BE1002450A3

BE1002450A3 - COMPOUND MATERIAL COMPRISING ALUMINIUM AND FIBER MATS AND METHOD FOR THEIR Manufacturing.

Info

Publication number: BE1002450A3
Application number: BE8800735A
Authority: BE
Inventors: Hans Behdorf; Thomas Singe; Gerhardt Soellner
Original assignee: Vaw Ver Aluminium Werke Ag
Priority date: 1987-07-01
Filing date: 1988-06-28
Publication date: 1991-02-12
Also published as: KR890001732A; GB2206844B; IT1219408B; ES2007247A6; IT8867616A0; FR2617430B3; GB2206844A; FR2617430A3; DE3721715A1; JPS6422542A; GB8815547D0

Abstract

Tussen en dunne aluminiumband met een dikte van 0,05 - 0,25 mm en een dikkere aluminiumband met een dikte van 0,4 - 0,8 mm is een glasvezelmat met een dikte van 3-10 mm ingesloten, waarbij als hechtmiddel tussen het aluminium en de glasvezelmat een warmlaslak met de volgende samenstelling en het volgende gewicht per oppervlakte-eenheid wordt gebruikt : polyethyleen-ionomeerhars; gewicht van de laag : 3-13 g/m2.Between and thin aluminum tape with a thickness of 0.05 - 0.25 mm and a thicker aluminum tape with a thickness of 0.4 - 0.8 mm is enclosed a glass fiber mat with a thickness of 3-10 mm, whereby as an adhesive between the aluminum and the glass fiber mat a hot-seal lacquer with the following composition and the following weight per unit area is used: polyethylene ionomer resin; weight of the layer: 3-13 g / m2.

Description

       

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  COMPOUNDMATERIAAL, BESTAANDE UIT ALUMINIUM EN GLASVEZELMATTEN EN WERKWIJZE VOOR DE FABRICAGE ERVAN. 



   De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een compoundmateriaal, bestaande uit aluminium en glasvezelmatten, en op een werkwijze voor de fabricage ervan. 



   Glasvezelmatten, eenzijdig bekleed met een dunne laag aluminium, worden   hoofdzakelijk   gebruikt als warmte-isolatiemateriaal in het bouwbedrijf en het transportbedrijf. De aluminiumlaag dient hierbij als dampscherm. 



   Voor speciale toepassingen, bijvoorbeeld bij goederentransport, wordt voor het isoleren van de voertuigvloer tegen de warmte van de uitlaatgassen, warmteisolerend plaatmateriaal gebruikt, dat bestaat uit een warmte-isolerende laag en aan weerszijden bekleed is met een vochtwerend materiaal. Hierbij dient de aan de kant van de rijweg liggende aluminiumplaat meteen als warmtereflekterende plaat en is het gehele samengestelde materiaal zo bedacht en uitgevoerd dat het bovendien een dragende funktie als konstruktiemateriaal heeft. 



   Het gebruik van   eenisolatiemateriaal,   dat aan weerszijden vochtwerend is, is noodzakelijk niet alleen om redenen in verband met de goederenbehandeling en om konstruktieredenen, maar ook om verzwakking van het isolerende effekt ten gevolge van vochtigheidsabsorptie van het isolatiemateriaal, veroorzaakt door te hoge vochtigheid ter hoogte van de voertuigvloer, te vermijden. 



   Het binnendringen van vochtigheid in de randzone wordt vermeden door een mechanische verbinding (bv. flensverbinding). Vandaar de volgende eisen die moeten worden vervuld door het isolatiemateriaal bij het goederentransport. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



  1. Vervormbaarheid. 



   De compoundmaterialen moeten goed vervormbaar zijn met het oog op de aanpassing van het gelaagde materiaal aan de gedeeltelijk erg ingewikkelde omtrek van de te bekleden konstruktiedelen. 



  2. Warmte-isolatie. 



   Het is vaak noodzakelijk de warmtegeleidbaarheid van de betrokken compoundmaterialen zo klein mogelijk te maken ten einde een voldoende thermische afzondering van konstruktiegroepen t. o. v. naburige konstruktiegroepen te verzekeren. 



  3. Geluiddemping. 



   De geluidsisolatie van bepaalde konstruktiegroepen is eveneens noodzakelijk ter vermijding van ongewenste uitzending van geluiden en van milieubelasting door lawaai. 



  4.   Korrosievastheid.   



   In verband met de steeds hogere eisen aangaande de houdbaarheid en de levensduur van de betrokken inrichtingen en materialen wordt natuurlijk vooral daar hoge korrosievastheid verlangd, waar rechtstreeks kontakt met korrosieve stoffen (remstof, strooizout enz. ) in vochtig milieu optreedt. 



