DE2951784A1

DE2951784A1 - Metall-thermoplast-metall-laminate und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2951784A1
Application number: DE19792951784
Authority: DE
Inventors: Floyd Buren Erickson; James Delvin Gabbert; Ross Melvin Hedrick; James Calvin Woodbrey
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1978-12-22
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1980-07-10
Also published as: BR7908461A; AU529120B2; AU5414179A; IT1126688B; FR2444563A1; GB2038239A; SE446251B; ES487111A1; GB2038239B; SE7910589L; IT7928364A0; FR2444563B1; CA1141641A

Description

DR. BERG DIPL-ING. STAPF DIPL-ING. SCHWABE DR. DR. 3ANDMAIR

PATENTANWÄLTE Anwalts-Akte: 30 599 21, DeZ. 1979

MONSANTO COMPANY ST. LOUIS, MISSOURI / USA

Metall-Thermoplast-Metall-Laminate und Verfahren zu ihrer Herstellung

030028/0790

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nUT) IEROSTAFFPATENT MOndm (BU TOO)OOlI) Swift Code: HYPO DE MM

MI2T4 TELEX: Um VmIaHiMk MOncten 453100(BLZ TOO »J TO)

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft Laminate und Verfahren zu ihrer Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung Metall-Thermoplast-Metall-Laminate mit einer verbesserten Kombination kritischer Eigenschaften, die für ihre Anwendung für konstruktive Zwecke notwendig sind.

Metall-Thermoplast-Metall-Laminate und Verfahren zu ihrer Herstellung sind bekannt. Vergleiche z.B. Bügel et al., US-PS 3 382 136; Zunich et al., US-PS 3 353 742; Pohl et al., Modern Plastics, Ul (7 March) 119-124 (19 64); und M. Yoshida et al., Chemical Economy & Engineering Review, Vol. 2 Nr. 10 (Oktober) 51-53, 57 (1970).

Die in den obigen Veröffentlichungen beschriebenen Laminate, sowie andere bekannte Laminate, sind jedoch im allgemeinen in ihren Anwendungsmöglichkeiten begrenzt, insbesondere, wenn sie für Konstruktionsplatten vorgesehen werden, wo gleichzeitig eine niedrige thermische Ausdehnung (niedriger Koeffizient der linearen Wärmedehnung) und eine gute Rückstellung nach Verbiegung (niedrige Inelastizitätszahl) erforderlich sind.

Die Erfindung betrifft vor allem Metall-Thermoplast-Metall-Laminate mit einer verbesserten Kombination von Gebrauchseigenschaften* die bei anspruchsvollen Konstruktionsanwen-

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düngen, wie bei äußeren und inneren Bauplatten, Installationsplatten, Platten für Verkehrsmittel, wie z.B. Kraftfahrzeuge, Schiffe und Flugzeuge, für wichtig und kritisch gehalten werden.

Die Erfindung betrifft ferner ein Konstruktionsplattenlaminat, das u.a. durch die Kombination eines niedrigen Koeffizienten der linearen Wärmedehnung, einer niedrigen Inelastizitätszahl (oder einer hohen Biegeelastizität), und einer sehr guten Biegefestigkeit gekennzeichnet ist.

Weiter betrifft die Erfindung ein derartiges Laminat, das zusätzlich zu den kritischen Eigenschaften, die für die Konstruktionsanwendungen für notwendig angesehen werden, einen weiten Bereich von zusätzlichen günstigen Eigenschaften besitzt, so z.B. eine hohe Wärmeverformungstemperatur, gute Tiefzieh-, Einfachbiegungs- und Formungseigenschaften bei erhöhten Temperaturen, sehr gute Duktilität, sowie die Fähigkeit, große einwirkende Energien aufzufangen (einschließlich Widerstand gegen Einbeulen).

Die Erfindung betrifft ferner ein Laminat mit einem besonders gewählten Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke der thermoplastischen Kernschicht, so daß die Eigenschaften optimal kombiniert sind.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Laminat, das besonders zur Verwendung beim Kraftfahrzeugbau geeignet ist. -/28

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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen Metall-Thermoplast-Metall-Laminate.

Diese und andere Ziele gehen für den Fachmann aus der Beschreibung und den Ansprüchen hervor.

Die obengenannten Ziele werden erreicht durch die erfindungsgemäßen Metall-Thermoplast-Metall-Laminate, die eine Kombination der folgenden Eigenschaften zeigen: eine Inelastizitätszahl kleiner als etwa 9 3%;

einen Koeffizienten der linearen Wärmedehnung kleiner als etwa 63xlO"⁶/°C;

eine Biegefestigkeit größer als etwa 52530 N/m; und ein maximales Gewicht kleiner als etwa 9,76 kg/m .

Dabei besteht das Laminat aus:

einer thermoplastischen Kernschicht, sowie einer Metallschicht, die auf beide Seiten der thermoplastischen Kernschicht aufgebracht wird, wobei jede Metallschicht eine Dicke größer als etwa 12,7 um hat, mit der Maßgabe, daß nicht Aluminium die Metallschicht auf beiden Seiten des Laminats darstellt, wenn die thermoplastische Kernschicht hochdichtes Polyäthylen ist, und ferner mit der Maßgabe, daß, wenn der thermoplastische Kern aus Polypropylen und die Metallschichten auf beiden Seiten des Kerns aus Aluminium sind, das Laminat ein Gewicht kleiner als etwa 5,37 kg/m hat;

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wobei das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke der thermoplastischen Kernschicht beschrieben wird durch den Bereich, in dem numerisch der Parameter TR i^YS _m/^TS _c> überlappt, der bestimmt wird durch die Flächen,

die durch die Beziehungen von TR (YS /TS ) zu IR, und zu

mc*

CLTE, definiert werden, wobei die unteren Grenzen der betreffenden Flächen durch die Gleichung für eine Gerade

y = mx + b

definiert werden, in der y der y-Achsenparameter IR, oder CLTE,, χ der x-Achsenparameter TR (YS /TS ), m die Steigung

Mt III C

der Geraden, und b deren Schnittpunkt mit der y-Achse ist, mit der Maßgabe, daß,

wenn y IR, bezeichnet, m 108 und b Null für Werte von χ von Null bis 0,65 ist, und m Null und b 70 für Werte von χ grosser als 0,65 ist; oder,

wenn y CLTE₁ bezeichnet, m -3,6XlO"** und b HSxlO"⁶ für Werte χ zwischen Null und 0,1 ist, und m Null und b 9xl0~ für Werte χ größer 0,1 ist;

und wobei die obere Grenze der betreffenden Flächen durch die Gleichung einer Geraden wie oben beschrieben definiert ist, mit der Maßgabe, daß,

wenn y IR, bezeichnet, m 280 und b 30 für Werte von χ zwischen Null und 0,25 ist, und m Null und b 100 für Werte χ größer 0,25 ist; oder,

wenn y CLTE₁ bezeichnet, m -2,88xlO~³ und b 216χ1θ"⁶ für Werte

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χ zwischen Null und 0,05 ist, m -1,29XlO"⁴ und b 78,5xl0~⁶ für Werte χ zwischen 0,05 und 0,26 ist, und m Null und b

H5xlO~⁶ für Werte χ größer 0,26 ist;

wobei

IR, die Inelastizitätszahl des Laminats, gemessen bei Biegung, die 5% Dehnung in den äußeren Metallschichten am Punkt der maximalen Biegung erzeugt, bedeutet;

CLTE, den Koeffizienten der linearen Wärmedehnung des Laminats darstellt,

TR das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke des thermoplastischen Kerns bedeutet,

YS die dickengewichtet-durchschnittliche Streckgrenze der beiden Metallschichten bei 5% Verlängerung, und

TS die Zugfestigkeit der thermoplastischen Kernschicht bedeuten.

Anders auegedrückt, wird das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zu der Dicke der thermoplastischen Kernschicht definiert durch die Fläche, in dem numerisch der Parameter TR (^YSn/^TS _c) überlappt, wie er in den Graphen von IRj₁ gegen TR <YS_m/TS_c) und CLTE₁ gegen TR <YS_m/TS_c> bestimmt wird, was in den Abbildungen 1 und 2 der Spezifikation gezeigt wird, und worin IRj₁, CLTEj₁, TR, YS und TS_C die oben angegebene Bedeutung haben.

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Das erfindungsgemäße Produkt wird durch ein Verfahren hergestellt, bei dem

a) auf jede Seite eines thermoplastischen Kerns eine Metallschicht aufgebracht wird, wobei das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke des thermoplastischen Kerns wie oben beschrieben bestimmt wird, und

b) aus dem thermoplastischen Kern und den Metallschichten ein Laminat hergestellt wird, indem man sie erhöhten Temperaturen und einem Druck aussetzt, die ausreichen, um einen flächenbindenden Kontakt herzustellen, und

c) sie auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden.

Die Erfindung wird durch die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert:

Abb. 1 ist ein Graph, in dem die Inelastizitätszahl IR, mit TR (YS_m/TS_c) für erfindungsgemäße und nicht erfindungsgemäße Laminate in Beziehung gesetzt wird;

Abb. 2 ist ein Graph, in dem der Wärmedehnungskoeffizient CLTE, mit TR (YS /TS ) für erfindungsgemäße und nicht erfindungsgemäße Laminate in Beziehung gesetzt wird;

Abb. 3 ist ein Graph, in dem eine normalisierte Wärmeverformungstemperatur-Variable (HDT.-HDT )/(T -HDT ) mit ^ lerne

TR (YS_m/TS_c) für erfindungsgemäße und nicht erfindungsgemäße Laminate in Beziehung gesetzt wird.

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Die erfindungsgemäßen Metall-Thermoplast-Metall-Laminate werden aus einer thermoplastischen Kernschicht und zwei Metallschichten» die auf jede Seite der thermoplastischen Kernschicht aufgebracht werden, hergestellt. Die Laminate sind durch eine Kombination kritischer Gebrauchseigenschaften, wie niedriger Koeffizient der linearen Wärmedehnung, niedrige Inelastizitätszahl (gute Elastizität bei Biegung), und sehr gute Biegesteifigkeit, sowie bestimmte andere wünschenswerte Eigenschaften gekennzeichnet, die sie zur Verwendung als Konstruktionsplatten außerordentlich geeignet machen.

Ein niedriger Koeffizient der linearen Wärmedehnung (CLTE.) (kleiner als etwa 63x10 cm/cm/°C) ist eine kritische Eigenschaft der erfindungsgemäßen Metall-Thermoplast-Metall-Laminate, da bei den vorgesehenen konstruktiven Anwendungen Änderungen in den Größen der Teile auf Grund von Temperaturschwankungen so klein wie möglich gehalten werden müssen, damit unansehnliche Ausbeulungen oder Spalten zwischen Metall- und Betonteilen und Teilen aus den erfindungsgemäßen Laminaten weitgehend vermieden werden. Der Koeffizient der linearen Wärmedehnung wird gemäß dem ASTM D 696-70 Testverfahren für Kunststoffe gemessen. Er kann auch bestimmt werden, indem man den Abstand zwischen zwei auf der Oberfläche der Probe leicht eingeritzten Linien mit einem geeichten verschiebbaren Mikroskop oder Kathetometer mißt. Die Probe ist in einem

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rechteckigen Loch in einem schweren Kupferblock untergebracht, der mit thermostatiseher Regelung bei sehr verschiedenen Temperaturen gehalten werden kann. Das rechteckige Loch in dem Kupferblock ist nur geringfügig größer als der Querschnitt der Probe, und die eingeritzten Linien auf der Probenoberfläche sind durch einen schmalen, in den Block eingefrästen Schlitz sichtbar.

Bestimmte Kunststoffe haben ein geringes Gewicht und können große einwirkende Energien auffangen (hohe Schlagfestigkeit), was sie als Konstruktionsplatten brauchbar macht; sie haben aber den Nachteil, daß ihre Koeffizienten der linearen Wärmedehnung 4 bis 5 oder sogar 10 mal so hoch sind, wie diejenigen der meisten metallischen oder glasartigen Konstruktionsmaterialien, wie z.B. Aluminium, Stahl oder Beton. Ihre Verwendung als Konstruktionsplatten auf Metall- oder Betonskeletten wird häufig durch die stark verschiedene thermische Ausdehnung verhindert, die zu Befestigungsproblemen und ferner, bei niedrigen Temperaturen, zu unansehnlichen Lücken zwischen den Platten und/oder, bei hohen Temperaturen, zu einem Ausbeulen der Platten führt.

Das normale Verfahren zum Absenken des Koeffizienten der linearen Wärmedehnung von Kunststoffen ist das Beimischen von Glasfasern. Gewöhnlich genügen 30 bis.UO Gew.% Glas, um den Koeffizienten der linearen Wärmedehnung eines Kunststoffs

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auf etwa den von Aluminium abzusenken (etwa 2 3,4xlO~ /⁰C). Dies führt jedoch gewöhnlich zu einem festen, aber brüchigen Material mit sehr geringer Zerreißdehnung. D.h., der Verbundstoff bricht bei sehr schwachem Schlag, gleichgültig, ob der Kunststoff als solcher ein kräftiges, aber brüchiges Harz ist, wie z.B. ein hitzehärtbarer Polyester, oder ein zähes Polymer mit hoher Dehnbarkeit und hoher Zerreißdehnung, wie z.B. Nylon 6,6. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß der verringerte multiaxiale Schlagwiderstand glasgefüllter Kunststoffe die Verwendung von Glasfasern in den Stoffen für die erfindungsgemäßen thermoplastischen Kernschichten nicht ausschließt, da das Auflaminieren geeigneter Metallschichten, wie es nachfolgend beschrieben wird, dazu führt, die unerwünschten Eigenschaften der glasgefüllten Thermoplaste (zumindest teilweise) auszugleichen.

Metalle besitzen selbstverständlich nicht, wie Kunststoffe, die nachteiligen hohen Koeffizienten der linearen Wärmedehnung. Im allgemeinen sind sie aber nicht leicht, vor allem nicht bei Dicken, wie sie für Konstruktionsplatten erforderlich sind. Auch ist ihre elastische Rückstellung nach Einbeulung im allgemeinen sehr schlecht.

Die erfindungsgemäßen Metall-Thermoplast-Metall-Laminate verbinden also die Vorteile beider Bereiche. D.h., sie haben nicht nur ein maximales Gewicht von höchstens 9,76 kg/m , sondern

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sind auch durch eine Kombination von niedrigen Inelastizitätszahlen (gute Biegeelastizität), sehr guter Biegesteifigkeit, und niedrigen Koeffizienten der linearen Wärmedehnung gekennzeichnet. Der Koeffizient der linearen Wärmedehnung muß kleiner als 6 3xlO~ /⁰C sein. Bei bestimmten Zwecken, bei denen eine geringe thermische Ausdehnung erforderlich ist, wie z.B.

bei Fahrzeugplatten, liegt der CLTE, vorzugsweise unter

I 54xlO"⁶/°C, noch besser unter 45xlO"⁶/°C. Die niedrigen CLTE₁-Werte, die mit den erfindungsgemäßen Laminaten erzielt werden können (unter etwa 6 3x10 /⁰C) sind zwar etwas höher als die von Stahl (etwa 15,3xlO"⁶/°C) und Aluminium (etwa 23 ,4xlO~⁶/°C), aber ausreichend niedrig für anspruchsvolle konstruktive Zwekke.

Als Beispiele für den niederen Koeffizienten der linearen Wärmedehnung erfindungsgemäßer Laminate kann das folgende gelten: Ein Laminat (Beispiel 2) aus zwei 127 um dicken 1100-0 Aluminiumschichten, die auf jede Seite einer 1,57 mm dicken Polypropylenschicht laminiert waren, hatte einen Koeffizienten der linearen Wärmedehnung von 2 3,6x10 /°C, verglichen mit 2 3,6xlO~ /⁰C für das Aluminium allein und dem relativ hohen Wert von 144,9x10" /⁰C für das Polypropylen allein.

Eine niedrige Inelastizitätszahl (IR.) (gute Biegeelastizität) (kleiner als etwa 9 3%) ist eine kritische Eigenschaft der Metall-Thermoplast-Metall-Laminate. Die Inelastizitätszahl kennzeichnet die elastische Rückstellung solcher Laminate,

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nachdem sie einer Biegung ausgesetzt waren, die ausreicht, um in den äußeren Metallschichten am Punkt der maximalen Biegung eine beträchtliche Dehnung (z.B. 5%) zu erzeugen. Sie wird mit einer speziellen Modifikation von ASTM D 790-71 gemessen. Das Verfahren kann folgendermaßen beschrieben werden:

Eine Probeplatte mit rechteckigem Querschnitt, Breite b = 1,27 cm, Höhe d in cm, und Länge 1 = (L+ε), wobei L die Spannweite im Biegetest in cm, und ε> 1,2 7 cm ist, wird horizontal in eine Dreipunkt-Biegetestvorrichtung eingespannt (d.h. 1,27 cm Breite horizontal und Höhe d vertikal) und mit einer Biegegeschwindigkeit D von 0,212 mm/s bis zu einer Biegung D in cm abgelenkt, so daß die Dehnung r im Mittelteil der Aussenhaut der Probe, sofern nichts anderes vermerkt wird, 5% beträgt, was mit der Formel r = 600 dD /L in % errechnet wird. Die verwendete Spannweite L ist etwa 16 mal die Höhe d, ausser bei Höhen d * 1,72 mm, wobei 2,51 cm als Spannweite verwendet werden. Nach dem Biegen der Probe bis zur Biegung D wird die Biegebelastung sofort mit einer Geschwindigkeit von 8,»»6 nun/s zurückgenommen. Die Probe wird sofort aus der Vorrichtung entfernt und auf einer ebenen Fläche auf die Kante gestellt, wo sie sich frei entspannen kann. Die Probe wird periodisch in eine Vorrichtung mit der gleichen Spannweite und Anordnung wie für das Biegen gebrächt, und die Restbiegung D wird gemessen. Hat die Restbiegung D ihren endgülti-

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gen, den Gleichgewichtswert, erreicht, wird die Inelastizitätszahl mit der Formel IR = 100 (D_D/D ) in % errechnet.

1\ O

Den endgültigen Gleichgewichtswert D_R erhält man gewöhnlich innerhalb von 1 bis 2 Tagen, immer innerhalb einer Woche.

Die Inelastizitätszahl (IR«) ist eine kritische und wichtige Charakterisierung der elastischen Rückstellung von Laminaten, nachdem sie ausreichend gebogen wurden, um eine beträchtliche Dehnung in ihren äußeren Oberflächen zu erzeugen. Ist IR, zu hoch (geringe Elastizität), dann reichen unter beanspruchenden Gebrauchsbedingungen weder der Grad der Rückstellung der Laminate zu ihrer ursprünglichen Form aus, nachdem sie beträchtlich gedehnt worden sind, noch ihre Fähigkeit, vollständig ihre ursprüngliche Form wieder zu erlangen, nachdem sie im Gebrauch in einem geringeren Grad gedehnt worden waren. Da es ein Hauptziel der Erfindung ist, ein Metall-Thermoplast-Metall- Laminat zur Verfügung zu stellen, das eine verbesserte Kombination von Gebrauchseigenschaften besitzt, die bei anspruchsvollen konstruktiven Zwecken für wichtig und kritisch gehalten werden, ist die Obergrenze von IR, eine wichtige Begrenzung im Rahmen der Erfindung.

Materialien mit einer Inelastizitätszahl von über 9 3% sind im allgemeinen zu unelastisch und/oder zu schwach, um als Konstruktionsplatten unter Bedingungen Anwendung zu finden, bei denen überhaupt irgend eine Elastizität (oder genauer eine

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elastische Rückstellung) erforderlich ist oder verlangt wird. Die Obergrenze für die Inelastizitätszahl von erfindungsgemäßen Laminaten ist daher 9 3%. Laminate mit Inelastizi tätszahlen in den folgenden Bereichen, bestimmt bei 5% Dehnung in den äußeren Metallschichten am Punkt der maximalen Biegung, werden wie folgt eingestuft:

Inelastizitäts-	Bewertung
zahlen, IR,
>93%	sehr schlecht
8H-93%	noch ausreichend
75-84%	mittelmäßig
30-75%	gut
<30%	ausgezeichnet

Da mit abnehmender Elastizitätszahl sowohl der Grad der Rückstellung des Laminats zu seiner ursprünglichen Form nach beträchtlicher Dehnung, als auch die Fähigkeit des Laminats, sich vollständig zu erholen, ohne daß nach einer geringeren Dehnung dauernde Einbeulungen und Falten zurückbleiben, zunehmen, wird das Laminat für anspruchsvolle konstruktive Zwecke umso brauchbarer, je niedriger die Inelastizitätszahl wird. Laminate mit Inelastizitätszahlen im Bemch von gut und ausgezeichnet, d.h. kleiner als 75%, werden daher bevorzugt.

IR, wie es hier verwendet wird, wird, sofern nichts anderes vermerkt, bei einer Dehnung r von 5% bestimmt; es können jedoch auch andere, höhere oder niedrigere, Dehnungswerte ver-

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wendet werden. Im allgemeinen weichen jedoch IR-Werte, die bei anderen Dehnungswerten ermittelt werden, von den bei 5% bestimmten Werten ab. So ist z.B. ein bei unter 5% (z.B. 1,5%) Dehnung ermittelter IR-Wert im allgemeinen niedriger, als der bei 5% ermittelte. Umgekehrt ist ein bei einer Dehnung von mehr als 5% (z.B. 8%) ermittelter IR-Wert höher.

Es ist festzustellen, daß die Inelastizitätszahl für erfindungsgemäße Laminate überraschenderweise immer niedriger ist, als diejenige für das Material der Metallschichten allein, wo die Obergrenze (IR_m) bei etwa 9 5% liegt (für sehr weiches 1115-0 Aluminium). So hatte beispielsweise ein Laminat (Beispiel 2) aus zwei 127 \im starken 1100-0 Aluminiumschichten und einer dazwischengesetzten und damit laminierten 157 ym starken Polypropylenschicht eine Inelastizitätszahl von nur 72%, verglichen mit der sehr hohen Inelastizitätszahl von 9·*% für 1100-0 Aluminiumplatten allein.

Ein anderes Laminat (Beispiel 26) aus zwei 127 pm starken 1100-0 Aluminiumschichten und einer dazwischengesetzten 1,8 nun starken Nylon 6,6-Schicht, das gute Haftung hatte, hatte eine Inelastizitätszahl von nur 27%, verglichen mit der sehr hohen Inelastizitätszahl von 9H%, die für 1100-0 Aluminiumplatten allein charakteristisch ist.

Gute Elastizität (niedrige IR-Zahl) und folglich gute Rückstellung sind daher eine Haupteigenschaft der erfindungsge-

-/HO

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mäßen Laminate, vor allem im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionsblechen oder -platten, die nur aus Metall bestehen.

Ausgezeichnete Biegesteifigkeit (sowie ein hoher Biegemodul, ein Maß für eine Einheitsbiegefestigkeit) ist eine außerordentlich wünschenswerte Eigenschaft, welche die Laminate besitzen müssen. Dies wird erforderlich, weil die Laminate ausreichend steif sein müssen, damit nur ein Minimum an struktureller Versteifung notwendig ist und/oder eine Verbiegung der Laminate durch Wind und Einwirkung von Wasser- oder anderen Kräften so gering wie möglich gehalten wird. Die Fähigkeit der Laminate, Wind und hydraulischen Drücken zu widerstehen, ist besonders wichtig, wenn sie z.B. als Platten für Kraftfahrzeugkarosserien, Bootskörper und als äußere Platten für Bauwerke verwendet werden.

Die Biegesteifigkeit m wird mit einer besonderen Abwandlung von ASTM D 790-71 gemessen. Diese kann folgendermaßen beschrieben werden:

Eine Probeplatte mit rechteckigem Querschnitt, Breite b = 1,27 cm, Höhe d in cm, und Länge A = (L+ε), wobei L die Spannweite im Biegetest in cm, und ε> 1,27 cm ist, wird hori zontal in eine Dreipunkt-Biegetestvorrichtung eingespannt (d.h. 1,27 cm Breite horizontal und Höhe d vertikal) und mit einer Biegegeschwindigkeit D von 0,0212 mm/s gebogen. Die

-/Ul

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angewandte Kraft P in N wird aufgezeichnet, während die Biegung D in cm mit der spezifizierten konstanten Geschwindigkeit zunimmt. Bei Höhen d < 1,65 mm betragt die Spannweite L 2,SU cm. Andernfalls beträgt die Spannweite etwa 16 mal die Höhe der Probeplatte. Der effektive Biegemodul E_n in N/m

3 3
wird mit der Formel E_ß = L m /4bd berechnet, worin m in N/m die experimentell ermittelte Steigung des anfänglichen linearen Teils der Kurve Last gegen Biegung bedeutet. Die Biege-

festigkeit S in N/m errechnet sich aus der Formel

S = 3PL/2bd . Sofern nichts anderes angegeben ist, wird diese

Festigkeit berechnet als die Kraft, bei der die Dehnung in der Außenhaut des Mittelteils der Probe r = 600 dD/L² = 5% ist. Die Biegefestigkeit m wird berechnet als m = Ubd E_n/L

für den speziellen Fall, in dem b = 2,5** und L = 2,54 ist.

Eine Biegesteifigkeit von etwa 5 2,5 3xlO³ N/m ist der niedrigste brauchbare Wert für Bleche oder Platten in den meisten Konstruktions- und Bauanwendungen, selbst bei maximaler Versteifung und minimalen Anforderungen. Diese Biegesteifigkeit ist charakteristisch für 508 pm starke Platten aus relativ schwachem und unelastischem 5052-0 Aluminium mit 1,37 kg/m Gewicht. Diese etwa niedrigste brauchbare Biegesteifigkeit von etwa 52,53x10 N/m wird leicht von den erfindungsgemäßen Laminaten erreicht. So hatte z.B. ,wie in der folgenden Tabelle aufgeführt, ein Laminat (Beispiel 44)

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aus zwei 127 ym dicken Schichten aus 5052-0 Aluminium, die auf jede Seite einer 711 ym dicken Schicht aus Nylon 6,6 laminiert waren, eine Biegesteifigkeit von 161,UHxIO N/m, einen effektiven Biegemodul von 2 8,95x10 N/m , und ein Gewicht von 1,H9 kg/m , verglichen mit einer Steifigkeit von 38,00x10 N/m für eine 1,33 mm dicke Platte aus Nylon 6,6

2 allein mit einem Gewicht von 1,51 kg/m .

Das Laminat ergibt also eine wesentlich höhere Steifigkeit als Aluminiumblech mit nur geringfügig geringerem Gewicht pro Einheitsfläche, und selbst eine höhere Steifigkeit als diejenige einer viel dickeren Nylon 6,6-Platte allein, die ein Äquivalentes Gewicht pro Einheitsflache besitzt.

Gleichermaßen hatte, wie ebenfalls in der folgenden Tabelle gezeigt» ein Laminat (Beispiel 2) aus 127 ym dicken Schichten aus 1100-0 Aluminium (welches noch weicher und unelastischer Als 5052-0 Aluminium ist), die auf jede Seite einer 1,57 mm dicken Polypropylenschicht auflaminiert waren, eine Biegesteifigkeit von 329,19xlO³ N/m (einen effektiven Biegemodul von 8,26xlO⁹ N/m²), und ein Gewicht von 2,10 kg/m², verglichen mit einer Steifigkeit von 2H,86xlO³ N/m für eine 2,HH nun dicke Polypropylenplatte allein mit einem Gewicht von 2,20 kg/m .

Hie leicht ersichtlich, ergibt das Laminat eine viel höhere Steifigkeit als Aluminiumblech mit praktisch gleichem Gewicht

-/H3

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pro Einheitsfläche, und noch eine höhere Steifigkeit als diejenige einer mehr als 1,3 mal dickeren Polypropylenschicht allein, die praktisch gleiches Gewicht pro Einheitsfläche hat.

	Biege steifig keit¹⁵ m	Gewicht⁰ W	,10	Effektiver Biegemodul ^EB	N/m²	Dichte D
Platte^a	10³	kg/m²	,20	10⁹	,69	2 kg/m *cm
0,182(0,0127, 1100-0 Al/Poly- Propylen/1100- 0 Al)	329	2	,17	8	,28^d
0,244(0/PoIy- propylen/0)	24	2	,49	0	,28	8,99^e
0,577(0/PoIy- propylen/0)	329	5	,51	0	,95	8,99^e
0,0965(0,0127, 5052-0 Al/Nylon 6,6/5052-0 Al)	161	1	,21	28	,62^d
0,133(0/Nylon 6,6/0)	38	1	,20	2	,64	11,37
0,152(0,0152, 6O61-T6 Al/ Nylon 6,6/6061- T6 Al)	606	2	,22	27	,62^d
0,194(0/Nylon 6,6/0)	117	2	,20	2	,24	11,37
0,147(0,0127, 1100-0 Al/Poly- carbonat/1100- 0 Al)	30I₁	2	,25	15	,55
0,180(0/PoIy- carbonat/0)	92,	2	.79	2	,55	12,17^e
0,268(0/PoIy- carbonat/0)	301,	3	2	.20	12,17^e
0,172(0,0127, 1100-0 Al/PVC/ 1100-0 Al)	453,	2	14,
N/m
,19
,86
,19
,44
,00
,72
,84
► 87
,80
,87
68

-AH

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steifie- Effektiver

keit* Gewicht⁰ Bijgemodul Dichte

m W ^bB D

Platte^a IQ³ N/m kg/m² IQ⁹ N/m² kg/m²'cm

O,155(O/PVC/O) 79,67 2,20 3,38^d 14,25^e 0,279(O/PVC/O) 453,68 3,98 3,38 14,25^e

0,0915(0,00254, 304 S.S.-an/PoIy- 8ulfön/304 S.S.-

an.) 122,92

0,175(0/PoIy-

EUlfön/0) 78,27

0,203(0/PoIysulfon/0) 122,92

0,0813(0,0813, 1100-0 Al) 136,75

0,0508(0,0508, 5052-0 Al) 52,53

0,0813(0,0813, 6061-T6 Al) 226,93

0,102(0,102,

6061-T6 Al) 434,25

0,0279(0,0279, 304 S.S.-an.) 15,23

0,0813(0,0813, Fahrzeugkaros- 443,00 serie-Stahl)

1,48	25,95	12,44^e
2,20	2,34^d	12,44^e
2,53	2,34^d	27,07^f
2,20	41,08^d	26,88^f
1,37	64,ll^d	27,O7^f
2,20	68,18	27,O7^f
2,75	66,80^d	8O,26^f
2,24	112,37^d	78,14^f
6,34	133,05^d

^aPlattendicke d (cm) (Metallschichten i und ii Dicke in cm, Metallschicht i/thermoplastische Kernschicht/Metallschicht ii)

^fert berechnet aus E_n mit m = 4d E_n

Tiert berechnet aus Dicke und Dichte der Verbundschichten

Ή für gleiche Art Blech mit anderer Dicke

^eEntnommen aus: Materials Engineering/Materials Selector •78, Reinhold Publishing Co., Stamford, Nov. 1977

Entnommen aus: Lynch, Handbook of Materials of Science, Vol. II, CRC Press, Cleveland, 19 75

-/45

030028/07b0

Wie aus der obigen Tabelle hervorgeht, hatte ein Laminat (Beispiel 59) aus zwei 152 um dicken (061-T6 Aluminiumschichten, die auf jede Seite einer 1,22 nun dicken Nylon 6,6-Schicht auflaminiert waren, eine Biegesteifigkeit von 606,72x10 N/m, (einen effektiven Biegemodul von 27,64x

9 2 2

10 N/m ) und ein Gewicht von 2,21 kg/m verglichen mit:

a) einer Biegesteifigkeit von 443,00x10 N/m und einem Gewicht von 6,34 kg/m von 813 ym dickem Fahrzeugkarosseriestahl ;

b) einer Biegesteifigkeit von 226,93x10 N/m und einem Gewicht von 2,20 kg/m von 813 um dickem 6061-T6 Aluminium allein;

c) einer Biegesteifigkeit von 434,25x10 N/m und einem Gewicht von 2,75 kg/m von 1,02 mm dicken 6061-T6 Aluminium allein;

d) einer Biegesteifigkeit von 117,84x10 N/m und einem Ge-

2 wicht von 2,20 kg/m von 1,94 mm dickem Nylon 6,6 allein.

Das Laminat hat also eine 37% höhere Biegesteifigkeit und ist 65% leichter pro Einheitsfläche als 813 um dicker Stahl. Das Laminat hat mehr als 2,5fache Biegesteifigkeit als 6061-T6 Aluminium allein bei äquivalentem Gewicht pro Einheitsfläche, und ist 37% steifer als 6O61-T6 Aluminium allein, das pro Einheitsfläche ein um über 20% höheres Gewicht hat als das Laminat. Das Laminat ist ferner über 5 mal steifer als

-/46

0 3 0 0 2 8 / G 7 b 0

Nylon 6,6, das praktisch das gleiche Gewicht pro Einheitsflache hat.

Für Anwendungszwecke, bei denen wie z.B. für Fahrzeugkarosserieplatten und dgl. eine relativ hohe Biegesteifigkeit erforderlich ist, wird eine Biegesteifigkeit von mindestens etwa 262,65x10 N/m bevorzugt, noch besser sind Werte von mindestens etwa H37,75x10 N/m oder noch höher.

