋转速率 下通过改变用以推进条带通过缠绕头172和173的速度，在泡沫条带170上粗纱的角度和间隔受到控制。通过使用被编程的条带传送器驱动 马达，可以密切地控制这种关系。例如，当条带进给速度降低时，缠 绕粗纱的间隔降低并且粗纱穿越条带的轴线的角度降低。缠绕头172
和173相互间的间隔优选地能够被调节以对应于所期望的条带350长 度。图33所示的被缠绕条带350示意出一种泡沫条带，其中相对于条 带350的面，粗纱的密度和角向陡度在条带的端部处最高，从而提供 加强的压縮强度以承受在面板支撑件上面的集中载荷。为了改进双向 强度，图22所示的增强条带261或者图28所示的增强条带310可以 被用于替代图33所示的非增强泡沫条带170。
图33也示意在具有非均匀芯部厚度的复合面板中提供改进的蒙皮 强度的一种装置。在结构夹芯板中，通常使得面板的边缘末尾(closeout) 部分渐縮或者逐步降低至更小的厚度，并且在面板内部有时需要厚度 变化。当构成面板蒙皮的纤维偏离平表面时，在蒙皮中的拉伸或者压 縮应力可以导致蒙皮增强物失效以及蒙皮从面板芯部分层。在将构成 增强芯板的面的条带350的相对面上，图33所示的螺旋缠绕条带350 已被设有轴向粗纱180的层，如结合图12和13所描述的那样。如结 合图14描述地，粗纱180的轴向层提供沿着条带的方向延伸的蒙皮纤 维的功能，并且利用粗纱层176和177在轴向粗纱上面螺旋地缠绕。 在弯曲应力条件下，轴向粗纱180在或者靠近芯部厚度过渡区域351 处失效的趋势降低，这是因为螺旋缠绕粗纱层约束轴向粗纱的向外移 动。通过如在前描述的那样为条带350提供横向增强物，以防止粗纱 层180向内屈曲，可以进一步加强轴向粗纱的稳定性。
在包括低密度泡沫的、螺旋缠绕的单向芯板中，通过降低板片的 细长度，可以基本上改进在比较厚的面板中的比较薄的增强板片对于 在压縮或者剪切载荷下的屈曲的阻力。图34示出包括纤维增强泡沫条 带178和板片间隔条带361的芯板360，间隔条带361的功能在于与粗 纱层176和177相互协作以形成复合增强板片362。间隔条带361可以 包括具有比泡沫条带170更高的压縮强度的泡沫塑料、多孔席子或者
47具有充分强度的其它材料以使得复合增强板片362用作具有增加的厚
度的结构板片。复合板片362的间隔件和粗纱部件利用用于灌输夹芯板的树脂而在结构上被结合到一起。间隔条带361用于分隔存在于泡沫条带170之间的树脂的质量并且由此减小通常在固化过程期间在部分质量的树脂中引起的收缩。沿着增强板片的这种被减小的收縮增加了模制面板蒙皮的平坦度，这改进了外观并且可以允许使用更轻的蒙皮增强物。
对于在例如用于喷气发动机的机壳或者用于被设计成防止射弹穿透的装甲的结构支持的应用中的使用，已经证实，包括螺旋缠绕条带的夹芯板在高能弹道冲击之后保持相当的结构完整性方面是有效的。图35示意可被用作喷气发动机机壳的、本发明的柱形或者环形实施例，其中通过消除在螺旋缠绕泡沫条带的端部之间的接头而优化了芯部性质中的结构连续性，从而在整个面板内的每一个螺旋缠绕粗纱均不被中断。通过以螺旋样式围绕柱形或者非柱形心轴连续地包覆条带371而从单一螺旋缠绕泡沫条带371生产柱形或者环形芯板370。
包括塑料泡沫条带170和螺旋缠绕粗纱层176和177的缠绕条带371可以具有除了矩形之外的截面形状，例如如在图19中所示的三角形或者梯形并且其中在芯部内的增强板片被以相反的角度定向从而向芯部提供横向剪切强度。还可以通过为缠绕条带371提供例如如在图24中所示的内部横向增强物而提供横向剪切强度。根据需要，可以优选地以交叉角度在芯板370上螺旋地缠绕第二连续条带371以实现更高的强度。还可以如在图13中所示通过在缠绕粗纱176和177下面提供轴向粗纱180而加强芯板370的环向强度和抗冲击性。如先前结合图14和15描述的那样，可以通过以交叉角度或者垂直于面板蒙皮地缝合纤维性增强物通过面板蒙皮和芯部而增加具有螺旋缠绕芯部增强物和结构蒙皮增强物的夹芯板的弹道抗冲击性。通过围绕容器的所有面形成条带371并且提供利用细丝缠绕过程施加的蒙皮， 一层或者多层的连续增强条带371也可以被用于形成柱形或者盒子状构造并且旨在防止爆炸的封闭容器。
可以使用重量比较低或者比较脆性的增强纤维，例如碳粗纤维
