[发明专利]多层结构、包括所述结构的产品和用于生产所述结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层结构、包括所述结构的产品和用于生产所述结构的方法。特别地，本发明涉及一种用于在家具和建筑领域内使用的多层结构。

背景技术

有几种不同的应用，其中有需要具有曲面和/或直面部分的三维形状和在产品的不同部分中具有不同厚度的产品。这种类型的产品是例如家具、建筑构件和汽车中的内饰面板部分、飞机等。存在不同的方式生产这些产品。传统家具是用木材或木纤维制成的板制造，在表面被例如油漆涂抹成所选择的颜色或者由给予产品所需的性能和外观的箔覆盖之前，板被加工到所需的形状。由于木质材料的特性，很难设计和建造具有复杂形状的产品，这些产品是不对称的，并且当暴露到如变化的温度、不同的湿度水平等的不同的环境条件时，能够承受和保持所需的形状。此外，这些木制材料具有相当高的密度，并且因而具有相关元件厚度的设计的产品将变得十分沉重。此外，制造具有曲面和不同元件厚度的产品非常复杂。最后，所有这些缺点也使他们运输复杂、价格昂贵和不易安装。本发明提供用于诸如家具、用于汽车或飞机内的面板或建筑元件的产品的替代结构，和用于生产所述产品的方法。

发明内容

由附后的权利要求限定的本发明提供多层结构，其包括所述结构的产品和用于生产减少了上述问题的所述结构的方法。

根据第一个方面，本发明提供一种多层结构，包括第一和第二连续外皮和粘附于第一和第二外皮的中间层。中间层包括布置在第一和第二外皮之间的大致球形元件。球形元件具有中空芯、多孔芯或由具有低于300kg/m3密度材料制成的芯中的任何一种，所述芯由提供能够抵抗压力的壳的外部层围绕。球形元件在其接触表面处粘合到相邻的一个球形元件或多个球形元件。多层结构的特征在于，第一和/或第二外皮包括热塑性薄膜外箔，外箔提供所需的表面外观，诸如粗糙度、颜色、亮度以及耐磨损和擦伤性，以及粘合到外箔的纤维的纺织或无纺垫或纤维的簇绒垫的加强层，所述加强层放置在箔内部以增加外皮和结构的强度。

因为球形元件仅在与相邻球元件接触的区域彼此粘合，球形元件提供具有非常低密度的中间层。粘合在一起的球形元件产生三维网状结构，为中间层和由多层结构制成的最终产品的提供足够的强度和刚度，同时确保中间层的重量低。球形元件之间限定的空间是未填充的，并且没有树脂被用于填充球形元件之间的空间。球形元件之间的空间的未填充保持中间层的重量尽可能低。

箔为该结构提供所需的外观和连续光滑表面，同时使用加强层以提供一种结构，其能够承受在使用过程中施加在该结构上的负载。

球形元件例如是由TRELLEBORG EMERSON & CUMING，Inc.生产和销售的轻质复合球。这些球形元件大致为中空，并且因而密度低。球形元件可具有不同尺寸，并且球形元件还在特定的应用中适于考虑他们的承受诸如压力或者剪切力的外力的能力的条件。

在本发明的一个实施方式中，球形元件具有大致中空芯，芯由切成小块的玻璃纤维制成并且由环氧树脂粘合在一起的层包围。环氧树脂的使用在中间层内的球形元件之间提供强大的和可靠的粘合。

在本发明的一个实施方式中，所选定类型的箔要求薄膜的内表面由底漆层覆盖，诸如印刷油墨或涂料，以确保到中间层或相邻层所需的粘合。

替代使用底漆以达到需要的粘合强度的是箔或热塑性薄膜的表面的电晕处理。电晕处理是表面处理工艺，其通过增加薄膜表面的表面能而提高如箔和薄膜的材料的粘合特征。

加强层进一步具有优势，防止外皮在中间层中采用在下面的球形元件的形状，通常称为“印透”，其对于产品的外观是重要的。编织的垫提供外皮，并且进而还提供具有较高强度的结构，而当印透是非常不希望时，纤维的簇绒垫为更好。

多层次的结构具有中间层，中间层依靠其期望被使用在其中的产品的设计而具有1毫米和1000毫米之间的厚度。结构的厚度在产品的不同部分中可以不同并且连接改变，这意味着，在产品的一些应用或部分中厚度可以甚至更大。

球形元件适当地具有至少约1毫米的直径，并且优选地至少2毫米的直径，为了确保球形元件仅在他们接触表面处粘合在一起，并且在球形元件之间产生未填充有粘合剂的空间。此外，球形元件的直径等于或小于结构中最小中间层厚度。

球形元件尺寸的选择适当考虑到产品的规定厚度和产品的所需结构强度。较大的球形元件确保中间层较低的重量，但对结构强度将有负面影响，因为中间层将包含具有较少球形元件以及层内部的连接粘合点的网眼。此外，中间层将含有较少的材料和更多的空气。