Wenn in Bezug auf die Kombination der kritischen Gebrauchseigenschaften der erfindungsgemäßen Laminate alle Eigenschaften gleichwertig sind, wird ein Laminat umso brauchbarer, je leichter es ist. Für bestimmte Anwendungszwecke, für die sehr hohe Festigkeit und Steifigkeit verlangt werden, so z.B. für Teile von Fahrzeugkarosserien und für bestimmte Gebäudeoberflächen, werden in der KonstruktionsIndustrie Stahlplatten mit einem Gewicht bis zu 9,76 kg/m verwendet. Das maximale Gewicht der erfindungsgemäßen Laminate beträgt daher etwa 9,76 kg/m , wobei Werte, die wesentlich unter diesem Gewicht liegen, bevorzugt werden. Werte unter 6,31 kg/m² werden jedoch noch mehr bevorzugt, am besten sind Werte unter 4,88 kg/m , besonders für die Anwendung im Fachfahrzeugbau. Ist Polypropylen die thermoplastische Kernschicht und Aluminium die auf jede Seite des Kerns auflaminierte Metallschicht, dann haben die erfindungsgemäßen Laminate ein maximales Gewicht

2 von etwa 5,37 kg/m .

-M7

030028/07SO

Während jede der kritischen Eigenschaften - niedriger Koeffizient der linearen Wärmedehnung (weniger als etwa 63xlO~ /⁰C) niedrige Inelastizitatszahl (weniger als etwa 9 3%) und ausgezeichnete Biegesteifigkeit (mindestens 52,53x10 N/m) außerordentlich wünschenswert ist, reicht jede für sich genommen nicht aus. Sie müssen kombiniert vorhanden sein. D.h., um für eine Vielzahl und für einen großen Bereich von konstruktiven Anwendungszwecken brauchbar sein zu können, müssen die Metall-Thermoplast-Metall-Laminate in Kombination einen Koeffizienten der linearen Wärmedehnung (CLTE,) von weniger als etwa 63xl0~ /⁰C, eine Inelastizitatszahl (IR^) von weniger als etwa 93%, und eine Biegesteifigkeit von mindestens etwa 52,53x10 N/m besitzen.

Beziehung zwischen kritischen Gebrauchseigenschaften und Verhältnis der Dicken

Die kritischen und wichtigen Gebrauchseigenschaften IR, und CLTE^ (und, wenn gewünscht, HDT,) stehen in Beziehung zu dem Verhältnis der Dicken der einzelnen Schichten der Laminate über das Produkt aus dem Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zu der Dicke der thermoplastischen Kernschicht und dem Verhältnis der Festigkeiten der einzelnen Schichten des Laminats, d.h. über den folgenden dimensionslosen Parameter:

TR (YS /TS_n) m c

030028/079Ö

worin

TR das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke der thermoplastischen Kernschicht und

YS die dickengewichtete-durchschnittliche Zugfestigkeit der zwei Metallschichten bedeutet, d.h., die Summe der Produkte aus der Dicke jeder Metallschicht mal ihrer Zugfestigkeit bei einer Verlängerung von 5%, geteilt durch die Summe der Dicken der Metallschichten,

oder (t.ys. ♦ t_iiySii)/T_m

worin

t. , t.., ys. und ys·· die unten gegebene Bedeutung haben;

T die Summe der Dicken der Metallschichten oder (t.+t..) m ι li

bedeutet und

TS die Zugfestigkeit des Materials der thermoplastischen Kernschicht darstellt.

Die Streckgrenze bei einer Verlängerung von 5% der Metallschichten wird im wesentlichen gemäß ASTM D 638-72, "Standard Method of Test for Tensile Properties of Plastics" bestimmt. Es werden Proben des Typs I verwendet, und die Testgeschwindigkeit beträgt 5,0 mm/min. Die Metallproben wurden 18 Stunden bei 2 3 ⁰C und 50%iger relativer Feuchtigkeit vorkonditioniert, der Test wurde bei 23 ⁰C und 50%iger Feuchtigkeit durchgeführt. Der Wert ys gilt für das Metall, nachdem es den thermischen Bedingungen der Laminierung ausgesetzt war.

-/49

030028/0 7 30

In vielen Fällen ist dieser Wert ys nicht wesentlich von dem Wert vor der Laminierung verschieden, da bei vielen Metallen unter den typischen thermischen Bedingungen der Laminierung keine signifikante Änderung von ys eintritt. In den Fällen, in denen der Wert für ys am Metall nach der Laminierung festgestellt werden muß, kann das Metall dafür vom Laminatkern gelöst werden; so kann z.B. der thermoplastische Kern aufgelöst und die Metallschichten für eine solche Bestimmung freigelegt werden.

Einige Metallschichten können bereits vor einer Verlängerung von 5% reißen. Bei solchen Metallen ist die maximale Zugfestigkeit als Wert für ys zu verwenden.

Die Zugfestigkeit des Materials des thermoplastischen Kerns wird im wesentlichen ebenfalls gemäß ASTM D 6 38-72 bestimmt. Es werden Proben des Typs I verwendet, und die Testgeschwindigkeit beträgt 5,0 mm/min. Die Proben wurden mindestens 18 Stunden bei 23 ⁰C vorkonditioniert. Alle nichtlaminierten Polyamidproben wurden während der Vorkonditionierungszeit trocken gehalten, z.B. in versiegelten Büchsen mit Magnesiumperchloratanhydrid- oder Calciumsulfatanhydridtrocknungsmitteln, alle anderen Proben wurden bei 50%iger relativer Feuchtigkeit vorkonditioniert. Die Zugfestigkeit der thermoplastischen Materialien wird genommen als Zugbeanspruchung bei

Streckgrenze oder, bei Fehlen einer Streckgrenze, als Zug-

-/50

030028/0790

beanspruchung bei Bruch. Der Wert TS ist der des Kerns, nachdem dieser den Temperaturbedingungen der Laminierung ausgesetzt wurde, und er wird im allgemeinen der gleiche sein, wie der des thermoplastischen Materials vor der Laminierung. In Fallen von Thermoplasten, bei denen möglicherweise signifikante Änderungen von TS während der Laminierung «intreten, kann der Wert von TS z.B. bestimmt werden, indem man eine beispielhafte Probe des thermoplastischen Materials alleine den thermischen Bedingungen der Laminierung aussetzt, und das erhaltene Material mißt.

Das Dickeverhältnis (TR) wird beschrieben durch den Bereich, in dem numerisch der Parameter TR (YS_m/TS_c> überlappt, der bestimmt wird durch die Flächen, die durch die Beziehungen

von TR (YS /TS ) zu IR, (Abb.l), zu CLTE, (Abb. 2) und, mc* %

sofern der für das Laminat vorgesehene Anwendungszweck eine hohe Wärmeverformungstemperatur erforderlich macht, zu (HDT₁-HDT₀)Z(Tj_n -HDT_C) (Abb. 3) definiert werden. Die untere Grenze dieser Flächen ist definiert durch die Gleichung einer Geraden y * mx + b worin y der y-Achsenparameter (vertikale Achse) IR«, CLTE, und XHDT₄-HDT₀)/(T_m -HDT_C), χ der x-Achsenparamter (horizon-

tale Achse) TR (YS /TS ), m die Steigung der Geraden und b

mc 00

deren Schnittpunkt mit der y-Achse ist.

Bedeutet y IR., dann ist m 108 und b Null für Werte von χ

von Null bis 0,65, und m Null und b 70 für Werte von χ größer

-/51

030028/0790

als 0,65.

Bedeutet y CLTP₁, dann ist m -3,6x10 und b 45x10 für

Werte von χ von Null bis 0,1, und m ist Null und b 9x10 für Werte von χ größer als 0,1.

Bedeutet y (HDT,-HDT )/(T -HDT ), dann ist m 1 und b Null lern c
c

für Werte von χ von Null bis 0,05, m ist 10 und b ist
-0,45 für Werte von χ von 0,05 bis 0,12, und m ist Null und b ist 0,75 für Werte von χ größer als 0,12.

Die obere Grenze der Flächen, die durch die Beziehungen von

TR (YS /TS ) zu IR. (Abb. 1), CLTE. (Abb. 2), und, wenn m c I Jt

gewünscht, (HDT₁-HDT₀,)/(T_m -HDT_c) definiert werden, ist eben-

c
falls durch die Gleichung einer Geraden definiert, wie sie

oben für die untere Grenze dieser Flächen definiert ist.
Bedeutet y IR#» dann ist m 2 80 und b 30 für Werte von χ von Null bis 0,25, und m ist Null und b ist 100 für Werte von χ größer als 0,25.

Bedeutet y CLTE₁, dann ist m -2,88xlO~³ und b 216xlO~⁶ für

-4 Werte von χ von Null bis 0,05, m ist -1,29x10 und b

78,5x10 für Werte von χ von 0,05 bis 0,26, und m ist Null und b ist 45xlO~ für Werte von χ größer als 0,26.

Bedeutet y (HDT.-HDT )/(T -HDT ), darin ist m 112,5 und b

I c m_c c

Null für Werte von χ von Null bis 0,004, m ist 15,3 und b

030028/0790

ist 0,389 für Werte von χ von 0,00H bis 0,04, und m ist Null und b ist 1 für Werte von χ größer als 0,04.

Aus Abb. 1 ist leicht ersichtlich, daß alle Werte in einen Streifen fallen, dessen Begrenzungen durch die Kurven 1 und 2 definiert sind, welche die obere bzw. untere Grenze der Fläche darstellen, die durch die Beziehung von TR (YS_m/TS_c) zu IR, definiert ist. Wird also ein Laminat mit einer bestimmten Inelastizitätszahl IR, (kleiner als der maximale Wert von 9 3%, siehe oben) gewünscht, dann kann das Dickenverhältnis des Laminats leicht bestimmt werden, indem man eine horizontale Linie von dem gewünschten IR,-Wert zu dem Schnitt punkt mit Kurve 1 (und, wenn möglich, Kurve 2) zieht; der bzw. die Werte können dann von der TR (YS /TS )-Achse abge-

m c

lesen werden. Der Schnittpunkt mit Kurve 1 (bei IR, größer als etwa 30%) ergibt einen Mindestwert für den dimensionslosen Parameter. TR selbst kann dann leicht durch Einsetzen bekannter Werte von YS und TS der gewählten Metalle und thermoplastischen Kernschichten in den dimensions losen Parameter bestimmt werden.

Schneidet die gleiche horizontale Linie außer Kurve 1 auch Kurve 2, dann kann auf die gleiche Weise wie für die unteren Begrenzungen auch eine obere Begrenzung für TR (YS /TS_c) und TR allein bestimmt werden. In diesem Fall kann ein Bereich von Werten für TR (^VS„/TS_C) und folglich TR angegeben

-/53

030028/0790

werden. Schneidet die horizontale Linie nur die Kurve 1 und nicht auch die Kurve 2, dann gibt es, in Obereinstimmung mit den oben besprochenen Begrenzungen für Dicke und Gewicht, keine obere Grenze für TR

Aus Abb. 2 ist leicht ersichtlich, daß ebenfalls alle Werte in einen Streifen fallen, dessen Begrenzungen durch die Kurven 3 und H definiert sind, welche die obere bzw. untere Gren ze der Fläche darstellen, die durch die Beziehung von TR (YS_m/TS_c) zu CLTE₁ definiert ist. Ist ein gewünschter CLTE_t'-Wert (kleiner als etwa 63xlO"⁶/°C) einmal festgelegt, dann kann, wie für Abb. 1 beschrieben, der bzw. die Werte für TR (YS_m/TS_c) und folglich TR selbst leicht bestimmt werden.

Muß im Hinblick auf den Verwendungszweck die WärmeVerformungstemperatur der Laminate in Betracht gezogen werden, dann ist aus Abb. 3 ersichtlich, daß alle Werte für Laminate mit teilweise kristallinen thermoplastischen Kernschichten in einen Streifen fallen, dessen Begrenzungen von den Kurven 5 und 6 definiert werden, welche die obere bzw. untere Grenze der Fläche darstellen, welche durch die Beziehung von TR (YS /TS )

mc

zu (HDT₁-HDT₀)Z(T_1n -HDT₀) definiert ist. Ist ein gewünschter

c Wert für HDT₁ festgelegt, dann können bekannte Werte von HDT_c

und T_ffl für die gewählten teilweise kristallinen Thermoplaste

c in die normalisierte HDT-Variable

(HDT, - HDT )/(T - HDT )

ι cm c c

030028/Ο7ΘΠ

eingesetzt werden, so daß man einen Wert zwischen Null und 1,0 erhält. Ist dieser Wert bestimmt, dann kann der Wert

(bzw.die Werte) für TR (YS /TS ) wie für Abb. 1 und 2 bein c

schrieben, festgestellt werden, indem man eine horizontale

Linie von dem gewünschten (HDT₁-HDT₀)Z(T_1n -HDT_c)-Wert zu dem

c Schnittpunkt mit Kurve 5 (und, wenn möglich, mit Kurve 6)

zieht.

Die Wärmeverfonnungstemperatur von Laminaten mit amorphen thermoplastischen Kernschichten ist praktisch identisch mit derjenigen des Materials der thermoplastischen Kernschicht allein. D.h., das Laminieren von Metallschichten auf beide Seiten einer amorphen thermoplastischen Kernschicht führt nur zu einer geringen, wenn überhaupt zu einer Verbesserung der WärmeVerformungstemperatur.

Der optimale und bevorzugte TR-Bereich eines bestimmten Laminats mit einem spezifizierten Ausgleich von IR, und CLTE, (und HDT,) kann also leicht festgestellt werden, wenn man die aus Abb. 1 und 2 (und 3) erhaltenen Werte für TR (YS_m/TS_c) korreliert und den Bereich bestimmt, in dem diese Werte numerisch überlappen. Da im allgemeinen die Kombination von niedrigem IR.- und niedrigem CLTE,-Wert (und, unter entsprechenden Bedingungen, hohem HDT,-Wert) bevorzugt wird, wird ein TR (YS_m/TS_c)-Wert in einem Bereich zwischen etwa 0,08 und 0,6 bevorzugt, obwohl, wie in den Abbildungen 1 und 2 (und 3)

angegeben ist, auch andere Werte geeignet sind.

030028/079Q

Unabhängig vom TR-Wert muß jedoch jede Metallschicht eine Dicke von mindestens etwa 12,7 ym haben, und das maximale Gewicht des Laminats darf nicht größer als etwa 9,76 kg/m sein, im Fall von Laminaten mit Polypropylen als thermoplastische Kernschicht und Aluminium als Metallschicht auf bei-

den Seiten des Kerns nicht größer als etwa 5,37 kg/m . Ferner muß, aus praktischen Gründen, TR größer sein als Null (Thermoplast allein) und kleiner als absolut unendlich (Metall allein), da die erfindungsgemäßen Metall-Thermoplast-Metall-Laminate nicht aus Metall bzw. Thermoplast allein bestehen können.

Ist TR bestimmt und eine Dicke für entweder die Metallschichten, T , oder die thermoplastische Kernschicht gewählt, dann kann die Dicke der anderen Schicht des Verbundes leicht bestimmt werden. In dem besonderen Fall, in dem die Metallschichten verschiedene Zusammensetzungen haben (d.h., wenn ys. und ys.., wie unten definiert, nicht gleich sind), müssen die relativen Dicken der Metallschichten spezifiziert werden, um den Wert YS zu bestimmen, der seinerseits zur Berechnung von TR aus dem TR (YS_m/TS )-Parameter notwendig ist, wie unten noch erläutert wird. Ist TR bestimmt, kann, da T (aus t^+t^£,d.h. den Dicken der mit i und ii willkürlich bezeichneten jeweiligen Metallschichten) bekannt ist, die notwendige Dicke der thermoplastischen Kernschicht leicht bestimmt werden.

-/56

03002Θ/0790

Die Abbildungen 1 und 2 (und 3, wenn HDT, in Betracht gezogen werden muß) werden auf die oben beschriebene Weise zur Erstellung der Werte TR <^YS_m/TS_c) und folglich TR allein verwendet, um Werte für die Eigenschaften - IR- und CLTE, (evtl. HDT-) - wählen zu können, die dem vorgesehenen Verwendungszweck angemessen sind. Wird z.B. vom Verwendungszweck ein IR.-Wert 72% gefordert, dann wird in Abb. 1 ein

TR (YS /TS )-Wert zwischen etwa 0,15 und annähernd unendlich m c

(oder einfach ein Wert größer als 0,15) angezeigt. Verlangt der Anwendungszweck ferner CLTE, 2 3,6xlO~ /⁰C, dann wird in Abbildung 2 ein Wert im Bereich von etwa 0,065 bis annähernd unendlich (oder einfach ein Wert größer als etwa 0,065) angezeigt. Wird für den vorgesehenen Zweck HDT, 15 8 ⁰C verlangt, dann kann, wählt man als Beispiel Polypropylen

ο
moplastische Kernschicht, die normalisierte HDT-Veriable

(HDT_C = 60 C; T_ffi = 170 ⁰C) als teilweise kristalline ther-

(HDT, - HDT )/(T - HDT ) Jt cm c c

leicht berechnet werden [CL58 ⁰C - 60 °C)(170 ⁰C - 60 ⁰C)], und ergibt den Wert 0,89. Dieser Wert der normalisierten HDT-Variablen verlangt, gemäß Abb. 3, einen Wert zwischen etwa 0,033 und annähernd unendlich (oder, wiederum, einfach einen Wert größer als etwa 0,033).

Die optimalen TR (YS_m/TS_c)-Werte für ein Laminat mit IR₁ 72%, CLTE₁ 23,6xlO~⁶/°C, HDT_£ 158 ° und Polypropylen als

-/57

030028/0790

thermoplastischer Kernschicht überlappen in einem bestimmten Bereich, d.h., zwischen 0,15 und annähernd unendlich (oder einfach Vierte größer als 0,15, gem. Abb. 1).

Die optimalen Werte für TR selbst können leicht bestimmt werden, sobald die Metallschichten - z.B. Aluminium oder, genauer, die spezielle Zusammensetzung (Art) und Dicke des Aluminiums - spezifiziert sind.

ergibt sich:

TR (YS_m/TS_c) = 0,15

TR = 0,15 (TS_c/YS_m).

Wenn als Beispiel 1100-0 Aluminium (t_i= t^ = 127 pm,

-·' 6 2

ys. = ys.. = 58,25x10 N/m bei einer Verlängerung von 5%; ^YSm ^{= (t}i^ysi^+tii^ysii^)/Tm ⁼ C^il27 ^^m' ^x 58,25xlO⁶ N/m²) + (127 pm χ 58,25xl0⁶ N/m²)]/254 ym = 58,25x10 N/m²] als Metallschichten und Polypropylen [TS_q = 31,7IxIO⁶ N/m²] als thermoplastische Kernschicht gewählt wird, dann

I 15 f^i

IfB . Π 4C I JJ. ,71 X 10 W/ IU- I _ Λ 4Γ_νΛ Chh - (\ OR17

TR sollte also einen Mindestwert von 0,0817 für den oben spezifizierten Ausgleich der IR«-» CLTE,- und HDT,-Werte für ein Laminat haben, das aus gleich dicken Aluminiumplatten als Metallschichten und Polypropylen als thermoplastischer Kernschicht besteht. Ein experimentell hergestelltes Laminat mit der oben spezifizierten Kombination von Eigenschaften und

030028/0790

TR 0,162 ist in Beispiel 2 beschrieben.

Würde'HDT- überhaupt nicht berücksichtigt werden, blieben die optimalen TR (YS_m/TS_c)-Werte und die TR-Werte unverändert, da in diesem Fall der für TR (YS_m/TS_c> überlappende Bereich allein durch die in Abb. 1 angegebenen Werte identifiziert wird.

Wird andererseits der Bereich der numerischen Überlappung

für TR (YS /TS ) ganz oder teilweise durch den in Abb. 3 m c °

angegebenen Bereich von Werten definiert, dann führt eine Nichtberücksichtigung von HDT. in solchen Fällen zu verschie denen Werten sowohl für TR (YS_m/TS_c) als auch für TR allein. Wird z.B. für ein Laminat aus zwei gleich dicken 1100-0 Alu- miniumplatten [t_i = t^ = 50,8 ym; ys_i = ys_ii = 58,25x10 N/m bei einer Verlängerung von 5%; YS_m = (t_iys_i + "^y⁸ [(5O,8x58,25xlO⁶) + (50,8x58,25xlO⁶)]/101,6 = 58,25xlO⁶ N/m²] als Metallschichten und einem Blockmischpolymer-(11,7% HYTREL⁰ 1056)-modifizierten Poly-(äthylenterephthalat) (HDT_C * 82 ⁰C; T_m = 257 ⁰C; TS_C = 58,6OxIO⁶ N/m²) als thermoplastische Kernschicht IR₁ 18%, CLTE^ 52,OxlO~⁶/°C und HDT, 116 ⁰C verlangt, dann ergibt ein nach den Abbildungen 1, 2 und 3 bestimmter Bereich der numerischen Überlappung der TR (YS /TS )-Werte einen optimalen Bereich zwischen etwa 0,015 und 0,107, und einen TR-Bereich zwischen etwa 0,0149 und 0,106. Ein experimentell hergestelltes Beispiel eines

-/59 030026/0790

solchen Laminats mit TR 0,0H7 findet sich unter Beispiel 96.

Ohne Berücksichtigung von HDT, ergibt jedoch der mit den Abb. 1 und 2 bestimmte überlappende Bereich für TR (^vs„/TS_c)-Werte für das obige Laminat einen leicht verbreiterten optimalen Bereich für TR <YS_m/TS_c), d.h., in Übereinstimmung mit den oben aufgeführten Anforderungen hinsichtlich Mindeststeifigkeit und Metallschichtendicke, eine untere Grenze nahe Null und eine obere Grenze bei etwa 0,114. Diese Werte erzeugen ihrerseits einen entsprechend verbreiterten TR-Bereich, d.h. untere Grenze nahe Null und obere Grenze bei etwa 0,113. Da die erfindungsgemäßen Laminate zwei Metallschichten besitzen, und zwar eine auf jeder Seite der thermoplastischen Kernschicht, können die Metallschichten entweder die gleiche oder verschiedene Zusammensetzungen haben, solange die Kombination kritischer und wichtiger Gebrauchseigenschaften eingehalten wird. Es können auch Metallschichten mit verschiedenen Dicken verwendet werden, solange diese Dicken innerhalb der Grenzen liegen, die durch die Anforderungen hinsichtlich der Mindestdicke der Metallschichten und des maximalen Gewichts des erhaltenen Laminats festgelegt sind, und die Kombination der kritischen Gebrauchseigenschaften eingehalten wird. Werden Metallschichten mit verschiedenen Zusammensetzungen und/oder Dicken verwendet, dann sollen vorzugsweise bestimmte ihrer wichtigen Eigenschaften im wesentlichen ausgeglichen sein, damit Probleme mit Verwerfungen, Ausbeulungen und dgl. vermieden werden,

-/60

030020/0 790

wenn solche Laminate Temperaturschwankungen ausgesetzt sind. Soweit möglich sollte die wichtigen Eigenschaften der Metallschichten so ausgeglichen sein, daß

a) CLTE_i = CLTE_ii;

b) t^E^^ s *ϋ^Εϋί ^und O t.ys. = t.-ys^

wobei CLTE. und CLTE.., t. und t··, E. und E.., und ys. und ys.. jeweils die Koeffizienten der linearen Wärmedehnung, Dicken, Elastizitätsmodule und Zugfestigkeiten der willkürlich mit i und ii bezeichneten jeweiligen Metallschichten darstellen. Aue praktischen Gründen haben im allgemeinen jedoch vorzugsweise beide Metallschichten die gleiche Zusammensetzung und Dicke.

Werden beispielsweise Metallschichten mit verschiedenen Zusammensetzungen (und verschiedenen Dicken) - nämlich 50,8 ym starker C 1010 Niedrigkohlenstoffstahl, ausglüht, und 152 pm dickes 6061-0 Aluminium, willkürlich mit t. und t.. bezeichnet - und Polysulfon-[jpoly(oxy-l,H-phenylensulfonyl-l,»»-phenylenoxy-l,4-phenylenisopropyliden-l,4-phenylenJ] als thermoplastische Kernschicht verwendet, und verlangt der Verwendungs zweck IR₁ 33%, dann ergibt Abb. 1 einen TR (YS_m/TS_c)-Wert

ι zwischen etwa 0,0010 und 0,31. Verlangt der Verwendungszweck ferner CLTE₁ 29,3xlO"⁶/°C, dann ergibt Abb. 2 einen TR (YS_m/ TS_)-Wert zwischen 0,043 und annähernd unendlich (oder einfach e^inen Wert größer als etwa 0,04 3).

-/61

030028/0700

Die optimalen TR (YS_m/TS )-Werte für ein Laminat mit IR₁ 33% und CLTE₁ 29,3xlO~⁶/°C würden zwischen 0,043 und 0,31, dem Bereich der numerischen Überlappung von Abb. 1 und 2, liegen.

Die optimalen Werte für TR allein können leicht bestimmt werden, da, wie oben aufgeführt, für die zwei Metallschichten C 1010 Niedrigkohlenstoffstahl, ausgeglüht, (t. = 50,8 pm; Ys₁ = 349,53xlO⁶ N/m² bei 5% Verlängerung) und 6061-0 Aluminium (t_i;l = 152 μπι; ys_i;L = 112,37xlO⁶ N/m² bei 5% Dehnung) verwendet werden. Da:

ergibt:

TR <YS_m/TS_c) = 0,043 bis 0,31 TR = 0,043 (TS_c/YS_m) bis 0,31 <TS_c/YS_m). Die Festigkeitswerte (YS und TS ) sind folgende: YS_m = (t.ys. ♦ t._iySii)/T_m

= [(50,8x349,53xlO⁶)+( 152x112,37xl0⁶)]/203 = (17756,12+17080,24)xlO⁶/2O3 = 34836,36xlO⁶/2O3 = 171,61 χ 10⁶ N/m² TS_C s 73,77 χ 10⁶ N/m².

χ 10⁶ N/m²

= 0,043x0,43 = 0,0185

,61 χ 10° N/n/⁷

-/62

030028/0790

TR * 0,31 I j . ₀,31χ0,ϋ3 = 0,133. 171,61 χ 10° N/mV

TR sollte also für den oben spezifizierten Ausgleich der IRj- und CLTEj-Werte eines Laminats aus 50,8 um dickem C 1010 Niedrigkohlenstoffstahl und 152 \im dickem 6061-0 Aluminium als Metallschichten, und Polysulfon als thermoplastischer Kernschicht zwischen etwa 0,0185 und 0,133 liegen. Ein experimentell hergestelltes Beispiel eines solchen Laminats mit TR 0,0654, IR, gemessen mit Stahl auf der Zugseite und CLTE, gemessen auf der Stahlseite, wird in Beispiel 156 beschrieben.

Werden bei dem obigen Laminat IR, und CLTE, von der Aluminiumseite gemessen, dann weichen die T$ (YS_m/TS_c)- und TR-Werte leicht von den obigen Werten ab, da CLTE £ und CLTE^, t^E^, ■tii^Eii und t^ys^ und t^ys^ nicht vollständig ausgeglichen sind. So hatte IR, gemessen mit 6061-0 Aluminium auf der Zugseite 35%, und CLTE^ gemessen von der Aluminiumseite ergab 37,1x10** /⁰C. Diese Werte erfordern einen Bereich von TR

_n/TS_c)-Werteη zwischen etwa 0,020 und 0,33, bzw. 0,023 und annähernd unendlich in den Abb. 1 bzw. 2, wobei der Bereich zwischen 0,023 und 0,33 den Bereich der numerischen Überlappung definiert. Der Wert für TR allein liegt daher zwischen etwa 0,00989 und 0,142; dieser Wert entspricht ziemlich gut den TR-Wert 0,065H des in Beispiel 156 beschriebenen

Laminats.

-/63

030028/0'7 90

Andere wichtige Eigenschaften

Zusätzlich zu den oben aufgeführten kritischen Eigenschaften für konstruktive Zwecke besitzen die meisten der erfindungsgemäßen Laminate auch ausgezeichnete Formbarkeit bei erhöhten Temperaturen, sehr gute Duktilität, und eine gute Fähigkeit, große einwirkende Energien aufzufangen.

Ausgezeichnete Formbarkeit ist eine notwendige Eigenschaft der Laminate, wenn sie nach ihrer Herstellung zur Strukturen mit dauerhafter Gestalt geformt werden, d.h. nachträglicher Formung unterzogen werden sollen. Die ausgezeichnete Formbarkeit und die sehr gute Duktilität der aus duktilen Metallschichten und einer duktilen thermoplastischen Kernschicht hergestellten Metall-Thermoplast-Metall-Laminate stellen sicher, daß diese vielfältig geformt werden können, von leicht gebogen zu tiefgezogen, ohne daß Fehler oder Brüche auftreten.

Die Bezeichnung "duktil" und "Duktilität" , wie sie hier zur Beschreibung des Laminatmetalls und der thermoplastischen Kernschicht, sowie der erfindungsgemäßen Laminate gebraucht wird, bezieht sich auf Materialien mit einer Zerreißdehnung von mindestens 10%, gemessen gemäß ASTM D 6 38-72 Testverfahren

für Kunststoffe.

Das Formen (oder, genauer gesagt, das nachträgliche Formen) der Laminate erfolgt leicht mit bekannten Verfahren. Bei

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einem hierfür geeigneten Verfahren wird das Laminat Formdrücken bei erhöhten Temperaturen ausgesetzt, d.h., bei einer Temperatur, die ausreicht, um die thermoplastische Kernschicht zu erweichen, und bei der das Formen erfolgt, ohne daß gleichzeitig die Laminierung gelöst, und die Metallschichten und/oder die thermoplastische Kernschicht geschwächt wird, oder dgl. Für die meisten der erfindungsgemäßen Laminate sind Formvorgänge bei oder in der Nähe von Umgebungstemperatur zu vermeiden, da von den meisten erfindungsgemäßen Laminaten eine Kaltformbarkeit bei solchen Temperaturen nicht erwartet werden kann. Laminate gelten nicht als kalt formbar, wenn das Verhalten in einem Tiefziehtest bei Umgebungstemperatur schlecht ist und/oder der Grad der Biegbarkeit gering und/oder das Verhalten beim Olsen Cup Test schlecht ist; diese Tests werden später näher besprochen. Das Formen bei erhöhten Temperaturen hat den zusätzlichen Vorteil, daß diese Temperaturen gewöhnlich wirksam die Umgebungstemperatur-"Erinnerung" des Laminats zerstören und somit seine Neigung, nach Entfernen des Formdrucks seine ausgerichtete und/oder flache Gestalt wieder anzunehmen. Dieser "Erinnerungs"-Verlust (oder die Löschung) bleibt bis zu praktisch den ursprünglichen Formtemperaturen erhalten, bei manchen Laminaten auch noch darüber. Erfindungsgemäße Laminate, die z.B. aus duktilen Metallschichten und einer duktilen thermoplastischen Kernschicht hergestellt sind, können

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folglich bei erhöhten Temperaturen zu Strukturen dauerhafter Gestalt geformt werden.

Ein wichtiges Maß der Formbarkeit der erfindungsgemäßen Laminate kann in einem Tiefziehtest gewonnen werden, wofür typische Bedingungen in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt sind. Bei diesem Test wird eine flache runde Laminatplatte mit einem Stempel in eine Matrize gedrückt, so daß eine Tasse entsteht. Erfolgreiches Tiefziehen mit hohem Ziehverhältnis (Verhältnis von Durchmesser des Ziehstücks zu Stempel-Durchmesser) ist wünschenswert. Es werden Ziehverhältnisse bevorzugt, die denen von tiefziehbarem Stahl mit äquivalenter Steifigkeit vergleichbar sind. Werte, die 50% unter denen von solchem Stahl liegen, sind für viele Zwecke annehmbar, Werte die noch wesentlich darunter liegen, gelten im allgemeinen als schlecht. Wie aus der folgenden Tabelle ersichtlich, erhält man z.B. ein sehr gutes Ziehverhältnis zwischen etwa 2,00 und 2,31 mit Laminaten aus Aluminium/Nylon 6,6/Aluminium oder Aluminium/Polyester-polyätherblockmischpolymer-modifiziertes PET/Aluminium, wenn die Tests bei Temperaturen zwischen etwa 80 ⁰C und 200 ⁰C durchgeführt werden. Dieses Verhältnis ist mit dem Wert von etwa 2,4 für tiefziehbaren Stahl vergleichbar und, in vielen Fällen, besser als der Wert von etwa 2,1 für tiefziehbares Aluminium. Laminate mit einem Kern aus Nylon 6,6 und Metallschichten aus duktilem Niedrigkohlenstoffstahl verhielten sich gut in

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1	2	3	4	5
26/104	26/104	26/104	63	79
7,19	7,62	7,26	6,86	6,65
180	150	150	130	150

Tiefziehtests bei Umgebungstemperatur.

Die in der folgenden Tabelle aufgeführten Ziehverhältnisse sind keine begrenzenden Werte, und es können daher für solche Laminate auch noch höhere Ziehverhältnisse in Betracht gezogen werden.

