结构性材料

文档序号:589590 发布日期:2021-05-25 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 结构性材料 (Structural material ) 是由 彼得·布拉德-西姆斯 迈克尔·蒂特利 于 2019-09-13 设计创作,主要内容包括:描述了一种包括自增强聚烯烃层、聚合物泡沫层的结构性片材或保护性面板,其中,自增强聚烯烃层和聚合物泡沫层被结合在一起以形成层压结构。结构性片材(单独或与其它结构性片材组合)可以构造为保护性结构。描述了保护性面板、屋顶面板、窗户遮板或门遮板、布设板以及围栏面板。(A structural sheet or protective panel is described comprising a self-reinforced polyolefin layer, a polymer foam layer, wherein the self-reinforced polyolefin layer and the polymer foam layer are bonded together to form a laminated structure. The structural sheet (alone or in combination with other structural sheets) may be configured as a protective structure. Protective panels, roof panels, window or door coverings, decking panels, and fencing panels are described.)

结构性材料

技术领域

本发明涉及结构性材料,并且特别地涉及结构性材料在窗户和门遮板、冲击防护面板和窗户保护中的用途。这些结构性材料可以由各种类型的自增强聚烯烃制成。

背景技术

刚性结构性面板具有各种用途。这些用途包括建筑物材料、临时结构性增强(例如,暴风雨保护)以及坚固的包装。通常,这些物品由金属(例如,铝)和木材(例如,胶合板)形成。然而,这些材料可能具有缺点。例如,对于特定的强度,金属面板可能会较重。木材尽管更轻质,但是可能不坚固(木材在暴露于投射物时可能发生破碎或分裂)。

因此,需要克服这些问题的材料。

发明内容

因此,描述了一种可以结合到包括暴风雨保护面板、屋顶瓦以及窗户遮板或门遮板在内的各种结构中的结构性面板或保护性片材。结构性面板还可以构造为围栏面板或围板。结构性面板至少结合有自增强聚合物(或聚烯烃)材料层或自增强聚合物(或聚烯烃)材料片材。在优选实施方式中,结构性面板包括至少由自增强聚合物(或聚烯烃)材料层或片材与聚合物泡沫层或片材形成的层压结构。

在第一方面中,描述了一种结构性片材或保护性面板,该结构性片材或保护性面板包括:

自增强聚烯烃层;

聚合物泡沫层;

自增强聚烯烃层和聚合物泡沫层结合在一起以形成层压结构。

在特别有利的示例中,结构性片材或保护性面板可以构造为屋顶瓦或者窗户遮板或门遮板,以用于保护建筑物免受碎屑或投射物。例如,结构性片材才可以构造为屋顶瓦、屋顶面板、遮板或其它保护性面板,以便于保护建筑物和结构免受极端天气事件(飓风、台风)或者免受军事或冲突破坏(由于图投射物或爆炸)。在某些情况下,由自增强聚烯烃制成的板条可以附接至结构性片材的平坦表面以提供增强及加强作用。

自增强聚烯烃(或自增强聚合物)层可以包括由简单烯烃(也称为具有通式CnH2n的烯烃)作为单体生产的这类聚合物制成的层或平坦片材。自增强聚烯烃(或聚合物)是其中增强纤维和聚合物基体两者是由相同聚合物族形成的特殊的热塑性复合材料族。这些纤维被制造为高度定向形式的相同聚合物基体。自增强聚合物复合材料具有许多优点,包括低密度下的热成型性、高硬度、高拉伸强度以及突出的抗冲击性。自增强材料与自增强材料的轻质特性相比特别地具有抗冲击性。此外,该材料可以被熔化和再循环,因此满足使用更加可持续材料的要求。

最优选地,结构性片材包括自增强聚烯烃层,该层包含自增强聚丙烯(srPP)、自增强聚乙烯(SRPET)中的一者。

优选地,聚合物泡沫层包含密度小于150克/升、或更优选地小于100克/升的聚合物泡沫。聚合物泡沫可以是聚烯烃泡沫。泡沫可以是闭孔或开孔的。聚合物泡沫的密度可以在20克/升至180克/升的范围内,但是更优选地在30克/升至90克/升的范围内。该密度确保泡沫具有足够的弹性(或可适应性)以吸收冲击能量,以便于保护相邻的物体。

优选地,聚合物泡沫层是包含下述各者中的一者的层:发泡聚丙烯(EPP)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、EVE、发泡聚乙烯(EPE)、发泡聚苯乙烯(EPS)、或微孔聚丙烯(MEPP);聚乙烯泡沫;Plastazote。

优选地,结构性片材还包括结合在层压结构内的一个或更多个附加层,所述一个或更多个附加层各自包括下述各者中的至少一者:第二自增强聚烯烃层;第二聚合物泡沫层;织物层;乙烯层;阻燃层。结构性片材除了结合有自增强聚烯烃层和聚合物泡沫层之外,还可以结合有任意数目的附加层压层。例如,结构性片材可以包括第二自增强聚烯烃层,使得弹性聚合物泡沫被夹置在两个自增强聚烯烃层之间。这为能量吸收聚合物泡沫提供了坚固的保护性层。在其它示例中,可以应用乙烯层(例如,印刷有广告、安全警告或其它措辞)作为结构性片材的最外层。这可以在使用结构性片材时传达信息。

在特定示例中,乙烯层可以在结构性片材构造为窗户暴风雨遮板或门暴风雨遮板的一部分时用作最上层(使得自增强聚烯烃层位于乙烯层与聚合物泡沫层之间)。印刷的乙烯层可以用于显示遮板可能遮挡碎玻璃或其它危险的警告。在另一替代性方案中,可以将阻燃层结合到层压结构中。