(carbon tow)缠绕连续条带371，从而允许弹道物体例如喷气发动机风机叶片穿过柱形外壳而不会严重地损坏面板的形状或者结构完整性，并且例如通过在周围包覆的非树脂浸渍芳族聚酸胺纤维织物例如Kevlar而在外壳的外侧捕捉穿透物体。可替代地，面板可以被设计成含有冲击物体同时仍然保持面板完整性。在这种构造中，可能期望作为芯部、蒙皮和通过面板缝合的增强物采用纤维例如芳族聚酸胺纤维或者将在冲击下变得细长并且阻止穿透的钢。通过采用如结合图1描述的树脂薄膜屏障41,可以在模制期间保持这些耐受冲击的增强物的特殊的层基本上不含树脂，以优化弹道冲击性能。
图36示出本发明的一个实施例，其中中空管被用于替代泡沫条带以生产可以用于分配空气或者水或者特别地当设有具有高的导热性的增强纤维例如碳时用作有效率的热交换器的非绝缘结构夹芯板。增强芯板380包括可以具有矩形、三角形或者其它截面形状，并且利用增强粗纱层176和177而被螺旋缠绕的多个薄壁管381。管381可以主要用作在其上缠绕结构粗纱的心轴并且因此可以包括在结构上薄弱的材
料例如加劲纸张。可替代地，管381可以包括具有重要结构性质的材料，例如滚压或者挤出塑料或者铝，所述材料优选地被表面处理以实现到缠绕增强层和到随后施加的面板蒙皮的结构结合。
在模制过程期间，管381的、包括薄的柔性材料的壁可以设有凸形曲率以承受压力。还可以通过在生产芯板380的过程期间或者在模制过程期间密封管381的端部而承受模制压力。含有空气或者其它气体并且包括薄膜塑料或者不透树脂的其它材料的、具有圆形截面的被密封的螺旋缠绕的柔性管可以被一体化以形成芯板380并且可以通过使用刚性压板向芯板面施加压力而在模制过程期间使其顺应基本矩形的截面。被密封以防止树脂侵入的芯板380可以与蒙皮增强物结合并且使用液体树脂模制。当粗纱176和177包括部分固化的预浸渍热固
性树脂或者热软化热塑性树脂时，可以通过施加热量模制芯板380，而不用密封管381的端部。
图37和38示出增强芯板的一个实施例，其中在芯板的面之间和上方延伸的、螺旋缠绕芯部增强物还在芯板的边缘之上延伸。这种构造提供了在芯板中的结构载荷到相邻芯板的和到夹芯板的边缘的优良的转移并且在图37中示意出。优选地设有如结合图28 — 30描述的轴向角部粗纱311的、被隔开的泡沫条带170穿过如在前描述的螺旋缠绕设备以形成连续增强条带390。条带390包括多个沿着轴向隔开的、螺旋缠绕泡沫条带178，条带178可以设有如在前描述的、被隔开的横向增强构件，并且被粗纱层176和177相互连接，并且利用轴向延伸粗纱311在条带178之间支撑粗纱层，以形成中空缠绕片段391。缠绕粗纱层在泡沫条带之间的空间上保持完整。
在图38所示的第二步骤中，缠绕条带178被前后地折叠，从而相继的条带彼此相邻以形成增强芯板400。包括中空缠绕片段391的增强粗纱被折叠并且穿越条带178的端部收折，以提供条带端部到相邻面板部件的优良的粘结连结从而在内部芯板增强物和外部芯板边缘之间转移结构载荷。通过在它们被移动或者被折叠以与相邻条带接触之后向被连接的条带片段178施加连续的粘结薄纱，可以以连续的长度生产增强芯板400。在它的连续形式中，芯板400很好地适用于与粗纱螺旋缠绕设备相关联的连续模制过程例如拉挤。
在本发明的另一个实施例中，通过将增强粗纱螺旋地缠绕到具有曲折形状的泡沫条带上，可以为纤维增强泡沫芯板提供双向强度。图39示意包括螺旋缠绕泡沫条带411的增强芯板410，每一个条带411均具有曲折构造并且被示为具有夹芯板蒙皮增强物291。包括螺旋缠绕增强粗纱176和177的交叉层的曲折板片412为芯板410提供沿着纵向和横向这两个方向的剪切强度，并且利用板片412与直线的角度偏差确定沿着每一个方向的强度的比率。泡沫条带170可以具有带有曲折构造的平行边缘以替代图39所示的、对称的非平行边缘，并且可以使用多个直锯喷水口或者热或者磨蚀性金属丝而被从泡沫板切割或者可以通过向可热成型的线性泡沫条带施加热量而被形成。可以通过改变通过如在前描述的缠绕设备的条带进给而控制在具有非平行边缘的条带上的缠绕粗纱的缠绕角度。
可以通过在夹芯板蒙皮的外部部分中结合具有优良冲击性质的热塑性树脂而基本上增加包括利用热固性树脂浸渍的纤维增强芯部的夹芯板的抗冲击性，而不是允许更加脆性的热固性树脂延伸到面板的外
