Stratifié du type métal-matière thermoplastique-métal.
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La présente invention concerne des stratifiés et un procédé de fabrication. Plus précisément, l'invention concerne des stratifiés du type métal-matière thermoplastiquemétal possédant une combinaison améliorée de propriétés critiques exigées en vue d'applications dans la construction,
Les stratifiés du type métal-matière thermoplastiquemétal et des procédés de fabrication sont connus, Voir par exemple les brevets US No. 3 382 136, 3 353 742, la publication "Modern Plastics", 41 (7 mars) 119-124 (1964), et la publication "Chemical Economy & Engineering Review", volume2, numéro 10 (octobre) 51-53, 57 (1970) .
Les stratifiés décrits dans les publications ci-dessus ainsi que d'autres stratifiés connus dans la technique cependant sont en général limités en ce qui concerne leuis'applications, en particulier lorsqu'on envisage de les utiliser comme panneaux de construction où une combinaison de propriétés de faible dilatation thermique (faible coefficient de dilatation thermique linéaire) et bonne récupération après des déviations dues à des flexions (faible rapport inélastique) sont les propriétés nécessaires des stratifiés.
Il est un but principal de la présente invention de réaliser un stratifié du type métal-matière thermoplastiquemétal ayant une combinaison améliorée de propriétés considérées importantes et critiques pour les applications envisa-
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extérieurs et intérieurs, des panneaux d'application, panneaux pour les véhicules de transport, par exemple automobiles, bâteauxet avions.
Il est un autre but de la présente invention de réaliser un stratifié pour panneaux de construction se caractérisant parmi d'autres propriétés, par une combinaison de faible coefficient de dilatation thermique linéaire, un faible rapport inélastique (où une élasticité à la flexion élevée) et une-très bonne résistance à la flexion.
Il est un autre but de la présente invention de réaliser un tel stratifié qui, en plus des propriétés critiques estimées nécessaire pour des applications
dans le bâtiment, possède également un grand domaine d'autres propriétés souhaitables, par exemple, une température de distorsion à la chaleur élevée, excellent emboutissage,
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Il est un autre but de l'invention de réaliser un stratifié ayant un rapport d'épaisseur spécialement choisi du total des épaisseurs des couches de métal /épaisseur
de la couche centrale pour obtenir une combinaison optimum de propriétés .
Il est encore un autre but de l'invention de réaliser un stratifié qui convient particulièrement pour des applications dans le. -domaine autombobile.
Un autre but de l'invention est de mettre en oeuvre un procédé de fabrication des stratifiés métal-matière thermoplastique- métal mentionna ci-dessus.
Les buts et avantages de l'invention apparaîtront plus aisément à ces spécialistes en la matière à la lecture de la description et des revendications suivantes.
Ces buts ci-dessus sont obtenus avec succès par la pré-
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ayant les propriétés suivantes en combinaison:
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un coefficient thermique de dilatation linéaire
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une rigidité à la flexion d'au moins 52,53 x 10<3> N/m, et
un poids maximum ne dépassant pas 9,76 kg/m<2>, ces stratifiés comprenant :
une couche - noyau en matière thermoplastique et une couche de métal appliquée de chaque côté de la couche - noyau en matière thermoplastique , chaque couche de métal ayant une épaisseur minimum d'environ 0,00127 cm, à condition que l'aluminium ne soit pas la couche de métal des deux côtés du stratifié lorsque la couche- noyau en matière thermoplastique est un polyéthylène de haute den- sité et également à condition que) lorsque le polypropylène est le noyau en matière thermoplastique et l'aluminium est la couché de métal appliquée de chaque côté du noyau,
le stratifié ait un point maximum de 5,37 kg/m<2>, où le rapport d'épaisseurs de la somme des épaisseurs des couches
de métal à l'épaisseur de la couche -noyau matière thermoplastique est décrit par la région de chevauchement numérique
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la limite inférieure de ces zones étant définie par l'équation d'une ligne droite
y = mx + b
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le paramètre de l'axe- x de TR (YSm/TSc) , m est la pente de la ligne droite et b est l'intersection de l'axe - y avec la condition que :
lorsque y est IR. , m égale 108 et b égal?zéro (0) pour les valeurs de x à partir de 0 à 0,65, et m égale zéro et b
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45x 10-6 pour les valeurs de x depuis zéro (0) à 0,1, et
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res à 0,1, et la limite supérieure de ces zones est définie par l'équation de la ligne droite définie ci-dessus avec les conditions que
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valeurs de x depuis zéro (0) à 0,25, et m égale zéro (0) et b égale 100pour les valeurs de x supérieures à 0,25, et
<EMI ID=13.1> x depuis 0,05 à 0,26, et m égale.zéro (0) et b égale45 x
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où:
IR� est le rapport inélastique du stratifié mesuré
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externes à l'endroit de la déviation maximum ,
CLTE� est le coefficient de dilatation thermique linéaire du stratifié,
TR est le rapport d'épaisseur^ de la somme des épaisseurs de;couches de métal à l'épaisseur de la couche- noyau en matière thermoplastique,
YSm est la résistance au fluage pour une épaisseur -poids moyenjdes deux couches de métal avec un allongement limite de 5% , et
TS est la résistance à la traction de la couche-
c
noyau de matière thermoplastique.
Exprimé d'une autre façon , le rapport d'épaisseurs de la somme des épaisseurs des couches de métal à l'épaisi seur de la couche-noyau de matière thermoplastique est décrit par la région de chevauchement numérique des
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en fonction de TR(YSm/TSc) et CLTE� en fonction de TR(YSm/ TS ) comme il est montré respectivement dans les figures
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TS sont définis comme ci-dessus.
Les conditions du procédé selon l'invention sont obtenues lorsque le procédé consiste à :
a) disposer une couche de métal de chaque côté d'une couche -noyau de matière thermoplastique , le rapport d'épaisseurs de la somme des épaisseurs des couches de métal à l'épaisseur de la couche-noyau de matière thermoplastique est déterminé comme décrit ci-dessus, b) laminer la couche-noyau de matière thermoplastique et les couches de métal en soumettant l'ensemble à des températures élevées et à une pression suffisante pour maintenir un contact et adhérence , et c) refroidir jusqu'à température ambiante.
Pour que l'invention puisse être mieux comprise, référence est faite aux figures suivantes où:
La figure 1 est un graphique représentant la <EMI ID=18.1>
pour des stratifiés appartenant ou en dehors des limites de la présente invention , la figure 2 est un graphique représentant la relation entre le coefficient de dilatation thermique linéaire
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limites et en dehors des limites de la présente invention, et la figure 3 est un graphique représentant une variable de température de distorsion à la chaleur normalisée (HDT) <EMI ID=20.1> les stratifiés à la fois dans les limites et hors des limites de la présente invention.
1. Propriétés critiques d'utilisation:
Les stratifiés métal-matière thermoplastique -métal selon l'invention sont réalisés au moyen d'une couche noyau de matière thermoplastique et de deux couches de métal, chacune laminée de chaque côté de la couche noyau de matière thermoplastique. Les stratifiés se caractérisent par une combinaison de propriétés critiques d'utilisation -- faible coefficient de dilatation thermique linéaire,faible rapport inélastique (bonne élasticité à la flexion), et une très bonne rigidité de flexion,
-- ainsi que d'autres propriétés souhaitables qui les rendent excellents pour être employés comme panneaux de construction.
Un faible coefficient de dilatation thermique linéaire
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propriété critique des stratifiés métal-matière thermoplastique-métal selon l'invention à cause des applications envisa-
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parties dues à des variations de température doivent être réduites au minimum dans le but de réduire au minimum la possibilité de formation de gondolement et d'espaces entre les composants métal et béton et les parties faites avec les stratifiés selon l'invention. Le coefficient de dilatation thermique linéaire est mesuré selon le procédé de l'essai ASTM D 696-70 pour les matières plastiques. Il peut également être déterminé en mesurant la distance entre deux traits parallèles fins sur la surface de l'échantillon au moyen
d'un microscope mobile calibré ou un cathétomètre. L'échantillon se trouve dans une cavité rectangulaire dans un lourd bloc de cuivre qui peut être réglé thermostatiquement à diverses températures très éloignées les unes des autres.
La cavité rectangulaire dans le bloc de cuivre est seulement légèrement plus grande que la section transversale de l'échantillon, et les traits fins sur la surface des échantillons sont visibles au travers d'une fente étroite usinée dans le bloc de cuivre.
Bien que certains matériaux plastiques sont légers et possèdent une capacité d'absorbtion d'énergie élevée (résistance élevée aux chocs) les rendant aptes pour être utilisés comme panneaux de construction, ils souffrent du désavantage que leurs coefficients de dilatation thermique linéaire sont de 4 à 5 et même 10 fois plus élevés que ceux de la plupart des matériaux de construction métalliques et vitreux, par exemple, l'aluminium, l'acier et le béton. Leur utilisation comme panneaux de construction sur des charpentes en métal
ou en béton est souvent empêchée par la grande dilatation thermique différentielle qui conduit à des problèmes de fixation et , en outre, par des espaces invisibles qui se produisent entre les panneaux aux faibles températures et/ou des gondolements des panneaux aux températures élevées.
Le procédé normal d'abaisser le coefficient de dilatation thermique linéaire des matières plastiques consiste à incorporer des fibres de verre. Habituellement, 30 à 40%
de verre suffisent pour réduire le coefficient de dilatation thermique linéaire d'un matériau plastique jusqu'à ce qu'il soit équivalent à celui de l'aluminium, (environ 23,4 x 10-6
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matériau résistant mais cassant ayant seulement un faible allongement avant la rupture. Cela signifie que les matériaux composites se rompent à des très faibles chocs que la matièr plastique elle-même soit une résine résistante mais cassante ou non, tel qu'un polyester thermodurcissable soit un polymère résistant facilement extensible avec un allongement élevé avant la rupture tel que le nylon 6,6. Il doit être
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réduite des matières plastiques chargées de verre n'empêchent pas l'utilisation de fibres de verre pour les matériaux
de la couche-noyau en matière thermoplastique selon l'invention en ce quelelaminage des couches de métal convenable/ sur cette couche-noyau comme il est décrit ci-dessus tend à changer (au moins en partie)les propriétés indésirables des matières thermoplastiques chargées par des fibres de verre.
Les métaux bien entendu ne souffrent pasdu désavantage des coefficients de dilatation thermique linéaire élevés comme les plastiques. Cependant, ils sont généralement lourds, en particulier pour les épaisseurs suffisantes nécessaires pour l'utilisation comme panneauxde construction'
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métal selon l'invention possèdent les meilleurs propriétés des deux types de matériaux. C'est-à-dire , non seulement ils ont un poids maximum ne dépassant pas 9,76 kg/m2 mais en outre ils sont caractérisés par une combinaison de
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une très bonne rigidité à la flexion, et des faibles coefficients de dilatation thermique linéaire. Le coefficient
de dilatation thermique linéaire doit être inférieur
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sont suffisamment grandes pour les applications envisagées dans le bâtiment.
Un exemple du faible coefficient de dilatation thermique linéaire présenté par les stratifiés selon l'invention est comme suit. Un stratifié ( exemple 2) consistant en deux couches d'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur appliquées de chaque côté d'une couche de polypropylène de 0,157 cm avait un coefficient de dilatation
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Un faible rapport inélastique (IR� ) (bonne élasticité à flexion) (inférieur à 93% ) est une propriété typique
des stratifiés métal-matière thermoplastique-métal. Le rapport inélastique caractérise la récupération élastique
de tels panneaux en stratifié après avoir subi une déviation suffisante pour produire une tension substantielle (par exemple 5%) dans les couches extérieures de métal à l'endroit de la déviation maximum. Il est mesuré selon une modification
r spécifique du test ASTM D 790-71. Le procédé peut être décrit comme suit:
Une feuille d'échantillon ayant une section transversale rectangulaire avec une largeur b = 1,27 cm, une épaisseur
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est l'écartement de l'essai de flexion en cm et [pound] supérieur à 1,27 cm, est disposée horizontalement sur un dispositif de fixation d'un test de flexion en trois points (c'est-àdire avec la largeur de 1,27 cm disposée horizontalement et la profondeur d disposée verticalement ) et est fléchie avec une vitesse de flexion D de 0,0212 cm /sjusqu'à une
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de la surface extérieure de l'échantillon soit, sauf s'il est noté autrement, de 5% et calculés en % par la formule r = 600 dDo/L<2>. L'écartement L utilisé est environ
16 fois la profondeur d , à l'exception des épaisseurs
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l'écartement employé est 2,54 cm. Après la flexion du spécimen jusqu'à la flexion spécifiée D , la charge de flexion est immédiatement éliminée selon une vitesse de 0,846 cm /s. Ensuite l'échantillon est immédiatement enlevé du dispositif de fixation de l'essai de flexion , disposé sur ses bords sur une surface plate et on lui permet de
se détendre librement. Périodiquement, l'échantillon est disposé dans le dispositif de fixation avec le même écartement et configuration employés pour le fléchir, et sa
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rapport inélastique est calculé selon la formule IR = 100
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et constamment avant une semaine.
Ainsi qu'il a été remarqué ci-dessus, le rapport
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de la récupération élastique des panneaux de stratifiés après qu'ils aient subi une déviation suffisante pour produire une contrainte substantielle dans la surface extérieure.
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degré de récupération desstratifiés pour réobtenir leur forme originale après avoir subi une contrainte substantielle' et la capacité desstratifiés de récupérer entièrement leur forme de départ après avoir subi des flexions au
cours de leur utilisation avec un degr de contrainte quelque peu moindre,seront inadéquats pour des conditions d'utilisation demandée. Et, étant donné qu'un des principaux buts de la présente invention est la réalisation
d'un stratifié métal-matière thermoplastique-métal ayant
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En général, des matériaux ayant un rapport inélastique supérieur à 93 % sont trop inélastiques et/ou trop faibles pour être utilisés comme panneaux de construction sous les conditions demandées ou exigeant une élasticité
(plus spécifiquement une récupération élastique). La limite supérieure du rapport inélastique des stratifiés selon la présente invention est par conséquent 93%. En outre, des stratifiés ayant des rapports inélastiques dans les domaines suivants, déterminés avec une contrainte de 5%,dans les couches extérieures de métal à l'endroit de déviation maximum comme décrit ci-dessus, sont comme suit:
Rapport inélastique, Qualité
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Etant donné qu'à la fois le degré de récupération des stratifiés pour obtenir leur forme originale après avoir subi une contrainte substantielle et la capacité des stratifiés de récupérer entièrement sans subir de
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ment lorsque le rapport inélastique diminue plus le rapport inélastique devient faible et plus souhaitable devient le stratifié pour des applications dans le bâtiment. Donc,
des stratifiés ayant des rapports inélastiques dans les
r�
domaines bons et excellents c' est-à-dire inférieurs à
75% sont préférés.
Il doit cependant être admis bien entendu que ,
bien que IR tel qu'il est employé ici est déterminé
(à l'exception lorsqu'il est noté autrement) pour une contrainte r de 5%, d'autres valeurs de contraintes soit plus faibles soit plus élevées peuvent être utilisées. Cependant, les valeurs IR déterminées pour des contraintes autres que 5%engénéral différeront de celles déterminées à
5%. Par exemple, une valeur IR déterminée pour une contrainte inférieure à 5% (telleque 1,5% ) sera en général inférieure à celle déterminée pour 5%. Inversement, une valeur IR déterminée pour une contrainte supérieure à 5% (telleque 8%)
en général est supérieure à celle déterminée à 5%.
Il sera noté que le rapport inélastique pour les stratifiés dans les limites de la présent invention de façon surprenante,est constamment inférieur à celui des matériaux des couches de métal seul qui ont un rapport inélastique
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doux 1145-0). Par exemple, un stratifié (exemple 2) comprenant deux couches d'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur et une couche - noyau de polypropylëne de 0,0157 cm d'épaisseur, disposé entre les couches de métal avait un rapport inélastique de seulement 72% par comparaison aux rapports inélastiques très élevés de 94% obtenus pour des feuilles d'aluminium 1100-0 seul.
Comme autre exemple, un stratifié, (exemple 26) comprenant deux couches d'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur et une couche de nylon 6,6 de 0,180 cm disposée entre les couches d'aluminium et ayant une bonne adhérence avaient un rapport inélastique de seulement 27% par comparaison au rapport inélastique très élevé de 94% des feuilles d'aluminium 1100-0 seul.
Une bonne élasticité (faible IR) est par conséquent une bonne récupération lors de la formation de
et par conséquent une propriété primordiale des stratifiés selon l'invention, en particulier par comparaison aux panneau de construction habituels réalisés en métal seul.
Une excellente rigidité à la flexion (aussi bien qu'un module de flexion élevé, une mesure de l'unité de rigidité de flexion) est une propriété hautement souhaitable que
les stratifiés doivent posséder. Cette exigence est nécessaire du fait que les stratifiés doivent être suffisamment rigide de façon à réduire au minimum la nécessité de charpentes'de structure et/ou de réduire au minimum les déviations des flexions des panneaux de stratifiés à cause du vent, à cause des forces hydrauliques et autres charges La capacité des stratifiés de résister aux pressions du vent
et aux pressions hydrauliques est particulièrement signifi-
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panneaux extérieurs pour la constr .on dans le bâtiment.
La rigidité de flexion m es �surée selon une version spécifique de ASTM D 790-71 , ce m de réalisation spécifique peut être décrit comme suit:
Une feuille d'échantillon a une section transversalle rectangulaire de largeur b = 7 cm , une épaisseur
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cm , est disposéehorizontalement s n dispositif de fixation de l'essai en flexion à troi; ints (c'est-à-dire avec la largeur de 1,27 cm disposée hor. talement et la profondeur d disposée verticalement ) est fiée selon une vitesse
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lorsque la déviation D en cm augmente selon une vitesse spécifiée constante. Pour des épaisseurs ou profondeurs d inférieures à 0,165 cm , l'écartement L est 2,54 cm . Autrement, l'écartement est environ 16 fois l'épaisseur ou profondeur de l'échantillon de feuille. Le module de
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partie linéaire initiale de la charge en fonction de la
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qu'il ne soit spécifié autrement, cette résistance est calculée comme la tension à laquelle la contrainte sur la surface extérieure de la partie centrale de l'échantillon
<EMI ID=48.1> par la formule m = 4bd<3>EB/L<3> pour le cas spécifique où b = 2,54 cm et L=2,54 cm .
Une rigidité de flexion de 52,53 x 10<3>N/m est la valeur la plus faible qui peut être utilisée pour les panneaux dans la plupart des applications dans le bâtiment, même si on utilise un maximum de charpente. et les exigences pour la déviation ,en flexion pour les panneaux sont minimes..
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de 0,0508 cm d'épaisseur d'aluminium 5052-0 relativement
peu résistants et inélastiquespesant 1,37 kg/m<2>. Cette rigidi-
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N/m,est aisément atteinte avec des stratifiés selon la présente invention. Par exemple, comme il est montré dans le
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couches de 0,127 cm d'épaisseur d'aluminium 5052-0 appliquéesl de chaque côté d'une couche de nylon 6,6 de 0,0711 cm avait une rigidité en flexion de 161,44 x 10<3> N/m (module de flexion de 28,95 x 109 N/�12)et un poids de 1,49 kg/m<2> par comparaison à une rigidité de 38,00 x 10<3> N/m pour une feuille de nylon 6,6 de 0,133 cm d'épaisseur seul pesant 1,51 kg/m<2>.
Donc, les stratifiés donnent une rigidité plus
élevée que l'aluminium d'un poids par unité de surface légèrement plus faible et même une rigidité plus élevée
par rapport à celle d'une feuille d'épaisseur beaucoup
plus grande de nylon 6,6 seul ayant un poids équivalent
par unité de surface.
D'une manière similaire, également montrée dans le tableau suivant, un stratifié (exemple 2) comprenant deux couches de 0,0127 cm d'épaisseur d'aluminium 1100 -0
(qui est même plus doux et plus inélastique que l'aluminium
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d'épaisseur de polypropylène avait une rigidité en flexion de 329,19 x 10<3>N/m (module de flexion de 8,26 x 109 N/m<2>) et un poids de 2,10 kg/m<2> par comparaison à une rigidité de 24,86 x 10<3> N/m pour une feuille de polypropylène seul ayant une épaisseur de 0,244 cm et pesant 2,20 kg/ m<2>.
Ainsi on peut voir aisément que le stratifié donne une rigidité plus élevé que la feuille d'aluminium ayant un poids par unité de surface sensiblement équivalent et même une rigidité plus élevée par rapport à celle
d'une feuille d'une polypropylène seule qui est 1,3 fois plus épaisse et ayant sensiblement le même poids par unité de surface.
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une épaisseur (cm) , couche de métal i couche
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c valeur calculée à partir des épaisseurs des couches des
composants et des densités.
d valeur obtenue pour le même type de panneaux d'épaisseur
différente.
e pris dans : "Materials Engineering/Materials Selector
'78", Reinhold Publishing Co,. Stamford, Nov, 1977.
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volume II, CRC Press, Cleveland, 1975.
Comme il est montré dans le tableau ci-dessus,
un stratifié (exemple 59) comprenant deux couches d'aluminiu
6061-T6 de 0,122 cm d'épaisseur de chaque côté d'une couche
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flexion de 606,72 x 10 N/m ( un module de flexion effectif de 27,64 x 109 N/m<2> et un poids de 2,21 kg/m par comparaison à :
(a) une rigidité en flexion de 443,00 x 10<3>N/m et un poids de 6,34 kg/m<2> pour un panneau d'acier pour automobile de 0,0813 cm d'épaisseur, <EMI ID=59.1> poids de 2,20 kg/m<2> pour une feuille d'aluminium 6061 -T6
de 0,0813 cm d'épaisseur seul .
(c) une rigidité de flexion de 434,25 x 10<3> N/m et un poids de 2,75 kg/m<2> d'un panneau d'aluminium 6061-T6 seul de 0,102 cm d'épaisseur, et
(d) une rigidité de flexion de 117,84 x 10<3> N/m et un poids de 2,20 kg/ m<2> pour une feuille de nylon 6,6 seul de 0,194 cm d'épaisseur.
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et 65% plus léger par unité de surface qu'un panneau d'acier de 0,0813 cm. Le stratifié est plus de 2,5 fois
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pour un poids équivalent par unité de surface et 37% plus rigide que l'aluminium 6061-T6 seule ayant un poids
par unité de surface plus de 20% plus élevé que le stratifié.
Et le stratifié est plus de 5 fois plus rigide que
le nylon 6,6 seul ayant sensiblement le même poids par
unité de surface.
On remarquera que dans les applications demandant
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les panneaux des véhicules automoteurs etc., une rigidité
de flexion d'au moins 262,65 x 10<3> N/m est préférée ,
avec des valeurs d'au moins 437,75 x 10<3>N/m ou plus élevées étant encore meilleures.
Il sera évident bien entendu que toutes choses égales, en ce qui concerne la combinaison des propriétés d'utilisation critiquesque possèdent les stratifiés de la présente invention, plus le stratifié/léger, plus souhaitable il de-vient. Dans l'industrie de la construction, certaines applications demandant une résistance et une rigidité
très élevées telles que dans ces parties des véhicules automoteurs et dans certaines surfaces de buildings, des panneaux d'acier pesant jusqu'à 9,76 kg/m<2> sont utilisés. Le poids maximum des stratifiés selon l'invention est par conséquent 9,76 kg /m<2>, des valeurs sensiblement inférieures à ce poids étant préférées. Des valeurs inférieures à 6,34 kg /m<2> sont cependant préférées, des valeurs inférieures à 4,88 kg/m<2> étant encore meilleures, en particulier dans des applications pour automobiles. Lorsque le polypropylène est le noyau thermoplastique et que l'aluminium est la couche de métal appliquée de chaque côté du noyau,les stratifiés selon l'invention ont un poids maximum d'environ 5,37 kg/m<2>.
Bien que chacune des propriétés critiques-- faible coef ficient de dilatation thermique linéaire (inférieur à
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93%) et excellente rigidité à la flexion (au moins 52,53 x
10<3> N/m)-- est hautement souhaitable, chacune prise seule n'est pas suffisante. Elles doivent exister en combinaison. C'est-à-dire , dans le but de convenir dans un grand domaine d'applicationsen matière de construction, les stratifiés métal-matière thermoplastique - métal doivent avoir en combinaison un coefficient de dilatation thermique linéaire
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(IR� ) inférieur à 93%, et une rigidité à la flexion d'au moins 52,53 x 10<3> N/m .
2. Relationsentre les propriétés critiques d'utilisation et le rapport d'épaisseurs
Les propriétés d'utilisation critiques et imnortantes
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rapport des épaisseurs des couches des composants des stratifiés par l'intermédiaire du produit du rapport de l'épaisseur de la somme des épaisseurs des couches de métal à l'épaisseur de la couche - noyau de matière thermoplastique fois le rapport des résistances des composants des couches de stratifiés, c'est-à-dire via le paramètre sans dimension suivant:
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où TR est le rapport d'épaisseur,de la somme des épaisseurs des couches de métal à l'épaisseur du noyau de matière thermoplastique.
YSm est la résistance au fluage à la traction pour une
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dire, la somme des produits de l'épaisseur de chaque couche de métal fois sa résistance au fluage avec un allongement limite de 5% diviséepar la somme des épaisseurs des couches de métal, ou expriméeen symboles mathématiques,
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où:
t., t.. , ys-, et ys.. sont définis ci-dessous , Tm est la somme des épaisseurs des couches de métal où
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et TS est la résistance à la traction du matériau thermo-
c
plastique du noyau.
La résistance au fluage avec un allongement limite de 5% pour les couches de métal (ys) est déterminés selon le test ASTM D 638-72 intitulé "Standard Method of Test for
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utilisés et la vitesse de l'essai est 5,0 mm par minute.
Des échantillons du métal à tester sont préconditionnés
à 23[deg.]C, avec une humidité relative de 50 % durant au moins
18 heures et les essais sont mis en oeuvre à 23[deg.]C et
50% d'humidité relative. La valeur de ys est celle du métal après qu'il ait été soumis à des conditions thermiques
de laminage. Dans de nombreux cas, cette valeur ys ne différera pas sensiblement de celle du métal avant le laminage étant donné que pour de nombreux métaux aucun change-. ment significatif de ys ne se produit sous des conditions thermiques de laminage typiques.Dans ces cas où la valeur de ys doit être déterminée sur le métal après avoir été soumis aux conditions thermiques de laminage, le métal peut être séparé du noyau du stratifié pour une détermination. par exemple, le noyau thermoplastique peut être dissous et les couches de métal isolées pour une telle détermination.
Il est admis que certaines couches de métal peuvent subir une rupture avant d'atteindre l'allongement de 5% limite. Pour de tels métaux, la résistance à la traction maximum du matériau doit être utilisée comme valeur pour ys.
La résistance à la traction d'un noyau de matière thermoplastique (TS ) est également déterminée selon le test de ASTM D638-72. Des échantillons à tester du type I sont utilisés et la vitesse de l'essai est 5,0 mm par minute. Des échantillons ont été préconditionnés à 23[deg.]C durant au , moins 18 heures. Tous les échantillons de polyamide non laminés ont été maintenus à sec, mouillés dans des conte- neurs étanches avec du perchlorate de magnésium anhydre ou du sulfate de calcium anhydre comme dessiccants pendant
la période de préconditionnement et tous les autres échantillons ont été préconditionnés avec 50% d'humidité relative. La résistance à la traction des matériaux thermoplastiques est considérée comme tension à l'allongement ou en l'absence de limite apparente d'étirage, la tension à la rupture.
La valeur pour TSC est celle du noyau après avoir été soumis aux conditions thermiques du laminage, qui en général sera la même que celle du matériau thermoplastique avant le laminage. Dans les cas où le matériau thermplastique est tel
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peut être déterminée par exemple, en soumettant un échantillon représentatif du matériau thermoplastique seul, aux conditions thermiques du laminage et en faisant une mesure sur le matériau résultant.
Le rapport d'épaisseur (TR) est décrit par la région de chevauchement numérique du paramètre TR(YSm/TSc) déterminée dans les zones définies par les relations de TR(YSm/
<EMI ID=73.1>
cation finale prévue pour le stratifié exige une température
<EMI ID=74.1>
(figure 3) . La limite inférieure de ces zones est définie par l'équation d'une ligne droite y = mx + b
où y représente les paramètres de l'axe -y (axe vertical)
<EMI ID=75.1>
\ sur l'axe-y.
<EMI ID=76.1>
les valeurs de x depuis 0 à 0,65, et m égale 0 et b égale-70 pour les valeurs de x supérieures à 0,65.
<EMI ID=77.1>
10-6 pour les valeurs de x depuis 0 à 0,1 et m égaleO
<EMI ID=78.1>
<EMI ID=79.1>
et b égale -0,45 pour les valeurs de x depuis 0,05 à 0,12, et m égale0 et b égale 0,75 pour les valeurs de x supérieures à 0,12.
La limite supérieure des zones définies par les rela-
<EMI ID=80.1>
ment défini par l'équation de la ligne droite définie ci-dessus pour les valeurs limites inférieures de ces zones.
<EMI ID=81.1>
de x depuis 0 à 0,25, et m égaJe 0 et b égale 100 pour les valeurs de x supérieures à 0,25.
<EMI ID=82.1>
216 x 10-6 pour les valeurs de x depuis 0 à 0,05 , m égale <EMI ID=83.1>
0,004 à 0,04 , et m égale. 0 et b égale 1 pour les valeurs de x supérieures à 0,04.
Si on se réfère à la figure 1, on peut aisément voir que toutes les valeurs tombent dans une bande définie par les limites extérieures des courbes 1 et 2 qui sont, respectivement les limites supérieures et inférieures des zones définies par les relations de TR(YS /TS ) à IR�. Donc, lorsqu'il est souhaitable d'avoir un stratifié possé-
<EMI ID=84.1>
la valeur maximum de 93% notée ci-dessus), le rapport d'épaisseur du stratifié est aisément déterminé en dessinât
) <EMI ID=85.1>
au point d'intersection sur la courbe 1 (et de la courbe
2 si possible), laquelle valeur (s) peut être lue sur l'axe TR(YS /TS ) . Le point d'intersection à la courbe 1(pour
<EMI ID=86.1>
pour le paramètre sans dimension. TR lui-même peut être aisément déterminé en remplaçant les valeurs connues
<EMI ID=87.1>
et de noyau. thermoplastique dans le paramètre sans dimension.
Si la même ligne horizontale dessinée pour intersecter la courbe 1 coupe également la courbe 2, alors une limite supérieure pour TR(YS /TS ) ainsi que TR seul peut également être déterminée de la même façon que décrit d-dessus pour les limites inférieures. Dans un tel cas, un domaine de valeurspour TR(YS /TS ) et donc de TR sera établi. D'un autre côté , lorsque la ligne horizontale dessinée pour intersecter la courbe 1 ne coupe pas la courbe 2, alors en fonction des limitations de poids et d'épaisseur discutées ci-dessus, il n'existe aucune limite supérieure
<EMI ID=88.1>
Si on se réfère à la figure 2, on peut aisément voir que toutes les valeurs tombent également dans une bande définie farces limites extérieures par les courbes 3 et 4, les limites supérieures et inférieures respectivement
<EMI ID=89.1>
D'une manière similaire à celle décrite pour la figure 1, dès qu'une valeur souhaitée pour CLTE � est choisie (infé-
<EMI ID=90.1>
TR(YSm/TSc) et donc de TR lui-même peut aisément être déterminée.
Lorsque la température de distorsion thermique des stratifiés est un facteur à prendre en considération en vue de l'application finale envisagée, en se référant
<EMI ID=91.1>
des valeurs des stratifiés ayant des couches de matériau thermoplastique partiellement cristallisé - tombent
<EMI ID=92.1>
5 et 6 qui sont les limites supérieures et inférieures , respectivement, de la zone définie par la relation entre TR(YS /TS ) à (HDT� -HDT )/(T -HDT ). Dès qu'une
m c
valeur souhaitée pour HDT est spécifiée , des valeurs
<EMI ID=93.1>
partiellement cristallisés peuvent être remplacées dans la variable normalisée HDT ,
<EMI ID=94.1>
déterminée, comme il est décrit dans les figures 1 et 2 en dessinant une ligne horizontale depuis la valeur sou-
<EMI ID=95.1>
<EMI ID=96.1>
section sur la courbe 5 (et la courbe 6 si possible).
On remarquera que la température de distorsion thermique pour les stratifiés ayant des couches de noyau thermoplastique amorphe est sensiblement identiques à celle 'd'une couche de noyau thermoplastique seul .
Cela signifie que l'application des couches de métal des deux côtés d'une couche de noyau thermoplastique amorphe a pour effet peu s'il y en a, d'augmentation de la température de distorsion thermique,
Donc, le domaine optimum est préféré de TR pour tout
<EMI ID=97.1>
CLTE� (et HDT� ) peut aisément être obtenu au moyen des valeurs liées de TR(YSm/TSc) obtenues à partir des figures 1 et 2 (et 3) en déterminant la région des chevauchements numériques de ces valeurs. En général, étant donné que
<EMI ID=98.1>
élevé sous les conditions ainsi exigées) est préférée ,
un TR(YS /TS ) dans le domaine de 0,08 et 0,6 est préféré , bien que/comme il est montré dans les figures 1 et 2
<EMI ID=99.1>
On remarquera cependant que quelque soit la valeur de TR, l'épaisseur minimum de chaque couche de métal doit être d'environ 0,00127 cm et le poids maximum du stratifié doit être inférieur à 9,76 kg/m<2> et pour le cas des stratifiés cornue polypropylène au noyau thermoplastique et à l'aluminium comme couche de métal de chaque côté du noyau un maximum de 5,37 kg/m . En outre, d'un point de vue pratique, TR doit être supérieur à 0 (thermoplastique seul) et inférieur à l'infini absolu (métal seul) en ce que les stratifiés, métal-matière thermoplastique- métal dans la
<EMI ID=100.1>
Dès que TR est déterminé, si une épaisseur est choisie
<EMI ID=101.1>
noyau thermoplastique, l'épaisseur pour la couche du compo� sant restant est aisément déterminée . On remarquera que dans le cas spécifique où les couches de métal ont des
<EMI ID=102.1>
définis ci-dessous, ne sont pas identiques), les épaisseurs relatives des couches de métal doivent être spécifiées dans le but de déterminer la valeur de YSm qui à son
tour est nécessaire dans le but de calculer TR à partir de TR(YS /TS ) comme il est illustré ci-dessous. Bien entendu,
<EMI ID=103.1>
de métal respectives arbitrairement désignées "i" et "ii" ) est connu , l'épaisseur nécessaire pour la couche de noyau
<EMI ID=104.1>
La façon selon laquelle les figures 1 et 2 (et 3
<EMI ID=105.1>
décrites ci-dessous sont utilisées pour établir les valeurs de TR(YSm/TSc) et donc de TR seul est de choisir des valeurs
<EMI ID=106.1>
proportionnées en fonction de l'utilisation envisagée. Par exemple, si l'application finale envisagée exige un
<EMI ID=107.1>
entre 0,15 à environ l'infini (ou simplement une valeur
d'au moins 0,15 ) serait indiquée par la figure 1. Si l'appli-
<EMI ID=108.1>
alors un TR(YSm/TSc) situé entre 0,065 et environ l'infini
(ou simplement au moins égal à 0,11) serait indiquée
<EMI ID=109.1>
pour l'application finale envisagée, en choisissant du polypropylène (HDT =60[deg.]C, Tmc = 170[deg.]C) comme couche de noyau thermoplastique partiellement cristallisée , la
<EMI ID=110.1> <EMI ID=111.1>
pour obtenir une valeur de 0,89. Cette variable HDT normalisée exigerait selon la figure 3 une valeur se situant entre 0,033 et environ l'infini ( ou de nouveau simplement <EMI ID=112.1> <EMI ID=113.1>
Les valeurs optimum pour TR(YS /TS ) pour un stratifié
c -1
<EMI ID=114.1>
de 158[deg.]C et une couche de noyau thermoplastique de polypropylène serait la région de chevauchement , à savoir entre 0,15 et environ l'infini(ou simplement une valeur d'au moins
<EMI ID=115.1>
<EMI ID=116.1>
déterminées dès que les couches de métal -- par exemple,
les
aluminium et plus précisément/composition spécifique (type) et épaisseur de 1 'aluminium -- sont spécifiés.
Etant donné que:TR(YS /TS ) = 0,15
<EMI ID=117.1>
Si, par exemple, pour l'aluminium 1100-0
<EMI ID=118.1>
<EMI ID=119.1>
Donc, TR doit avoir une valeur minimum d'au moins
<EMI ID=120.1>
<EMI ID=121.1>
tique. Un stratifié expérimental possédant les combinaisons spécifiées ci-dessus de propriétés avec TR ayant une valeur de 0,162 est décrit dans l'exemple 2.
<EMI ID=122.1>
resterait inchangée étant donné que dans ce cas la région de chevauchement pour TR(YSm/TSc) est identifiée uniquement par les valeurs indiquées dans la figure 1.
D'un autre côté si la région de chevauchement
<EMI ID=123.1>
partie par le domaine de valeur indiquée par la figure 3, la non-considération de HDT dans de tels cas aurait
<EMI ID=124.1>
N/m<2>) comme couchesde métal et un copolymère-bloc (HYTREL
4056, 11,7%) -poly(éthylène terephthalate) modifié (HDTc=
<EMI ID=125.1>
des figures 1, 2 et 3 indiquerait un domaine optimum entre 0,015 et 0,107, et donc un domaine de TR entre 0,0149 et 0,106. Un échantillon expérimental de tels stratifiés.
avec une valeur de TR de 0,047 est décrit dans 1 'exemple 96,
<EMI ID=126.1>
du chevauchement pour TR(YSm/TSc) déterminée depuis les figures 1 et 2 pour le stratifié décrit ci-dessus indiquerait un domaine optimum plus grand -- c'est-à-dire conforme a une rigidité minimum et les exigences d'épaisseurs de métal notées ci-dessus, une limite inférieure approchant 0 et une limite supérieure d'environ 0,114 -pour TR (YSm/TSc) . Ces valeurs a leur tour imposeraient un domaine de TR élargi de façon correspondant à savoir une limite inférieure approchant 0 et une limite supérieure d'environ 0,113 .