  5. Milieuhinder. 



   Enerzijds bestaat bij de konventionele lijmverbinding bijvoorbeeld van aluminium en glasvezelmat een niet te onderschatten gevaar voor het vrijkomen van oplosmiddeldamp, daar het maken van dergelijke verbindingen volgens de traditionele werkwijze het gebruik van lijmstoffen op basis van oplosmiddelen vergt, terwijl anderzijds rekening moet worden gehouden met de eis dat, in bedrijfsomstandigheden bij hoge temperatuur, het vrijkomen van afbraakstoffen, gevormd door thermische afbraak van het warmte-isoleermateriaal of van de lijm, zo laag mogelijk moet worden gehouden. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   Welnu, het compoundmateriaal volgens de onderhavige uitvinding beantwoordt op uitstekende wijze niet alleen aan alle aan dergelijke materialen gestelde funktionele eisen, maar ook aan alle hierboven vermelde eisen aangaande de vervormbaarheid en andere eigenschappen. 



   Uit het   Kompakt-leerboek"Kunststoffverarbeitung"   (Verwerking van kunststoffen), Vogel-Verlag,   1981,   blz. 194, zijn diverse lijmstoffen voor het maken van aluminium-compoundmaterialen bekend. Op blz. 142 worden geschikte lijmstoffen voor het maken van glasvezelmatten aangegeven. 



   De onderhavige uitvinding heeft als voorwerp een compoundmateriaal, dat optimaal beantwoordt aan de vijf voornoemde vereisten, en wel speciaal een aluminiumcompoundmateriaal voor warmte-isolatie in het tot   5000C   gaande temperatuurgebied. Dit voorwerp wordt volgens de uitvinding gerealiseerd in de vorm van een compoundmateriaal, waarvan de kenmerken in de bijgaande conclusies aangegeven zijn. 



   De hier gebruikte   term"glasvezelmat"heeft   betrekking zowel op glasvezelvliezen als op matten met dwarsdraden, glasnaaldmatten en glasvezelnaaiwerkmatten. 



  De bedoelde vezels zijn onbehandeld en vrij van bindmiddel en worden uitsluitend door thermisch kontaktlassen door middel van een dunvloeibare las-lak met het aluminium-dekplaatmateriaal verbonden. 



   Danks zij het gebruik van een geschikt ionomeerhars verkrijgt men een uitstekende filmvorming en een sterke hechting, alsook de vereiste   zogenaamde"hottack"   eigenschappen voor het inbedden van het vezelvlies in de thermoplastische laag bij minimale laagdikte tijdens het lasproces. De   uitdrukking"hottack"heeft   betrekking op het kleefvermogen van de tijdens het lassen smeltende laslaag in warme toestand. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



   Het als isolatiemateriaal gebruikte glasvezelvlies heeft een vezeldikte van 8-11/um. 



   De speciale werking van het compoundmateriaal volgens de uitvinding berust op een geschikte kombinatie van een asymmetrisch metaallaminaat met een tussen twee metaalfoliën ingesloten glasvezelvlies met bepaalde dichtheid, dikte en elasticiteit. De dikteverhouding tussen de dunne aluminiumfolie, het glasvezelvlies en de dikkere aluminiumfolie bedraagt bij voorkeur   1 : 30 : 3, 5.   



  Bij het vervormen van het ompoundmateriaal wordt het glasvezelvlies tot 30-40 % van zijn oorspronkelijke dikte samengedrukt. In deze toestand kunnen de vereiste krachten voor het vervormen doelmatig worden overgebracht, zodat de volgende op vervorming berustende bewerkingen kunnen worden uitgevoerd : dieptrekken, gekombineerd dieptrekken en strekken, buigen, felsen. 



   Na het vervormen worden de aluminiumlagen door de elastische reactie van het vezelvlies op hun oorspronkelijke afstand teruggebracht, waardoor het materiaal na zijn vervorming het vereiste spereffekt terugkrijgt. 



   De fabricage van het compoundmateriaal volgens de uitvinding kan op bijzonder gunstige wijze plaatsvinden 
 EMI4.1 
 volgens het bandprocédé. 



   Eerst vindt het bekleden van de aluminiumbanden met een hechtlaklaag volgens het zogenaamde coil-coating- 
 EMI4.2 
 procédé Vervolgens wordt de warme lasdispersie proce e volgens het gietrolprocédé opgebracht en wordt de aldus verkregen laslaag volgens het in-line-procédé gedroogd. 