表面。图40示意包括螺旋缠绕的纤维增强芯部260和面板蒙皮421和422的复合夹芯板420的一个高度放大截面。泡沫条带170已被设有在前面结合图13和14被描述为凹槽39的树脂分配凹槽223。面板蒙皮421包括如下纤维性增强衬垫或者织物，即，其外部部分423浸渍有例如聚丙烯的热塑性树脂，并且其从蒙皮421的外表面延伸并且局部地通过蒙皮厚度。
可以通过在利用热固性树脂灌输面板420之前在热量和压力下向纤维性蒙皮421的一侧施加热塑性薄膜而提供这个热塑性树脂层。根据需要，由混合玻璃纤维和热塑性纤维例如来自Saint-Gobain Vetrotex的"Twintex"织物构成的织物层可以用于替代热塑性薄膜。混合织物被加热以形成增强的热塑性外表面并且使得热塑性树脂部分地流动通过在下面的增强织物的厚度。也可以通过施加没有通过加热而被合并的"Twintex"蒙皮织物422以增强芯板260，并且利用热固性树脂灌输所有的芯部和蒙皮增强物而实现加强的抗冲击性。构成蒙皮422的热塑性细丝赋予已被灌输的蒙皮加强的抗冲击性，并且该蒙皮可以在灌输之后被加热以熔化热塑性纤维。
在生产具有低密度多孔芯部例如泡沫塑料的、螺旋缠绕纤维增强复合面板的一种优选方法中，芯板设有被分开施加的纤维性增强物和
51已硬化热塑性材料，而非被混合的细丝粗纱例如"Twintex"织物。参考图20，通过在连续挤出过程中向条带施加被加热并且液化的树脂，在此之后在螺旋地包覆条带之上的增强粗纱176和177之前树脂被冷却和固化，泡沫条带170可以被设有周围的热塑性树脂例如聚丙烯的层。被包覆的条带178可以被连接到一起，并且热塑性树脂通过施加热量和压力而浸渍增强纤维，并且包括纤维性增强物和热塑性树脂的蒙皮可以被类似地连结到芯板。替代挤出，可以邻近粗纱层176和177并且在泡沫条带170之间设置热塑性材料的条带。
在又一种方法中，利用每一个均由多个增强粗纱例如玻璃纤维和热塑性粗纱构成的粗纱层176和177螺旋地缠绕泡沬条带170。在所有的向泡沫条带分开地施加纤维性增强和热塑性部件的这些方法中，与通过使用混合细丝的粗纱而实现的相比，随后通过施加热量和压力对增强纤维的浸渍通常没有那么完全。本方法的优点在于，可以在生产过程中使用成本非常低的材料，包括回收热塑性塑料。应该理解，在于本发明中描述的所有的纤维增强面板中，各种柔性材料，包括金属和高抗拉强度塑料的单丝纤维，可以被用作增强物，以替代包括多个细丝的纤维性粗纱。
如在前描述的那样，在其中树脂在差压下流动通过所有的内部芯部增强元件并且浸渍内部芯部增强元件的过程中本发明的实施例适用于使用液体热固性模制树脂。这些实施例在图1_40中示意出并且在芯板内包括多孔增强元件。夹芯板工业主要地采用其中差压未被利用或者不足以引起树脂湿润芯部增强物的过程。随着夹芯板芯部的厚度增加，缺乏差压严重地限制了模制树脂能够渗透并且流动通过芯部内的全部芯部增强构件例如玻璃纤维粗纱的程度。树脂渗透和硬化对于实现纤维增强芯部和夹芯板的结构性质而言是必要的。
在这里描述的几个实施例使得本发明适合用于并不采用差压的夹芯板制造过程中。这种过程包括例如利用液体树脂的敞开式模塑、开槽式拉挤成型以及刚性蒙皮到面板芯部的粘结层压。在适用于这些过 程的实施例中，在生产芯板期间，增强构件的位于夹芯板芯部内的那 些部分被浸渍和硬化，并且增强构件的邻近芯板的面的那些部分保持 是多孔的。内部增强构件的硬化确保了所期望的芯部结构性质，并且 增强构件的邻近芯板面的那些部分的孔隙度使得芯部适合用于到夹芯 板蒙皮的特别强的结构连结，随后使用粘结树脂将夹芯板蒙皮连结到 芯部。
也可以在采用差压的模制过程例如树脂灌输、注射拉挤和树脂转 移模制中有利地使用硬化板片的芯板。在这些放热树脂固化过程中， 通过降低或者消除在板片中的未固化树脂的数量，在芯部内的树脂温 度被显著地降低，因此降低了泡沫损坏或者产生挥发性气体的可能性。 可能有用的是，将硬化板片的芯板穿孔以允许蒙皮模制树脂从芯板的 一个面流动到另一个面。可替代地，芯板的板片可以仅仅被部分地浸 渍和硬化，从而在板片增强物中保持一定的残余孔隙度以允许树脂在 模制过程期间流动。