Durchgang Beispiel

Ziehetuck-Durchmesser, cm

ZiehstÜck-Temperatur, C

Matrizentemperatur , C

Halterdruck 10³ N/m²

Haltertemperatur, ⁰C

Stempel-Durchmesser, cm

Stempel-Temperatur, C

Schmiermittel

Ziehgeschwindigkeit cm/s

Ziehverhältnis

140

150 140

130

150

689,40/- 689,40 689,40 1861,38 1378,80

140

3,3'

25

150

3,3'

25 150

25

130

3,3'

150

3,3^l

25

Kohlen- Kohlenwasser- wasserstoff- stoff-Fett Fett Kohlen- Kohlen- Kohlenwasser- wasser- wasserstoff- stoff- stoff-Fett Fett Fett

0,51 2,18

0,51 2,31 2,33
2,20

0,51
2,08

0,51 2,02

^aPolierter Stempel Glatter Stempel

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Ein weiteres wichtiges Maß für die Formbarkeit der Laminate ist der Grad, mit dem sie ohne Bruch gebogen werden können. Der Grad der Biegung, der von den meisten erfindungsgemäßen Laminaten ohne Bruch bei Umgebungstemperaturen ausgehalten werden kann» ist außerordentlich gering, und sie sind in vielen Fällen ungeeignet für alle Anwendungszwecke, bei denen einfaches Biegen uin selbst ziemlich große Radien erforderlich ist. Biegefähigkeit wird im allgemeinen als schlecht angesehen, wenn das Laminat eine Biegung um 90° um einen Radius von 2x der Dicke des Laminats nicht aushält. Viele der Laminate können bei erhöhten Temperaturen leicht ohne Bruch um Radien gebogen werden, die für viele Anwendungszwecke ausreichend klein sind. Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß bestimmte erfindungsgemäße Laminate gute Biegefähigkeit bei Umgebungstemperatur zeigten, so z.B. Laminate mit einem Nylon 6,6 Kern und Metallschichten aus duktilem Niedrigkohlenstoffstahl. Es ist zu erwarten, daß auch andere erfindungsgemäße Laminate gute Eigenschaften in Biegetests bei Umgebungstemperatur zeigen.

Noch ein weiterer Test für die Formbarkeit ist ein Kugel-Stempel Dehntest wie der Olsen Cup Test, bei dem nur gedehnt, nicht gezogen wird. Eine Platten- oder Laminatprobe wird fest in eine ringförmige Matrize eingespannt und bis zum Zerreissen (erstes Auftreten eines Bruchs) mit einem halbkugelförmigen Stempel gedehnt. Die typischen Bedingungen sind in der folgen den Tabelle zusammengestellt. Ein Maß für das Verhalten ist

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das Formverhältnis QVerhältnis von Eindringungstiefe des Stempels (Biegung) zu Stempeldurchmesser], wobei hohe Verhältniszahlen erwünscht sind. Bei Anwendung dieses Tests bei langsamen Formgeschwindigkeiten und Umgebungstemperaturen erhielt man sehr gute Formverhältnisse von etwa 0,300 bis 0,400 für erfindungsgemäße Laminate, so z.B. für Laminate mit einem Nylon 6,6-Kern und duktilen Metallschichten aus Niedrigkohlenstoffstahl, sowie für andere in der Tabelle aufgeführte Laminate. Diese Werte sind vergleichbar mit Werten für Aluminium und Stahl (und in vielen Fällen besser als diese). Noch niedrigere Werte als 0,300, z.B. 0,150, sind für einige Anwendungszwecke annehmbar, wesentlich niedrigere Werte als dieser gelten in diesem Test jedoch als schlecht.

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Metall

Thermoplast

Beisp.

Art

Dicke

ym

Stempel- FormdurchEindring- ver-

messer tiefe hält-

Dicke, um cm cm nis

3
5
6

33
35

63

1100-0 Aluminium 5052-0 Aluminium

ti
Il
Il
It

6061-0 Aluminium Karosserie-Stahl 6061-T4 Aluminium

Il

6061-0 Aluminium
5052-0 Aluminium

It

1100-0 Aluminium

ti

127

127 76,2 76,2

127

152

838 1320

813

152

127 76,2

102

127

HDPE

Nylon 6,6

Il It Il

^aDicke jeder Metallschicht

Leichte lokale Einschnürung beobachtet ^cProbe gebogen bis Bruch

Probe aus 19 77 Chevrolet Monte Carlo Haube ^eDurchschnitt von 2 Durchgängen 1570
1730
1780
1730
1600
1680
1600

5,08
5,08
5,08
5,08
5,08
5,08
5,08
5,08
5,08
5,08
5,08
5,08
5,08
5,08
5,08

1,781 1,595 l,27O

1,778 1,727 l,98l 1,956

1,346

O,993^c>e

¹⁾⁸²¹c e l,6O3^C'^e

0,350 0,3m 0,250 0,300 0,350 0,340 0,390 0,385 0,305 0,265 0,260 0,242 0,195 0,358 0,316

^j ^fDie Druckplatte des Stempels war aus poliertem gehärtetem Stahl. Der Test wurde ohne Schmi ° rung zwischen Stempel und Probestück durchgeführt und der Stempel wurde mit einer Ge- ~

INI CO Ol

schwindigkeit von 1,27 cm/min vorgeschoben.

fn

Da erfolgreiches Tiefziehen und Biegen der meisten erfindungsgemäßen Laminate die Anwendung erhöhter Temperaturen erwarten lassen muß» ist es für die meisten Laminate entschieden von Vorteil, wenn die Formvorgänge bei erhöhten Temperaturen ausgeführt werden, dies gilt besonders für die meisten Laminate, die nach dem Formen zu der gewünschten Gestalt erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden sollen. Wie bereits erwähnt, sind Laminattemperaturen zwischen etwa 80 ⁰C und 200 ⁰C im allgemeinen für die Durchführung nachträglichen Formens geeignet.

Es ist offensichtlich, daß die erfindungsgemäßen Laminate eindeutige Vorteile gegenüber bekannten Laminaten und anderen Konstruktionsplatten aufweisen, wenn man sie unter dem Gesichtspunkt der Kombination von kritischen Eigenschaften sowie der ausgezeichneten Formbarkeit der meisten Laminate betrachtet, die durch die guten Zieh-, Biege- und Dehnungseigenschaften in den entsprechenden Test angezeigt wird. Im Vergleich mit Metallen als solchen macht die Kombination kritischer und wichtiger Gebrauchseigenschaften - niedriger Koeffizient der linearen Wärmedehnung, niedrige Inelastizitätszahl, ausgezeichnete Biegesteifigkeit, niedriges Gewicht und in den meisten Fallen ausgezeichnete Formbarkeit - die Laminate noch brauchbarer für die Verwendung als Konstruktionsplatten.

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Die erfindungsgemäßen Laminate zeigen sehr gute Duktilität bei Umgebungstemperaturen, wenn sowohl die Metallschichten als auch die thermoplastische Kernschicht in duktilem Zustand sind. Es ist zwar möglich, nichtduktile Formen geeigneter Metalle zu verwenden, mit denen man Laminate mit höherer. Biegefestigkeit und höherem effektiven Biegemodul erhält, die oben besprochene Formbarkeit ist dann jedoch beträchtlich verringert. Werden jedoch keine geformten Strukturen verlangt oder gewünscht, und sind praktisch flache Strukturen geeignet, dann können nicht-duktile Formen geeigneter Metall verwendet werden. Ein Maßstab für die Formbarkeit der Laminate kann der erwähnte Olsen Cup Test sein. Ein weiterer Maßstab ist die Zugdehnung, gemessen gemäß ASTM D 628-72 Testverfahren für Kunststoffe, und die multiaxiale Schlagfestigkeit, gemessen mit dem Gardner Impact Strength Test (GIS).

Bei diesem Test wird eine Plattenprobe mit einer Flache von mindestens 5,08 cm χ 5,08 cm auf die flache horizontale Oberfläche eines schweren Testambosses aus Stahl gelegt. Die Probe wird über einem vertikalen cylindrischen Loch (3,18 cm Innendurchmesser) in dem Amboss zentriert. Ein leichter po lierter Stahlstempel mit halbkugelförmiger Spitze und 1,59 cm Durchmesser wird auf die Mitte der Probe gelegt. Aus einer bestimmten Höhe läßt man einen 1,82 kg schweren Hammer auf den Stempel fallen, wobei die Probe einer Schlagenergie in

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Nm ausgesetzt wird, die durch das Produkt aus dem Hammergewicht und der anfänglichen Höhe in cm bestimmt wird. Jede Laminatprobe wird nur einmal geschlagen, und Sprungbildung auf einer Seite der Probe gilt als Mißlingen des jeweiligen Schlags. Für den Test wird gewöhnlich eine ziemlich große Zahl von Proben benötigt (pro Test mindestens 12 bis 16), und die maximale Höhe, bei der mehr als die Hälf te der Proben ohne Fehler bestehen, wird zur Berechnung von GIS mit bis zu +_ 0,226 Nm Genauigkeit verwendet. Mit diesen Messungen wurde festgestellt, daß erfxndungsgemäße duktile Laminate mit 20 bis 30% weniger Gew./m als 813 um dicker Karosseriestahl keine Fehler bei Schlagenergien bis zu mindestens 18,08 Nm zeigen, sowie signifikant kleinere Einbeulungen bei diesen Schlägen als 813 pm dicke Stahlplatten. Die Metall-Thermoplast-Metall-Laminate besitzen also eine gute Fähigkeit, große Energien aufzufangen, indem sie hohe Schlagkräfte mit nur kleinen, wenn überhaupt irgendwelchen Einbeulungen absorbieren; auftretende Einbeulungen können überdies leicht und ohne Beschädigung ausgehämmert werden.

Eine weitere wertvolle Eigenschaft der erfindungsgemäßen Laminate ist, daß sie Witterungseinflüssen widerstehen, ohne daß die Metall-Thermoplast-Haftung soweit nachläßt, daß die Bedingungen der Kombination der kritischen Eigenschaften nicht mehr erfüllt werden. Die Metallschichten, vor allem wenn sie aus ungeschütztem Stahl und dgl. bestehen, werden

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^K.

selbstverständlich korrodieren» wenn sie lange und fortgesetzt den Witterungseinflüssen ausgesetzt sind. Die Haftung zwischen den Metallschichten und der thermoplastischen Kernschicht ist jedoch gegenüber solchen Einflüssen beständig, vor allem dann, wenn die anfängliche Metall-Thermoplast-Haftung sehr gut ist. So entsteht z.B. geringe oder gar keine Verringerung der Haftung bei Aluminium/Nylon/Aluminium-Laminaten, die sich 1 Monat in kochendem Wasser befanden. Aluminium/Nylon/Aluminium-Laminate zeigen auch kein Nachlassen der Schälfestigkeit nach 13 Monaten in Wasser oder 11 Monate in gesättigten wässrigen Calciumchlorid- oder Natriumchloridlösungen bei Umgebungstemperatur.

Andererseits führen Witterungseinflüsse bei Laminaten mit verhältnismäßig geringer anfänglicher Metall-Thermoplast-Haftung (auch wenn sie eine Schälfestigkeit von über etwa 1,75x10 N/m haben) leichter zu einem teilweisen Nachlassen der Haftung, was durch einen Abfall der Schälfestigkeit nachgewiesen wird. So zeigen Aluminium/HDPE/Aluminium-Laminate mit erhältnismäßig geringer anfänglicher Schälfestigkeit nach über 12 Monaten in Wasser bei Umgebungstemperatur einen bis zu 50%igen Abfall der Schälfestigkeit. Die Metall-Thermoplast-Haftung bleibt jedoch ausreichend, um die Bedingungen der oben besprochenen Kombination der kritischen Eigenschaften zu erfüllen.

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Die Schälfestigkeit der erfindungsgemäßen Laminatschichten ist nicht besonders kritisch und kann in einem weiten Bereich variieren. Es gibt dafür keine genaue Obergrenze, da in den vorgesehenen konstruktiven Anwendungsbereichen das Laminat im allgemeinen umso geeigneter ist, je stärker die Haftung ist, insbesondere bei nachträglichen Formungsverfah ren. Eine Untergrenze der Schälfestigkeit der Verbindung zwischen Metallschicht und thermoplastischer Kernschicht ist wesentlich wichtiger und sollte im allgemeinen größer sein als etwa l,75xlO³ N/m gemäß ASTM D 903-49 (Reapproved 1972).

Zusätzlich zu den oben aufgeführten und besprochenen Eigen schaften besitzen die Metall-Thermoplast-Metall-Laminate glatte Metalloberflächen. Da die Oberflächen einiger der als geeignet aufgeführten Metall, z.B. Stahl, Eisen und dgl., unter andauernden Witterungseinflüssen korrodieren, ist es außerordentlich vorteilhaft, wenn man auf solche korrosionsanfällige Metalloberflächen leicht einen schützenden Oberzug aufbringen und diesen aushärten kann, um Festigkeit und Härte des Oberzugs zu erhöhen und ihn sicher mit der Metalloberfläche zu verbinden.

So können geformte als auch im wesentlichen flache Laminate leicht geschützt werden, indem man zumindest auf eine der Metallflächen einen herkömmlichen schützenden Oberzug aufbringt und diesen bei erhöhten Temperaturen aushärtet. Da

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hierfür am häufigsten Farbe verwendet wird, können die Metallflächen z.B.leicht grundiert und gestrichen werden. Die Farbe kann bei erhöhter Temperatur ausgehärtet werden, ohne daß das Laminat irgendeine Verformung durchmacht, vor allem, wenn das Material der thermoplastischen Kernschicht einen ausreichend hohen Kristallschmelzpunkt T (teilweise kristalline Thermoplaste) oder eine ausreichend hohe Glas übergangstemperatur T (amorphe Thermoplaste) hat, was im

^gc folgenden besprochen wird. Im Fall von Kraftfahrzeugen wird z.B. die Farbe häufig bei Temperaturen bis zu 16 3 ⁰C ausgehärtet. Anschließend wird das gestrichene Laminat auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Die tatsächlich zum Aushärten verwendete Temperatur kann jedoch nach Art des Schutzanstriches variieren. In jedem Fall wird aber der Schutzanstrich bei einer von den Fachleuten leicht zu bestimmenden geeigneten Temperatur ausgehärtet.

Die erfindungsgemäßen Laminate müssen, wenn sie unter Bedingungen verwendet werden, unter denen erhöhte Temperaturen auftreten, außer der Kombination kritischer und wichtiger Gebrauchseigenschaften, sowie den anderen oben besprochenen wünschenswerten Eigenschaften eine hohe WärmeVerformungstemperatur besitzen, so daß sie sich unter diesen Bedingungen nicht ausbeulen, verwerfen, oder flach werden (wenn sie bereits zu einer bestimmten Gestalt geformt waren), und dgl. Bei Verwendung der Laminate als Konstruktionsplatten für

Kraftfahrzeuge werden sie Z.B. den erhöhten Temperaturen

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tr

ausgesetzt, die in den Farbaushärteöfen herrschen - mindestens etwa 135 ⁰C. In solchen Fällen ist eine Wärmeverformungstemperatur (HDT-) von mindestens etwa 135 ⁰C notwendig, etwa 163 ⁰C werden bevorzugt, so daß eine angemessene dimensiona-Ie Stabilität auch noch bei höheren Temperaturen, wie sie in vielen Aushärteöfen herrschen, vorhanden ist.

Ist eine hohe Wärmeverformungstemperatur für das Laminat erwünscht, dann muß die thermoplastische Kernschicht entweder einen Kristallschmelzpunkt (T ) oder eine Glasübergangs-

c
temperatur (T ) haben, die zumindest gleich und vorzugswei-

^gc
se größer sind als die gewünschte Wärmeverformungstemperatur.

Bei der Verwendung für Kraftfahrzeuge, wo eine Wärmeverformungs temperatur von mindestens etwa 135 C notwendig ist, muß entweder T oder T mindestens 135 C sein. Während nur

^mc «c
diejenigen Polymere, die teilweise kristallin sind, einen

Kristallschmelzpunkt haben (T ), besitzen alle Polymere

c
eine Glasübergangstemperatur (T ). Da nur wenige der für

⁸C

die Erfindung geeigneten Thermoplaste (wie nachfolgend besprochen) eine ausreichend hohe Glasübergangstemperatur für Laminate mit hoher Wärmeverformungstemperatur besitzen, wird in solchen Fällen die Verwendung teilweise kristalliner Thermoplaste mit ausreichend hohen Kristallschmelzpunkten vorgezogen.

Der Kristallschmelzpunkt der Thermoplaste (T ) wird mittels

c Differentialscanningcalorimetrie (DSC) mit einer Erhitzungs-

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030028/079 Π

geschwindigkeit von 10°/min bestimmt. Als Wert für den Kristallschmelzpunkt wird entweder die Temperatur gewählt, bei der die scheinbare Schmelzgeschwindigkeit maximal war, oder die Temperatur, bei der praktisch die letzten Spuren des Schmelzens festgestellt werden können; diese letztere Temperatur wird bevorzugt, wenn die Differenz zwischen den beiden Temperaturen beträchtlich, z.B. größer als 10 ⁰C, ist.

Die Bezeichnung "teilweise kristallin" wird hier zur Beschreibung thermoplastischer Zubereitungen verwendet, die zu

mindestens HO Gew.% aus organischem thermoplastischem Polymer (Polymeren) bestehen, wobei mindestens 50 Gew.% des bzw. der organischen thermoplastischen Polymere aus Polymerketten oder Kettensegmenten mit einem Kristallinitätsgrad von über etwa 15% bestehen. Der Kristallinitätsgrad wird mit der folgenden Formel spezifiziert:

^DC = ^(d _Pc - ^d0c^)/(d100c - ^d0c⁾

worin d die Dichte der teilweise kristallinen Polymerketten oder Kettensegmente in dem organischen Polymeranteil der teilweise kristallinen thermoplastischen Zubereitung bei 23 C bedeutet, unter Ausschluß wesentlicher Volumenanteile anderer nicht kristallisierbarer organischer Polymermodifikatoren oder anorganischer Füllerphasen, welche die Zubereitungen für den thermoplastischen Kern enthalten können;

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d_Qc bedeutet die Dichte der amorphen Fraktion (DC = 0%) der teilweise kristallinen Polymerketten oder Kettensegmente in dem organischen Polymeranteil der teilweise kristallinen thermoplastischen Zubereitung bei 23 ⁰C; und

d-,Λ« bedeutet die Dichte der kristallinen Fraktion 100c

(DC s 100%) der teilweise kristallinen Polymerketten oder Kettenfragmente in dem organischen Polymeranteil der teilweise kristallinen thermoplastischen Zubereitung bei 2 3 ⁰C.

Der Wert d_10Q kann aus den Kristallart- und Kristallgitterparametern errechnet werden, die man mit Weitwinkel-Röntgendiffraktionsmessungen erhält. Den Wert d_Q kann man mit Dichtemessungen an abgeschreckten Proben erhalten, die bei Messungen mit Röntgendiffraktion oder Differentialscanningcalorimetrie keinen Grad von Kristallinitat erkennen lassen. Den Wert d_Q kann man auch durch Extrapolieren der Abhängigkeit der Dichte von teilweise kristallinen Proben des organischen Polymers mit bekannten finiten Werten für den scheinbaren Grad der Kristallinität (DC₁₁) auf den Wert der Dichte d_Qc erhalten, an dem DC_a Null ist. DC_a~Werte für halbkristalline organische Polymerproben können entweder mit Weitwinkel- Röntgendiffraktion bestimmt werden, und zwar als Prozentsatz der Weitwinkel-Röntgendiffraktion durch die Polymerkristallite, bezogen auf die gesamte Röntgenstrahlung, die bei Weitwinkel sowohl von den Polymerkristalliten als auch

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den amorphen Teilen des Polymers sowohl gebeugt als auch gestreut wurde; oder mit Messungen mittels Differentialscanningcalorimetrie der latenten Schmelzwärme, wobei der scheinbare Kristallinitätsgrad DC dem Prozentsatz ent-

α.

spricht, den die gemessene Schmelzwärme an einem geschätzten Testwert für den perfekten Polymerkristall hat.

Auf gleiche Weise und aus den gleichen Gründen, die oben für das Material der thermoplastischen Kernschicht aufgeführt wurden, müssen, wenn eine hohe Wärmeverformungstemperatur gewünscht wird, die als Metallschichten verwendeten Metalle einen Schmelzpunkt haben, der über dem jeweils höheren Wert T oder T liegt, je nach dem, welcher die ge-

^mc ^gc wünschte Wärmeverformungstemperatur gewährleisten soll.

D.h., wenn die thermoplastische Kernschicht teilweise kristal lin ist und einen ausreichend hohen T -Wert hat, um den gewünschten HDT--Wert zu ergeben, dann müssen die Metallschichten Schmelzpunkte über T der thermoplastischen Kern-

^gc schicht haben.

Überraschend wurde gefunden, daß die Wärmeverformungstemperatur (HDT,) der erfindungsgemäßen Laminate im optimalen Fall sich praktisch dem Kristallschmelzpunkt des teilweise kristallinen thermoplastischen Kernmaterials annähern kann. Daraus ergibt sich, daß die Wärmeverformungstemperatur der Laminate diejenige des thermoplastischen Kernmaterials um mehrere hundert Grad übersteigen kann, wenn als thermoplasti-

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sehe Kernschicht teilweise kristallines thermoplastisches Material verwendet wird. So hatte z.B. ein Laminat (Beispiel 24) aus zwei 127 um dicken 1100-0 Aluminiums&iichten und einer 2,9 5 mm dicken Nylon 6,6 Kernschicht, die dazwischenlaminiert war, eine Wärmeverformungstemperatur von 228 ⁰C, verglichen mit nur 77 ⁰C für die Nylon 6,6-Schicht allein. Ausgezeichnete dimensionale Stabilität unter Bearbeitungsbeanspruchungen bei erhöhten Temperaturen ist daher eine außerordentlich erwünschte Laminateigenschaft, vor allem, wenn thermoplastisches Kernschichtmaterial verwendet wird, das entweder hohe T - oder T -Werte hat. Die beträchtli-

^mc Sc
ehe Steigerung der Wärmeverformungstemperatur bei Laminaten mit teilweise kristalliner thermoplastischer Kernschicht gegenüber derjenigen der thermoplastischen Kernschicht allein ist jedoch nicht bei ähnlichen Laminaten nachweisbar, die eine amorphe thermoplastische Kernschicht besitzen. So hatte z.B. ein Laminat (Beispiel 92) aus zwei 127 pm dicken 1100-0 Aluminiumschichten und einer 1,54 mm dicken PET [Poly-(Athylenterephthalat)]-Schicht mit einem Kristallinitätsgrad von 38% (d.h. teilweise kristallin), die dazwischenlaminiert war, eine Wärmeverformungstemperatur von 240 C, verglichen mit nur 89 ⁰C für das PET allein, was eine Steigerung um 151 C bedeutet. Andererseits hatte ein ähnliches Laminat (Beispiel 95 aus zwei 127 μπι dicken 1100-0 Aluminiumschichten und einer 1,6 8 mm dicken amorphen PET thermoplastischen Kernschicht eine Wärmeverformungstemperatur von nur

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79 ⁰C, verglichen mit 6 8 ⁰C für das amorphe PET allein, was nur eine Steigerung um 11 ⁰C bedeutet.

Die Wärmeverformungstemperatur, auch als Biegetemperatur unter Biegelast bekannt, wird mit einer besonderen Modifikation von ASTM D 648-72 Testverfahren für Kunststoffe gemessen. Dabei ist die Breite b der Testprobe etwa 2,22 cm, die Länge etwa 7,62 cm, die Spannweite zwischen den Auflagerungen 5,08 cm, und die maximale Belastung in der Probe l,82xl0⁶ N/m².

Materialzusammensetzung der Laminate

Materialien, die für die erfindungsgemäße thermoplastische Kernschicht brauchbar sind, sind nicht besonders kritisch. Sie müssen jedoch zwangsläufig diejenigen Eigenschaften und Charakteristiken besitzen, die Laminate mit einer verbesserten Kombination von Gebrauchseigenschaften besitzen, die für anspruchsvolle konstruktive Zwecke für notwendig und kritisch angesehen werden. Dazu gehören u.a., wie bereits oben aufgeführt, ein Koeffizient der linearen Wärmedehnung kleiner als etwa 63x10 /⁰C, eine Inelastizitätszahl kleiner als etwa 93%, und eine Biegesteifigkeit von mindestens etwa 52,53xlO³ N/m.

Beispielhafte Arten von Thermoplasten, die für die erfindungsgemäßen Produkte geeignet sind, sind thermoplastische PoIy-

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mere auf Acetal-, Acryl-, Amid-, Arylensulfid-, Arylensulfon-, Arylencarbonat-, Cellulose-, Ester-, Imid-, Olefin-, Styrol- und Vinyl-Basis.

Zu den Thermoplasten auf Acetal-Basis gehören Poly-(Vinylbutyral), PoIyformaldehyd, Polyacetaldehyd, Mischpolymere und Terpolymere derselben, sowie Blockmischpolymer- und gepfropfte Kautschukmodifikationen derselben.

Beispiel für die Thermoplaste auf Acryl-Basis sind PoIy-(Methylmethacrylat) und andere Poly-(Alkylenmethacrylate), Poly-(tert.-Butylacrylat), Mischpolymere und Terpolymere derselben, Vinyl-, Styrol-, Acrylatester- und Methacrylatestennischpolymere und -terpolymere von Acrylnitril und Methacrylnitril, sowie Blockmischpolymer- und gepfropfte Kautschukmodifikationen derselben.

Beispiele für Thermoplaste auf Amid-Bas is sind verschiedene Nylons, z.B. Nylon 6 oder Poly-(e-Caprolactam) oder PoIy-(Imino-1-oxohexamethylen), Nylon 12 oder Poly-(Lauryllactam) oder PoIy-(I2-Aminolaurinsäure) oder Poly-(Imino-1-oxododecamethylen), Nylon 6,6 oder Poly-(Hexamethylenadipamid) oder Poly-(Iminoadipoyliminohexamethylen), Nylon 6,10 oder Poly-(Hexamethylensebacamid) oder Poly-(Hexamethylendecandiamid) oder Poly-(Iminohexamethyleniminosebacoyl), Nylon 6,12 oder Poly-(Hexamethylendodecanoamid) oder Poly-dminohexamethyleniminododecandioyl), Mischpolymere, Terpolymere,

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Blockmischpolymere und Pfropfmischpolymere derselben, sowie zahlreiche teilweise aromatische Nylons (PARNs).

PARNs erhält man, wenn ein aromatischer Rest oder eine aromatische Einheit ganz oder teilweise für einen aliphatischen Rest oder eine aliphatische Einheit in einem aliphatischen Nylonpolymer substituiert wird. So ergibt z.B. Substituierung aller Adipinsäurereste [HOOC-(CH₂)^-COOh]- in Nylon 6,6 durch diejenigen eines Gemisches aus etwa 0-70% Terephthalsäure (TA, oder P-HOOC-C₆H₅-COOH)/100-30% Isophthalsäure (IA, oder m-HOOC-Cg-Hg-COOH) geeignete PARNs, die Nylon 6,TA-co-6,IA oder Poly-(Hexamethylen-tere-co-isophthalamide) oder Poly-(Iminohexamethyleniminoterephthaloyl-co-isophthaloyle) sind. Andere geeignete PARNs sind Nylon 6,6-co-6,TA, Nylon 6,6-co-6,IA, Nylon 6,6-co-6,TA-co-6,IA und andere ähnliche PARNs, einschließlich solche, in denen einige oder alle der Diaminreste aromatischen Charakter haben und solche, die Lactamreste enthalten, wie z.B. Nylon 6-CO-6,6-CO-6-TA.

Andere geeignete Thermoplaste auf Amid-Basis sind kristalline und amorphe Nylons mit verzweigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Diaminresten. Ebenfalls geeignet unter den Thermoplasten auf Amid-Basii sind Gemenge oder Gemische der Polyamide (Nylons) und Block- und Pfropfmischpolymere derselben.

Beispiele sind Gemische aus Nylon 6 mit Nylon 6-Block-Poly-

-/84

030028/07U0

295178Λ

(Tetramethylenoxid) [Nylon 6-Block-Poly-(Butylenoxid)} , Nylon 6,6 mit Nylon 6-BIoCk-PoIy-(PrOPylenoxid), Nylon 6,6 mit Poly-(Butylacrylat)-pfOpf-Nylon 6,6, sowie viele andere ähnliche Gemische. Solche Materialien können eine niedrige Kerbempfindlichkeit sowie hohe Zähigkeit und Schlagfestigkeit, selbst bei niedrigen Temperaturen, aufweisen.

Beispiele für geeignete Thermoplaste auf Ester-Basis sind Poly-(Alkylenterephthalate) mit Alkylengruppen oder -resten mit 2 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Poly-(Äthylenterephthalat), Poly-(Butylenterephthalat), oder Poly-(Tetramethylenterephthalat ) , Poly-(Decamethylenterephthalat), PoIy-(I,U-Cyclohexyldimethylolterephthalat), und viele ähnliche Poly-(Alkylenterephthalat)» und Poly-(Alkylenisophthalat )-Mischpolymere und Terpolymere, sowie Blockmischpolymer und gepfropfte Kautschukmodifikationen derselben.

Beispiele für Thermoplaste auf Arylenäther-Basis sind PoIy-(2,6-Dimethylphenylenoxid), Gemische mit Styrolacrylnitrilmischpolymeren (SAN), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymere (ABS) und Blockmischpolymer- und gepfropfte Kautschukmodifikationen derselben.

Beispielhaft für Thermoplaste auf Arylensulfid-Basis ist Poly-(Phenylsulfid).

-/85

D30028/0790

Beispiele für Thermoplaste auf Arylensulfon-Basis sind Poly-(Oxy-1,5-phenylensulfonyl-l ,4-phenylenoxy-l,4-phenylenisopropyliden-l,4-phenylen) oder einfach Polysulfon, Poly-(0xy-l,4-phenylensulfonyl-l,4-phenylen) oder einfach Polyäthersulfon, sowie Blockmischpolymer- und gepfropfte Kautschukmodifikationen derselben.

Beispielhaft für Thermoplaste auf Cellulose-Basis sind Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Cellulosebutyrat und Celluloseacetatbutyrat.

Beispiele für Thermoplaste auf Imid-Basis sind Poly-(N-Methyl maleimid)j andere Poly-(N-Alkylenmaleimide), Mischpolymere und Terpolymere derselben, sowie Blockmischpolymer- und gepfropfte Kautschukmodifikationen derselben, ferner Polyimide und Copoly-dmid/Amide) von Pyromellithdianhydrid und m-Phenylendiamin, sowie andere ähnliche Polyarylenimide und Copoly-(Arylenimid/Amide).

Beispiele für Thermoplaste auf Olefin-Basis sind hochdichtes Polyäthylen (HDPE, Dichte größer als 0,944 g/cm³),

niedrig-dichtes Polyäthylen (LDPE, maximale Dichte 0,9 44 g/

3 cm ), Polypropylen, Poly-(1-Buten), Poly-(3-Methylbuten),

Poly-(4-Methylpenten), Multipolymere aus den entsprechenden Monomeren, sowie Blockmischpolymer- und Kautschukmodifikationen derselben.

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Die vorliegende Erfindung schließt Laminate aus, die eine thermoplastische Kernschicht aus hochdichtem Polyäthylen und Aluminium auf beiden Seiten des Kerns haben. Dieser Ausschluß bezieht sich jedoch nur auf das Homopolymer und nicht auf Multipolymere aus dem entsprechenden Monomer oder Blockmischpolymere oder andere Modifikationen, wie z.B. Kautschukmodifikationen und gefüllte Modifikationen, wie sie unten besprochen werden. Gleicherweise gelten in den Ansprüchen die spezifischen Gewichtsbegrenzungen für Laminate mit Polypropylenkern und Aluminiummetallschicht auf beiden Seiten des Kerns nur für dieses Homopolymer.

Beispiele für Thermoplaste auf Vinyl-Basis sind Poly-(Vinylchlorid) (PVC), Mischpolymere und Terpolymere derselben, Blockmischpolymer-, gepfropfte kautschukverstärkte und ABS-Harz-Modifikationen desselben.

Beispiele für geeignete Thermoplaste auf Styrol-Basis sind Mischpolymere mit polaren Funktionsgruppen, wie z.B. PoIy-(Styrol-co-acrylnitril) (SAN) und gepfropfte Kautschukmodifikationen von SAN und seinen Terpolymeren, welche Modifikationen ABS-Harze darstellen.

Die Thermoplastmaterialien können mit Füllmitteln, Verstärkungsmitteln, Plastifizierungsmitteln, Stabilisatoren, Flamm hemmern und anderen Polymermodifikatoren, die gut bekannt

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sind, modifiziert werden, um dadurch ihre Eigenschaften zu verändern und den Bereich der Anwendungsmöglichkeiten zu vergrößern. Eine derartige Modifikation sieht die Verstärkung des Thermoplastmaterials mit Mineral- und/oder organischen Füllmitteln und Fasern vor, die mit Haftpromotoren und Kupplungsmitteln behandelt worden' sein können, welche die Haftung der Füllstoffe und Fasern an den thermoplastischen Matrixmolekülen erhöhen. Eine große Anzahl von Organosilanverbindungen (die nachfolgend besprochen werden) erwies sich als besonders geeignet, die Haftung zwischen Thermoplasten und mineralischen Füllstoffen und Glasfasern zu verbessern. Im Vergleich zu nichtbehandelten Füllstoffen und Fasern haben sie einen synergistischen Effekt.