可选地,一个或更多个附加层中的至少一个附加层布置成使得聚合物泡沫层布置在自增强聚烯烃层与一个或更多个附加层之间。换句话说,聚合物泡沫层夹置在自增强聚烯烃层与一个或更多个附加层之间。

可选地,一个或更多个附加层中的至少一个附加层布置成使得自增强聚烯烃层布置在聚合物泡沫层与一个或更多个附加层之间。换句话说,自增强聚烯烃层夹置在聚合物泡沫层与一个或更多个附加层之间。在使用两个或更多个附加层的情况下,它们各自可以在层压结构内布置于任意位置。

优选地,结构性片材是刚性的或半刚性的。换句话说,结构性片材是硬的并且可以保持该结构性片材的形状。该片材可以是刚性平坦面板。替代性地,该片材可以是柔韧的并且刚性不足(作为防水布或布状结构)。

可选地,结构性片材是波纹状的。换句话说,层压片材或层压面板可以形成为一系列的脊形部和凹槽。这可以增加片材的强度和刚性。

可选地,结构性片材包括一个或更多个铰接部以允许结构性片材在铰接部处折叠。换句话说,结构性片材可以是在特定的铰接点处可折叠的。这可以允许结构性片材折叠以用于更紧凑的存储,或者可以允许结构性片材形成更复杂的结构。在示例中,铰接式结构性片材可以形成临时住所(例如帐篷)的壁。因此,设置一个或更多个铰接部允许该结构性片材在临时的或可移动的结构中使用。

结构性片材可以构造成用于各种目的。特别地,结构性片材(单独地或与其它结构性片材组合地)可以构造为保护性结构。例如,结构性片材可以构造成用作保护性面板、临时住所结构、屋顶面板、窗户遮板或门遮板、围栏面板、围板中的任一者。

在有益的示例中,保护性面板可以包括结构性片材。

在另一有益示例中,建筑物(或临时住所、比如帐篷)、屋顶面板(或屋顶瓦)或者门折板或窗户遮板可以包括结构性片材。

在又一有益示例中,围栏面板或保护性围板可以包括结构性片材。

结构性片材中各层的厚度可以根据使用结构性片材的应用或目的而不同。例如,构造为屋顶瓦的结构性面板可以包括厚度在0.5mm与10mm之间的自增强聚烯烃层、和/或厚度在1mm至20mm之间的聚合物泡沫层。

构造为围栏面板或防弹面板的结构性片材可以包括厚度在5mm至50mm之间的自增强聚烯烃层、和/或厚度在10mm至50mm之间的聚合物泡沫层。在围栏面板或防弹面板中,可以使用许多交替的自增强聚烯烃材料层和聚合物泡沫层并且这些层在单个面板中被熔融在一起。这可以改善软保护套的吸收性。

构造为布设板或保护性面板(例如,用于壁和门)的结构性面板可以包括厚度在0.8mm至10mm之间的自增强聚烯烃层、和/或厚度在3mm至15mm之间的聚合物泡沫层。

构造为用于窗户遮板或门遮板的条板的结构性面板可以包括厚度在3mm至15mm之间的自增强聚烯烃层、和/或厚度在3mm至15mm之间的聚合物泡沫层。

在第二方面中,描述了一种制造结构性片材的方法,包括:

提供自增强聚烯烃片材;

提供聚合物泡沫片材;

将自增强聚烯烃片材与聚合物泡沫片材结合在一起以形成层压结构。

特别地,存在一种制造具有上述各种特性的结构性片材的方法。自增强聚烯烃片材或自增强聚烯烃层以及聚合物泡沫片材或聚合物泡沫层也可以具有上述特性中的任一特性。

优选地,自增强聚烯烃片材是包含自增强聚丙烯(srPP)、自增强聚乙烯(SRPET)中的一者的片材。

优选地,聚合物泡沫片材包括密度小于150克/升、或更优选地小于100克/升的聚合物泡沫。聚合物泡沫可以是聚烯烃泡沫。泡沫可以是闭孔或开孔的。更优选地,使用闭孔泡沫,从而形成封围在材料结构内的分散的囊(或泡状部)。聚合物泡沫的密度可以在20克/升至180克/升的范围内,但是更优选地在30克/升至90克/升之间的范围内。

优选地,聚合物泡沫片材是包含下述各者中的一者的片材:发泡聚丙烯(EPP)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、EVE、发泡聚乙烯(EPE)、发泡聚苯乙烯(EPS)、或微孔聚丙烯(MEPP);聚乙烯泡沫;Plastazote。

优选地,该方法还包括:提供一个或更多个附加层,每个层包括下述各者中的至少一者的片材:第二自增强聚烯烃片材;第二聚合物泡沫片材;织物片材;乙烯片材以及阻燃层。该方法还可以包括将一个或更多个附加层结合在层压结构内。结构性片材除了结合有自增强聚烯烃层和聚合物泡沫层之外,还可以结合有任意数目的附加的层压层。聚合物泡沫片材、自增强聚烯烃片材以及一个或更多个附加层的次序或布置结构可以以任意组合位于层压结构内。

优选地,提供一个或更多个附加层还包括将聚合物泡沫片材布置在一个或更多个附加层与自增强聚烯烃片材之间。

优选地,提供一个或更多个附加层还包括将自增强聚烯烃片材布置在一个或更多个附加层与聚合物泡沫片材之间。

优选地,结合的步骤包括向自增强聚烯烃片材、聚合物泡沫片材和任一个或更多个附加层施加热。在特定示例中,将自增强聚烯烃片材与聚合物泡沫片材(以及任何其它层)结合的方法是通过施加热和/或压力进行的。例如,可以将热棒或热铁安置在层压层的上表面上,以便于局部地熔化或结合位于下方的层。