Il sera à noter que puisque les stratifiés selon l'invention comprennent deux couches de métal, une de chaque côté de la couche de noyau de matière thermoplastique , les couches de métal peuvent avoir soit la même soit des compositions différentes aussi longtemps que la combinaison des propriétés d'utilisation critiques et importantes soit obtenue. Des couches métalliques ayant des épaisseurs différentes peuvent également être utilisées si longtemps que de telles épaisseurs viennent dans les limites établies
<EMI ID=127.1>
métal et l'exigence de poids maximum de stratifiés obtenus et que la combinaison des propriétés critiques soit obtenue. Lorsque des couches métalliques ayant des compositions différentes et/ou des épaisseurs différentes sont utilisées, on préfère que certaines des propriétés importantes scient sensiblement équilibrées dans le but d'éviter,- des problè� mes telsque gondolement, etc. lorsque de tels
sont exposés à des variations de température. Pour autant que ça soit possible, les propriétés importantes des couches de métal doivent être équilibrées de telle façon que :
(a) CLTEi = CLTEii
(b) tiEi = tiiEii' et <EMI ID=128.1>
respectivement les coefficients de dilatation thermique linéaire , les épaisseurs, les modules élastiques, et les résistances au fluage des couches de métal respectives désignées arbitrairement par "i" et "ii". Cependant, d'une manière pratique, on préfère généralement que les deux couches de métal aient la même composition et la même épaisseur.
En un exemple où les couches de métal ayant des compositions différentes (et des épaisseurs différentes) sont
faible teneur en
employées -- une couche d'acier à /carbone C 1010 de 0,00508 cm d'épaisseur recuit et une couche d'aluminium 6061-0 de
<EMI ID=129.1> <EMI ID=130.1>
situant entre 0,0010 et 0,31 serait indiquéepar la figure 1. Si l'application finale envisagée exige également un CLTE�
<EMI ID=131.1>
indiquée par la figure 2.
Les valeurs optimum pour TR(YS /TS ) pour un strati-.
<EMI ID=132.1>
situeraient entre 0,043 et 0,31 , la région de chevauchement numérique pour les figures 1 et 2.
Les valeurs optimum pour TR seul peuvent aisément être déterminées étant donné, comme il a été noté ci-dessus,
être faible teneur en
<EMI ID=133.1>
106 N/m<2> avec un pourcentage d'allongement maximum de 5%) sont utilisés comme couches métalliques. Etant donné que :
<EMI ID=134.1>
<EMI ID=135.1>
<EMI ID=136.1>
Par conséquent,
<EMI ID=137.1>
et
<EMI ID=138.1>
Donc, TR doit se situer entre 0,0185 et 0,133 pour l'équilibre spécifié ci-dessus de IR,�et CLTE� pour un stratifié comprenant une feuille d'épaisseur de 0,005GB cm
à faible teneur- en
<EMI ID=139.1>
est décrit dans l'exemple 156.
<EMI ID=140.1>
à leur tour mesurés depuis le côté aluminium pour le strati-
<EMI ID=141.1> <EMI ID=142.1>
exigeraient un domaine de valeurs de TR(YS /TS ) entre 0,020 et 0,33 , et environ 0,023 et l'infini comme il est indiqué , respectivement par les figures 1 et 2, l'intervalle 0,023 à 0,33 définissant la région de chevauchement numérique. Les valeurs pour TR seul se situeraient par conséquent entre 0,00989 et environ 0,142 lequel domaine s'adapte parfaitement à la valeur TR de 0,0654 pour le stratifié décrit dans l'exemple 156.
3. Autres propriétés importantes
En plus des Propriétés critiques ci-dessus pour la
la plupart
construction,/des stratifiés dans les limites de la présente invention doivent également avoir une excellente déformabilité aux températures élevées, une très bonne ductilité
et une capacité élevée d'absorption d'énergie.
Une excellente déformabilité est une propriété nécessaire pour les stratifiés qui doivent être transformés
<EMI ID=143.1>
à-dire soumis à des opérations ultérieures de mise en forme. Une excellente déformabilité et une très bonne ductilité
des stratifiés métal-matière thermoplastique - métal préparés à partir dé couches de métal ductile et d'une couche de noyau de matière thermoplastique ductile gara�nt que de tels stratifiés peuvent être transformés en un grand nombre de formes-- depuis des formes légèrement courbées jusqu'à des formes embouties -- sans rupture.
Les expressions " ductile" et "ductilité" employées
<EMI ID=144.1>
de métal et d'un noyau de matière thermoplastique et les stratifiés, dans les limites de la présente invention se réfèrent à ces matériaux ayant un allongement à la traction jusqu'à rupture d'au moins 10% mesuré selon le procédé ASTM D638-72 pour les matières piastres.
La mise en forme (ou , plus exactement la mise en forme ultérieure) du stratifié peut aisément être obtenue selon les procédés de ces spécialistes en la matière,
Un de ces procédés utilisable ici consiste à soumettre le stratifié à des pressions à température élevée, c'est-à-dire'une température qui est suffisamment élevée pour ramollir la couche de noyau de matière thermoplastique et permettre la mise en oeuvre d'une opération de mise en forme sans dêlamination simultanée, affaiblissement des couches de métal et/ou de la couche de noyau de matière thermoplastique, etc. Pour la plupart des stratifié de la présente invention, l'opération de mise en
<EMI ID=145.1>
évitée étant donné que la plupart des feuilletés dans
les limites de la présente invention ne sont pas déformables à froid pour de telles températures, Selon la présente invention les stratifiés ne sont pas prévus pour être
<EMI ID=146.1>
te , le rendement dans un test d' emboutissage est
faible et/ou le degré de flexion est faible et/ou le rendement dans le test d'Olsen est pauvre, ces essais étant décrits ci-après. En outre, un avantage supplémentaire pour la mise en oeuvre de l'opération de irise en forme
aix températures élevées est que de telles températures habituellement détruiront la mémoire du stratifié à
<EMI ID=147.1>
récupérer sa forme droite et/ou applatie après libération
de la pression de mise en forme. Cette perte de mémoire est maintenue jusqu'à à peu près les températures de mise en forme originales et pour certains stratifiés à des températures même supérieures. Par conséquent, aux températures élevées les stratifiés de la présente invention préparés par exemple à partir des couches
<EMI ID=148.1>
ductile sont déformables en structure conservant leur forme de façon permanante.
Une usure importante de la déformabilité des stratifiés de la présenté invention peut être obtenue au moyen d'un test d'emboutissage, dont les conditions typiques sont données dans le tableau ci-dessous. Dans cet essai, une feuille plane, circulaire de stratifiés est forcée dans une matrice femelle au moyen d'une estampe mâle pour former
une coupe Un emboutissage avec succès avec un rapport d'emboutissage élevé, (rapport du diamètre de l'ébauche
au diamètre de l'estampe) est souhaitable. Des rapports d'emboutissage comparables à ceux obtenus pour emboutir
un acier de qualité ayant une rigidité équivalente sont préférés Des valeurs qui sont de 50 % inférieures à cet acier sont acceptables pour de nombreuse applications
mais des valeurs beaucoup plus faibles que celles-ci seraient considérées comme insuffisantes. Par exemple, comme il est montré dans le tableau suivant, un très bon rapport d'emboutissage entre 2,0 et 2,31 est obtenu avec des stratifiés aluminium /nylon 6,6 /aluminium ou aluminium/ copolymère bloc polyester-polyéther modifié PET/aluminium lorsque les essais sont mis en oeuvre à des températures entre 80[deg.] C et 200[deg.]C. Ce rapport est comparable aux valeurs de 2,4 pour emboutir l'acier de qualité et , dans certains cas, meilleur que la valeur de 2,1 pour emboutir un aluminium de qualité. Des stratifiés qui comprennent
un noyau de nylon 6,6 et des couches de métal en acier
au carbone à faible teneur en carbone ductiles ont été trouvés comme se comportant convenablement dans l'essai d'emboutissage aux conditions ambiantes.
Il doit cependant être remarqué que les rapports d'emboutissage indiqués dans le tableau ci-dessous n'ont pas de valeurs limites, et par conséquent, même des rapports d'emboutissage plus élevés pour de tels stratifiés sont envisagés.
<EMI ID=149.1>
a Estampe polie
b Estampe lisse
Une autre mesure importante de la déformabilité
des stratifiés est leur degré de flexion sans rupture.
Le degré de flexion pouvant être obtenu par la plupart
des stratifiées selon l'invention sans rupture est extrêmement pauvre aux températures ambiantes et dans de nombreux
cas ne conviendrait pas pour toutes les applications exigeant une simple flexion autour d'un rayon même assez large. La flexion est en général considérée comme
faible si le stratifié ne résiste pas à une flexion de
90[deg.] autour d'un rayon de 2 fois l'épaisseur du stratifié.
<EMI ID=150.1>
aisément être pliés , sans rupture autour d'un rayon suffisamment petit pour de nombreuses applications.
Il doit cependant être noté que certains stratifiés dans les limites de la présente invention présentent une bonne capacité de flexion à température ambiante, par exemple, les stratifiés qui avaient un noyau de nylon de 6,6 et des couches de métal d'acier à faible teneur de carbone ductile. Il doit cependant être entendu que d'autres stratifiés dans les limites de la présente invention se comportent également
bien aux essais de flexion aux conditions ambiantes. Un
autre essai de mesure de la déformabilité est l'essai de déviation avec estampe sphérique tel que le test d'Olsen
qui implique seulement un étirage (pas d'emboutissage) et où une feuille ou échantillon de stratifiés est fixée fermement dans une matrice annulaire et déformée par étirage jusqu'à rupture (première apparition de fissure) au moyen d'une estampe hémisphérique sous des conditions typiquement indiquées dans le tableau ci-dessous. Une mesure de la performance est le rapport de déformation (rapport de la profondeur de pénétration de l'estampe au diamètre de l'estanpe ), un rapport élevé étant souhaitable. En utilisant
cet essai avec des faibles vitesses de déformation et des températures ambiantes, d'excellents rapports de déformation entre 0,300 et 0,400 ont été obtenus pour les stratifiés de la présente invention par exemple, des strati-! fiés qui comprenaient un noyau de nylon 6,6 et des couches
de métal d'acier en faible teneur en carbone ductile et d'autres stratifiés comme il est montré dans le tableau ci-dessous. Ces valeurs sont comparables à (et dans de nombreux cas meilleurs que) les valeurs obtenues pour l'aluminium et l'acier. Des rapports même plus faibles
que 0,300, par exemple aussi faibles que 0,150, sont acceptables pour certaines applications mais des valeurs beaucoup plus faibles que celles-ci seraient considérées comme médiocre dans cet essai.
<EMI ID=151.1>
Etant donné qu'un emboutissage et une flexion
avec succès de la plupart des stratifiés de la présente invention semblent exiger l'utilisation de températures élevées, il est finalement avantageux pour la plupart des stratifiés de mettre en oeuvre l'opération de déforma-
tion aux températures élevées, en particulier pour la plupart des stratifiés qui doivent être soumis aux conditions de températures élevées ultérieures pour être déformés et obtenir leur forme souhaitée. Et, comme il est noté ci-dessus, des températures des stratifiés entre 80[deg.]C et 200[deg.]C sont généralement convenable pour la mise en oeuvre des opérations de mise ne forme.
Il sera évident bien entendu que les stratifiés
de la présente invention, lorsqu'ils sont considérés par rapport à la combinaison des propriétés critiques qu'ils possèdent aussi bien que de l'excellente déformabilité indiquée dans la plupart des cas par le rapport élevé d'emboutissage, les propriétés de flexion et d'étirage obtenues au cours des essais d'emboutissage, de flexion et d'étirage constituent des avantages évidents par rapport aux stratifiés connus et autres panneaux de construction utilisés comme panneaux de construction. Par comparaison
avec les métaux eux-mêmes, la combinaison des propriétés d'utilisation critiques et importantes -- faible
coefficient de dilatation thermique linéaire, faible
rapport inélastique, excellente rigidité à la flexion faible poids et excellente déformabilité dans la plupart
des cas rendent les feuilles même plus souhaitables pour être utilisées comme panneaux de construction.
De très bonnes ductilités aux températures ambiantes sont obtenues pour les stratifiés de l'invention, lorsqu'à la fois les couches de métaux et le noyau de j matière thermoplastique sont dans un état ductile. Il sera ; admis que, bien qu'il soit possible d'employer des formes non-
<EMI ID=152.1>
sistance à la flexion plus élevée et à module de flexion plus élevé sont obtenus, la déformabilité discutée ci-dessus est sensiHement réduite.Cependant, lorsque des structures mises en forme ne sont pas néces-
sont
saires ou souhaitées,et que des structures sensiblement planes/ nécessaire:) des formes non-ductiles de métaux convenables peuvent être utilisées. La mesure de ductilité des feuilles peut être obtenue par b-test d'Olsen. D'autres mesures de la ductilité sont l'allongement à la traction qui est mesuré selon le test ASTM D682-72 pour les matières plastiques, et la
<EMI ID=153.1>
du test de Gardner de mesure de la résistance auxchocs.
Dans le test de Gardner, une feuille d'échantillon
d'au moins 5,08 cm fois 5,08 cm de surface est disposée
sur une surface horizontale plane d'une lourde enclume
en acier. L'échantillon est centré sur une cavité cylindrique verticale (3,18 cm de diamètre intérieur). Une estampe
en acier poli légère de 1,59 cm de diamètre à sommet hémisphérique est disposée sur le centre supérieur de l'échantillon. Un marteau de 1,82 kg est laissé tomber d'une hauteur choisie sur l'estampe, soumettant ainsi l'échantillon
à une énergie d'impact en N-m déterminée. par le produit du poids du marteau et sa hauteur initiale en cm, Chaque échantillon de stratifié était heurté seulement une ibis
et la formation d'une fissure d'un côté ou de l'autre de l'échantillon est considérée comme une rupture pour ce choc particulier. L'éssai exige habituellement un nombre relativement grand d'échantillons(habituellement au moins 10 à 16 pour chaque essai), et la hauteur maximum à laquelle plus
de la moitié de l'échantillon résiste sans rupture est utilisée pour calculer la résistance aux chocs de Gardner (GIS)
+ 0,226 N-m . Pour ces mesures, on a déterminé que les feuilles ductiles de la. présente invention ayant
<EMI ID=154.1>
aux énergies d'impact jusqu'à au moins 18,08 N-m et présentent des bosses sensiblement plus petites pour ces impacts que les panneaux d'acier de 0,0813 cm d'épaisseur. Des résultats similaires sont également obtenus avec des panneaux d'aluminium. Donc, les stratifiés de métal-matière thermoplastique -métal possèdent également une bonne capacité d'absorption d'énergie en ce qu'ils sont capables d'absorber des forces d'impact élevées avec peu, s'il y en a, de bosses et, comme caractéristique supplémentaire, lorsqu'il y a des bosses, elles peuvent aisément être traitées au marteau sans aucun dommage.
La capacité des stratifiés selon l'invention
de résister à une exposition aux intempéries sans détérioration de l'adhérence métal-matière thermoplastique
<EMI ID=155.1>
de propriétés critiques est une autre propriété valable.
Il sera évident bien entendu que des couches de métal,
de l'acier non protégé etc, , se corroderont après de longues expositions continues aux intempéries. Cependant, l'adhérence entre les couches de métal et la couche de
noyau de matière thermoplastique résiste à de telles intempéries, en particulier dans ces cas où l'adhérence initiale du métal-matière thermoplastique est très bonne.
Peu ou pas de perte d'adhérence ne se produit avec
des stratifiés d'aluminium-nylon-aluminium après un mois dans de l'eau bouillante. En outre, les stratifiés d'aluminium-nylon-aluminium ne montrent aucune perte d'adhérence après 13 mois dans l'eau, ou après 11 mois dans des solutions aqueuses saturées de chlorure de calcium et de chlorure
de sodium à température ambiante.
<EMI ID=156.1>
des stratifiés ayant une adhérence initiale relativement faible métal à matière thermoplastique (bien qu'ayant une résistance d'ahérence supérieure à 1,75 x 10<3> N/m ) ainsi qu'il est noté ci-dessous sont plus susceptibles de subir une détérioration partielle de l'adhérence comme il est
mis en évidence par une chuta de la résistance d'adhérence. Par exemple, des stratifiés d'aluminium - HDPE-aluminium ayant une résistance d'adhérence initiale relativement faible montre une chute d'environ 50% de cette résistance après plus de 12 mois dans l'eau aux températures ambiantes. L'adhérence métal-matière thermoplastique cependant reste suffisante pour satisfaire la combinaison de propriétés critiques nécessaire et discutée ci-dessus.
La résistance d'adhérence des couches de stratifiés selon l'invention n'est pas aussi critique et peut varier dans de grands domaines. Il n'y a pas de limites supérieures particulièresde cette résistance étant donné que pour les applications de construction envisagées, plus l'adhérence est forte et plus le stratifié convient généralement,
en particulier pour les opérations ultérieures de mise en for-, me. Une limite inférieure de la résistance d'adhérence pour les composants métal-noyau de matière thermoplastique est cependant beaucoup plus importante et elle doit être
<EMI ID=157.1>
49.
Il sera évident , qu'en plus de chacune des propriétés énumérée et discutée ci-dessus , les stratifiés métal-matière thermoplastique -métal possèdent des surfaces métalliques lisses. Cependant, parmi les métaux indiqués ci-dessus comme convenant, certaines des surfaces -- par exemple acier, fer etc. se cordent après l'exposition continue aux intempéries, et il est très avantageux qu'on puisse appliquer facilement une couche protectrice superficielle à ces surfaces métalliques ayant tendance à
se corroder et de cuire ces couches protectrices de façon
à augmenter la résistance et la dureté du revêtement et ensuite son adhérence à la surface du métal.
Donc, les stratifiés mis en forme aussi bien que sensiblement plats, sont aisément protégés en appliquant des couches protectrices métalliques habituelles à au moins une des surfaces métalliques et en durcissant cette couche aux températures élevées. Par exemple, étant donné que
le., revêtement protecteur le plus commun est la peinture, les surfaces métalliques peuvent aisément recevoir une couche primaire et ensuite une couche de peinture. La peinture peut être cuite aux températures élevées,
sans que les stratifiés ne subissent une distorsion,
en particulier lorsque le noyau de matière thermoplastique
<EMI ID=158.1>
que amorphe) comme discutées ci-dessus;sont utilisées. Par exemple, en ce qui concerne les automobiles. , la cuisson de la peinture est souvent mise en oeuvre à des températures aussi élevées que 325[deg.]C. Le stratifié mis en peinture est ensuite refroidi aux températures ambiantes.
Il sera admis cependant que la température réelle utilisée
<EMI ID=159.1>
<EMI ID=160.1>
réelle employée, quelle soit faible ou élevée, il est envisagé que le revêtement protecteur sera durci à. une température appropriée aisément déterminée par ces spécialistes en la matière.
Les stratifiés selon l'invention, lorsqu'ils sont utilisés sous des conditions où des températures éle-
<EMI ID=161.1>
des propriétés critiques et importantes ainsi que d'autres propriétés souhaitables décrites ci-dessus, avoir une tempé= rature de distorsion élevée dans le but de survivre à ces conditions sans gondolement ou applatissement (s'il sagit
<EMI ID=162.1>
des stratifiés sont utilisés comme panneaux de construc- tion pour des applications pour véhicules automoteurs,
<EMI ID=163.1>
existantes dans des fours de cuisson de peinture -- au moins
cas
135[deg.]C, Dans un tel/, une température de distorsion élevée ;
(HDT� ) d'au moins 1350C est nécessaire, 163[deg.]C étant préfé- :
<EMI ID=164.1>
même aux températures élevées existant dans de nombreux fours de cuisson de peinture,
Dans ces cas où une température de distorsion
est
<EMI ID=165.1>
de noyau de matière thermoplastique doit avoir soit un point :
<EMI ID=166.1>
la ' température de distorsion thermique souhaitée.
Par exemple, pour des applications pour véhicule automo- teur lorsqu'une température de distorsion thermique
<EMI ID=167.1>
être au moins égale à 135[deg.]C. Il-sera noté que bien que seulement ces polymères qui sont partiellement cristallins
<EMI ID=168.1>
présente invention (discutées ci-après) ont une température de transition du verre suffisamment élevée pour permettre de réaliser des stratifiés ayant des températures de distorsion très élevées, il est préférable dans de tels cas d'employer! des matières thermoplastiques partiellement cristallines ayant des points de fusion suffisamment élevées.
Le point de fusion des matières thermoplastiques
<EMI ID=169.1>
sont soumises soit à la température à laquelle la fusion apparente est maximum soit à la température à laquelle au moins des traces de fusion sont détectées, cette dernière étant préférée dans le cas où la différence entre les deux est sensible , par exemple supérieure à 10[deg.]C.
L'expression "partiellement cristalline" est employée
<EMI ID=170.1>
dont au moins 40% en poids sont des polymères thermoplastiques organiques, avec au moins 50% en poids de polymères , thermoplastiques organique étant des chaînes de polymères ou des segments de chaînes ayant un degré de cristallinité
( DC) supérieur à 15%. Le degré de cristallinité est spécifié par la formule suivante:
<EMI ID=171.1>
où:
d est la densité des chaînes des polymères ou de segments de chaînes des polymères partiellement cristallisés dans la partie des polymères organiques de la composition;
<EMI ID=172.1>
l'exception des fractions de volume substantielles d'autres
de
modificateurs/polymères organiques non cristallisables
ou de phases de charges inorganiques que les compositions' du noyau thermoplastique pourraient contenir.
<EMI ID=173.1>
des chaînes de polymères ou de segments de chaînes de polymè-
<EMI ID=174.1>
re organique de la composition thermoplatique partiellement cristallisée à 23[deg.]C , et
<EMI ID=175.1>
des chaînes ou segments de chaînes des polymères partiellement
\ cristallisées de la partie polymère organique de la compo-
<EMI ID=176.1>
des paramètres du réseau cristallin obtenus par des mesures de diffraction aux rayons X à grand angle. La valeur
<EMI ID=177.1>
tillons trempés ne présentant aucun degré apparent
de cristallinité par diffraction aux rayons X ou mesure calorimétrique de balayage différentiel,. Selon une autre
<EMI ID=178.1>
extrapola tien de la dépendance de la densité des échantillons partiellement cristallisés du polymère organique avec des valeurs connues finies de degré apparent de cristallinité
<EMI ID=179.1>
<EMI ID=180.1>
diffracté et dispersé selon des grande angles à la fois
par des cristallites polymères et les parties de polymères amorphes ou par des mesures calorimétriques de balayage différentiel de la chaleur latente dé fusion,de sorte que le,
<EMI ID=181.1>
la chaleur de fusion mesurée est une valeur estimée fixe pour le cristal polymère parfait.
D'une manière similaire et pour des raisons notées ci-dessus, pour un matériau de couche de noyau de matière thermoplastique, lorsqu'une température de distorsion
<EMI ID=182.1>
couchesde métal (discutée ci-dessous ) doivent avoir un point de fusion supérieur à la température la plus
<EMI ID=183.1>
on se base pour obtenir la température de distorsion thermi- que souhaitée. C'est-à-dire, lorsque la couche de noyau thermoplastique est partiellement cristalline et a une tempé-
<EMI ID=184.1>
alors les couches de métal doivent avoir des points de fusion supérieurs à Tm de la couche de noyau de matière thermoplastique. Similairement, lorsque la matière thermoplastique de la couche de noyau est amorphe mais a une température Tgc suffisamment élevée pour obtenir le HDT� souhaité, les couches de métal doivent avoir des peints
<EMI ID=185.1>
thermoplastique.
Il a été surprenant et inattendu de constater que la température de distorsion thermique des stratifiés
<EMI ID=186.1>
cher celle du point de fusion des matériaux partiellement cristallins du noyau de matière thermoplastique. Par conséquent, les températures de distorsion. thermique des stratifiés peuvent dépasser celles du matériau du noyau' de matière thermoplastique de plusieurs centaines de degrés lorsqu'on utilise des matières thermoplastiques partiellement cristallines comme couche de noyau thermoplastique.
Par exemple, un stratifié (exemple 24 ) comprenant deux couches d'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm et une couche de noyau de nylon 6,6 de 0,295 cm d'épaisseur interpose entre les couches de métal et adhérant à celles-ci, avait une température de distorsion thermique de 228[deg.]C par comparaison
<EMI ID=187.1>
stabilité desdimensionssous des contraintes aux températures élevées est par conséquent une caractéristique hautement souhaitable pour le stratifié, en particulier lorsque des couches de noyau de matière thermoplastique ayant soit un
<EMI ID=188.1>
On notera cependant que l'augmentation remarquable
de la température de distorsion thermique montrée par les stratifiés comprenant des couches de noyau de matière thermoplastique partielllement cristallines par rapport
aux couches de noyau de matière thermoplastique seule n'est pas montrée par des stratifiés similaires comprenant une couche de noyau de matière thermoplastique amorphe. Par exemple, un stratifié (exemple 92) comprenant deux couches d'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur et
une couche noyau de PET (polyéthylène térephthalate) de
<EMI ID=189.1>
38%(c'est-à-dire partiellement cristalline) disposée entre <EMI ID=190.1>
température de distorsion thermique de 240[deg.]C par comparaison à seulement 89[deg.]C pour le PET seul, soit une augmentation de
<EMI ID=191.1>
comprenant deux couches d'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur et une couche de PET amorphe de 0,168 cm d'épais! seur comme noyau thermoplastique avait me température de distorsion thermique de seulement 79[deg.]C par comparaison à
68[deg.]C pour le PET amorphe seul, soit une augmentation de seulement 11 [deg.]C.
La tempréature de distorsion thermique , également connue sous le nom de température de déformation sous une charge de flexion , est mesurée selon une modification spécifique de test ASTM D 648-72 pour les matières plastiques. Dans cette modification, la largeur de l'échantillon de feuille�b�est de 2,22 cm , la longueur de 7,62 cm ,
<EMI ID=192.1>
4. Matériaux constituant les stratifiés.
Les matériaux utiles comme couche de noyau thermoplastique pour la présente invention ne sont pas critiques. Cependant de telles matières thermoplastiques doivent nécessairement posséder des propriétés et caractéristiques qui donneront des stratifiés ayant une combinaison améliorée; des propriétés d'utilisation considérées comme importantes et critiques pour les applications de construction demandées. Une telle combinaison importante et critique de propriétés:
ainsi qu'il a été noté ci-dessus comporte parmi d'autres, un coefficient de dilatation thermique linéaire inférieur
<EMI ID=193.1>
et une rigidité à la flexion d'au moins 52,53 x 10<3>N/m .
Des exemples de classes de matières thermoplastiques convenant pour la présente invention sont les polymères thermoplastiques à base d' acétal- , acrylique, amide , arylène sulfure , arylène sulfone , arylène carbonate , cellulosique,:
ester , imide , oléfine , styrénique, et vinyliqu e .
Des exemples de matières thermoplastiques à base d'acé- tate sont les polyvinyl butyral, polyformaldéhyde, polyace- taldéhyde, copolymers et terpolymers de celui-ci, copolymères blocs et modifications gref fées de caoutchouc.
<EMI ID=194.1>
divers nylons, nylon 6 ou poly(� -caprolactam) ou poly(imino� 1-oxohexaméthylène), nylon 12 ou poly(lauryl lactam) ou poly
<EMI ID=195.1>
ne), nylon 6,6 ou poly (hexaméthylène adipamide) ou poly
(imino-adipoylimino-hexaméthylène), nylon 6,10 ou poly (hexa-
<EMI ID=196.1>
poly (hexaméthylènedodécanoamide) ou poly (iminohexaméthylè- neiminododécanédioyl), copolymères, terpolymère� copolymères blocs et copolymères greffés de ceux-ci et de nombreux nylons' partiellement aromatiques (PARNs).
On obtient les PARNs lorsqu' un reste aromatique ou unité aromatique est remplacé en entier ou partiellement
par un reste ou unité aliphatique dans un polymère de nylon aliphatique. Par exemple,la substitution de la totalité
<EMI ID=197.1>
d'acide isophthalique (IA, ou m -HOOC -C6-H5-COOH)
donnent des PARNs convenables qui sont les nylons 6,TA- co6, IA ou poly(hexaméthylène tere-co-isophthalamides) ou
(poly-iminohexaméthylèneiminoterephthaloyl-co-isophthaloyls). D'autres PARNs convenables sont des nylons 6,6 -co-6, TA, les nylons 6,6 -co-6,IA, les nylons 6,6-co-6,TA-co-6,IA, et d'autres PARNs similaires, y compris les PARNs ou certains ou la totalité des groupements diamines ont un caractère !
i aromatique et ceux contenant des groupements de lactaire tels que les nylons 6-co-6,6-co -6-TA.
D'autres matières thermoplastiques à base d'amide convenable sont les nylons cristallins et amorphes avec des groupements diamine aliphatiquesou cycloaliphatiquesà chaîne
<EMI ID=198.1>
plastiques à base d'amide sont des mélanges de polyamides
(nylons) et de copolymères blocset gréffés. Des exemples
de ces mélanges de nylon 6 avec du nylon 6-nolymère bloc
(d'oxydé tétraméthylène) (nylon 6-polymère bloc (butylène oxyde)), nylon 6,6 avec nylon 6 polymère bloc (oxyde de <EMI ID=199.1> <EMI ID=200.1>
nylon 6,6 avec du nylon 6 polymère bloc (oxyde de propylène) , nylon 6,6 avec polymère d'acrylate de butyle -greffé de nylon 6,6 et de nombreux d'autres mélanges. De tels matériaux peuvent présenter une faible sensibilité d'entaille et une résistance élevée et une bonne résistance aux chocs même
aux faibles températures.
Des exemples de matières thermoplastiques à base d'esters convenables sont les poly(alkylène terephthalates) ayant
des groupements alkylènes avec jusqu'à deux à dix atomes
<EMI ID=201.1>
poly (butylène terephthalate), ou poly (tétraméthylène terephthalate),poly (décaméthylène terephthalate), poly
(1,4 -cyclohexyl-diméthylol terephtahalate), et de nombreux poly(alkylène terephthalates)similaires et poly(alkylène isophthalates) des copolymères et terpolymères et des copolymères blocs et des modifications greffées de caoutchouc.
Des exemples de matières thermoplastiques à base d'arylène éther sont les poly-(2,6 -diméthylphénylène oxydé),
<EMI ID=202.1>
(SAN) , copolymères acrylonitrile butadiène-styrène (ABS)
ou des résines , et des copolymères blocs et des modifications greffées de caoutchouc.
Les matières thermoplastiques à base d'arylène sulfure sont par exemple les poly(phényl sulfure).
Des exemples de matières thermoplastiques à base
<EMI ID=203.1> phénylène sulfonyl -1,4 phénylène) ou simplement polyéther sulfone, et des copolymères blocs et des modifications greffées de caoutchouc.
Les matières thermoplastiques cellulosiques sont
par exemple l'acétate de cellulose, le propionate de cellulose, le butyrate de cellulose, et l'acétate-butyrate de cellulose.
Des exemples de matière thermoplastique à base d'imide sont les poly(N-méthylmaléimide), d 'autres poly(N-alkylène' maléimides), des copolymères et des terpolymères de ceux-ci, et des copolymères blocs et des modifications greffées de caoutchouc, et des polyimides et des copoly(imide/amides)du dianhydride pyromelletique et m-phénylène diamine et autres polyarylène imides similaires et copoly(arylène imide/amides).
Des exemples de matières thermoplastique à base d'oléi
<EMI ID=204.1>
supérieure à 0,944 g/cm<3>, les polyéthylènes de faible densité
(LDPE),densité maximum 0,944g/cm<3>,polypropylènes, poyl(l-butëne), poly(3-méthyl-butène), poly-(4-méthyl-pentène), multipolymères dérivés de ces monomères correspondants, copolymè� res blocs et modifications de caoutchouc. Bien que la pré- sente invention exclut les stratifiés qui ont un noyau de
<EMI ID=205.1>
élevée et de l'aluminium appliqué des deux côtés de ce noyau, il doit être bien compris que des telles exclusions s'appli� quent seulement aux homopolymères et non aux multipolymères dérivés du monomère correspondant ou copolymère bloc ou autres modifications, par exemple, les modifications de caoutchouc et des modifications avec charge qui sont décri- tes ci-dessous. Similairement, dans les revendications la limitation de poids spécifique des stratifiés comprenant
un noyau de polypropylène et des couches de métal d'aluminium des deux côtés du noyau s'applique seulement aux homopolymères.
Les matières thermoplastiques à base de vinyle sont par exemple le chlorure de polyvinyle (PVC), les copolymè- res et terpolymères, les copolymères blocs, les modifications renforcées de caoutchouc greffé, et des modifications de résine ABS de ceux-ci.
Des matières thermoplastiques à base de styrène convenables sont, par exemple, les copolymères contenant des groupements fonctionnels polaires tels que les poly(styrèneco-acrylonitrile) (SAN) et des modifications greffées de
<EMI ID=206.1>
cations sont des résines ABS.
Les matières thermoplastiques peuvent être modifiées par des charges, des agents de renforcement, des plastifiants, des stabilisateurs, des ignifuges, et d'autres modificateurs de polymères bien connus dans la technique, dans le
but de changer leurs propriétés et ainsi élargir la portée
de leur applicabilité. Une de ces modifications consiste
à renforcer les matières thermoplastiques de charges miné- raleset/ou organiqueset de fibres qui peuvent avoir été traités par des agents favorisant l'adhérence ou des
agents de couplage capables d'augmenter l'adhérence
des charges et des fibres aux molécules de la matrice de matière thermoplastique. Un grand nombre de composés
<EMI ID=207.1>
particulièrement capables de réaliser le travail d'améliorer l'adhérence entre les matières thermoplastiques et les charges minérales et les fibres de verre, créant ainsi un effet synergique par comparaison aux charge et fibres nontraitées.
Des charges minérales préférées sont le quartz,
à grains de petitesdimensions. la wollastonite, le feldspar,
<EMI ID=208.1>
ces charges minérales lorsqu'elles sont utilisées, peut varier depuis de très petites quantités depuis 1 à 2 % en poids jusqu'à 50% en poids ou même davantage,avec les concentrations entre 20 et 45% en poids étant préférées.
<EMI ID=209.1>
sont les fibres de verre et autres fibres à haute performance
<EMI ID=210.1>
'de "
fibres aromatiques%polyamides des fibres de titanate de potassium etc. On remarquera que,bien que de telles fibres de performance élevée et haut module -- fibre de verre par exemple-- améliorent^ résistance et le module de flexion des; matières thermoplastiques utilisées, dis produisent également une diminution de la résistance multiaxiale aux chocs. Malgré ce désavantage apparent cependant, des concentrations!
<EMI ID=211.1>
que 33% en poids) peuvent être avantageusement utilisées
si on désire améliorer certaines propriétés.
Les métaux qui sont utiles pour la présente invention se situent dans un domaine relativement large. Chaque couche de métal doit cependant avoir une épaisseur minimum d'au moins 0,0127 cm . En outre, pour certaines applications spécifiques de tels métaux ,de préférence/doivent posséder certaines autres propriétés. Ces propriétés sont : a) les métaux, lorsqu'une température de distorsion thermique élevée est souhaitée pour le stratifié, doivent avoir un point de fusion supérieur au point de fusion où à la température de transition duverrela plus élevée de la couche de noyau de matière thermoplastique , en fonction de celle qui est employée pour désigner la température de distorsion thermique souhaitée. b) les métaux doivent avoir une résistance au fluage <EMI ID=212.1>
N/m<2> à des températures supérieures à la température la
<EMI ID=213.1>
sensiblement selon le test ASTM D 638-72 discuté précédemment, c) les métaux doivent avoir un module d'élasticité <EMI ID=214.1>
ambiantes déterminées également selon le test précédemment ; mentionné de ASTM D 638-72 et d) les métaux doivent être ductiles, particulièrement lorsqu'on désire que des stratifiés, résultants doivent être soumis à des opérations ultérieures de mise en forme.
<EMI ID=215.1>
ceux permettant d'obtenir des stratifiés possédant une combinaison critique et importante de propriétés telles
que coefficient de- dilatation linéaire inférieur à 63 x 10
<EMI ID=216.1>
à la flexion d'au moins 52,53 x 10<3> N/m et un poids inférieur à 9,76 kg/m <2> peuvent être soit ferreux soit non ferreux. Des exemples de métaux ferreux sont les
aciers, en particulier les aciers à faible teneur en carbone, les aciers inoxydables, le fer galvanisé, etc. Les métaux non ferreux sont par exemple l'aluminium, le magnésium,
le zinc, l'étain, le nickel, le titane, le cuivre , le cobalt, le beryllium, et les alliages de chacun de ces métaux tels que différents laiton;et bronzes.
La couche de matière thermoplastique et les couches
de métal sont uniformément et fermement liées ensemble pour.' former lesstratifiés . Si on le désire, un agent adhérant
1 convenable parmi ceux cités ci-dessous peut être utilisé pour faciliter la formation des stratifiés possédant les propriétés critiques discutées en détails ci-dessus.
On remarquera que bien que l'utilisation d'agent d'adhérence pour les stratifiés n'est pas essentielle,
en général on préfère utiliser un tel agent pour garantir une bonne adhérence métal-matière thermoplastique. Par exemple une résistance d'adhérence d'au moins 1,75 x 10<3> N/m est généralement convenable. Il sera évident cependant
<EMI ID=217.1>
stique sont préférées.
Les agents d'adhérence lorsqu'ils sont utilisés, qui conviennent pour fixer les couches de métal au noyau de matière thermoplastique pour obtenir une adhérence convena- ble des couches de métal à ce noyau ne sont pas critiques.
De tels agents sont par exemple les organosilanes ou des agents de couplage.
Des exemples des classes convenables d'organosilanes ,
<EMI ID=218.1>
silanes, le glycidoxy-alkylthrialkoxysilanes, les méthacrylo�alkyltrialkoxysilanes et des mélanges de ceux-ci. Parmi ces
<EMI ID=219.1>
triméthoxysilane, gamma-glycidoxypropyltriméthoxysilane,
et gamma-méthacryloxypropyltriméthoxysilane. Ces composés sont disponibles dans le commerce chez Union Carbide Corporation New York, New York 10017 sous les désignations A-1100 silane,! A-1120 silane, A-186 silane, A-187 silane, et A-174 silane respectivement. Les composés gamma-glycidoxypropyl-
<EMI ID=220.1>
triméthoxysilane sont également disponibles dans le commerce
<EMI ID=221.1>
désignations Z6040 silane, Z6020 silane, respectivement.
De tels agents de couplage à base de silane peuvent être utilisés sous forme de solutions alcooliques, de solutions aqueuses alcooliques,ou simplement de solutions aqueuses. La concentration de ces solutions de silane typiquement située entre 0,01 % et 1,0% en poids.
