專利名稱：用于拖車的壁和門的泡沫芯復合板的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及一種拖車壁結構和拖車門結構的復合板。更具體地，本發明設計了一種有泡沫的熱塑料芯的新型復合板，它能提供多方面優于現有技術的實心板的優點。
在現有技術中已知用實心塑料復合板構成拖車的壁或者門。這些復合板由一對鋁或鋼制的金屬表皮，和夾在其間的聚乙烯或聚丙烯制的塑料實心構件構成，盡管現有技術在復合板中用塑料實心構件可靠地起了作用，但是我們發現有幾個缺點。
實心復合板的剝離強度低。就是說，用較小的力就可以從塑料芯上剝離金屬表皮。而且，在塑料芯料改變溫度時，現有技術的實心構件受到較大的剪切力，而且如果這個剪切力過高時，金屬表皮可從實心塑料芯件上脫落。
本發明提供了一種有泡沫的熱塑料芯的新型復合板，用于拖車壁結構和拖車門結構，它能克服在復合板中使用現有技術的實心塑料芯件的缺點。參照附圖閱讀這些目的和說明可以清楚地了解其它的特征和優點。
本發明的總目的是提供一種有泡沫的熱塑料芯件的新型復合板，它構成拖車之類的車輛的壁或者車門。
本發明的一個目的是為拖車壁或者門結構提供一種有泡沫的熱塑料芯件的新型復合板，與現有技術的實心復合板相比它減輕了重量。
本發明的另一個目的是為拖車壁或者門結構提供一種有泡沫的熱塑料芯件的新型復合板，與現有技術的實心復合板相比它提高剝離強度。
本發明的又一個目的是為拖車壁或者門結構提供一種復合板，它降低表皮對芯粘接層的剪切應力，從而減少了溫度變化時金屬表皮從熱塑料芯件上脫落的可能性。
簡而言之，按照上文所述，本發明公開了用于構成拖車或者大篷車之類的車輛的壁或者車門的一種新型的復合板。用于拖車中的各塊復合板由一對鋁或鋼制的金屬表皮，和夾在其間的泡沫熱塑料芯件構成。表皮用已知的柔性膠合層粘接在芯件上。泡沫熱塑料芯件呈彈性的，可以用發泡的高密度熱塑塑料，如聚乙烯或聚丙烯制造，也以用發泡的低密度熱塑塑料，如聚乙烯或聚丙烯制造，或者其它泡沫熱塑塑料制造。
為制造用于本發明中的泡沫芯件，首先利用一個混合腔中的螺旋器把發泡粉料與熱塑樹脂粉料混合，發泡粉料中有氣體。混合后的粉料在一個熱模具腔中受熱，發泡粉料爆裂并產生二氧化碳或者氮氣使混合物發泡。通過一個擠壓機把混合物擠壓成層以形成泡沫芯件，然后，最好在表皮的內表面用適當的裝置涂以柔性膠層，可以用類似的適當的裝置在泡沫熱塑料芯件的相對側面上涂以柔性膠層，膠膜可以共同擠壓在芯件的雙側上并立即在芯件上層壓，或者，芯件的表面可以處理得成為粘性的粘接面，從而表皮可以直接貼在其上。然后，金屬的表皮通過柔性膠層在壓力下粘貼在芯件上。這個工序可以是連續的。可以設想，可以提供其它的使芯件發泡的方法，例如在加熱熱塑樹脂粉料成熔融狀態的加熱腔中注入氮氣，然后把發泡芯料擠壓成芯件，或者既用產氮粉料又直接在加熱熱塑樹脂粉料和產氮粉料的加熱腔中注入氮氣。
參照附圖閱讀這些目的和說明可以清楚地了解本發明的組織和結構和運作方式，連同其它的特征和優點。圖中同樣的標號表示同樣的元件。
圖1是具有本發明特征的多個復合板拖車的透視圖，復合板形成拖車的壁和門；圖2為圖1所示的板中的一片的剖面圖；圖3是形成圖1和圖2所示的復合板用的裝置的示意圖。
雖本發明可以不同的形式實施，圖中所示并在下面詳述的是一個特定的實施例，應當理解，本公開只能認為是本發明的原理的舉例說明，不是把本發明限制在本文的圖示說明上。
如圖1所示，本發明公開了一種新型的復合板20，用于形成構成拖車22或者大篷車之類的車輛的壁或者車門結構。拖車22一般地由底板24、頂26、前壁28、一對相對側壁30(圖中僅示其一)、后廂門32、裝卸架34和底盤總成36構成。如圖1所示，拖車用常規的裝置，如半拖車接輪，連接到牽引車38上。