优选地,所施加的热的温度介于120℃与140℃之间。

优选地,结合的步骤还包括对自增强聚烯烃片材、聚合物泡沫片材以及任一个或更多个附加层施加压力。

优选地,所施加的压力为0.5bar至1bar。

可选地,施加压力的步骤与施加热的步骤同时地执行。

可选地,结合的步骤还包括将自增强聚烯烃片材、聚合物泡沫片材以及任一个或更多个附加层等离子结合。这可能导致层压层的一部分或区域被加热。等离子体结合可能引起各层的局部熔化,以便于在各层之间形成结合。

可选地,结合的步骤还包括将自增强聚烯烃片材、聚合物泡沫片材与任一个或更多个附加层胶合、缝合、铆接或钉合。换句话说,紧固件可以布置成延伸穿过层压结构片材并将所述层保持在一起。

可选地,结合的步骤被应用于自增强聚烯烃片材、聚合物泡沫片材以及任一个或更多个附加层的局部区域中。例如,结合可以作为跨结构性片材布置的结合点或锚定点进行。可选地,结合的步骤被应用于自增强聚烯烃片材、聚合物泡沫片材以及任一个或更多个附加层的周界处。仅在结构性片材的局部区域(即,小于50%的结构性片材的表面积,或小于25%的表面积)处的结合可能是优选的。特别地,经由热和压力的结合可能破坏自增强材料内的增强纤维,并且因此自增强材料的耐冲击性会在结合点处改变。

在第三方面中,存在一种包含自增强聚烯烃材料的布设板。该布设板可以由单一的自增强聚烯烃、或多于一种类型的自增强聚烯烃的组合物、或自增强聚烯烃与其它材料的组合物形成。布设板可以具有上述结构性片材的层压结构。布设板可以具有用以将布设板连接至或安装至壁、门或其它物品的各种紧固件。布设板可以包括布置在自增强聚烯烃层的顶部上的、印刷的附加层。例如,这可以显示标志、消息或警告。

布设板可以特别有用地应用于医院、仓库或工业环境中的壁或门。布设板将保护壁免受由于设备(例如病床、轮椅、叉车等)被推入或撞入到壁中而造成的撞击或磨损。

在第四方面中,存在一种包含自增强聚烯烃材料的围栏面板(或防弹面板)。围栏面板可以由单一的自增强聚烯烃、或多于一种类型的自增强聚烯烃的组合物、或自增强聚烯烃与其它材料的组合物形成。围栏面板可以具有上述结构性片材的层压结构。围栏面板可以具有保持器、支架或支脚以使面板直立。围栏面板可以是硬的或刚性的,以便于保持该围栏面板的形状。布设板可以包括布置在自增强聚烯烃层的顶部上的、印刷的附加层。例如,这可以显示标志、消息或警告。在围栏面板结合有聚合物层的情况下,根据上述结构性面板,泡沫可以具有更大的密度(例如,100克/升至250克/升、并且最优选地180克/升)。这有助于改进围栏面板的结构性刚度且同时保持面板轻质。

围栏面板可以特别地用作临时保护面板(防弹面板)。为此,围栏面板可以在冲突地区或暴乱情况中使用,以提供使平民或安全人员/军事人员免受投掷物或投射物伤害的保护。

在第五方面中,存在一种包含自增强聚烯烃材料的屋顶瓦。屋顶瓦可以由单一的自增强聚烯烃、或多于一种类型的自增强聚烯烃的组合物、或自增强聚烯烃与其它材料的组合物形成。屋顶砖可以具有上述结构性片材的层压结构。屋顶瓦可以包括各种固定件或安装件以连接至屋顶结构。屋顶瓦除了包含自增强聚烯烃材料之外,还可以包括阻燃层。

屋顶瓦可以是特别坚固且轻质的且具有较长的寿命。

在第六方面中,存在一种包含自增强聚烯烃材料的窗户遮板或门遮板。窗户遮板可以由单一的自增强聚烯烃、或多于一种类型的自增强聚烯烃的组合物、或自增强聚烯烃与其它材料的组合物形成。

在第七方面中,存在一种由一个或更多个面板形成的窗户遮板或门遮板,所述一个或更多个面板各自包含自增强聚烯烃。每个面板可以由单一的自增强聚烯烃、或多于一种类型的自增强聚烯烃的组合物、或自增强聚烯烃与其它材料的组合物形成。

优选地,每一个或更多个面板包括自增强聚烯烃层、聚合物泡沫层,其中,自增强聚烯烃层和聚合物泡沫层结合在一起以形成层压结构。单个面板可以布置在框架中以便于填充框架内的区域。一旦将窗户遮板或门遮板安装至相应的窗户或门,这将完全地阻挡光到达所述窗户或门。

替代性地,多个面板可以构造为条板式窗户或门遮板中的条板,每个条板固定在框架内。条板可以布置在框架内,使得条板的平面平行(或垂直)于由该框架限定的平面。条板可以间隔开以允许光在条板之间穿过。在另一示例中,多个条板可以作为种植园遮板布置在框架内。在该示例中,每个条板可以布置成使得条板的平面与由框架限定的平面成一定角度。

优选地,一个或多个面板布置在框架内。该框架可以由支柱形成,每个支柱包含自增强聚烯烃。替代性地,框架可以由木材或其它材料组成。

优选地,每个支柱包括自增强聚烯烃层和聚合物泡沫层,其中,自增强聚烯烃层和聚合物泡沫层结合在一起以形成层压结构。

可选地,框架还包括用以连接至建筑物的紧固件和/或铰接部。窗户遮板或门遮板的框架可以包括用以附接至处于打开或关闭位置的门框架、窗户框架或建筑物的其它部分。窗户遮板或门遮板的框架还可以包括用于将遮板保持处于打开或关闭位置的紧固件或卡持件。