Bevorzugte Mineralfüllstoffe mit kleiner Partikelgröße sind Quarz, Wollastonit, Feldspat, calcinierter Kaolinitton und dergleichen. Der Anteil dieser Füllstoffe kann, wenn sie verwendet werden, zwischen sehr kleinen Mengen wie z.B. 1 bis 2 Gew.% und etwa 50 Gew.% oder mehr variieren, wobei Anteile zwischen 20 und 15 Gew.% bevorzugt werden.

Zu den als Modifizierungsmitteln geeigneten Fasern gehören Glasfasern und andere Fasern mit hohem Modul und hoher Festig keit, wie z.B. Graphit-, Bor-, Stahl-, aromatische Polyamidfasern, Kaliumtitanatfäden und dgl. Diese Fasern mit hohem Modul und hoher Festigkeit, wie z.B. Glasfasern, verbessern zwar die Festigkeit und den Biegemodul der hier verwendeten

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Thermoplaste, sie führen jedoch zu einer verringerten multiaxialen Schlagfestigkeit. Trotz dieses offensichtlichen Nach teils können jedoch, wo gewünscht, Faseranteile bis zu 10 Gew.% oder noch mehr (z.B. etwa 33 Gew.%) vorteilhaft zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften verwendet werden.

Es kann eine Vielzahl von Metallen für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendet werden. Jede Metallschicht muß jedoch eine Mindestdicke von etwa 12,7 um haben. Für bestimmte Anwendungszwecke müssen die Metalle zusätzlich noch bestimmte andere Eigenschaften besitzen, und zwar:

a) wird für das Laminat eine hohe WärmeVerformungstemperatur gewünscht, dann sollten die Metalle einen Schmelzpunkt haben, der über dem Kristallschmelzpunkt oder der Glasübergangstemperatur der thermoplastischen Kernschicht liegt, je nach dem welcher der beiden Werte höher liegt und welcher die gewünschte Wärmeverformungstemperatur gewährleisten soll;

b) die Metalle sollten eine Streckgrenze bei einer Verlängerung von 0,2% von über 1,82x10 N/m bei Temperaturen haben, die über dem jeweils höheren Wert T oder T liegen, im wesentlichen für solche Bedingungen wie oben beschrieben gemäß ASTM D 638-72 bestimmt;

c) die Metall sollten einen Elastizitätsmodul (Zugbeanspru-

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chung) größer als 34,H7xlO N/m bei Umgebungstemperatur

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haben, ebenfalls im wesentlichen bestimmt gemäß ASTM D 638-72; und

d) die Metalle sollten duktil sein, insbesondere wenn die daraus hergestellten Laminate nachträglichen Formungsverfahren unterzogen werden sollen.

Metalle, welche den obigen Bedingungen entsprechen, d.h. solche, die Laminate mit der kritischen und wichtigen Kombination von einem Koeffizienten der linearen Wärmedehnung kleiner als etwa 63x10 /⁰C, einer Inelastizitätszahl kleiner als etwa 93%, eine*¹ Biegesteifigkeit größer als 52,53x10 N/m, und einem Gewicht kleiner als 9,76 kg/m ergeben, können Eisen- oder Nichteisenmetalle sein. Eisenmetalle sind z.B. Stähle, insbesondere Niedrigkohlenstoffstähle, rostfreie Stähle, galvanisiertes Eisen, und dgl. Nichteisenmetalle sind z.B. Aluminium, Magnesium, Zink, Zinn, Nickel, Titan, Kupfer, Kobalt, Beryllium, und Legierungen aller dieser Metalle, so z.B. verschiedene Messing- und Bronzelegierungen.

Die thermoplastische Kernschicht und die Metallschichten werden zur Bildung der Laminate gleichförmig und fest laminiert. Wenn gewünscht, kann eines der oben aufgeführten geeigneten Haftmittel verwendet werden, um die Herstellung von Laminaten mit den oben ausführlich besprochenen kritischen und wichtigen Eigenschaften zu erleichtern.

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"η

Die Verwendung eines Haftmittels in den Laminaten ist nicht wesentlich, vorzugsweise wird es im allgemeinen jedoch verwendet, um eine starke Metall-Thermoplast-Haftung sicherzustellen. Im allgemeinen ist z.B. eine Schälfestigkeit von mindestens etwa 1,75x10 angemessen. Noch stärkere Metall-Thermoplast-Haftung wird selbstverständlich jedoch bevorzugt.

Haftmittel, wenn sie verwendet werden, die zur Verankerung der Metallschichten an der thermoplastischen Kernschicht geeignet sind und eine angemessene Haftung zwischen beiden herstellen, sind nicht besonders kritisch. Es gehören dazu z.B. Organosilan-Haftpromotoren oder Kupplungsmittel.

Beispiele für Arten geeigneter Organosilan-Haftmittel sind Alkyltrialkoxysilane mit Aminofunktionsgruppe, Alkyltrialkoxysilane mit Epoxyfunktionsgruppe, Alkyltrialkoxysilane mit Glycidoxyfunktionsgruppe, Alkyltrialkoxysilane mit Methacryloxyfunktionsgruppe, sowie Gemische derselben. Diese Arten von Organosilanen werden beispielhaft vertreten durch γ-Aminopropyltriäthoxysilan und N-ß-(aminoäthyl)~Y-aminopropyltrimethoxysilan, γ-(3,4-Epoxycyclohexyl)-äthyI-trimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, und γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan. Diese Verbindungen sind im Handel erhältlich von der Union Carbide Corporation, New York, New York 10017 als A-1100 Silan, A-1120 Silan,

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⁰Il

A-186 Silan, A-187 Silan, und A-174 Silan. γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und N-ß-(aminoäthyl)-y-propyltrimethoxysilan sind ebenfalls im Handel erhältlich von der Dow Corning Corporation, Midland, Michigan, 486MO und zwar als Z6040 Silan bzw. als Z6O2O Silan. Solche Silan Kupplungsmittel können als alkoholische Lösungen, wässrige alkoholische Lösungen, oder einfach als wässrige Lösungen verwendet werden. Die Konzentrationen der Silanlösungen liegen typisch zwischen etwa 0,01 Gew.% und etwa 1,5 Gew.%.

Auch andere geeignete Haftmittel können verwendet werden. Beispiele dafür sind Klebstoffe wie Nitrilkautschuk-Phenolharze, Epoxide, Acrylnitril-Butadienkautschuk, urethanmodifizierte Acryle, Polyester-co-Polyamide, Heißschmelzpolyester, mit Heißschmelzpolyester vernetzte Polyisocyanate, polyisobutylenmodifizierte Styrol-Butadienkautschuke, Urethane, Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymere, Äthylenvinylacetat-Mischpolymere und dergleichen.

Von den hier aufgeführten geeigneten Haftmitteln werden die Organosilan-Haftpromotoren oder Kupplungsmittel bevorzugt, da die damit erhaltene Metall-Thermoplast-Haftung im allgemeinen fester und widerstandsfähiger in Bezug auf Lockerung und Bruch ist.

Verschiedene Techniken der Anwendung der oben angegebenen Haftmittel sind geeignet, um die notwendige Haftung der

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ΊΟ

Metallschicht an der thermoplastischen Kernschicht zu sichern.

Ein eolches Verfahren ergibt ausgezeichnete Ergebnisse, wenn die Metallschichten aus Aluminium und die thermoplastische Kernschicht ein Nylon, ein Nylon-Mischpolymer, ein Nylon-Terpolymer, Poly-(Äthylenterephthalat) oder eine Modifikation derselben ist. Ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung von Laminaten unter Anwendung dieser Technik, bei dem eine starke Metall-Thermoplast-Haftung sichergestellt wird, und bei dem Aluminium bzw. Nylon 6,6 für die Metallschichten bzw. die thermoplastische Schicht verwendet werden, kann folgendermaßen beschrieben werden. Die Aluminium-Metallschichten werden zunächst entfettet, um Fett und Schmutz von ihren Oberflächen zu entfernen (dies ist unnötig und kann entfallen, wenn das Metall bereits von Verschmutzungen sauber ist). So ist z.B. Waschen der Oberflächen oder vollständiges Eintauchen derselben in Toluol oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel geeignet. Wenn gewtlnscht, können die gereinigten Aluminiumschichten anschließend in einer heißen Dichromatschwefelsäurelösung (Chromsäure) oder einer verdünnten Lösung von wässrigem Alkalimetallhydroxid - z.B. Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid - eingetaucht werden, um die Oberfläche abzuätzen, obwohl dieses Abätzen nicht absolut notwendig ist. Überschüssiges Atzmittel, also heiße Chromsäure oder verdünntes wässriges Alkalimetallhydro-

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xid, wird dann von der geätzten Oberfläche durch Abspülen derselben in Wasser entfernt.

Anschließend an diese (evtl. notwendige) Vorbehandlung werden die Flächen der Aluminiummetallschichten mit einem Organosilan-Haftpromotor als dem bevorzugten Haftmittel behandelt.

Wahlweise kann die Nylon 6,6-Schicht auf gleiche Weise mit einem Organosilan-Haftpromotor behandelt werden. In jedem Fall wird jedoch der Organosilan-Haftpromotor (oder im allgemeinen jedes Haftmittel) zwischen die Oberflächen der Aluminiumschichten und der Nylon 6,6-Schicht aufgebracht, wobei es gleichgültig ist, ob er auf die Oberflächen der Aluminiumschichten oder die Oberflächen der Nylon 6,6-Schicht aufgebracht wird.

Wie bereits erwähnt, ist das Aufbringen eines Organosilan-Haftpromotors zwischen den Oberflächen der Metallschichten und der thermoplastischen Schicht zwar günstig, jedoch nicht absolut notwendig. Andere Haftmittel (oder überhaupt kein Haftmittel) können auch verwendet werden, obwohl die Organosilan-Haftpromotoren als Haftmittel bevorzugt werden.

So können z.B. Laminate ohne Verwendung irgend eines Haftmittels hergestellt werden, wenn Aluminium auf eine thermoplastische Kernschicht aus hochdichtem Polyäthylen, das

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10 Gew.% Glasfasern (HDPE/10% Glasfaser) enthält, oder auf Polyäthylen mit niedriger Dichte (LDPE), oder auf ein mineral verstärktes Nylon 6-co-6,6 (VYDYNE⁰ R-240), oder auf ein Blockmischpolymer (HYTREL* "4056)-modifiziertes Polyethylenterephthalat) laminiert wird. Die Laminate besitzen alle für die Verwendung als Konstruktionsplatten kritischen und wichtigen Eigenschaften, auch wenn die langfristige Stabilität der Metall-Thermoplast-Haftung nachteilig beeinflußt wird.

Die jeweilige Vorbehandlung und das evtl. verwendete Haftmittel, sowie das Verfahren zur Herstellung des gewünschten Laminats hängen jedoch selbstverständlich von den jeweils verwendeten Metallschichten und der thermoplastischen Kernschicht, sowie deren Zustand ab.

Die für die Herstellung der Laminate verwendeten erhöhten Temperaturen sind nicht besonders kritisch. Geeignete Temperaturen, die zur Bildung einer festen und sicheren Metall-Thermoplast-Haftung notwendig sind, können z.B. zwischen etwa 100 und 350 °C variieren. Gleicherweise sind Drücke geeignet, die ausreichen, um den Kontakt zwischen den Oberflächen der zwei Metallschichten und der thermoplastischen Kernschicht herzustellen, so daß sich eine Metall-Thermoplast-Haftung bilden kann, die eine Schälfestigkeit von mindestens

etwa l,75xlO³ N/m besitzt.

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Selbstverständlich variieren die Temperaturen, Drücke und dgl. jeweils in Abhängigkeit der zur Herstellung der Laminate verwendeten Materialien.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Laminate kann eine Vielzahl von Verfahren verwendet werden, wozu Formpressen, Extrusions laminieren und dgl. gehören. Bei einem bevorzugten Verfahren zur Laminatherstellung wird eine Platte aus dem zu verwendenden thermoplastischen Material extrudiert, und die geschmolzene thermoplastische Schicht wird zwischen die zwei Metallschichten laminiert, so daß man die oben erwähnte vorzügliche Haftung erhält. Auch ist es möglich, einige Thermoplaste, wie z.B. Nylon 6 und seine Blockmischpolymere, zu gießen, indem man ε-Caprolactam mittels anionischer Polymerisation Jji situ zwischen den beiden Metallschichten polymerisiert; es werden dabei Acyllactame und dgl., wie z.B. Acetylcaprolactam, Adipoyl-bis-caprolactam, Terephthaloyl-biscaprolactam, Isophthaloyl-bis-caprolactam und dgl. als Initiatoren verwendet. Ferner können die Metallschichten mit üblichen Metallverformungsverfahren zu den gewünschten Gestalten vorgeformt und in einer Form gehalten werden, während die thermoplastische Kernschicht zwischen ihnen spritzgegossen, formgepresst oder polymerisiert wird.

Die folgenden Beispiele erläutern die-vorliegende Erfindung näher. Es wird darauf hingewiesen, daß die Beispiele 3 bis

7 nicht erfindungsgemäß sind.

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Beispiel 1

Im folgenden wird eine allgemeine Beschreibung der zur Herstellung der erfindungsgemäßen Metall-Thermoplast-Metall-Laminate verwendeten Verfahren gegeben. Am besten wird dieser Prozess als schrittweises Verfahren beschrieben, das aus den folgenden Vorgängen in der angegebenen Reihenfolge besteht:

a) Metallvorbehandlung:

1. Metallentfettung

2. Metallreinigung/Abätzung

b) Vorbehandlung des Thermoplasten

c) Aufbringen des Haftmittels (wenn verwendet)

d) Herstellung des Laminats.

Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Schritte a und/ oder b unnötig sein und deshalb entfallen können, wenn die Metallschichten und/oder das Material für die thermoplastische Kernschicht frei von Verunreinigungen wie Fett, Schmutz und dgl. sind, wie es z.B. bei gleichzeitig oder frisch extrudiertem Material der Fall ist.

a) Metallvorbehandlung

1. Metallentfettung. Die Metalloberfläche wird (wenn notwendig) von zurückgebliebenen ölen mit Dampf in einem geeigneten Lösungsmittel, wie z.B. Trichloräthylen, entfettet. -/97

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Wahlweise kann die Oberfläche auch mit einem sauberen Tuch (ein Webril Litho Pad ist geeignet) sauber gerieben werden, während sie in einem geeigneten Lösungsmittel, wie z.B. Trichloräthylen, 1,1,1-Trichloräthan, Toluol, Aceton und dgl. eingetaucht ist. Anschließend wird die Metallfläche mit frischem Lösungsmittel, entweder dem gleichen oder einem anderen;abgespült, z.B. mit Aceton im Anschluß an die anfängliche Reinigung mit Toluol, ohne daß gerieben wird; das überschüssige Lösungsmittel läßt man verdampfen.

2. Metallreinigung/Ätzung. Anschließend an die Entfettung (Schritt a 1) (wenn angewandt), wird das Metall vorzugsweise gereinigt/geätzt, bevor das Haftmittel (wenn ein solches angewandt wird) aufgebracht wird, damit man die höchstmögliche Metall-Thermoplast-Haftung erreicht, obwohl in vielen Fällen reinigen/ätzen nicht notwendig sind.

Die Metalloberfläche kann entweder mit chemischen oder nichtchemischen Mitteln angerauht werden. Nichtchemisches Anrauhen (oder mechanischer Abrieb) schließen Abbürsten mit einer Drahtbürste, Korn-Strahlen mit Aluminium-oder Stahlkorn, Nass-Sanden und dgl. ein. Auf jede dieser Aufrauhbehandlungen folgt entfetten gemäß Schritt a I.

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Die chemischen Atzmittel können entweder Alkali, Säure oder eine Kombination der beiden sein. Geeignete alkalische Atzmittel sind z.B. wässrige Losungen von Natriumhydroxid, Natriummetasilicat, geeignete handelsübliche Metallreiniger, wie z.B. Apex 76U M Reininger (von Apex Alkali Products Company, Philadelphia, Pennsylvania), und dgl. Geeignete Säureätzmittel sind u.a. Dichromatschwefelsäurelösungen (Chromsäure), wässrige Salzsäurelösungen, Phosphorsäurelösungen, und dgl.

Das jeweils verwendete Mittel kann von dem verwendeten Metall abhängen, da verschiedene Metalle manchmal unterschiedliche Behandlungen benötigen. In bestimmten Fällen werden Metalle am besten mit mehreren Behandlungen gereinigt. Beispielhafte Behandlungsmöglichkeiten für bestimmte Metalle sind die folgenden: 1. Aluminium

a) Natriumhydroxidlösung, 2-5% bei 25 ⁰C;

b) Natriummetasilicatlösung, 50,0 g/l bei 70 ⁰C;

c) Apex 76U M Reiniger, 50,0 g/l bei 70 ⁰C; und

d) Natriumdichromatlösung, 30,0 g Natriumdichromat (Na₃Cr₂-O₇.2H₂O),150 ml konzentrierte Schwefelsäure (spezifisches Gewicht 1,8H),

und 1 Liter Wasser bei 60 ⁰C.

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2. Niedrigkohlenstoffstahl

a) Phosphorsäure» 2% bei 25 ⁰C.

3. Rostfreier Stahl

a) Apex 764 M Reiniger, 50,0 g/l bei 70 ⁰C;

b) Abreiben mit 1:1 Salzsäure/Wasser, leichtes Abreiben mit einer Drahtbürste, dann Apex 864 M Reiniger, 50,0 g/l bei 70 ⁰C; und

c) leichtes Abreiben mit einer Drahtbürste, dann Apex 764 M Reiniger, 50,0 g/l bei 70 ⁰C.

Die Metallfläche wird geätzt, indem man das Metall eine geeignete Zeit lang in das Ätzmittel eintaucht.Typische Behandlungszeiten sind: Natriumhydroxidlösung, 2-5 Minuten; Apex 764 M Reiniger und Natriummetasxlicatlösungen, 2 Minuten; Dichromatschwefelsäure-(Chromsäure)-und Phosphorsäurelösungen, 5 Minuten.

Anschließend an die Reinigungs/Ätzbehandlung wird das Metall gründlich mit Wasser abgespült. Wird ein alkalisches Mittel verwendet, dann wird das Metall im allgemeinen unter heißem fließendem Wasser abgespült und mit einem sauberen Tuch abgerieben (ein Webril® Litho Pad ist geeignet), darauf folgt Abspülen mit heißem Wasser ohne Wischen. Das Metall wird anschließend mit einem sauberen Luft- oder Stickstoffstrom getrocknet.

Wird ein saures Mittel verwendet, dann wird das Metall

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im allgemeinen nacheinander mit Leitungswasser und entmineralisiertem Wasser abgespült. Soll wie in Schritt c ein Silan-Haftpromotor aufgebracht werden, dann wird er gewöhnlich direkt auf das nasse Metall aufgebracht; er kann jedoch auch auf das trockene Metall aufgebracht werden, wenn dies gewünscht wird. Wird kein Silan verwendet, dann wird das Metall zunächst wie oben beschrieben trockengeblasen und dann bei einer geeigneten Temperatur im Ofen getrocknet.

b) Vorbehandlung des Thermoplasten. Damit man während Schritt d eine gute Metall-Thermoplast-Haftung erhält, muß jedes aus der Herstellung noch vorhandene Hilfsmittel, z.B. ein Formentrennmittel im Fall einer gegossenen Thermoplastplatte, entfernt werden. Wird der Thermoplast in späteren Vorgängen (Schritt d) nicht über seinen Schmelzpunkt erhitzt, dann wird die Oberfläche gründlich mit einem geeigneten Lösungsmittel-getränkten sauberen Tuch abgewischt, leicht abgeschliffen, erneut abgewischt und schließlich getrocknet. Wird andererseits der Thermoplast in Schritt d geschmolzen, dann ist Absanden oder Abschleifen nicht notwendig, sofern damit nicht Fremdstoffe von der Oberfläche des Thermoplasten entfernt werden müssen.

c) Aufbringen des Haftmittels. Das Aufbringungsverfahren für das Haftmittel (wenn solches verwendet wird) hängt von dem jeweiligen verwendeten System ab. Werden Haftmittel

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/fOl

verwendet, die hier als Haftpromotoren bezeichnet werden, so z.B. die Organosilan-Kupplungsmittel, dann werden sie als verdünnte Lösungen auf die betreffende Oberfläche aufgebracht (gewöhnlich etwa 0,01 bis 1,0 Gew.%). Die auf die betreffende Oberfläche aufgebrachte Menge eines solchen Mittels ist im allgemeinen ziemlich klein, und nur eine kleine Menge wird auf der Oberfläche zurückgehalten - eine monomolekulare Schicht ist für eine gute Metall-Thermoplast-Haftung ideal. Die Haftpromotoren können auf die betreffende Metall- und/oder Thermoplastoberfläche aufgebracht werden, indem man diese in die Lösung taucht, oder indem man die Lösung auf die Oberfläche sprüht. In jedem Fall läßt man das Material kurz abtropfen, anschließend wird es entweder an der Luft oder mit einem Luft- oder Stickstoffstrom getrocknet, ohne daß die eilanbehandelte Oberfläche berührt wird. Bei einem alternativen Verfahren wird der Haftpromotor in den Thermoplasten aufgenommen. Das Aufbringen auf die Metalloberfläche ist jedoch das bevorzugte Verfahren, da im Anschluß an das Aufbringen das Metall leicht bei erhöhten Temperaturen, gewöhnlich etwa 130 ⁰C, 5 bis etwa 30 Minuten lang im Ofen getrocknet werden kann, damit die Metalloberfläche vor der Verwendung in Schritt d mit Sicherheit absolut trocken ist.

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/IO 3

Werden Haftmittel wie z.B. ein Epoxy- oder Nitrilkaut-8chuk/Phenoleyβtem verwendet, dann werden sie gewöhnlich mit herkömmlichen Verfahren aufgebracht, z.B. mit einem Stab, einer Walze und dgl. Solche Haftmittel werden in einer Menge aufgebracht, deren Dicke in μπι gemessen wird. Sie können auf die Metall- und/oder Thermoplastoberlfäche aufgebracht werden.

d) Herstellung der Laminate.

Verfahren 1: Laminate mit Haftpromotoren als Haftmittel.

Laminate, die Organosilan-Haftpromotoren enthalten, werden hergestellt, indem man eine Metallschicht auf jede Seite der thermoplastischen Schicht legt, wobei die silanbehandelte Seite der Metallschichten Kontakt mit der thermoplastischen Kernschicht hat.

Der Einfachheit halber, und um zu vermeiden, daß während des eigentlichen LaminierungsVorganges Polymer auf die heißen Pressplatten spritzt, wird eine Schutzfolie zwischen die behandelten Metallschichten und die Pressplatte gelegt. Dünne Aluminiumfolie ist für diesen Zweck geeignet. Zusätzliche Schutzfolien, z.B. Folien aus poliertem Metall, können ebenfalls verwendet werden, um eine glatte Oberfläche des fertigen Laminats zu gewährleisten. Diese Anordnung wird in eine Presse gebracht und erhitzt, und zwar über den Schmelzpunkt (bei teilweise kristallinem

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/to ^

thermoplastischem Kern) oder die Glasübergangstemperatur (bei amorphem thermoplastischem Kern) des Polymers; dabei wird ein Druck erzeugt, der ausreicht, um Kontakt zwischen dem Metall und dem Thermoplasten aufrechtzuerhalten, und den Thermoplasten zu der gewünschten Dicke fließen zu lassen. Die Gesamtdicke des Laminats wie die Gesamtdicke der Metallschichten wird mit geeigneten Abstandsstücken zwischen den Platten kontrolliert, oder, vorzugsweise, mit einem teflonbeschichteten Metallrahmen mit vorgegebener Dicke um den Umfang der Laminatanordnung. Kontakt bei der gewünschten Temperatur wird solange aufrechterhalten, daß eine gute Metall- und Thermoplasthaftung sichergestellt ist, d.h. gewöhnlich einige Sekunden bis zu etwa 30 Minuten. Das Metall-Thermoplast-Metall-Laminat wird dann unter Druck auf unter den Schmelzpunkt des Thermoplastes abgekühlt. Der Druck wird dann nachgelassen, und das Laminat aus der Presse entfernt. Das Laminat kann dann, wenn gewünscht, nachträglich vergütet werden.

Das Laminat kann wahlweise auch, obwohl dies nicht allgemein empfohlen wird, aus der Presse entfernt werden, solange es noch heiß ist, und auf niedrige Temperaturen; abgeschreckt werden, indem man es z.B. schnell zwischen dicke kalte Metallplatten legt.

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Verfahren 2: Laminate mit Klebstoffen als Haftmittel. Laminate, die Klebstoffe als Haftmittel enthalten, werden hergestellt, indem man eine Metallschicht auf jeder Seite einer thermoplastischen Kernschicht so anbringt, daß der Klebstoff zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Metallschichten und der thermoplastischen Kernschicht liegt. Die Anordnung wird in eine Presse gebracht und unter Druck erhitzt, um den Klebstoff auszuhärten und eine Haftung zwischen Metall und Thermoplast zu erzielen. Im allgemeinen wird die Anordnung nicht über den Schmelzpunkt des Thermoplastes erhitzt. Die Gesamtdicke des hergestellten Laminats wird folglich durch die Summe der Gesamtdicke der Metallschichten und die Dicke der verwendeten thermoplastischen Kernschicht bestimmt.

Verfahren 3: Laminat ohne Haftmittel.

Laminate, die weder Haftpromotoren noch Klebstoffe enthalten, werden hergestellt, indem man in einer geeigneten Form eine Metä.lschicht auf jeder Seite der thermoplastischen Kernschicht anbringt. Die Anordnung wird in eine Presse gebracht und wie in Verfahren 1 beschrieben laminiert.

Verfahren 4: Kontinuierliche Extrusion

Der Thermoplast wird in geschmolzenem Zustand zwischen die zwei Metallschichten extrudiert. Kontakt unter Druck

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40b

wird mit Hilfe von Pressvorrichtungen aufrechterhalten, wie z.B. geheizten oder gekühlten Walzen und/oder Platten in geeignetem Abstand.

Wahlweise kann man die extrudierte Thermoplastschmelze zunächst fest werden lassen» bevor Kontakt mit den Metallschichten hergestellt wird, und dann wie in Verfahren 1,2,3 beschrieben laminieren, je nach dem ob ein Haftmittel verwendet wurde oder nicht. Auch in diesem Fall werden Pressvorrichtungen wie geheizte und/oder gekühlte Walzen und/oder Hatten in geeignetem Abstand verwendet, um den notwendigen Kontakt zwischen Metall und Thermoplast herzustellen.

Beispiel 2

Zur Herstellung eines Metall-Thermoplast-Metall-Laminats wurde 127 pm dickes 1100-0 Aluminium als Metallschichten und teilweise kristallines Polypropylen als thermoplastische Kernschicht verwendet. Die Aluminiumoberfiäche wurde durch Eintauchen in Toluol entfettet, anschließend wurde sie wie in Beispiel 1 beschrieben mit Aceton gespült und dann durch Eintauchen in eine 50,0 g/l wässrige Lösung von Apex 764 M (Produkt der Apex Alkali Products Company, Philadelphia, Pennsylvania) bei 70 ⁰C und für 2 Minuten gereinigt/geätzt. Das Aluminium wurde aus der Reinigungs/Ätzlösung entfernt,

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unter fließendem heißem Wasser gespült und mit einem sauberen Tuch (Webril⁰ Litho Pad) abgerieben; anschließend wurde es mit heißem Wasser ohne Abreiben gespült und mit einem sauberen Stickstoffstrom getrocknet. Auf die gereinigte/ geätzte Aluminiumfläche wurde eine Lösung aufgebracht, die 2,5 ml hydrolysierte A-17H Silanlösung (hergestellt durch Rühren eines Gemisches aus 9,6 ml A-174 Silan, 2,5 ml Wasser und 2 Tropfen Eisessigsäure bei Raumtemperatur, bis sich eine klare einphasige Lösung bildet) in 1 1 Äthanol enthielt; die Platten wurden senkrecht aufgehängt, man ließ sie abtropfen und an der Luft trocknen. Sie wurden dann 5 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die Polypropylenoberflächen wurden mit einer l%igen Lösung von Dicumylperoxid in Toluol gebürstet und gründlich an der Luft getrocknet.

Die behandelten Aluminiumschichten und das behandelte Polypropylen wurden in einem 1,57 mm dicken Formrahmen aus teflonbeschichtetem rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Oberflächen der Aluminiumschichten den behandelten Oberflächen des Polypropylen gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 200 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. Es wurde Druck angewandt und 30 Minuten aufrechterhalten, nachdem das Polypropylen leicht zu fließen begonnen hatte«um die Matrize zu füllen. Das Laminat wurde dann unter

Druck auf unter 70 ⁰C abgekühlt, anschließend wurde der Druck

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gelöst und das Laminat aus der Presse entfernt. Die Eigenschaften des Laminats sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 3

Aus 1100-0 Aluminium als Metallschichten und hochdichtem Polyäthylen (HDPE, im Handel erhältlich von Monsanto Company, St. Louis, Missouri 63166 als MPE-210) als thermoplastischer Kernschicht wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat hergestellt. Die Aluminiumfläche wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, durch Eintauchen in Aceton entfettet und dann durch 5 Minuten eintauchen in eine 5%ige wässrige Natriumhydroxidlösung gereinigt/geätzt. Das Aluminium wurde aus der alkalischen Lösung entfernt, mit heißem fließendem Wasser gespült und dabei mit einem sauberen Tuch (Webril® Litho Pad) abgerieben; anschließend wurde ohne Abreiben mit heißem Wasser gespült und mit einem sauberen Stickstoffstrom getrocknet. Eine Lösung aus 2,5 ml hydrolisiertemA-174 Silan (hergestellt wie in Beispiel 2) in 1 1 Äthanol wurde auf die gereinigte/geätzte Aluminiumoberfläche aufgesprüht; die Platten wurden senkrecht aufgehängt, um abzutropfen und an der Luft zu trocknen. Sie wurden dann 5 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Aluminiumschichten und das HDPE wurden in einem teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl

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so angeordnet* daß die behandelten Oberflächen der Aluminium schichten dem HDPE gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 200 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. Es wurde Druck angewandt und 10 Minuten lang aufrechterhalten, nachdem das HDPE verflossen war,um die Matrize zu füllen (etwa 3 Minuten). Das Laminat wurde dann unter Druck auf unter 100 ⁰C abgekühlt, daraufhin wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse entfernt. Die Eigenschaften des Laminats, sowie die Dicken der einzelnen Schichten sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel U

Es wurde ein 1,90 mm dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat aus 127 pm dickem 1100-0 Aluminium als Metallschichten und HDPE als thermoplastischer Kernschicht mit dem in Beispiel 3 oben beschriebenen Verfahren hergestellt; es wurde jedoch eine Seite des HDPE mit einer 0,l%igen Lösung von Benzoylperoxid in Äthanol abgebürstet und gründlich an der Luft getrocknet, die Plattenpresse wurde auf 175 ⁰C erhitzt. Die Eigenschaften des Laminats sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 5

Es wurde ein 1,9 8 mm dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat mit 127 ym dickem 5052-0 Aluminium als Metallschichten und HDPE als thermoplastischer Kernschicht mit dem in Bei-

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spiel 2 oben beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Aluminiums chicht en wurden jedoch in Aceton entfettet und durch 5 Minuten Eintauchen in eine 5%ige wässrige Natriumhydroxidlösung bei Umgebungstemperatur gereinigt/geätzt. Die Dicumylperoxidbehandlung entfiel, und das fertige Laminat wurde auf 100 ⁰C abgekühlt, bevor es aus der Presse entnommen wurde. Die Eigenschaften des Laminats sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 6

Das in Beispiel 2 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde die Aluminiumoberfläche in Aceton entfettet und durch nur 1-minütiges Eintauchen in die wässrige Lösung von Apex 76U M gereinigt/geätzt; die Dicumylperoxidbehandlung entfiel, und das fertige Laminat wurde auf 100 ⁰C abgekühlt, bevor es aus der Presse entfernt wurde. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 7

In diesem Beispiel wird die Herstellung eines Metall-Thermoplast-Metall-Laminats beschrieben, dessen Metallschichten nicht entfettet oder gereinigt/geätzt werden.

Es wurde ein Laminat aus IUO um dickem Lithoplate-Aluminium (Lith-Kem-Ko, wipe-on offset, Jbrush grain) als Metallschicht und HDPE als thermoplastische Kernschicht hergestellt.

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Die Aluminiumplatten wurden in'eine Lösung eingetaucht, die «» ml hydrolisierte A-17»» Silanlösung (hergestellt wie in Beispiel 2) in 1 1 Äthanol enthielt; sie wurden senkrecht zum Abtropfen und Trocknen ander Luft aufgehängt. Sie wurden dann 30 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die HDPE-Oberflachen wurden mit einer l%igen Lösung aus Cumolhydroperoxid in Benzol abgebürstet und gründlich an der Luft getrocknet.