拖車22的的各個側壁30和前壁28由多塊本發明的新型的復合板20形成，這些復合板用鉚釘之類的適當裝置固定在一起。最好，各個復合板20是高度大于其寬度的矩形板。復合板20的尺寸可相同或者寬度和厚度上可以不同。在復合板20用于構成側壁30和前壁28時，各復合板20連接到底板24上，然后由此向上伸，并且用栓釘或者鉚釘之類的適當的連接構件連接在拖車22的上、下欄桿上。在復合板20用于構成后門32時，外復合板20通過合葉等連接在相應各側壁30上。關閉時，門32從底板24向上伸。另外，拖車22的各個側壁30和前壁29也可以由一連續的這種板20形成。
參見圖2，所示為用于構成拖車壁28、30及/或門30的一塊新型的復合板20的剖面圖。復合板20包括一對金屬板，或者說表皮40、42，表皮粘接在夾在薄膠層46之間(為有助于理解本發明，在圖中夸大了此膠層的厚度)的泡沫熱塑料芯件44上，現在更詳細地予以說明。表皮40、42已公知的柔性膠合膜46層粘接在泡沫熱塑料芯件44上。表皮40形成拖車的內表面，而表皮42形成拖車22的外表面。
用于本發明的復合板20中的金屬表皮40、42最好用鋁或者充分硬的。高強度、高張力的電鍍鋼形成。最好表皮40、42每個都是由電鍍鋼制造，并且最好內表皮40厚度在千分之十九英寸以上，外表皮42厚度也在千分之十九英寸以上。
芯件44由泡沫熱塑塑料形成，最好用使芯件44有彈性的，發泡的高密度塑料如聚乙烯(HDPE)或高密度聚丙烯制造，這樣可以不折斷地彎曲芯件44，如圖2所示，芯件44包括有分散插入在熱塑材料50中的多個氣泡。可發現在使芯件44發泡時芯件的分子完整性沒有失去，并且與采用實心芯件的現有技術的復合板比增加了剝離強度。即與采用實心芯件的現有技術的復合板比，從泡沫熱塑料芯件44上剝離金屬表皮40、42要用較大的力。這點在本文中進行詳細說明。對芯件44發泡降低了熱塑料的密度，從而提高了其強度重量比。另外，芯件44也可以用發泡的低密度熱塑塑料，如發泡的聚乙烯或聚丙烯制造。低密度熱塑塑料會發泡產生彈性的芯件，但是，產生的復合板不如在復合板中用高密度泡沫塑料時那么有剛性。在復合板中用高密度泡沫塑料作芯件時，復合板的剛性約為在復合板中用低密度泡沫塑料作芯件時的兩倍。
芯件44的厚度最好為半英寸或者半英寸以下。本發明所用的芯件44比現有技術的實心芯件薄，后者要厚得多，一般為四分之三英寸至四英寸。
對比實心復合板，芯件44的發泡降低了復合板22的重量，因為在本發明中芯件44是泡沫的，不像現有技術中那樣是實心的，用于形成芯件44的塑料樹脂量比現有技術的實心復合板降低到50％。
如本文所述，芯件44的發泡還增加了產出的復合板的剝離強度。當復合板22受到剝離力時，就是說，當表皮40、42被抓向相反的兩邊而且要把表皮40、42從芯件44上剝離時，因為泡沫的芯料是彈性的，并且剝離力沿著芯件44的長度，所以整個芯件44彎曲。因為芯件44是彈性的并且彎曲，在受到剝離力時，更多芯件可以受力。現有技術中，復合板內用的是實心芯件，因此剝離強度較低；尤其是與本發明比較，因為實心的復合板不是彈性的。當現有技術那樣，在復合板中用實心芯件時，剝離力只施加在表皮一條窄線上，使表皮從實心芯件上剝離。
在本發明中，通過剝離試驗檢測了剝離力。表皮40、42被抓向相反的兩邊，測量了把表皮40、42從泡沫熱塑料芯件44上剝離所要求的力。發現，與現有技術用的實心芯件比較，本發明的彈性泡沫熱塑料芯件44的剝離強度增加。這就是說，在受到沖擊或者使用不當時，在本發明中，表皮40、42不易從彈性的芯件44上脫落。