优选地,每个面板构造为条板式窗户或门遮板中的条板,每个条板固定在框架内。优选地,条板固定地布置在框架中,以便于允许光在条板之间穿过遮板。替代性地,条板以可移动的方式布置在框架中,以便于在条板移动至第一位置时允许光在条板之间穿过遮板,并且以便于在条板移动至第二位置时阻挡光穿过遮板。例如,条板可以从每个条板与由框架限定的平面平行或几乎平行的构型移动至每个条板与由框架限定的平面垂直或几乎垂直的构型。以这种方式,条板可以从允许光在其之间穿过的位置移动至基本阻挡光穿过遮板的位置。

有益地,使用具有所描述的层压结构的面板形成的窗户结构或门结构可以具有典型的遮板外观,并且在美学上是令人愉悦的。然而,它们与类似的木质或金属遮板设计相比在被固定就位时为窗户和门提供更轻质且更坚固的保护。因此,所描述的窗户或门遮板在恶劣天气普遍(例如,包括飓风或台风)的地理区域中会是特别有用的。遮板可以永久地、铰接地固定至窗户框架或门框架,使得遮板可以根据需要被打开或关闭。

在特定示例中,可以利用srPP(自增强聚丙烯)或srPET(自增强聚乙烯)来制作在建筑物保护、比如飓风保护或者飞行碎屑保护、比如欧洲海边窗户保护中使用的冲击防护面板。另外,它还可以部署在建筑物的某些区域、比如稳定的门或马箱或运输工具中以保护免受其它冲击、比如马蹄,或者在动物可能对木质结构造成破坏的谷仓中使用。srPP或srPET可以单独地使用,也可以与发泡聚丙烯(EPP)或类似的泡沫、比如微孔聚丙烯或其它聚烯烃泡沫基材组合地使用,由此,EPP或替代泡沫的添加将通过组合材料传递的力削弱,从而吸收冲击力并且保护位于下面的物品。

用于将自增强聚烯烃、比如SRPP或SRPET粘附至微孔泡沫的制造方法如下:

微孔聚丙烯(MEPP)或类似的泡沫通过以下方式粘附至spPP或srPET(例如,呈片材形式):于热压机中在优选地、不限于120℃至140℃之间的温度处和在0.5bar至1bar压力处进行堆叠而通过加热和加压将自增强塑料(srPP和srPET)粘结至MEPP,替代性地也可以将泡沫与srPP/srPET等离子结结或胶合在一起。其它示例的温度范围包括100℃至160℃并且其它示例的压力包括0.2bar至1.5bar或更高。可以根据以上示例技术将MEPP作为基材粘结在srPP片材或srPET片材之间。

结合有这些材料中的任一者的产品的这种示例可以包括非常轻质的窗户覆盖件,以用于砾石沙滩附近的窗户上进行暴风雨保护,或者在存在飞行碎屑的赛事、比如集会赛事处进行临时观众保护。

此外,本发明允许夹置在泡沫基材(例如,MEPP)之间的这些srPP/srPET面板被缝合、铆接、钉合或胶合以制造面板。

SrPP/SrPET层在EPP或微孔泡沫(例如MEPP)或类似的基材上、然后另一srPP/srPET层的组合可以在某些构型处吸收来自例如示例枪的弹丸或弹片的较大冲击并且可以由于该组合非常轻质的性质而提供可以快速架设或者制造成物品的这种保护。srPP和/或srPET也可以铺设成大约50层至300层的层以便于提供可移动的防弹面板,该防弹面板仍然可以由相对较小的人员团队组装和移动。

这种示例将会是军事野外围栏或工具箱建筑物的构造,军事野外围栏或工具箱建筑物可以在军事营地处快速架设从而提供防弹片保护、由于所使用的塑料材料造成的低的雷达覆盖区提供附加的协同益处、以及具有EPP或微孔泡沫(例如MEPP)在军事或紧急用途、比如援助医院中的野外建筑物的情况下还可以给人带来隔离益处。另外,这提供了附加的协同效果。面板可以被容易地预切成图案并使用联接方式(例如过盈配合、胶合、机械固定等)被组装。面板由于聚丙烯构造将会是防腐且防锈的并且是报废可回收的。

飓风保护

srPP和/或srPET(特别地但不限于呈上述夹置形式的那些材料)可以制成与胶合板类似的较大片材,并且可以被存储以及切割以按要求分发给客户,然后客户可以视情况将这些片材切割成一定尺寸或进行配装。

srPP与胶合板——胶合板是最常用的应急保护材料——相比具有若干个优点:srPP和srPET(特别地但不限于上述夹置形式)具有更强的抗冲击性,它们是完全防风雨的、持续时间将更长、但是仍可以被切割并且利用常用工具与木材类似地被旋拧和钻孔,这对于欠发达区域探测飓风和台风至关重要。

这些复合材料的板坯(作为单层材料,或者作为具有srPP外层或srPET外层的复合材料,其中,srPP外层或srPET外层之间具有EPP或MEPP)可以被后加工或制造成遮板、比如卷帘式遮板、种植园遮板、巴哈马/加勒比(Bahama/Caribbean)遮板或类似产品,由此可以替代木材并且提供较多保护,因此,无需在窗户上安置附加的保护物。在一些实施方式中,则仅需要关闭srPP或srPET遮板以便于提供所需的保护。srPP和srPET(例如但不限于上述夹置形式)与常用的飓风防护遮板材料、比如铝和木材相比具有的优点在于,它们还对沿海条件(例如海水、风、喷雾等)呈惰性。