  Daarna wordt het gewenste compoundmateriaal, bv. met een continumachine, door lassen van glasvezelvlies tussen de dunne en de dikkere aluminiumband gemaakt bv. volgens het heetkontaktprocédé. Hierbij wordt de warmlaslak in enkele seconden bij een temperatuur van meer dan   1400C   onder lichte druk geactiveerd. 



   Door het indrukken van holten in de aluminium- 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 folie verkrijgt men een materiaal, dat kan worden uitgerekt zonder verandering van de dwarsdoorsnede bij vervorming of uitrekken van de band. De bedoelde holten hebben een dwarsdoorsnede van slechts enkele   mm2,   bij voorkeur 2-4 mm2, bij een zijdelingse afstand van 1-2 mm tussen de naast elkaar liggende holten. 
 EMI5.1 
 



  Een ander voordeel van de volgens de uitvinding is de geringe milieuhinder, te danken aan het feit dat geen oplosmiddel   vrijkomt.   



   De uitvinding wordt thans nader toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld, waarbij het betrokken compoundmateriaal wordt weergegeven in dwarsdoorsnede in de bijgaande figuur, waaruit blijkt dat het compoundmateriaal bestaat uit een dunne aluminiumband 1, een dikkere aluminiumband 2 en een glasvezelvlies   3.   



  Tussen het aluminium en het glasvezelvlies zijn twee hechtlaklagen 4 en 5 aangebracht.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



  COMPOUND MATERIAL, CONSISTING OF ALUMINUM AND GLASS FIBER MATS AND METHOD FOR THE MANUFACTURE THEREOF.



   The present invention relates to a compound material consisting of aluminum and glass fiber mats, and to a method for its manufacture.



   Glass fiber mats, coated on one side with a thin layer of aluminum, are mainly used as heat insulation material in the construction company and the transport company. The aluminum layer serves as a vapor barrier.



   For special applications, for example in goods transport, heat-insulating sheet material is used to insulate the vehicle floor against the heat of the exhaust gases, which consists of a heat-insulating layer and is covered on both sides with a moisture-resistant material. The aluminum plate lying on the side of the roadway immediately serves as a heat reflecting plate and the entire composite material is designed and designed in such a way that it also has a load-bearing function as a construction material.



   The use of an insulation material, which is moisture-resistant on both sides, is necessary not only for reasons related to the handling of the goods and for construction reasons, but also to weaken the insulating effect due to moisture absorption of the insulation material, caused by excessive moisture at the vehicle floor.



   Moisture penetration into the edge zone is prevented by a mechanical connection (eg flange connection). Hence the following requirements that must be met by the insulating material when transporting goods.

 <Desc / Clms Page number 2>

 



  1. Deformability.



   The compound materials must be easily deformable in view of the adaptation of the layered material to the partly very complicated circumference of the construction parts to be coated.



  2. Heat insulation.



   It is often necessary to minimize the heat conductivity of the involved compound materials in order to ensure sufficient thermal isolation of construction groups t. o. v. to ensure neighboring construction groups.



  3. Sound attenuation.



   The sound insulation of certain construction groups is also necessary to avoid unwanted emission of sounds and environmental impact from noise.



  4. Corrosion resistance.



   In view of the ever increasing requirements with regard to the shelf life and the service life of the devices and materials concerned, high corrosion resistance is of course especially required where direct contact with corrosive substances (brake dust, road salt, etc.) occurs in a humid environment.



  5. Environmental nuisance.



   On the one hand, in the conventional glue connection, for example of aluminum and fiberglass mat, there is a not to be underestimated danger of the release of solvent vapor, since making such connections according to the traditional method requires the use of solvent-based adhesives, while on the other hand account must be taken of the require that, in high temperature operating conditions, the release of degradation substances formed by thermal breakdown of the heat insulating material or adhesive be kept as low as possible.

 <Desc / Clms Page number 3>

 



   Well, the compound material of the present invention excellently meets not only all the functional requirements of such materials, but also all of the above-mentioned requirements for deformability and other properties.



   Various adhesives for making aluminum compound materials are known from the Kompakt textbook "Kunststoffverarbeitung" (Processing of plastics), Vogel-Verlag, 1981, page 194. Suitable adhesives for making fiberglass mats are indicated on page 142.



   The object of the present invention is a compound material which optimally meets the five aforementioned requirements, specifically an aluminum compound material for heat insulation in the temperature range up to 5000C. According to the invention, this object is realized in the form of a compound material, the features of which are set out in the appended claims.



   The term "fiberglass mat" as used herein refers to fiberglass fleeces as well as to cross-threaded mats, glass needle mats and glass fiber sewing mats.