D 'autres agents favorisant l'adhérence peuvent également être utilisés. Des exemples de tels agents favorisant l'adhérence sont des adhésirs tels que caoutchouc de nitrile-
<EMI ID=222.1>
<EMI ID=223.1>
amides, polyesters à point de fusion élevé, polyesters
à point de fusion élevé réticulés par des polyisocyanates, caoutchouc de styrène modifié de polyisobutylène -butadiène, uréthanes, copolymères éthylène-acide acrylique, copolymères
<EMI ID=224.1>
Parmi les agents favorisant l'adhérence indiqués ci-dessus, les organosilanes sont préférés en ce que l'adhérence métal-matière thermoplastique est en général plus forte ,
et résiste mieux à une détérioration ou rupture.
De nombreuses techniques utilisant ces agents favorisant l'adhérence de façon à garantir l'adhérence nécessaire pour la couche de métal - couche de noyau de matière thermoplastique sont convenables. Une telle technique donne des résultats exceptionnelles lorsque les couches de métal sont de l'aluminium et que la couche de noyau de matière thermoplastique est un nylon, un copolymère de nylon,
un terpolymère de nylon, un poly(éthylène terephthalate) ou une modification. Un procédé employé par exemple pour fabriquer les stratifiés de façon à garantir une bonne adhérence métal-matière thermoplastique peut être décrit comme suit
avec de l'aluminium et du nylon 6,6 employéscomme couche de métal et couche de matière thermoplastique respectivement. Les couches d'aluminium sont d'abord soumises à une opération de dégraissage pour éliminer toute graisse et poussière
de leur surface (bien qu'un tel dégraissage puisse ne pas
être nécessaire, et par conséquent peut être omis lorsque le métal est déjà libre de tout contamination ) . Par exemple,
le lavage de la surface ou une immersion complète de celle-ci
<EMI ID=225.1>
Si on le désire, les couches d'aluminium nettoyées peuvent être trempées dans une solution d'acide sulfurique -dichromate chaude(acide chromique) ou une solution diluée d'un hydroxyde de métal alcalin en solution aqueuse - par exemple hydroxyde, de sodium ou hydroxyde de potassium - pour décaper la surface
<EMI ID=226.1> bien que ce décapage puisse ne pas être absolument nécessaire, L'agent de décapage en excès, que ce soit de l'acide chromique chaud ou de l'hydroxyde de métal alcalin en solution aqueuse diluée, est éliminé de la surface décapée par rinçage énergique d'une telle surface dans l'eau,
Après ce prétraitement Cs'il est nécessaire) , les surfaces des couches d'aluminium sont traitées par un agent favorisant l'adhérence d'organosilane,
La couche de nylon 6,6 similairement peut être
traitée avec un agent d adhérence d'organosilane, Mais dans tous les cas, l'agent d'organosilane (ou d'une manière générale tout agent favorisant l'adhérence) est intercalé dans les surfaces en opposition des couches d'aluminium
et de la couche de nylon 6,6 qu 'il soit disposé sur les surfaces des couches d'aluminium ou sur les surfaces de la couche de nylon 6,6,
Ainsi qu'on l'a noté ci-dessus, l'application d'un agent favorisant 1 adhérence d'organosilane entre les surfaces de contact des couches métalliques et la couche thermoplastique bien que pratique n'est pas d'absolue nécessité. D'autres agents favorisant l'adhérence peuvent être utilisés bien que l'es agents d'organosilanes sont préférés.
Par exemple, des stratifiés constitués par des couches d'aluminium comme métal appliqué à une couche de noyau
de matière thermoplastique de polyéthylëne de haute densité contenant 10% en poids de fibres de verre (HDPE/10% de fibres de verre), de l'aluminium appliqué à du polyéthylène de faible densité (LDPE), de l'aluminium appliqué à du nylon 6-co-6,6 renforcé de matière minérale (VYDYNE R-240), et de l'aluminium appliqué à un copolymère bloc (HYTREL
<EMI ID=227.1>
sans utiliser aucun agent favorisant l'adhérence. De tels stratifiés possèdent toutes les importantes propriétés critiques nécessaires pour être utilises . comme panneaux-
de construction, même si la stabilité à long: terme de l'adhérence métal-matière thermoplastique peut subir
des dommages.
On comprendra cependant que, si on l'utilise, l'agent de prétraitement et d'adhérence particulier ,et le procédé miss en oeuvre pour appliquer cet agent sur le stratifié varierontàla fois en fonction des couches de métal particulier et de la couche de noyau de matière thermoplastique utilisées'et de leur condition.
Les températures et pressions élevées utilisées
<EMI ID=228.1>
De telles températures nécessaires pour la formation d'une
<EMI ID=229.1>
vent varier par exemple entre 100[deg.]C et 350[deg.]C. Similairement, des pressions convenables sont celles qui sont suffisantes pour maintenir le contact entre les surfaces de contact
des deux couches de métal et de la couche de noyau de matière thermoplastique dans le but de permettre la formation d'une adhérence métal-matière thermoplastique ayant une résistance d'adhérence d'au moins 1,75 x 10<3> N/m.
On comprendra bien entendu que les conditions particu� lières de températures et de pressions etc. varieront en fonction des matériaux particuliers employés pour fabriquer les stratifiés.
Un grand nombre de procédés de fabrication des feuille; tés de la présente invention peuvent être mis en oeuvre ,
y compris le moulage par compression, le laminage par extrusion,etc. Un procédé préféré de fabrication des stratifiés consiste à soumettre une feuille de matière thermoplastique à une extrusion et de laminer la couche de matière thermoplastique en fusion entre les deux couches! de métal, de façon à obtenir une excellente adhérence comme on l'a noté ci-dessus. Il est également possible de couler
<EMI ID=230.1>
tyl caprolactame, adipoyl-bis-caprolactame, le terephthaloyibis-caprolactam� isophthaloyl-bis-caprolactameetc comme initiateurs. Il est également envisagé que les couches de métal puissent être préformées aux formes souhaitées
par les techniques de mise en forme habituelles et maintenues dans un moule alors que la couche de noyau de matière ther-i moplastique est coulée par injection , coulée par compression ou polymérisée entre ces couches de métal.
5. Exemples expérimentaux:
Les exemples suivants illustrent la présente invention! Ils ne doivent pas être employés dans un but limitatif mais seulement illustratif . Il doit être bien compris que les exemples 3 à 7 ne sont pas dans les limites de la présente invention.
Exemple 1:
Une description générale des procédés utilisés pour préparer des stratifiés métal-matière thermoplastique -métal selon l'invention est. donnée ci-dessous. Le procédé peut être décrit comme un procédé discontinu consistant en les opérations suivantes dans l'ordre indiqué:
a) pré-traitement du métal :
<EMI ID=231.1>
(2) nettoyage /décapage du métal b) prétraitement de la matière thermoplastique c) application de l'agent adhésif (s'il est utilisé) d) fabrication du stratifié. Il sera cependant noté que les étapes (a) et/ou (b) peuvent ne pas être nécessaires et par conséquent peuvent être omises lorsque les couches de métal et/ou la couche de noyau de matière thermoplastique ne comprennent pas de contaminants tels que des graisses, de la poussière etc. par exemples,des matières qui viennent de subir une extrusion.
(a) Prétraitement du métal <EMI ID=232.1>
<EMI ID=233.1>
trichloroéthylène. Selon une autre possibilité , la surface ; est nettoyée ..au moyen d'un tissu (Webril Litho Pad convient !
<EMI ID=234.1>
éthane, toluène, acétone , etc. La surface du métal est ensuite rincée au moyen d'un solvant frais, soit le même , soit un autre, par exemple un rinçage à l'acétone suivant le premier nettoyage au toluène, sans essuyer et on permet
<EMI ID=235.1> au solvant en excès de s'évaporer. '
(2) Nettoyage /décapage du métal : Après le dégraissage (étape (a) (1)) (lorsqu'il est mis en oeuvre) le métal est de préférence nettoyé /décapé avant l'application de l'agent adhésif (lorsqu'il est employé) dans le but d'obtenir la meilleure résistance à l'adhérence possible du métal sur la matière thermoplastique, bien que dans de nombreux cas cette étape de nettoyage/décapage ne soit pas nécessaire.
La surface métallique peut être décapée par un moyen chimique ou non-chimique. Le décapage non-chimique (abrasion mécanique) consiste en un brossage à moyen d'une brosse métallique, le sablage par de l'alumine ou de l'acier, le sablage par voie humide etc. L'un quelconque des ces traitements de décapage est suivi par un dégraissage comme l'étape (a) (1).
Le milieu de décapage chimique peut être soit alcalin soit acide ou une combinaison de ceux-ci. Le milieu de décapage alcalin convenable consiste en des solutions aqueuses d'hydroxyde de sodium, de métasilicate de sodium, de produits nettoyant le métal disponibles dans le commerce tels que Apex 764 M (disponible chez Apex Alkali Products Company, Philadelphia, Pennsylvania) , etc. Des milieux décapantsacidesconvenablessont des solutions dichromateacide sulfurique (acide chromique) , solution d'acide chlorhydrique aqueuse , solution d'acide phosphorique etc.
Le milieu particulier employé peut varier en fonction ; du métal utilisé en ce que différents métaux parfois
exigent différents traitements. Dans certains cas les
métaux sont nettoyés convenablement par différents traitements . Les exemples de traitement pour le métaux spécifiques sont les suivants:
(1) Aluminium
(a) solution d'hydroxyde de sodium , 2-5% à 25[deg.]C.
(b) solution de métasilicate de sodium , 50 ,0 g par litre à 70[deg.]C. <EMI ID=236.1> et
(d) solution de bichromate de sodium , 30,0 g de bi- <EMI ID=237.1>
<EMI ID=238.1>
et 1 litre d'eau à 60[deg.]C.
(2)Acier à faible teneur en carbone
(a)acide phosphorique, 2% à 25[deg.]C.
(3)Acier inoxydable
(a)Apex 764 M , 50,0 g/litre à 70[deg.]C.
(b)essuyé avec une solution eau-acide chlorhydrique 1:1, abrasé légèrement au moyen d'une brosse métallique, ensuite Apex 764 M , 50,Og <EMI ID=239.1>
(c)abrasé légèrement au moyen d'une brosse métallique , ensuite Apex 764 M, 50,0 par litre à
70[deg.]C. La surface métallique est décapée par immersion du métal dans un milieu décapant pendant une période de temps convenable. Les durées des traitements sont typiquement:, solution d'hydroxyde de sodium 2-5 minutes, Apex 764 M et solution de métasilicate de sodium , 2 minutes.
solution de bichromate et d'acide sulfurique (acide chro�i=.
<EMI ID=240.1>
Après le traitement de nettoyage/décapage, le métal est énergiquement rincé à l'eau. Lorsqu'un traitement en milieu alcalin est utilisé, en général le métal est lavé avec de l'eau courante chaude tout en essuyant au moyen d'un tissu propre (un Webril Litho Pad convient parfaitement), suivi par un rinçage à l'eau chaude sans essuyage. Le métal est ensuite soufflé à sec en moyen d'un jet
d'air ou d'azote.
Lorsqu'on met en oeuvre un traitement en milieu acide, en général le métal est lavé successivement avec de l'eau du robinet et de l'eau déminéralisée. Si on applique
un agent favorisant l'adhérence à base de silane au cours de 1' étape (c) , il est habituellement appliqué directement; au métal humide bien qu'il puisse également être appliqué au métal sec si on le désire. Si on utilise pas le silane, le métal est d'abord soufflé à sec comme il est décrit ci-dessus e t ensuite séché au four à une température conve-; nable. !
(b) Prétraitement de la matière thermoplastique:
Dans le but d'obtenir une bonne adhérence métal-matière thermoplastique au cours de l'étape (d) ci-dessus , tout agent favorisant le traitement, par exemple, un agent de libération du moule comme dans le cas d'une feuille de matière thermoplastique coulée doit être éliminée. Si la matière thermoplastique ne doit pas être utilisée à une température supérieure à son point de fusion au cours des opérations ultérieures (étape (d) ) , sa surface est préparée en essuyant énergiquement au moyen d'un tissu propre humidifié par un solvant , on abrase légèrement, on essuie de nouveau la surface, et finalement on sèche. D'un autre
côté, si l'étape (d) implique la fusion de la matière thermoplastique , les étapes de soufflage et d'abrasage ne
sont pas nécessaires à moins qu'elles ne consistent à éliminer
<EMI ID=241.1>
plastique.
(c) Application d'un agent favorisant l'adhérence:
Le procédé d'application pour l'agent favorisant l'adhérence (lorsqu'il est employé) dépend du système particulier utilisé. Lorsque les agents favorisant l'adhérence par exemple, les agents de couplage d' organosilane
sont utilisés , ils sont appliqués sous forme de solutions diluées (habituellement 0,01% à 1,0% en poids) à la surface en question. La quantité d'un tel agent appliqué à la surface en question est généralement très petite et seulement
une petite quartité est retenue sur la surface -- une couche monomoléculaire étant idéale pour obtenir une bonne adhérence mécanique - matière thermoplastique. Les agents favorisant l'adhérence peuvent être appliqués à la surface :
ce métal et/ou à la surface de matière thermoplastique
en immergeant la surface en question dans la solution ou en pulvérisant la solution sur la surface. Dans l'un quelconque de ces cas , on permet au matériau de drainer brièvement et ensuite de sécher soit à l'air ou sous air forcé en séchant avec un jet d'air ou d'azote sans toucher à la surface traitée par le silane. Un autre procédé implique l'incorporation de l'agent favorisant l'adhérence
à la matière thermoplastique. Néanmoins, l'application à la surface du métal est le procédé préféré en ce que après cette application , le métal peut aisément être cuit
à températures élevées habituellement 130[deg.]C entre
5 à 30 minutes, pour garantir une siccité de la surface du métal avant la mise en oeuvre de l'étape (d).
<EMI ID=242.1>
l'époxy et les systèmes nitrile-caoutchouc /phénolique sont employés , ils sont habituellement appliqués par
des techniques de revêtements habituels par exemple au rouleau. De tels agents favorisant l'adhérence sont appliqués en une quantité telle que l'épaisseur est
<EMI ID=243.1>
appliqués au métal et/ou à la surface de la matière thermoplastique.
<EMI ID=244.1>
Procédé (1) : stratifié comprenant un agent favorisant l'adhérence -- les stratifiés contenant des agents favorisant l'adhérence du type organo-silane sont fabri- ; qués en disposant une couche ou feuille de métal de chaque:
côté d'une couche de matière thermoplastique, le côté
<EMI ID=245.1>
avec la couche de noyau de matière thermoplastique.
Pour des raisons de facilité et pour éviter des projections de polymère sur les plateaux chauds de la presse pendant la phase de laminage, une feuille de renforcement jetable est disposée entre les couches de métal traité et les plateaux de la presse. Une feuille d'aluminium mince est utile dans ce but. D'autres feuilles de renforcement supplémentaires par exemple, des feuilles de métal poli pour garantir une surface polie sur le
<EMI ID=246.1>
blage est disposé dans une presse et chauffé à une température supérieure au point de fusion (dans le cas d'un noyau de matière thermoplastique partiellement cristallin ) ou supérieure à la température de transition du vers
(dans le cas d'un noyau de matière thermoplastique amorphe)
du polymère sous une pression suffisante pour maintenir
un contact entre le métal et la matière thermoplastique
et provoquer un écoulement de la matière thermoplastique pour obtenir l'épaisseur souhaitée. L'épaisseur totale
r du stratifié; , en plus de l'épaisseur totale des couches
de métal , est réglée en utilisant des écarteurs convena- bles entre les plateaux ou de préférence un moule de
métal revêtu de TEFLON (désignation commerciale) d'épaisseur spécifique autour du périmètre de l'assemblage du stratifié.. Le contact à la température souhaitée est maintenu durant une période de temps suffisante pour garantir une bonne adhérence au métal et matière thermoplastique, habituellement quelque secondes jusqu'à 30 minutes. Le stratifié, métal-matière thermoplastique-métal est alors refroidi
sous pression jusqu'à une température inférieure au point de fusion de la matière thermoplastique. On libère alors
la pression et le stratifié est enlevé de la presse.
<EMI ID=247.1>
Selon une autre possibilité , bien que non recommandée,' le stratifié peut être enlevé de la presse alors qu'il est toujours chaud et trempé à basses températures, par exemple en disposant le stratifié entre des plaques épais- ses de métal froid.
<EMI ID=248.1>
ce adhésif -- les stratifiés contenant des agents favori- sant l'adhérence adhésif sont fabriqués en disposant
une couche de métal de chaque d'une couche de noyau de matière thermoplastique de telle façon que l'agent favorisant l'adhérence adhésif est disposé entre les surfaces
se faisant face des couches de métal et du noyau de matière thermoplastique. L'assemblage est disposé dans une presse et chauffé sous pression pour cuire l'adhésif et obtenir une adhérence métal-matière thermoplastique. Généralement, l'assemblage n'est pas chauffé à une température supérieure au point de fusion de la matière thermoplastique. Par conséquent, l'épaisseur totale du stratifié: fabriquée
est déterminée par la somme de l'épaisseur totale des cou- ches de métal et de l'épaisseur de la couche de noyau de matière thermoplastique utilisée pour le préparer.
Procédé (3) : stratifié, ne comprenant pas d'agent favorisant l'adhérence -- les stratifiés ne contenant ni d'agents favorisant l'adhérence, ni d'agents adhésif s
sont fabriqués en disposant une couche de métal de chaque <EMI ID=249.1> côté d'une couche de noyau de matière thermoplastique dans un moule convenable. L'assemblage est disposé dans une presse' et laminé comme il est décrit dans le procédé (1) ci-dessus.
Procédé (4): Procédé d'extrusion continu-- On soumet la matière thermoplastique à une extrusion dans la masse en fusion entre deux couches de métal. Le contact sous pression est maintenu dans un dispositif de compression
tel que des rouleaux écartés, chauffés et /ou refroidis et/ou ! des plateaux.
Selon une autre possibilité, on peut permettre à la
<EMI ID=250.1>
sion de solidifier avant de venir en contact avec les couches, de métal et soumettre l'ensemble à un laminage comme il est
<EMI ID=251.1>
selon que l'on utilise un agent favorisant l'adhérence ou non. De nouveau, un dispositif de compression tel que des rouleaux écartés , chauffés et/ou refroidis et /ou des plateaux sont utilisés pour effectuer le contact nécessaire entre le métal:
et la matière thermoplastique.
Exemple 2:
Un stratifié de métal-matière thermoplastique-métal
est fabriqué en utilisant de l'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm comme couches de métal et du polypropylène partiellement cristallin comme couche de noyau de matière thermoplastique. La surface d'aluminium est dégraissée par immersion dans
du toluène suivi par rinçage à l'acétone comme il est décrit
<EMI ID=252.1>
par immersion dans une solution aqueuse à 50 g/1 d'Apex 764
<EMI ID=253.1>
delphia, Pennsylvanie ) à 70[deg.]C pendant une période de temps de 2 minutes. On enlève l'aluminium de la solution de décapage et on rince à l'eau courante chaude tout en essuyant
au moyen d'un tissu propre (un tissu du type Webril Litho Pad (désignation commerciale)) suivi par rinçage à l'eau chaude sans essuyage et ensuite soufflage à sec au moyen d'un jet d'azote . Une solution contenant 2,5 mm de solution
<EMI ID=254.1>
<EMI ID=255.1>
goûtes d'acide acétique glacial, à température ambiante pour former une solution claire à une seule phase) dans 1000 ml d'éthanol est appliquée à la surface d'aluminium nettoyée et décapée et les feuilles pendent verticalement et on permet un drainage et un séchage à l'air. Les feuilles étaient alors chauffées dans un four à 130[deg.]C durant 5 minutes.
<EMI ID=256.1>
brossées au moyen d'une sdution de peroxyde de dicumyle
à 1% dans du toluène et on sèche énergiquement à l'air sec.
Les couches d'aluminium traitées et la couche de polypropylène traitée sont alors assemblées dans un moule
en acier inoxydable revêtu d'une couche de TEFLON (désignation commerciale) de 0,157 cm d'épaisseur , les surfaces traitées des couches d'aluminium faisant face aux surfaces traitées du polypropylène. L'assemblage est disposé dans une, presse à plateaux ,chauffée à 200[deg.]C. On applique une pression et on maintient durant 30 minutes après que le polypropylène ait légèrement coulé pour remplir la cavité du moule.
Le stratifié est alors refroidi sous pression jusqu'à une température inférieure à 70[deg.]C et ensuite on libère la pression et le stratifié est enlevé de la presse. Les propriétés du stratifié-: sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 3:
Un .stratifié de métal-matière thermoplastique-métal
a été préparé en utilisant de l'aluminium 1100-0 comme couchesde métal et du polyéthylène de haute densité (HDPE,
<EMI ID=257.1>
Missouri 63166 sous la désignation MPE-210) comme couche
de noyau de matière thermoplastique. On dégraisse la surface d'aluminium par immersion dans de l'acétone comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus, et on nettoie, décape
par immersion dans une solution aqueuse à 5% dans l'hydro= xyde de sodium pendant une période de 5 minutes. On enlève l'aluminium de la solution alcaline et on rince à l'eau courante chaude tout en essuyant au moyen d'un tissu propre
(Webril Litho Pad)suivi par un rinçage à l'eau chaude sans essuyage et ensuite soufflage au moyen d'un jet d'azote.
<EMI ID=258.1>
<EMI ID=259.1>
d'éthanol est pulvérisée sur la surface d'aluminium nettoyée/ <EMI ID=260.1> décapée et les feuilles pendent verticalement pour être drainées et séchées à l'air. Elles sont alors chauffées dans un four à 130[deg.]C durant 5 minutes.
<EMI ID=261.1>
sont alors raccordées dans un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON, les surfaces traitées des couches d'alu- minium faisant face à la feuille de HDPE. L'assemblage
<EMI ID=262.1>
<EMI ID=263.1>
(environ 3 minutes). Le stratifié est alors refroidi sous pression jusqu'à une température inférieure à 100[deg.]C , et ensuite la pression est libérée et le composa est enlevé de
<EMI ID=264.1>
épaisseurs des composants des couches sont indiquées dansle tableau 1.
Exemple 4:
Un stratifié métal-matière thermoplastique -métal de 0,190cm était préparé en utilisant de l'aluminium
1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur comme couchesde métal et HDPE comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 3 ci-dessus à l'exception qu'un côté de ]a feuille de HDPE était brossé au moyen d'une solution à 0,1% de peroxyde de benzoy�dans de l'éthanol
et on lui a permis de sécher dans l'air et la presse à plateaux était chauffée jusqu'à 175[deg.]C. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 5:
un-stratifié de métal-matière thermoplastique-métal ayant une épaisseur de 0,198 cm est préparé en utilisant l'aluminium 5052-0 , de 0,0127 cm comme couches de métal et du HDPE comme couche du noyau de matière thermoplastique
<EMI ID=265.1>
tion que les couches d'aluminium étaient dégraissées dans
de l'acétone et nettoyées /décapées par immersion dans une solution d'hydroxyde de sodium aqueuse à 5% à température ambiante durant 5 minutes, le traitement au peroxyde de ducumyle était omis et le stratifié fabriqué était refroidi à 100 o C avant d'être enlevé de la presse. Les propriétés du stratifiée sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 6:
Le procédé décrit dans l'exemple 2 ci-dessus
est repété à l'exception que la surface d'aluminium
est dégraissée dans de l'acétone et nettoyée/décapée
par immersion dans une solution acqueuse de Apex 764 M pendant une période de seulement 1 minute , on omet le traitement au péroxyde de dicumyle , et le stratifié. fabriqué était refroidi à 100[deg.]C avant d'être enlevé
<EMI ID=266.1>
indiquées dans le tableau 1.
Exemple 7:
Cet exemple illustre la préparation d'un stratifié denétal-matière thermoplastique-métal sans soumettre les couches de métal soit au dégraissage soit au nettoyage/décapage.
Un stratifié est préparé en utilisant de l'aluminium Lithoplate de 0,0140 cm d'épaisseur comme couchesde métal et HDPE comme couche de noyau de matière thermoplastique. Les feuilles d'aluminium étaient immergées dans une solution;
<EMI ID=267.1>
(préparée comme il est décrit dans l'exemple 2 ci-dessus) dans 1000 ml d'éthanol. et les feuilles pendent verticalement pour être drainées et séchées à l'air. Elles étaient alors chauffées dans un four à 1300C durant 30 minutes.
Les surfaces de HDPE étaient brossées au moyen
<EMI ID=268.1>
benzène et on leur permet de sécher énergiquement à l'air sec.
Les couches d'aluminium traitées au silane et la couche de HDPE traitée sont assemblées dans un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,277 cm , les surfaces
<EMI ID=269.1>
traitées de HDPE. L'assemblage est disposé dans une presse
à plateaux chauffée à 175[deg.]C. On applique une pression et on maintient durant 30 minutes après que HDPE ait coulé pour remplir la cavité du moule. Le feuilleté était alors refroidi sous pression jusqu'à 100[deg.]C et ensuite la pression
<EMI ID=270.1> tés du stratifiésont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 8:
Cet exemple montre la préparation d'un stratifié de métal-matière thermoplastique-métal sans utilisation d'un agent favorisant l'adhérence.
Un stratifié-- de 0,175 cm d'épaisseur est préparé en utilisant de l'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur comme couchesde métal et un polyéthylène de haute densité
<EMI ID=271.1>
10% fibres de verre) comme couche de noyau de matière thermo- plastique. La surface d'aluminium est dégraissée par immersion dans du trichloro 1,1,1-éthane comme il est décrit dans l'exe�ple 1 ci-dessus et nettoyée /décapée par immersion dans une solution de bichromate de sodium (acide chromique contenant
30,0 g de bichromate de sodium dihydraté , 150 ml d'acide sulfurique concentré (poids spécifique 1,84) , et 1 litre
<EMI ID=272.1>
de la solution de nettoyage/décapage, rincé énergiquement
à l'eau courante suivi par un rinçage à l'eau déminéralisée, un soufrage à sec au moyen d'un jet d'azote et chauffé à
1300C durant 2 minutes.
L'aluminium nettoyé /décapé et l'HDPE /10% de fibres
<EMI ID=273.1>
<EMI ID=274.1>
durant 3 minutes et ensuite la pression est augmentée à 13605 kg durant lminute. Le stratifié est alors refroidi sous pression à 38[deg.]C et ensuite la pression est libérée et le stratifié enlevé de la presse, Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemples 9 -10
Ces exemples montrent la séparation des stratifiés métal-matière thermoplastique-métalsans utilisation d'agent favorisant l'adhérence.
Les stratifiés étaient préparés en utilisant de l'aluminium 1145-0 comme couches de métal et du polyéthylène de faible densité (LDPE) comme couche de noyau de matière thermoplastique. La surface d'aluminium est dégraissée par l'immersion dans du trichloro-1,1 ,1 éthane comme il est décrit
) dans l'exemple 1 ci-dessus et ensuite nettoyé^décapés par immersion dans une solution de bichromate de sodium (acide ! chromique) contenant 30 g de bichromate de sodium dihydraté ,
150 ml d'acide sulfurique concentré (poids spécifique 1,84),
<EMI ID=275.1>
enlevé de la solution d'acide chromique, rincé énergiquement à l'eau courante suivi par un rinçage à l'eau déminéralisée et un soufflage à sec au moyen d'un jet d'azote . On chauffe alors l'aluminium dans un four à 130[deg.] C durant 2 minutes.!
Les couches d'aluminium et de LDPE sont alors assemblées dans un moule fermé. L'assemblage est disposé dans une presse à plateau^ chauffas à 204[deg.]C. Une pression de 1814 kg ou moire est appliquée durant 3 minutes et ensuite augmentée jusqu'à
22675 kg durant 1 minute. Lestratifié est refroidi sous
<EMI ID=276.1>
stratifié est enlevé de la presse. Les propriétés des stra- tifiés y compris les épaisseurs des couches des composants sont indiquée dans le tableau 1.
Exemples 11 - 14:
Le procédé décrit dans les exemples 9-10 est répété à l'exception qu'on utilise de l'aluminium 1100-0 comme coucha de métal. Les propriétés des stratifiés , y compris les épaisseurs des composants des couches sont indiquées dans
le tableau 1.
Exemples 15-17:
Le procédé décrit dans les exemples 9-10 est répété
à l'exception qu'on utilise l'aluminium 5052-0 comme couche^ ; de métal. Les propriétés des stratifiés , y compris les épaisseurs des couches des composants sont indiqués dans
le tableau 1.
Exemples 18:
Un stratifié de métal-matière thermoplastique -métal utilisant de l'aluminium 6061-0 de 0,052 cm d'épaisseur comme couchesde métal et un moule en acier inoxydable revêtu, de TEFLON ayant une épaisseur de 0,102 cm est préparé selon le procédé décrit dans les exemples 9-10. Les proprié-, tés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemples 19-21:
Ces exemples montrent la préparation de stratifiés de métal-matière thermoplastique -métal sans soumettre les couches de métal soit au dégraissage soit au nettoyage décapage.
Les stratifiés sont préparés en utilisant de l'aluminium Lithoplate comme couche de métal et du LDPE comme couche de noyau de matière thermoplastique. Le noyau est immergé dans une solution cor�nant 4 ml d'une solution de silane A-174 hydr.olisée (préparée comme il est décrit dans l'exemple 2 ci-dessus) dans 1000 ml d'éthanol et
les feuilles sont suspendues verticalement pour drainer
et sécher à l'air. Elles sont alors chauffées dans un
four à 130[deg.] C durant 30 minutes.
Les surfaces de LDPE,étaient brossées au moyen d'une solution à 5% d'hydroperoxyde de cumène dans du benzène
et on leur permet de sécher à l'air.
Les couches d'aluminium traitées et le LDPE traité étaient assemblés dans un moule fermé , les surfaces traitées des couches d'aluminium faisant-face aux surfaces traitées de LDPE. L'assemblage est disposé dans une presse
<EMI ID=277.1>
la maintient durant 15 minutes après que le LDPE ait
coulé pour remplir la cavité. Le stratifié est alors refroidi sous pression à 38[deg.]C et ensuite la pression est libérée et le stratifié enlevé de la presse. Les propriétés des stratifiés y compris les épaisseurs des couches
des composants sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 22:
Un stratifié de métal-matière thermoplastique -métal de 0,155 cm d'épaisseur est préparé en utilisant de l'aluminium 6061-T6 de 0,0152 cm d'épaisseur comme couché de métal et du LDPE comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans les exemples
9-10 à l'exception qu'après le dégraissage au trichloro1,1,1 éthane, la surface d'aluminium est sablée au moyen de papier de verre et de nouveau dégraissée, et la presse
à plateaux était chauffée à 221[deg.]C. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 23:
Un stratifié de métal-matière thermoplastique -métal ,
\ est préparé en utilisant de l'aluminium 1100-0 � 0,00.508 cm d'épaisseur comme couchesde métal et du nylon 6,6 ayant
un degré de cristallinité de 33% comme couche de noyau
de matière thermoplastique. La surface d'aluminium est dégraissée par immersion dans du trichloroéthylène,comme
il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus, et ensuite nettoyée/décapée par immersion dans une solution aqueuse à 5% d'hydroxyde de sodium à température ambiante pendant
5 minutes. L'aluminium est enlevé de la solution alcaline et rincé à l'eau courante chaude tout en essuyant au moyen d'un tissu propre (Webril Litho Pad) suivi par uri
<EMI ID=278.1>
à sec au moyen d'un jet d'azote. Une solution aqueuse
à 0,4% de silane A-1100 est appliquée à la surface d'alu-
<EMI ID=279.1>
ment pour drainer et sécher à l'air. Elles sont alors chauffées dans un four à 130[deg.]C durant 30 minutes.
Les couches d'aluminium traitées et le nylon 6,6 sont!, assemblées dans un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON ayant une épaisseur de 0,178 cm , les surfaces traitées des couches d'aluminium faisant face au nylon
6,6. L'assemblage est disposé dans une presse à plateaux; chauffée à 285[deg.]C . La pression est appliquée et maintenue
<EMI ID=280.1>
remplir la cavité du moule. Le stratifié était alors refroidi sous pression à 2000C et ensuite la pression était libérée et le stratifié enlevé de la presse. Les propriétés, du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemples 24- 30:
<EMI ID=281.1>
en utilisant de l'aluminium 1100-0 comme couchesde métal et du nylon 6,6 comme couche de noyau de matière thermoplastique étaient préparés selon le procédé décrit dans l'exemple;
23 ci-dessus. Les propriétés des stratifiés y compris les épaisseurs des couches des composants sont indiquées dans
le tableau 1.
Exemple 31:
Un stratifié de métal-matière thermoplastique-métal
de 0,185 cm d'épaisseur e� préparé en utilisant des feuilles d'aluminium 5052-0 de 0,00254 cm comme couches de métal et du nylon 6,6 ayant un degré de cristallinité de
33% comme couche de noyau de matière thermoplastique. La surface d'aluminium est dégraissée par immersion dans du toluène suive par un rinçage à l'acétone comme il est décrit dans l'exemple 1 et ensuite nettoyée/dé-
<EMI ID=282.1>
<EMI ID=283.1>
de 2 minutes. L'aluminium est enlevé de la solution et rincé à l'eau courante chaude tout en essuyant au moyen d'un tissu propre (Webril Litho Pad) suivi par un rinçage
à l'eau chaude sans essuyage et ensuite souffler à sec
au moyen d'un jet d'azote. Une solution contenant 2,5 ml de silane A-1100 dans 1000 ml d'eau distillée est appliquée à la surface d'aluminium nettoyée /décapée et les feuilles pendent verticalement et on leur permet de drainer et se- cher à l'air.
<EMI ID=284.1>
étaient assemblés dans un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,180 cm d'épaisseur et laminés comme il est décrit dans l'exemple 23 ci-dessus. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemples 32-35:
Des stratifiés de métal-matière thermoplastique -mé-
<EMI ID=285.1>
métal et du nylon 6,6 ayant un degré de cristallinité
de 33% comme couche de noyau de matière thermoplastique étaient fabriqués selon le procédé décrit dans l'exem-
<EMI ID=286.1>
indiquées dans le tableau 1.
Exemple 36:
Un stratifié de métal-matière thermoplastique
- métal est fabriqué en utilisant de l'aluminium 5052-0 de 0,00762 cm d'épaisseur comme couches de métal et du nylon 6,6 ayant un.degré de cristallinité de 33% comme couche
de noyau de matière thermoplastique. La surface d'aluminium est dégraissée par immersion dans du trichloro-1,1,1. éthane comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus et ensuite nettoyée/décapée par immersion dans une solution de bichromate de sodium (acide chromique) contenant 30,Og de bichromate de sodium dihydraté acide sulfurique concen-�
<EMI ID=287.1>
5 minutes. L'aluminium est enlevé de la solution d'acide chromique et rincé énergiquement à l'eau courante suivi
<EMI ID=288.1>
à 0,4% de silane A-1100 dans de l'eau distillée (pH ajusté
à 4,0 par de l'acide formique) est appliquée à la surface nettoyée/décapée de l'aluminium humide. Les feuilles d'aluminium sont soufflées à sec au moyen d'un jet d'azote et chauffées dans un four à 130 C durant 2 minutes.
Les couches d'aluminium traitées et de nylon 6,6
sont assemblées dans le moule en acier inoxydable revêtu
de TEFLON ayant une épaisseur de 0,133 cm , les surfaces traitées des couches d'aluminium faisant face aux surfaces de nylon 6,6. L'assemblage est disposé dans une presse
à plateau* chauffée à 285[deg.]C. Une pression de 453,5 kg ou moins est appliquée durant 3 minutes et ensuite on augmente:, la pression à 13605 kg durant 1 minute . Le stratifié est refroidi sous pression à 138[deg.]C , et ensuite on libère la pression et on enlève le stratifié de la pressé. Les propri-
<EMI ID=289.1>
Exemples 37-45: Des stratifié' de métal -matière thermoplastique -métal en utilisant de l'aluminium 5052-0 comme couchesde métal et du nylon 6,6 ayant un degré de cristallinité de 33% comme couche de noyau de matière thermoplastique étaient fabri- qués selon le procédé décrit dans l'exemple 36 ci-dessus. Les propriétés des stratifiés sont indiqués dans le tableau
1.
Exemple 46:
Un stratifié de métal-matière thermoplastique -métal de 0,187 cm d'épaisseur est préparé en utilisant des feuilles d'acier inoxydables 304 ( recuit) de 0,00254 cm d'épaisseur comme couchesde métal et du nylon 6,6 ayant
un degré de cristallinité de 33% comme couche de matière
<EMI ID=290.1>
par immersion dans du toluène comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus et ensuite nettoyés/décapée par immer-!
i sion dans une solution à 50,0 g /litre de Apex 764 M
(un produit de Apex Alkali Products Company, Philadelphie,
<EMI ID=291.1>
l'acier inoxydable de la solution de nettoyage/décapage et on rince à l'eau courante chaude tout en essuyant
au moyen d'un tissu propre (Webril Litho Pad) suivi par un rinçage à l'eau chaude sans essuyage et ensuite soufflage à sec au moyen d'un jet d'azote. Une solution contenant 2,5 ml de silane A-1100 d'un 1000 ml d'eau distillée est appliquée à la surface d'acier inoxydable nettoyée /décapée et on laisse pendre les feuilles verticalement pour drainer et sécher à l'air. Les feuilles sont alors chauffées dans un four à 90[deg.] C durant
10 minutes.
Les couches d'acier inoxydables traitées et
le nylon 6,6 sont assemblés dans un châssis de moule
en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,182 cm d'épais-
<EMI ID=292.1>
<EMI ID=293.1>
posé dans une presse à plateau;, chauffera. 285[deg.]C,
Une pression est appliquée et maintenue durant 10 minu- tes après que le nylon 6,6 ait coulé pour remplir la cavité du moule. Le stratifié est alors refroidi
sous pression jusqu'à 175[deg.]C et ensuite la pression est libérée et le stratifié enlevé de la presse. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1,
Exemples 47- 58:
Les stratifiés de métal-matière thermoplastique
-métal sont préparés en utilisant de l'acier inoxydable
304 (recuit) comme couches de métal et du nylon 6,6 ayant un degré de cristallinité de 33% comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 46 ci-dessus. Les propriétés des stratifiés sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 59:
Un stratifié de métal - matière thermoplastique-
<EMI ID=294.1>
de 0,0152 cm d'épaisseur comme couches de métal et du nylon 6,6 ayant un degré de cristallinité de 33% comme couche de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 23 ci-dessus, à l'exception qu'après l'étape
<EMI ID=295.1>
verre et nettoyé/décapé dans une solution aqueuse à 2,5% d'hydroxyde de sodium. On a également utilisé un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,122 cm d'épaisseur. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau
1.