另外,srPP/srPET、或srPP/srPET和EPP/MEPP夹层构造(或类似的泡沫基材、比如其它微孔泡沫)可以形成长条带,并且通过利用其它较薄的srPP/srPET条带或织带进行缝合或铆接来被接合以形成卷帘式遮板、面板、箱或类似的轻质型临时暴风雨保护物。

通用冲击面板

医院通常在门周围使用不锈钢面板,使得病床在绕医院推动时不会损坏门,类似地,仓库也使用大量铝质保护性边缘来保护免受叉车损坏,这可以用srPP/srPET替代,srPP/srPET化学上呈惰性并且提供优点、比如在被手推车撞击时较为安静,在医院中,保持安静很重要。在另一实施方式中,srPP/srPET可以与EPP或MEPP(或其它类似的泡沫或微孔泡沫)组合以具有更柔化的抗冲击性并且可以甚至更安静。

商用车辆镶板

大多数商用车辆都镶嵌有胶合板以在装载或卸载时提供抗冲击性。spPP/srPET(以及上述夹置材料中的任一者)与传统的胶合板相比具有更长的使用寿命和更好的抗冲击性、抗切割性和抗穿透性。这些材料与木材相比具有较小的摩擦力并且因此物品可以更容易地滑入到货车中。

另外,通过利用srPP或srPET固结过程将预先印刷的塑料片材添加到压制品中,然后可以获得特定应用,这些应用随后不需要在srPP/srPET的顶部上缝合其它的材料覆盖物,从而降低了制造成本和时间。

这样的示例可以是非织造聚丙烯或织造聚丙烯中的预先印刷的迷彩图案,该迷彩图案多层srPP/srPET固结中作为最终的层在被添加,这将意味着军事物品可以直接从srPP/srPET(或上述夹置的复合材料)制造,而无需附加的成本和材料。

以下编号的条款描述了其它的示例实现方案。特别地,这包括使用srPP或srPET以:

1.制作用于房屋、窗户、门和商业建筑物的临时暴风雨/飓风遮挡物。

2.制作遮板、比如加勒比(Caribbean)遮板、风琴褶、殖民地或种植园遮板来替代木材,以便于提供永久的飓风防护但具有美学效果。

3.构造成制作卷帘式遮板,从而替代在典型的沿海暴风雨易发区域中被侵蚀的木材或金属。

4.如上所述那样但是利用EPP、EVA、EPE、由聚烯烃化合物制成的微孔泡沫、或EPS作为背衬泡沫以提供冲击柔化作用。

5.使用spPP/spPET面板进行冲击保护,比如:稳定的门、其它马匹运输;病床被推入到门中以被打开的医院门、仓库、机械冲击、用于汽车保护的车库;以及用于建筑商或送货车内部的商用车辆镶板。

6.在上述所有方面中使用spPP/spPET以及epp、EVA、EPE、由聚烯烃化合物制成的微孔泡沫、或eps或类似的泡沫基材以进一步地缓冲冲击。

7.一种用于将自增强塑料、比如SRPP和SRPET粘附至微孔泡沫的制造方法,该制造方法通过在介于120℃至140℃之间的温度和0.5bar至1bar的压力处进行堆叠而通过加热和加压将自增强塑料、比如SRPP和SRPET结合至微孔泡沫。

8.这些面板在动物运输或一般畜牧业中的用以保护动物免受自身伤害或运输中的损坏的用途。

9.与泡沫基材、比如微孔泡沫(例如MEPP)结合的单面srPP或srPET面板在冲击防护应用、比如个人保护性防弹衣或防爆服中的用途。

10.与泡沫基材、比如微孔泡沫结合的双面或单面夹层srPP或srpet面板在冲击防护应用、比如个人保护性防弹衣或防爆服中的用途。

11.将铆钉或缝针缝制成刺部,使得由冲击防护srPP/srPET和微孔泡沫或类似材料制成的夹层面板用于对人类和动物进行身体保护。

12.在srPP或srPET固结过程中将预先印刷的塑料织物作为顶部层添加来制作这样的物品,这些物品可以立即准备好供使用,由此通常需要附加的织物、比如军用迷彩。

13.在以上方面中,其中,预先印刷的织物本身具有阻燃性,或在该织物下方安置有一层附加膜。

14.由srPP或srPET构造成围栏或屏障以保护人员免受弹片、炸弹爆炸、子弹或飞行碎屑,这种面板能够移动以在赛事或类似事件处用于临时架设,或者在安全、暴风雨或可能发生碎屑损坏的设施处用于更永久的架设。

15.将这种面板覆盖在经印刷的乙烯或类似的印刷品中以用于伪装、标志或广告媒体的目的。

16.使用srPP/srPET构造大型面板或片材作为屋顶瓦的垫层,以在房屋或商业地产的屋顶上给予附加的保护,以来保护免受暴风雨、比如冰雹或碎屑的损坏。

17.使用srPP/srPET构造小瓦或屋顶板,由此使这些瓦或板比标准的房屋瓦更具抗冲击性。

18.使用通过热成型压制成波纹状片材的srPP或srPET以在屋顶中使用或用作遮挡物和一般构造。

19.将上述条款16、17和18中的srPP/srPET与泡沫基材、比如EPP、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、EVE、发泡聚乙烯(EPE)、发泡聚苯乙烯(EPS)或微孔聚丙烯(MEPP)一起使用通过胶合、铆接、加热、加压或缝合来应用于srPP/srPET顶部层(以生产层压产品),优选地应用于层压产品或层状产品以进一步缓冲冲击并且改善弹性。