Die silanbehandelten Aluminiumschichten und das behandelte HDPE wurden in einem 2,77 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Oberflächen der Aluminiumschichten den behandelten HDPE-Oberflachen gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 175 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. Es wurde Druck angewandt und 30 Minuten lang aufrechterhalten, nachdem das HDPE verflossen war, um die Matrize auszufüllen. Das Laminat wurde dann unter Druck auf etwa 100 ⁰C abgekühlt, anschlies-βend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse entnommen. Die Eigenschaften des Laminats sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 8

In diesem Beispiel wird die Herstellung eines Metall-Thermoplast-Metall-Laminats ohne Verwendung eines Haftmittels beschrieben.

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Es wurde ein 1,75 nun dickes Laminat hergestellt; es wurden dafür 127 μπι dickes 1100-0 Aluminium als Metallschichten und hochdichtes Polyäthylen (HDPE), 10 Gew.% Glasfaser (HDPE/10% Glasfaser) enthielt, als thermoplastische Kernschicht verwendet. Die Aluminiumoberflache wurde, wie in Beispiel 1, durch Eintauchen in 1,1,1-Trichloräthan entfettet und durch 5 Minuten bei 60 ⁰C Eintauchen in eine Natriumdichromat-(Chromsäure)-Lösung gereinigt/geätzt, die 30,0 g Natriumdichromatdihydrat, 150 ml konzentrierte Schwefelsäure (spezifisches Gewicht 1,84) und 1 1 Wasser enthielt. Das Aluminium wurde aus der Reinigungs/Ätzlösung entfernt, gründlich mit fließendem Wasser und anschließend mit entmineralisiertem Wasser gespült, mit einem sauberen Stickstoffstrom getrocknet und 2 Minuten bei 130 ⁰C erhitzt.

Das gereinigte/geätzte Aluminium und das HDPE/10% Glasfaser wurde in einem 1,50 mm dicken teflonbesthichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl in eine auf 216 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. Es wurde 3 Minuten lang ein Druck von 907 kg oder weniger angewandt, anschließend wurde er 1 Minute lang auf 13605 kg erhöht. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 38 ⁰C abekühlt, dann wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I zusammengestellt.

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Beispiele 9 bis 10

In diesen Beispielen wird die Herstellung von Metall-Thermoplast-Metall-Laminaten ohne Verwendung eines Haftmittels
beschrieben.

Die Laminate wurden hergestellt unter Verwendung von 1145-C Aluminiummetallschicht und Polyäthylen mit niedriger Dichte (LDPE) als thermoplastische Kernschicht. Die Aluminiumoberfläche wurde durch Eintauchen, wie in Beispiel 1, in 1,1,1-Trichloräthan entfettet und dann durch 5 Minuten Eintauchen bei 60 ⁰C in eine Natriumdichromat-(Chromsäure)-Lösung gereinigt/geätzt, die 30,0 g Natriumdichromatdihydrat, 150 ml konzentrierte Schwefelsäure (spezifisches Gewicht 1,84)
und 1 1 Wasser enthielt. Das Aluminium wurde aus der Chromsäurelösung entfernt, gründlich mit fließendem Wasser und
anschließend mit entmineralisiertem Wasser gespült, und mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet. Das Aluminium
wurde dann in einem Ofen 2 Minuten bei 130 ⁰C erhitzt.

Die Aluminiumschichten und das LDPE wurden in einer geschlossenen Form angeordnet. Die Anordnung wurde in eine auf 204 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. 3 Minuten lang wurde ein
Druck von 18m kg oder weniger aufgebracht, anschließend
wurde er für 1 Minute auf 2 267 5 kg erhöht. Das Laminat wurde unter Druck auf 38 ⁰C abgekühlt, dann wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse entnommen. Die Laminateigen-

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schäften sowie die Dicken der einzelnen Schichten sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 11 bis It

Das in den Beispielen 9 bis 10 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde für die Metallschichten 1100-0 Aluminium verwendet. Die Laminateigenschaften, einschließlich der Dicken der einzelnen Schichten,sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 15 bis 17

Das in den Beispielen 9 bis 10 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde für die Metallschichten 5052-0 Aluminium verwendet. Die Laminateigenschaften, einschließlich der Dicken der einzelnen Schichten,sind in Tabelle I zusammengefaßt.

Beispiel 18

Es wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat unter Verwendung von 152 um dickem 6061-0 Aluminium als Metallschicht und einem 1,02 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl mit dem in den Beispielen 9 bis 10 beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

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Beispiele 19 bis 21

In diesen Beispielen wird die Herstellung von Metall-Thermoplast-Metall-Laminaten beschrieben, deren Metallschichten weder entfettet noch gereinigt/geätzt werden.

Die Laminate wurden unter Verwendung von Lithplatealuminium (Litho-Kem-Ko, wipe on, offset, brush grain) für die Metallschichten und LDPE für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Das Aluminium wurde in eine Lösung eingetaucht, die 4 ml hydrolisierte A-174 Silanlösung (hergestellt gemäß Beispiel 2) in 1 1 Äthanol enthielt; es wurde senkrecht zum Abtropfen und Trocknen an der Luft aufgehängt. Anschliessend wurde es 30 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die LDPE-Oberflächen wurden mit einer 5%igen Lösung von Cumolhydroperoxid in Benzol gebürstet und an der Luft getrocknet.

Die behandelten Aluminiumschichten und das behandelte LDPE wurden in einer geschlossenen Form so angeordnet, daß die behandelten Oberflächen der Aluminiumschichten den behandelten LDPE-Oberflächen gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 150 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. Es wurde Druck aufgebracht und 15 Minuten lang aufrechterhalten, nachdem das LDPE begonnen hatte,in die Matrize zu fließen. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 38 ⁰C abgekühlt,

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anschließend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse entnommen. Die Laminateigenschaften, einschließlich der Dicken der einzelnen Schichten,sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 22

Es wurde ein 1,55 mm dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat hergestellt, unter Verwendung von 152 ym dickem 6O61-T6 Aluminium für die Metallschichten und LDPE für die thermoplastische Kernschicht. Es wurde das in den Beispielen 9 bis 10 beschriebene Verfahren verwendet, jedoch wurde im Anschluß an das Entfetten in 1,1,1-Trichloräthan die Aluminiumoberflache mit 420-Korn Sandpapier abgeschmirgelt, und die Plattenpresse wurde auf 221 ⁰C erhitzt. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 23

Ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat wurde unter Verwendung von 50^8 ym dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Aluminiumoberfläche wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in Trichloräthylen entfettet und dann durch 5 Minuten Eintauchen bei Umgebungstemperatur in eine 5%ige wässrige Lösung von Natriumhydroxid gereinigt/geätzt. Das Aluminium wurde aus der

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alkalischen Lösung entfernt und unter fließendem heißem Wasser gespült, während es gleichzeitig mit einem sauberen Tuch (Webril* Litho Pad) abgerieben wurde; anschliessend wurde unter heißem Wasser ohne Abreiben abgespült und mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet. Auf die gereinigten/geätzten Aluminiumoberflächen wurde eine 0,1%ige wässrige Lösung von A-IlOO Silan aufgebracht; die Platten wurden senkrecht zum Abtropfen und Trocknen an der Luft aufgehängt. Sie wurden dann 30 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Aluminiumschichten und das Nylon 6,6 wurden in einem 1,78 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Oberflächen der Aluminiumschichten dem Nylon 6,6 gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 285 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. Es wurde Druck aufgebracht und 10 Minuten lang aufrechterhalten, nachdem das Nylon 6,6 in die Matrize zu fließen begonnen hatte.Das Laminat wurde dann unter Druck auf 200 ⁰C abgekühlt, anschließend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 2U bis 30

Mit dem in Beispiel 2 3 beschriebenen Verfahren wurden Metall-Thermoplast-Metall-Laminate unter Verwendung von

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1100-0 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6,6 für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Laminateigenschaften , einschließlich der Dicken der einzelnen Schichten^sind in Tabelle I zusammengefaßt.

Beispiel 31

Es wurde ein 1,85 mm dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat hergestellt, wozu 2S₁H μπι dickes 5052-0 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht verwendet wurden. Die Aluminiumoberfläche wurde durch Eintauchen in Toluol und anschließendes SpUlen mit Aceton wie in Beispiel 1 beschrieben entfettet, und dann durch 2 Minuten Eintauchen bei 70 ⁰C in eine 50,0 g/l Lösung von Natriummetasilicat gereinigt/geätzt. Das Aluminium wurde aus der Lösung genommen, mit heißem fließendem Wasser abgespült und mit einem sauberen Tuch (Webril® Litho Pad) abgerieben, anschließend wurde ohne Abreiben unter heißem Wasser gespült und mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet. Eine Lösung, die 2,5 ml A-1100 Silan in 1000 ml destilliertem Wasser enthielt, wurde auf die gereinigten/geätzten Aluminiumoberflächen aufgebracht und die Platten wurden senkrecht zum Abtropfen und Trockenen ander Luft aufgehängt.

Die behandelten Aluminiumschichten und das Nylon 6,6 wurden in einem 1,80 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus

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rostfreiem Stahl angeordnet und wie in Beispiel 23 beschrieben laminiert. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 32 bis 35

Mit dem in Beispiel 31 beschriebenen Verfahren wurden Metall-Thermoplast-Metall-Laminate unter Verwendung von 5052-0 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 3 3% für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 36

Es wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat mit 76,2 pm dickem 5052-0 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Aluminiumoberflache wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in 1,1,1-Trichloräthan entfettet und dann durch 5 Minuten Eintauchen bei 60 ⁰C in eine Natriumdichromat-(Chromsäure)-Lösung gereinigt/geätzt, die 30,0 g Natriumdichromatdihydrat, 150 ml konzentrierte Schwefelsäure (spez. Gew. 1,8H) und 1 Liter Wasser enthielt. Das Aluminium wurde aus der Chromsäurelösung genommen und gründlich mit fließendem Wasser und anschließend mit entmineralisiertem Wasser gespült. Eine 0,H%ige

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wässrige Lösung von A-IlOO Silan in destilliertem Wasser (pH mit Ameisensäure auf 4,0 eingestellt) wurde auf die gereinigte/geätzte Oberfläche des nassen Aluminiums aufgebracht. Die Aluminiumplatten wurden mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet und 2 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Aluminiumschichten und das Nylon 6,6 wurden in einem 1,33 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Flächen der Aluminiumschichten dem Nylon 6,6 gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 2 85 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. 3 Minuten lang wurde ein Druck von U53,5 kg oder weniger aufgebracht, anschließend wurde er für 1 Minute auf 13605 kg erhöht. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 138 ⁰C abgekühlt, dann wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 37 bis U5

Mit dem Verfahren von Beispiel 36 wurden Metall-Thermoplast-Metall- Laminate unter Verwendung von 5052-0 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

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Beispiel 46

Es wurde ein 1,87 mn dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat unter Verwendung von 25,4 um dickem 304 rostfreiem Stahl (vergütet) für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Oberfläche des rostfreien Stahls wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in Toluol entfettet und dann durch 2 Minuten Eintauchen bei 70 ⁰C in eine 50,0 g/l Lösung von Apex 764 M (von Apex Alkali Products Company, Philadelphia, Pennsylvania) gereinigt/geätzt. Der rostfreie Stahl wurde aus der Reinigungs/Ätzflüssigkeit genommen und mit heißem fließendem Wasser abgespült, dabei gleichzeitig mit einem sauberen Tuch (Webril* Litho Pad) abgerieben, anschließend wurde mit heißem Wasser ohne Abreiben gespült und mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet. Eine Lösung aus 2,5 ml A-1100 Silan in 1000 ml destilliertem Wasser wurde auf die gereinigte/geätzte rostfreie Stahl-Oberfläche aufgebracht und die Platten wurden senkrecht zum Abtropfen und Trocknen an der Luft aufgehängt. Sie wurden dann 10 Minuten in einem Ofen bei 90 ⁰C erhitzt.

Die behandelten rostfreien Stahlschichten und das Nylon 6,6 wurden in einem 1,82 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Oberflachen der rostfreien Stahlschichten dem Nylon 6,6 ge-

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genüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 285 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. Es wurde Druck aufgebracht und 10 Minten lang aufrechterhalten» nachdem das Nylon 6,6 in die Matrize geflossen war. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 175 ⁰C abekühlt, dann wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 47 bis 58

Mit dem Verfahren von Beispiel 46 wurden Metall-Thermoplast-Metall-Laminate unter Verwendung von 304 rostfreiem Stahl (vergütet) für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 59

Es wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat mit 15 2 pm dickem 6O61-T6 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht mit dem in Beispiel 23 beschriebenen Verfahren hergestellt, jedoch wurde im Anschluß an den Entfettungsschritt das Aluminium mit 400-Korn Sandpapier abgeschmirgelt und in einer 2,5%igen wässrigen Natriumhydroxidlösung gereinigt/geätzt. Auch wurde ein 1,22 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwen-

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det. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 60 bis 62

Metall-Thermoplast-Metall-Laminate wurden unter Verwendung von 6061-T6 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Aluminiumoberfläche wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in Trichloräthylen entfettet und dann durch 10 Minuten Eintauchen bei Raumtemperatur in eine 10%ige wässrige Salzsäurelösung gereinigt/geätzt. Das Aluminium wurde aus der Reinigungs/Ätzlösung genommen und gründlich mit fließendem Wasser und anschließend mit entmineralisiertem Wasser abgespült, mit Stahlwolle abgeschliffen und an der Luft getrocknet. Die Aluminiumplatten wurden in eine 0,t%ige wässrige Lösung von A-1100 Silan in destilliertem Wasser eingetaucht, dann senkrecht zum Abtropfen und Trocknen an der Luft aufgehängt. Sie wurden dann 30 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die Laminate wurden wie in Beispiel 2 3 beschrieben zusammengebaut und hergestellt. Die Laminateigenschaften sowie die Dicken der jeweiligen Metallschichten sind in Tabelle I zus ammenges te 1 It.

Beispiele 63 bis 65

Metall-Thermoplast-Metall-Laminate wurden mit 6061-0 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristal-

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linitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht mit dem in Beispiel 59 beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Laminateigenschaften sowie die Dicken der einzlenen Schichten sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 66 bis 69

In diesen Beispielen wird die Herstellung von Metall-Thermoplast-Metall-Laminaten beschrieben, deren Metallschichten weder entfettet noch gereinigt/geätzt werden. Die Laminate wurden mit Lithoplate Aluminium (Lith-Kem-Ko, wipe-on offset, brush grain) für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Aluminiumschichten wurden in eine Lösung von U ml A-IlOO Silan in 1000 ml 9 5%igem Äthanol eingetaucht und senkrecht zum Abtropfen und Trocknen en der Luft aufgehängt. Sie wurden dann 30 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt. Die Laminate wurden wie in Beispiel 2 3 beschrieben zusammengebaut und hergestellt. Die Laminateigenschaften sowie die Dicken der einzelnen Schichten sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 70 bis 75

Die Metall-Thermoplast-Metall-Laminate wurden mit C 1010 Niedrigkohlenstoffstahl, vergütet, für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht mit dem in Beispiel 2 3 be-

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schriebenen Verfahren hergestellt, jedoch erfolgte das Reinigen/Atzen durch 15 Sekunden Eintauchen bei Umgebungstemperatur in eine 2%ige wässrige Phosphorsäurelösung. Die Laminateigenschaften, einschließlich der Dicken der einzelnen Schichten, sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiele 76 bis 77

In diesen Beispielen wird die Herstellung von Metall-Thermoplast-Metall-Laminaten beschrieben, deren Metallschichten auf jeder Seite der thermoplastischen Kernschicht verschiedene Zusammensetzung und Dicke haben.

Beispiel 76

Es wurde ein 2,81 mm dickes Laminat unter Verwendung von 50,8 ym dickem 30H rostfreiem Stahl, vergütet, und 152 ym dickem 6061-0 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Metallschichten wurden wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in 1,1,1-Trichloräthan entfettet und anschließend durch 2 Minuten Eintauchen bei 70 ⁰C in 50,0 g/l wässrige Lösung von Apex 764 M gereinigt/ geätzt.

Die Metallschichten wurden aus der Reinigungs/Ätzflüssigkeit entfernt und gründlich unter fließendem Wasser und anschliessend mit entmineralisiertem Wasser gespült. Eine 0,3%ige

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wässrige Lösung von A-IlOO Silan in destilliertem Wasser (pH mit Ameisensäure auf U₁O eingestellt) wurde auf die gereinigten/geätzten Oberflächen des nassen Metalls aufgebracht. Die Metallplatten wurden mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet und 2 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Metallschichten und das Nylon 6,6 wurden in einen 2,64 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Oberflächen der Metallschichten dem Nylon 6,6 gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 2 85 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. Es wurde 3 Minuten lang ein Druck von 907 kg oder weniger angewandt, anschließend wurde er für 1 Minute auf 13605 kg erhöht. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 38 ⁰C abekühlt, anschließend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 77

Es wurde ein 2,79 mm dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat aus 50,8 pm dickem 30H rostfreiem Stahl (vergütet) und 127 ym dickem 30O3-H25 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6,6 mit einem Kristallinitätsgrad von 33% für die thermoplastische Kernschicht mit dem in Beispiel 76 beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Laminateigenschaften sind

in Tabelle I aufgeführt.

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Beispiel 78

Es wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat aus 127 ym dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und ZYTEL* ST-801 (hochschlagfestes Nylon 6,6) für die thermoplastische Kernschicht mit dem in Beispiel 31 beschriebenen Verfahren hergestellt. Jedoch wurde das Aluminium in einer 50,0 g/l wässrigen Lösung von Apex 764 M gereinigt/geätzt und es wurde ein 1,73 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 79

Es wurde ein 1,90 mm dickes Laminat aus 127 pm dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und VYDYNE® R-240 (mineralverstärktes Nylon 6-co-6,6 von Monsanto) für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Aluminiumoberfläche wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in 1,1,1-Trichloräthan entfettet und dann durch 5 Minuten Eintauchen bei 60 ⁰C in eine Natriumdichromat-(Chromsäure)-Lösung gereinigt/geätzt, die 30,0 g Natriumdichromatdihydrat, 150 ml konzentrierte Schwefelsäure (spez. Gew. 1,8H) und 1 Liter Wasser enthielt.

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Jl it

Das Aluminium wurde aus der Reinigungs/Ätzlösung genommen, gründlich unter fließendem Wasser und anschließend mit entmineralisiertem Wasser abgespült, mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet und 2 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die getrockneten gereinigten/geätzten Aluminiumschichten und das VYDYNE* R-240 wurden in einem 1,65 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die gereinigten/geätzten Oberflächen der Aluminiumschichten dem VYDYNE R-2H0 gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 2 85 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. Es wurde 3 Minuten lang ein Druck von 18m kg oder weniger aufgebracht, anschließend wurde er für 1 Minute auf 22675 kg erhöht. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 138 ⁰C abgekühlt, anschließend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 80

Das Verfahren von Beispiel 79 wurde wiederholt, jedoch wurde 152 pm dickes 6061-0 Aluminium für die Metallschichten und ein 1,60 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

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Beispiel 81

Das Verfahren von Beispiel 79 wurde wiederholt, jedoch wurde 152 pm dickes 6O61-T6 Aluminium für die Metallschichten und 1,22 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 82

Das Verfahren von Beispiel 79 wurde wiederholt, jedoch wurde 127 ym dickes 505 2-0 Aluminium für die Metallschichten und ein 1,6 5 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 83

Das Verfahren von Beispiel 82 wurde wiederholt, jedoch wurde ein 1,52 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus
rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 8U

Es wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat aus 127 \im dickem 5052-0 Aluminium für die Metallschichten und einem mineralverstärkten Nylon 6-co-6,6 (im.Handel erhältlich von

Monsanto Company, St. Louis, Missouri 63166 als VYDYNE* R-220)

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für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Aluminiumoberfläche wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in Trichloräthylen entfettet und dann durch 5 Minuten Eintauchen bei Umgebungstemperatur in eine 5%ige wässrige Natriumhydroxidlösung gereinigt/geätzt. Das Aluminium wurde aus der alkalischen Lösung genommen und gründlich mit fließendem Wasser und anschließend mit entmineralisiertem Wasser gespült. Eine 0,4%ige wässrige Lösung von A-IlOO Silan in destilliertem Wasser wurde auf die gereinigten/geätz ten Oberflächen des nassen Aluminiums aufgebracht. Die Aluminiumplatten wurden mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet und 15 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Aluminiumschichten und das VYDYNE* R-220 wurden in einem 1,68 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Aluminiumoberflächen dem VYDYNE* R-220 gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 2 85 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. Drei Minuten lang wurde ein minimaler Druck aufgebracht, anschließend wurde er für 1 Minute auf 22675 kg erhöht. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 200 C abgekühlt, anschließend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

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Beispiel 85

Es wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat aus 50,8 ym dickem C 1010 Niedrigkohlenstoffstahl, vergütet, für die Metallschichten und VYDYNE* R-240 für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Stahloberfläche wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in 1,1,1-Trichloräthan entfettet, und dann durch 5 Minuten Eintauchen bei Umgebungstemperatur in eine 2%ige wässrige Phosphorsäurelösung gereinigt/geätzt. Der Stahl wurde aus der Phosphorsäurelösung genommen und gründlich unter fließendem Wasser und anschließend mit entmineralisiertem Wasser gespült. Eine 0,2%ige wässrige Lösung von A-1100 Silan in destilliertem Wasser (pH mit Ameisensäure auf H,0 eingestellt) wurde auf die gereinigte/geätzte Oberfläche des nassen Stahls aufgebracht. Die Stahlplatten wurden mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet und in einem Ofen 2 Minuten bei 130 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Stahlschichten und das VYDYNE* R-240 wurden in einem 1,21 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Stahloberflächen dem VYDYNE* R-240 gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 285 °C erhitzte Plattenpresse gebracht. 3 Minuten lang wurde ein Druck von 907 kg oder weniger aufgebracht, der anschließend für 1 Minute auf 13605 kg erhöht wurde. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 66 ⁰C abge-

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kOhlt, anschließend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 86

Es wurde ein 1,27 mm dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat mit 76,2 um dickem 304 rostfreiem Stahl, vergütet, für die Metallschichten und VYDYNE* R-210 für die thermoplastische Kernschicht mit dem in Beispiel 85 beschriebenen Verfahren hergestellt. Reinigung/Ätzung erfolgte jedoch durch 2 Minuten Eintauchen bei 70 ⁰C in eine 50,0 g/l wässrige Lösung von Apex 76«* M, und es wurde ein 1,12 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet; das fertige Laminat wurde vor Lösen des Druckes auf 3 8 ⁰C abgekühlt. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I angegeben.

Beispiel 87

Ein 1,85 mm dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat wurde unter Verwendung von 127 pm dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6,6, das 10 Gew.% Glasfaser enthielt, für die thermoplastische Kernschicht mit dem in Beispiel 46 beschriebenen Verfahren hergestellt. Auf das Entfetten in Toluol folgte jedoch eine Spülung mit Aceton, die trockenen A-1100 Silan-behandelten Aluminiumplatten wurden 5 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt,und es wurde

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0 3 0 0 2 8/0700

ein 1,60 nun dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I angegeben.

Beispiel 88

Ein 1,9 3 mm dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat wurde unter Verwendung von 127 \im dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 6 für die thermoplastische Kernschicht mit dem in Beispiel 87 beschriebenen Verfahren hergestellt. Es wurde jedoch ein 1,6 8 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I zusammengefaßt.

Beispiel 89

Das in Beispiel 88 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde Nylon 6, das 10 Gew.% Glasfaser enthielt, für die thermoplastische Kernschicht und ein 1,57 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I angegeben.

Beispiel 90

Es wurde ein 2,34 mm dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat unter Verwendung von 127 ym dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und Nylon 56% 6, ΤΑ-οο-ΗΗ% 6, IA (PARN 56/mO mit einem Kristallinitätsgrad von 35% für die ther-

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030028/07yü

moplastische Kernschicht mit dem Verfahren von Beispiel 36 hergestellt.

Jedoch wurden die behandelten Aluminiumplatten und das PARN 56/HU so in einem 2,08 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl angeordnet, daß die behandelten Aluminiumoberflächen dem PARN 56/UH gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 299 C erhitzte Plattenpresse gebracht. 3 Minuten lang wurde ein Druck von 1814 kg oder weniger aufgebracht, anschließend wurde er für 1 Minute auf 13605 kg erhöht. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 66 ⁰C abgekühlt, anschließend wurde der Druck gelöst. Das Laminat wurde aus der Presse genommen und 1 Std. lang bei 170 ⁰C ausgeglüht. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 91

In diesem Beispiel wird die Verwendung eines amorphen Thermoplasten für die thermoplastische Kernschicht beschrieben.

Das in Beispiel 90 beschriebene Verfahren wurde mit den folgenden Ausnahmen wiederholt:

Die behandelten Aluminiumschichten und das PARN 56/UU wurden in einem 1,78 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Oberflächen der Aluminiumschichten dem PARN 56/UU gegenüber lagen.

Die Anordnung wurde in eine auf 310 ⁰C erhitzte Plattenpresse

-/13U

030028/07LU

gebracht. 3 Minuten lang wurde ein Druck von 1814 kg oder weniger aufgebracht, anschließend wurde er 1 Minute lang auf 136OS kg erhöht. Unmittelbar darauf wurde das Laminat in ein Eis-Wasser-Gemisch getaucht. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I angegeben.

Beispiel 92

Es wurde ein 1,79 nun dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat unter Verwendung von 127 ym dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und Poly-(Äthylenterephthalat) (PET) mit einem Kristallinitätsgrad von 38% für die thermoplastische Kernschicht mit dem in Beispiel 36 beschriebenen Verfahren, jedoch mit den folgenden Ausnahmen, hergestellt:

Die behandelten Aluminiumschichten und das PET wurden in einem 1,5U mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Oberflächen der Aluminiumschichten dem PET gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 2H0 ⁰C Plattenpresse gebracht. 3 Minuten lang wurde ein Druck von 1814 kg oder weniger aufgebracht, der anschließend für 1 Minute auf 13605 kg erhöht wurde. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 55 C abgekühlt, woraufhin der Druck gelöst wurde. Das Laminat wurde aus der Presse genommen und 1 Std. lang bei 150 ⁰C ausgeglüht. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I angegeben.

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030028/07 <i Q

Beispiel 9 3

Das in Beispiel 9 2 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde ein 2,54 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I angegeben.

Beispiel 9t

Ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat wurde unter Verwendung von IUO ym dickem Lithoplate Aluminium für die Metallschichten und Poly-(Äthylenterephthalat) (PET) mit einem Kristallinitätsgrad von 38% für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Das Aluminium wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in Methylenchlorid entfettet und an der Luft getrocknet.

Es wurde eine Z6O2O Silan-Lösung hergestellt, indem man ein Gemisch aus 11,1 g Z6O2O Silan in einer Lösung aus 3 Tropfen Eisessigsäure in 3,6 g Wasser bei Raumtemperatur bewegte, bis sich eine klare, einphasige Lösung bildete, die mit 2254,0 g Äthanol verdünnt wurde.

Das entfettete Aluminium wurde gründlich mit dieser Z6O2O Silan-Lösung benetzt, mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet und 10 Minuten in einem Ofen bei 100 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Aluminiumschichten und das PET wurden in einem 2,79 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus

030028/OVüO

rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Aluminiumoberflächen dem PET gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 2 82 ⁰C erhitzte Plattenpresse gegeben. 3 Minuten lang wurde ein minimaler Druck aufgebracht, der anschließend für 1 Minute auf 22675 kg erhöht wurde. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 66 ⁰C abgekühlt, woraufhin der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen wurde. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 9 5

In dem Beispiel wird die Verwendung eines amorphen Thermoplasten für die thermoplastische Kernschicht beschrieben.

Es wurde das in Beispiel 92 beschriebene Verfahren wiederholt, jedoch mit den folgenden Ausnahmen:

Es wurde ein 1,9 3 mm dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat unter Verwendung von 127 pm dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und PET als thermoplastische Kernschicht mit dem in Beispiel 91 beschriebenen Verfahren hergestellt, jedoch wurde die Plattenpresse auf 285 ⁰C erhitzt. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I angegeben.

Beispiele 96 bis 103

In diesen Beispielen wird die Herstellung von Metall-Thermoplast-Metall-Laminaten ohne Ätzen der Metallschichten oder

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030028/07L]O

Verwendung eines Haftmittels beschrieben.

Die Laminate wurden hergestellt unter Verwendung von 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und einem Schmelzgemisch aus PET mit einem Kristallinitätsgrad von 38% und 11,7% Poly-(Butylen-tere-co-isophthalat)-Block-Poly-(Butylenglycol) (HYTREL* 4056, im Handel erhältlich von E.I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington, Delaware 19898) für die thermoplastische Kernschicht. Die Aluminiumoberflache wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in Trichloräthylen entfettet, senkrecht aufgehängt und ohne Abtropfen an der Luft getrocknet. Das Entfetten wurde mit Methanol wiederholt.

Die entfetteten Aluminiumschichten und das PET/11,7% HYTREL* 4056 wurden so in einem teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl angeordnet, daß die entfetteten Oberflächen der Aluminiumschichten dem PET/11,7% HYTREL* 4056 gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 279 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. 3 Minuten lang wurde ein minimaler Druck ausgeübt, der anschließend 1 Minute lang auf 2 26 75 kg erhöht wurde. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 100 ⁰C abgekühlt, anschließend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sowie die Dicken der einzelnen Schichten sind in Tabelle I aufgeführt.

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030028/0790

Beispiel

Es wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat aus 127 pm dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und PET/11,7% HYTREL* H056 für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Das Aluminium wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in 1,1,1-Trichloräthan entfettet und dann durch 5 Minuten Eintauchen bei Umgebungstemperatur in eine 5%ige wässrige NatriumhydroxidlÖsung gereinigt/geätzt. Das Aluminium wurde aus der alkalischen Lösung genommen und gründlich unter fließendem Wasser und anschließend mit entmineralisiertem Wasser gespült. Eine Lösung aus 0,9985 g A-1100 Silan in 3,126 g Wasser und 243,0 g Äthanol (pH mit Ameisensäure auf 4,0 eingestellt) wurde auf die gereinigten/geätzten Oberflächen des nassen Aluminiums gesprüht. Die Aluminiumplatten wurden mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet und dann 15 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Aluminiumschichten und das PET/11,7% HYTREL* UO56 wurden in einem 1,50 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Oberflächen der Aluminiumschichten dem PET/11,7% HYTREL* 1056 gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 279 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. 3 Minuten lang wurde ein Druck von 2721 kg oder weniger aufgebracht, der anschließend für 1 Minute auf 22675 kg erhöht wurde. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 52 ⁰C abgekühlt, woraufhin der Druck gelöst wurde. -/139

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Das Laminat wurde aus der Presse genommen und 20 Minuten durch nachträgliches Erhitzen bei 150 ⁰C ausgeglüht. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I angegeben.

Beispiel 105

Das in Beispiel 1OU beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde ein 1,65 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 106

Es wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat aus 127 ym dickem 5052-0 Aluminium für die Metallschichten und PET/11,7% HYTREL* U056 für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Aluminiumoberfläche wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in 1,1,1-Trichloräthan entfettet und dann durch 5 Minuten Eintauchen bei 60 ⁰C in eine Natriumdichromat-(Chromsäure)-Lösung gereinigt/geätzt, die 30,0 g Natriumdichromatdihydrat, 150 ml konzentrierte Schwefelsäure (spez. Gew. 1,8H) und 1 Liter Wasser enthielt. Das Aluminium wurde aus der Chromsäurelösung genommen und gründlich mit fließendem Wasser und anschließend mit entmineralisiertem Wasser gespült. Eine 0,4%ige wässrige Lösung Z60U0 Silan in destilliertem Wasser (pH mit Ameisensäure auf H,0 eingestellt) wurde auf die gereinigten/geätzten Oberflächen des nassen Aluminiums aufgebracht. Die Aluminiumplatten wurden

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030028/0790

mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet und in einem Ofen 2 Minuten bei 130 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Aluminiumschichten und das PET/11,7% HYTREL* 4056 wurden so in einem 2,03 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl angeordnet, daß die behandelten Oberflächen der Aluminiumschichten der thermoplastischen Kernschicht gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 279 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. 3 Minuten lang wurde ein Druck von 1814 kg oder weniger aufgebracht, anschließend wurde er für 1 Minute auf 22675 kg erhöht. Das Laminat wurde unter Druck auf 138 ⁰C abgekühlt, anschließend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 107 bis 109

Es wurden Metall-Thermoplast-Metall-Laminate unter Verwendung von 5052-0 Aluminium für die Metallschichten und PET/11,7% HYTREl· 4056 für die thermoplastische Kernschicht mit dem Verfahren von Beispiel 106 hergestellt. Die Laminateigenschaften einschließlich der Dicken der einzelnen Schich ten sind in Tabelle I aufgeführt.