Exemples 60- 62
Des stratifiés de métal-matière thermoplastique-métal étaient préparés en utilisant de l'aluminium 6061-T6 comme couchesde métal et du nylon 6,6 ayant un degré de cristal- linité de 33% comme couche de noyau de matière thermoplasti� que. La surface d'aluminium est dégraissée par immersion
<EMI ID=296.1>
<EMI ID=297.1>
1 tion d'acide chlorhydrique aqueuse à 10% à température ambiante durant 10 minutes. On enlève l'aluminium de la solution de nettoyage/décapage et on rince énergiquement à l'eau courante suivie par un rinçage à l'eau déminéralisée, on tamponne avec de la paille de fer et on sèche à l'air. Les feuilles d'aluminium sont immergées dans une solution aqueuse d'environ 0,4% de silane A-1100 dans de l'eau distil�lée et elles pendent verticalement en vue d'un drainage
et séchage à l'air. Elles sont alors chauffées dans un four
à 130[deg.]C durant 30 minutes.
Les stratifiés sont assemblés et fabriqués comme il est décrit dans l'exemple 23 ci-dessus. Les propriétés des stratifiés , y compris les épaisseurs des couches des compo-' sants sont indiquées dans le tableau 1.
Exemples 63 -65
Des stratifiés de métal-matière thermoplastique-métal en utilisant de l'aluminium 6061-0 comme couchesde métal et :
du nylon 6,6 ayant un degré de cristallinité de 33% comme couche de noyau de matière thermoplastique étaient préparés selon le procédé décrit dans l'exemple 59 décrit ci-dessus. Les propriétés des stratifiés , y compris les épaisseurs
<EMI ID=298.1>
Exemples 66 - 69 ! Ces exemples montrent la préparation de stratifiés de métal- matière thermoplastique-métal sans soumettre les couches
de métal soit au dégraissage , soit au nettoyage/décapage.
Des stratifiés étaient préparés en utilisant de l'aluminium Lithoplate comme couchesde métal et de nylon 6,6 ayant un degré de cristallinité de 33% comme couche de noyau de matière thermoplastique. Les feuilles d'aluminium étaient immergées dans une solution contenant 4 ml de silane A-1100 dans 1000 ml d'éthanol 95% et elles pendent verticalement pour drainer et sécher à l'air. Elles sont alors chauffées dans un four à 130[deg.]C durant 30 minutes . Les stratifiés sont asssemblés et fabriqués comme il est décrit dans l'exemple
23. Les propriétés des stratifiés , y compris les épaisseurs
<EMI ID=299.1>
Exemples 70-75:
Des stratifiés de métal-matière thermoplastique-métal sont préparés en utilisant de l'acier à faible teneur
en carbone C 1010 - recuit comme couches de métal et du nyloni 6,6 ayant un degré de cristallinité de 33% comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 23 ci-dessus à l'exception que le nettoyagedécapage est effectué par l'immersion dans une solution aqueuse à 2% d'acide phosphorique à température ambiante pendant une période de 0,25 minute (15 secondes). Les propriétés des stratifiés , y compris les épaisseurs des
<EMI ID=300.1>
Exemples 76-77 ,
Ces exemples montrent la préparation de stratifiés de métal-matière thermoplastique- métal comprenant des couches de métal de compositions différentes et d'épaisseur différentes de chaque côté de la couche de noyau de matière thermo -plastique.
Exemple 76:
Un stratifié- ayant une épaisseur de 0,284 cm était préparé en utilisant de l'acier inoxydable 304 (recuit) de
<EMI ID=301.1>
<EMI ID=302.1>
degré de cristallinité de 33% comme couche de noyau de ! matière thermoplastique. Les couches étaient dé9raissées pari
<EMI ID=303.1> immersion dans du trichloro-1,1,1 éthane comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus et ensuite nettoyées/décapa par immersion dans une solution aqueuse à 50,0 g par litre
<EMI ID=304.1>
Les couches de métal sont enlevées de la solution de nettoyage /décapage et rincées énergiquement à l'eau couranrte suivi par un rinçage à l'eau déminéralisée. Une solution aqueuse à 0,3% de silane A-1100 dans de l'eau distillée
(pH ajusté à 4,0 par de l'acide formique) est appliquée
aux surfaces nettoyées / décapées des métaux humides.
Les feuilles de métal sont soumises à un soufflage
à sec au moyen d'un jet d'azote et chauffées dans un four
à 130[deg.]C durant 2 minutes.
Les couches de métal traitées et le nylon 6,6 sont assemblés dans un moule en acier inoxydable revêtu de
<EMI ID=305.1>
est ' de métal faisant face au nylon 6,6. L'assemblage Disposé dans une presse à plateaux chauffés à 285[deg.]C. On applique une pression de 907 kg durant 3 minutes et ensuite on augmente la pression jusqu'à 13605 kg durant 1 minute. Le stratifié est alors refroidi sous pression à 38[deg.]C ensuite la pression!
<EMI ID=306.1>
Les propriétés des stratifiés sont indiquées dans le tableai
1.
Exemple 77:
Un stratifié, de métal -matière thermoplastique-métal de 0,279 cm est préparé en utilisant de l'acier inoxydable
304 (recuit) de 0,0058 cm d'épaisseur et de l'aluminium
3003-H25 de 0,0127 cm d'épaisseur comme couche- de métal
et du nylon 6,6 ayant un degré de cristallinité de 33% comma couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 76. Les propriétés du stratifié sont ' indiquées dans le tableau 1.
Exemple 78:
Un stratifié de métal-matière thermoplastique-métal
est préparé en utilisant de l'aluminium 1100-0 ayant une épaisseur de 0,0127 cm comme couchesde métal et du ZYTEL ST-801 (désignation commerciale ) (un nylon 6,6 à grande résistance aux chocs) comme couche de noyau de matière
( thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 31
à l'exception que l'aluminium est nettoyé / décapé dans une solution aqueuse de 50,0 g /litre d'Apex 764 M et
on utilise un moule d'acier inoxydable revêtu de TEFLON
<EMI ID=307.1>
fié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 79:
Cet exemple montre la préparation d'un stratifié
<EMI ID=308.1>
d'un agent favorisant l'adhérence.
On prépare un stratifié de 0,190 cm d'épaisseur
en utilisant de l'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur comme couchesde métal et du VYDYNE R-240 (désignation commerciale) (un nylon 6-co-6,6 renforcé de matière minéralle de Monsanto) comme couche de noyau de matière thermo- plastique. La surface d'aluminium est dégraissée par immer-
<EMI ID=309.1>
par immersion dans une solution de bichromate de sodium
(acide chromique) contenant 30,0 g de bichromate de sodium dihydraté, 150 ml d'acide sulfurique concentré (poids spécifique 1,84) et 1 litre d'eau à 60[deg.]C pendant une période de
5 minutes. On enlève l'aluminium de la sdution de nettoyage/ décapage , on rince énergiquement à l'eau courante suivi
par rinçage à l'eau déminéralisée, un soufflage à sec au moyen d'un jet d'azote et on chauffe dans un four à 130[deg.]C durant 2 minutes.
Les couches d'aluminium nettoyées/décapées sèchent
<EMI ID=310.1>
inoxydable revêtu de TEFLON de 0,165 cm d'épaisseur, les surfaces nettoyées/décapées des couches d'aluminium faisant face au VYDYNE R-240. L'assemblage est disposé dans une presse à plateaux chauffée à 285[deg.]C. Une pression de 1814 kg ou moins est appliquée durant 3 minutes et ensuite augmentée jusqu'à 22675 kg durant 1 minute. Lestratifié est alors refroidi sous pression par 138[deg.]C, et ensuite la pres-
est est sion /libérée et le stratifié/enlevée de la presse. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 80:
On répète le procédé de l'exemple 79 à l'exception qu'on utilise de l'aluminium 6061-0 de 0,0152 cm comme couchesde métal et un moule en acier inoxydable revêtu
<EMI ID=311.1>
fié sont indiquées dans le tableau 1,
Exemple 81:
On. répète le procédé de l'exemple 79 à l'exception qu'on utilise de l'aluminium 6061-T6 de 0,0152 cm comme couches de métal et on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,0152 cm d'épaisseur, Les propriétés
<EMI ID=312.1>
Exemple 82:
Le procédé de l'exempte 79 ci-dessus est répété , à l'exception qu'on utilise de l'aluminium 5052-0 ayant une épaisseur de 0,165 cm comme couches de métal et un ' moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON ayant une épais-:
seur de 0,165 cm . Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 83:
Le procédé de l'exemple 82 ci-dessus est répétée à l'exception qu'on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,152 cm, Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1,
Exemple 84:
On prépare un stratifié de métal-matière thermoplastique -métal en utilisant de l'aluminium 5052-0 de
<EMI ID=313.1>
co-6,6 renforcé de matière minérale (disponible dans le commerce chez Monsanto Company, St.Louis, Missouri 63166 USA sous la désignation commerciale VYDYNE R-220) comme couche de noyau de matière thermoplastique. On dégraisse
la surface d'aluminium par immersion dans du trichloroéthy- lène comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus et on nettoie /décape par immersion dans une solution aqueuse
à 5% d'hydroxyde de sodium à température ambiante pendant
5 minutes. On enlève l'aluminium de la solution alcaline
et on rince énergiquement a l'eau courante suivi par un rinçage à l'eau déminéralisée. On applique une solution
<EMI ID=314.1>
> surface nettoyée /décapée de l'aluminium humide, Les feuilles d'aluminium sont soufflées à sec au moyen d'un
jet d'azote et chauffas dans un four à 130[deg.]C durant 15 minutes.
Les couches d'aluminium traitées et de VYDYNE R-220 sont assemblées dans un moule en acier inoxydable revêtu..
de TEFLON de 0,168 cm d'épaisseur , les surfaces traitées de l'aluminium faisant face au VYDYNE R-220. L'assemblage est disposé dans une presse à plateaux chauffée à 285[deg.]C.
Une pression minimum est appliquée durant 3 minutes et ensuite on augmente la pression juqu'à 22675 kg durant
1 minute. Le stratifié est alors refroidi sous pression à
200[deg.]C et ensuite on libère la pression et on enlève le stratifié de la presse. Les propriétés du stratifié
sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 85:
On prépare un stratifié de métal-matière thermoplati- que -métal en utilisant un acier à faible teneur en carbone C 1010 (recuit) de 0,00508 cm d'épaisseur comme couchesde métal et le VYDYNE (désignation commerciale) R-240 comme couche de noyau de matière thermoplatique. La surface d'acier est dégraissée par immersion dans du trichloro 1,1,1
<EMI ID=315.1>
ensuite nettoyée/décapée par immersion dans une solution aqueuse à 2% d'acide phosphorique à température ambiante pendant 5 minutes. On enlève l'acier de sa solution phospho-; rique et on rince énergiquement à l'eau courante suivi
par un rinçage à l'eau déminéralisée. Une solution aqueuse de 0,2% de silane A-1100 dans de l'eau distillée (pH ajusté à 4,0 par de l'acide formique) est appliquée à la surface nettoyée/décapée de l'acier humide. Les tôles d'acier sont soufflées à sec par un jet d'azote et chauffées dans un four
à 130[deg.]C durant 2 minutes.
<EMI ID=316.1>
assemblées dans un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,124 cm d'épaisseur , les surfaces traitées
de l'acier faisant face au VYDYNE R-240. L'assemblage est
<EMI ID=317.1>
pression de 907 kg ou moins est appliquée durant 3 minutes et ensuite on l'augmente jusqu'à 13605 kg durant 1 minute. Le stratifié est alors refroidi sous pression à 66[deg.]C, et ensuite on libère la pression et le stratifié est enlevé
de la presse. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 86:
On prépare un stratifié de métal-matière thermoplastique-métal de 0,127 cm d'épaisseur en utilisant de l'acier inoxydable 304 (recuit) de 0,00762 cm d'épaisseur comme couche de métal et du VYDYNE (désignation commerciale) R-240 comme couche de noyau de maière thermoplastique
selon le procédé décrit dans l'exemple 85 ci-dessus. A l'exception qu'on effectue le nettoyage/décapage par immersion dans une solution aqueuse de 50,0 g/litre de Apex 764 M
à 70[deg.]C pendant 2 minutes, on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,112 cm d'épaisseur et
on refroiditle stratifié fabriqué à 38[deg.]C avant de libérer la pression. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 87:
On prépare un stratifié de métal-matière thermoplastique-métal de 0,185 cm d'épaisseur en utilisant de l'aluminium 1100-0 de 0,027 cm d'épaisseur comme couches
de métal et du nylon 6,6 contenant 10% en poids de
fibres de verre comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 46 cidessus, à l'exception que le dégraissage dans le toluène est suivi par un rinçage à l'acétone, les feuilles d'aluminium traitées au silane A-1100 sèches sont chauffées
dans un four à 130[deg.]C durant 5 minutes, et on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,160 cm . Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau!
1.
Exememple 88:
On prépare un stratifié de métal-matière thermoplas- tique-métal de 0,193 cm d'épaisseur en utilisant de l'alu- minium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur comme couches de
<EMI ID=318.1>
<EMI ID=319.1>
1 l'exception qu'on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,168 cm . Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 89:
Le procédé de l'exemple 88 est répété à l'exception qu'on utilise du nylon 6 contenant 10% en poids de fibres de verre comme couche de noyau de matière thermoplastique et un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,157 cm d'épaisseur est utilisé. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 90:
On prépare un stratifié de métal-matière thermoplastique-métal de 0,234 cm d'épaisseur en utilisant de l'aluminium 1100-0 ayant une épaisseur de 0,0127 cm comme couches
<EMI ID=320.1>
ayant un degré de cristallinité de 35% comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 36 à l'exception de ce qui suit:
Les couches d'aluminium traitées et le PARN 56/44 sont assemblés dans un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,208 cm , les surfaces traitées des couches d'aluminium faisant face au PARN 56/44. L'assemblage est disposé dans une presse à plateau chauffée à 299[deg.]C. Une pression de 1814 kg ou moins est appliquée durant 3 minutes et ensuite on augmente la pression de 13605 kg durant
1 minute. Le stratifié est alors refroidi sous pression
<EMI ID=321.1>
est enlevé de la presse et recuit à 170[deg.]C durant 1 heure! Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableauj
1.
Exemple 91:
Cet exemple montre l'utilisation de matière thermoplas'tique amorphe comme couche de matière thermoplastique.
<EMI ID=322.1>
ce qui suit:
Les couches d'aluminium traitées et le PARN 56/44 sont assemblés dans un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,178 cm , les surfaces traitées des couches d'aluminium faisant face au PARN 56/44. L'assemblage est disposé dans une presse à plateaux chauffée à 310[deg.]C. Une pression de 1814 kg ou moins est appliquée durant 3 minutes et ensuite on l'augmente jusqu'à 13605 kg durant 1
<EMI ID=323.1>
dans un mélange de glace-eau . Les propriétés du feuilleté sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 92:
On prépare un stratifié de métal-matière thermoplas- j tique -métal de 0,179 cm d'épaisseur en utilisant de l'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur comme couches de métal et du poly(éthylène terephthalate) (PET)
ayant un degré de cristallinité de 38% comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 36 ci-dessus à l'exception de ce qui suit:
Les couches d'aluminium traitées et le PET sont assemblés dans un moule en acier inoxydable revêtu
de TEFLON de 0,154cm d'épaisseur , les surfaces traitées des couches d'aluminium faisant face au PET. L'assemblage
<EMI ID=324.1>
Une pression de 1814 kg ou moins est appliquée durant 3 minutes et ensuite on augmente la pression à 13605 kg durant 1 minute. Le stratifié est alors refroidi sous pression à 55[deg.]C et ensuite la pression est libérée . On enlève le stratifié- de la presse et on recuit à 150[deg.]C durant 1 heure. Les propriétés du stratifié. sont indiquées dans le tableau 1. :
Exemple 93:
On répète le procédé de l'exemple 92 à l'exception qu'on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,254 cm d'épaiseur. Les propriétés du stratifié; sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 94:
On prépare un stratifié de métal-matière thermoplastique-métal en utilisant de l'aluminium Lithoplate de
<EMI ID=325.1>
( éthylène terephthalate) (PET) ayant un degré de cristallinité de 38% comme couche de noyau de matière thermo-
<EMI ID=326.1>
du chlorure de méthylène comme il est décrit dans l'exempte 1 ci-dessus et on lui a permis de sécher à l'air.
On prépare une solution de silane Z6020 en agitant
un mélange de 11,1 g de silane Z6020 dans une solution
de 3 gouttes d'acide acétique glacial dans 3,6 g d'eau à température ambiante pour former une solution limpide
à une phase qui est diluée par 2254,0 g d'éthanol .
On mouille l'aluminium déqraissé énergiquement par
la solution de silane Z6020 préparée ci-dessus, on souffle à sec au moyen d'un jet d'azote et on chauffe dans un four à 100[deg.]C durant 10 minutes.
Les couchesd'aluminium traitées et de PET sont assem-,
<EMI ID=327.1>
de 0,279 cm , les surfaces traitées de l'aluminium faisant face au PET. L'assemblage est disposé dans une presse
à plateau chauffé à 282[deg.]C. Une pression minimum est appliquée durant 3 minutes et ensuite on l'augmente jusqu'à 22675 kg durant <1> minute. Le stratifié est
alors refroidi sous pression à 66[deg.]C et ensuite on libère la pression et le stratifié est enlevé de la presse. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau
1.
Exemple 95:
Cet exemple montre l'utilisation de matièresthermoplastiquesamorphescomme couche de noyau de matière thermo- plastique. On repète le procédé de l'exemple 92 ci-dessus à l'exception de ce .qui suit,
<EMI ID=328.1>
<EMI ID=329.1>
de l'aluminium 1100-0 comme couchesde métal et du PET comme couche de noyau de matière thermoplastique selon
les procédés décrits dans l'exemple 91 ci-dessus à l'exception que la température de la presse à plateau^ était
de 285[deg.]C. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemples 96-103:
Les exemples montrent la préparation de stratifiés
de métal-matière thermoplastique- métal sans décapage
des couches métalliques ou en utilisant un agent favori-
<EMI ID=330.1> Les stratifiés., sont préparés en utilisant de l'aluminium
1100-0 comme couchesde métal et un mélange en fusion de
PET ayant un degré de cristallinité de 38% et 11,7 % de poly(butylène tere-co-isophthalate)-poly(butylène glycol)
-bloc (HYTREL (désignation commerciale ) 4056, disponible dans le commerce chez E.I. du Pont de Nemours & Co, Wilmington, Delaware 19898USA),comme couche,de noyau de matière thermoplastique. On dégraisse la surface d'aluminium par immersion dans du trichloroéthylène comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus, on pend les feuilles verticale- <EMI ID=331.1>
Le décrassage est repété au méthanol .
Les couches d'aluminium dégraissées et de mélange PET/
11,7% HYTREL 4056 sont assemblées dans un moule en acier inoxydable de revêtu de TEFLON , les surfaces dégraissées
(l'une quelconque des surfaces de la couche de métal)
des couches d'aluminium faisant face au mélange de PET/11,7% HYTREL 4056 . L'assemblage est disposé dans une presse à
<EMI ID=332.1>
durant 3 minutes et ensuite on augmente la pression jusqu'à!
22675 kg durant 1 minute. Le stratifié est alors refroidi sous pression jusqu'à 100[deg.]C et ensuite on libère la pression et le stratifié est enlevé de la presse. Les propriétés
du stratifié , y compris les épaisseurs des couches des composants sont indiquées dans le tableau 1.
<EMI ID=333.1>
Un stratifié de métal-matière thermoplastique -métal
est préparé en utilisant comme couchesde métal de l'alu- minium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur et du PET/11,7% HYTREL 4056 comme couche de noyau de matière thermoplastique. L'aluminium est dégraissé dans du trichloro-l,l,l éthane comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus, et est ensuite nettoyé/décapé par immersion dans une solution aqueuse de
5% d'hydroxyde de sodium à température ambiante durant 5 minutes. L'aluminium est enlevé de la solution alcaline
et rincé.' énergiquement à l'eau courante suivi par un rinçage à l'eau déminéralisée . Une solution de 0,9985 g de sila- ne A 1100 dans 3,126 g d'eau et 243 g d'éthanol (pH ajusté à 4,0 par de l'acide formique) est pulvérisée sur la surface nettoyée/décapée de l'aluminium humide. Les feuilles d'aluminium sont soufflées à sec au moyen d'un
jet d'azote et ensuite chauffées dans un four à 130[deg.]C du- rant 15 minutes.
Les-couches d'aluminium traitées et de PET /11,7� HYTREL 4056 sont assemblées dans un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,150 cm d'épaisseur ,
les surfaces traitées des couches d'aluminium faisant
face au PET/11,7% de HYTREL 4056 . L'assemblage est disposé dans une presse à plateauxet chauffé à 279[deg.]C.
Une pression de 2721 kg est appliquée durant 3 minutes et ensuite on augmente la pression jusqu'à 22675 kg durant
1 minute. Le stratifié est alors refroidi sous pression jusqu'à 52[deg.]C et ensuite on libère la pression. Le stratifié , est enlevé de la presse et recuit par chauffage jusqu'à
150[deg.]C durant 20 minutes. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 105 :
<EMI ID=334.1>
l'exception qu'on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,165 cm. Les propriétés du .stratifié sont indiquées dans le tableau 1 .
Exemple 106: i
On fabrique un stratifié de métal-matière thermoplastique-métal en utilisant de l'aluminium 5052-0 de 0,0127cm d'épaisseur comme couchesde métal et du PET/11,7% HYTREL
4056 comme couche de noyau de matière thermoplastique.
<EMI ID=335.1>
1,1,1 éthane comme il est décrit dans l'exemple 1 ci -dessus et ensuite nettoyée/décapée par immersion dans une solution de bichromate de sodium (acide chromique) contenant 30,Og de bichromate de sodium dihydraté, 150 ml d'acide sulfurique
<EMI ID=336.1>
durant 5 minute. L'aluminium est enlevé de la solution d'acide chromique et rincée énergiquement à l'eau courante suivi par un rinçage à l'eau déminéralisée.Une solution aqueuse à 4% de silane Z 6040 dans de l'eau distillée
<EMI ID=337.1>
la surface nettoyée /décapée de l'aluminium humide. Les feuilles d'aluminium sont soufflées à sec au moyen d'un
<EMI ID=338.1>
tes.
<EMI ID=339.1>
<EMI ID=340.1>
dans un moule en acier inoxydable/de TEFLON
de 0,203 cm d'épaisseur, les surfaces traitées de la couche d'aluminium faisant face à la couche de noyau de matière thermoplastique. L'assemblage est disposé dans une presse
à plateaux chauffée à 279[deg.]C. Une pression de 1814 kg ou moins était appliquée durant 3 minutes et ensuite on l'a augmenté:; jusqu'à 22 675 kg durant 1 minute. Le stratifié- est alors i refrddi sous pression jusqu'à 138[deg.]C et ensuite on libère
la pression et le stratifié est enlevé de la presse. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemples 107-109
On prépare des stratifiés de métal-matière thermoplastique-métal en utilisant de l'aluminium 5052-0 comme couches de métal et du PET/11,7% d'HYTREL 4056 comme couche de
noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 106 ci-dessus. Les propriétés des stratifiés y compris les épaisseurs des couches de composants sont indiquées dans le tableau 1.
Exemples 110-113:
On prépare des stratifiés de métal-matière thermoplastique-métal en utilisant de l'aluminium 6061-0 comme couches de métal et un mélange en fusion de PET/11,7% d'HYTREL 4056 comme couche de matière thermoplastique . La surface d'aluminium est dé�raissée par immersion dans du trichloroéthylène suivi par un rinçage à l'acétone comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus et est ensuite nettoyée/décapée par immersion dans une solution aqueuse à 2,5% d'hydroxyde de sodium à température ambiante durant 5 minutes. On enlève l'aluminium de la solution aqueuse et on rince énergiquement à l'eau courante suivi par rinçage à l'eau déminéralisée. L'aluminium humide est immergé dans un mélange de 40 ml d'une solution de silane A-1100 (préparée en mélangeant 0,83 g
de silane A-1100 avec 208,0 g d'eau ) et 50 ml d'une solution de silane A-174 (préparée en agitant un mélange de <EMI ID=341.1>
acétique glacial à température ambiante pour former une solution limpide à une phase, et en diluant par 2449,0 g d'eau et 10 ml d'éthanol ), souffle par un jet d'azote et chauffé dans un four à 130[deg.]C durant 2 minutes.
Les couches d'aluminium traitées et de PET (11,7% HYTREL 4056 sont assemblées dans un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON , les surfaces traitées de l'aluminium
<EMI ID=342.1>
sé dans une presse à plateaux chauffée à 279[deg.]C. Une pression
<EMI ID=343.1>
augmente jusqu'à 22675 kg durant 3 minutes supplémentaires. Le stratifié est alors refroidi sous pression jusqu'à 66 C j et ensuite on libère la pression et le stratifié est
enlevé de la presse. Les propriétés du stratifié , y compris les épaisseurs des couches de composants sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 114-116
Le procédé décrit dans les exemples 110-113 est répété à l'exception qu'on utilise de l'aluminium 6061-T6 comme couchesde métal et on omet l'éthanol de la solution de silane A-174. Les propriétés des stratifiés, y compris les épaisseurs des couches de composants, sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 117:
Le procédé décrit dans l'exemple 94 est répété à l'exception qu'on utilise un mélange en fusion de PET/11,7% HYTREL 4056 comme couche de noyau de matière thermoplastique. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 118
<EMI ID=344.1>
métal de 0,127 cm d'épaisseur en utilisant de l'acier à faible teneur en carbone (recuit de 0,00508 cm d'épaisseur comme couchesde métal et du PET/11,7% HYTREL 4056 comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 85 ci-dessus à l'exception que les couches d'acier sont immergées dans une solution d'acide phosphorique durant 2 minutes, on utilise un moule en acier revêtu
<EMI ID=345.1>
dit le stratifié fabriquées à 38[deg.]C avant de l'enlever de la presse. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 119:
Le procédé décrit dans l'exemple 118 est repété
à l'exception qu'un moule en acier inoxydable revêtu
de TEFLON de 0,208 cm d'épaisseur est utilisé, Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 120:
<EMI ID=346.1>
<EMI ID=347.1>
d'épaisseur comme coucha de métal et un mélange en fusion de PET ayant un degré de cristallinité de 38% et 11,1 % de poly(éthylène terephthalate )-45% poly(butylène oxyde)bloc (PETBCP) , avec les polymère bloc des poly(butylène oxyde ) ayant un poids moléculaire de 1000, comme couche de noyau de matière thermoplastique . L'aluminium est dégraissée par immersion dans du chlorure de méthylène comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus et on lui permet de sécher.
On a immergé l'aluminium dans une solution équivolume (50 ml de chaque sorte) d'une solution de silane A-1100 (préparas en mélange 10,6 ml de silane A-1100 et 31,3 ml d'eau avec 3095 ml d'éthanol) et une solution de silane A-174 (préparée par agitation d'un mélange de 9,6 ml de silane A-174, 2,5 ml d'eau, et 2 gouttes d'acide acétique glacial à température ambiante durant 30 minutes pour former me solution limpide a une
<EMI ID=348.1>
on souffle à sec en moyen d'un jet d'azote et on chauffe dans un four à 130[deg.]C durant 2 minutes.
Les couches d'aluminium traitées et le PET/11,1% PETBCP sont assemblées dans un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,282 cm et laminées comme il est décrit dans les exemples 110-113 ci-dessus. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1,
Exemples 121-124:
Les stratifiés de métal-matière thermoplastiquemétal sont préparée en utilisant de l'aluminium 6061-0
V
comme couches de métal et un mélange en fusion de PET/11,1% PETBCP comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans les exemples 110-113 à l'exception que le rinçage à l'acétone est omis au cours de l'étape de dégraissage. Les propriétés des stratifiés,
y compris les épaisseurs des couches des composants sont indiquées dans le tableau 1,
Exemple 125:
On prépare un stratifié de métal-matière thermoplastique-métal en utilisant de l'aluminium 6061-T6 de 0,0152 cm d'épaisseur comme couchesde métal et un mélange en fusion de PET/11,1% PETBCP comme couche de noyau de matiè- re thermoplastique comme il est décrit dans les exemples '
121-124 à l'exception qu'après le dégraissage , on soumet ; l'aluminium à un sablage humide au moyen de papier de verre avant le décapage dans une solution aqueuse à 2,5% d'hydroxyde de sodium. Les propriétés du stratifié
sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 126:
Un stratifié. de métal -matière thermoplastique-métal est préparé en utilisant de l'aluminium de 0,0127 cm
<EMI ID=349.1>
terephthalate)-5% poly(butylène oxyde) -bloc (PET-b-5% PBO), partiellement cristallin , le PBO bloc ayant un poids moléculaire de 1000 comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple
36 ci-dessus. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableaul.
Exemple 127:
Cet exemple montre la préparation d'un stratifié
de métal-matière thermoplastique-métal sans décapage
du métal ou en utilisant un agent favorisant l'adhérence,
On prépare un stratifié en utilisant de l'aluminium
1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur comme couches de métal
<EMI ID=350.1>
- bloc (PET-b-24% PBO) , partiellement cristallin, les PBO bloc ayant un poids moléculaire de 1000 comme couche de noyau de matière thermoplastique , L'aluminium est dégraissé par immersion dans du chlorure de méthylène comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus et on permet de sécher à l'air. Les couches d'aluminium dégraissées et le PET-b-24% PBO sont assemblées dans le moule
en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,292 cm d'épaisseur, les surfaces dégraissées (l'une quelconque des surfaces) faisant face au PET-b-24% PBO. L'assemblage
<EMI ID=351.1>
Une pression minimum est appliquée durant 3 minutes et ensuite on augmente jusqu'à 22675 kg durant 3 minutes supplémentaires. On refroidit alors les stratifiés sous
<EMI ID=352.1>
et le stratifié est enlevé de la presse. Les propriétés
du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemples 128-131: On fabrique des stratifiés de métal-matière thermo-! plastique -métal en utilisant de l'aluminium 1100-0
comme couchesde métal et un mélange en fusion de poly- (éthylène terephthalate) (PET) ayant un degré de cristalli� nité de 38% et 23,5 % d'HYTREL 4056 (désignation commer-
<EMI ID=353.1>
selon le procédé décrit dans les exemples 110-113 à l'exception qu'on utilise du chlorure de méthylène comme solvant de dégraissage et que le nettoyage /décapage
de la surface d'aluminium est réalisé par immersion dans une solution aqueuse à 5% d'hydroxyde de sodium à température ambiante durant 10 minutes. Les propriétés des stratifiés sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 132:
Le procédé décrit dans l'exemple 94 ci-dessus est répété à l'exception que le mélange en fusion du PET ayant un degré de cristallinité de 38% et 23,5 % HYTREL 4056 est employé comme couche de noyau de matière thermoplasti-' que. Les propriétés des stratifiés sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 133;
Le procédé décrit dans l'exemple 91 ci-dessus est répété , à l'exception qu'on utilise un mélange en fusion de PET ayant un degré de cristallinité de 38% et 10% de
<EMI ID=354.1> <EMI ID=355.1>
lène)propane carbonate) ou simplement polycarbonate ou
PC disponible dans le commerce sous la désignation commerciale MERLON M100 de Mobay Chemical Corporation , Pittsburgh, Pennsylvanie, 15205 ,USA) est employé comme couche de matière thermoplastique et on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,183 cm d'épaisseur. Les propriétés des stratifiés sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 134:
<EMI ID=356.1>
de 0,190 cm d'épaisseur en utilisant de l'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm comme couches de métal et du poly(éthylène 80% terephthalate -co-20% isophthalate) (PET/I 80/20) ayant
un degré de cristallinité de 32% comme couche de noyau de matière thermoplastique et une solution aqueuse à 0,4%
de silane A-1100 dans de l'eau distillée (pH ajusté
à 4,0 par de l'acide formique) comme agent favorisant
<EMI ID=357.1>
ple 106 ci-dessus à l'exception de ce qui suit:
Les couches d'aluminium traitées , et de PET/I 80/20 sont assembléesdans un moule en acier inoxydable' revêtu de TEFLON de 0,165 cm d'épaisseur , les surface traitées des couches d'aluminium faisant face au PET/1 80/20.
L'assemblage est disposé dans une presse à plateaux chauffée à 240[deg.]C. On applique une pression de 1814 kg ou moins durant 3 minutes et ensuite on augmente la pression jusqu'à 13605 kg durant 1 minute. On refroidit alors lente- ment le stratifié sous pression jusqu'à 54[deg.]C et ensuite on libère la pression et le stratifié est enlevé de la
<EMI ID=358.1>
tableau 1.
Exemple 135:
On répète le procédé de l'exemple 91 sauf que l'on utilise du PET/I 80/20 amorphe ayant un degré de cristallinité de seulement 5% comme couche de noyau de matière thermoplastique , et on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,170 cm d'épaisseur, et les plateaux
de la presse sont chauffés à 285[deg.]C . Les propriétés des stratifiés sont indiquées dans le tableau 1.
r
Exemple 136:
On répète le procédé de l'exemple 135 ci-dessus
à l'exception que le PET/I 80/20 amorphe avait un
degré de cristallinité de seulement 3,3% et on utilise
un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,142 cm. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 137:
On prépare un stratifié de métal-matière thermoplastique -métal en utilisant de l'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur comme couches de métal et un mélange à fusion partiellement cristallin de poly(éthylène 80% terephthalate-co-20% isophthalate ) (PET/i 80/20) et
11,7% HYTREL 4056 comme couche de noyau de matière thermoplastique. On dégraisse la surface d'aluminium par Immersion dans du chlorure de méthylène comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus et on permet de sécher à l'air. L'aluminium dégraissé est immergé dans une solution à 0,4% de silane Z6020 dans de l'éthanol. (préparé comme il est décrit dans l'exemple 94 ci-dessus) , on souffle à sec au moyen d'un jet d'azote et on chauffe dans un four à 100[deg.]C durant 10 minutes.
Les couches d'aluminium traitées et le PET/I 80/20/
11,7% HYTREL 4056 sont assemblées dans m moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,282 cm , les surfaces traitées d'aluminium faisant face au PET/I 80/20/11,7% HYTRE1 4056. L'assemblage est disposé dans une presse à plateauXchaufféeà 249[deg.]C. Une pression minimum est appliquée durant 3 minutes et ensuite on augmente la pression jusqu'à 22675 kg durant 3 minutes supplémentaires. Le stratifié est alors refroidi sous pression à
66[deg.]C , la pression est libérée et lestratifié enlevé de la presse. Le stratifié est recuit par fusion à
150[deg.]C durant 20 minutes. Les propriétés du stratifié
sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 138:
On répète le procédé de l'exemple 137 ci-dessus
à l'exception qu'on utilise de l'aluminium Lithoplate de 0,0140 cm d'épaisseur comme couche de métal et un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,279 cm d'épaisseur. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1
Exemple 139
Le procédé décrit dans l'exemple 134 est répété à l'exception que du poly(butylène terephthalate) (PBT) est utilisé comme couche de noyau de matière thermoplastique et
on emploie un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON
de 0,165 cm. Les propriétés du stratifié sont indiquées
dans le tableau 1.
Exemple 140:
Le procédé décrit dans l'exemple 139 est mis en oeuvre en utilisant un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON
de 0,282 cm . Les propriétés du stratifié sont indiquées dansle tableau 1.
Exemple 141:
Le procédé décrit dans l'exemple 94 ci-dessus est mis
en oeuvre à l'exception qu'on utilise du poly(butylène terephthalate) partiellement cristallin (PBT, disponible
dans le commerce sous la désignation VALOX 310 de
General Electric Company, Pitssfield , Massachusetts 01201, USA) comme couche'de noyau de matière thermoplatique et
les plateaux de la presse échauffés jusqu'à 252[deg.]C. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 142:
On répète le procédé décrit dans l'exemple 137 à l'exception qu'on utilise un mélange en fusion partiellement cristallin de PBT et de 11,7 % HYTREL 4056 (PBT/11,7%
HYTREL 4056) comme couche de noyau de matière thermoplastique. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau
1.
Exemple 143:
On répète le procédé de l'exemple 142 à l'exception qu'on utilise de l'aluminium Lithoplate de 0,0140 cm d'épaisseur comme couches de métal. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 144:
On répète le procédé de l'exemple 141 à l'exception qu'on utilise de l'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur comme coucha de métal , un mélange en fusion partiellement cristallin de PBT et 23,5% d'HYTREL- 4056) comme couche de noyau de matière thermoplastique et on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,274 cm d'épaisseur. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 145:
Le procédé décrit dans l'exemple 144 est utilisé à
<EMI ID=359.1>
de 0,0140 cm d'épaisseur comme couchesde métal en fusion et un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,277 cm d'épaisseur. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 146:
On a préparé un stratifié de 0,211 cm d'épaisseur
<EMI ID=360.1>
comme couchesde métal et du HYTREL 7246 comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 36 ci-dessus à l'exception que la pression initiale appliquée était de 1814 kg ou moins et que le ! stratifié fabriqué est refroidi à 54[deg.]C avant d'être enlevé de la presse, Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 147:
On répète le procédé décrit dans les exemples 128-131 à l'exception qu'on utilise un poly (.butylène terephthalate-
<EMI ID=361.1>
revêtu de TEFLON de 0,282 cm d'épaisseur. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 148:
<EMI ID=362.1>
<EMI ID=363.1>
dessus à l'exception qu'on utilise du HYTREL 7246 (désigna-\ tion commerciale) comme couche de noyau de matière thermoplastique. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 149:
Un stratifié de métal - matière thermoplastique- métal est préparé selon le procédé décrit dans l'exemple 94 ci-
<EMI ID=364.1>
partiellement cristallin (HYTREL 6346) comme couche de noyau de matière thermoplastique , Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1,
Exemple 150:
On prépare un -stratifié de métal-matière thermoplas- tique-métal selon le procédé décrit dans l'exemple 141
<EMI ID=365.1>
-co-isophthalate) -poly(butylène oxyde ) -bloc partiellement cristallin (HYTREL 5555) (désignation commerciale) comme couche de matière thermoplastique 'et on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,264 cm d'épaisseur. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 151;
On met en oeuvre le procédé de l'exemple 14 à l'excep-
<EMI ID=366.1>
cristallin (HYTREL 4055) comme couche de noyau de matière thermoplastique. Les propriétés du -stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 152:
On prépare un stratifiéde métal-matière thermoplastique
-métal en utilisant de l'aluminium 1100-0 de 0,0127 cm <EMI ID=367.1>
ou simplement polycarbonate disponible sous la désignation
<EMI ID=368.1>
field , Massachusetts 01201 ,USA) comme couche de noyau de
<EMI ID=369.1>
sée par immersion dans du toluène suivi par rinçage dans de l'acétone comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus et nettoyée/décapée par immersion dans une solution aqueuse à 5% d'hydroxyde de sodium à températures ambiantes durant
2 minutes. L'aluminium est enlevé de la solution de nettoyage /décapage, rincé à l'eau courante chaude tout en essuyant:
au moyen d'un tissu propre (Webril Litho Pad) suivi par un rinçage à l'eau chaude sans essuyage et ensuite on souffle à sec au moyen d'un jet d'azote. Une solution de 2,5 ml de silane A-1100 dans 1000 ml d'eau est pulvérisée sur la surface nettoyée/décapée et les feuilles pendent verticalement pour le drainage et le séchage à l'air.