图41示意包括增强芯板431和面板蒙皮432的、可以被用作冷藏 挂车或者娱乐车辆的壁的结构复合夹芯板430。芯板431包括大体上如 结合图12—14所述的那样构造的、塑料泡沫或者其它低密度多孔材料 的多个螺旋缠绕条带178。在图41中未示出但是根据需要可以提供轴 向粗纱层180。根据需要，缠绕泡沫条带178可以省去第二粗纱层177， 并且根据需要，还可以设有如在图31中所示的、被预连结的增强衬垫 3 3 2或者设有如结合图16描述的横向增强构件222 。
再次参考图41，在合并多个条带178以形成芯板431之前，硬化 粘结树脂433例如聚酯或者聚亚安酯被涂覆到多孔缠绕粗纱层176和 177的、构成芯板431的增强板片的那些部分。以当条带178被连接到 一起时足以湿润相邻板片面的多孔纤维的数量将树脂433涂覆到每一 个泡沫条带的两个相对的板片面，或者将其涂覆到仅仅一个面。根据需要，通过限制所被涂覆的树脂的数量，可以保持一定的孔隙度。可 以在涂覆树脂之前向粗纱层施加热量以便当它接触已被加热的增强物 时通过降低树脂粘度而湿润增强纤维。升高的温度还加速了在涂覆树
脂之后的树脂固化速率。在树脂433硬化以形成复合增强板片434时， 通过在堆叠中朝向彼此地挤压相邻的条带而将板片条带178连接到一 起。可替代地，各个条带178的板片部分可以被硬化，并且可以如在 前描述的那样使用粘结薄纱或者其它连接装置以合并条带178的堆叠 而形成芯板431。
在图41所示的实施例中，从芯板板片紧邻芯板的面或者相对侧表 面的那些部分保持板片硬化树脂433例如处于距芯板的面八分之一英 寸的距离处，从而允许蒙皮连结树脂芯吸或者流入板片增强物的外部 部分中以改进板片434到蒙皮432的结构连结。应该理解，根据需要， 硬化树脂433可以充分地延伸到芯板的相对侧表面或者面，或者树脂 可以部分地或者完全地穿越芯板的面地进一步延伸。
图51示意芯板500，其中板片硬化树脂433穿越相邻纤维缠绕条 带178的被暴露的表面或者面的一部分横向地延伸以形成一系列的结 构工字梁501。这个实施例对于增加其中具有比较低的结构性质的粘结 剂被用于将蒙皮连结到芯板的夹芯板的强度和刚度而言是有用的。树 脂433浸渍相邻条带178之间的缠绕纤维并且还浸渍穿越芯板500的 面延伸的缠绕纤维502的一部分，并且树脂433硬化以形成结构工字 梁501。使用渗透多孔缠绕纤维部分502以形成强的蒙皮到芯部结合的 粘结剂435将蒙皮432连结到芯板500，同时已硬化的工字梁501提供 加强的面板强度和刚度。
如果芯板431的相对侧表面或者面被树脂433完全地浸渍并且硬 化，则芯板431成为刚性夹芯板。可以通过如结合图13和14描述的 那样为缠绕条带178提供纵向纤维性粗纱180而加强这种所得夹芯板 的结构性质和图51所示的工字梁501的结构性质。可以通过涂覆辊、
54挤出、喷射或者流动设备、树脂薄膜或者以其它方式涂覆板片硬化树
脂433。树脂可以是热固性的例如聚酯、环氧或者聚氨酯或者它可以是 热塑性的例如聚丙烯、PET或者尼龙。可以通过施加高催化剂水平、 热量、紫外线辐射或者以其它方式而加速热固性树脂的硬化速率，从 而增加缠绕条带178相互连结以形成芯板431的速率。
可以通过提供包括混合结构和热塑性细丝例如由Saint-Gobain Vetrotex制造的"Twintex"的粗纱，或者利用如由Hexcel Corporation 制造的热塑性树脂进行表面涂覆的结构粗纱，而在缠绕过程期间将热 塑性树脂结合到粗纱层176和177中。通过在向条带的板片部分施加 充分的热量以熔化热塑性基质之后将条带挤压到一起而将包括热塑性 树脂的条带178相互连接。可替代地，可以邻近缠绕层176和177提 供导电纤维例如碳纤维，并且电流可以流过导电纤维以熔化热塑性基 质。根据需要，层176和177可以包括已硬化纤维增强热塑性胶带， 例如由Crane Composites制造的"Zenicon"，以替代Twintex粗纱。 可以通过在与条带170接触之前提供充分的热量以软化胶带而将热塑 性胶带缠绕到泡沫条带170上。如关于Twintex描述的那样，被胶带缠 绕的条带被连接到一起。在本发明的范围内，还可使得层176和177 包括高抗拉强度聚合物纤维，例如Milliken的MFT和Propex的Curv。