20.将srPP或srPET底部层或附加层添加至上述泡沫基材以产生(例如位于srPP层或srPET层之间的EPP、EVA、EVE、EPS等)夹层。

21.一种制造片材材料的方法,该方法包括以下步骤:将微孔聚丙烯MEPP片材结合在两个自增强聚丙烯srPP片材或自增强聚乙烯srPET片材之间。

22.根据条款21所述的方法,还包括施加热以将MEPP与srPP片材或srPET片材结合的步骤。

23.根据条款22所述的方法,其中,所述热介于120℃至140℃之间。

24.根据任一前述条款的方法,其中,两个srPP片材或srPET片材是片材材料的外部片材。

25.根据任一前述条款的方法,还包括施加压力以将MEPP和srPP或srPET片材结合的步骤。

26.根据条款25所述的方法,其中,压力为0.5bar至1bar。

27.根据任一前述条款的方法,还包括将MEPP和srPP或srPET片材等离子结合或胶合。

28.一种结构性片材,所述结构性片材包括位于自增强聚丙烯srPP外部片材或自增强聚乙烯srPET外部片材这两个片材之间的微孔聚丙烯片材MEPP。

29.根据条款28所述的结构性片材,其中,所述MEPP使用以下方法结合至所述外片材:加热和/或加压;胶合;缝合;铆接;钉合;和/或等离子结合。

30.一种包括根据条款28或29所述的结构性片材的保护性面板。

31.一种包含根据条款28或29所述的结构性片材的建筑物。

32.一种包括根据条款28或29所述的结构性片材的屋顶面板。

33.一种包括根据条款28或29所述的结构性片材的遮板。

应当指出的是,以上描述的任何特征可以与本发明的任何特定方面或实施方式一起使用。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例的方式对本发明进行描述,在附图中:

图1示出了结构性片材;

图2示出了结构性片材的另一示例;

图3示出了局部结合的结构性片材的又一示例;

图4示出了周界结合的结构性片材的另一示例;

图5示出了由包括所描述的层压结构的结构性面板构造的窗户框架和窗户栅板;

图6示出了由包括所描述的层压结构的结构性面板构造的卷帘式遮板;

图7示出了由结构性面板形成的用于保护性遮板或窗帘的可能结构;

图8示出了使用所描述的结构性面板形成的野外围栏或保护性屏障;

图9示出了所描述的结构性面板装配至建筑物的屋顶的用途;

图10示出了结构性片材应用于建筑物的屋顶或外表面以用于进行保护(比如飓风或暴风雨保护)的用途;

图11示出了结构性面板在建筑物的屋顶上的用途;

图12A示出了由结构性面板构造的屋顶瓦;

图12B示出了替代性的屋顶瓦;以及

图13示出了由结构性面板构造的波纹状屋顶片材。

在附图中,相同的部件由相同的附图标记表示。这些附图未按比例绘制。

具体实施方式

结构性面板

图1中示出了结构性面板的立体图。该结构性面板可以构造成在各种应用中使用,如下面概述的。

图1的结构性面板包括由两个平面层构成的层压结构。第一层10包括自增强聚烯烃材料片材。在图1中,该材料是自增强聚丙烯(srPP),但是也可以使用其它自增强聚烯烃(比如自增强聚乙烯)。

第一层10布置在包含聚合物泡沫的第二层12的顶部上或附近。在这种情况下,聚合物泡沫是密度在30克/升至90克/升之间的发泡聚丙烯。

第一层10与第二层12被结合或固定在一起以形成面板100。该面板是半刚性的。有利地,自增强聚烯烃层是坚固的并且提供防冲击的显著保护。此外,聚合物泡沫层是有弹性的并且可以吸收这些冲击的能量。总之,结构性面板提供了耐磨且轻质的冲击保护面板或片材,该冲击保护面板或片材可以形成到各种应用中。

图2示出了结构性面板200的另一实施方式的立体图。图2的面板包括上面关于图1所描述的自增强聚烯烃层10和聚合物泡沫层12。然而,图2的结构性面板还包括位于自增强聚烯烃层10的顶部上并结合至自增强聚烯烃层10的乙烯层14。换句话说,自增强聚烯烃层10夹置在乙烯层14与聚合物泡沫层12之间。

乙烯层14被用墨水浸渍。乙烯层可以包括印刷文本、颜色或图像。例如,在乙烯层上可以印刷有警告标志或文本。乙烯层可以提供防水层。

图2的结构性面板200还包括结合至聚合物泡沫层12的阻燃层16。换句话说,聚合物泡沫层12夹置在阻燃层16与自增强聚烯烃层10之间。

图3示出了具有图1中面板的层压结构的结构性面板300的立体图。这里,面板的第一层10与第二层12已经通过向结构性面板处的局部区域18施加热而被结合。可以通过将热铁或热棒应用到结构性面板300的表面的一部分来将热施加至局部区域18。这可以使自增强聚烯烃层10和聚合物泡沫层12的局部部分18熔化以将这两个层在局部区域18中结合。仅在局部区域中将各层结合足以将层压材料的各层牢固地紧固在一起,而不会破坏自增强材料的纤维。

尽管局部区域18被示为跨图3中的结构性片材300的表面分布,但是将理解的是,可以以跨面板的平面区域的任何分布、间隔或图案来设置有任意数目的结合区域。

图4示出了替代性实施方式,在该替代性实施方式中,层压结构的第一层10与第二层12在结构性面板400的周界处被结合。同样,通过对位于面板的边缘或周界处的条带或边界20进行加热以便于仅使层压层的要被熔合在一起的这些部分(如由熔合区域22所示)熔化来实现结合。