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Beispiele 110 bis 113

Metall-Thermoplast-Metall-Laminate wurden mit 6061-0 Aluminium für die Metallschichten und einem Schmelzgemisch aus PET/11,7% HYTREL* 4056 für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Aluminiumoberfläche wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in Trichloräthylen entfettet und anschließend mit Aceton gespült, dann wurde sie durch 5 Minuten Eintauchen bei Umgebungstemperatur in eine 2,5%-ige wässrige Natriumhydroxidlösung gereinigt/geätzt. Das Aluminium wurde aus der alkalischen Lösung genommen und gründlich unter fließendem Wasser und anschließend mit entmineralisiertem Wasser gespült.Das nasse Aluminium wurde in ein Gemisch aus 50 ml A-1100 Silan-Lösung (hergestellt durch Vermischen von 0,83 g A-1100 Silan mit 208,0 g Wasser) und 50 ml A-174 Silanlösung (hergestellt durch Rühren eines Gemisches aus 10,0 g A-174 Silan, 2,5 g Wasser, und 0,04 g Eisessigsäure bei Raumtemperatur, bis sich eine klare einphasige Lösung bildet, und Vermischen derselben mit 2449,0 g Wasser und 10 ml Äthanol) eingetaucht, mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet und 2 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Aluminiumschichten und das PET/11,7% HYTREL* 4056 wurde in einem teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Oberflächen des Aluminiums dem PET/11,7% HYTREL⁰ 4056 gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 279 ⁰C

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^2951m

erhitzte Plattenpresse gegeben. 3 Minuten lang wurde ein minimaler Druck ausgeübt, der anschließend für 3 Minuten auf 22675 kg erhöht wurde. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 66 C abgekühlt, anschließend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sowie die Dicken der einzelnen Schichten sind in Tabelle I angegeben.

Beispiele HH bis 116

Das in den Beispielen 110 bis 113 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde 6061-T6 Aluminium für die Metallschichten verwendet und aus der A-17U Silan-Lösung wurde das Äthanol weggelassen. Die Laminateigenschaften, einschließlich der Dicken der einzelnen Schichten, sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 117

Es wurde das Verfahren von Beispiel 91 wiederholt, jedoch wurde ein Schmelzgemisch aus PET/11,7% HYTREL* H056 für die thermoplastische Kernschicht verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 118

Ee wurde ein 1,27 mm dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat unter Verwendung von 50,8 ym dickem C 1010 Niedrigkohlenstoff stahl , vergütet, für die Metallschichten und

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030028/07SO

PET/11,7% HYTREL* 4056 für die thermoplastische Kernschicht mit dem Verfahren von Beispiel 85 hergestellt, jedoch wurden die Stahlschichten 2 Minuten in eine PhosphorsMurelösung getaucht, ein 1,1*7 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl wurde verwendet und das fertige Laminat wurde vor Lösen des Druckes auf 38 ⁰C abgekühlt. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I zusammengefaßt.

Beispiel 119

Das Verfahren von Beispiel 118 wurde wiederholt, jedoch wurde ein 2,08 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 120

Es wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat hergestellt wobei für die Metallschichten 127 ym dickes 1100-0 Aluminium und für die thermoplastische Kernschicht ein Schmelzgemisch aus PET mit einem KristallinitMtsgrad von 38% und 11,1% Poly-(Äthylenterephthalat)-Block-45% Poly-(Butylenoxid) (PETBCP) verwendet wurde, wobei die Poly-(Butylenoxid)-Blöcke ein Molekulargewicht von 1000 hatten. Das Aluminium wurde durch Eintauchen wie in Beispiel 1 in Methylenchlorid entfettet und an der Luft getrocknet. Das Aluminium wurde in eine Lösung von jeweils 50 ml A-1100 Silanlösung (hergestellt durch Vermischen von 10,6 ml A-1100 Silan und 31,3 ml Wasser

030Ö28/079Ö

mit 3095 ml Äthanol) und 50 ml A-174 Silanlösung (hergestellt durch 3-minütiges Verrühren eines Gemisches aus 9,6 ml A-174 Silan, 2,5 ml Wasser und 2 Tropfen Eisessigsäure bei Umgebungstemperatur, bis sich eine klare einphasige Lösung bildete und Vermischen derselben mit 3120 ml Äthanol) eingetaucht, mit einem sauberen Sticks toff strahl getrocknet und in einem Ofen 2 Minuten bei 130 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Aluminiumschichten und das PET/11,1% PETBCP wurden in einem 2,82 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl angeordnet und wie in den Beispielen 110-113 beschrieben laminiert. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 121 bis

Es wurden Metall-Thermoplast-Metall-Laminate mit 6061-0 Aluminium für die Metallschichten und einem Schmelzgemisch aus PET/11,1% PETBCP für die thermoplastische Kernschicht mit dem Verfahren der Beispiele 110-113 hergestellt, jedoch entfiel die Acetonspülung in dem Entfettungsschritt. Die Laminateigenschaften, einschließlich der Dicken der einzelnen Schichten, sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 125

Ee wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat mit 152 \im dickem 6O61-T6 Aluminium für die Metallschichten und einem

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030028/0700

^2951m

Schmelzgemisch aus PET/11,1% PETBCP für die thermoplastische Kernschicht wie in den Beispielen 121-124 hergestellt, jedoch wurde im Anschluß an das Entfetten das Aluminium mit UOO-Korn Sandpapier nass abgeschmirgelt, bevor es in der 2,5%igen wässrigen Natriumhydroxidlösung geätzt wurde. Die Metalleigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 126

Mit dem Verfahren von Beispiel 36 wurde ein Metall-Thermoplast Metall- Laminat unter Verwendung von 127 ym dickem Aluminium für die Metallschichten und teilweise kristallinem Poly-( Äthylenterephthalat)-Block-5% Poly-(Butylenoxid)(PET-b-5% PBO) wobei der PBO-Block ein Molekulargewicht 1000 hatte, für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 127

In diesem Beispiel wird die Herstellung eines Metall-Thermoplast-Metall-Laminats ohne Ätzen des Metalls oder Verwendung eines Haftmittels beschrieben.

Es wurde ein Laminat hergestellt, bei dem für die Metallschichten 127 um dickes 1100-0 Aluminium und für die thermoplastische Kernschicht teilweise kristallines Poly-(Äthylenterephthalat)-Blook-2H% Poly-(Butyienoxid) (PET-b-24% PBO), mit Molekulargewicht 1000 der PBO-Blöcke, verwendet

wurde. Das Aluminium wurde durch Eintauchen in Methylen-

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030028/0730

295178Α

chlorid wie in Beispiel 1 entfettet und an der Luft getrocknet. Die entfetteten Aluminiumschichten und das PET-b-24% PBO wurden in einem 2,92 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die entfetteten Oberflächen dem PET-b-24% PBO gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 282 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. 3 Minuten lang wurde ein minimaler Druck angewandt, der anschließend für weitere 3 Minuten auf 22675 kg erhöht wurde. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 66 ⁰C abgekühlt, woraufhin der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen wurde. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 128 bis 131

Es wurden mit dem Verfahren der Beispiele 110-113 Metall-Thenaoplast-Metall-Laminate unter Verwendung von 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und einem Schmelzgemisch aus Poly-(Äthylenterephthalat) (PET) mit einem Kristallinitätsgrad von 38% und 23,5% HYTREL* 4056 für die thermoplastische Kernschicht hergestellt, jedoch wurde Methylenchlorid als Entfettungslösungsmittel verwendet und das Reinigen/Atzen der Aluminiumfläche erfolgte durch 10 Minuten Eintauchen bei Umgebungstemperatur in einer 5%igen wässrigen Natriumhydroxidlösung. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

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Beispiel 132

Das in Beispiel 94 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde ein Schmelzgemisch aus PET mit einem Kristallinitätsgrad von 38% und 23,5% HYTREL* 4056 für die thermoplastische Kernschicht verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 133

Das in Beispiel 91 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde für die thermoplastische Kernschicht ein Schmelzgemisch aus PET mit einem Kristallinitätsgrad von 38% und 10% Poly-(Oxycarbonyloxy-1,4-phenylenisopropyliden-1,4-phenylen), auch bekannt als Poly-[2 ,2-bis(4'-phenylen)-propancarbonat} oder einfach als Polycarbonat oder PC,(im Handel erhältlich als MERLON* MlOO von Mobay Chemical Corp., Pittsburgh, Pennsylvania 15205) verwendet, sowie ein 1,83 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 134

Ein 1,90 mm dickes Metall-Thermoplast-Metall-Laminat wurde mit 127 \im dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und Poly-(Äthylen 80% Terephthalat-co-20% Isophthalat) (PET/I 80/20) mit einem Kristallinitätsgrad von 32% für die thermoplastische Kernschicht hergestellt und eine 0,4%ige

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wässrige Lösung aus A-IlOO Silan in destilliertem Wasser (pH mit Ameisensaure auf H,0 eingestellt) wurde als Haftmittel mit dem in Beispiel 106 beschriebenen Verfahren zubereitet, jedoch mit den folgenden Ausnahmen:

Die behandelten Aluminiumschichten und das PET/I 80/20 wurden in einem 1,65 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Aluminiumoberflächen dem PET/I 80/20 gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 2H0 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. 3 Minuten lang wurde ein Druck von 1814 kg oder weniger angewandt, der anschließend für 1 Minute auf 13605 kg erhöht wurde. Das Laminat wurde dann langsam unter Druck auf 54 ⁰C abgekühlt, anschließend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 135

Das in Beispiel 91 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde das amorphe PET/I 80/20 mit einem Kristallinitätsgrad von nur 5% für die thermoplastische Kernschicht verwendet j ferner wurde ein 1,70 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl benutzt, und die Plattenpresse wurde auf 285 ⁰C erhitzt. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I angegeben.

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^295im

Beispiel 136

Das Verfahren von Beispiel 135 wurde wiederholt, jedoch hatte das amorphe PET/I 80/20 einen Kristallinitätsgrad von nur 3,3%; es wurde ein 1,42 nun dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 137

Ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat wurde aus 127 pm dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und einem teilweise kristallinen Schmelzgemisch aus Poly-(Äthylen 80% Terephthalat-co-20% Isophthalat) (PET/I 80/20) und 11,7% HYTREL* 4056 für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Aluminiumoberfläche wurde durch Eintauchen in Methylenchlorid wie in Beispiel 1 entfettet und an der Luft getrocknet. Das entfettete Aluminium wurde in eine 0,4%ige Lösung von Z6O2O Silan in Äthanol (hergestellt wie in Beispiel 94 beschrieben) eingetaucht, mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet und 10 Minuten in einem Ofen bei 100 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Aluminiumschichten und das PET/I 80/20/11,7% HYTREL* 4056 wurden in einem 2,82 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Aluminiumflächen dem PET/I 80/20/11,7% HYTREL* 4056 gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine auf 249 ⁰C erhitzte Plattenpresse gebracht. 3 Minuten lang

030028/07S0

wurde ein minimaler Druck ausgeübt und anschließend für weitere 3 Minuten auf 22675 kg erhöht. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 66 ⁰C abgekühlt, anschließend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Das Laminat wurde beim Schmelzen bis zu 150 ⁰C 20 Minuten lang ausgeglüht. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 138

Das in Beispiel 137 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde IHO pm dickes Lithoplate Aluminium für die Metallschichten und ein 2,79 mm dicker teflonbeschichteter Fonnrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I angegeben.

Beispiel 139

Das in Beispiel 134 beschriebene Verfahren wurde angewandt, jedoch wurde für die thermoplastische Kernschicht Poly-(Butylenterephthalat) (PET) verwendet, sowie ein 1,65 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl. Die 'Laminateigenschaften sind in Tabelle angegeben.

Beispiel IUO

Das Verfahren von Beispiel 139 wurde wiederholt, jedoch wurde ein 2,82 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften fin-

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den sich in Tabelle I.

Beispiel im

Das Verfahren von Beispiel 94 wurde angewandt, jedoch wurde für die thermoplastische Kernschicht teilweise kristallines Poly-(Butylenterephthalat) (PET, im Handel erhältlich als VALOX* 310 von General Electric Company, Pittsfield, Massachusetts 01201) verwendet, und die Pressenplatten wurden auf 252 ⁰C erhitzt. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel

Das in Beispiel 137 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde für die thermoplastische Kernschicht ein teilweise kristallines Schmelzgemisch aus PBT und 11,7% HYTREL* 4056 (PET/11,7% HYTREL* 4056) verwendet.Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I angegeben.

Beispiel 143

Das Verfahren von Beispiel 142 wurde wiederholt, jedoch wurde für die Metallschichten 140 ym dickes Lithoplate Aluminium verwendet. Die Laminateigenschaften finden sich in Tabelle

Beispiel 144

Das Verfahren von Beispiel 141 wurde wiederholt, jedoch wurde für die Metallschichten 127 ym dickes 1100-0 Aluminium

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verwendet und für die thermoplastische Kernschicht ein teilweise kristallines Schmelzgemisch aus PBT und 23,5% HYTREL* 4056 (PET/23,5% HYTREL* 4056); ferner wurde ein 2,74 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl benutzt. Die Laminateigenschaften finden sich in Tabelle I.

Beispiel IHS

Das in Beispiel 114 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde für die Metallschichten IUO pm dickes Lithoplate Aluminium verwendet, ferner ein 2,77 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel

Mit dem Verfahren von Beispiel 36 wurde ein 2,11 mm dickes Laminat unter Verwendung von 127.um dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und HYTREL* 7246 für die thermoplastische Kernschicht hergestellt, jedoch .. betrug der anfänglich angewandte Druck 1814 kg oder weniger und das fertige Laminat wurde vor der Entfernung aus der Presse auf 54 ⁰C abgekühlt. Die Laminateigenschaften finden sich in Tabelle I.

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Beispiel 117

Das in den Beispielen 128-131 beschriebene Verfahren wurde angewandt> jedoch wurde für die thermoplastische Kernschicht teilweise kristallines Poly-(Butylenterephthalatco-isophthalat)-Block-Poly-(Butylenoxid) (HYTREL* 7246) verwendet, sowie ein 2,82 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 148

Mit dem Verfahren von Beispiel 94 wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat hergestellt, jedoch wurde HYTREL* 7246 für die thermoplastische Kernschicht verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I zusammengestellt.

Beispiel 1*4 9

Mit dem Verfahren von Beispiel 94 wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat hergestellt, jedoch wurde für die thermoplastische Kernschicht ein teilweise kristallines PoIy-(Butylenterephthalat-co-isophthalat)-Block-Poly-(Butylenoxid) (HYTREL* 6 346) verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 150 Mit dem Verfahren von Beispiel 141 wurde ein Metall-Thermo-

-/154

030028/0790

plaet-Metall-Laminat hergestellt, jedoch wurde für die thermoplastische Kernschicht ein teilweise kristallines Poly-(Butylenterephthalat-co-isophthalat)-Block-Poly-(Butylenoxid) (HYTREL* 5555) verwendet, sowie ein 2,6t mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle 1 angegeben.

Beispiel 151

Es wurde das Verfahren von Beispiel im angewandt, jedoch wurde für die thermoplastische Kernschicht teilweise kristallines Poly-(Butylenterephthalat-co-isophthalat)-Block-PoIy-(Butylenoxid) (HYTREL* «»055) verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle 1 angegeben.

Beispiel 152

Es wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat unter Verwendung von 127 ym dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und Poly-(Oxycarbonyloxy-1,H-phenylenieopropylidenl,H-phenylen) (auch bekannt als Poly-^2 ,2^iS-(H¹-phenylen)-propancarbonat] oder einfach als Polycarbonat, im Handel erhaltlich als LEXAN* von General Electric Company, Pittsfield, Massachusetts 01201) für die thermoplastische Kernschicht. Die Aluminiumoberflache wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in Toluol und anschließendes Abspülen mit Aceton entfettet und durch 2 Minuten Eintauchen bei Umgebungstemperatur in 5%ige wässrige Natriumhydroxidlösung

-/155

030028/0790

gereinigt/geätzt. Das Aluminium wurde aus der Reinigungs/ Ätzflüssigkeit genommen* mit heißem fließendem Wasser abgespült und gleichzeitig mit einem sauberen Tuch (Webril Litho Pad) abgerieben, anschließend wurde ohne Abreiben mit heißem Wasser gespült, und mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet. Eine Lösung von 2,5 ml A-IlOO Silan in 1000 ml Wasser wurde auf die gereinigte/geätzte Oberfläche gesprüht und die Platten wurden senkrecht zum Abtropfen und Trocknen an der Luft aufgehängt.

Das Polycarbonat wurde mit Aceton gewaschen, mit «400-Kom Sandpapier abgeschmirgelt, erneut mit Aceton gewaschen und über Nacht (etwa 16 Stunden) bei 60 ⁰C in einem mit Stickstoff durchgeblasenen Vakuumofen getrocknet.

Die behandelten Aluminiumschichten und das behandelte RIycarbonat wurden in einem 1,22 mm dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die Aluminiumschichten den behandelten Oberflächen des Polycarbonat gegenüber lagen. Die Anordnung wurde in eine Plattenpresse, die auf 230 ⁰C erhitzt war, gebracht. Es wurde Druck aufgebracht und 20 Minuten lang aufrechterhalten, nachdem das Polycarbonat in die Matrize geflossen war. Das Laminat wurde dann auf 70 ⁰C abgekühlt, anschließend wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die

Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

-/156

030028/0790

Beispiel 15 3

Mit dem Verfahren von Beispiel 152 wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat unter Verwendung von 127 ym dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten und Acrylnitril-Butadien-Styrol-(ABS)-Mischpolymer für die thermoplastische Kernschicht hergestellt, jedoch wurde als Haftmittel eine Lösung von 2,5 ml hydrolisiertem A-187 Silan in 1000 ml Äthanol verwendet (hergestellt durch 30 Minuten Rühren von 10,0 g A-187 Silan, 2,3 g Wasser und 2 Tropfen Eisessigsäure bei Umgebungstemperatur); ferner wurde ein 1,90 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl zum Einstellen der Dicke der thermoplastischen Kernschicht verwendet und die Plattenpresse wurde auf 200 ⁰C erhitzt. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel ISU

Das in Beispiel 153 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde PoIy-(Vinylchlorid) für die thermoplastische Kernschicht verwendet, sowie ein 1,47 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl zum Einstellen der Dicke derselben. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 155

Es wurde ein Metall-Thermoplast-Metall-Laminat unter Verwendung von 25,1 ym dickem 30H rostfreiem Stahl, vergütet,

-/157 030028/0790

295178A

für die Metallschichten und Poly-(0xy-l,»4-phenylensulfonyl-1 ,'♦-phenylenoxy-l, H-phenylenisopropyliden-l, 4-phenylen) (Polysulfon, im Handel erhältlich von Union Carbide Corporation, New York, New York 10017) für die thermoplastische Kernschicht hergestellt. Die Aluminiumoberfläche wurde wie in Beispiel 1 durch Eintauchen in 1,1,1-Trichloräthan entfettet und dann durch 2 Minuten Eintauchen in eine 50,0 g/l wässrige Lösung von Apex 764 M bei 70 ⁰C gereinigt/geätzt. Der Stahl wurde aus der Reinigungs/Äteflüssigkeit genommen und gründlich mit fließendem Wasser und anschließend mit entmineralisiertem Wasser gespült. Eine 0,3%ige wässrige Lösung von A-IlOO Silan in destilliertem Wasser (pH mit Ameisensäure eingestellt auf 4,0) wurde auf die gereinigte/geätzte Oberfläche des nassen Stahls aufgesprüht. Die Stahlplatten wurden mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet und 2 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Die behandelten Stahlschichten und das Polysulfon wurden in einem 861 um dicken teflonbeschichteten Formrahmen aus rostfreiem Stahl so angeordnet, daß die behandelten Stahloberflächen dem Polysulfon zugewandt waren. Die Anordnung wurde in eine Plattenpresse gebracht, auf 329 ⁰C erhitzt, ein Druck von 907 kg oder weniger wurde 3 Minuten lang aufgebracht und anschließend für 1 Minute auf 13605 kg erhöht. Das Laminat wurde dann unter Druck auf 66 ⁰C abge-

-/158

030028/0790

kühlt, dann wurde der Druck gelöst und das Laminat aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiele 156 bis 157

In diesen Beispielen wird die Herstellung von Metall-Thermoplast-Metall-Laminaten beschrieben» die auf jeder Seite der thermoplastischen Kernschicht Metallschichten mit verschiedener Zusammensetzung besitzen.

Beispiel 156

Es wurde ein Laminat mit 50,8 ym dickem C 1010 Niedrigkohlenstoff stahl, vergütet, und 152 um 6061-0 Aluminium für die Metallschichten und Polysulfon für die thermoplastische Kernschicht mit dem Verfahren von Beispiel 155 hergestellt, jedoch wurde ein 3,10 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 157

Es wurde ein Laminat mit 50,8 μπι dickem ClOlO Niedrigkohlenstoff stahl, vergütet, und 140 ym dickem 3OO3-H25 Aluminium für die Metallschichten und Polysulfon für die thermoplastische Kernschicht mit dem Verfahren von Beispiel 156 hergestellt, jedoch wurde ein 3,11 mm dicker teflonbeschichteter Formrahmen aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I zusammengestellt.

-/159

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295178A

Beispiele 158 bis 161

In diesen Beispielen wird die Herstellung von Metall-Thermoplast-Metall-Laminaten mittels Polymerisation monomerer Stoffe in situ zwischen den Metallschichten beschrieben. Die Laminateigenschaften finden sich in Tabelle I.

Für die Metallschichten der Laminate wurde 127 um dickes Aluminium verwendet. Die Aluminiumoberfläche wurde durch Eintauchen in Toluol und anschließendes Abspülen mit Aceton wie in Beispiel 1 entfettet und dann durch 2 Minuten Eintauchen bei Umgebungstemperatur in 5%ige wässrige Natriumhydroxidlösung gereinigt/geätzt. Das Aluminium wurde aus der alkalischen Lösung genommen und 10 Minuten unter fließendem Wasser und anschließend mit entmineralisiertem Wasser gespült. Eine o,4%ige Lösung von A-1100 Silan in Äthanol wurde auf die gereinigten/geätzten Oberflächen des nassen Aluminiums gesprüht. Die Aluminiumplatten wurden mit einem sauberen Stickstoffstrahl getrocknet und 30 Minuten in einem Ofen bei 130 ⁰C erhitzt.

Beispiel 158

Es wurde ein Laminat jLn situ hergestellt, indem ein Nylon 6 Blockmischpolymer zwischen Lithoplate Aluminiumshichten polymerisiert wurde. Es wurde eine Lösung hergestellt, die 6,0 g VORANOL* 2120 (Polyoxypropylendiol mit Hydroxy1-

030028/0730

zahl 56,8), If,¹» g Isophthaloyl-bis-caprolactam, 1,5 g FLECTOL* H (polymerisiertes 1,2-Dihydro-2,2,H-trimethylchinolin) und 109,0 g ε-Caprolactam enthielt. Die Lösung wurde durch Destillieren von 25 ml Caprolactam bei Unterdruck getrocknet. Eine getrennte Katalysatorlösung wurde durch Zugabe von 7 ml 3-molarem Athylmagnesiumbromid in Diethylether zu 175,0 g trockenem geschmolzenem e-Caprolactam bei

100 ⁰C hergestellt. Die Lösung wurde zur Entfernung von Äther und Äthan evakuiert und bis kurz vor der Verwendung bei 100 ⁰C unter Stickstoff gehalten.

Es wurde eine Form hergestellt, indem man die zwei Aluminiumplatten zwischen erhitzten Pressenplatten in einer geschlossenen Presse so anordnete, daß die behandelten Oberflächen dem polymerisieren Thermoplast zugewandt waren. Die Aluminiumplatten wurden durch 3,18 mm dicke Teflon-Abstandsstücke auseinander gehalten. Nachdem Form und reaktive Lösungen eine Temperatur von 130 ⁰C hatten, wurden die Lösungen mit Zenith-Getriebepumpen in die Form pump-gegossen. Das Verhältnis der Stromvolumina von Monomerlösung zu Katalysatorlösung betrug 1,12:1. Die Ströme wurden mit einem Kenics-Mischer gemischt. Nach 5 Minuten in der Form wurde das Laminat entfernt und man ließ es abkühlen. Das Nylon 6 Blockmischpolymer enthielt 20 Gew.% Polyoxypropylen-Blöcke.

Beispiel 159 Es wurde ein Laminat wie in Beispiel 158 hergestellt, jedoch

-/161

030028/0790

wurde 1100-0 Aluminium für die Metallschichten verwendet.

Beispiel 160

Es wurde ein Nylon 6 Laminat durch Polymerisieren von e-Caprolactarn zwischen 1100-0 Aluminiumschichten hergestellt. Die Form wurde wie in Beispiel 158 hergestellt.

Ep wurde eine Lösung hergestellt, die 350,0 g geschmolzenes e-Caprolactam, 1,5 g FLECTOL* H und 3,Ug PEI-IOOO (Polyäthylenimin, 30%ige wässrige Lösung) enthielt. Die Lösung wurde durch Destillieren von 50 ml Caprolactam unter Druck getrocknet. Die Lösung wurde durch Zugabe von 6',2 ml 3-molarem Äthylmagnesiumbromid in Diäthylather katalysiert, darauf folgte Entgasen im Vakuum. Die Lösungstemperatur wurde auf 130 ⁰C eingestellt und 1,7 ml Acetylcaprolactam wurden als Initiator zugemischt. Die Lösung wurde dann in die auf 180 ⁰C erhitzte Form gegossen. Man ließ den Guß 10 Minuten aushärten, bevor man ihn aus der Form entfernte.

Beispiel 161

Ein mit 40% calciniertem Kaolinitton verstärktes Nylonlaminat wurde durch Umsetzen einer Caprolactamaufschlämmung zwischen 1100-0 Aluminiumplatten hergestellt. Die Form wurde wie in Beispiel 158 hergestellt. Ein Gemisch aus 230,0 g ε-Caprolactam, 1,5 g FLECTOL* H und 2",0 g PEI-IOOO wurde unter Stickstoff auf 130 ⁰C erhitzt. Zu dieser gerührten Lö-

030028/0790

sung wurden 120,0 g Alsilate W calciniertes Kaolin gegeben, wobei die Aufschlämmungstemperatur über 100 ⁰C gehalten wurde. Zu der erhaltenen Aufschlämmung wurden 1,2 ml A-IlOO Silan gegeben. Das Gemisch wurde evakuiert und durch Destillieren von 50 ml Caprolactam getrocknet. Das Vakuum wurde mit Stickstoff aufgefüllt und die Aufschlämmung auf 100 ⁰C abgekühlt. Zu diesem Gemisch wurden 3,2 ml 3-molares Äthylmagnesium hnomid in Diäthylather gegeben, darauf folgte gründliches Entgasen im Vakuum. Das Vakuum wurde mit Stickstoff aufgefüllt und 1 ml Acetyleaprolactam wurde zu der katalysierten Aufschlämmung gegeben, anschließend wurde 30 Sekunden gerührt. Die Aufschlämmung wurde in die auf 180 C erhitzt Form gegossen, man ließ sie 10 Minuten aushärten, bevor sie aus der Form genommen wurde.

Beispiele 162 bis 163

Diese Beispiele beschreiben die Herstellung von Metall-Thermoplast-Metall-Laminaten mit Klebstoffen als Haftmittel.

Die Laminate wurden unter Verwendung on 127 pm dickem 1100-0 Aluminium für die Metallschichten hergestellt. Die Aluminiumoberfläche wurde durch Eintauchen in Toluol und anschließendes Abspülen mit Aceton wie in Beispiel 1 entfettet und dann durch 2 Minuten Eintauchen bei 70 ⁰C in eine 50,0 g/l wässrige Lösung von Apex 764. M gereinigt/geätzt. Das Aluminium wurde aus der Reinigungs/Ätzflüssigkeit genommen und mit heißem fließendem Wasser abgespült, dabei gleich-

-/163

030028/0790

zeitig mit einem sauberen Tuch (Webril Litho Pad) abgerieben; darauf folgte Abspülen mit heißem Wasser ohne Abreiben und Trocknen mit einem sauberen Stickstoffstrahl. Das Aluminium wurde dann für die Beispiele 162 bzw. 163 in einem Ofen 5 Minuten bei 110 ⁰C bzw. 10 Minuten bei 130 ⁰C erhitzt.

Beispiel 162

Eine 50,8 pm dicke nasse Schicht aus GMS 263 [Poly-(2-Äthylhexylacrylat-co-methylacrylat-co-acrylsäure-co-glycidylmethacrylat) oder einfach AcrylatmischpolymerJ-Klebstoff mit 2 5% Feststoffen wurde auf die geianigte/geätzte Aluminiumoberfläche aulgebracht und 15 Minuten an der Luft, dann 2 Minuten bei 90 ⁰C getrocknet.

Eine PoIy-CVinylchlorid)-Platte (PVC) wurde mit einem sauberen, acetongetränkten Tuch abgerieben, mit UOO-Korn Schmirgelpapier abgeschmirgelt, erneut mit einem äcetongetränkten sauberen Tuch abgerieben und in einem Stickstoff-durchgeblasenen Vakuumofen bei 60 C getrocknet.

Die behandelten Aluminiumschichten und das PVC wurden so angeordnet, daß die mit Klebstoff behandelten Oberflächen dem PVC zugewandt waren, und unter Druck bei 200 ⁰C 20 Minuten laminiert. Das Laminat wurde unter Druck auf unter 70 ⁰C abgekühlt und aus der Presse genommen. Die Laminat-

030028/0790

295178A

eigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 16 3

Auf die gereinigte/geätzte Aluminiumoberfläche wurde ein Epoxyklebstoff, der aus EPON* 871:EPON° 82 8 in einem Gewichtsverhältnis von 67:33 bestand (aliphatisches Epoxyharz, Gewicht pro Epoxid, 39O-U7O, bzw. unmodifiziertes bie-Phenol A Epoxyharz, Gewicht pro Epoxid, 185-192, im Handel erhältlich von Shell Chemical Company, Houston, Texas 77002) zusammen mit EP0N° Aushärtemittel V-25 £einem Polyamid, Aquivalentgewicht (Menge zur Umsetzung mit 1 mol Epoxid) von etwa 163^ ir» 50,8 ym dicken Schichten aufgebracht. Die behandelten Aluminiumschichten und eine Nylon 6,6-Platte wurden so angeordnet, daß die mit Klebstoff behandelten Aluminiumflächen dem Nylon 6,6 zugewandt waren, und unter Druck bei 285 °C 10 Minuten laminiert, unter Druck auf 200 ⁰C abgekühlt und aus der Presse genommen. Die Laminateigenschaften sind in Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 168

Die Eigenschaften der wie in den Beispielen 2 bis 16 3 beschrieben hergestellten Metall-Thermoplast-Metall-Laminate, sowie die Metallschichten und thermoplastischen Kernschichten derselben sind in den Tabellen I, II bzw. III zusammengestellt. Proben für alle diese Tests wurden mindestens 18 Stunden lang bei 23 ⁰C vorkonditioniert.

-/165

030028/0790

Mit Ausnahme der Messungen für den Koeffizienten der linearen Wärmedehnung und der Wärmeverformungstemperatur wurden alle Tests bei 2 3 ⁰C und 50%iger relativer Feuchtigkeit durchgeführt. Alle nichtlaminierten Polyamidproben wurden während der Vorkonditionierungszeit bei 23 °C trocken gehalten, so z.B. in versiegelten Dosen zusammen mit Magnesiumperchlorat- oder Calciumsulfatanhydrid-Trocknungsmitteln. Alle anderen Proben wurden bei 50%iger relativer Feuchtigkeit vorkonditioniert.

Es wird darauf hingewiesen, daß die in Tabelle I angegebenen Werte für die Dicke des Thermoplasten einen ungefähren Durchschnitt der Werte der verschiedenen Laminatproben darstellen, die in den Tests verwendet wurden, wobei selbstverständlich kleinere Abweichungen in der Dicke der Proben, die man von den experimentell hergestellten Laminatmustern erhielt, existieren können.

Sofern nichts anderes angegeben, gelten die angegebenen Zugfestigkeitseigenschaften der Metalle für die Metalle, bevor diese den thermischen Bedingungen der Laminierung ausgesetzt wurden; es ist nicht anzunehmen, daß diese Werte sich wesentlich ändern, nachdem die Metalle den thermischen Laminierungsbedingungen der entsprechenden Beispiele ausgesetzt worden waren.

-/166

030028/07 3 0

Tabelle I Eigenschaften der Metall-Thermoplast-Metall-Laminate

Metall

Ca) O O N* OO

Beisp.