最终的芯板431 (图41)被移动到模制或者层叠工艺，其中使用 粘结树脂435如在前描述的那样将夹芯板蒙皮432连结到芯板。用于 连结蒙皮的树脂435可以但是并非必须具有与用于硬化板片434的树 脂433相同的类型。树脂433可以例如包括被催化的聚酯树脂，并且 树脂435可以包括水分固化聚亚安酯树脂，或者一种树脂可以是热塑 性的并且另一种是热固性的。蒙皮连结树脂435湿润包括芯板431的 相对侧表面或者面并且可以包括与芯板面相邻的板片的边缘部分的、 缠绕粗纱层176和177的多孔部分，从而提供强的蒙皮到芯部结构连 结。如果已经如在前描述的那样浸渍并且硬化粗纱层176和177的所 有的部分，则类似地涂覆用于结合蒙皮的粘结树脂。夹芯板蒙皮432 可以是在连结树脂435之前的多孔纤维性的，例如玻璃纤维织物，或 者它们可以是刚性的，例如铝或者玻璃纤维增强塑料薄片。蒙皮连结 树脂可以利用任何方便的涂覆过程涂覆而且并不要求用于流入板片 434中的差压，这是因为如在前描述的那样，板片已被硬化。当芯板 431包括结合热塑性基质的粗纱层时，可以通过加热芯部面以液化暴露 粗纱层的热塑性基质而连结蒙皮。
通过结合包括在建筑工业中常用的薄片材料例如装饰性胶合板或 者薄的涂色金属的蒙皮432，夹芯板430可以被用作构造面板或者建筑 物壁。粘结树脂435也可以被用于附着多片单独覆层材料，例如上釉 瓷砖或者石头。在图41所示的面板的一种有用的变型中，树脂层435 可以包括乳香树脂状材料例如纤维增强聚合灰泥，或者其它硬化壁饰 面材料。在该实施例中，构成层435的材料在硬化之前渗透纤维性粗 纱层176和177以形成到芯板431的面的永久结构结合并且与硬化板 片434相互协作以承受被施加到建筑物面板的结构载荷。根据需要， 如在前结合图36描述的那样，中空管可以被用于替代泡沫条带170， 并且可以利用稠密材料，例如沙子或者混凝土填充管，以提供可被用 作土壤保持壁或者公路噪音屏障的、图41所示的夹芯板430。
具有邻近面板蒙皮的多孔部分的硬化板片也可以被设于其中芯部 增强构件包括平坦的纤维性增强材料板片例如玻璃纤维布或者衬垫的 芯板中。图42示出如在前结合图l描述的那样包括具有被连结的多孔 纤维性板片34的多个泡沫条带33的增强芯板440。省略了提供图1所 示的纤维性支柱35的步骤。再次参考图42，硬化树脂433被涂覆到多 孔板片34，并且如结合图41描述的那样，带有被连结的板片34的多 个泡沫条带33被连接到一起。可以从板片34的与芯板440的相对侧 表面或者面相邻的边缘部分不施加图42所示的板片硬化树脂433，从 而如结合图41描述的、用于将蒙皮连结到芯板的粘结树脂将渗透到板
56片中以提供改进的结构结合。根据需要，板片434可以包括Twintex 混合玻璃纤维和热塑性织物，并且可以通过施加热量和压力而硬化板 片，从而保持在用于使用液体树脂连结到蒙皮的板片边缘部分中的孔 隙度。
图43所示的实施例示意具有被隔开的增强芯部条带的夹芯板 450。具有硬化板片部分451和多孔面部分452的、多个被粗纱缠绕的 泡沫条带178被以隔开的阵列或者关系组装并且使用粘结树脂435采 用叠片过程被连结到相对刚性面板蒙皮453。这个实施例基本上降低了 所需的塑料泡沫的体积并且在并不要求热绝缘的结构夹芯板中是有用 的。如果需要用于面板蒙皮的热绝缘或者连续支撑，则可以如结合图 32总体描述的那样将单纯的泡沫和具有硬化板片451的缠绕泡沬的交 替条带连接到一起。根据需要，图41和43所示的本发明实施例可以 结合如在图36中所示的中空管381，以替代泡沫条带33。在可替代实 施例中，更高密度的材料例如规格材可以被用于替代泡沫条带170以 实现改进的结构性质。