由自增强聚烯烃制成的冲击防护面板、门和窗户遮板以及窗户保护装置

自增强聚烯烃面板(例如,包含srPP(自增强聚丙烯)或srPET(自增强聚乙烯))可以用于制作在建筑物保护、比如飓风保护或飞行碎屑保护、比如欧洲海边窗户保护中使用的冲击防护面板。另外,它还可以部署在建筑物的某些区域、比如稳定的门中以保护免受其它冲击、比如马蹄,或者部署在动物可能对木质结构造成破坏的谷仓中。

srPP或srPET可以单独使用,也可以与发泡聚丙烯(EPP)或类似的泡沫基材组合使用,由此,EPP的添加将通过组合材料传递的力削弱,从而吸收冲击力并保护位于下面的物品。这样的示例可以包括用于对砾石沙滩附近的窗户进行暴风雨保护或者对在存在飞行碎屑的活动、比如集会活动处进行临时观众保护的非常轻质的窗户覆盖件。

EPP上的SrPP/SrPET层与另一srPP/srPET层的组合可以在某些构型下吸收来自例如示例枪弹丸或弹片的显著冲击,并且可以由于其非常轻质的性质而提供可以被快速架设的保护。

这种示例将会是军事野外围栏或工具箱建筑物的构造,军事野外围栏或工具箱建筑物可以在军事营地处被快速架设从而提供防弹片保护,由于所使用的塑料材料造成的低的雷达覆盖区,以及具有EPP在军事或紧急用途、比如援助医院中的野外建筑物的情况下还给人带来隔离益处。面板可以被容易地预切割成图案并使用联接方式被组装。面板由于聚丙烯构造将会是防腐且防锈的并且是报废可回收的。

图5示出了替代木材来制造成窗户框架和窗户栅板(窗户遮板)的srPP/srPET片材。例如,这对于“防风雨的”建筑物是有益的。

图5的窗户遮板500包括由支柱510形成的框架,每个支柱由如上所述的结构性面板构造而成。窗户遮板还包括条板512,每个条板由如上所述的结构性面板形成。条板512布置在框架中以要安置在窗户518的前部的保护性屏障。在这种情况下,条板512间隔开地布置在框架中,使得每个条板的平面与遮板框架的平面成大约45°的角度。这样即使当遮板布置在窗户上方时也允许一些光穿过遮板。然而,条板的这种布置结构也为窗户提供防冲击投掷物、投射物或飞行碎屑保护。

图5的遮板500还包括用以将遮板的框架铰接地连接至窗户框架或建筑物的铰接部514。以此方式,遮板可以固定至建筑物并且布置成处于打开或关闭位置。图5的遮板500还包括用于将遮板保持或维持处于打开或关闭位置的紧固件516。

在替代性示例中,关于图5中的窗户遮板所描述的条板和支柱中的每一者可以在不使用聚合物泡沫的情况下提供。换句话说,条板和支柱可以由仅自增强聚烯烃材料形成,或者由自增强聚烯烃材料与其它材料组合地形成。

图6示出了srPP或srPET卷帘式遮板600。因此,图6示出了包含自增强聚烯烃材料的卷帘式遮板的示例。卷帘式遮板可以包括条板612,每个条板如下面关于图7所描述的那样铰接地固定至彼此。每个条板612可以由如上所述的结构性面板或结构性片材形成。遮板可以包括手动的或自动的卷帘机构614。同样,该遮板可以用于建筑物的保护和/或防风雨。

在替代性示例中,关于图6中的遮板所描述的条板中的每个条板可以在不使用聚合物泡沫的情况下提供。换句话说,条板可以由仅自增强聚烯烃材料形成,或者由自增强聚烯烃材料与其它材料组合地形成。

图7示出了用于保护性遮板或窗帘的可能结构。特别地,图7中所示的结构可以用于提供图6的卷帘式遮板。

如图7中所示,各自由上述结构性片材形成的多个条板或板条710、712可以被铰接地连接以形成遮板层、片材或面板。特别地,每个条板710、712由夹置在两个自增强聚烯烃(此处为自增强聚丙烯)层716、718之间的聚合物泡沫(此处为发泡聚丙烯或类似物)层714形成。在每个条板内,各层通过设置的紧固件720(例如,缝线、铆钉或胶水)被结合。然而,可以代替地施加热和压力来将条板710、712的层结合。

多个条板710、712可以通过铰接式接头722连接。可以通过使用织带织物或自增强聚烯烃材料来提供铰接式接头722以将条板710、712接合。因此,条板可以相对于彼此折叠或以六角手风琴方式折叠。这允许(包括多个条板的)遮板面板处于存储而被卷起或折叠。

在替代性示例中,关于图7中的遮板所描述的条板中的每个条板可以在不使用聚合物泡沫的情况下提供。换句话说,条板可以由仅自增强聚烯烃材料形成,或者由自增强聚烯烃材料与其它材料组合地形成。

由自增强聚烯烃制成的围栏、屏障或围板

也可以形成由srPP或者srPP与srPET或EPP的组合形成的保护性屏障。这些应用可以使用3mm厚或更厚的srPP层。屏障可以是挠性的并且布置在安装框架上,或者可以结合有一定厚度的srPP使得屏障是刚性的或半刚性的。

类似地,广告围板或广告面板可以由srPP形成。所述围板可以包含单独的srPP片材或者包含srPP与其它材料、比如EPP或srPET组合的片材。图像可以在印刷srPP层上,或者以其它方式结合到围板(该围板包括印刷层、与srPP层层压的任何其它层(比如srPET或EPP))中。

有利地,所述保护性屏障或广告围板是坚固的并且可以经受来自风雨等的听觉磨损。此外,屏障和围板可以向位于所述屏障或围板后面或被所述屏障或围板封围的人员提供保护(例如,防弹片或子弹)。