Thermoplast

Art

Dicke*,ym Art

2	1100-0 Aluminium	127
3	η	127
4	ti	127
5	5052-0 Aluminium	127
6	η	76,2
7	Lithoplate Aluminium	140
8	1100-0 Aluminium	127
9	1145-0 Aluminium	127
10	n	127
11	1100-0 Aluminium	127
12	M	25,4
13	It	127
If	It	127
15	5052-0 Aluminium	127
16	It	127
17	Il	127
18	•t	152
19	Lithoplate Aluminium	140
20 ·	ti	140
21	η	140
22	6061-T6 Aluminium	152
23	1100-0 Aluminium	50,8
24	It	127
25	It	127
26	n	127
27	M	254
28	It	254

Polypropylen

HDPE
η

ti
ι·
η

HDPE/10%
Glasfaser
LDPE

η •t

η η η
π
η

Il It Il Il

Nylon 6,6

Il

ι·

Il It

Pieke,ym

1570 1570 1650 1730 1780 2770 1500

838 1140 1680 4650 1240

813 1630 1220

787 1020 2740 2720 2540 1240 1780 2950 2160 1800 1140 2790

TR

0,162

0,154

0,147

0,0854

0,101

0,169

0,303

0,223

0,151

0,0109

0,205

0,312

0,156

0,208

0,323

0,298

0,102

0,103

0,110

0,245

0,0571

0,0861

0,118

0,141

0,446

0,182

	Beisp.	CLTE₄	⁰C	hdtJ	Tabelle I	- Fortsetzung	-Festigkeit	- Modul
	2	ΙΟ"⁶/	6	⁰C			10⁶ N/m	10⁹ N/m²
	3	23,		158	IRj	Effektive Biege	64,25	8,69
	4		2	130	%	— Steifheit	41,64	10,13
	5	29,	6		72,0	ΙΟ³ N/m
	6	28,			92,5	329,19	94,45	12,82
	7					428,29	66,60	7,65
	8		5		86,0		97,89	14,48
	9			129			56,19	9,72
	10						49,71	12,96
	11		8		90,9		45,50	12,68
	12	23,	2	96	94,0		33,09	6,62
	13	30,		47	93,0		7,65	1,39
C7 CO	m			101	92,0		39,57	7,93
O	15		9		33,0	295,22	45,78	8,48
O	16	23,		100	91,0		84,80	9,86
Ni	17				93,9		106,86	11,72
OO	18				83,0
\	19 *				81,0
CJ -J	20				85,0		69,63	6,41
O	21				86,0		75,14	8,62
O	22						77,21	7,93
	23		,3				166,15	10,75
	24	46,	,8	136			137,19	5,52
	ι 25	35,		228			127,54	11,44
	£ 26		.0	>25O	11,5	247,94	128,23	11,44
	2 27	29,		>250	19,0		114,44	19,17
	GO 28		,6
		28,		>25O	27,0		131,68	17,72
					1034,84
		39,5

Tabelle I - Fortsetzung Zug

-Festigkeit, IQ^ N/m² -Dehnung, % Modul GIS IZOD Kerbschlagzähigkeit⁰ Beisp. Streckgrenze Bruch Streck- Bruch _1Q9 _N/m2 _Nm Nm/m

grenze

3 28,27 24,82 14,3 35,0 4

5 48,26 47,57 17,0 26,0

6 37,23 36,54 16,0 22,0 7

10

Ö 11 t*> 12 ο ₁₃ S ¹^ co 15 ^ 16 ο 17 -J 18 <£ 19 ■ ° 20

21

22

23

24

25

26

, 27 91,00 82,04 17,7 25,5 2,79 >v 28

σ>
co

CD

Tabelle I - Fortsetzung

Metall

Ca)
CD
O
K>
OO

«J
O

29 30 31 32 33 3M-35 36 37 38 39 40 Ul 42 43 44 45 46

47'

48

49

50

51

52

53

54

55

Art

1100-0 Aluminium

It

5052-0 Aluminium

Il Il •I Il

It Il

ti

Il

•t

Il

Il Il Il

It

304 Rostfreier Stahl vergütet

It •I If It Il ti It

Il ti

Dicke*.um

254

254 25,4 76,2 76,2

127

127
76,2 25,4 76,2

127

127
25,4

2,54 25,4 12,7 12,7 12,7 25,4 12,7 25,4 50,8

Thermoplast

Nylon 6,6

M
Il
Il
It
It
Il
Il
Il
It
Il
It
It
Il
Il

Il Il Il

It Il Il •I It

Dicke .um

1730

940 1800 1780 1730 1650 1600 1330 2840 2820 1750 1750 1680 1680 1270

711

483 1820

5310 11120 5280 2900 2790 4930 1740 2920 1730

TR

0,294

0,540

0,0282

0,0856

0,0881

0,154

0,159

0,115

0,179

0,0540

0,145

0,151

0,200

0,357

0,526

0,0279

0,000957

0,00457

0,00481

0,00876

0,00910

0,0103

0,0146

0,0174

0,0587

Tabelle I - Fortsetzung Effektive Biege

CLTE₁

HDTt

O O Ni OO

29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

47 48 49 50 51 52 53 54 55

10

-6,o₍

26,8 25,0 45,5 34,9

30,6 27,5 30,2 55,8 34,6

26,3 25,6 24,7 33,1

49,0

38,9 26,8

>25O

>246

168

>246

>25O

>246

166

>25O

>246

>25O

134

178

150

153

>25O

-Steifheit -Festigkeit

72,0 53,5 11,0 30,0

79,0 87,0 85,0 33,0

19,0

24,0
59,0

10^J N/m

10° N/m

231,66

809,66
746,63
273,51

832,25
908,24
774,82
780,95
358,60
161,44

511,64

3659,59
41148,50

5743,28

1346,17
690,07

126,16 120,64 129,61 159,94 157,18 177,18 179,93 183,38 133,05 144,77 173,73 175,80 178,55 183,38 201,30 202,68 191,65 174,42

117,89 131,68

143,40

147,53 210,96

-Modul IQ⁹ N/m²

26,96 21,51

5,86 12,34 10,27 18,89 18,89 13,44 5,45

9,65 16,61 18,13 17,37 17,51 16,34 28,95 40,33 12,68

3,84 4,76

7,51

8,27 18,20

Tabelle I - Fortsetzung

ο ω ο ο

Beisp.

29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 34 44 45 46·

47 48 49 50 51

• ⁵² "L 53 S 54 « 55

	Zug	-Dehnung	, %	•Modul	GIS
-Festigkeit,	ΙΟ⁶ N/m²	Streck grenze	Bruch	10⁹ N/m²	Nm
Streckgrenze	Bruch

IZOD Kerbschlagzähigkeit'
Nm/m

101,34

97,89

113,06

110,30

103,41 108,93 108,93 108,24

93,76

95,83

106,86

103,41

97,89

99,96

102,72

108,24

19,0
13,0
17,0
17,0

17,0
18,0
17,0
14,5

27,0 15,2 21,5 22,0

23,5 23,5 23,0 19,0

Sf ·

Tabelle I - Fortsetzung

Ca> O O

	Metall	Art	tt	(	(	Dicke^a,uJn	152)	)	140)	Art	Thermoplast	TR
Beisp.	304 Rostfreier Stahl,	ti	(6061-0 Aluminium	(3003- H 25 Aluminium					Dicke,um
	vergütet	6061-T6 Aluminium	(304 Rostfreier Stahl,		76,2	50,8	Nylon 6,6		0,0935
56	η	vergütet	76,2	tt	1630	0,142
57	η	76,2	η	1070	0,286
58	ti	152	tt	533	0,249
59	6061-0 Aluminium	152	ti	1220	0,279
60	η	152	Il	1090	0,169
61	ti	152	11	1800	0,121
62	Lithoplate Aluminium	152	ti	2510	0,190
63	tt	152	It	1600	0,271
64	11	152	It	1120	0,181
65	11	140	ti	1680	0,108
66	C 1010 Niedrigkohlen	140	It	2590	0,174
67	stoff stahl, vergütet	140	tt	1610	0,190
68	It	140	ti	1470	0,286
69	ti	76,2	H	978	0,0847
70	η			1800
	It	50,8	It		0,0364
71	tt	76,2	It	2790	0,0550
72 ·	(304 Rostfreier Stahl,	50,8	tt	2770	0,0587
73	vergütet	50,8	tt	1730	0,0854
74	76,2	tt	1190	0,128
75	50,8)	Il	1190
76
	)			0,0768
		2640

77	ti
			0,0734
		2600

-J

Beisp.	io-⁵/°c
56	22,3
57	21,6
58	17,8
59
60
61
62	33,5
63
64
65
66
67
68
69
70	16,2
71.
72
73	17,8
74
75
76	(32,8^e
	(35,5^g
77	(23,2^e
	(34,7^g

HDTt

>25O

>25Ο' >25O^J

>25O'

Tabelle I	- Fortsetzung	-Steifheit	88	-Festigkeit	-Modul	N/m²
		ΙΟ³ N/m	,05	10⁶ N/m	10⁹	,58
IRj		751,	,85	222	21	,51
		309,	,72	253	27	,91
70,0	Effektive Biege	131,		297	■ 65	,64
82,0	606,		260	27	,78
85,0			307	29	,61
81,0			196	22	,65
			191	17	,27
75,0			160	18	,89
			137	30	,68
62,0			139	24	,24
			164	15	,65
			169	23	,58
			162	25	,44
			166	31	,58
			211	21	,58
			159	15	,68
66,5		,43	175	18	,54
		,21	159	22	,61
	493		156	36	,40-
47,0	762		183	50	,4l^r) V
			(158	16	1
			(166	17	*,34^f)
45,0^Γ)		(159	16	,17^h)
43,0¹I)		(166	17
45,0^r)	,68
43,0^h)	,01
,13
,59
,47
,48
,65
,63
,19
,95
,77
,59
,01
,15
,65
,94
,80
,94
,49
,38_f ,56^r
,15$
,94^f
,83^h

Tabelle I - Fortsetzung

	Beisp.	-Festigkeit,	Zug	-Dehnung,	%	Modul
	56		ΙΟ⁶ N/m²	Streck		10 K/m*
	57	Streckgrenze		grenze	Bruch	XV/ Hf Ul
	58		Bruch
	59
	60
	61
	62	134,43				3,24
	63	110,30	123,40			2,83
	64		104,79
	65
	66	98,58		15,5	21,0	3,10
*«>**	67	100,65	91,69	13,0	18,5	3,24
O	68		92,38
O	69
N>	70
α>
ο	71	116,51		13,0	19,0	3,79
	72		108,24
to-	73
	74
	75	104,79		16,0	18,0	3,45
	76		104,10
	i 77

GIS IZOD Kerbschlagzähigkeit'

Nm

Nm/m

Tabelle I - Fortsetzung

	I	Beisp.	•	92	Metall	Art	Dicke^a,ym	Thermoplast	Art	Dicke,ym
	/176	78	93	1100-0 Aluminium	127	*Zytel ST-801**	1730
		79	94	It	127	*Vydyne R-2U0**	1650
	80	95	6061-0 Aluminium	152	Il	1600
	81		6O61-T6 Aluminium	152	It	1220
	82.	96	5052-0 Aluminium	127	Il	1650
	83¹		η	127	η	1520
	84	97 1	η	127	*Vydyne R-220**	1680
	85	C 1010 Niedrigkohlen	50,8	Vydyne· R-2UO	12U0
		stoff stahl, vergütet
	86	304 Rostfreier Stahl,	76,2	It	1120
		vergütet
	87	1100-0 Aluminium	127	Nylon 6,6/10%	1600
CvJ				Glasfaser
O	88,	Il	127	Nylon 6	1680
O	89	It	127	Nylon 6/10%	1570
»ο				Glasfaser
OO	90	1100-0 Aluminium	127	Pam 56/UU	2080
				(kristallin)
	91	Il	127	Pam 56/UU	1780
te			(amorph)
O	Il	127	PET	15U0
	tt	127	PET	25UO
	Lithoplate Aluminium	IUO	PET	2790
	1100-0 Aluminium	127	PET	1680
			(amorph)
	It	50,8	PET/11,7% HYTREL	2160
			UO56
It	127	Il	2160

TR

0,lU7 0.15U 0,190 0,2U9 0,15U 0,167 0,151 0,0819

0,136 0,159

0,151 0,162

0,122 0,lU3

0,165 0,100 0,100 0,151

0,0U70 0,118

Tabelle I - Fortsetzung

	CLTE, 10"⁶/^SC	HDT^ °c	%	-Steifheit 10³N/m	5%	Effektive Biese	-Modul io^s N/nr
Beisp.	30,2 24,8 26,3 28,3 34,2 18,2	>25O 239 239 240 240 >237	47,0 27,0 54,0 78,0 66,5	598,32 682,54 317,98		-Festigkeit 10⁶ N/m	12,41 15,93 19,72 21,79 19,58 21,03
78 79 80 81 82 83 84 85	19,3	>240	78,0	408,86		84,11 159,25 183,38 216,47 184,07 211,65	32,19
86	26,6	238	26,0			278,52	14,27
87	24,3 25,0	218 217	33,0 27,0		147,53	12,82 12,41
88 89	40,0 29,0	207 122	20,0 r=l, 24,5	122,71 135,81	10,07 9,03
90 91	29,5 37,4 28,4 29,0	240 79	30,1 36,0	83,42 91,69	14,75 13,86 15,72 13,99
92 93 94 95	52,0	116	18,0	126,85 110,30 152,36 90,31	6,48
96	28,8	238	39,0	97,21	11,72
97				97,89

	ι	Beisp.	•	91
	J^	78	92
	«ο	79	93
	00	80	94
	81	95
	82
	83	96
	84
	85	97
ο
*<>**	86
ο
ο	87
FO
OO	88
O	89
6/.	90
ο

Tabelle I - Fortsetzung Zug

-Festigkeit, IQ⁶ N/m² -Dehnung, % Modul GIS IZOD Kerbschlagzähigkeit^d Streckgrenze Bruch grenze" Bruch ^{10 N/m} ^Nm

9,04 9,04 9,04

>18,O8

113,75 10,0 8,27 >18,O8

104,10 2,7 11,10 < 0,68

1,36 37,37

48,04

Tabelle I - Fortsetzung

Metall

Thermoplast

Art

Dicke* t\im

1100-0 Aluminium

127

η η η

ti η

119 120

5052-0 Aluminium

6061-0 Aluminium

6Ο61-Τ6 Aluminium

Lithoplate Aluminium C 1010 Niedrigkohlenstoffstahl, vergütet

1100-0 Aluminium

508 127 127 127 127 127 127

76,2 127 127 152 152 152 152 152

152 152

mo

50,8

50,8 127

(O

PET/11.7% HYTREL* «»056

η
η
ι»
η

PET/11.7% HYTREL* «»056

PET/11,7% HYTREL *4056

ΡΕΤ/11,1% PETBCP

Dicke«um

1650

1830 1520 2640 2490 3120 1500 1650 2030

1750 1650 1650 1600 1600 1600

2490

1630

914

2900

1170

2080 2820

TR

0,154

0,278

0,668

0,0962

0,102

0,0814

0,169

0,154

0,125

0,0871

0,154

0,190

0,333

0,122

0,187 0,333 0,0966 0,0868

0,0488 0,0901

ro co cn

Tabelle I - Fortsetzung

	Beisp.	CLTE₁	C	HDT*	80,5	Effektive Biege	-Modul
	98	10"⁶/°		⁰C	93,5	-Steifheit -Festigkeit	ΙΟ⁹ N/m²
	99		1			ΙΟ³ N/m ΙΟ⁶ N/m
	100	28,	8	238			18,61
	101	24,		244		114,44	25,51
	102			244	54,0	97,89	11,79
	103			246		101,34	12,41
	104		2		74,0	104,10	11,86
	105	25,	8			104,10	15,72
	106	26,	8			598,14 115,82	19,03
		26,		243		815,44 94,45	14,82
	107					149,60
co	108				73,0		10,62
O	109			239		126,16
O	110
OO	111				90,0		15,79
^,	112			240	75,0	127,54	20,41
O	na					109,61
	114		2		79,0		19,44
to	115	29,				138,57	17,72
O	116				78,0	173,04	27,30
	117				53,0	203,37	35,37
	118		3			r=3% 230,95	12,00
	ι 119	19,	,7	>240		119,96	22,96
	£ 120	18,		239		291,54 174,42	12,13
	OO			249	144,77	12,20
	O				111,68

Tabelle I - Fortsetzung

Zug

-Festigkeit, IQ⁶ N/m² -Dehnung,

Streck-Beisp. Streckgrenze Bruch grenze

99 100 101 102 103 104 105 106

107 108 109 110 111 112 113'

115 116 117 118

119 120

63,42

72,39 78,59

70,32

84,11

95,83 108,93

58,60

65,49 73,77

64,11

77,90

89,62 104,10 Modul

Bruch

N/m²

GIS IZOD Kerbschlagzähigkeit* Nm Nm/m

>18,O8

4,3	11,7	2,34	>18,O8 >18,O8 >18,O8 >18,O8
6,25 8,9	14,0 17,8	26,20 2,55.	>18,O8 >18,08 >18,O8
		2,41	>18,O8
3,9	7,9	9,65	6,33
•»,1 7,4	7,7 8,1	11,72 17,24	9,94 6,78 >18,O8

>18,O8

53,91 49,11 54,98 87,01 74,73

82,21

109,96

168,68

59,79

47,51

00

Tabelle I - Fortsetzung

CD O ro α>

	Metall	Art	Dicke^a, wn	Thermoplast	Dicke,um	TR	\
Beisp.	6061-0 Aluminium	152	Art	2490	0,122	N
121			PET/11,1%
	It	152	PETBCP	1630	0,187
122	It	152	ti	1650	0,184
123	It	152	ti	914	0,333
124	6061-T6 Aluminium	152	ti	1630	0,187
125	1100-0 Aluminium	127	Il	1680	9,151
126	η	127	PET-b-5%	2920	0,0870
127			PET-b-24%
	ti	127	PBO-1000	2360	0,108
128			PET/23.5%
	Il	127	HYTREL 4056	2820	0,0901
129	It	127	Il	2820	0,0901
130	η	127	Il	1650	0,154
131	Lithoplate Aluminium	140	It	2820	0,0993
132	1100-0 Aluminium	127	Il	1830	0,139	IS)
133	η	127	PET/10% PC	1650	0,154	CO Ol
134	It	127	PET/I 80/20	1700	0,149
135 ·			PET/I 80/20
	ti	127	(amorph)	1420	0,179
136	It	127	It
137			PET/I 80/20	2820	0,0901
	Lithoplate Aluminium	140	11,7% HYTREL* 4056	2820	0,0993
138	1100-0 Aluminium	127	It	1650	0,154 .
139	It	127	PBT	2820	0,0901
140	Lithoplate Aluminium	140	It	2820	0,0993
141	1100-0 Aluminium	127	It
142			PBT/11,7% HYTREL * 4056	2790	0,0910

Tabelle I - Fortsetzung

127 128

CLTE_t 10"⁶/°C 28,1

27,9

27,5

HK*

246

243 228 238

ro

129	30,4	242
130	23,9
131	28,8	239
132	27,4	219
133		177
134.		80
135		74
136	25,7
137
138		>207
139
140		225
141
142

	Effektive Biese	-Modul 10⁹ N/m²
	-Steifheit -Festigkeit 10³ N/m 10⁶ N/m	15,17
52,5	126,16	27,16
	117,20	31,99 39,50 10,27
30,0	109,61 168,21 113,06	7,86
	34,47	12,75
38,5	79,28	13,03 9,10 19,17 13,72 13,72 15,24 9,51
23,0 27,0 43,0	103,41 84,80 77,21 83,42 119,96 125,47 85,49	12,68 12,89
42,0	101,34 81,35	13,99 16,75 13,86 15,03 7,58
36,0	95,83 r=4% .96,52 101,34 145,46 54,46

Tabelle I - Fortsetzung

Zug

-Festigkeit, IQ⁶ N/m² -Dehnung, % Modul GIS IZOD Kerbschlagz3higkeit^d

Streck- _in9 _M/m2 _{Mm M}. Beisp. Streckgrenze Bruch grenze Bruch ^{10 N/m Nm Nm/m}

121 72,39 65,49 4,7 12,0 2,83 18,08 68,86

122 71,01 68,94 5,9 12,0 123

124 74,46 71,70 10,0 15,0 2,96 14,92

125 90,31 86,86 5,0 11,0 0,76 8,59 126

127 70,46

128 >18,O8 81,14

σ
ο

¹^ 129 11,30 79,00

130 >18,O8 73,66

ο 131 >18,O8 109,43

^, 132 >13,56 59,25

cc 133

ο 134 135

136 137

138 , 139

co 141 142

5,20	48,58	NJ CO cn
2,71	52,31	-o 00
11,75 11,75 >18,O8	44,31 53,38 80,07

Tabelle I - Fortsetzung

	Beisp	Metall	Art	(	(	Dicke*	,um	Thermoplast	Art	Dicke,um	TR	I	*
	143	Lithoplate Aluminium	(6061-0 Aluminium	(3OO3-H25 Aluminium	140		PBT/11,7%	2790	0,100	\
			(C 1010 Niedrigkohlen	Lithoplate Aluminium			HYTREL 4056
	144	1100-0 Aluminium	stoff stahl, vergütet	1100-0 Aluminium	127		PBT/23,5% *HYTREL 4052**	2740	0,0927
			•1			Il
	145	Lithoplate Aluminium	ti	140		*HYTREL 7246**	2770	0,101
	146	1100-0 Aluminium		127		η	1850	0,137
	147	•1		127		ti	2820	0,0901
	148	Lithoplate Aluminium		140		HYTREL ^β 6 346	2820	0,0993
	149	Il	140		*HYTREL 5555**	2820	0,0993
	150	•1	140		HYTREL · 4055	2640	0,106
	151	η	140		Polycarbonat	2820	0,0993	CO
O	152	1100-0 Aluminium	127		ABS	1220	0,208	cn
co	153	ti	127		PVC	1900	0,134
O	154	•I	127		Polysulfon	1470	0,173
O	155	304 Rostfreier Stahl,	25	,4		864	0,0588
ro		vergütet
	156	(C 1010 Niedrigkohlen	50	,8)
O		stoff stahl, vergütet			Polysulfon
-.3			)		3100	0,0654
O		152	)
O	157	50	,8)
				Polysulfon
			)		3110	0,0614
		140	)	Nylon 6-b-2O%POP
	158	127		•1	3180	0,0799
	, 159	127		It	3180	0,0799
	£ 160	127		Nylon 6/40%	3180	0,0799
	» 161	127		calcinierter Ton	3180	0,0799

Beisp. 143

O
O
N>
OO

146 147 148 149 150 151 152 153 154 155

156

157

CLTE₄ 10~⁶/°C

28,1

32,2 45,2 29,0 19,1

(37,:

28,1

185 212 214 194

124 104

92_i 184¹

(29,3^e 190^J

155'

Tabelle I - Fortsetzung Effektive Biege

IR

83

42,0 49,0 37,0 67,0

33,0^f)

35, Oj)
29,0^Γ)

-Steifheit IQ³NZm

616,70

301,87

453,68 122,92

^Festigkeit IQ⁶NZm 103,41

71,01

87,55 54,12 51,70 62,74 57,22 49,64 27,58 79,97 71,70 91,69 177,18

(149 ,60^f

( . (167,52? (159,94¹

-Modul IQ⁹ NZm² 12,41

11,72

12,62

10,62

10,55

9,10

9,31

7,01

3,72

15,24

11,86

14,20

25,92

12,41^f)

16,75j) 13,72^r)

158 159 160 161

OO

cn

(41,8* 26,6 25,6 30,4 27,9

123'

28,0")

(160,63*¹ 127,54 72,39 117,20 130,30

14,75^h) 13,79

5,45

8,00 11,10

Tabelle I - Fortsetzung Zug

■Festigkeit, IQ⁶ N/m² -Dehnung, % Modul SIS IZOD KerbschlagzÄhigkeit^d

Streckgrenze Bruch grenze" Bruch ^{10 W/m}

1**

Nm	Nm/ m
>18,08	10*,09
>18,08	77,*0
>18,O8	112,63
>18,O8 >18,O8 >18,O8 16,27 3,16	110,50 100,89 358,71 768,67 560,49

1*7 1*8 1*9

5 150 ο 151 ο 152 n> 153 ⁰⁰ 15* S 155

ei 156

157

158

, 159 218,86

^ 160 « 161

	Metall	Art	Tabelle I -	Fortsetzung	Dicke ,um	0 0	TR
	1100-0 Aluminium η		Thermoplast	1650 1800		,15U
Beisp.	Dicke ,um	Art
162 163	127 127	PVC Nylon 6,6

ο ^aDicke jeder Metallschicht

U)

° Gemessen bei 1,82x10 N/m , sofern nichts anderes angegeben

oo Bestimmt, sofern nichts anderes angegeben, bei einer Dehnung von 5% in den äußeren ,x* -χ Metallschichten am Punkt der maximalen Biegung O^

^ Gemessen gemäß ASTM D 256-73 Testverfahren für Kunststoffe ° ^eStahlseite

Stahl auf Seite des Zugs ^Aluminiums eite

Aluminium auf Seite des Zugs μ Gemessen bei 5,88xlO⁶ N/m² N)

2 co

cn oo

Tabelle I - Fortsetzung

	CLTE, 10"⁶A	hdtJ ⁰C	IR^C	Effektive Biege	-Festigkeit 10⁶ N/m	-Modul 10⁹ N/m²
Beisp.	10,1 39,8	86 231		-Steifheit 10³ N/m	90,17 120,92	8,76 9,17
162 163			375,21 195,01

CO O O PO OO

oo

CD

N) CO

cn

co

CO O O K> CO

CD

Tabelle I - Fortsetzung Zug

-Festigkeit, IQ⁶ N/m² -Dehnung, % Modul GIS IZOD Kerbschlagzähigkeit^d

Beisp. Streckgrenze Bruch grenze Bruch ^{10 N/m Nm}

162 163

S ro

«ο CO

cn oo

ca ο ο Ni O

Tabelle II	Metall	Art	η	Eigenschaften der	Dichte^a	Metalle	m
1145-0 Aluminium	C1008 Niedrigkohlen		2 kg/m cm	CLTE*	95,0
It	stoffstahl	Dicke,um	27,07	-in 10"⁶/°C
1100-0 Aluminium	^ ClOlO Niedrigkohlen-	1020	27,07	23,8	94,0
Il	M stoffstahl, vergütet IO O	127	27,07	23,8
It	1040	27,07	23,6
Il	1020	27,07	23,6
It	508	27,07	23,6
3OO3-H14 Aluminium	254	27,07	23,6	88,0
3OO3-H25 Aluminium	127	27,46	23,6
3OO3-H19 Aluminium	635	27,46	23,2
5052-0 Aluminium	140	27,46	23,2	87,5
It	127	26,88	23,2
Il	813	26,88	23,8
It	1020	26,88	23,8
6061-0 Aluminium	127	26,88	23,8	91,0
It	76,2	27,07	23,8
ti	1630	27,07	23,4
6O61-T6 Aluminium	635	27,07	23,4	80,0
It	152	27,07	23,4	83,0
tt	813	27,07	23,4
tt	1270	27,07	23,4
It	4700	27,07	23,4
304 Rostfreier Stahl,	1020	27,07	23,4
vergütet	152		23,4	88,0
	80,26
1220	80,26	15,5^C
76,2		17,3	92,8

1090
	78,34
76,2	15,1

CO

cn

Tabelle II - Fortsetzung

■

Metall

-Modul

Z UK

2

, 10⁶ N/m²

0

V₁

10,0

-Dehnung %

Bruch

Biege

-Modul

71

-Steifheit

N/m

I
■«ν

1145-0 Aluminium

10⁶ 1

-Festigkeit

Verlängerung %

,36^h

10⁹ N/m²

10³

,06

It

bei

12

5,

95

74,46

74

13,0

39,

,74

278,

1100-0 Aluminium

68

0,

43

,25

It

68

46,

42,

299,

,35.

It

68

38,

,05

39,

256,

₍04^d

η

68

,74

79

30,0

32,

ti

68

,85

,25

64,87

71

30,1

3OO3-H14 Aluminium

68

3OO3-H25 Aluminium

68

₍36^h

58,

,37

--

152

7,6^h

3OO3-H19 Aluminium

68

33,

237

2,3

»11

5052-0 Aluminium

68

^l152,

,45

It

70

152,

64,

213,

»91^e

It

70

.21

179,93

194

19,5

416,

O

Il

70

,41

,65

184,07

198

19,2

,23

O

6061-0 Aluminium

70

153,

,88

NJ

It

68

97,

153,

41,

1097,

,49

O3

•1

68

103,

,46

,52

--

128

18,0

,18

65

~^

6O61-T6 Aluminium

68

,93

— 1

Il

68

112

68,

226

It

68

54,

,53

65

I25^f

C3

η

68

42

ti

68

,94

--

293

434

304 Rostfreier Stahl

68

,37

vergütet

282

It

19 3

250

,21

443,97

574

24,0

112

C1008 Niedrigkohlen

,01

,70

stoffstahl

369

ClOlO Niedrigkohlen-

259

,78

372,28

3?5

23,0

162

1308

H/m²

349

,46

326

,94

,97

,94

,01

,94

,36ⁿ

,94

,84

,94

,32

,41

,32

,55

,32

,94

,23

,94

,00

,94

,96

,03

stoffstahl,vergütet 199,93-206,82

cn OO

Tabelle II - Fortsetzung

CaJ O O NJ CO

	0,5	1,0	Biese	Maximum
	67,77	77,90	-Festigkeit, 10⁶ N/m² bei Bruch, r %	106,17
Metall	74,46 70,32	87,55 70,28	3,0 5,0	128,92 104,79
1145-0 Aluminium Il	255,77	320,57	99,27 106,17	380,55
1100-0 Aluminium ti Il II		118,58 128,92 99,96 104,79
Il 3003-H14 Aluminium 3003-H25 Aluminium 3OO3-H19 Aluminium 5052-0 Aluminium Il Il		379,17 317,81

6061-0 Aluminium

101,341 130,30

173,73 201,99

6O61'-T6 Aluminium

It Il

Il

304 Rostfreier Stahl, vergütet

Il

C1008 Niedrigkohlen-

stoffstahl

ClOlO Niedrigkohlen-

stoffstahl,vergütet

324,71 488,10 310,23 535,66

441,91 556,35

483,27 503,26

548,07 537,73 587,37 598,40

703,19 765,23

598,40 623,91

554,28 598,40

779,02

Tabelle II - Fortsetzung

Metall	Dicke,pm	Dichte^a	CLTE_m ^a	¹C
Art		2 *kg/m cm**	10"⁶/°C	m %
Niedrigkohlenstoffstahl	965
Farbtestplatte				91,0
1977 Oldsmobile
Delta 88 Haube	1090
-Aluminium				84,0
1977 Oldsmobile
Delta 88 Haube	864
-Stahl				92,7
1977 Chevrolet
Monte Carlo Haube	838
-Stahl				92,5
1977 Chevrolet
Monte Carlo Haube	813
-Stahl	78, IU

(O OJ

—k OD

Tabelle II - Fortsetzung Zug

-Festigkeit, ΙΟ⁶ N/m^X Biege

-Modul bei Verlängerung % -Dehnung % -Modul -Steifheit

Metall IQ⁶ N/m² 0,2 5,0 10,0 Bruch Bruch IQ⁹ N/m² IQ³ N/m

. Niedrigkohlenstoffstahl

Farbtestplatte 173,73

1977 Oldsmobile Delta 88 Haube

-Aluminium 62,67 506,04

1977 Oldsmobile Delta 88 Haube

-Stahl 167,52 668,88

7? 1977 Chevrolet

ο Monte Carlo Haube , 133,05 485,73 '

ο 1977 Chevrolet X

k> Monte Carlo Haube <A

^ -Stahl 443,00^g 1 v\

Tabelle II - Fortsetzung

CaJ O O

Metall

Niedrigkohlenstoffstahl Farbtestplatte

1977 Oldsmobile

Delta 88 Haube

-Aluminium 1977 Oldsmobile

Delta 88 Haube

-Stahl

1977 Chevrolet Monte Carlo Haube -Stahl

	Biege	N/m²	5,0	55	Maximum
	-Festigkeit, 10⁶ bei Bruch, r %	744,	50	751,45
0,5	1,0 3,0	520,	06	523,25
606,67	686,64 744,55	588,	41
283,34	388,82 483,27	467,		477,06
477,75	513,60 581,16
330,91	383,31 463,28

(0 cn

N) CP cn

-J co

Tabelle II - Fortsetzung Entnommen aus: Lynch, Handbook of Materials of Science, Vol. II, CRC Press, Cleveland, 1975, sofern nichts anderes angegeben

Bestimmt, sofern nicht anderes angegeben, bei einer Dehnung r von 5% in den äußeren Schichten am Punkt der maximalen Biegung

^cBeobachtet

Berechnet aus dem Durchschnitt der Module 42,74 und 39,43, 41,08, für 1040 um bzw. 1020 um starkes 1100-0 Aluminium

^eBerechnet aus dem Modul 64,11 für 1020 um starkes 5052-0 Aluminium

^ω Berechnet aus dem Durchschnitt der Module 68,18 und 65,42, 66,80, für 813 ym bzw. _o 1270 ym starkes 6O61-T6 Aluminium

co berechnet aus dem Modul 133,05 für 838 ym starken Stahl der 1977 Chevrolet Monte ^- Carlo Haube ο

^ Werte gelten für das Metall vor Behandlung mit den thermischen Bedingungen der X Laminierung.

Die Werte für das.Metall nach dieser Behandlung sind: Zugfestigkeit (10^b N/nT) = 111 bei 0,2% Verlängerung, 130 bei 0,5% Verlängerung,

134 bei Bruch.

Zugdehnung bei Bruch = 9,8%

N) CD cn

Tabelle III Eigenschaften der Thermoplaste

ι

Thermoplast

5770

Dichte

99^d
* A

CLTE_C

⁰C

V₁

IR„ -Modul

117

0,38

N/m²

Biege

N/m

-Festigkeit

/197

Art Dicke,um

3230

kg/m cm

»99?