图44-47示出在构造包括螺旋地缠绕条带和硬化结构板片并且具 有改进的双向强度的增强芯板中的步骤。图44所示的并且具有如结合 图41描述的硬化板片434的芯板431被沿着垂直于条带178的长度的 方向切割成具有所期望厚度的多个第一窄纤维增强芯板462。参考图 46，利用交叉粗纱层281和282螺旋地缠绕第一芯板462以形成第二 增强条带464。参考图47，硬化树脂433被涂覆到多个第二增强条带 464的相邻面。树脂433湿润在图46中详细地示出的粗纱层177、 178、 281和282以形成图47所示的硬化板片465，并且条带464被挤压到 一起并且当树脂433硬化时被连接，以形成具有纵向地延伸的硬化板 片465和横向地延伸的、以部分剖视图示出的硬化板片434的增强芯 板460。如结合图41描述的那样，夹芯板蒙皮可以被施加到芯板460。 参考图45，也可以通过向窄芯板462的缠绕粗纱涂覆硬化树脂433并 且当树脂固化时将缠绕边缘挤压到一起，以形成具有与图23所示类似的体系的芯板，从而生产双向芯板。
图48-50概略地示意生产包括具有螺旋缠绕增强物层的泡沫条带 的连续夹芯板的有利的方案。在图48所示的面板模制设备470中，利 用在拉挤技术中通常使用的拉拽设备(未示出)将多个具有多孔增强 粗纱层的连续长度的泡沫条带471从巻472拉到包括树脂池或者树脂 注射模块474和加热模475的拉挤设备473。在如在图12中所示的缠 绕条带177的过程期间，连续缠绕条带471被带到巻472上，省去将 条带177切割成一定长度的步骤。根据需要，可以提供单一连续条带 471以替代图48所示的多个条带，并且根据需要，可以同时地从多个 巻472将条带471拉入拉挤设备473中。
条带471可以设有横向增强构件、轴向增强物或者先前在这里描 述的其它改进。当条带471行进通过设备470时，蒙皮材料476例如 玻璃纤维布被施加到条带471的表面，蒙皮和芯部增强物在树脂模块 474中被湿润，树脂在加热模475中硬化以形成具有增强芯部478的增 强夹芯板477，并且夹芯板被切割成所期望长度(未示出)。连续条带 471在夹芯板芯部478中提供非中断的增强层176、 177和180，而与 在何处切割夹芯板477无关，因此生产在它的全部长度上具有均匀强 度的面板。
如这里在前描述的那样，本发明的螺旋缠绕形式很好地适用于模 制复合面板的连续过程生产。图49示意一种生产连续夹芯板的经济的 方法，所述夹芯板可被用作拖车壁或者建筑物壁并且具有包括横向于 面板长度的纤维增强泡沫条带178的芯部。在传统的连续面板生产方 法例如拉挤中，有效率地结合横向增强构件是特别困难的。面板生产 设备480包括缠绕设备171 (图12)、缠绕条带推进器件482和模制 模块483。结合图12描述的缠绕设备171生产纤维缠绕泡沫条带178， 如在图49中所示，纤维缠绕泡沫条带178被推进器件482相继地推进 到树脂模块483中并且通过树脂模块483。可以垂直于条带的长度(图49)或者相对于条带推进方向成锐角地推进条带178。
缠绕条带可以结合先前在这里描述的特征，例如，在条带内的横 向增强构件。根据需要，缠绕泡沫条带178可以如结合图48描述的那 样被从巻472进给，并且在被推进到树脂模块483中之前被切割成所 期望长度。在进入模制模块之前，为条带178的堆叠提供多孔蒙皮材 料484。树脂湿润多孔蒙皮484和泡沫条带178中的多孔粗纱，并且在 模制模块483中固化以形成连续夹芯板485。在本发明的一个特别经济 的实施例中，缠绕条带178设有轴向粗纱层180，并且从巻供应的多个 增强粗纱用于替代蒙皮484，从而消除编织增强织物的成本。
模制模块483可以是如结合图48描述的一种拉挤设备，如将结合 图50描述的一种挤出设备，或者在工业中已知的其它模制器件。这种 方法的一个重要优点在于，可以直接地从缠绕机器的输出或者可替代 地从单巻连续纤维增强泡沫条带生产具有任何所期望宽度的面板。如 在图31中所示，根据需要，缠绕有粗纱的泡沬条带178可以包括邻近 泡沫条带的一个或者相对的面的预加劲板片332。在这种构造中，板片 332向芯部提供相当大的压縮和剪切强度，并且根据需要可以省略利用 用于连结蒙皮484的模制树脂渗透粗纱层176和177。