現有技術的實心復合板中，復合板的溫度變化時，金屬表皮和實心塑料芯件之間受到大的剪切力。如果剪切力過高，金屬表皮可以從芯件上脫落。塑料芯件的熱脹冷縮比金屬表皮快，但是，金屬表皮粘接在芯件上時會限制這個膨脹，從而在膠合面上產生了高剪切力。在本發明中，因為芯件44是泡沫的，因為有蜂窩結構，泡沫芯件可以壓縮或者膨脹，溫度變化造成的金屬表皮對膠合層的剪切力低，從而減少了金屬表皮40、42從泡沫熱塑料芯件44上脫落的可能性。這樣，盡管泡沫熱塑料芯件44的熱脹冷縮還是比金屬表皮快，泡沫熱塑料芯件44壓縮和膨脹中和了這種快速的熱脹冷縮，從而泡沫熱塑料芯件44的熱脹冷縮速度與金屬表皮40、42的大體上相同，并在膠合面產生較低的剪切力。
如圖3所示，為制造本發明使用的泡沫芯件44，利用一個混合腔58中的螺旋攪拌器56把發泡粉料52先與熱塑樹脂粉料54混合。發泡粉料52中有氣體。混合后的粉料54、56在一個熱模具腔60中受熱，發泡粉料56爆裂并產生二氧化碳或者氮氣使混合物發泡。通過一個擠壓機62把混合物擠壓成層以形成泡沫芯件44，然后，如圖所示，最好在表皮40、42的內表面用適當的裝置64涂以柔性膠層46，可以用類似的適當的裝置在泡沫熱塑料芯件44的相對側面上涂以柔性膠層46，膠膜46可以共同擠壓在芯件44的雙側上并立即在芯件44上層壓，或者，芯件44的表面可以處理得成為粘性的粘接層46，從而表皮40、42可以直接貼在其上。然后，金屬的表皮40、42通過柔性膠層46在壓力下粘貼在芯件44上。應當注意，加熱步驟中用的氣體氣體越多減少的芯料也就越多。
可以設想，可以提供其它的使芯件44發泡的方法，例如在加熱熱塑樹脂粉料54成熔融狀態(未混合發泡粉料52)的加熱腔中注入氮氣，然后把發泡芯料擠壓成芯件44，或者，同時用發泡粉料52并直接在加熱熱塑樹脂粉料54和發泡粉料52的加熱腔(經由圖3中虛線所示的導管61)中注入氮氣。
盡管示出本發明的優選實施例，可以設想，本領域內的一般技術人員可以不偏離權利要求書的精神實質設計本發明的各種修改方案。
權利要求
1.一種拖車(22)包含一個車底板(24)和至少一個由所述車底板(24)向上的直立構件(28、30、32)，所檔直立構件(28、30、32)包括一對其間夾有泡沫熱塑料芯件(44)的表皮(40、42)。
2.權利要求1所述的拖車(22)，其特征在于，所述泡沫熱塑料芯件(44)是彈性的。
3.權利要求1所述的拖車(22)，其特征在于，所述泡沫熱塑塑料芯件(44)用高密度熱塑塑料制造。
4.權利要求3所述的拖車(22)，其特征在于，所述高密度泡沫熱塑塑料是高密度泡沫聚乙烯或者高密度聚丙烯。
5.權利要求1所述的拖車(22)，其特征在于，所述泡沫熱塑塑料芯件(44)用低密度泡沫熱塑塑料制造。
6.權利要求5所述的拖車(22)，其特征在于，所述低密度泡沫熱塑塑料是低密度泡沫聚乙烯或者低密度聚丙烯。
7.權利要求1所述的拖車(22)，其特征在于，所述直立構件(28、30、32)是所述拖車的側壁(30)、前壁(28)或者門(32)。
8.權利要求1所述的拖車(22)，其特征在于，所述表皮(40、42)由金屬制成。
9.權利要求1所述的拖車(22)，其特征在于，所述表皮(40、42)用柔性膠(46)粘接在所述芯件(44)上。
10.權利要求1所述的拖車(22)，其特征在于，所述熱塑料芯件(44)厚度為半英寸或半英寸以下。
11.一種生產拖車(22)的壁(28、30)或門(32)的方法，包含以下步驟把熱塑樹脂粉料與(54)與氣體粉料混合在一起；對所述混合的粉料(52、54)加熱；把所述加熱了的混合物擠壓成芯件(44)；在所述芯件(44)的相對側粘貼表皮(42、42)。