On lave le polycarbonate à l'acétone, on procède
à un sablage avec du papier de verre, on lave de nouveau
à l'acétone et on sèche en une nuit (environ 16 heures)
à 60[deg.]C dans un four à vide purgé à l'azote.
Les couches d'aluminium traitées et le polycarbonate traité sont assemblés dans un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,122 cm , les surfaces traitées
des couches d'aluminium faisant face à la surface traitée de polycarbonate. L'assemblage est disposé dans une presse à plateauxchauffée à 230[deg.]C. La presse est appliquée et maintenue durant 20 minutes après que le polycarbonate
ait coulé pour remplir la cavité du moule. Le stratifié est alors refroidi jusqu'à une température inférieure
à 70[deg.]C et ensuite la pression est libérée et le stratifié est enlevé de la presse. Les propriétés du stratifié
sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 153:
On fabrique un stratifié de métal-matière thermo- plastique-métal en utilisant de l'aluminium 1100-0
de 0,0127 cm comme couchesde métal et un copolymère d'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 152 ci-dessus, à l'exception qu'on utilise une solution de 2,5 ml de silane A-187 hydrolyse (préparée en agitant 10 g de silane A-187 , 2,3 g d'eau et 2 gouttes d'acide acétique galcial à températures ambiantes durant 30 minutes pour former une solution limpide
<EMI ID=370.1>
comme agent favorisant l'adhérence , on utilise un moule
en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,190 cm pour adapter l'épaisseur de la couche de noyau de matière thermoplastique et la presse à plateaux: est chauffée jusqu'à
200[deg.]C. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le
r tableau 1.
Exemple 154:
On répète le procédé de l'exemple 153 ci-dessus à
<EMI ID=371.1>
couche de noyau de matière thermoplastique et un moule
en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,147 cm d'épais- seur pour ajuster l'épaisseur de la couche de noyau de ! matière thermoplastique . Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1 .
Exemple 155:
On prépare un stratifié de métal-matière thermoplas- tique -métal en utilisant de l'acier inoxydable 304 de ' 0,00254 cm d'épaisseur, recuit comme couchesde métal et
<EMI ID=372.1>
disponible dans le commerce chez Union Carbide Corporation, New York, New York 10017) comme couche de noyau de matière thermoplastique. La surface d'aluminium est dé9raissée
par immersion dans du trichloco 1,1,1 éthane comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus et ensuite nettoyée /décapée par immersion dans une solution aqueuse de 50 g/ litre de Apex 764 M à 70[deg.]C pendant une période de 2 minutes. L'acier est enlevé de la solution de nettoyage/décapage
et rincé énergiquement à l'eau courante sous vide par un rinçage à l'eau déminéralisée. Une solution aqueuse à
0,3% de silane A-1100 dans de l'eau distillée (pH ajusté
à 4,0 par de l'acide formique) est pulvérisée sur la surface nettoyée/décapée de l'acier humide. Les tôles
<EMI ID=373.1>
Les couches d'acier traitées et de polysulfone sont assemblées dans un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,0864 cm d'épaisseur , les surfaces traitées de l'acier faisant face au polysulfone. L'assemblage est disposé dans une presse à platea�; chauffé à 329[deg.]C . Une pression de 907 kg ou moins est appliquée durant 3 minutes et ensuite on augmente la pression jusqu'à 13605 kg durant 1 minute. Le .stratifié est alors refroidi sous pression jusqu'à 66[deg.]C et ensuite on libère la pression et on enlève le stratifié de la presse. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemples 156-157:
Ces exemples montrent la préparation de stratifiés métal-matière thermoplastique-métal de compositions de couches métalliques différentes de chaque côté de la couche de noyau de matière thermoplastique.
Exemple 156:
Un stratifié est fabriqué en utilisant un acier
à faible teneur en carbone C 1010 de 0,00508 cm d'épaisseur, recuit et de l'alumine 6061-0 de 0,0152 cm d'épaisseur comme couches de métal et du polysulfone comme couche de noyau de matière thermoplastique selon le procédé décrit dans l'exemple 155 ci-dessus à l'exception qu'on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,310 cm d'épaisseur. Les propriétés du stratifié sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 157:
On prépare un stratifié en utilisant de l'acier
à faible teneur en carbone C 1010 de 0,00508 cm d'épaisseur, recuit et de l'aluminium 3003-H25 de 0,0140 cm d'épaisseur comme couches de métal et du polysulfone comme couche de noyau de matière thermoplastique selon
le procédé décrit dans l'exemple 156 décrit ci-dessus à l'exception qu'on utilise un moule en acier inoxydable revêtu de TEFLON de 0,311 cm. Les propriétés du stratifiésont indiquées dans le tableau 1.
Exemples 158-161:
Ces exemples montrent la fabrication de stratifiés métal-matière thermoplastique -métal par polymérisation des monomères in situ entre les couches de métal.
Les propriétés des stratifiés sont indiquées dans le tableau
1.
Les stratifiés sont préparés en utilisant de l'aluminium de 0,0127 cm d'épaisseur comme couchesde métal.
La surface de l'aluminium est dégraissée par immersion dans du toluène suivi par un rinçage à l'acétone comme
<EMI ID=374.1>
<EMI ID=375.1>
à 5% à températures ambiantes pendant deux minutes. On enlève l'aluminium de la solution alcaline et on rince durant 10 minutes à l'eau courante suivi par un rinçage
à l'eau déminéralisée. On pulvérise une solution à 0,4 %
de silane A-1100 dans de l'éthanol sur la surface nettoyée/, décapée de l'aluminium humide. Les feuilles d'aluminium sont soufflées à sec au moyen d'un jet d'azote et chauffées
dans un four à 130[deg.]C durant 30 minutes.
Exemple 158:
Un stratifié est préparé in situ par polymérisation d'un copolymère bloc de nylon 6 entre des couches d'alumi- nium de Lithoplate. Une solution est préparée contenant
6,0 g de VORANOL 2120 (désignation commerciale ) (polyoxy-
<EMI ID=376.1>
nation commerciale) (dihydro-1,2 triméthyl-2,2,4 quinoline
<EMI ID=377.1>
<EMI ID=378.1>
pression réduite. Une solution séparée de catalyseur est préparée en agitant 7 ml de bromure d'éthylmagnésium 3 molaire dans du diéthyl éther à 175 g de [pound] -caprolactame à 100 C fondu à sec. On soumet la solution au vide pour éliminer l'éther et l'éthane et on maintient à 100[deg.]C
sous atmosphère d'azote jusqu'à ce qu'on l'utilise.
On prépare un moule en disposant deux feuilles d'aluminium entre des plateaux chauffés d'une presse fermée
de telle façon que les surfaces traitées feront face à la matière thermoplastique polymérisée . Les feuilles d'alumi- nium sont séparées par des écarteurs de 0,318 cm d'épaisseur en TEFLON. Avec le moule et les solutions réactionnelles à 130[deg.]C, ces solutions sont pompées dans le moule en utilisant des pompes du type Zenith. Le rapport en volume d'un courant de solution de monomère à une solution de catalyseur est 1,12:1. Les courants sont mélangés au moyen de mélangeurs statiques du type Kenics. Après 5 minutes dans le moule, le stratifié est enlevé et on lui permet
de refroidir. Le copolymère bloc de nylon 6 contenait
20% en poids de polyoxypropylène:bloc.
Exemple 159:
Un stratifié a été réalisé similairement à l'exemple
158 à l'exception que de l'aluminium 1100-0 est utilisé comme couchesde métal.
Exemple 160:
On prépare un stratifié de nylon 6 par polymérisation
<EMI ID=379.1>
On prépare le moule comme il est décrit dans l'exemple
158 ci-dessus. On prépare une solution contenant 350 g de [pound] -caprolactane en fusion , 1,5 g de FLECTOL H (désignation commerciale) et 3,4 g de PEI-1000 (polyéthylèneimine, solution aqueuse à 30% ). On sèche la solution par distilla-
<EMI ID=380.1>
dans du diéthyl éther suivi par un dégagement gazeux énergique sous vide. On ajuste la température de la solution à 130[deg.]C et
<EMI ID=381.1>
pour servir d'initiateur. On verse alors la solution dans le moule chauffé à 180[deg.]. On permet à la coulée de durcir 10 minutes avant de l'enlever du moule.
Exemple 161:
On prépare un stratifié de nylon renforcé d'argile calciné du type kaolinite à 40% en faisant réagir du caprolactane entre des feuilles d'aluminium 1100-0. On prépare le moule comme il est décrit dans l'exemple 158.ci- dessus. On chauffe un mélange de 230 g de [pound] -caprolactame, 1,5 g de FLECTOL H, et 2,0 g de PEI-1000 sous atmosphère d'azote à 130[deg.]C. A cette solution agitée on ajoute 120 g
<EMI ID=382.1>
de la pâte à une température supérieure à 100[deg.]C. A la
pâte résultante on ajoute 1,2 ml de silane A-1100. On fait le vide et on sèche par distillation de 50 ml de caprolactame.On remplace le vide par de l'azote et on refroidit la pâte à 100[deg.]C. A ce mélange on ajoute 3,2 ml de bromure d'éthyl- magnésium 3 molaire dans du diéthyl éther suivi par un dégagement gazeux énergique sous vide. On remplace le vide par
<EMI ID=383.1>
catalyser la pâte suivie par une agitation durant 30 secon- des. On verse la pâte dans le moule chauffé à 180[deg.]C et on permet de durcir pendant 10 minutes avant l'enlèvement
du moule.
Exemples 162 - 163:
Ces exemples montrent la fabrication de stratifié
de métal-matière thermoplastique - métal en utilisant
des agents d'adhérence adhésifs.
Les stratifiés sont préparés en utilisant de l'alu- minium 1100-0 de 0,0127 cm d'épaisseur comme coucha de métal.
<EMI ID=384.1>
dans du toluène suivi par un rinçage à l'acétone comme il est décrit dans l'exemple 1 ci-dessus et on nettoie /décape par immersion dans 50 g /1 de solution aqueuse d'Apex 764
M à 70[deg.]C pendant une période de 2 minutes. On enlève l'aluminium de la solution de nettoyage/décapage et on rince à l'eau courante chaude tout en essuyant au moyen d'un tissu propre (Webril Litho Pad) suivi par un rinçage à l'eau chaude sans essuyage et ensuite soufflage à sec au moyen d'un jet d'azote. On chauffe alors l'aluminium dans un four à 110[deg.]C durant 5 minutes et 130[deg.]C durant 10 minutes, respectivement pour les exemples 162 et 163.
Exemple 162:
<EMI ID=385.1>
hexylacrylate -co-méthyl-acrylate-co-acide acrylique- co- glycidylméthacrylate) ou simplement copolymère acrylate) adhésif à 25% de solide est appliqué à la surface nettoyée/ décapée de l'aluminium et on permet de sécher à l'air durant
15 minute et ensuite à 90[deg.]C durant 2 minutes.
On essuie une feuille de chlorure de polyvinyle (PVC) au moyen d'un tissu propre humidifié à l'acétone, on procède à un sablage au papier éméri , on essuie de nouveau au moyen d'un tissu propre humidifié à l'acétone et on sèche dans un four sous vide purgé à l'azote à 60[deg.]C.
Les couches d'aluminium traitées et de PVC sont assemblées , les surfaces traitées à l'adhésif faisant face au PVC, et sont laminées sous une pression de 200[deg.]C durant
20 minutes. Le stratifiéest refroidi sous pression à une température inférieure à 70[deg.]C et on l'enlève de la presse.
<EMI ID=386.1>
<EMI ID=387.1> On applique un adhésif époxy consistant en un mélange en poids de 67:33 EPON 871 (désignation commerciale) :
EPON 871 (désignation commerciale) (résine époxy aliphatique, poids par époxyde, 390-470 et époxy résine bis-phénol
A non modifié , poids par époxy , 185-192 respectivement disponible dans le commerce chez Shell Chemical Company, Houston, Texas 77002) avec de l'agent de durcissement EPON V-25 (un polyamide , poids équivalent (quantité réagissant avec une môle d'époxyde) à la surface nettoyée/ décapée de l'aluminium sous forme d'un film épais de 0,00508 !
<EMI ID=388.1>
sont assemblées les surfaces d'aluminium traitées à l'adhésif faisant face au nylon 6,6 et sont laminées sous pression à 285[deg.]C durant 10 minutes, refroidies sous
<EMI ID=389.1>
du stratifiées sont indiquées dans le tableau 1.
Exemple 168:
Les propriétés des stratifiés de métal-matière thermoplastique-métal préparées selon les exemples 2 à 163 et des couches de métal et de matière thermoplastique sont indiquées dans les tableau 1, 2 et 3 respectivement. Des échantillons pour toutes les pièces ont été préconditionnés à 23[deg.]C durant au moins 18 heures. A l'exception du coefficient de dilatation thermique linéaire et des mesures de la température de distorsion thermique , tous les
tests ont été faits à 23[deg.]C avec une humidité relative
de 50%. Tous les échantillons de polyamides non laminés sont maintenus secs, tels que moulés dans des conteneurs étanches, avec du perchlorate de magnésium anhydre ou du sulfate de calcium anhydre employé comme dessiccant pendant la période de préconditionnement à 23[deg.]C. Tous les autres échantillons sont préconditionnés avec une humidité rela- tive de 50%.
Il doit être bien compris que les valeurs pour l'épaisseur de la couche de matière thermoplastique indiquée dans le tableau 1 représentent une valeur moyenne pour les divers échantillons de stratifiés utilisés dans les essais physiques réalisés sur les stratifiés et il doit être compris que des variations minimes de l'épaisseur peuvent existées__ parmi ces échantillons obtenus à partir d'échantillons
de stratifiés expérimentaux préparés.
A moins qu'il ne soit mentionné autrement, les propriétés de la tension indiquée
pour les métaux se rapportent aux métaux avant qu'ils ne soient soumis aux conditions thermiques de laminage et il est admis que ces valeurs ne changent pas sensiblement après avoir été soumis aux conditions thermiques de laminage dans les exemples correspondants.
<EMI ID=390.1>
<EMI ID=391.1>
<EMI ID=392.1>
<EMI ID=393.1>
<EMI ID=394.1>
<EMI ID=395.1>
<EMI ID=396.1>
<EMI ID=397.1>
<EMI ID=398.1>
<EMI ID=399.1>
<EMI ID=400.1>
<EMI ID=401.1>
<EMI ID=402.1>
<EMI ID=403.1>
<EMI ID=404.1>
<EMI ID=405.1>
<EMI ID=406.1>
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<EMI ID=408.1>
<EMI ID=409.1>
<EMI ID=410.1>
<EMI ID=411.1>
<EMI ID=412.1>
<EMI ID=413.1>
<EMI ID=414.1>
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<EMI ID=417.1>
<EMI ID=418.1>
<EMI ID=419.1>
<EMI ID=420.1>
<EMI ID=421.1>
<EMI ID=422.1>
<EMI ID=423.1>
<EMI ID=424.1>
<EMI ID=425.1>
<EMI ID=426.1>
<EMI ID=427.1>
<EMI ID=428.1>
<EMI ID=429.1>
<EMI ID=430.1>
<EMI ID=431.1>
<EMI ID=432.1>
<EMI ID=433.1>
<EMI ID=454.1>
<EMI ID=434.1>
<EMI ID=435.1>
<EMI ID=436.1>
<EMI ID=437.1>
<EMI ID=438.1>
<EMI ID=439.1>
<EMI ID=440.1>
<EMI ID=441.1>
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<EMI ID=443.1>
<EMI ID=444.1>
<EMI ID=445.1>
<EMI ID=446.1>
<EMI ID=447.1>
<EMI ID=448.1>
<EMI ID=449.1>
<EMI ID=450.1>
<EMI ID=451.1>
<EMI ID=452.1>
<EMI ID=453.1>
<EMI ID=455.1>
<EMI ID=456.1>
<EMI ID=457.1>
<EMI ID=458.1>
<EMI ID=459.1>
<EMI ID=460.1>
<EMI ID=461.1>
<EMI ID=462.1>
Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux stratifiés et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.
Laminate of the metal-thermoplastic-metal type.
<EMI ID = 1.1>
The present invention relates to laminates and a manufacturing method. More specifically, the invention relates to laminates of the metal-thermoplastic-metal type having an improved combination of critical properties required for construction applications,
Laminates of the metal-thermoplastic-metal type and manufacturing methods are known, see for example US Pat. Nos. 3,382,136, 3,353,742, publication "Modern Plastics", 41 (March 7) 119-124 (1964) , and the publication "Chemical Economy & Engineering Review", volume 2, number 10 (October) 51-53, 57 (1970).
The laminates described in the above publications as well as other laminates known in the art, however, are generally limited with respect to their applications, particularly when contemplating their use as building panels where a combination of properties low thermal expansion (low coefficient of linear thermal expansion) and good recovery after deviations due to bending (low inelastic ratio) are the necessary properties of laminates.
It is a main object of the present invention to produce a laminate of the metal-thermoplastic metal type having an improved combination of properties considered important and critical for the applications envisaged.
<EMI ID = 2.1>
exterior and interior, application panels, panels for transport vehicles, for example automobiles, ships and airplanes.
It is another object of the present invention to produce a laminate for building panels characterized among other properties, by a combination of low coefficient of linear thermal expansion, a low inelastic ratio (where a high elasticity in bending) and a-very good resistance to bending.
It is another object of the present invention to produce such a laminate which, in addition to the critical properties considered necessary for applications
in building, also has a wide range of other desirable properties, for example, a high heat distortion temperature, excellent stamping,
<EMI ID = 3.1>
It is another object of the invention to produce a laminate having a thickness ratio specially chosen from the total thicknesses of the metal layers / thickness
of the central layer to obtain an optimum combination of properties.
It is yet another object of the invention to produce a laminate which is particularly suitable for applications in the. -automobile domain.
Another object of the invention is to implement a method for manufacturing the metal-thermoplastic-metal laminates mentioned above.
The objects and advantages of the invention will appear more readily to these specialists in the field on reading the description and the following claims.
These above goals are successfully achieved by the pre-
<EMI ID = 4.1>
having the following properties in combination:
<EMI ID = 5.1>
a thermal coefficient of linear expansion
<EMI ID = 6.1>
flexural stiffness of at least 52.53 x 10 <3> N / m, and
a maximum weight not exceeding 9.76 kg / m <2>, these laminates comprising:
a core layer of thermoplastic material and a metal layer applied to each side of the core layer of thermoplastic material, each metal layer having a minimum thickness of about 0.00127 cm, provided that the aluminum is not the metal layer on both sides of the laminate when the core layer of thermoplastic material is high density polyethylene and also provided that) when polypropylene is the core of thermoplastic material and aluminum is the applied metal coating on each side of the nucleus,
the laminate has a maximum point of 5.37 kg / m <2>, where the thickness ratio of the sum of the thicknesses of the layers
of metal to the thickness of the layer - core thermoplastic material is described by the numerical overlap region
<EMI ID = 7.1>
<EMI ID = 8.1>
the lower limit of these areas being defined by the equation of a straight line
y = mx + b
<EMI ID = 9.1>
the parameter of the x axis of TR (YSm / TSc), m is the slope of the straight line and b is the intersection of the y axis with the condition that:
when there is IR. , m equals 108 and b equals zero (0) for the values of x from 0 to 0.65, and m equals zero and b
<EMI ID = 10.1>
45x 10-6 for values of x from zero (0) to 0.1, and
<EMI ID = 11.1>
res at 0.1, and the upper limit of these areas is defined by the equation of the straight line defined above with the conditions that
<EMI ID = 12.1>
values of x from zero (0) to 0.25, and m equals zero (0) and b equals 100 for values of x greater than 0.25, and
<EMI ID = 13.1> x from 0.05 to 0.26, and m equals zero (0) and b equals 45 x
<EMI ID = 14.1>
or:
IR � is the inelastic ratio of the laminate measured
<EMI ID = 15.1>
external to the place of maximum deviation,
CLTE � is the coefficient of linear thermal expansion of the laminate,
TR is the thickness ratio ^ of the sum of the thicknesses of; metal layers to the thickness of the core layer of thermoplastic material,
YSm is the creep resistance for an average weight thickness of two layers of metal with a limit elongation of 5%, and
TS is the tensile strength of the layer
vs
core of thermoplastic material.
Expressed in another way, the ratio of thicknesses of the sum of the thicknesses of the metal layers to the thickness of the core layer of thermoplastic material is described by the numerical overlap region of the
<EMI ID = 16.1>
based on TR (YSm / TSc) and CLTE � as a function of TR (YSm / TS) as shown respectively in the figures
<EMI ID = 17.1>
TS are defined as above.
The conditions of the process according to the invention are obtained when the process consists in:
a) placing a layer of metal on each side of a core layer of thermoplastic material, the thickness ratio of the sum of the thicknesses of the metal layers to the thickness of the core layer of thermoplastic material is determined as described above, b) laminating the core layer of thermoplastic material and the metal layers by subjecting the assembly to high temperatures and to a pressure sufficient to maintain contact and adhesion, and c) cooling to room temperature.
So that the invention can be better understood, reference is made to the following figures where:
Figure 1 is a graph showing the <EMI ID = 18.1>
for laminates belonging to or outside the limits of the present invention, Figure 2 is a graph showing the relationship between the coefficient of linear thermal expansion
<EMI ID = 19.1>
limits and outside the limits of the present invention, and Figure 3 is a graph showing a standard heat distortion temperature (HDT) variable <EMI ID = 20.1> laminates both within and outside the limits of the present invention.
1. Critical properties of use:
The metal-thermoplastic-metal laminates according to the invention are produced by means of a core layer of thermoplastic material and two layers of metal, each laminated on each side of the core layer of thermoplastic material. Laminates are characterized by a combination of critical properties of use - low coefficient of linear thermal expansion, low inelastic ratio (good elasticity in bending), and very good bending rigidity,
- as well as other desirable properties which make them excellent for use as building boards.
Low coefficient of linear thermal expansion
<EMI ID = 21.1>
critical property of the metal-thermoplastic-metal laminates according to the invention because of the applications envisaged
<EMI ID = 22.1>
parts due to temperature variations must be reduced to the minimum in order to minimize the possibility of warping and gaps between the metal and concrete components and the parts made with the laminates according to the invention. The coefficient of linear thermal expansion is measured according to the method of test ASTM D 696-70 for plastics. It can also be determined by measuring the distance between two thin parallel lines on the surface of the sample using
a calibrated mobile microscope or a cathetometer. The sample is located in a rectangular cavity in a heavy block of copper which can be thermostatically adjusted to various temperatures far apart from each other.
The rectangular cavity in the copper block is only slightly larger than the cross section of the sample, and the fine lines on the surface of the samples are visible through a narrow slot machined in the copper block.
Although some plastic materials are light and have a high energy absorption capacity (high impact resistance) making them suitable for use as building panels, they suffer from the disadvantage that their coefficients of linear thermal expansion are 4 to 5 and even 10 times higher than those of most metallic and glassy building materials, for example, aluminum, steel and concrete. Their use as construction panels on metal frames
or concrete is often prevented by the large differential thermal expansion which leads to fixing problems and, moreover, by invisible spaces which occur between panels at low temperatures and / or curl of panels at high temperatures.
The normal process of lowering the coefficient of linear thermal expansion of plastics is to incorporate glass fibers. Usually 30 to 40%
enough glass to reduce the coefficient of linear thermal expansion of a plastic material until it is equivalent to that of aluminum, (approximately 23.4 x 10-6
<EMI ID = 23.1>
resistant but brittle material having only a small elongation before breaking. This means that the composite materials rupture at very low impacts whether the plastic itself is a resistant resin but brittle or not, such as a thermosetting polyester or a resistant polymer which is easily extensible with a high elongation before rupture such that nylon 6,6. He must be
<EMI ID = 24.1>
reduced glass-filled plastics do not prevent the use of glass fibers for materials
of the core layer of thermoplastic material according to the invention in which laminating the suitable metal layers / on this core layer as described above tends to change (at least in part) the undesirable properties of the thermoplastic materials loaded by glass fibers.
Metals of course do not suffer from the disadvantage of high coefficients of linear thermal expansion like plastics. However, they are generally heavy, especially for sufficient thicknesses necessary for use as construction panels.
<EMI ID = 25.1>
metal according to the invention have the best properties of the two types of materials. That is to say, not only they have a maximum weight not exceeding 9.76 kg / m2 but also they are characterized by a combination of
<EMI ID = 26.1>
very good bending stiffness, and low coefficients of linear thermal expansion. The coefficient
linear thermal expansion must be less
<EMI ID = 27.1>
are large enough for the applications envisaged in the building.
An example of the low coefficient of linear thermal expansion presented by the laminates according to the invention is as follows. A laminate (Example 2) consisting of two layers of aluminum 1100-0 0.0127 cm thick applied on each side of a 0.157 cm polypropylene layer had a coefficient of expansion
<EMI ID = 28.1>
A low inelastic ratio (IR �) (good flexural elasticity) (less than 93%) is a typical property
metal-thermoplastic-metal laminates. Inelastic relationship characterizes elastic recovery
such laminate panels after having undergone sufficient deflection to produce a substantial tension (for example 5%) in the outer layers of metal at the location of the maximum deflection. It is measured according to a modification
r specific to the ASTM D 790-71 test. The process can be described as follows:
A sample sheet having a rectangular cross section with a width b = 1.27 cm, a thickness
<EMI ID = 29.1>
is the spacing of the bending test in cm and [pound] greater than 1.27 cm, is arranged horizontally on a device for fixing a bending test in three points (i.e. with the width of 1.27 cm arranged horizontally and the depth d arranged vertically) and is bent with a bending speed D of 0.0212 cm / s up to a
<EMI ID = 30.1>
of the external surface of the sample, i.e., unless noted otherwise, of 5% and calculated in% by the formula r = 600 dDo / L <2>. The spacing L used is approximately
16 times the depth d, except for the thicknesses
<EMI ID = 31.1>
the spacing used is 2.54 cm. After bending the specimen to the specified bending D, the bending load is immediately removed at a rate of 0.846 cm / s. Then the sample is immediately removed from the bending test fixture, placed on its edges on a flat surface and allowed to
relax freely. Periodically, the sample is placed in the fixing device with the same spacing and configuration used to flex it, and its
<EMI ID = 32.1>
<EMI ID = 33.1>
inelastic ratio is calculated according to the formula IR = 100
<EMI ID = 34.1>
<EMI ID = 35.1>
and constantly before a week.
As noted above, the report
<EMI ID = 36.1>
elastic recovery of the laminate panels after they have undergone sufficient deflection to produce substantial stress in the exterior surface.
<EMI ID = 37.1>
degree of recovery of the stratified to re-obtain their original form after undergoing substantial stress and the capacity of the stratified to fully recover their initial form after undergoing bending
during their use with a somewhat lower degree of constraint, will be inadequate for the conditions of use requested. And, since one of the main objects of the present invention is the realization
of a metal-thermoplastic-metal laminate having
<EMI ID = 38.1>
In general, materials with an inelastic ratio greater than 93% are too inelastic and / or too weak to be used as construction panels under the conditions required or requiring elasticity
(more specifically elastic recovery). The upper limit of the inelastic ratio of the laminates according to the present invention is therefore 93%. In addition, laminates having inelastic ratios in the following ranges, determined with a stress of 5%, in the outer layers of metal at the point of maximum deflection as described above, are as follows:
Inelastic report, Quality
<EMI ID = 39.1>
Given that both the degree of recovery of the laminates to obtain their original shape after undergoing substantial stress and the ability of the laminates to recover fully without undergoing
<EMI ID = 40.1>
When the inelastic ratio decreases, the lower the inelastic ratio becomes, and the more desirable the laminate becomes for building applications. So,
laminates with inelastic relationships in the
r �
good and excellent areas that is to say less than
75% are preferred.
It must however be admitted of course that,
although IR as used here is determined
(except when noted otherwise) for a stress r of 5%, other stress values either lower or higher can be used. However, the IR values determined for constraints other than 5% generally will differ from those determined at
5%. For example, an IR value determined for a stress lower than 5% (such as 1.5%) will generally be lower than that determined for 5%. Conversely, an IR value determined for a stress greater than 5% (such as 8%)
in general is greater than that determined at 5%.
It will be noted that the inelastic ratio for the laminates within the limits of the present invention surprisingly, is constantly lower than that of the materials of the layers of metal alone which have an inelastic ratio
<EMI ID = 41.1>
sweet 1145-0). For example, a laminate (Example 2) comprising two layers of aluminum 1100-0 of 0.0127 cm thickness and a core layer of polypropylene of 0.0157 cm thickness, placed between the layers of metal had a inelastic ratio of only 72% compared to the very high inelastic ratios of 94% obtained for aluminum sheets 1100-0 alone.
As another example, a laminate (example 26) comprising two layers of aluminum 1100-0 of 0.0127 cm thick and a layer of nylon 6.6 of 0.180 cm disposed between the layers of aluminum and having good adhesion had an inelastic ratio of only 27% compared to the very high inelastic ratio of 94% of 1100-0 aluminum sheets alone.
Good elasticity (low IR) is therefore good recovery during the formation of
and therefore an essential property of the laminates according to the invention, in particular in comparison with the usual construction panels made of metal alone.
Excellent flexural rigidity (as well as a high flexural modulus, a measure of the flexural rigidity unit) is a highly desirable property that
laminates must possess. This requirement is necessary because the laminates must be rigid enough to minimize the need for structural framing and / or to minimize deflection of bending of laminate panels due to wind, due to forces hydraulic and other loads The ability of laminates to withstand wind pressures
and at hydraulic pressures is particularly significant
<EMI ID = 42.1>
<EMI ID = 43.1>
exterior panels for construction in the building.
The bending stiffness is measured according to a specific version of ASTM D 790-71, this specific embodiment can be described as follows:
A sample sheet has a rectangular cross section of width b = 7 cm, a thickness
<EMI ID = 44.1>
cm, is arranged horizontally s n device for fixing the three-way bending test; ints (i.e. with the width of 1.27 cm arranged horizontally and the depth d arranged vertically) is bounded according to a speed
<EMI ID = 45.1>
when the deviation D in cm increases at a constant specified speed. For thicknesses or depths d less than 0.165 cm, the spacing L is 2.54 cm. Otherwise, the spacing is about 16 times the thickness or depth of the sheet sample. The module
<EMI ID = 46.1>
initial linear part of the load as a function of the
<EMI ID = 47.1>
unless otherwise specified, this resistance is calculated as the voltage at which the stress on the outer surface of the central part of the sample
<EMI ID = 48.1> by the formula m = 4bd <3> EB / L <3> for the specific case where b = 2.54 cm and L = 2.54 cm.
Flexural stiffness of 52.53 x 10 <3> N / m is the lowest value that can be used for panels in most building applications, even if a maximum of framework is used. and the requirements for deflection, bending for the panels are minimal.
<EMI ID = 49.1>
0.0508 cm thick aluminum 5052-0 relatively
weak and inelastic weighing 1.37 kg / m <2>. This rigidi-
<EMI ID = 50.1>
N / m, is easily achieved with laminates according to the present invention. For example, as shown in the
<EMI ID = 51.1>
0.127 cm thick layers of aluminum 5052-0 appliedl on each side of a nylon 6.6 layer of 0.0711 cm had a flexural stiffness of 161.44 x 10 <3> N / m (flexural module of 28.95 x 109 N / � 12) and a weight of 1.49 kg / m <2> compared to a stiffness of 38.00 x 10 <3> N / m for a nylon sheet 6.6 of 0.133 cm thick alone weighing 1.51 kg / m <2>.
So the laminates give more rigidity
slightly lower weight than aluminum and even higher stiffness per unit area
compared to that of a thick sheet a lot
larger nylon 6.6 alone with equivalent weight
per unit area.
Similarly, also shown in the following table, a laminate (Example 2) comprising two layers of 0.0127 cm thick of aluminum 1100 -0
(which is even softer and more inelastic than aluminum
<EMI ID = 52.1>
thick polypropylene had a bending stiffness of 329.19 x 10 <3> N / m (flexural modulus of 8.26 x 109 N / m <2>) and a weight of 2.10 kg / m <2> compared to a rigidity of 24.86 x 10 <3> N / m for a single polypropylene sheet having a thickness of 0.244 cm and weighing 2.20 kg / m <2>.
Thus it can easily be seen that the laminate gives a higher rigidity than the aluminum sheet having a weight per unit of surface area substantially equivalent and even a higher rigidity compared to that
a sheet of a single polypropylene which is 1.3 times thicker and having substantially the same weight per unit area.
<EMI ID = 53.1>
<EMI ID = 54.1>
<EMI ID = 55.1>
thickness (cm), metal layer i layer
<EMI ID = 56.1>
c value calculated from the thicknesses of the layers of
components and densities.
d value obtained for the same type of thickness panels
different.
taken from: "Materials Engineering / Materials Selector
'78 ", Reinhold Publishing Co ,. Stamford, Nov, 1977.
<EMI ID = 57.1>
volume II, CRC Press, Cleveland, 1975.
As shown in the table above,
a laminate (example 59) comprising two layers of aluminum
6061-T6 0.122 cm thick on each side of a layer
<EMI ID = 58.1>
bending of 606.72 x 10 N / m (an effective bending module of 27.64 x 109 N / m <2> and a weight of 2.21 kg / m compared to:
(a) flexural rigidity of 443.00 x 10 <3> N / m and a weight of 6.34 kg / m <2> for a 0.0813 cm thick automotive steel panel, <EMI ID = 59.1> weight of 2.20 kg / m <2> for aluminum sheet 6061 -T6
0.0813 cm thick alone.
(c) a bending stiffness of 434.25 x 10 <3> N / m and a weight of 2.75 kg / m <2> a 0.102 cm thick 6061-T6 aluminum panel alone, and
(d) flexural stiffness of 117.84 x 10 <3> N / m and a weight of 2.20 kg / m <2> for a single nylon sheet of 0.194 cm thick.
<EMI ID = 60.1>
and 65% lighter per unit area than a 0.0813 cm steel panel. The laminate is more than 2.5 times
<EMI ID = 61.1>
for an equivalent weight per unit area and 37% more rigid than 6061-T6 aluminum alone, having a weight
per unit area more than 20% higher than laminate.
And the laminate is more than 5 times stiffer than
nylon 6.6 alone having substantially the same weight per
unit of area.
Note that in applications requiring
<EMI ID = 62.1>
panels of self-propelled vehicles etc., rigidity
bending of at least 262.65 x 10 <3> N / m is preferred,
with values of at least 437.75 x 10 <3> N / m or higher being even better.
It will be understood, of course, that all things being equal, with respect to the combination of the critical use properties possessed by the laminates of the present invention, the more the laminate / light, the more desirable it becomes. In the construction industry, certain applications requiring strength and rigidity
very high such as in these parts of self-propelled vehicles and in certain building surfaces, steel panels weighing up to 9.76 kg / m <2> are used. The maximum weight of the laminates according to the invention is therefore 9.76 kg / m <2>, values significantly lower than this weight being preferred. Values less than 6.34 kg / m <2> are preferred, however, values below 4.88 kg / m <2> being even better, especially in automotive applications. When polypropylene is the thermoplastic core and aluminum is the metal layer applied to each side of the core, the laminates according to the invention have a maximum weight of approximately 5.37 kg / m <2>.
Although each of the critical properties - low coefficient of linear thermal expansion (less than
<EMI ID = 63.1>
93%) and excellent flexural rigidity (at least 52.53 x
10 <3> N / m) - is highly desirable, each taken alone is not sufficient. They must exist in combination. That is to say, in order to be suitable in a wide range of construction applications, metal-thermoplastic-metal laminates must have in combination a coefficient of linear thermal expansion
<EMI ID = 64.1>
(IR inférieur) less than 93%, and a flexural rigidity of at least 52.53 x 10 <3> N / m.
2. Relations between the critical properties of use and the thickness ratio
Critical and immnorting properties of use
<EMI ID = 65.1>
ratio of the thicknesses of the layers of the components of the laminates by means of the product of the ratio of the thickness of the sum of the thicknesses of the layers of metal to the thickness of the layer - core of thermoplastic material times the ratio of the resistances of the components of the laminate layers, i.e. via the following dimensionless parameter:
<EMI ID = 66.1>
where TR is the thickness ratio, from the sum of the thicknesses of the metal layers to the thickness of the thermoplastic core.
YSm is the creep tensile strength for a
<EMI ID = 67.1>
say, the sum of the products of the thickness of each layer of metal times its creep resistance with an elongation limit of 5% divided by the sum of the thicknesses of the layers of metal, or expressed in mathematical symbols,
<EMI ID = 68.1>
or:
t., t .., ys-, and ys .. are defined below, Tm is the sum of the thicknesses of the metal layers where
<EMI ID = 69.1>
and TS is the tensile strength of the thermo-material
vs
core plastic.
The creep resistance with a limit elongation of 5% for the metal layers (ys) is determined according to test ASTM D 638-72 entitled "Standard Method of Test for
<EMI ID = 70.1>
used and the test speed is 5.0 mm per minute.