图50示意生产连续夹芯板的一种经济的方法，该连续夹芯板可被 用作具有高强度、低材料用量和低的重量，并且结合塑料树脂挤出过 程的构造厚木板、板或者支柱。面板生产设备490包括缠绕设备171' 和173'和挤出模块491。结合图12描述的缠绕设备171'和173'生产如 在图50中所示被推进通过挤出模块491的连续纤维缠绕泡沫条带178。 在模块491中，涂覆被加热的液体热塑性树脂例如PVC或者聚乙烯以 湿润纤维性增强层180、 176和177，并且树脂被冷却和硬化以形成连 续夹芯板492。条带178包括能够承受被加热的挤出树脂的温度的塑料 泡沫组分例如多异氰脲酸酯或者酚醛。根据需要，如结合图31描述地，纤维缠绕泡沫条带178可以包括 纤维性衬垫增强物332以向夹芯板492提供加强的压縮强度，并且如 结合图48和49描述地，另外的蒙皮材料可以被提供给夹芯板492。根 据需要，如结合图48描述地，可以从巻供应增强泡沫芯部。而且，根 据需要，挤出树脂可以包括填料材料例如纤维素木屑以产生例如在甲 板中有用的表面性质，在此情形中，挤出过程可以包括第一非填充树 脂阶段以保证夹芯板492的纤维性增强物的充分湿润。而且，如在挤 出技术中通常实践的那样，面板492可以设有表面压花或者设有另外 的挤出树脂表面层以承受紫外线辐射。根据在夹芯板492中需要的具 体材料和性质，如结合图48描述的拉挤模块473可以被用于替代图50 所示的挤出模块491。如结合图36描述的纤维缠绕中空管可以被用于 替代缠绕泡沫条带178，只要中空管足够坚固以承受挤出过程的压力。
在这里所披露的任何一种纤维增强芯板均可被用于生产具有超过 单独芯板的厚度的结构模制复合面板。可以在模具中堆叠两个或者更 多芯板，使得相邻芯板面的纤维增强物相互或者与分离芯板的、增强 材料例如玻璃纤维织物的层接触。根据需要，例如通过沿着交叉定向 堆叠图18所示的两层芯板，可以以交叉定向安置相邻芯板的纤维性增 强物以实现特殊的结构性质。图32所示的缠绕条带178，可以设有如 在前描述的横向增强构件，并且具有所述横向增强构件的两个或者更 多芯板340可以以交叉布置与条带178堆叠以形成具有加强的双向强 度的第二芯板。根据需要，可以利用增强衬垫或者织物分离被堆叠的 芯板340。
为了清晰和比较的目的，在这里芯板已被示为具有矩形形状并且 具有成组的基本平行于芯板边缘的纤维性增强物。如果在结构方面的 考虑需要，则可以与芯板方向或者边缘成任何所期望角度地定向所述 成组的增强物。例如，参考图18，横向增强泡沫条带233可以以45度 的角度与矩形芯板240的边缘交叉。
60虽然在这里描述的增强泡沫芯部和芯板的形式以及它们的构造方 法步骤构成本发明的优选实施例，应该理解本发明不限于这些精确的 形式和方法步骤并且可以在其中作出改变而不偏离本发明的范围和精 神。
6权利要求
1.一种生产复合面板的方法，包括以下步骤形成低密度多孔材料的连续细长条带，所述条带具有沿该条带长度连续地并且螺旋地围绕所述连续条带的至少一层纤维性粗纱，将所述连续条带切割成具有预定长度的若干条带，推进所述若干条带相继地通过模制设备，相邻条带被所述纤维性粗纱的层分开，从而形成连续芯板，所述芯板具有在所述芯板的相对侧表面之间延伸的所述纤维性粗纱的层，在所述若干条带之间的所述纤维性粗纱的层内提供可硬化树脂，在所述模制设备中硬化所述树脂并且以粘结方式连接所述若干条带以形成连续复合面板，和将所述连续复合面板切割成预定的长度。
2. 根据权利要求l所述的方法，包括在所述细长条带内形成沿着 纵向隔开的横向增强构件的步骤。
3. 根据权利要求l所述的方法，包括在所述树脂硬化之后保持所 述纤维性粗纱内的孔隙度的步骤。
4. 根据权利要求l所述的方法，包括与所述连续芯板相邻地推进 蒙皮材料通过所述模制设备并且利用所述树脂将所述蒙皮材料以粘结 方式连结到所述芯板的步骤。
5. 根据权利要求1所述的方法，包括热活化所述可硬化树脂的步骤。
6. 根据权利要求1所述的方法，包括向所述若干条带之间的所述 粗纱施加所述可硬化树脂的步骤。
7. 根据权利要求1所述的方法，包括将所述可硬化树脂施加到所 述若干条带的相对侧表面上的步骤。
8. 根据权利要求l所述的方法，包括与螺旋围绕的粗纱层相邻地 将纵向延伸的粗纱层添加到所述细长条带的步骤。
9. 根据权利要求l所述的方法，其中所述纤维性粗纱的层由一组 编织粗纱形成。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中所述若干条带形成有大于 它们的长度的宽度。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中沿着垂直于所述若干条带 的长度的方向将所述若干条带推进到所述模制设备中。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中相对于推进所述若干条带 的方向成锐角地将所述若干条带推进到所述模制设备中。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中通过向所述若干条带施加 压力而推进所述若干条带通过所述模制设备。