12.權利要求12所述方法，其特征在于，進一步包括步驟在把表皮(40、42)用膠(46)粘接在所述芯件(44)相對側上之前，在所述表皮(40、42)的內表面或者所述芯件(44)的所述相對側涂柔性膠(46)。
13.一種生產拖車(22)的壁(28、30)或門(32)的方法，包含以下步驟在加熱腔(60)中對熱塑樹脂粉料(54)加熱；向所述加熱腔(60)中注入氮氣，從而形成發泡的混合物；從所述的加熱腔(60)中把所述發泡的混合物擠壓成芯件(44)；然后在所述芯件(44)的相對側粘貼表皮(42、42)。
14.權利要求13所述方法，其特征在于，進一步包括步驟，在把表皮(40、42)粘接在所述芯件(44)相對側面上之前，在所述表皮(40、42)的內表面或者所述芯件(44)的所述相對側涂柔性膠(46)。
15.一種生產拖車(22)的壁(28、30)或門(32)的方法，包含以下步驟把熱塑樹脂粉料與(54)與氣體粉料混合在一起；在加熱腔(60)中對所述混合的粉料(52、54)加熱；向所述加熱腔(60)中注入氮氣，從而形成發泡的混合物；把所述加熱了的混合物擠壓成芯件(44)；從所述的加熱腔(60)中把所述發泡的混合物擠壓成芯件(44)；然后在所述芯件(44)的相對側粘貼表皮(42、42)。
16.權利要求19所述方法，其特征在于，進一步包括步驟在把表皮(40、42)粘接在所述芯件(44)對側面上之前在所述表皮(40、42)的內表面或者所述芯件(44)的所述相對側涂柔性膠(46)。
17.一種可以用于形成拖車(22)的壁(28、30)或者門(32)的板(20)包括，一對其間夾有泡沫熱塑料芯件(44)的表皮(40、42)。
18.權利要求17所述的板(20)，其特征在于，所述泡沫熱塑塑料芯件(44)用發泡的高密度熱塑塑料制造。
19.權利要求18所述的拖車(22)，其特征在于，所述高密度泡沫熱塑塑料是高密度泡沫聚乙烯或者高密度聚丙烯。
20.權利要求19所述的拖車(22)，其特征在于，所述泡沫熱塑塑料芯件(44)用發泡的低密度熱塑塑料制造。
21.權利要求20所述的拖車(22)，其特征在于，所述低密度泡沫熱塑塑料是發泡的低密度泡沫聚乙烯或者低密度聚丙烯。
22.權利要求17所述的板(20)，其特征在于，所述表皮(40、42)由金屬制成。
23.權利要求17所述的板(20)，其特征在于，所述表皮(40、42)用柔性膠(46)粘接在所述芯件(44)上。
24.權利要求17所述的板(20)，其特征在于，所述熱塑料芯件(44)厚度為半英寸或半英寸以下。
全文摘要
一種新型的復合板20,用于形成構成拖車22或者大篷車之類的車輛的壁或者車門結構。用于拖車(22)中的各塊復合板(20)由一對鋁或鋼制的金屬表皮(40、42),和夾在其間的泡沫熱塑料芯件(44)構成。表皮(40、42)用已知的柔性膠合層(46)粘接在芯件(44)上。泡沫熱塑料芯件(44)是彈性的,可以用發泡的高密度熱塑塑料制造,也可以用發泡的低密度熱塑塑料制造。對比實心復合板,本發明中芯件(44)的發泡降低了復合板22的重量并且與現有技術用的實心芯件比較,本發明的彈性泡沫熱塑料芯件(44)的剝離強度得到增加。而且,本發明中芯件(44)的發泡降低了溫度變化產生的金屬表皮對芯膠合層的剪切力,從而減少了金屬表皮從泡沫熱塑料芯件(44)上脫落的可能性,而這在實心復合板中是一個問題。
文檔編號B29C44/32GK1268090SQ98808480
公開日2000年9月27日 申請日期1998年8月26日 優先權日1997年8月28日
發明者唐納德·J·艾利希, 羅德尼·P·艾利希, 維爾弗雷德·E·盧埃林 申請人:沃巴什國民公司