10"⁶/

HDT_C ^D

% 10⁹

89

0,81

0,28

-Steifheit

,19

10⁶ N/m²

Polypropylen

2440

8

»"f

9

⁰C

68

0,78

0,28

10³ 1

,13

•I

3230

8

,48^e

144,

2,3

0,28

329

,86

39,71

•I

8

6

60

0,28

57

,43

HDPE

3150

9

188,

2,89

24

23,03

HDPE/10%

3230

,16*
'¹⁶I

6

46

1,54

57

Glasfaser

3200

,37^e

71,

17,0

0,050

,33

25,78

LDPE

1380

9

7

56

5,4

0,050

5,72

•1

1320

9

,79*

187,

2

2,62

10

,52

Nylon 6,6

1300

11

,88*

110,

35

1,3

110,99

If

1460

,59^e

9

1,45

699

,06

ω

ZYTEL* ST-801

1280

10

130,

5

77

1,2

4,96

,28

72,39

ο

VYDYNE* R-240

13

,29^d

87,

5

62

5,6

323

142,71

ο

VYDYNE R-220

1380

14

83,

109

1504

N)

Nylon 6,6/10%

1350

2

99

3,61

Glasfaser

81,

6

3,0

2,55

142,71

Nylon 6

1330

11

,15^f

133,

113

0,8

104,79

Nylon 6/10%

,0

65

3,93

ο

Glasfaser

1450

,73*
,75*

68,

2,4

146,84

O

PARN 56/44

800

,32*

,6

100

3,03

(kristallin)

12

57,

,6

0,4

4,14

119,27

η

1280

57,

117

_ 1,5

95,14

PARN 65/44

1360

,9

117

(C r=2%)

2,41

(amorph)

3330

11

63,

,7

2,83

120,65

PET (kristallin)

13

92,

► 2

2,21

118,58

PET (amorph)

2110

13

83,

83,42

PET/11,7%

»o

HYTREL * 4056

112,

Tabelle III ■ Fortsetzung

	Thermoplast	-Modul	Zug	N/m²	- Dehnung %	Bruch	T ⁰C	T g o_r	V
	Polypropylen	ΙΟ⁹ N/m²	-Festigkeit 10⁶	Bruch	Streckgrenze		^mc
	It		Streckgrenze			>50,0	170	-(13-8)
	It	1,24			11,0		170	-(13-8)
	HDPE		31,71			>50,0	170	-(13-8)
	HDPE/10%	0,69			18,5		140	-125
	Glasfaser		19,92			>50,0
	LDPE	0,76			12,0	>100,0	140
	It	0,22	19,65		98,0		114	-125
	Nylon 6,6		8,41			36,0	114	-125
	ZYTEL*.ST-801	2,96		63,42	18,0	>50,0	263	50
	VYDYNE* R-240	1,79	83,42		7,1	12,0	265
σ GJ	VYDYNE R-220	5,03	51,64	92,38	3,9	1,8	246
O	Nylon 6,6/10%	6,55	95,83	85,14			241
O	Glasfaser					3,7
	Nylon 6	3,79		91,00		>50,0	260
	Nylon 6/10%	2,69			4,6		220	40-87	N> CD
O	Glasfaser		75,14			3,3			cn
•-3	PARN 56/44	3,93		94,45			218
Ci	(kristallin)					2,2
O	n			78,74			301
	PARN 56/44						301
	(amorph)					>50,0
	PET (kristallin)	2,55			5,6
	PET (amorph)	3,03	88,00		4,8	50,0	257	81
	PET/11,7%	2,21	77,21		3,9			67
	4, HYTREL * 4056		54,95
	«ο

Tabelle III - Fortsetzung

ο ο κ>

	3510	Dichte	CLTE₀	HDT_c ^b	IR	-Modul	N/m²	Bies	,73	-Festigkeit	¥/m²
Thermoplast		2 *kg/m cm**	10"⁶/°C	⁰C		" 10⁹		Ee	,87	10⁶ 1
	3180						1,86	-Steifheit	,80		,11
Art Dicke,ym	3180			82	4	«6		10³ N/m		64
PET/11,7%	3530						1,86		,68		,63
*HYTREL 4056**			93,1	82			2,00		,67	67	,08
PET/23,5%	3430		91,8	68	5	,9	2,69			73	,21
*HYTREL 4056**			116,3	75	1	,6				97
PET/11,1% PETBCP	3610						2,65		,92		,13
PET-b-5% BPO-IOOO			83,7	88	1	,2			,27	115
PET !kristallin)/	3660						2,76				,44
10% Polycarbonat	3450	13,71^f	82,3	75	1	,1				114
PET/I 80/20	3430	C					2,17			,00
(kristallin)	2680	13,40*	78,5	75	4	,5	2,21		91	,97
PET/I 80/20	1800	13,08®	140,6	52	0	,66	5,31		79	,75
(amorph)	3180	12,48®	166,0	53	0	,40	2,55		22	,72
PBT	2790	12,17*	72,4	121	0	,0			102
*HYTREL 7246**	1550	12,17°					2,07	132		,15
Polycarbonat	1500	10,58^e	108,4	81	6	,7	3,38	301	65
It	3780	13,9Of.					3,38	92
ABS	2030	13,90?					3,38			,03
PVC	1750	13,905	63,7	74	1	,4	2,34	453	102	,52
ti	12,38°	90,9	160	0	,6	2,34	79	96
•I	12,38°					2,34
Polysulfon	12,38°
•ι		122
It		78

(O (O

cn 00

	-Modul	Tabelle III	- Fortsetzung	- Dehnung %	Bruch	T_m °c	am ff Ο« T ^C*
	10⁹ N/m²		Zug	Streckgrenze			"c
		-Festigkeit	10⁶ N/m²		>50,0
Thermoplast	2,34	Streckgrenze	Bruch	5,6		257
PET/11,7% *HYTREL 4056**					>50,0
PET/23,5%	1,79	58,60		5,0		257
*HYTREL 4056**	3,09				30,0	260
PET/11,1% PETBCP	2,83	45,50		1 5,0		256
PET-b-5% PBO-1000			73,42		>50,0
PET !kristallin)/	2,83	68,94	41,23	4,5		242
10% Polycarbonat					18,5
PET/I 80/20	2,83	74,46		4,5		202
(kristallin)					>50,0
PET/I 80/20	3,03	76,52		3,45	>50,0
(amorph)	2,14			12,0	>50,0	230	17-80
PBT	0,55	63,49		22,0	>50,0	216
*HYTREL 7246**	2,07	55,84		6,1			145
Polycarbonat		27,58			3,0		145
	1,93	60,67
ABS							81
PVC			41,36		>50,0		81
η	2,28			4,5	7,3		81
η	2,55			6,0			176
Polysulfon		108,24					176
If		73,77	70,32				176
Il

ίο O O

K) CD

OO

Tabelle III - Fortsetzung

³Werte aus der Literatur, wie oben Gemessen bei 1,82x10 N/m , sofern nichts anderes angegeben

^cBeetimmt, sofern nichts anderes angegeben, bei einer Dehnung von 5% in den äußeren Schichten am Punkt der maximalen Biegung

werte für handelsübliches Produkt. Entnommen aus: International Plastics Selector, Cordura Publications, Inc., La Jolla, CA, 1977

^eEntnommen aus Produktbroschüre für handelsübliches Produkt Q Experimenteller Wert ι

N) ^Entnommen aus: Brandrup and Immergut, Eds., Polymer Handbook, 2nd ed., JP

c=o John Wiley & Sons, New York, 1975 ^φ

Claims

Patentansprüche

' 1. Metall-Thermoplast-Metall-Laminat, das eine Kombination der folgenden Eigenschaften besitzt: eine Inelastizitatszahl kleiner als etwa 9 3%, einen Koeffizienten der linearen Wärmedehnung kleiner als etwa 63xlO"⁶/°C,

eine Biegesteifigkeit größer als etwa 52530 N/m und

2 ein maximales Gewicht kleiner als etwa 9,76 kg/m ,

und das aus einer thermoplastischen Kernschicht und einer Metallschicht besteht, die auf beide Seiten der thermoplastischen Kernschicht aufgebracht wird, wobei jede Metallschicht eine Dicke größer als etwa 12,7 ym hat, mit der Maßgabe, daß nicht Aluminium die Metallschicht auf beiden Seiten des Laminats darstellt, wenn die thermoplastische Kernschicht hochdichtes Polyäthylen ist, und ferner mit der Maßgabe, daß, wenn die thermoplastische Kernschicht aus Polypropylen, und die Metallschichten auf beiden Seiten des Kerns aus Aluminium sind, das Laminat ein maximales Gewicht von etwa 5,37 kg/m hat, wobei das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke der thermoplastischen Kernschicht beschrieben wird durch den Bereich, in dem numerisch der Parameter TR (YS /TS ) überlappt,

m c ^r

-/2

r (M*) Htm Telegramm: Bankkonten: Hypo-Bank Manchen 44101221»

NU» BEROSTAPFPATfMTMflnfy«) Q / ft *1 ö f} W-Z 70020011) SwiP. Code HYPO DE MM

»»1274 TELEX: M ύ V Ki C Q r U / 3 U _ttytt Verein»!)«* Manchen 4SIlOO(BLZ 70020270)

ORIGINAL INSPECTED

welcher bestimmt wird durch die Flächen, die durch die Beziehungen von TR (YS /TS ) zu IR^ und CLTE- definiert werden, wobei die untere Grenze der betreffenden Flachen durch die Gleichung für eine gerade Linie

y = mx + b

definiert wird, in der y der y-Achsenparameter IR. oder CLTE₁, χ der x-Achsenparameter TR (YS_m/TS_c), m die Steigung der Geraden, und b deren Schnittpunkt mit der y-Achse ist, mit der Maßgabe, daß,

wenn y IR- bedeutet, m 108 und b Null für Werte von χ von Null bis 0,6 5 ist, und m Null und b 70 für Werte von χ größer als 0,6 5 ist, oder,

wenn y CLTE- bedeutet, m -3,6XlO"¹* und b 45x10 für Werte von χ zwischen Null und 0,1 ist, und m Null und b 9xl0~ für Werte von χ größer als 0,1 ist;

und wobei die obere Grenze der betreffenden Flächen durch die Gleichung für eine Gerade wie oben beschrieben definiert wird, mit der Maßgabe, daß,

wenn y IR, bedeutet, m 2 80 und b 30 für Werte von χ zwischen Null und 0,25 ist, und m Null und b 100 für Werte von x größer als 0,25 ist; oder, wenn y CLTE- bedeutet, m -2,88x10 und b 216xlO~⁶ für Werte von χ zwischen Null und 0,05 ist, m -1,29XlO"*⁴ und b 78,5xlO~⁶ für Werte von χ zwischen 0,05 und 0,26 ist, und m Null und b 45xl0~ für Werte von χ größer als 0,26 ist;

-/3

030028/0790

~³' ^951784

wobei IR, die Inelastizitätszahl des Laminats, gemessen bei Biegung, die S% Verlängerung in den äußeren Metallschichten am Punkt der maximalen Biegung erzeugt, bedeutet;

CLTE, den Koeffizienten der linearen Wärmedehnung des Laminats darstellt;

TR das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke des thermoplastischen Kerns bedeutet; YS die auf die dickengewichtet-durchschnittliche Streckgrenze der zwei Metallschichten bei 5% Verlängerung und TS die Zugfestigkeit der thermoplastischen Kernschicht bedeuten.

2. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die thermoplastische Kernschicht ein Thermoplast auf Olefinbasis ist.

3. Laminat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Olefinbasis Polypropylen ist.

H. Laminat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Olefinbasis hochdichtes Polyäthylen ist.

5. Laminat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Olefinbasis

-M

030028/0790

" "' 2351784

Polyäthylen niedriger Dichte ist.

6. Laminat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallschichten nicht aus Aluminium sind.

7. Laminat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallschichten nicht aus Aluminium sind.

8. Laminat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallschichten nicht aus Aluminium sind.

9. Laminat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß nur eine der Metallschichten aus Aluminium ist.

10. Laminat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß nur eine der Metallschichten aus Aluminium ist.

11. Laminat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß nur eine der Metallschichten aus Aluminium ist.

030028/0790

2351784

12. Laminat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Olefinbasis ein Multi-Polymer ist, das aus Monomeren aus der Gruppe Äthylen, Propylen, 1-Buten, 3-Methylbuten und 4-Methylpenten hergestellt wurde.

13. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die thermoplastische Kernschicht ein Thermoplast auf Amidbasis ist.

m. Laminat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Amidbasis Nylon 6,6 ist.

15. Laminat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Amidbasis Nylon 6 ist.

16. Laminat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Amidbasis Nylon 6-co-6,6 ist.

17. Laminat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Amidbasis ein teilweise aromatisches Nylon ist.

-/6

030028/0790

18. Laminat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß das teilweise aromatische Nylon Nylon 6, Terephthalsäure-co-6, Isophthalsäure ist.

19. Laminat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß Nylon 6, Terephthalsäure-co-6, Isophthalsäure Nylon 0-70% 6, Terephthalsäure-co-100-30% 6, Isophthalsäure ist.

20. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die thermoplastische· Kernschicht ein Thermoplast auf Esterbasis ist.

21. Laminat nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Esterbasis ein Poly-(Alkylenterephthalat) ist.

22. Laminat nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß das Poly-(Alkylenterephthalat) eine Alkylengruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen besitzt,

23. Laminat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß das Poly-(Alkylenterephthalat) Poly-(Äthylenterephthalat) ist.

-/7

030028/0790

24. Laminat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß das Poly-(Alkylenterephthalat) Poly-(Butylenterephthalat) ist.

25. Laminat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß das Poly-(Alkylenterephthalat) ein blockmischpolymermodifiziertes Poly-(Alkylenterephthalat) ist.

26. Laminat nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß das blockmischpolymermodifizierte Poly-(Alkylenterephthalat) ein Poly-(Äthylenterephthalat) /Poly-(Butylentere-co-isophthalat)-Block-Poly-(Butylenglycol)-Gemisch ist.

27. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die thermoplastische Kernschicht ein Thermoplast auf Arylencarbonatbasis ist.

28. Laminat nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Arylencarbonatbasis Polycarbonat ist.

29. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die thermoplastische Kernschicht ein Thermoplast auf Styrolbasis ist.

030028/0790

30. Laminat nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Styrolbasis ein ABS-Harz ist.

31. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die thermoplastische Kernschicht ein Thermoplast auf Vinylbasis ist.

32. Laminat nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Vinylbasis Poly-(Vinylchlorid) ist.

33. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die thermoplastische Kernschicht ein Thermoplast auf Arylensulfonbasis ist.

34. Laminat nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermoplast auf Arylensulfonbasis Polysulfon ist.

35. Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet , daß die thermoplastische
Kernschicht ein zusätzliches Modifizierungsmittel enthält.

36. Laminat nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet , daß das zusätzliche Modifizierungsmit-

030028/0790

tel aus Fasern mit hohem Modul und hoher Festigkeit besteht.

37. Laminat nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet , daß die Fasern mit hohem Modul und hoher Festigkeit Glasfasern sind.

38. Laminat nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet , daß die Glasfasern in einem Gewicht8-anteil von etwa 1 bis 33% vorhanden sind.

39. Laminat nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet , daß das zusätzliche Modifizierungsmittel ein mineralischer Füllstoff ist.

HO. Laminat nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet , daß der mineralische Füllstoff in einem Gewichtsanteil von etwa 1 bis 50% vorhanden ist.

Hl. Laminat nach Anspruch HO, dadurch gekennzeichnet , daß der mineralische Füllstoff calcinierter Kaolinitton ist.

H2. Laminat nach Anspruch Hl₁ dadurch gekennzeichnet , daß der calcinierte Kaolinitton in einem Gewichtsanteil von etwa 20 bis 45% vorhanden ist.

-/10

Ο30Ο28/Ο7Θ0

~¹⁰~ 2951764

H3. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die thermoplastische Kernschicht teilweise kristallin ist.

HH. Laminat nach Anspruch M3, dadurch gekennzeichnet , daß die teilweise kristalline thermoplastische Kernschicht einen Kristallinitatsgrad von mindestens 15% hat.

H5. Laminat nach Anspruch HH, dadurch gekennzeichnet , daß der Fließpunkt jeder der Metallschichten höher liegt als der Kristall-Fließpunkt der teilweise kristallinen thermoplastischen Kernschicht, und daß das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke der thermoplastischen Kernschicht ferner durch den Parameter TR (YS /TS„) beschrieben wird, der

mc

bestimmt wird durch die Fläche, die durch die Beziehung von

TR (YS /TS) zu (HDT, - HDT )/(T - HDT ) definiert wird, mc lerne

wobei die untere Grenze der betreffenden Fläche durch die Gleichung für eine Gerade

y = mx + b

definiert wird, in der y der y-Achsenparameter (HDT^ /(T_m -HDT_C), χ der x-Achsenparameter TR (YS₁₁₁ZTS₀)', ^m

c Steigung der Geraden, und b deren Schnittpunkt mit der

y-Achse ist, mit der Maßgabe, daß

-/11

030028/0790

m 1 und b Null für Werte von χ von Null bis 0,05 ist« β 10 und b -0,H5 für Werte von χ von 0,05 bis 0,12 ist, und η Null und b 0,75 für Werte von χ größer als 0,12 ist, und die obere Grenze der genannten Flache durch die Gleichung einer Geraden wie oben beschrieben definiert wird, Bit der Maßgabe, daß

β 112,5 und b Null für Werte von χ zwischen Null und 0,00H ist,

β 15,3 und b 0,389 für Werte von χ zwischen 0,004 und 0,0H ist, und

β Null und b 1 für Werte von χ größer als 0,0H ist, wobei (HDT, - HDT )/(T - HDT ) eine normalisierte Wär-

Jl C ΠΙ C C

meverformungstemperatur-Variable darstellt, in der HDT. die Wärmeverformungstemperatur des Laminats, HDT_C die Wärmeverformungstemperatur der thermoplastischen Kernschicht,

T den Kristall-Fließpunkt der thermoplastischen Kernte

schicht,

TR das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke der thermoplastischen Kernschicht,

YS_m die dickengewichtet-durchschnittliche Streckgrenze der zwei Metallschichten bei 5% Verlängerung, und

TS_C die Zugfestigkeit der thermoplastischen Kernschicht bedeuten.

H6. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

laß die auf beide

030028/0790

zeichnet , daß die auf beide Seiten der thermopla-

-/12

stischen Kernschicht aufgebrachten Metallschichten die gleiche Zusammensetzung haben.

47. Laminat nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallschichten aus Aluminium sind.

48. Laminat nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallschichten aus Niedrigkohlenstoff stahl sind.

49. Laminat nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallschichten aus rostfreiem Stahl sind.

50. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet * daß die Metallschichten verschiedene Zusammensetzungen haben.

51. Laminat nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet , daß bestimmte wichtige Eigenschaften des Metalls im wesentlichen ausgeglichen sind, so daß

a) CLTEj = CLTEj₁

b) tjEj = ^₁E_{11 und}

O tjysj = Ir₁₁VS₁₁

030028/0790

wobei CLTE^ und CLTE^, t^ und t^, E^ und E^. sowie ys. und ySjj jeweils die Koeffizienten der linearen Wärmedehnung, die Dicken, die Elastizitätsmodule und die Zugfestigkeiten der beiden Metallschichten darstellen, die willkürlich mit "i" oder "υ" bezeichnet werden.

52. Laminat nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß die auf eine Seite der thermoplastischen Kernschicht aufgebrachte Metallschicht Aluminium, und die auf die andere Seite aufgebrachte Metallschicht Niedrigkohlenstoffstahl ist.

53. Laminat nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß die auf eine Seite der thermoplastischen Kernschicht aufgebrachte Metallschicht Aluminium, und die auf die andere Seite aufgebrachte Metallschicht rostfreier Stahl ist.

51. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die auf beide Seiten der thermoplastischen Kernschicht aufgebrachten Metallschichten gleiche Dicke haben.

55. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die auf beide Seiten der thermoplastischen Kernschicht aufgebrachten Metallschichten

-/1H

030028/0790

verschiedene Dicken haben.

56. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sowohl die Metallschichten als auch die thermoplastische Kernschicht duktil sind.

57. Laminat nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet , daß es duktil ist.

58. Laminat nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet , daß es bei erhöhten Temperaturen zu Strukturen dauerhafter Gestalt geformt werden kann.

59. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es im wesentlichen eine flache Struktur ist.

60. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es eine geformte Struktur ist.

61. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die thermoplastische Kernschicht und die Metallschichten gleichförmig mit Hilfe eines Haftmittels miteinander verbunden sind, welches zwischen die Oberflächen derselben eingefügt wird,

-/15

030028/0790

-IS-

62. Laminat nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet , daß das Haftmittel ein Organosilan-Haftpromotor ist.

63. Laminat nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet , daß der Organosilan-Haftpromotor ein Alkyltrialkoxysilan mit Amino-Funktionsgruppe ist.

64. Laminat nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkyltrialkoxysilan mit Aminofunktionsgruppe γ-Aminopropyltriäthoxysilan ist.

65. Laminat nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkyltrialkoxysilan mit Aminofunktionsgruppe N-ß-(Aminoathyl)-y-aminopropyltrimethoxysilan ist.

66. Laminat nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet , daß der Organosilan-Haftpromotor ein Alkyltrialkoxysilan mit Glycidoxyfunktionsgruppe ist.

67. Laminat nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkyltrialkoxysilan mit Glycidoxyfunktionsgruppe γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan ist.

68. Laminat nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet * daß der Organosilan-Haftpromotor ein

030028/0790

Alkyltrialkoxysilan mit Methacryloxyfunktionsgruppe ist.

69. Laminat nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkyltrialkoxysilan mit Methacryloxyfunktionsgruppe γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan ist.

70. Laminat nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet , daß der Organosilan-Haftpromotor ein Gemisch aus einem Alkyltrialkoxysilan mit Aminofunktionsgruppe und einem Alkyltrialkoxysilan mit Methacryloxyfunktionsgruppe ist.

71. Laminat nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkyltrialkoxysilan mit Aminofunktionsgruppe und das Alkyltrialkoxysilan mit Methacryloxyfunktionsgruppe des Gemisches γ-Aminopropyltriäthoxysilan bzw. γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan sind.

72. Laminat nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet , daß das Haftmittel ein Klebstoff ist.

73. Laminat nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet , daß der Klebstoff ein Epoxyharz ist.

-/17

030028/07SO

7H. Laminat nach Anspruch 1, geeignet zur Verwendung als Kraftfahrzeug-Karosserieplatte, dadurch gekennzeichnet , daß

a) der Koeffizient der linearen Wärmedehnung kleiner ist als etwa H5xlO"⁶/°Ci

b) die Inelastizitätszahl kleiner ist als etwa 75%;

c) die Biegesteifigkeit größer ist als etwa 262,65xlO³ N/m und

d) das maximale Gewicht kleiner ist als etwa 6,34 kg/m , und daß das Laminat ferner eine Wärmeverformungstemperatur von über etwa 135 ⁰C hat.

75. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Thermoplast-Metall-Laminats, das eine Kombination der folgenden Eigenschaften besitzt:

eine Inelastizitätszahl kleiner als etwa 9 3%, einen Koeffizienten der linearen Wärmedehnung kleiner als etwa 63xlO"⁶/°C,

eine Biegesteifigkeit größer als etwa 525 30 N/m und ein maximales Gewicht kleiner als etwa 9,76 kg/m , dadurch gekennzeichnet , daß eine Metallschicht mit einer Dicke von über etwa 12,7 μιη auf jeder Seite einer thermoplastischen Kernschicht aufgebracht wird, mit der Maßgabe, daß nicht Aluminium die Metallschicht auf beiden Seiten des Laminats darstellt, wenn die thermoplastische Kernschicht hochdichtes Polyäthylen ist, und ferner mit der Maßgabe, daß,

030028/0790

wenn die thermoplastische Kernschicht aus Polypropylen, und die Metallschichten auf beiden Seiten des Kerns aus Aluminium sind, das Laminat ein maximales Gewicht von etwa 5,37 kg/m hat, wobei das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke der thermoplastischen Kernschicht beschrieben wird durch den Bereich, in

dem numerisch der Parameter TR (YS /TS ) überlappt,

m c ^rr

welcher bestimmt wird durch die Flächen, die durch die Beziehungen von TR (YS /TS ) zu IR- und zu CLTE, definiert

mc* *

werden, wobei die untere Grenze der betreffenden Flächen durch die Gleichung für,eine gerade Linie

y = mx + b
definiert wird, in der y der y-Achsenparameter IR, oder CLTE^, χ der x-Achsenparameter TR (^YS„/^TS _C)> ^{m die} Steigung der Geraden, und b deren Schnittpunkt mit der y-Achse ist, mit der Maßgabe, daß,

wenn y IR, bedeutet, m 108 und b Null für Werte von χ von Null bis 0,65 ist, und m Null und b 70 für Werte von

χ größer als 0,65 ist, oder,

— U — ß

wenn y CLTE, bedeutet, m -3,6x10 und b 45x10 für Werte

von χ zwischen Null und 0,1 ist, und m Null und b 9xl0~ für Werte von χ größer als 0,1 ist;

und wobei die obere Grenze der betreffenden Flächen durch die Gleichung für eine Gerade wie· oben beschrieben definiert wird, mit der Maßgabe, daß,

wenn y IR^ bedeutet, m 280 und b 30 für Werte von χ zwi-

030028/0790

8chen Null und 0,25 ist, und m Null und b 100 für Werte von χ größer als 0,25 ist; oder, wenn y CLTE₁ bedeutet m -2,88xlO"³ und b 216xlO"⁶ für Werte von χ zwischen Null und 0,05 ist, m -1,29x10"** und b 78,5xio"⁶ für Werte von χ zwischen 0,05 und 0,26 ist, und m Null und b 45xlO~ für Werte von χ größer als 0,26 ist; wobei IR, die Inelastizitätszahl des Laminats, gemessen bei Biegung, die 5% Verlängerung in den äußeren Metallschichten am Punkt der maximalen Biegung erzeugt, bedeutet;

CLTE, den Koeffizienten der linearen Wärmedehnung des Laminats darstellt;

TR das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke des thermoplastischen Kerns bedeutet; YS die auf die dickengewichtet-durchschnittliche Streckgrenze der zwei Metallschichten bei 5% Verlängerung und TS die Zugfestigkeit der thermoplastischen Kernschicht bedeuten;

daß ferner aus der thermoplastischen Kernschicht und den Metallschichten ein Laminat hergestellt wird, indem man sie erhöhten Temperaturen und einem Druck aussetzt, die ausreichen, um einen flächenbindenden Kontakt herzustellen, und daß sie auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden.

76. Verfahren nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet , daß die thermoplastische Kernschicht

-/20 030028/0790

teilweise kristallin ist, jede Metallschicht einen Fließpunkt hat, der über dem Kristallfließpunkt der thermoplastischen Kernschicht liegt, und das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke der thermoplastischen Kernschicht ferner durch den Parameter TR (YS /TS_C) beschrieben wird, der bestimmt wird durch die Fläche, die durch die Beziehung von TR <^YS _m/TS_c) zu

(HDT, - HDT )/(T - HDT ) definiert wird, wobei die un-Jl cm c
c

tere Grenze der betreffenden Fläche durch die Gleichung für eine Gerade

y = mx + b

definiert wird, in der y der y-Achsenparameter (HDT,-HDT )

/(T -HDT ), χ der x-Achsenparameter TR (*^s _m/^TS _c)» ^m di

c
Steigung der Geraden, und b deren Schnittpunkt mit der

y-Achse ist, mit der Maßgabe, daß

m 1 und b Null für Werte von χ von Null bis 0,05 ist, m 10 und b -0,4 5 für Werte von χ von 0,05 bis 0,12 ist, und m Null und b 0,7 5 für Werte von χ größer als 0,12 ist, und die obere Grenze der genannten Fläche durch die Gleichung einer Geraden wie oben beschrieben definiert wird, mit der Maßgabe, daß

m 112,5 und b Null für Werte von χ zwischen Null und 0,00H ist,

m 15,3 und b 0,389 für Werte von χ zwischen 0,004 und 0,04 ist, und

m Null und b 1 für Werte von χ größer als 0,04 ist,

-/21

030028/0790

wobei (HDT₁ - HDT_c)/(T_m - HDT_C> eine normalisierte Wär-

c
meverformungstemperatur-Variable darstellt, in der

HDT. die Wärmeverformungstemperatur des Laminats, HDT die Wärmeverformungstemperatur der thermoplastischen Kernschicht,

T den Kristallfließpunkt der thermoplastischen Kernc

schicht,

TR das Verhältnis der Summe der Dicken der Metallschichten zur Dicke der thermoplastischen Kernschicht,

YS die dickengewichtet-durchschnittliche Streckgrenze der zwei Metallschichten bei 5% Verlängerung, und

TS die Zugfestigkeit der thermoplastischen Kernschicht bedeuten.

77. Verfahren nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet , daß die erhöhten Temperaturen zwischen etwa 100 ⁰C und 350 ⁰C liegen.

78. Verfahren nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet , daß ein Haftmittel zwischen die Oberflächen der Metallschichten und die thermoplastische Kernschicht eingefügt wird.

79. Verfahren nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet , daß das Haftmittel ein Organosilan-

Haftpromotor ist.

-/22

030028/0790

80. Verfahren nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet , daß der Organosilan-Haftpromotor ein Alkyltrialkoxysilan mit Aminofunktionsgruppe ist.

81. Verfahren nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkyltrialkoxysilan mit Aminofunktionsgruppe γ-Aminopropyltriäthoxysilan ist.

82. Verfahren nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkyltrialkoxysilan mit Aminofunktionsgruppe N-0-( Aminoäthyl )-y-aniinopropyltrimethoxysilan ist.

83. Verfahren nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet , daß der Organosilan-Haftpromotor ein Alkyltrialkoxysilan mit Glycidoxyfunktionsgruppe ist.

8«*. Verfahren nach Anspruch 83, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkyltrialkoxysilan mit Glycidoxyfunktionsgruppe γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan ist.

85. Verfahren nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet , daß der Organosilan-Haftpromotor ein Alkyltrialkoxysilan mit Methacrylpxyfunktionsgruppe ist.

86. Verfahren nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkyltrialkoxysilan mit Metha-

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cryloxyfunktionsgruppe γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan ist.

87. Verfahren nach Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet , daß die thermoplastische Kernschicht Polypropylen ist, ihre Oberflächen mit Dicumylperoxid behandelt wurden, die Metallschichten aus 1100-0 Aluminium sind, und die erhöhte Temperatur bei etwa 200 ⁰C liegt.

88. Verfahren nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet , daß der Organosilan-Haftpromotor ein Gemisch aus einem Alkyltrialkoxysilan mit Aminofunktionsgruppe und einem Alkyltrialkoxysilan mit Methacryloxyfunktionsgruppe ist.

89. Verfahren nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkyltrialkoxysilan mit Aminofunktionsgruppe und das Alkyltrialkoxysilan mit Methacryloxyfunktionsgruppe des Gemisches γ-Aminopropyltriäthoxysilan bzw. γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan sind.

90. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet , daß das Haftmittel ein Klebstoff ist.

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91. Verfahren nach Anspruch 90, dadurch gekennzeichnet , daß der Klebstoff ein Epoxyharz ist.

92. Verfahren nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet , daß

a) eine wetterbeständige Schutzschicht auf mindestens eine der Metalloberflächen des Metall-Thermoplast-Metall-Laminats aufgebracht wird;

b) die Schutzschicht bei erhöhten Temperaturen ausgehärtet wird;

c) auf Umgebungstemperaturen abgekühlt wird.

93. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Thermoplast-Metall-Laminats , dadurch gekennzeichnet, daß

a) zwei Metallschichten so ausgerichtet werden, daß zwischen ihnen ein Abstand entsteht,

b) zwischen den beiden Metallschichten eine thermoplastische Kernschicht gegossen wird, indem in situ monomeres Material unter Polymerisationsbedingungen polymerisiert wird.

94. Verfahren nach Anspruch 93, dadurch gekennzeichnet , daß das monomere Material ε-Caprolactanv und die thermoplastische Kernschicht Nylon 6 ist.

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95. Verfahren nach Anspruch 93, dadurch gekennzeichnet , daß das monomere Material e-Caprolactan, ein Acyl-bis-caprolactam und Polyoxypropylenglycol ist, und die thermoplastische Kernschicht ein Nylon 6/Polyoxypropylenblockmischpolymer ist.

96. Verfahren nach Anspruch 95, dadurch gekennzeichnet , daß das Acyl-bis-caprolactam Isophthaloyl-bis-caprolactam ist.

97. Verfahren nach Anspruch 93, dadurch gekennzeichnet , daß das monomere Material mit calciniertem Kaolinitton vermischtes e-Caprolactam ist, und die thermoplastische Kernschicht ein mit calciniertem Ton verstärktes Nylon 6 ist.

98. Verfahren nach Anspruch 97, dadurch gekennzeichnet , daß das mit calciniertem Kaolinitton verstärkte Nylon 6 mit 20 bis 45% calciniertem Kaolinitton verstärktes Nylon 6 ist.

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