14. 根据权利要求1所述的方法，其中通过在所述连续复合面板 上拉拽而推进所述若干条带通过所述模制设备。
15. 根据权利要求1所述的方法，包括向正被推进通过所述模制 设备的所述若干条带施加连续纤维性粗纱的步骤。
16. —种生产复合面板的方法，包括以下步骤 形成低密度多孔材料的至少一个连续细长条带，所述条带具有沿该条带长度连续地并且螺旋地围绕所述条带的至少一层纤维性粗纱，沿着平行于所述条带的长度的方向推进所述连续条带通过模制设备，在所述纤维性粗纱内施加可硬化树脂，以及 硬化所述树脂以形成连续复合面板。
17. 根据权利要求16所述的方法，包括在所述细长条带内形成沿 着纵向隔开的横向增强构件的步骤。
18. 根据权利要求16所述的方法，包括从第二成形设备将所述连 续细长条带引导到所述模制设备中的步骤，所述第二成形设备向所述 条带施加粗纱层。
19. 根据权利要求16所述的方法，包括将所述连续细长条带从至 少一个供应巻引导到所述模制设备中的步骤。
20. 根据权利要求16所述的方法，包括与所述连续条带相邻地推 进蒙皮材料通过所述模制设备并且利用所述树脂将所述蒙皮材料以粘 结方式连结到所述芯 板的步骤。
21. 根据权利要求16所述的方法，包括利用热量活化所述可硬化 树脂的步骤。
22. 根据权利要求16所述的方法，包括与螺旋围绕的粗纱层相邻 地添加纵向延伸的粗纱层的步骤。
23. 根据权利要求16所述的方法，其中所述纤维性粗纱的层由一 组编织粗纱形成。
24. —种增强复合面板，包括 由低密度多孔材料构成并且具有相对侧表面的芯板，在所述相对侧表面之间延伸的纤维性增强构件， 与所述芯板的所述侧表面相邻的纤维性蒙皮，和延伸通过所述纤维性增强构件并且仅仅通过所述蒙皮中的至少一 个的内部的硬化热固性树脂，和仅仅延伸通过所述一个蒙皮的外部的热塑性树脂。
25. —种复合面板，包括 低密度多孔材料的多个细长平行条带，沿所述条带的长度连续地并且螺旋地围绕每一个所述条带的至少 一层纤维性粗纱，相邻的所述多个条带，所述多个条带被所述纤维性粗纱的层分开 并且形成连续芯板，所述纤维性粗纱的层在所述芯板的相对侧表面之 间延伸，和在所述多个条带之间的所述纤维性粗纱的层内并且连接所述多个 条带的硬化树脂。
26.根据权利要求25所述的复合面板，包括利用粘结树脂连结到 所述芯板的所述相对侧表面的蒙皮材料。
27. —种复合面板，包括 低密度多孔材料的多个细长平行条带，相邻的所述多个条带，所述多个条带被纤维性粗纱分开并且形成 连续芯板，所述纤维性粗纱在所述芯板的相对侧表面之间延伸，在所述多个条带之间的所述纤维性粗纱内并且连接所述多个条带 的硬化树脂，并且所述纤维性粗纱的与所述相对侧表面相邻的部分不含有所述硬化 树脂。
全文摘要
从塑料泡沫的条带形成纤维增强芯板，所述塑料泡沫的条带螺旋地缠绕有粗纱层以形成板片，所述板片可以以波纹的样式延伸或者可以与横向板片交叉。中空管可以替代泡沫条带。轴向粗纱与覆在上面的螺旋缠绕粗纱相互协作以形成横梁或者柱子。为了结构效率可以沿着条带改变缠绕粗纱样式。缠绕条带可以与隔开条带交替，并且在条带之间的间隔件加强了板片屈曲强度。在隔开条带之间的连续缠绕粗纱允许折叠以形成具有增强边缘的面板。连续缠绕条带被螺旋地包覆以形成环形结构，并且复合面板可以结合热固性和热塑性这两种树脂。连续缠绕条带或者条带部分可以纵向地或者横向地被连续地进给到模制设备中，该模制设备可以接收蒙皮材料以形成增强复合面板。
文档编号B29C65/00GK101646548SQ200780041781
公开日2010年2月10日 申请日期2007年11月8日 优先权日2006年11月9日
发明者G·斯科特·坎贝尔, 丹尼·E·蒂尔顿, 弗雷德里克·施托尔, 斯蒂芬·W·达伊, 罗宾·班纳吉, 迈克尔·谢泼德 申请人:韦伯科Ip有限公司