  The fibers referred to are untreated and free from binder and are bonded to the aluminum cover plate material exclusively by thermal contact welding by means of a low-viscosity welding lacquer.



   Thanks to the use of a suitable ionomer resin, excellent film formation and strong adhesion are obtained, as well as the required so-called "hot tack" properties for embedding the fiber web into the thermoplastic layer at minimum layer thickness during the welding process. The term "hottack" refers to the adhesive power of the hot-melt welding layer melting during welding.

 <Desc / Clms Page number 4>

 



   The glass fiber fleece used as an insulating material has a fiber thickness of 8-11 µm.



   The special action of the compound material according to the invention is based on a suitable combination of an asymmetric metal laminate with a glass fiber fleece of certain density, thickness and elasticity enclosed between two metal foils. The thickness ratio between the thin aluminum foil, the glass fiber fleece and the thicker aluminum foil is preferably 1: 30: 3.5.



  When the ompound material is deformed, the glass fiber fleece is compressed to 30-40% of its original thickness. In this state, the deforming forces required can be efficiently transferred, so that the following deformation-based operations can be performed: deep drawing, combined deep drawing and stretching, bending, seaming.



   After the deformation, the aluminum layers are returned to their original distance by the elastic reaction of the fiber web, so that the material regains the required barrier effect after its deformation.



   The compound material according to the invention can be manufactured in a particularly favorable manner
 EMI4.1
 according to the belt process.



   First, the aluminum strips are coated with an adhesive lacquer layer in accordance with the so-called coil coating.
 EMI4.2
 Process The hot welding dispersion process is then applied according to the casting roll process and the welding layer thus obtained is dried according to the in-line process.



  Then the desired compound material, eg with a continuous machine, is made by welding glass fiber fleece between the thin and the thicker aluminum strip, eg by the hot-contact process. The heat-sealing enamel is activated in a few seconds at a temperature of more than 140 ° C under light pressure.



   By pressing cavities in the aluminum

 <Desc / Clms Page number 5>

 foil, a material is obtained which can be stretched without changing the cross-section upon deformation or stretching of the tape. The cavities referred to have a cross section of only a few mm 2, preferably 2-4 mm 2, at a lateral distance of 1-2 mm between the adjacent cavities.
 EMI5.1
 



  Another advantage of the according to the invention is the low environmental pollution, due to the fact that no solvent is released.



   The invention will now be further elucidated on the basis of an exemplary embodiment, wherein the compound material concerned is shown in cross-section in the accompanying figure, from which it can be seen that the compound material consists of a thin aluminum strip 1, a thicker aluminum strip 2 and a glass fiber fleece 3.



  Two adhesive lacquer layers 4 and 5 are applied between the aluminum and the glass fiber fleece.

Claims

CONCLUSIONS 1. Compound material, consisting of aluminum and fiberglass material, characterized in that between a thin aluminum strip with a thickness of 0.05-0.25 mm and a thicker aluminum strip with a thickness of 0.4-0.8 mm enclosed with a thickness of 3-10 mm, using as the adhesive between the aluminum and the glass fiber mat a heat-sealing lacquer with the following composition and the following weight per unit area: polyethylene ionomer resin; weight of 2 nd layer: 3-13 g / m.

Compound material according to claim 1, characterized in that the said heat-sealing lacquer consists of a dried aqueous dispersion.

Compound material according to either of the preceding claims, characterized in that the said dispersion consists of an ammonia-saponified secondary dispersion, in which anionic emulsifiers are used as dispersant.

Compound material according to any one of the preceding claims, characterized in that the said dispersion has a solid content of 20-50%, a viscosity of 100-1000 mPas, a pH value of 9.8-10.5 and a particle size of 1-4 µm.

Compound material according to any one of the preceding claims, characterized in that the thin and the thicker aluminum strip preferably consist of pure aluminum, respectively, in the cold-reinforced state (thin aluminum strip) and in the soft state (thicker aluminum strip).

6. Compound material according to any one of the preceding claims, characterized in that the glass fiber mat in the raw state has a specific weight of 90-180 kg / m3 <Desc / Clms Page number 7> has.

Compound material according to any one of the preceding claims, characterized in that the thin aluminum strip is provided with cavities pressed therein.

Method for making compound material according to any one of the preceding claims, characterized in that an untreated glass fiber mat is placed between the two heat-seal coated sides of the aluminum strips and the bonding between the layers concerned is effected by thermal contact welding, preferably the welding temperature is 140-170oC, the welding time 1-20 seconds and the welding pressure 2-10 bar.

Method according to claim 8, characterized in that the heat-sealing of the aluminum strips with the heat-sealing dispersion takes place according to z. G. coil coating process.