图8示出了由结构性面板形成的野外围栏或保护性屏障810、820。所形成的野外围栏或保护性屏障面板810、820可以使用包含自增强聚烯烃(例如,srPP,srPET或这两种材料的组合)的层状结构来形成。所形成的围栏或保护性屏障面板810、820可以根据上述结构性面板形成。围栏或保护性屏障面板810、820还可以包括支架或支脚以允许面板布置成处于直立位置。

屏障可以提供防弹片、子弹或投掷物保护,或提供免受来自爆炸或飞行碎屑等的其它冲击的保护。可以将印刷层(例如,印刷的乙烯层或类似物)应用到所描述的保护性屏障的外侧部840以提供伪装、广告围板或信息板。所述围板和屏障是坚固的且防风雨的。所述围板可以用作坚固且安全的围栏,或用于军事保护目的。

每个结构性面板(构造为围栏面板或围板810、820)可以包括一个或更多个铰接部。以此方式,其它平坦的面板可以在铰接部处弯曲或折叠。因此,围板或围栏可以弯曲以绕所需区域或物体配装,或者可以出于存储而被折叠。

在替代性示例中,关于图8中的围栏或屏障所描述的面板中的每个面板可以在不使用聚合物泡沫的情况下提供。换句话说,面板可以由仅自增强聚烯烃材料形成,或者由自增强聚烯烃材料与其它材料组合地形成。

屋顶面板或屋顶瓦

由srPP或srPET(或组合)制成的面板可以例如与传统的屋顶材料和技术一起使用,以在易受飓风、台风和其它极端天气(包括冰雹暴风雨、大雪等)影响的地理区域内对屋顶进行加固。例如,srPP或srPET层(在某些示例中,与其它材料、比如EPP、srPET等组合)可以布置在传统的屋顶瓦、屋顶毡等的顶部下方或上方。srPP或srPET面板可以永久地固定在传统屋顶结构内以提供长期保护。

在又一实施方式中,多个srPP面板(在一些示例中,与比如EPP、srPET等的其它材料组合)可以布置成用作屋顶瓦。例如,所述srPP瓦可以以传统的屋顶瓦的方式布置成覆盖屋顶。

图9示出了srPP或srPP和ePP的面板或片材配装至建筑物的屋顶910的用途。每个面板或片材900可以是如上所述的结构性片材或结构性面板。在特定示例中,每个结构性片材900包括自增强聚丙烯和/或srPET的自增强聚烯烃层912。结构性片材还包括聚合物泡沫(此处为ePP)层914。

每个屋顶面板或片材可以用板条钉、胶合或用钉子钉至屋顶基部或结构。传统的屋顶基部或结构可以在无需修改的情况下使用。

在替代性示例中,关于图9中的屋顶面板所描述的面板中的每个面板可以在不使用聚合物泡沫的情况下提供。换句话说,面板可以由仅自增强聚烯烃材料形成,或者由自增强聚烯烃材料与其它材料组合地形成。

图10示出了结构性片材或结构性面板1000(例如,包括srPP、srPP/ePP、或srPP/ePP/srPP层压层)的用途,该结构性片材或结构性面板1000可以应用于建筑物的屋顶或外表面以用于保护。例如,在收到恶劣天气警报时,可以将这些面板应用于建筑物的外表面,以保护建筑物免受由于飓风、台风等造成的飞行碎屑影响。

面板包括由木材和/或srPP制成的其它板条1012以对面板1000进行固定和加固。板条使面板的刚度和结构完整性增大。板条还可以用作面板至建筑物的紧固件或连接件。

在替代性示例中,关于图10所描述的结构性片材或面板或板条中的每一者可以在不使用聚合物泡沫的情况下提供。换句话说,面板或板条可以由仅自增强聚烯烃材料形成,或者由自增强聚烯烃材料与其它材料组合地形成。

图11示出了结构性面板(包含srPP或srPP/ePP)作为建筑物的屋顶上的保护层1110的用途。保护层(和/或板条)1110可以是上面关于图6所描述的保护层(和/或板条)。替代性地,保护性层1110可以是以膜或防水布的方式形成的自增强聚烯烃挠性层。

可以将这些层应用于标准的或传统的屋顶基部构造1112,并且在顶部铺有瓦或屋顶板1114。所述瓦或屋顶板也可以包含srPP。替代性地,所述瓦或屋顶板可以具有传统设计。屋顶瓦或屋顶板可以被钉住以用钉子钉至板条1116。这些板条可以由自增强聚烯烃形成。

图12A示出了形成为如上所述的结构性面板的屋顶瓦或屋顶板1200。特别地,屋顶瓦包括srPP/srPET层状结构1210和ePP层状结构1212。图12B示出了由仅自增强聚烯烃(例如srPP)层形成的替代性屋顶瓦1250。

图13示出了由如上所述的结构性片材构造的波纹状片材1300。特别地,图13示出了包含srPP、srPET或这些材料的组合物的波纹状屋顶片材。理想地,波纹状片材由这些材料的多个层构成,并且成形或形成为波纹状结构。波纹状结构可以被进一步加强或者增大面板的刚性。作为示例,上述屋顶瓦、围栏面板或遮板面板可以由波纹状片材形成。在替代性示例中,图13中的波纹状片材可以在不使用聚合物泡沫的情况下提供。换句话说,波纹状片材可以由仅自增强聚烯烃材料形成,或者由自增强聚烯烃材料与其它材料组合地形成。

如技术人员将理解的,在不背离如由所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下,可以改变以上实施方式的细节。

对以上实施方式的各特征的许多组合方案、改型或变型对于本领域的技术人员而言将是明显的并且意在形成本发明的一部分。通过进行适当的改变,在任何其它实施方式中可以使用关于一个实施方式或示例特定描述的特征中的任何特征。

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