Samples of the metal to be tested are preconditioned
at 23 [deg.] C, with a relative humidity of 50% lasting at least
18 hours and the tests are carried out at 23 [deg.] C and
50% relative humidity. The value of ys is that of the metal after it has been subjected to thermal conditions
rolling. In many cases, this value ys will not differ significantly from that of the metal before rolling, since for many metals no change. Significantly of ys does not occur under typical thermal lamination conditions. In these cases where the value of ys must be determined on the metal after being subjected to thermal lamination conditions, the metal can be separated from the core of the laminate for a determination. for example, the thermoplastic core can be dissolved and the metal layers isolated for such determination.
It is recognized that certain layers of metal can undergo rupture before reaching the elongation of 5% limit. For such metals, the maximum tensile strength of the material should be used as the value for ys.
The tensile strength of a core of thermoplastic material (TS) is also determined according to the test of ASTM D638-72. Type I test samples are used and the test speed is 5.0 mm per minute. Samples were preconditioned at 23 [deg.] C for at least 18 hours. All unlaminated polyamide samples were kept dry, wetted in sealed containers with anhydrous magnesium perchlorate or anhydrous calcium sulfate as desiccants for
the preconditioning period and all other samples were preconditioned with 50% relative humidity. The tensile strength of thermoplastic materials is considered as elongation tension or in the absence of an apparent stretch limit, the tensile strength.
The value for TSC is that of the core after being subjected to the thermal conditions of rolling, which in general will be the same as that of the thermoplastic material before rolling. In cases where the thermoplastic material is such
<EMI ID = 71.1>
<EMI ID = 72.1>
can be determined for example, by subjecting a representative sample of the thermoplastic material alone, to the thermal conditions of the lamination and by making a measurement on the resulting material.
The thickness ratio (TR) is described by the numerical overlap region of the parameter TR (YSm / TSc) determined in the zones defined by the relationships of TR (YSm /
<EMI ID = 73.1>
final cation planned for the laminate requires a temperature
<EMI ID = 74.1>
(figure 3). The lower limit of these areas is defined by the equation of a straight line y = mx + b
where y represents the parameters of the -y axis (vertical axis)
<EMI ID = 75.1>
\ on the y-axis.
<EMI ID = 76.1>
values of x from 0 to 0.65, and m equals 0 and b equals -70 for values of x greater than 0.65.
<EMI ID = 77.1>
10-6 for values of x from 0 to 0.1 and m equalO
<EMI ID = 78.1>
<EMI ID = 79.1>
and b equals -0.45 for x values from 0.05 to 0.12, and m equals 0 and b equals 0.75 for x values greater than 0.12.
The upper limit of the areas defined by the rela-
<EMI ID = 80.1>
ment defined by the equation of the straight line defined above for the lower limit values of these zones.
<EMI ID = 81.1>
of x from 0 to 0.25, and mega 0 and b equals 100 for values of x greater than 0.25.
<EMI ID = 82.1>
216 x 10-6 for values of x from 0 to 0.05, m equal <EMI ID = 83.1>
0.004 to 0.04, and m equal. 0 and b equals 1 for values of x greater than 0.04.
If we refer to figure 1, we can easily see that all the values fall in a band defined by the external limits of curves 1 and 2 which are, respectively the upper and lower limits of the zones defined by the relations of TR (YS / TS) to IR �. So when it is desirable to have a laminate
<EMI ID = 84.1>
the maximum value of 93% noted above), the thickness ratio of the laminate is easily determined in drawing
) <EMI ID = 85.1>
at the point of intersection on curve 1 (and of the curve
2 if possible), which value (s) can be read on the TR axis (YS / TS). The point of intersection with curve 1 (for
<EMI ID = 86.1>
for the dimensionless parameter. TR itself can be easily determined by replacing the known values
<EMI ID = 87.1>
and core. thermoplastic in dimensionless parameter.
If the same horizontal line drawn to intersect curve 1 also intersects curve 2, then an upper limit for TR (YS / TS) as well as TR alone can also be determined in the same way as described above for the lower limits. In such a case, a range of values for TR (YS / TS) and therefore TR will be established. On the other hand, when the horizontal line drawn to intersect curve 1 does not intersect curve 2, then depending on the weight and thickness limitations discussed above, there is no upper limit
<EMI ID = 88.1>
If we refer to figure 2, we can easily see that all the values also fall in a defined band farces external limits by the curves 3 and 4, the upper and lower limits respectively
<EMI ID = 89.1>
In a similar way to that described for figure 1, as soon as a desired value for CLTE � is chosen (inf-
<EMI ID = 90.1>
TR (YSm / TSc) and therefore of TR itself can easily be determined.
When the temperature of thermal distortion of the laminates is a factor to be taken into account for the envisaged final application, with reference
<EMI ID = 91.1>
values of laminates having layers of partially crystallized thermoplastic material - fall
<EMI ID = 92.1>
5 and 6 which are the upper and lower limits, respectively, of the area defined by the relation between TR (YS / TS) to (HDT � -HDT) / (T -HDT). As soon as a
m c
desired value for HDT is specified, values
<EMI ID = 93.1>
partially crystallized can be replaced in the normalized variable HDT,
<EMI ID = 94.1>
determined, as described in Figures 1 and 2 by drawing a horizontal line from the value under
<EMI ID = 95.1>
<EMI ID = 96.1>
section on curve 5 (and curve 6 if possible).
Note that the thermal distortion temperature for laminates having layers of amorphous thermoplastic core is substantially the same as that of a layer of thermoplastic core alone.
This means that the application of the metal layers on both sides of an amorphous thermoplastic core layer has little effect, if any, in increasing the thermal distortion temperature,
So the optimum domain is preferred to TR for all
<EMI ID = 97.1>
CLTE � (and HDT)) can easily be obtained by means of the linked values of TR (YSm / TSc) obtained from FIGS. 1 and 2 (and 3) by determining the region of the numerical overlaps of these values. In general, since
<EMI ID = 98.1>
high under the conditions thus required) is preferred,
a TR (YS / TS) in the range of 0.08 and 0.6 is preferred, although / as shown in Figures 1 and 2
<EMI ID = 99.1>
Note however that whatever the value of TR, the minimum thickness of each layer of metal must be approximately 0.00127 cm and the maximum weight of the laminate must be less than 9.76 kg / m <2> and in the case of retort polypropylene laminates with a thermoplastic core and aluminum as the metal layer on each side of the core, a maximum of 5.37 kg / m. In addition, from a practical point of view, TR must be greater than 0 (thermoplastic only) and less than absolute infinity (metal only) in that the laminates, metal-thermoplastic material-metal in the
<EMI ID = 100.1>
As soon as TR is determined, if a thickness is chosen
<EMI ID = 101.1>
thermoplastic core, the thickness for the layer of the compound � remaining health is easily determined. Note that in the specific case where the metal layers have
<EMI ID = 102.1>
defined below, are not identical), the relative thicknesses of the metal layers must be specified in order to determine the value of YSm which
turn is necessary in order to calculate TR from TR (YS / TS) as shown below. Of course,
<EMI ID = 103.1>
respective metal arbitrarily designated "i" and "ii") is known, the thickness required for the core layer
<EMI ID = 104.1>
The way in which Figures 1 and 2 (and 3
<EMI ID = 105.1>
described below are used to establish the values of TR (YSm / TSc) and therefore of TR alone is to choose values
<EMI ID = 106.1>
proportionate depending on the intended use. For example, if the intended end application requires a
<EMI ID = 107.1>
between 0.15 to about infinity (or just a value
at least 0.15) would be shown in Figure 1. If the appli-
<EMI ID = 108.1>
then a TR (YSm / TSc) located between 0.065 and approximately infinity
(or simply at least equal to 0.11) would be indicated
<EMI ID = 109.1>
for the final application envisaged, by choosing polypropylene (HDT = 60 [deg.] C, Tmc = 170 [deg.] C) as the partially crystallized thermoplastic core layer, the
<EMI ID = 110.1> <EMI ID = 111.1>
to get a value of 0.89. This normalized HDT variable would require according to Figure 3 a value between 0.033 and about infinity (or again simply <EMI ID = 112.1> <EMI ID = 113.1>
The optimum values for TR (YS / TS) for a laminate
c -1
<EMI ID = 114.1>
of 158 [deg.] C and a layer of polypropylene thermoplastic core would be the overlap region, namely between 0.15 and about infinity (or simply a value of at least
<EMI ID = 115.1>
<EMI ID = 116.1>
determined as soon as the metal layers - for example,
the
aluminum and more specifically / specific composition (type) and thickness of aluminum - are specified.
Since: TR (YS / TS) = 0.15
<EMI ID = 117.1>
If, for example, for aluminum 1100-0
<EMI ID = 118.1>
<EMI ID = 119.1>
So TR must have a minimum value of at least
<EMI ID = 120.1>
<EMI ID = 121.1>
tick. An experimental laminate having the above specified combinations of properties with TR having a value of 0.162 is described in Example 2.
<EMI ID = 122.1>
would remain unchanged since in this case the overlap region for TR (YSm / TSc) is identified only by the values shown in Figure 1.
On the other hand if the overlapping region
<EMI ID = 123.1>
part by the value domain shown in Figure 3, not considering HDT in such cases would have
<EMI ID = 124.1>
N / m <2>) as layers of metal and a block copolymer (HYTREL
4056, 11.7%) -poly (ethylene terephthalate) modified (HDTc =
<EMI ID = 125.1>
Figures 1, 2 and 3 would indicate an optimum range between 0.015 and 0.107, and therefore a range of TR between 0.0149 and 0.106. An experimental sample of such laminates.
with a TR value of 0.047 is described in Example 96,
<EMI ID = 126.1>
of the overlap for TR (YSm / TSc) determined from Figures 1 and 2 for the laminate described above would indicate a larger optimum range - i.e. consistent with minimum rigidity and thickness requirements metal noted above, a lower limit approaching 0 and an upper limit of approximately 0.114 - for TR (YSm / TSc). These values in turn would impose an extended TR range corresponding to a lower limit approaching 0 and an upper limit of approximately 0.113.
It should be noted that since the laminates according to the invention comprise two layers of metal, one on each side of the core layer of thermoplastic material, the layers of metal can have either the same or different compositions as long as the combination of the critical and important usage properties is obtained. Metallic layers with different thicknesses can also be used as long as such thicknesses come within the established limits
<EMI ID = 127.1>
metal and the maximum weight requirement of laminates obtained and that the combination of critical properties is obtained. When metal layers having different compositions and / or different thicknesses are used, it is preferred that some of the important properties be substantially balanced in order to avoid, - problems � my such as curl, etc. when such
are exposed to temperature variations. As far as possible, the important properties of the metal layers must be balanced in such a way that:
(a) CLTEi = CLTEii
(b) tiEi = tiiEii 'and <EMI ID = 128.1>
respectively the coefficients of linear thermal expansion, the thicknesses, the elastic moduli, and the creep resistances of the respective metal layers arbitrarily designated by "i" and "ii". However, in a practical manner, it is generally preferred that the two layers of metal have the same composition and the same thickness.
In an example where the metal layers having different compositions (and different thicknesses) are
low in
employed - a layer of C 1010 carbon / steel of 0.00508 cm thickness annealed and a layer of aluminum 6061-0 of
<EMI ID = 129.1> <EMI ID = 130.1>
between 0.0010 and 0.31 would be shown in Figure 1. If the intended end application also requires a CLTE �
<EMI ID = 131.1>
shown in Figure 2.
The optimum values for TR (YS / TS) for a stratum.
<EMI ID = 132.1>
would be between 0.043 and 0.31, the numerical overlap region for Figures 1 and 2.
The optimum values for TR alone can easily be determined given, as noted above,
be low in
<EMI ID = 133.1>
106 N / m <2> with a maximum elongation percentage of 5%) are used as metallic layers. Given that :
<EMI ID = 134.1>
<EMI ID = 135.1>
<EMI ID = 136.1>
Therefore,
<EMI ID = 137.1>
and
<EMI ID = 138.1>
Therefore, TR must be between 0.0185 and 0.133 for the above specified balance of IR, � and CLTE � for a laminate comprising a sheet thickness of 0.005GB cm
low in
<EMI ID = 139.1>
is described in Example 156.
<EMI ID = 140.1>
in turn measured from the aluminum side for the laminate
<EMI ID = 141.1> <EMI ID = 142.1>
would require a range of values of TR (YS / TS) between 0.020 and 0.33, and about 0.023 and infinity as shown in Figures 1 and 2, respectively, the range 0.023 to 0.33 defining the region digital overlap. The values for TR alone would therefore be between 0.00989 and approximately 0.142, which range adapts perfectly to the TR value of 0.0654 for the laminate described in Example 156.
3. Other important properties
In addition to the above Critical Properties for
most
construction, / laminates within the limits of the present invention must also have excellent deformability at high temperatures, very good ductility
and a high energy absorption capacity.
Excellent deformability is a necessary property for laminates that need to be processed
<EMI ID = 143.1>
that is, subject to subsequent shaping operations. Excellent deformability and very good ductility
metal-thermoplastic laminates - metal prepared from layers of ductile metal and a core layer of ductile thermoplastic so that such laminates can be made into a large number of shapes - from shapes slightly curved to deep-drawn forms - without breaking.
The terms "ductile" and "ductility" used
<EMI ID = 144.1>
of metal and a core of thermoplastic material and the laminates, within the limits of the present invention, refer to these materials having an elongation in tension until rupture of at least 10% measured according to the method ASTM D638-72 for piastres.
The shaping (or, more precisely the subsequent shaping) of the laminate can easily be obtained according to the methods of these specialists in the field,
One of these methods which can be used here consists in subjecting the laminate to pressures at high temperature, that is to say a temperature which is high enough to soften the core layer of thermoplastic material and allow the implementation of a shaping operation without simultaneous delamination, weakening of the metal layers and / or the core layer of thermoplastic material, etc. For most of the laminates of the present invention, the setting operation
<EMI ID = 145.1>
avoided since most of the laminates in
the limits of the present invention are not cold deformable for such temperatures, According to the present invention the laminates are not intended to be
<EMI ID = 146.1>
te, the yield in a stamping test is
low and / or the degree of flexion is low and / or the yield in the Olsen test is poor, these tests being described below. In addition, an additional advantage for the implementation of the irise-shaped operation
high temperatures is that such temperatures will usually destroy the memory of the laminate at
<EMI ID = 147.1>
recover its straight and / or flattened shape after release
shaping pressure. This loss of memory is maintained up to approximately the original shaping temperatures and for some laminates at even higher temperatures. Therefore, at elevated temperatures the laminates of the present invention prepared for example from the layers
<EMI ID = 148.1>
ductile are deformable in structure retaining their shape permanently.
Significant wear in the deformability of the laminates of the present invention can be obtained by means of a stamping test, the typical conditions of which are given in the table below. In this test, a flat, circular sheet of laminate is forced into a female die by means of a male stamp to form
a cut A successful stamping with a high stamping ratio, (ratio of the diameter of the blank
the diameter of the print) is desirable. Stamping ratios comparable to those obtained for stamping
quality steel with equivalent stiffness is preferred Values that are 50% lower than this steel are acceptable for many applications
but values much lower than these would be considered insufficient. For example, as shown in the following table, a very good drawing ratio between 2.0 and 2.31 is obtained with aluminum / nylon 6,6 / aluminum or aluminum / polyester / polyester modified polyether block copolymer PET laminates. / aluminum when the tests are carried out at temperatures between 80 [deg.] C and 200 [deg.] C. This ratio is comparable to the values of 2.4 for stamping quality steel and, in some cases, better than the value of 2.1 for stamping quality aluminum. Laminates that include
a 6.6 nylon core and layers of steel metal
Low carbon ductile carbon was found to behave appropriately in the environmental drawing test.
It should however be noted that the drawing ratios indicated in the table below have no limit values, and therefore even higher drawing ratios for such laminates are envisaged.
<EMI ID = 149.1>
a Polished print
b Smooth print
Another important measure of deformability
of laminates is their degree of flexure without breaking.
The degree of flexion that can be achieved by most
laminates according to the invention without breakage is extremely poor at ambient temperatures and in many
case would not be appropriate for all the applications requiring a simple bending around a radius even quite large. Bending is generally considered to be
weak if the laminate does not resist bending
90 [deg.] Around a radius of 2 times the thickness of the laminate.
<EMI ID = 150.1>
easily be folded, without breaking around a radius small enough for many applications.
It should be noted, however, that some laminates within the limits of the present invention exhibit good bending capacity at room temperature, for example, laminates which had a 6.6 nylon core and low-strength steel metal layers ductile carbon content. It should however be understood that other laminates within the limits of the present invention also behave
good at bending tests at ambient conditions. A
another test for measuring deformability is the deviation test with a spherical stamp such as the Olsen test
which only involves drawing (no drawing) and where a sheet or sample of laminates is firmly fixed in an annular matrix and deformed by stretching until rupture (first appearance of crack) by means of a hemispherical stamp under conditions typically shown in the table below. A measure of performance is the deformation ratio (ratio of the depth of penetration of the stamp to the diameter of the stamp), a high ratio being desirable. Using
this test with low strain rates and ambient temperatures, excellent strain ratios between 0.300 and 0.400 were obtained for the laminates of the present invention for example, laminates! which included a 6.6 nylon core and layers
low ductile carbon steel metal and other laminates as shown in the table below. These values are comparable to (and in many cases better than) the values obtained for aluminum and steel. Even weaker ratios
that 0.300, for example as low as 0.150, are acceptable for certain applications but values much lower than these would be considered poor in this test.
<EMI ID = 151.1>
Since stamping and bending
successfully most of the laminates of the present invention seem to require the use of high temperatures, it is ultimately advantageous for most laminates to carry out the deformation operation.
tion at elevated temperatures, particularly for most laminates which must be subjected to the subsequent elevated temperature conditions to be deformed and obtain their desired shape. And, as noted above, laminate temperatures between 80 [deg.] C and 200 [deg.] C are generally suitable for carrying out shaping operations.
It will be obvious of course that the laminates
of the present invention, when considered in relation to the combination of the critical properties they possess as well as the excellent deformability indicated in most cases by the high drawing ratio, the flexural and d The drawing obtained during the stamping, bending and drawing tests are obvious advantages over known laminates and other building boards used as building boards. By comparing
with the metals themselves, the combination of critical and important usage properties - low
coefficient of linear thermal expansion, low
inelastic ratio, excellent flexural rigidity low weight and excellent deformability in most
cases make the sheets even more desirable for use as building panels.
Very good ductilities at ambient temperatures are obtained for the laminates of the invention, when both the metal layers and the core of thermoplastic material are in a ductile state. He will be ; admitted that although it is possible to use non-formal forms
<EMI ID = 152.1>
higher flexural strength and higher flexural modulus are obtained, the deformability discussed above is significantly reduced. However, when shaped structures are not required
are
or desired, and that substantially planar structures / necessary :) non-ductile forms of suitable metals can be used. The ductility measurement of the sheets can be obtained by Olsen b-test. Other measures of ductility are the tensile elongation which is measured according to the ASTM D682-72 test for plastics, and the
<EMI ID = 153.1>
Gardner's shock resistance test.
In Gardner's test, a sample sheet
at least 5.08 cm times 5.08 cm of surface is arranged
on a flat horizontal surface with a heavy anvil
in steel. The sample is centered on a vertical cylindrical cavity (3.18 cm inside diameter). A print
made of light polished steel 1.59 cm in diameter with a hemispherical apex is placed on the upper center of the sample. A 1.82 kg hammer is dropped from a selected height onto the print, thereby subjecting the sample
at a determined impact energy in N-m. by the product of the weight of the hammer and its initial height in cm, Each laminate sample was struck only one ibis
and the formation of a crack on one side or the other of the sample is considered as a rupture for this particular shock. The test usually requires a relatively large number of samples (usually at least 10 to 16 for each test), and the maximum height at which more
half of the sample withstands without failure is used to calculate Gardner impact resistance (GIS)
+ 0.226 N-m. For these measurements, it was determined that the ductile sheets of the. present invention having
<EMI ID = 154.1>
at impact energies up to at least 18.08 N-m and have noticeably smaller bumps for these impacts than 0.0813 cm thick steel panels. Similar results are also obtained with aluminum panels. Therefore, metal-thermoplastic-metal laminates also have good energy absorption capacity in that they are capable of absorbing high impact forces with few, if any, bumps. and, as an additional feature, when there are bumps, they can easily be treated with a hammer without any damage.
The capacity of the laminates according to the invention
withstand exposure to the weather without deterioration of the metal-thermoplastic adhesion
<EMI ID = 155.1>
Another valuable property is critical properties.
It will be obvious of course that layers of metal,
unprotected steel etc, will corrode after long continuous exposure to the weather. However, the adhesion between the layers of metal and the layer of
core of thermoplastic material resists such weathering, in particular in those cases where the initial adhesion of the metal-thermoplastic material is very good.
Little or no loss of adhesion occurs with
aluminum-nylon-aluminum laminates after one month in boiling water. In addition, aluminum-nylon-aluminum laminates show no loss of adhesion after 13 months in water, or after 11 months in saturated aqueous solutions of calcium chloride and chloride.
sodium at room temperature.
<EMI ID = 156.1>
laminates having a relatively low initial metal to thermoplastic adhesion (although having an air resistance greater than 1.75 x 10 <3> N / m) as noted below are more likely to experience partial deterioration in grip as it is
highlighted by a drop in adhesion strength. For example, aluminum - HDPE-aluminum laminates having a relatively low initial adhesion strength shows an approximately 50% drop in this resistance after more than 12 months in water at ambient temperatures. The metal-thermoplastic adhesion, however, remains sufficient to satisfy the combination of critical properties necessary and discussed above.
The adhesion strength of the laminate layers according to the invention is not as critical and can vary in wide areas. There are no particular upper limits of this resistance since for the envisaged construction applications, the stronger the adhesion and the more the laminate is generally suitable,
in particular for subsequent formatting operations. A lower limit of the adhesion strength for metal-core components of thermoplastic material is however much greater and it must be
<EMI ID = 157.1>
49.
It will be evident that, in addition to each of the properties listed and discussed above, metal-thermoplastic-metal laminates have smooth metal surfaces. However, among the metals indicated above as suitable, some of the surfaces - for example steel, iron etc. get strung after continuous exposure to the weather, and it is very advantageous that a protective surface layer can be easily applied to these metal surfaces which tend to
corrode and cook these protective layers so
to increase the resistance and hardness of the coating and then its adhesion to the surface of the metal.
Therefore, shaped laminates as well as substantially flat, are easily protected by applying usual metal protective layers to at least one of the metal surfaces and by curing this layer at high temperatures. For example, since
the most common protective coating is paint, metal surfaces can easily receive a primer and then a coat of paint. The paint can be baked at high temperatures,
without the laminates being distorted,
especially when the core of thermoplastic material
<EMI ID = 158.1>
as amorphous) as discussed above; are used. For example, with regard to automobiles. , baking paint is often done at temperatures as high as 325 [deg.] C. The painted laminate is then cooled to ambient temperatures.
It will however be admitted that the actual temperature used
<EMI ID = 159.1>
<EMI ID = 160.1>
actual employed, whether low or high, it is envisaged that the protective coating will be cured at. an appropriate temperature easily determined by these specialists in the field.
The laminates according to the invention, when used under conditions where temperatures are high
<EMI ID = 161.1>
critical and important properties as well as other desirable properties described above, having a high distortion temperature in order to survive these conditions without warping or flattening (if these are
<EMI ID = 162.1>
laminates are used as construction panels for applications for self-propelled vehicles,
<EMI ID = 163.1>
existing in paint baking ovens - at least
case
135 [deg.] C, In such /, a high distortion temperature;
(HDT �) of at least 1350C is required, 163 [deg.] C being preferred:
<EMI ID = 164.1>
even at the high temperatures existing in many paint baking ovens,
In those cases where a distortion temperature
East
<EMI ID = 165.1>
of thermoplastic material core must have either a point:
<EMI ID = 166.1>
the desired thermal distortion temperature.
For example, for automotive applications when a thermal distortion temperature
<EMI ID = 167.1>
be at least 135 [deg.] C. It will be noted that although only those polymers which are partially crystalline
<EMI ID = 168.1>
present invention (discussed below) have a sufficiently high glass transition temperature to allow laminates having very high distortion temperatures, it is preferable in such cases to employ! partially crystalline thermoplastics having sufficiently high melting points.
The melting point of thermoplastics
<EMI ID = 169.1>
are subjected either to the temperature at which the apparent fusion is maximum or to the temperature at which at least traces of fusion are detected, the latter being preferred in the case where the difference between the two is appreciable, for example greater than 10 [ deg.] C.
The expression "partially crystalline" is used
<EMI ID = 170.1>
of which at least 40% by weight are organic thermoplastic polymers, with at least 50% by weight of polymers, organic thermoplastics being chains of polymers or chain segments having a degree of crystallinity
(DC) greater than 15%. The degree of crystallinity is specified by the following formula:
<EMI ID = 171.1>
or:
d is the density of the polymer chains or of chain segments of the partially crystallized polymers in the organic polymers part of the composition;
<EMI ID = 172.1>
except for substantial volume fractions of other
of
non-crystallizable organic modifiers / polymers
or phases of inorganic fillers that the compositions of the thermoplastic core could contain.
<EMI ID = 173.1>
polymer chains or segments of polymer chains
<EMI ID = 174.1>
organic re of the thermoplastic composition partially crystallized at 23 [deg.] C, and
<EMI ID = 175.1>
partially polymer chains or chain segments
\ crystallized from the organic polymer part of the compound
<EMI ID = 176.1>
parameters of the crystal lattice obtained by wide angle X-ray diffraction measurements. The value
<EMI ID = 177.1>
hardened furrows showing no apparent degree
crystallinity by X-ray diffraction or differential scanning calorimetric measurement. According to another
<EMI ID = 178.1>
extrapolate from the density dependence of partially crystallized samples of the organic polymer with finite known values of apparent degree of crystallinity
<EMI ID = 179.1>
<EMI ID = 180.1>
diffracted and dispersed at large angles at once
by polymer crystallites and amorphous polymer parts or by differential scanning calorimetric measurements of the latent heat of fusion, so that,
<EMI ID = 181.1>
the heat of fusion measured is a fixed estimated value for the perfect polymer crystal.
Similarly and for reasons noted above, for a core layer material of thermoplastic material, when a distortion temperature
<EMI ID = 182.1>
metal layers (discussed below) should have a melting point above the most
<EMI ID = 183.1>
we base ourselves on obtaining the desired thermal distortion temperature. That is, when the thermoplastic core layer is partially crystalline and has a temperature
<EMI ID = 184.1>
then the metal layers must have melting points higher than Tm of the core layer of thermoplastic material. Similarly, when the thermoplastic material of the core layer is amorphous but has a temperature Tgc high enough to obtain HDT � metal layers must be painted
<EMI ID = 185.1>
thermoplastic.
It was surprising and unexpected to find that the thermal distortion temperature of the laminates
<EMI ID = 186.1>
expensive that of the melting point of partially crystalline materials from the thermoplastic core. Therefore, the distortion temperatures. The thermal performance of the laminates can exceed that of the core material of thermoplastic material by several hundred degrees when partially crystalline thermoplastic materials are used as the thermoplastic core layer.
For example, a laminate (example 24) comprising two layers of aluminum 1100-0 of 0.0127 cm and a layer of nylon core 6.6 of 0.295 cm thick interposed between the layers of metal and adhering thereto ci, had a thermal distortion temperature of 228 [deg.] C by comparison
<EMI ID = 187.1>
dimensional stability under stresses at elevated temperatures is therefore a highly desirable characteristic for the laminate, particularly when core layers of thermoplastic material having either a
<EMI ID = 188.1>
Note, however, that the remarkable increase
the thermal distortion temperature shown by laminates comprising partially crystalline thermoplastic core layers with respect to
to the core layers of thermoplastic material alone is not shown by similar laminates comprising a core layer of amorphous thermoplastic material. For example, a laminate (example 92) comprising two layers of aluminum 1100-0 with a thickness of 0.0127 cm and
a core layer of PET (polyethylene terephthalate) of
<EMI ID = 189.1>
38% (i.e. partially crystalline) disposed between <EMI ID = 190.1>
thermal distortion temperature of 240 [deg.] C compared to only 89 [deg.] C for PET alone, an increase of
<EMI ID = 191.1>
comprising two layers of aluminum 1100-0 0.0127 cm thick and a layer of amorphous PET 0.168 cm thick! its thermoplastic core had a thermal distortion temperature of only 79 [deg.] C compared to
68 [deg.] C for amorphous PET alone, an increase of only 11 [deg.] C.
The temperature of thermal distortion, also known as the temperature of deformation under a bending load, is measured according to a specific modification of test ASTM D 648-72 for plastics. In this modification, the width of the sheet sample b b ’is 2.22 cm, the length 7.62 cm,
<EMI ID = 192.1>
4. Materials constituting the laminates.
Materials useful as a thermoplastic core layer for the present invention are not critical. However, such thermoplastics must necessarily have properties and characteristics which will give laminates having an improved combination; properties of use considered important and critical for the requested construction applications. Such an important and critical combination of properties:
as noted above has, among others, a lower coefficient of linear thermal expansion
<EMI ID = 193.1>
and a flexural rigidity of at least 52.53 x 10 <3> N / m.
Examples of classes of thermoplastics suitable for the present invention are the thermoplastic polymers based on acetal-, acrylic, amide, arylene sulfide, arylene sulfone, arylene carbonate, cellulosic:
ester, imide, olefin, styrenic, and vinyl.
Examples of acetate-based thermoplastics are polyvinyl butyral, polyformaldehyde, polyacetaldehyde, copolymers and terpolymers thereof, block copolymers and grafted rubber modifications.
<EMI ID = 194.1>
various nylons, nylon 6 or poly (� -caprolactam) or poly (imino � 1-oxohexamethylene), nylon 12 or poly (lauryl lactam) or poly
<EMI ID = 195.1>
ne), nylon 6,6 or poly (hexamethylene adipamide) or poly
(imino-adipoylimino-hexamethylene), nylon 6.10 or poly (hexa-
<EMI ID = 196.1>
poly (hexamethylenedodecanoamide) or poly (iminohexamethyleniminododecanedioyl), copolymers, terpolymer � block copolymers and graft copolymers thereof and many partially aromatic nylons (PARNs).
PARNs are obtained when an aromatic residue or aromatic unit is replaced in whole or in part
by an aliphatic residue or unit in an aliphatic nylon polymer. For example, substituting the whole
<EMI ID = 197.1>
isophthalic acid (IA, or m -HOOC -C6-H5-COOH)
give suitable PARNs which are nylons 6, TA-co6, IA or poly (hexamethylene tere-co-isophthalamides) or
(poly-iminohexamethyleneiminoterephthaloyl-co-isophthaloyls). Other suitable PARNs are nylons 6,6 -co-6, TA, nylons 6,6 -co-6, IA, nylons 6,6-co-6, TA-co-6, IA, and d other similar PARNs, including PARNs or some or all of the diamine groups have a character!
i aromatic and those containing lactic acid groups such as 6-co-6,6-co -6-TA nylons.
Other thermoplastic materials based on suitable amide are crystalline and amorphous nylons with aliphatic or cycloaliphatic diamine groups with chain
<EMI ID = 198.1>
amide-based plastics are blends of polyamides
(nylons) and grafted block and copolymers. Examples
of these mixtures of nylon 6 with nylon 6-block polymer
(of tetramethylene oxide) (nylon 6-block polymer (butylene oxide)), nylon 6,6 with nylon 6 block polymer (oxide of <EMI ID = 199.1> <EMI ID = 200.1>
nylon 6,6 with block polymer nylon 6 (propylene oxide), nylon 6,6 with butyl acrylate polymer - filled with nylon 6,6 and many other blends. Such materials can exhibit low notch sensitivity and high strength and good impact resistance even
at low temperatures.
Examples of suitable thermoplastics based on esters are poly (alkylene terephthalates) having
alkylene groups with up to two to ten atoms
<EMI ID = 201.1>
poly (butylene terephthalate), or poly (tetramethylene terephthalate), poly (decamethylene terephthalate), poly
(1,4-cyclohexyl-dimethylol terephtahalate), and many similar poly (alkylene terephthalates) and poly (alkylene isophthalates) copolymers and terpolymers and block copolymers and grafted modifications of rubber.
Examples of arylene ether-based thermoplastics are oxidized poly (2,6-dimethylphenylene),
<EMI ID = 202.1>
(SAN), acrylonitrile butadiene-styrene copolymers (ABS)
or resins, and block copolymers and rubber graft modifications.
The thermoplastic materials based on arylene sulfide are for example poly (phenyl sulfide).
Examples of thermoplastic materials based
<EMI ID = 203.1> phenylene sulfonyl -1.4 phenylene) or simply polyether sulfone, and block copolymers and grafted rubber modifications.
Cellulosic thermoplastics are
for example cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, and cellulose acetate butyrate.
Examples of imide-based thermoplastics are poly (N-methylmaleimide), other poly (N-alkylene 'maleimides), copolymers and terpolymers thereof, and block copolymers and graft modifications of rubber, and polyimides and copoly (imide / amides) of pyromelletic dianhydride and m-phenylene diamine and other similar polyarylene imides and copoly (arylene imide / amides).
Examples of olei-based thermoplastics
<EMI ID = 204.1>
greater than 0.944 g / cm <3>, low density polyethylenes
(LDPE), maximum density 0.944g / cm <3>, polypropylenes, poyl (1-butene), poly (3-methyl-butene), poly- (4-methyl-pentene), multipolymers derived from these corresponding monomers, copolymer � rubber blocks and modifications. Although the present invention excludes laminates which have a core of
<EMI ID = 205.1>
high and aluminum applied to both sides of this core, it should be understood that such exclusions apply. only homopolymers and not multipolymers derived from the corresponding monomer or block copolymer or other modifications, for example, rubber modifications and load modifications which are described below. Similarly, in the claims the specific weight limitation of the laminates comprising
a polypropylene core and aluminum metal layers on both sides of the core apply only to homopolymers.
Vinyl-based thermoplastics are, for example, polyvinyl chloride (PVC), copolymers and terpolymers, block copolymers, reinforced modifications of grafted rubber, and modifications of ABS resin thereof.
Suitable styrene-based thermoplastics are, for example, copolymers containing polar functional groups such as poly (styreneco-acrylonitrile) (SAN) and grafted modifications of
<EMI ID = 206.1>
cations are ABS resins.
Thermoplastics can be modified with fillers, reinforcing agents, plasticizers, stabilizers, flame retardants, and other polymer modifiers well known in the art,
aim to change their properties and thus broaden the scope
their applicability. One of these changes is
reinforcing thermoplastic materials with mineral and / or organic fillers and fibers which may have been treated with adhesion promoting agents or
coupling agents capable of increasing adhesion
fillers and fibers to the molecules of the matrix of thermoplastic material. A large number of compounds
<EMI ID = 207.1>
particularly capable of carrying out the work of improving the adhesion between the thermoplastic materials and the mineral fillers and the glass fibers, thereby creating a synergistic effect in comparison with the untreated fillers and fibers.
Preferred mineral fillers are quartz,
with grain of small dimensions. wollastonite, feldspar,
<EMI ID = 208.1>
these mineral fillers when used, can vary from very small quantities from 1 to 2% by weight up to 50% by weight or even more, with concentrations between 20 and 45% by weight being preferred.
<EMI ID = 209.1>
are glass fibers and other high performance fibers
<EMI ID = 210.1>
'of "
aromatic fibers% polyamides of potassium titanate fibers etc. It will be noted that, although such high performance and high modulus fibers - glass fiber for example - improve the strength and the modulus of bending; thermoplastic materials used, dis also produce a decrease in multiaxial impact resistance. Despite this apparent disadvantage, however, concentrations!
<EMI ID = 211.1>
that 33% by weight) can be advantageously used
if we want to improve certain properties.
The metals which are useful for the present invention lie in a relatively broad field. Each layer of metal must, however, have a minimum thickness of at least 0.0127 cm. In addition, for certain specific applications of such metals, preferably / must have certain other properties. These properties are: a) metals, when a high thermal distortion temperature is desired for the laminate, must have a melting point higher than the melting point where at the highest glass transition temperature of the material core layer thermoplastic, depending on which one is used to designate the desired thermal distortion temperature. b) metals must have creep resistance <EMI ID = 212.1>
N / m <2> at temperatures above the temperature
<EMI ID = 213.1>
substantially according to the ASTM D 638-72 test previously discussed, c) the metals must have a modulus of elasticity <EMI ID = 214.1>
ambient also determined according to the test previously; mentioned from ASTM D 638-72 and d) the metals must be ductile, particularly when it is desired that the resulting laminates must be subjected to subsequent shaping operations.
<EMI ID = 215.1>
those allowing to obtain laminates having a critical and important combination of properties such
that coefficient of linear expansion less than 63 x 10
<EMI ID = 216.1>
at flexion of at least 52.53 x 10 <3> N / m and a weight less than 9.76 kg / m <2> can be either ferrous or non-ferrous. Examples of ferrous metals are
steels, especially low carbon steels, stainless steels, galvanized iron, etc. Non-ferrous metals are for example aluminum, magnesium,
zinc, tin, nickel, titanium, copper, cobalt, beryllium, and alloys of each of these metals such as different brass; and bronzes.
The thermoplastic layer and the layers
of metal are evenly and firmly bonded together to. ' form the laminates. If desired, an adhering agent
1 suitable of those listed below can be used to facilitate the formation of laminates having the critical properties discussed in detail above.
Note that although the use of bonding agent for laminates is not essential,
in general it is preferred to use such an agent to guarantee good metal-thermoplastic adhesion. For example an adhesion strength of at least 1.75 x 10 <3> N / m is generally suitable. It will be obvious however
<EMI ID = 217.1>
stique are preferred.
Adhesion agents when used, which are suitable for fixing the metal layers to the core of thermoplastic material to obtain suitable adhesion of the metal layers to this core, are not critical.
Such agents are for example organosilanes or coupling agents.
Examples of suitable classes of organosilanes,
<EMI ID = 218.1>
silanes, glycidoxy-alkylthrialkoxysilanes, methacrylo & alkyltrialkoxysilanes and mixtures thereof. Among these
<EMI ID = 219.1>
trimethoxysilane, gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane,
and gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane. These compounds are commercially available from Union Carbide Corporation New York, New York 10017 under the designations A-1100 silane ,! A-1120 silane, A-186 silane, A-187 silane, and A-174 silane respectively. Gamma-glycidoxypropyl-
<EMI ID = 220.1>
trimethoxysilane are also commercially available
<EMI ID = 221.1>
designations Z6040 silane, Z6020 silane, respectively.
Such silane coupling agents can be used in the form of alcoholic solutions, aqueous alcoholic solutions, or simply aqueous solutions. The concentration of these silane solutions typically located between 0.01% and 1.0% by weight.
Other adhesion promoting agents can also be used. Examples of such adhesion promoting agents are adhesives such as nitrile rubber.
<EMI ID = 222.1>
<EMI ID = 223.1>
amides, high melting point polyesters, polyesters
with high melting point crosslinked with polyisocyanates, modified polyisobutylene-butadiene styrene rubber, urethanes, ethylene-acrylic acid copolymers, copolymers
<EMI ID = 224.1>
Among the adhesion promoting agents indicated above, organosilanes are preferred in that the metal-thermoplastic adhesion is generally stronger,
and better withstands deterioration or breakage.
Many techniques using these adhesion promoting agents to provide the necessary adhesion for the metal layer - core layer of thermoplastic material are suitable. Such a technique gives exceptional results when the metal layers are aluminum and the core layer of thermoplastic material is nylon, a nylon copolymer,
a nylon terpolymer, poly (ethylene terephthalate) or a modification. A process used for example to manufacture the laminates so as to guarantee a good metal-thermoplastic adhesion can be described as follows
with aluminum and nylon 6.6 used as the metal layer and the thermoplastic layer respectively. The aluminum layers are first subjected to a degreasing operation to remove all grease and dust
of their surface (although such degreasing may not
be necessary, and therefore can be omitted when the metal is already free from contamination). For example,
washing the surface or completely immersing it
<EMI ID = 225.1>
If desired, the cleaned aluminum layers can be dipped in a solution of sulfuric acid - hot dichromate (chromic acid) or a dilute solution of an alkali metal hydroxide in aqueous solution - for example hydroxide, sodium or potassium hydroxide - to strip the surface
<EMI ID = 226.1> although this pickling may not be absolutely necessary, Excess pickling agent, whether hot chromic acid or alkali metal hydroxide in dilute aqueous solution, is removed from the surface stripped by vigorous rinsing of such a surface in water,
After this pretreatment C if necessary), the surfaces of the aluminum layers are treated with an agent promoting the adhesion of organosilane,
The nylon 6.6 layer similarly can be
treated with an organosilane adhesion agent, but in all cases, the organosilane agent (or generally any agent promoting adhesion) is interposed in the surfaces in opposition to the aluminum layers
and of the nylon 6,6 layer whether it is placed on the surfaces of the aluminum layers or on the surfaces of the nylon 6,6 layer,
As noted above, the application of an agent promoting 1 adhesion of organosilane between the contact surfaces of the metal layers and the thermoplastic layer although practical is not absolutely necessary. Other adhesion promoting agents can be used although organosilane agents are preferred.
For example, laminates consisting of layers of aluminum as the metal applied to a core layer
high density polyethylene thermoplastic containing 10% by weight of glass fibers (HDPE / 10% of glass fibers), aluminum applied to low density polyethylene (LDPE), aluminum applied to nylon 6-co-6,6 reinforced with mineral matter (VYDYNE R-240), and aluminum applied to a block copolymer (HYTREL
<EMI ID = 227.1>
without using any adhesion promoting agent. Such laminates have all of the important critical properties necessary for use. as panels-
of construction, even if the long-term stability: term of the adhesion metal-thermoplastic material can undergo
damage.
It will be understood, however, that, if used, the particular pretreatment and adhesion agent, and the miss process used to apply this agent to the laminate will vary both depending on the particular metal layers and the core layer. of thermoplastic material used and their condition.
The high temperatures and pressures used
<EMI ID = 228.1>
Such temperatures necessary for the formation of a
<EMI ID = 229.1>
wind vary for example between 100 [deg.] C and 350 [deg.] C. Similarly, suitable pressures are those which are sufficient to maintain contact between the contact surfaces.
of the two layers of metal and of the core layer of thermoplastic material in order to allow the formation of a metal-thermoplastic adhesion having an adhesion strength of at least 1.75 x 10 <3> N / m.
It will of course be understood that the conditions particu � temperature and pressure etc. will vary depending on the particular materials used to make the laminates.
A large number of sheet manufacturing processes; tees of the present invention can be implemented,
including compression molding, extrusion lamination, etc. A preferred method of manufacturing laminates is to extrude a sheet of thermoplastic material and laminate the layer of molten thermoplastic material between the two layers! of metal, so as to obtain an excellent adhesion as noted above. It is also possible to sink
<EMI ID = 230.1>
tyl caprolactam, adipoyl-bis-caprolactam, terephthaloyibis-caprolactam � isophthaloyl-bis-caprolactameetc as initiators. It is also envisaged that the metal layers can be preformed to the desired shapes
by the usual shaping techniques and maintained in a mold while the core layer of ther-i moplastic material is injection molded, compression molded or polymerized between these metal layers.
5. Experimental examples:
The following examples illustrate the present invention! They should not be used for limiting purposes only illustrative. It should be understood that Examples 3 to 7 are not within the limits of the present invention.
Example 1:
A general description of the processes used to prepare metal-thermoplastic-metal laminates according to the invention is. given below. The process can be described as a batch process consisting of the following operations in the order indicated:
a) pre-treatment of the metal:
<EMI ID = 231.1>
(2) cleaning / pickling of the metal b) pretreatment of the thermoplastic material c) application of the adhesive agent (if used) d) manufacture of the laminate. It will be noted however that steps (a) and / or (b) may not be necessary and therefore may be omitted when the metal layers and / or the core layer of thermoplastic material do not include contaminants such as grease, dust etc. for example, materials that have just been extruded.
(a) Pretreatment of the metal <EMI ID = 232.1>
<EMI ID = 233.1>
trichlorethylene. According to another possibility, the surface; is cleaned ..with a cloth (Webril Litho Pad is suitable!
<EMI ID = 234.1>
ethane, toluene, acetone, etc. The metal surface is then rinsed with a fresh solvent, either the same or another, for example an acetone rinse following the first cleaning with toluene, without wiping and it is allowed
<EMI ID = 235.1> in excess solvent to evaporate. ''
(2) Cleaning / pickling of metal: After degreasing (step (a) (1)) (when it is used) the metal is preferably cleaned / pickled before applying the adhesive agent (when it is used) in order to obtain the best possible resistance to the adhesion of metal to the thermoplastic material, although in many cases this cleaning / stripping step is not necessary.
The metal surface can be etched by chemical or non-chemical means. Non-chemical pickling (mechanical abrasion) consists of brushing with a wire brush, sandblasting with alumina or steel, wet sanding, etc. Any of these pickling treatments is followed by degreasing like step (a) (1).
The chemical pickling medium can be either alkaline or acid or a combination of these. The suitable alkaline pickling medium consists of aqueous solutions of sodium hydroxide, sodium metasilicate, commercially available metal cleaners such as Apex 764 M (available from Apex Alkali Products Company, Philadelphia, Pennsylvania), etc. . Suitable acid pickling media are dichromic sulfuric acid solutions (chromic acid), aqueous hydrochloric acid solution, phosphoric acid solution, etc.
The particular environment used may vary depending on; metal used in that different metals sometimes
require different treatments. In some cases the
metals are cleaned properly by various treatments. Examples of treatment for specific metals are as follows:
(1) Aluminum
(a) sodium hydroxide solution, 2-5% at 25 [deg.] C.
(b) sodium metasilicate solution, 50.0 g per liter at 70 [deg.] C. <EMI ID = 236.1> and
(d) sodium dichromate solution, 30.0 g of bi- <EMI ID = 237.1>
<EMI ID = 238.1>
and 1 liter of water at 60 [deg.] C.
(2) Low carbon steel
(a) phosphoric acid, 2% at 25 [deg.] C.
(3) Stainless steel
(a) Apex 764 M, 50.0 g / liter at 70 [deg.] C.
(b) wiped with a 1: 1 hydrochloric acid water solution, lightly abraded with a wire brush, then Apex 764 M, 50, Og <EMI ID = 239.1>
(c) lightly abraded using a wire brush, then Apex 764 M, 50.0 per liter to
70 [deg.] C. The metal surface is pickled by immersing the metal in a pickling medium for a suitable period of time. The durations of the treatments are typically :, sodium hydroxide solution 2-5 minutes, Apex 764 M and sodium metasilicate solution, 2 minutes.
dichromate and sulfuric acid solution (chromic acid � i =.
<EMI ID = 240.1>
After the cleaning / pickling treatment, the metal is thoroughly rinsed with water. When an alkaline treatment is used, the metal is generally washed with hot running water while wiping with a clean cloth (a Webril Litho Pad is perfectly suitable), followed by rinsing with water hot without wiping. The metal is then blown dry using a jet
air or nitrogen.
When a treatment is carried out in an acid medium, in general the metal is washed successively with tap water and demineralized water. If we apply
an agent promoting adhesion based on silane during step (c), it is usually applied directly; wet metal although it can also be applied to dry metal if desired. If silane is not used, the metal is first blown dry as described above and then dried in the oven at a suitable temperature; nable. !
(b) Pretreatment of the thermoplastic material:
In order to obtain good metal-to-thermoplastic adhesion during step (d) above, any agent promoting treatment, for example a mold release agent as in the case of a sheet of poured thermoplastic material must be removed. If the thermoplastic material is not to be used at a temperature above its melting point in subsequent operations (step (d)), its surface is prepared by vigorously wiping with a clean cloth moistened with a solvent. abrades slightly, wipe the surface again, and finally dry. Of another
side, if step (d) involves the melting of the thermoplastic, the blowing and abrading steps do not
are not necessary unless they involve eliminating
<EMI ID = 241.1>
plastic.
(c) Application of an agent promoting adhesion:
The application process for the adhesion promoter (when used) depends on the particular system used. When adhesion promoting agents, for example, organosilane coupling agents
are used, they are applied as dilute solutions (usually 0.01% to 1.0% by weight) to the surface in question. The amount of such an agent applied to the surface in question is generally very small and only
a small fraction is retained on the surface - a monomolecular layer being ideal for obtaining good mechanical adhesion - thermoplastic material. Adhesion promoting agents can be applied to the surface:
this metal and / or the surface of thermoplastic material
by immersing the surface in question in the solution or by spraying the solution on the surface. In any of these cases, the material is allowed to drain briefly and then dry either in air or in forced air by drying with a jet of air or nitrogen without touching the surface treated with the silane. . Another method involves the incorporation of the adhesion promoting agent
to thermoplastic material. However, application to the surface of the metal is the preferred method in that after this application the metal can easily be fired
at high temperatures usually 130 [deg.] C between
5 to 30 minutes, to guarantee a dryness of the metal surface before the implementation of step (d).
<EMI ID = 242.1>
epoxy and nitrile-rubber / phenolic systems are used, they are usually applied by
usual coating techniques, for example with a roller. Such adhesion promoting agents are applied in an amount such that the thickness is
<EMI ID = 243.1>
applied to the metal and / or to the surface of the thermoplastic material.
<EMI ID = 244.1>
Method (1): laminate comprising an adhesion promoting agent - laminates containing adhesion promoting agents of the organosilane type are produced; qués by arranging a layer or sheet of metal of each:
side of a layer of thermoplastic material, the side
<EMI ID = 245.1>
with the core layer of thermoplastic material.
For reasons of convenience and to avoid polymer splashes on the hot plates of the press during the rolling phase, a disposable reinforcing sheet is placed between the layers of treated metal and the plates of the press. Thin aluminum foil is useful for this purpose. Other additional reinforcing sheets for example, sheets of polished metal to ensure a polished surface on the
<EMI ID = 246.1>
blage is placed in a press and heated to a temperature above the melting point (in the case of a partially crystalline thermoplastic core) or above the transition temperature of the
(in the case of an amorphous thermoplastic core)
polymer under sufficient pressure to maintain
contact between metal and thermoplastic material
and causing a flow of the thermoplastic material to obtain the desired thickness. Total thickness
r laminate; , in addition to the total thickness of the layers
of metal, is adjusted using suitable spacers between the plates or preferably a mold
metal coated with TEFLON (commercial designation) of specific thickness around the perimeter of the laminate assembly. Contact at the desired temperature is maintained for a period of time sufficient to guarantee good adhesion to metal and thermoplastic material, usually some seconds up to 30 minutes. The laminate, metal-thermoplastic-metal is then cooled
under pressure to a temperature below the melting point of the thermoplastic. We then release
the pressure and the laminate is removed from the press.
<EMI ID = 247.1>
Alternatively, although not recommended, the laminate can be removed from the press while it is still hot and quenched at low temperatures, for example by placing the laminate between thick plates of cold metal.
<EMI ID = 248.1>
this adhesive - laminates containing adhesion promoting agents are manufactured by disposing
a layer of metal on each of a core layer of thermoplastic material so that the adhesive promoting agent is disposed between the surfaces
facing the layers of metal and the core of thermoplastic material. The assembly is placed in a press and heated under pressure to cure the adhesive and obtain a metal-thermoplastic adhesion. Generally, the assembly is not heated to a temperature above the melting point of the thermoplastic. Therefore, the total thickness of the laminate: manufactured
is determined by the sum of the total thickness of the metal layers and the thickness of the core layer of thermoplastic used to prepare it.
Method (3): laminate, comprising no adhesion promoting agent - laminates containing neither adhesion promoting agents nor adhesive agents
are made by placing a layer of metal on each <EMI ID = 249.1> side of a core layer of thermoplastic material in a suitable mold. The assembly is placed in a press and laminated as described in method (1) above.
Process (4): Continuous extrusion process - The thermoplastic is subjected to extrusion in the molten mass between two layers of metal. Pressure contact is maintained in a compression device
such as rollers spread, heated and / or cooled and / or! plates.
Alternatively, one can allow the
<EMI ID = 250.1>
sion to solidify before coming into contact with the layers of metal and subject the assembly to rolling as it is
<EMI ID = 251.1>
depending on whether an agent promoting adhesion is used or not. Again, a compression device such as spaced, heated and / or cooled rollers and / or trays are used to make the necessary contact between the metal:
and the thermoplastic material.
Example 2:
A metal-thermoplastic-metal laminate
is made using 0.0127 cm 1100-0 aluminum as the metal layers and partially crystalline polypropylene as the core layer of thermoplastic material. The aluminum surface is degreased by immersion in
toluene followed by rinsing with acetone as described
<EMI ID = 252.1>
by immersion in a 50 g / l aqueous solution of Apex 764
<EMI ID = 253.1>
delphia, Pennsylvania) at 70 [deg.] C for a period of 2 minutes. Remove the aluminum from the pickling solution and rinse with warm running water while wiping
using a clean cloth (a cloth of the Webril Litho Pad type (commercial designation)) followed by rinsing with hot water without wiping and then blowing dry using a jet of nitrogen. A solution containing 2.5 mm of solution
<EMI ID = 254.1>
<EMI ID = 255.1>
drops of glacial acetic acid, at room temperature to form a clear solution in a single phase) in 1000 ml of ethanol is applied to the cleaned and pickled aluminum surface and the leaves hang vertically and drainage and drying are allowed to the air. The leaves were then heated in an oven at 130 [deg.] C for 5 minutes.
<EMI ID = 256.1>
brushed with dicumyl peroxide solution
at 1% in toluene and dried vigorously in dry air.
The treated aluminum layers and the treated polypropylene layer are then assembled in a mold.
made of stainless steel coated with a layer of TEFLON (trade designation) 0.157 cm thick, the treated surfaces of the aluminum layers facing the treated surfaces of polypropylene. The assembly is placed in a, plate press, heated to 200 [deg.] C. Pressure is applied and held for 30 minutes after the polypropylene has flowed lightly to fill the mold cavity.
The laminate is then cooled under pressure to a temperature below 70 [deg.] C and then the pressure is released and the laminate is removed from the press. The properties of the laminate-: are shown in Table 1.
Example 3:
A laminate of metal-thermoplastic-metal
was prepared using 1100-0 aluminum as the metal layers and high density polyethylene (HDPE,
<EMI ID = 257.1>
Missouri 63166 as MPE-210) as a layer
of thermoplastic material core. The aluminum surface is degreased by immersion in acetone as described in Example 1 above, and it is cleaned, etched
by immersion in a 5% aqueous solution in sodium hydroxide = oxide for a period of 5 minutes. Remove the aluminum from the alkaline solution and rinse with warm running water while wiping with a clean cloth
(Webril Litho Pad) followed by rinsing with hot water without wiping and then blowing with a jet of nitrogen.
<EMI ID = 258.1>
<EMI ID = 259.1>
ethanol is sprayed onto the cleaned aluminum surface / <EMI ID = 260.1> pickled and the leaves hang vertically to be drained and air dried. They are then heated in an oven at 130 [deg.] C for 5 minutes.
<EMI ID = 261.1>
are then connected in a stainless steel mold coated with TEFLON, the treated surfaces of the aluminum layers facing the HDPE sheet. The assembly
<EMI ID = 262.1>
<EMI ID = 263.1>
(about 3 minutes). The laminate is then cooled under pressure to a temperature below 100 [deg.] C, and then the pressure is released and the composa is removed from
<EMI ID = 264.1>
thicknesses of the components of the layers are indicated in table 1.
Example 4:
0.190cm metal-thermoplastic-metal laminate was prepared using aluminum
1100-0 of 0.0127 cm thick as layers of metal and HDPE as core layer of thermoplastic material according to the method described in Example 3 above except that one side of the HDPE sheet was brushed with a 0.1% solution of benzoy peroxide in ethanol
and she was allowed to air dry and the plate press was heated to 175 [deg.] C. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 5:
a metal-thermoplastic-metal laminate having a thickness of 0.198 cm is prepared using aluminum 5052-0, 0.0127 cm as the metal layers and HDPE as the core layer of the thermoplastic material
<EMI ID = 265.1>
tion that the aluminum layers were degreased in
acetone and cleaned / etched by immersion in 5% aqueous sodium hydroxide solution at room temperature for 5 minutes, treatment with ducumyl peroxide was omitted and the laminate produced was cooled to 100 o C before be removed from the press. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 6:
The process described in example 2 above
is repeated except that the aluminum surface
is degreased in acetone and cleaned / pickled
by immersion in an aqueous solution of Apex 764 M for a period of only 1 minute, the treatment with dicumyl peroxide is omitted, and the laminate is omitted. manufactured was cooled to 100 [deg.] C before being removed
<EMI ID = 266.1>
shown in Table 1.
Example 7:
This example illustrates the preparation of a denetal-thermoplastic-metal laminate without subjecting the metal layers either to degreasing or to cleaning / pickling.
A laminate is prepared using 0.0140 cm thick aluminum Lithoplate as the metal layers and HDPE as the core layer of thermoplastic material. The aluminum sheets were immersed in a solution;
<EMI ID = 267.1>
(prepared as described in Example 2 above) in 1000 ml of ethanol. and the leaves hang vertically to be drained and air dried. They were then heated in an oven at 1300C for 30 minutes.
HDPE surfaces were brushed using
<EMI ID = 268.1>
benzene and they are allowed to dry vigorously in dry air.
The aluminum layers treated with silane and the treated HDPE layer are assembled in a stainless steel mold coated with 0.27 cm TEFLON, the surfaces
<EMI ID = 269.1>
treated with HDPE. The assembly is arranged in a press
with trays heated to 175 [deg.] C. Pressure is applied and maintained for 30 minutes after HDPE has flowed to fill the mold cavity. The laminate was then cooled under pressure to 100 [deg.] C and then the pressure
<EMI ID = 270.1> laminate tees are shown in Table 1.
Example 8:
This example shows the preparation of a metal-thermoplastic-metal laminate without the use of an adhesion promoting agent.
Laminate - 0.175 cm thick is prepared using 1100-0 aluminum 0.0127 cm thick as metal layers and high density polyethylene
<EMI ID = 271.1>
10% glass fibers) as a core layer of thermoplastic material. The aluminum surface is degreased by immersion in 1,1,1-trichloro-ethane as described in exe # ple 5 above and cleaned / pickled by immersion in a solution of sodium dichromate (acid chromic container
30.0 g of sodium dichromate dihydrate, 150 ml of concentrated sulfuric acid (specific weight 1.84), and 1 liter
<EMI ID = 272.1>
cleaning / stripping solution, rinsed thoroughly
under running water followed by rinsing with demineralized water, dry sulfurization using a jet of nitrogen and heated to
1300C for 2 minutes.
Aluminum cleaned / pickled and HDPE / 10% fiber
<EMI ID = 273.1>
<EMI ID = 274.1>
for 3 minutes and then the pressure is increased to 13605 kg during the minute. The laminate is then cooled under pressure to 38 [deg.] C and then the pressure is released and the laminate removed from the press. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Examples 9-10
These examples show the separation of metal-thermoplastic-metal laminates without the use of adhesion-promoting agents.
The laminates were prepared using 1145-0 aluminum as the metal layers and low density polyethylene (LDPE) as the core layer of thermoplastic material. The aluminum surface is degreased by immersion in 1,1,1-trichloroethane as described
) in Example 1 above and then cleaned ^ pickled by immersion in a solution of sodium dichromate (chromic acid) containing 30 g of sodium dichromate dihydrate,
150 ml of concentrated sulfuric acid (specific weight 1.84),
<EMI ID = 275.1>
removed from the chromic acid solution, rinsed vigorously under running water followed by rinsing with demineralized water and dry blowing using a jet of nitrogen. The aluminum is then heated in an oven at 130 [deg.] C for 2 minutes.!
The aluminum and LDPE layers are then assembled in a closed mold. The assembly is placed in a plate press, heating at 204 [deg.] C. A pressure of 1814 kg or moire is applied for 3 minutes and then increased until
22675 kg for 1 minute. The laminate is cooled under
<EMI ID = 276.1>
laminate is removed from the press. The properties of the laminates, including the thicknesses of the layers of the components, are shown in Table 1.
Examples 11-14:
The process described in Examples 9-10 is repeated except that aluminum 1100-0 is used as the metal coating. The properties of the laminates, including the thicknesses of the components of the layers are indicated in
table 1.
Examples 15-17:
The process described in Examples 9-10 is repeated
except that aluminum 5052-0 is used as the layer ^; of metal. The properties of the laminates, including the thicknesses of the component layers are indicated in
table 1.
Examples 18:
A laminate of metal-thermoplastic material-metal using aluminum 6061-0 of 0.052 cm thickness as layers of metal and a mold in TEFLON coated stainless steel having a thickness of 0.102 cm is prepared according to the process described in examples 9-10. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Examples 19-21:
These examples show the preparation of metal-thermoplastic-metal laminates without subjecting the metal layers to either degreasing or pickling cleaning.
The laminates are prepared using aluminum Lithoplate as the metal layer and LDPE as the core layer of thermoplastic material. The core is immersed in a solution comprising 4 ml of a hydrololized silane A-174 solution (prepared as described in Example 2 above) in 1000 ml of ethanol and
leaves are hung vertically to drain
and air dry. They are then heated in a
oven at 130 [deg.] C for 30 minutes.
The surfaces of LDPE were brushed using a 5% solution of cumene hydroperoxide in benzene
and they are allowed to air dry.
The treated aluminum layers and the treated LDPE were assembled in a closed mold, the treated surfaces of the aluminum layers facing the treated surfaces of LDPE. The assembly is arranged in a press
<EMI ID = 277.1>
maintains it for 15 minutes after the LDPE has
poured to fill the cavity. The laminate is then cooled under pressure to 38 [deg.] C and then the pressure is released and the laminate removed from the press. Laminate properties including layer thicknesses
components are shown in Table 1.
Example 22:
A 0.155 cm thick metal-thermoplastic-metal laminate is prepared using 6061-T6 aluminum 0.0152 cm thick as the metal coating and LDPE as the core layer of the thermoplastic material process described in the examples
9-10 except that after degreasing with trichloro1,1,1 ethane, the aluminum surface is sanded with sandpaper and degreased again, and the press
was heated to 221 [deg.] C. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 23:
A metal-thermoplastic-metal laminate,
\ is prepared using aluminum 1100-0 � 0.00.508 cm thick as layers of metal and nylon 6.6 having
a degree of crystallinity of 33% as a core layer
of thermoplastic material. The aluminum surface is degreased by immersion in trichlorethylene, as
it is described in Example 1 above, and then cleaned / pickled by immersion in a 5% aqueous solution of sodium hydroxide at room temperature for
5 minutes. The aluminum is removed from the alkaline solution and rinsed with warm running water while wiping with a clean cloth (Webril Litho Pad) followed by uri
<EMI ID = 278.1>
dry using a nitrogen spray. An aqueous solution
with 0.4% silane A-1100 is applied to the aluminum surface
<EMI ID = 279.1>
to drain and air dry. They are then heated in an oven at 130 [deg.] C for 30 minutes.
The treated aluminum layers and the nylon 6,6 are !, assembled in a stainless steel mold coated with TEFLON having a thickness of 0.178 cm, the treated surfaces of the aluminum layers facing the nylon.
6.6. The assembly is arranged in a plate press; heated to 285 [deg.] C. Pressure is applied and maintained
<EMI ID = 280.1>
fill the mold cavity. The laminate was then cooled under pressure to 2000C and then the pressure was released and the laminate removed from the press. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Examples 24-30:
<EMI ID = 281.1>
using aluminum 1100-0 as the metal layers and nylon 6.6 as the core layer of thermoplastic material were prepared according to the method described in the example;
23 above. The properties of the laminates including the thicknesses of the layers of the components are indicated in
table 1.
Example 31:
A metal-thermoplastic-metal laminate
0.185 cm thick e � prepared using aluminum foil 5052-0 of 0.00254 cm as metal layers and nylon 6.6 having a degree of crystallinity of
33% as a core layer of thermoplastic material. The aluminum surface is degreased by immersion in toluene followed by rinsing with acetone as described in example 1 and then cleaned / de-
<EMI ID = 282.1>
<EMI ID = 283.1>
2 minutes. The aluminum is removed from the solution and rinsed with hot running water while wiping with a clean cloth (Webril Litho Pad) followed by rinsing
in hot water without wiping and then blow dry
by means of a nitrogen jet. A solution containing 2.5 ml of silane A-1100 in 1000 ml of distilled water is applied to the cleaned / pickled aluminum surface and the leaves hang vertically and are allowed to drain and air dry.
<EMI ID = 284.1>
were assembled in a stainless steel mold coated with TEFLON 0.180 cm thick and rolled as described in Example 23 above. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Examples 32-35:
Laminates of metal-thermoplastic material -mé
<EMI ID = 285.1>
metal and nylon 6.6 having a degree of crystallinity
33% as a core layer of thermoplastic material were produced according to the process described in Example
<EMI ID = 286.1>
shown in Table 1.
Example 36:
A metal-thermoplastic material laminate
- metal is made using aluminum 5052-0 0.00762 cm thick as layers of metal and nylon 6.6 having a degree of crystallinity of 33% as layer
of thermoplastic material core. The aluminum surface is degreased by immersion in 1,1,1 trichloro. ethane as described in Example 1 above and then cleaned / pickled by immersion in a solution of sodium dichromate (chromic acid) containing 30, Og of sodium dichromate dihydrate sulfuric acid concen - �
<EMI ID = 287.1>
5 minutes. The aluminum is removed from the chromic acid solution and rinsed thoroughly with running water followed
<EMI ID = 288.1>
0.4% silane A-1100 in distilled water (pH adjusted
to 4.0 with formic acid) is applied to the cleaned / pickled surface of wet aluminum. The aluminum sheets are blown dry using a jet of nitrogen and heated in an oven at 130 C for 2 minutes.
The treated aluminum and nylon 6,6 layers
are assembled in the coated stainless steel mold
of TEFLON having a thickness of 0.133 cm, the treated surfaces of the aluminum layers facing the surfaces of nylon 6,6. The assembly is arranged in a press
with tray * heated to 285 [deg.] C. A pressure of 453.5 kg or less is applied for 3 minutes and then the pressure is increased :, 13605 kg for 1 minute. The laminate is cooled under pressure to 138 [deg.] C, and then the pressure is released and the laminate is removed from the press. The owners
<EMI ID = 289.1>
Examples 37-45: Laminates of metal -thermoplastic -metal using aluminum 5052-0 as the metal layers and nylon 6,6 having a degree of crystallinity of 33% as the core layer of the thermoplastic material - Qués according to the method described in Example 36 above. Laminate properties are shown in the table
1.
Example 46:
A 0.187 cm thick metal-thermoplastic-metal laminate is prepared using 304 (annealed) stainless steel sheets 0.00254 cm thick as layers of metal and nylon 6.6 having
a degree of crystallinity of 33% as a material layer
<EMI ID = 290.1>
by immersion in toluene as described in Example 1 above and then cleaned / pickled by immersion!
i sion in a 50.0 g / liter solution of Apex 764 M
(a product of Apex Alkali Products Company, Philadelphia,
<EMI ID = 291.1>
stainless steel cleaning / pickling solution and rinse with warm running water while wiping
using a clean cloth (Webril Litho Pad) followed by rinsing with hot water without wiping and then blowing dry with a jet of nitrogen. A solution containing 2.5 ml of silane A-1100 from 1000 ml of distilled water is applied to the cleaned / pickled stainless steel surface and the leaves are hung vertically to drain and air dry. The leaves are then heated in an oven at 90 [deg.] C for
10 minutes.
The treated stainless steel layers and
nylon 6,6 are assembled in a mold chassis
in stainless steel coated with TEFLON, 0.182 cm thick
<EMI ID = 292.1>
<EMI ID = 293.1>
placed in a plate press ;, will heat. 285 [deg.] C,
Pressure is applied and maintained for 10 minutes after nylon 6,6 has flowed to fill the mold cavity. The laminate is then cooled
under pressure up to 175 [deg.] C and then the pressure is released and the laminate removed from the press. The properties of the laminate are shown in Table 1,
Examples 47-58:
Laminates of metal-thermoplastic material
-metal are prepared using stainless steel
304 (annealed) as layers of metal and nylon 6,6 having a degree of crystallinity of 33% as a core layer of thermoplastic material according to the method described in Example 46 above. The properties of the laminates are shown in Table 1.
Example 59:
A metal laminate - thermoplastic material-
<EMI ID = 294.1>
0.0152 cm thick as layers of metal and nylon 6.6 having a degree of crystallinity of 33% as a layer of thermoplastic material according to the process described in Example 23 above, except that after the stage
<EMI ID = 295.1>
glass and cleaned / pickled in 2.5% aqueous sodium hydroxide solution. A 0.122 cm thick TEFLON coated stainless steel mold was also used. Laminate properties are shown in the table
1.
Examples 60-62
Metal-thermoplastic-metal laminates were prepared using aluminum 6061-T6 as the metal layers and nylon 6.6 having a degree of crystallinity of 33% as the core layer of the thermoplastic material. than. The aluminum surface is degreased by immersion
<EMI ID = 296.1>
<EMI ID = 297.1>
1 tion of 10% aqueous hydrochloric acid at room temperature for 10 minutes. The aluminum is removed from the cleaning / pickling solution and rinsed vigorously with running water followed by rinsing with demineralized water, dabbed with iron wool and air-dried. The aluminum sheets are immersed in an aqueous solution of about 0.4% of silane A-1100 in distilled water and they hang vertically for drainage
and air drying. They are then heated in an oven
at 130 [deg.] C for 30 minutes.
The laminates are assembled and fabricated as described in Example 23 above. The properties of the laminates, including the thicknesses of the component layers, are shown in Table 1.
Examples 63 -65
Metal-thermoplastic-metal laminates using aluminum 6061-0 as the metal layers and:
nylon 6,6 having a degree of crystallinity of 33% as the core layer of thermoplastic material was prepared according to the method described in Example 59 described above. Laminate properties, including thicknesses
<EMI ID = 298.1>
Examples 66 - 69! These examples show the preparation of metal-thermoplastic-metal laminates without subjecting the layers
metal either for degreasing or cleaning / pickling.
Laminates were prepared using Lithoplate aluminum as the metal and nylon 6,6 layers having a degree of crystallinity of 33% as the core layer of thermoplastic material. The aluminum sheets were immersed in a solution containing 4 ml of silane A-1100 in 1000 ml of 95% ethanol and they hang vertically to drain and air dry. They are then heated in an oven at 130 [deg.] C for 30 minutes. The laminates are assembled and manufactured as described in the example
23. Properties of laminates, including thicknesses
<EMI ID = 299.1>
Examples 70-75:
Metal-thermoplastic-metal laminates are prepared using low-grade steel
made of C 1010 carbon - annealed as layers of metal and nyloni 6.6 having a degree of crystallinity of 33% as a core layer of thermoplastic material according to the method described in Example 23 above except that cleaning and pickling is carried out by immersion in a 2% aqueous solution of phosphoric acid at room temperature for a period of 0.25 minutes (15 seconds). Laminate properties, including thicknesses of
<EMI ID = 300.1>
Examples 76-77,
These examples show the preparation of metal-thermoplastic-metal laminates comprising metal layers of different compositions and of different thickness on each side of the core layer of thermo-plastic material.
Example 76:
A laminate having a thickness of 0.284 cm was prepared using 304 (annealed) stainless steel of
<EMI ID = 301.1>
<EMI ID = 302.1>
33% degree of crystallinity as a core layer of! thermoplastic material. The layers were degreased bet
<EMI ID = 303.1> immersion in 1,1,1-trichloroethane as described in example 1 above and then cleaned / decapa by immersion in an aqueous solution at 50.0 g per liter
<EMI ID = 304.1>
The metal layers are removed from the cleaning / pickling solution and rinsed thoroughly with running water followed by rinsing with demineralized water. A 0.3% aqueous solution of silane A-1100 in distilled water
(pH adjusted to 4.0 with formic acid) is applied
to cleaned / pickled surfaces of wet metals.
The metal sheets are blown
dry with a jet of nitrogen and heated in an oven
at 130 [deg.] C for 2 minutes.
The treated metal layers and the nylon 6,6 are assembled in a stainless steel mold coated with
<EMI ID = 305.1>
is of metal facing nylon 6,6. The assembly Arranged in a plate press heated to 285 [deg.] C. A pressure of 907 kg is applied for 3 minutes and then the pressure is increased to 13605 kg for 1 minute. The laminate is then cooled under pressure to 38 [deg.] C then the pressure!
<EMI ID = 306.1>
The properties of the laminates are indicated in the table.
1.
Example 77:
A laminate of metal - thermoplastic-metal of 0.279 cm is prepared using stainless steel
304 (annealed) 0.0058 cm thick and aluminum
3003-H25 0.0127 cm thick as a metal layer
and nylon 6,6 having a degree of crystallinity of 33% as a core layer of thermoplastic material according to the method described in Example 76. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 78:
A metal-thermoplastic-metal laminate
is prepared using aluminum 1100-0 having a thickness of 0.0127 cm as the metal layers and ZYTEL ST-801 (trade designation) (a nylon 6.6 with high impact resistance) as the core layer of material
(thermoplastic according to the process described in Example 31
except that the aluminum is cleaned / pickled in an aqueous solution of 50.0 g / liter of Apex 764 M and
we use a stainless steel mold coated with TEFLON
<EMI ID = 307.1>
are shown in Table 1.
Example 79:
This example shows the preparation of a laminate
<EMI ID = 308.1>
an agent promoting adhesion.
A laminate 0.190 cm thick is prepared
using 0.0127 cm thick 1100-0 aluminum as layers of metal and VYDYNE R-240 (trade designation) (6-co-6.6 nylon reinforced with Monsanto's mineral material) as a layer of core of thermoplastic material. The aluminum surface is degreased by immersion
<EMI ID = 309.1>
by immersion in a sodium dichromate solution
(chromic acid) containing 30.0 g of sodium dichromate dihydrate, 150 ml of concentrated sulfuric acid (specific gravity 1.84) and 1 liter of water at 60 [deg.] C for a period of
5 minutes. We remove the aluminum from the cleaning / pickling solution, rinse vigorously with running water followed
by rinsing with demineralized water, dry blowing using a jet of nitrogen and heating in an oven at 130 [deg.] C for 2 minutes.
Aluminum layers cleaned / pickled dry
<EMI ID = 310.1>
stainless steel coated with 0.165 cm TEFLON, the cleaned / pickled surfaces of the aluminum layers facing the VYDYNE R-240. The assembly is placed in a plate press heated to 285 [deg.] C. Pressure of 1814 kg or less is applied for 3 minutes and then increased to 22675 kg for 1 minute. The laminate is then cooled under pressure to 138 [deg.] C, and then press it
is is sion / released and laminate / removed from the press. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 80:
The process of Example 79 is repeated except that aluminum 6061-0 of 0.0152 cm is used as the metal layers and a coated stainless steel mold
<EMI ID = 311.1>
are shown in Table 1,
Example 81:
We. repeat the process of example 79 with the exception that aluminum 6061-T6 of 0.0152 cm is used as the metal layers and a stainless steel mold coated with TEFLON of 0.0152 cm of thickness, properties
<EMI ID = 312.1>
Example 82:
The process of Example 79 above is repeated, except that 5052-0 aluminum having a thickness of 0.165 cm is used as the metal layers and a TEFLON coated stainless steel mold having a thick-:
0.165 cm. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 83:
The process of Example 82 above is repeated except that a stainless steel mold coated with TEFLON of 0.152 cm is used. The properties of the laminate are indicated in Table 1,
Example 84:
A laminate of metal-thermoplastic material-metal is prepared using aluminum 5052-0 of
<EMI ID = 313.1>
co-6.6 reinforced with mineral material (commercially available from Monsanto Company, St. Louis, Missouri 63166 USA under the trade designation VYDYNE R-220) as a core layer of thermoplastic material. We degrease
the aluminum surface by immersion in trichlorethylene as described in example 1 above and cleaning / pickling is carried out by immersion in an aqueous solution
at 5% sodium hydroxide at room temperature for
5 minutes. We remove the aluminum from the alkaline solution
and rinsing thoroughly with running water followed by rinsing with demineralized water. We apply a solution
<EMI ID = 314.1>
> cleaned / pickled surface of wet aluminum, The aluminum sheets are blown dry using a
jet of nitrogen and heat in an oven at 130 [deg.] C for 15 minutes.
The treated aluminum layers and VYDYNE R-220 are assembled in a coated stainless steel mold.
0.168 cm thick TEFLON, the treated aluminum surfaces facing the VYDYNE R-220. The assembly is placed in a plate press heated to 285 [deg.] C.
A minimum pressure is applied for 3 minutes and then the pressure is increased up to 22675 kg during
1 minute. The laminate is then cooled under pressure to
200 [deg.] C and then release the pressure and remove the laminate from the press. Laminate properties
are shown in Table 1.
Example 85:
A laminate of metal-thermoplastic material-metal is prepared using a low carbon steel C 1010 (annealed) 0.00508 cm thick as layers of metal and VYDYNE (trade designation) R-240 as a layer of thermoplastic material core. The steel surface is degreased by immersion in 1,1,1 trichloro
<EMI ID = 315.1>
then cleaned / pickled by immersion in a 2% aqueous solution of phosphoric acid at room temperature for 5 minutes. The steel is removed from its phospho- solution; risk and rinse vigorously under running water followed
by rinsing with demineralized water. An aqueous solution of 0.2% silane A-1100 in distilled water (pH adjusted to 4.0 with formic acid) is applied to the cleaned / pickled surface of the wet steel. The steel sheets are blown dry by a jet of nitrogen and heated in an oven
at 130 [deg.] C for 2 minutes.
<EMI ID = 316.1>
assembled in a 0.124 cm thick TEFLON coated stainless steel mold, the treated surfaces
steel facing VYDYNE R-240. The assembly is
<EMI ID = 317.1>
pressure of 907 kg or less is applied for 3 minutes and then increased to 13605 kg for 1 minute. The laminate is then cooled under pressure to 66 [deg.] C, and then the pressure is released and the laminate is removed
of the press. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 86:
A 0.127 cm thick metal-thermoplastic-metal laminate is prepared using 304 (annealed) stainless steel 0.00762 cm thick as the metal layer and VYDYNE (trade designation) R-240 as core layer of thermoplastic material
according to the method described in Example 85 above. With the exception that cleaning / pickling is carried out by immersion in an aqueous solution of 50.0 g / liter of Apex 764 M
at 70 [deg.] C for 2 minutes, a stainless steel mold coated with TEFLON 0.112 cm thick is used and
the manufactured laminate is cooled to 38 [deg.] C before releasing the pressure. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 87:
A metal-thermoplastic-metal laminate 0.185 cm thick is prepared using 1100-0 aluminum 0.027 cm thick as layers
of metal and nylon 6.6 containing 10% by weight of
glass fibers as the core layer of thermoplastic material according to the process described in Example 46 above, except that degreasing in toluene is followed by rinsing with acetone, the aluminum sheets treated with silane A -1100 dry are heated
in an oven at 130 [deg.] C for 5 minutes, and a stainless steel mold coated with 0.160 cm TEFLON is used. The properties of the laminate are shown in the table!
1.
Example 88:
A metal-thermoplastic-metal laminate 0.193 cm thick was prepared using 1100-0 aluminum 0.0127 cm thick as layers of
<EMI ID = 318.1>
<EMI ID = 319.1>
1 except that a stainless steel mold coated with 0.168 cm TEFLON is used. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 89:
The process of Example 88 is repeated except that nylon 6 containing 10% by weight of glass fibers is used as the core layer of thermoplastic material and a 0.157 cm TEFLON coated stainless steel mold. thickness is used. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 90:
A metal-thermoplastic-metal laminate 0.234 cm thick is prepared using 1100-0 aluminum having a thickness of 0.0127 cm as layers
<EMI ID = 320.1>
having a degree of crystallinity of 35% as a core layer of thermoplastic material according to the method described in Example 36 with the exception of the following:
The treated aluminum layers and the PARN 56/44 are assembled in a stainless steel mold coated with TEFLON of 0.208 cm, the treated surfaces of the aluminum layers facing the PARN 56/44. The assembly is placed in a plate press heated to 299 [deg.] C. A pressure of 1814 kg or less is applied for 3 minutes and then the pressure is increased by 13605 kg during
1 minute. The laminate is then cooled under pressure
<EMI ID = 321.1>
is removed from the press and annealed at 170 [deg.] C for 1 hour! The properties of the laminate are shown in tablej
1.
Example 91:
This example shows the use of amorphous thermoplastic material as a layer of thermoplastic material.
<EMI ID = 322.1>
what follows:
The treated aluminum layers and the PARN 56/44 are assembled in a stainless steel mold coated with 0.178 cm TEFLON, the treated surfaces of the aluminum layers facing the PARN 56/44. The assembly is placed in a plate press heated to 310 [deg.] C. Pressure of 1814 kg or less is applied for 3 minutes and then increased to 13605 kg for 1
<EMI ID = 323.1>
in an ice-water mixture. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 92:
A 0.179 cm thick metal-thermoplastic-metal laminate is prepared using 1100-0 aluminum 0.0127 cm thick as layers of metal and poly (ethylene terephthalate) (PET) )
having a degree of crystallinity of 38% as a core layer of thermoplastic material according to the method described in Example 36 above with the exception of the following:
The treated aluminum layers and the PET are assembled in a coated stainless steel mold
of 0.154 cm thick TEFLON, the treated surfaces of the aluminum layers facing the PET. The assembly
<EMI ID = 324.1>
A pressure of 1814 kg or less is applied for 3 minutes and then the pressure is increased to 13605 kg for 1 minute. The laminate is then cooled under pressure to 55 [deg.] C and then the pressure is released. The laminate is removed from the press and annealed at 150 [deg.] C for 1 hour. The properties of laminate. are shown in Table 1.:
Example 93:
The process of Example 92 is repeated except that a stainless steel mold coated with TEFLON with a thickness of 0.254 cm is used. The properties of laminate; are shown in Table 1.
Example 94:
A laminate of metal-thermoplastic material-metal is prepared using aluminum Lithoplate of
<EMI ID = 325.1>
(ethylene terephthalate) (PET) having a degree of crystallinity of 38% as a core layer of thermo material
<EMI ID = 326.1>
methylene chloride as described in Example 1 above and allowed to air dry.
A solution of Z6020 silane is prepared by stirring
a mixture of 11.1 g of Z6020 silane in a solution
3 drops of glacial acetic acid in 3.6 g of room temperature water to form a clear solution
to a phase which is diluted with 2254.0 g of ethanol.
We wet the degreased aluminum energetically by
the Z6020 silane solution prepared above, is blown dry using a nitrogen jet and heated in an oven at 100 [deg.] C for 10 minutes.
The treated aluminum and PET layers are assembled,
<EMI ID = 327.1>
0.279 cm, the treated surfaces of aluminum facing PET. The assembly is arranged in a press
tray heated to 282 [deg.] C. A minimum pressure is applied for 3 minutes and then it is increased to 22675 kg during <1> minute. The laminate is
then cooled under pressure to 66 [deg.] C and then the pressure is released and the laminate is removed from the press. Laminate properties are shown in the table
1.
Example 95:
This example shows the use of amorphous thermoplastic material as a core layer of thermoplastic material. The process of example 92 is repeated above with the exception of the following,
<EMI ID = 328.1>
<EMI ID = 329.1>
aluminum 1100-0 as the metal layer and PET as the core layer of thermoplastic material according to
the methods described in Example 91 above except that the temperature of the plate press ^ was
of 285 [deg.] C. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Examples 96-103:
The examples show the preparation of laminates
metal-thermoplastic-metal without pickling
metallic layers or using a favoring agent
<EMI ID = 330.1> The laminates are prepared using aluminum
1100-0 as layers of metal and a molten mixture of
PET having a degree of crystallinity of 38% and 11.7% of poly (butylene tere-co-isophthalate) -poly (butylene glycol)
-block (HYTREL (commercial designation) 4056, commercially available from E.I. du Pont de Nemours & Co, Wilmington, Delaware 19898USA), as a layer, of thermoplastic core. The aluminum surface is degreased by immersion in trichlorethylene as described in Example 1 above, the sheets are hung vertically- <EMI ID = 331.1>
The scrub is repeated with methanol.
Degreased aluminum layers and PET / mixture
11.7% HYTREL 4056 are assembled in a stainless steel mold coated with TEFLON, the degreased surfaces
(any of the surfaces of the metal layer)
aluminum layers facing the PET / 11.7% HYTREL 4056 mixture. The assembly is arranged in a press
<EMI ID = 332.1>
for 3 minutes and then increase the pressure to!
22675 kg for 1 minute. The laminate is then cooled under pressure to 100 [deg.] C and then the pressure is released and the laminate is removed from the press. Properties
of the laminate, including the thicknesses of the component layers are shown in Table 1.
<EMI ID = 333.1>
A laminate of metal-thermoplastic material -metal
is prepared using as layers of metal aluminum 1100-0 0.0127 cm thick and PET / 11.7% HYTREL 4056 as the core layer of thermoplastic material. The aluminum is degreased in trichloro-1,1,1 ethane as described in Example 1 above, and is then cleaned / pickled by immersion in an aqueous solution of
5% sodium hydroxide at room temperature for 5 minutes. Aluminum is removed from the alkaline solution
and rinsed. ' vigorously with running water followed by rinsing with demineralized water. A solution of 0.9985 g of silane A 1100 in 3.126 g of water and 243 g of ethanol (pH adjusted to 4.0 with formic acid) is sprayed onto the cleaned / pickled surface of the wet aluminum. The aluminum sheets are blown dry using a
jet of nitrogen and then heated in an oven at 130 [deg.] C for 15 minutes.
The layers of treated aluminum and PET / 11.7 # HYTREL 4056 are assembled in a stainless steel mold coated with TEFLON, 0.150 cm thick,
the treated surfaces of the aluminum layers making
against PET / 11.7% of HYTREL 4056. The assembly is placed in a plate press and heated to 279 [deg.] C.
A pressure of 2721 kg is applied for 3 minutes and then the pressure is increased to 22675 kg during
1 minute. The laminate is then cooled under pressure to 52 [deg.] C and then the pressure is released. The laminate is removed from the press and annealed by heating to
150 [deg.] C for 20 minutes. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 105:
<EMI ID = 334.1>
the exception is that a stainless steel mold coated with 0.165 cm TEFLON is used. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 106: i
A laminate of metal-thermoplastic material-metal is produced using aluminum 5052-0 of 0.0127 cm thickness as layers of metal and PET / 11.7% HYTREL
4056 as a core layer of thermoplastic material.
<EMI ID = 335.1>
1,1,1 ethane as described in Example 1 above and then cleaned / pickled by immersion in a sodium dichromate solution (chromic acid) containing 30 mg of sodium dichromate dihydrate, 150 ml of sulfuric acid
<EMI ID = 336.1>
for 5 minutes. The aluminum is removed from the chromic acid solution and rinsed vigorously with running water followed by rinsing with demineralized water. A 4% aqueous solution of silane Z 6040 in distilled water
<EMI ID = 337.1>
the cleaned / pickled surface of wet aluminum. The aluminum sheets are blown dry using a
<EMI ID = 338.1>
your.
<EMI ID = 339.1>
<EMI ID = 340.1>
in a stainless steel mold / TEFLON
0.203 cm thick, the treated surfaces of the aluminum layer facing the core layer of thermoplastic material. The assembly is arranged in a press
with trays heated to 279 [deg.] C. Pressure of 1814 kg or less was applied for 3 minutes and then increased: up to 22,675 kg for 1 minute. The laminate is then i refrddi under pressure up to 138 [deg.] C and then we release
the pressure and the laminate is removed from the press. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Examples 107-109
Laminates from metal-thermoplastic-metal are prepared using aluminum 5052-0 as the metal layers and PET / 11.7% HYTREL 4056 as the metal layer.
core of thermoplastic material according to the method described in Example 106 above. The properties of the laminates including the thicknesses of the component layers are shown in Table 1.
Examples 110-113:
Laminates of metal-thermoplastic-metal are prepared using aluminum 6061-0 as the metal layers and a molten mixture of PET / 11.7% of HYTREL 4056 as the layer of thermoplastic material. The aluminum surface is lowered by immersion in trichlorethylene followed by rinsing with acetone as described in example 1 above and is then cleaned / pickled by immersion in an aqueous solution at 2 , 5% sodium hydroxide at room temperature for 5 minutes. The aluminum is removed from the aqueous solution and rinsed vigorously with running water followed by rinsing with demineralized water. The wet aluminum is immersed in a mixture of 40 ml of a silane solution A-1100 (prepared by mixing 0.83 g
of silane A-1100 with 208.0 g of water) and 50 ml of a solution of silane A-174 (prepared by stirring a mixture of <EMI ID = 341.1>
glacial acetic acid at room temperature to form a clear, single-phase solution, and diluting with 2449.0 g of water and 10 ml of ethanol), blow with a jet of nitrogen and heated in an oven at 130 [deg. ] C for 2 minutes.
The layers of treated aluminum and PET (11.7% HYTREL 4056 are assembled in a stainless steel mold coated with TEFLON, the treated surfaces of aluminum
<EMI ID = 342.1>
dried in a plate press heated to 279 [deg.] C. A pressure
<EMI ID = 343.1>
increases to 22675 kg for an additional 3 minutes. The laminate is then cooled under pressure to 66 C j and then the pressure is released and the laminate is
removed from the press. The properties of the laminate, including the thicknesses of the component layers are shown in Table 1.
Example 114-116
The process described in Examples 110-113 is repeated except that aluminum 6061-T6 is used as the metal layers and the ethanol is omitted from the silane solution A-174. The properties of the laminates, including the thicknesses of the component layers, are shown in Table 1.
Example 117:
The process described in Example 94 is repeated except that a molten mixture of PET / 11.7% HYTREL 4056 is used as the core layer of thermoplastic material. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 118
<EMI ID = 344.1>
0.127 cm thick metal using low carbon steel (0.00508 cm thick annealed as metal layers and PET / 11.7% HYTREL 4056 as the core layer of thermoplastic material depending on the process described in Example 85 above except that the steel layers are immersed in a phosphoric acid solution for 2 minutes, a coated steel mold is used
<EMI ID = 345.1>
says the laminate manufactured at 38 [deg.] C before removing it from the press. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 119:
The process described in example 118 is repeated
except that a coated stainless steel mold
0.208 cm thick TEFLON is used. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 120:
<EMI ID = 346.1>
<EMI ID = 347.1>
thick as a metal coating and a molten mixture of PET having a degree of crystallinity of 38% and 11.1% of poly (ethylene terephthalate) -45% poly (butylene oxide) block (PETBCP), with the polymer block poly (butylene oxide) having a molecular weight of 1000, as a core layer of thermoplastic material. The aluminum is degreased by immersion in methylene chloride as described in Example 1 above and is allowed to dry.
The aluminum was immersed in an equivolume solution (50 ml of each kind) of a solution of silane A-1100 (preparations mixed 10.6 ml of silane A-1100 and 31.3 ml of water with 3095 ml ethanol) and a solution of silane A-174 (prepared by stirring a mixture of 9.6 ml of silane A-174, 2.5 ml of water, and 2 drops of glacial acetic acid at room temperature for 30 minutes to form the clear solution to a
<EMI ID = 348.1>
it is blown dry using a jet of nitrogen and heated in an oven at 130 [deg.] C for 2 minutes.
The treated aluminum layers and the PET / 11.1% PETBCP are assembled in a stainless steel mold coated with 0.282 cm TEFLON and laminated as described in Examples 110-113 above. The properties of the laminate are shown in Table 1,
Examples 121-124:
Laminates from metal-thermoplastic metal are prepared using aluminum 6061-0
V
as layers of metal and a molten mixture of PET / 11.1% PETBCP as core layer of thermoplastic material according to the method described in Examples 110-113 except that rinsing with acetone is omitted during the degreasing step. The properties of laminates,
including the thicknesses of the component layers are indicated in Table 1,
Example 125:
A laminate of metal-thermoplastic-metal is prepared using aluminum 6061-T6 0.0152 cm thick as the metal layers and a molten mixture of PET / 11.1% PETBCP as the core layer of material. - re thermoplastic as described in the examples'
121-124 except that after degreasing, we submit; aluminum to wet sandblasting with sandpaper before pickling in a 2.5% aqueous solution of sodium hydroxide. Laminate properties
are shown in Table 1.
Example 126:
A laminate. of metal - thermoplastic material - metal is prepared using aluminum of 0.0127 cm
<EMI ID = 349.1>
terephthalate) -5% poly (butylene oxide) -block (PET-b-5% PBO), partially crystalline, the PBO block having a molecular weight of 1000 as a core layer of thermoplastic material according to the method described in the example
36 above. The properties of the laminate are indicated in the table.
Example 127:
This example shows the preparation of a laminate
metal-thermoplastic-metal without pickling
metal or using an adhesion promoting agent,
Laminate is prepared using aluminum
1100-0 0.0127 cm thick as layers of metal
<EMI ID = 350.1>
- block (PET-b-24% PBO), partially crystalline, PBO blocks having a molecular weight of 1000 as a core layer of thermoplastic material, Aluminum is degreased by immersion in methylene chloride as described in l Example 1 above and allowed to air dry. Degreased aluminum layers and PET-b-24% PBO are assembled in the mold
made of 0.292 cm thick TEFLON coated steel, the degreased surfaces (any surface) facing the PET-b-24% PBO. The assembly
<EMI ID = 351.1>
Minimum pressure is applied for 3 minutes and then increased to 22675 kg for an additional 3 minutes. The laminates are then cooled under
<EMI ID = 352.1>
and the laminate is removed from the press. Properties
of the laminate are shown in Table 1.
Examples 128-131: Laminates are produced from thermo-metallic material! plastic-metal using aluminum 1100-0
as metal layers and a molten mixture of poly (ethylene terephthalate) (PET) having a degree of crystallinity � 38% and 23.5% of HYTREL 4056 (commercial designation
<EMI ID = 353.1>
according to the method described in examples 110-113 with the exception that methylene chloride is used as degreasing solvent and that cleaning / pickling
of the aluminum surface is produced by immersion in a 5% aqueous solution of sodium hydroxide at room temperature for 10 minutes. The properties of the laminates are shown in Table 1.
Example 132:
The process described in Example 94 above is repeated except that the molten mixture of PET having a degree of crystallinity of 38% and 23.5% HYTREL 4056 is used as the core layer of thermoplastic material. than. The properties of the laminates are shown in Table 1.
Example 133;
The process described in Example 91 above is repeated, with the exception that a molten mixture of PET having a degree of crystallinity of 38% and 10% is used.
<EMI ID = 354.1> <EMI ID = 355.1>
lene) propane carbonate) or simply polycarbonate or
PC commercially available under the trade designation MERLON M100 from Mobay Chemical Corporation, Pittsburgh, Pennsylvania, 15205, USA) is used as a thermoplastic layer and a 0.183 cm thick TEFLON coated stainless steel mold is used. The properties of the laminates are shown in Table 1.
Example 134:
<EMI ID = 356.1>
0.190 cm thick using aluminum 1100-0 0.0127 cm as metal layers and poly (ethylene 80% terephthalate -co-20% isophthalate) (PET / I 80/20) having
a degree of crystallinity of 32% as a core layer of thermoplastic material and an aqueous solution of 0.4%
silane A-1100 in distilled water (pH adjusted
4.0 with formic acid) as a promoting agent
<EMI ID = 357.1>
ple 106 above with the exception of the following:
The treated aluminum layers, and PET / I 80/20 are assembled in a stainless steel mold coated with 0.165 cm TEFLON, the treated surfaces of the aluminum layers facing PET / 1 80/20 .
The assembly is placed in a plate press heated to 240 [deg.] C. Apply a pressure of 1814 kg or less for 3 minutes and then increase the pressure to 13605 kg for 1 minute. The pressure laminate is then slowly cooled to 54 [deg.] C and then the pressure is released and the laminate is removed from the
<EMI ID = 358.1>
table 1.
Example 135:
The process of Example 91 is repeated except that amorphous PET / I 80/20 having a degree of crystallinity of only 5% is used as the core layer of thermoplastic material, and a stainless steel mold coated with 0.170 cm thick TEFLON, and the trays
of the press are heated to 285 [deg.] C. The properties of the laminates are shown in Table 1.
r
Example 136:
The process of Example 135 above is repeated
except that the amorphous PET / I 80/20 had a
degree of crystallinity of only 3.3% and we use
a stainless steel mold coated with 0.142 cm TEFLON. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 137:
A metal-thermoplastic-metal laminate is prepared using 1100-0 aluminum 0.0127 cm thick as the metal layers and a partially crystalline melt mixture of poly (ethylene 80% terephthalate-co-20 % isophthalate) (PET / i 80/20) and
11.7% HYTREL 4056 as a core layer of thermoplastic material. The aluminum surface is degreased by immersion in methylene chloride as described in Example 1 above and it is allowed to air dry. The degreased aluminum is immersed in a 0.4% solution of Z6020 silane in ethanol. (prepared as described in Example 94 above), blow dry with a jet of nitrogen and heat in an oven at 100 [deg.] C for 10 minutes.
The treated aluminum layers and PET / I 80/20 /
11.7% HYTREL 4056 are assembled in m stainless steel mold coated with 0.282 cm TEFLON, the aluminum treated surfaces facing PET / I 80/20 / 11.7% HYTRE1 4056. The assembly is arranged in a plate pressXheated to 249 [deg.] C. A minimum pressure is applied for 3 minutes and then the pressure is increased to 22675 kg for an additional 3 minutes. The laminate is then cooled under pressure to
66 [deg.] C, the pressure is released and the certification removed from the press. The laminate is melt annealed to
150 [deg.] C for 20 minutes. Laminate properties
are shown in Table 1.
Example 138:
The process of Example 137 above is repeated
except that aluminum lithoplate 0.0140 cm thick is used as the metal layer and a stainless steel mold coated with TEFLON 0.279 cm thick. The properties of the laminate are shown in Table 1
Example 139
The process described in Example 134 is repeated except that poly (butylene terephthalate) (PBT) is used as the core layer of thermoplastic material and
a stainless steel mold coated with TEFLON is used
0.165 cm. Laminate properties are shown
in table 1.
Example 140:
The process described in Example 139 is carried out using a stainless steel mold coated with TEFLON
0.282 cm. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 141:
The method described in example 94 above is put
implemented except that partially crystalline poly (butylene terephthalate) (PBT, available
commercially under the designation VALOX 310 from
General Electric Company, Pitssfield, Massachusetts 01201, USA) as a core layer of thermoplastic material and
press plates heated up to 252 [deg.] C. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 142:
The process described in Example 137 is repeated except that a partially crystalline mixture of PBT and 11.7% HYTREL 4056 (PBT / 11.7%) is used.
HYTREL 4056) as a core layer of thermoplastic material. Laminate properties are shown in the table
1.
Example 143:
The process of Example 142 is repeated, except that aluminum lithoplate 0.0140 cm thick is used as the metal layers. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 144:
The process of Example 141 is repeated except that aluminum 1100-0 0.0127 cm thick is used as the metal coating, a partially crystalline mixture of PBT and 23.5%. HYTREL- 4056) as the core layer of thermoplastic material and a stainless steel mold coated with TEFLON 0.247 cm thick is used. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 145:
The method described in Example 144 is used for
<EMI ID = 359.1>
0.0140 cm thick as layers of molten metal and a stainless steel mold coated with TEFLON 0.277 cm thick. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 146:
A 0.211 cm thick laminate was prepared
<EMI ID = 360.1>
as layers of metal and HYTREL 7246 as core layer of thermoplastic material according to the method described in Example 36 above except that the initial pressure applied was 1814 kg or less and that! The laminate produced is cooled to 54 [deg.] C before being removed from the press. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 147:
The process described in Examples 128-131 is repeated except that a poly (.butylene terephthalate-
<EMI ID = 361.1>
coated with 0.282 cm thick TEFLON. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 148:
<EMI ID = 362.1>
<EMI ID = 363.1>
except that HYTREL 7246 (trade designation) is used as the core layer of thermoplastic material. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 149:
A laminate of metal - thermoplastic material - metal is prepared according to the process described in Example 94 above.
<EMI ID = 364.1>
partially crystalline (HYTREL 6346) as a core layer of thermoplastic material, The properties of the laminate are shown in Table 1,
Example 150:
A metal-thermoplastic-metal laminate is prepared according to the method described in Example 141
<EMI ID = 365.1>
-co-isophthalate) -poly (butylene oxide) -block partially crystalline (HYTREL 5555) (trade designation) as a layer of thermoplastic material 'and a stainless steel mold coated with TEFLON 0.226 cm thick is used. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 151;
The method of Example 14 is implemented except
<EMI ID = 366.1>
crystalline (HYTREL 4055) as a core layer of thermoplastic material. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 152:
A metal-thermoplastic material laminate is prepared
-metal using aluminum 1100-0 0.0127 cm <EMI ID = 367.1>
or simply polycarbonate available under the designation
<EMI ID = 368.1>
field, Massachusetts 01201, USA) as the core layer of
<EMI ID = 369.1>
seated by immersion in toluene followed by rinsing in acetone as described in Example 1 above and cleaned / pickled by immersion in a 5% aqueous solution of sodium hydroxide at ambient temperatures for
2 minutes. The aluminum is removed from the cleaning / stripping solution, rinsed in hot running water while wiping:
using a clean cloth (Webril Litho Pad) followed by rinsing with hot water without wiping and then blowing dry using a jet of nitrogen. A solution of 2.5 ml of silane A-1100 in 1000 ml of water is sprayed onto the cleaned / pickled surface and the leaves hang vertically for drainage and air drying.
We wash the polycarbonate with acetone, we proceed
sandblasting with sandpaper, wash again
with acetone and dried overnight (about 16 hours)
at 60 [deg.] C in a vacuum oven purged with nitrogen.
The treated aluminum layers and the treated polycarbonate are assembled in a stainless steel mold coated with 0.12 cm TEFLON, the treated surfaces
aluminum layers facing the polycarbonate treated surface. The assembly is placed in a plate press heated to 230 [deg.] C. The press is applied and maintained for 20 minutes after the polycarbonate
flowed to fill the mold cavity. The laminate is then cooled to a lower temperature
at 70 [deg.] C and then the pressure is released and the laminate is removed from the press. Laminate properties
are shown in Table 1.
Example 153:
A laminate of metal-thermoplastic material-metal is made using aluminum 1100-0
0.0127 cm as layers of metal and an acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) copolymer as a core layer of thermoplastic material according to the method described in Example 152 above, except that a 2.5 ml solution of hydrolyzed silane A-187 (prepared by stirring 10 g of silane A-187, 2.3 g of water and 2 drops of galcial acetic acid at room temperature for 30 minutes to form a clear solution
<EMI ID = 370.1>
as an agent promoting adhesion, a mold is used
in stainless steel coated with TEFLON of 0.190 cm to adapt the thickness of the core layer of thermoplastic material and the plate press: is heated to
200 [deg.] C. The properties of the laminate are indicated in the
r table 1.
Example 154:
The process of Example 153 above is repeated at
<EMI ID = 371.1>
core layer of thermoplastic material and a mold
in stainless steel coated with TEFLON 0.147 cm thick to adjust the thickness of the core layer! thermoplastic material. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 155:
A laminate of metal-thermoplastic material-metal is prepared using 304 stainless steel 0.00254 cm thick, annealed as layers of metal and
<EMI ID = 372.1>
commercially available from Union Carbide Corporation, New York, New York 10017) as a core layer of thermoplastic material. The aluminum surface is degreased
by immersion in 1,1,1 ethane trichloco as described in example 1 above and then cleaned / pickled by immersion in an aqueous solution of 50 g / liter of Apex 764 M at 70 [deg.] C for a period of 2 minutes. Steel is removed from cleaning / pickling solution
and rinsed vigorously under running water under vacuum by rinsing with demineralized water. An aqueous solution to
0.3% silane A-1100 in distilled water (pH adjusted
at 4.0 with formic acid) is sprayed onto the cleaned / pickled surface of the wet steel. The sheets
<EMI ID = 373.1>
The layers of treated steel and polysulfone are assembled in a stainless steel mold coated with 0.0864 cm thick TEFLON, the treated surfaces of the steel facing the polysulfone. The assembly is arranged in a plate press; heated to 329 [deg.] C. A pressure of 907 kg or less is applied for 3 minutes and then the pressure is increased to 13605 kg for 1 minute. The laminate is then cooled under pressure to 66 [deg.] C and then the pressure is released and the laminate is removed from the press. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Examples 156-157:
These examples show the preparation of metal-thermoplastic-metal laminates of compositions of different metal layers on each side of the core layer of thermoplastic material.
Example 156:
A laminate is made using steel
low carbon C 1010 0.00508 cm thick, annealed and alumina 6061-0 0.0152 cm thick as metal layers and polysulfone as core layer of thermoplastic material according to the process described in Example 155 above with the exception that a stainless steel mold coated with TEFLON 0.310 cm thick is used. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Example 157:
We prepare a laminate using steel
low carbon C 1010 0.00508 cm thick, annealed and aluminum 3003-H25 0.0140 cm thick as metal layers and polysulfone as the core layer of thermoplastic material
the method described in Example 156 described above with the exception that a stainless steel mold coated with TEFLON of 0.311 cm is used. The properties of the laminate are shown in Table 1.
Examples 158-161:
These examples show the manufacture of metal-thermoplastic-metal laminates by polymerization of the monomers in situ between the metal layers.
Laminate properties are shown in the table
1.
The laminates are prepared using 0.0127 cm thick aluminum as the metal layers.
The aluminum surface is degreased by immersion in toluene followed by rinsing with acetone as
<EMI ID = 374.1>
<EMI ID = 375.1>
at 5% at room temperature for two minutes. The aluminum is removed from the alkaline solution and rinsed for 10 minutes under running water followed by rinsing
with demineralized water. 0.4% solution is sprayed
of silane A-1100 in ethanol on the cleaned surface /, pickled from wet aluminum. The aluminum sheets are blown dry using a jet of nitrogen and heated
in an oven at 130 [deg.] C for 30 minutes.
Example 158:
A laminate is prepared in situ by polymerization of a nylon 6 block copolymer between layers of aluminum from Lithoplate. A solution is prepared containing
6.0 g of VORANOL 2120 (commercial designation) (polyoxy-
<EMI ID = 376.1>
commercial nation) (1,2-dihydro-2,2,4,4-quinoline
<EMI ID = 377.1>
<EMI ID = 378.1>
reduced pressure. A separate catalyst solution is prepared by stirring 7 ml of 3 molar ethylmagnesium bromide in diethyl ether at 175 g of [pound] -caprolactam at 100 ° C. dry melted. The solution is subjected to a vacuum to remove the ether and ethane and maintained at 100 [deg.] C
under nitrogen until used.
A mold is prepared by placing two aluminum sheets between heated plates of a closed press
in such a way that the treated surfaces will face the polymerized thermoplastic material. The aluminum sheets are separated by 0.318 cm thick TEFLON spacers. With the mold and the reaction solutions at 130 [deg.] C, these solutions are pumped into the mold using pumps of the Zenith type. The volume ratio of a stream of monomer solution to a catalyst solution is 1.12: 1. The streams are mixed using static mixers of the Kenics type. After 5 minutes in the mold, the laminate is removed and allowed to
to cool. The nylon 6 block copolymer contained
20% by weight of polyoxypropylene: block.
Example 159:
A laminate was produced similar to the example
158 except that aluminum 1100-0 is used as the metal layers.
Example 160:
A nylon 6 laminate is prepared by polymerization
<EMI ID = 379.1>
The mold is prepared as described in the example
158 above. A solution is prepared containing 350 g of [pound] -caprolactane in fusion, 1.5 g of FLECTOL H (commercial designation) and 3.4 g of PEI-1000 (polyethyleneimine, 30% aqueous solution). The solution is dried by distillation.
<EMI ID = 380.1>
in diethyl ether followed by vigorous gas evolution under vacuum. The temperature of the solution is adjusted to 130 [deg.] C and
<EMI ID = 381.1>
to serve as the initiator. The solution is then poured into the mold heated to 180 [deg.]. The casting is allowed to harden for 10 minutes before being removed from the mold.
Example 161:
A nylon laminate reinforced with calcined clay of the 40% kaolinite type is prepared by reacting caprolactane between aluminum sheets 1100-0. The mold is prepared as described in Example 158 above. A mixture of 230 g of [pound] -caprolactam, 1.5 g of FLECTOL H, and 2.0 g of PEI-1000 is heated under a nitrogen atmosphere at 130 [deg.] C. To this stirred solution is added 120 g
<EMI ID = 382.1>
dough at a temperature above 100 [deg.] C. To the
resulting paste 1.2 ml of silane A-1100 are added. Vacuum is created and dried by distillation of 50 ml of caprolactam. The vacuum is replaced by nitrogen and the dough is cooled to 100 [deg.] C. To this mixture is added 3.2 ml of 3 molar ethyl magnesium bromide in diethyl ether followed by vigorous gas evolution under vacuum. We replace the vacuum with
<EMI ID = 383.1>
catalyze the dough followed by stirring for 30 seconds. We pour the dough into the mold heated to 180 [deg.] C and allow to harden for 10 minutes before removal
of the mold.
Examples 162 - 163:
These examples show the manufacturing of laminate
of metal-thermoplastic material - metal using
adhesive adhesion agents.
The laminates are prepared using 1100-0 aluminum 0.0127 cm thick as the metal coating.
<EMI ID = 384.1>
in toluene followed by rinsing with acetone as described in Example 1 above and cleaning / stripping by immersion in 50 g / 1 of aqueous Apex 764 solution
M to 70 [deg.] C for a period of 2 minutes. The aluminum is removed from the cleaning / pickling solution and rinsed with hot running water while wiping with a clean cloth (Webril Litho Pad) followed by rinsing with hot water without wiping and then blowing dry using a nitrogen spray. The aluminum is then heated in an oven at 110 [deg.] C for 5 minutes and 130 [deg.] C for 10 minutes, respectively for Examples 162 and 163.
Example 162:
<EMI ID = 385.1>
hexylacrylate -co-methyl-acrylate-co-acrylic acid- co-glycidylmethacrylate) or simply acrylate copolymer) adhesive with 25% solid is applied to the cleaned / pickled surface of aluminum and allowed to air dry for
15 minutes and then at 90 [deg.] C for 2 minutes.
A sheet of polyvinyl chloride (PVC) is wiped off with a clean cloth moistened with acetone, sandblasting is carried out with emery paper, it is wiped again using a clean cloth dampened with acetone and dried in a vacuum oven purged with nitrogen at 60 [deg.] C.
The treated aluminum and PVC layers are assembled, the surfaces treated with adhesive facing the PVC, and are laminated under a pressure of 200 [deg.] C during
20 minutes. The laminate is cooled under pressure to a temperature below 70 [deg.] C and removed from the press.
<EMI ID = 386.1>
<EMI ID = 387.1> An epoxy adhesive consisting of a mixture by weight of 67:33 EPON 871 (commercial designation) is applied:
EPON 871 (trade designation) (aliphatic epoxy resin, epoxy weight, 390-470 and bisphenol epoxy resin
A unmodified, weight by epoxy, 185-192 respectively commercially available from Shell Chemical Company, Houston, Texas 77002) with curing agent EPON V-25 (a polyamide, equivalent weight (quantity reacting with a molar 'epoxy) on the cleaned / pickled surface of aluminum in the form of a thick film of 0.00508!
<EMI ID = 388.1>
the aluminum surfaces treated with the adhesive facing the nylon 6,6 are assembled and are laminated under pressure at 285 [deg.] C for 10 minutes, cooled under
<EMI ID = 389.1>
of the laminates are shown in Table 1.
Example 168:
The properties of the metal-thermoplastic-metal laminates prepared according to Examples 2 to 163 and of the layers of metal and thermoplastic material are given in Tables 1, 2 and 3 respectively. Samples for all parts were preconditioned at 23 [deg.] C for at least 18 hours. With the exception of the coefficient of linear thermal expansion and measurements of the thermal distortion temperature, all
tests were done at 23 [deg.] C with relative humidity
50%. All unlaminated polyamide samples are kept dry, as molded in airtight containers, with anhydrous magnesium perchlorate or anhydrous calcium sulfate used as a desiccant during the preconditioning period at 23 [deg.] C. All other samples are preconditioned with a relative humidity of 50%.
It should be clearly understood that the values for the thickness of the layer of thermoplastic material indicated in table 1 represent an average value for the various samples of laminates used in the physical tests carried out on the laminates and it should be understood that variations minimal of the thickness may exist__ among these samples obtained from samples
of prepared experimental laminates.
Unless otherwise stated, the properties of the stated voltage
for metals refer to metals before they are subjected to thermal rolling conditions and it is recognized that these values do not change significantly after being subjected to thermal rolling conditions in the corresponding examples.
<EMI ID = 390.1>
<EMI ID = 391.1>
<EMI ID = 392.1>
<EMI ID = 393.1>
<EMI ID = 394.1>
<EMI ID = 395.1>
<EMI ID = 396.1>
<EMI ID = 397.1>
<EMI ID = 398.1>
<EMI ID = 399.1>
<EMI ID = 400.1>
<EMI ID = 401.1>
<EMI ID = 402.1>
<EMI ID = 403.1>
<EMI ID = 404.1>
<EMI ID = 405.1>
<EMI ID = 406.1>
<EMI ID = 407.1>
<EMI ID = 408.1>
<EMI ID = 409.1>
<EMI ID = 410.1>
<EMI ID = 411.1>
<EMI ID = 412.1>
<EMI ID = 413.1>
<EMI ID = 414.1>
<EMI ID = 415.1>
<EMI ID = 416.1>
<EMI ID = 417.1>
<EMI ID = 418.1>
<EMI ID = 419.1>
<EMI ID = 420.1>
<EMI ID = 421.1>
<EMI ID = 422.1>
<EMI ID = 423.1>
<EMI ID = 424.1>
<EMI ID = 425.1>
<EMI ID = 426.1>
<EMI ID = 427.1>
<EMI ID = 428.1>
<EMI ID = 429.1>
<EMI ID = 430.1>
<EMI ID = 431.1>
<EMI ID = 432.1>
<EMI ID = 433.1>
<EMI ID = 454.1>
<EMI ID = 434.1>
<EMI ID = 435.1>
<EMI ID = 436.1>
<EMI ID = 437.1>
<EMI ID = 438.1>
<EMI ID = 439.1>
<EMI ID = 440.1>
<EMI ID = 441.1>
<EMI ID = 442.1>
<EMI ID = 443.1>
<EMI ID = 444.1>
<EMI ID = 445.1>
<EMI ID = 446.1>
<EMI ID = 447.1>
<EMI ID = 448.1>
<EMI ID = 449.1>
<EMI ID = 450.1>
<EMI ID = 451.1>
<EMI ID = 452.1>
<EMI ID = 453.1>
<EMI ID = 455.1>
<EMI ID = 456.1>
<EMI ID = 457.1>
<EMI ID = 458.1>
<EMI ID = 459.1>
<EMI ID = 460.1>
<EMI ID = 461.1>
<EMI ID = 462.1>
Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the laminates and methods which have just been described only by way of nonlimiting examples without departing from the scope of the invention.