JPH0226581B2 - - Google Patents

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JPH0226581B2
JPH0226581B2 JP57001106A JP110682A JPH0226581B2 JP H0226581 B2 JPH0226581 B2 JP H0226581B2 JP 57001106 A JP57001106 A JP 57001106A JP 110682 A JP110682 A JP 110682A JP H0226581 B2 JPH0226581 B2 JP H0226581B2
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JP
Japan
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laminate
adhesive
ppdt
aluminum
filament
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JP57001106A
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English (en)
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Suheiue Yakobusu
Budeuiyun Hooheresangu Raurensu
Maritsusen Roerofu
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TEFUNITSUSHE HOOHESUHOORU DERUFUTO
Original Assignee
TEFUNITSUSHE HOOHESUHOORU DERUFUTO
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Publication date
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Application filed by TEFUNITSUSHE HOOHESUHOORU DERUFUTO filed Critical TEFUNITSUSHE HOOHESUHOORU DERUFUTO
Publication of JPS57137148A publication Critical patent/JPS57137148A/ja
Publication of JPH0226581B2 publication Critical patent/JPH0226581B2/ja
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    • Y10T442/3423Plural metallic films or foils or sheets

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも2枚のアルミニウム含有
金属シートからなり、それらの間に芳香族ポリア
ミドを基材とする高い弾性率の繊維が存在し、該
金属シートおよび該繊維は接着剤で結合されてお
り、そして各金属シートは1mmより薄い厚さであ
るラミネートに関する。
上記のようなタイプのラミネートは、ヨーロツ
パ特許公開公報0013146により多少は知られてい
る。この公知のラミネートは、金属−プラスチツ
ク−金属型であり、熱可塑性物質からなる比較的
厚いコア層と、この層の両側を覆う比較的薄い金
属の表面板とで構成される。このプラスチツクの
コア層は実質的に各金属表面板より数倍厚い。同
公報は特に、自動車のボデイーに従来用いられて
きた金属板の代替物に関するものである。自動車
のボデイー用金属板の特性として重要な点の1つ
は、容易にかつかなり変形可能であるということ
である。このため上記公知のラミネートは金属の
表面板の間に熱可塑性の層が設けられており、こ
れによつてラミネート全体が非常によく塑性変形
するようになつている。同公報19ページ35行以下
には熱可塑性のコア層に含ませることのできる
様々な改質剤について検討されている。また同公
報にはそのような改質の1つとして、無機及び/
または有機の充填剤や繊維で熱可塑性物質を補強
し、この充填剤や繊維は熱可塑性の母材の分子と
良く接着するよう接着促進剤やカツプリング剤で
処理しておくと良いというものが示されている。
さらに、グラフアイト、ボロン、鋼、チタン酸カ
リウムのホイスカー等と同様芳香族ポリアミド繊
維も改質剤として使用することのできるものであ
ることが示されている。自動車のボデイーを製造
する際に、上記ラミネートが充分に変形しうるよ
うにするためには、プラスチツクのコア層に含ま
れる繊維は短く分断された形になろう。同公報に
示されたラミネートは、自動車のボデイー製造の
ような利用形態における高い変形性に関しての基
準には適合するだろう。しかし上記公知のラミネ
ートは近年航空宇宙産業で構造物の構成要素に求
められている厳しい要求を満たすものではない。
本発明の目的は、現在の要求条件を満足できる
上に示した型のラミネートを提供することであ
る。
本発明によれば、このラミネートは、繊維はエ
ンドレスフイラメントとして製造されたポリ−パ
ラ−フエニレンテレフタルアミド糸であり、完成
されたラミネートにおいては前記糸条は熱硬化性
材料から実質的に成る接着剤中に事実上直線で横
たわるように存在し、前記フイラメントは5×
104N/mm2より大きい弾性率をもつ材料であり、
そして接着剤層は、接着剤と糸条の合計重量に基
づいて、20〜80重量%の量のフイラメントを含有
する、ことを特徴とする。このような本発明によ
るラミネートは、特に好都合な機械的性質、さら
に特に改良された耐疲労特性を有する。
本発明によるラミネートは、各金属シートの厚
さが0.3〜0.7mmの範囲であり、そして金属シート
が350N/mm2より大きい引張強さを有する材料から
形成されていることによつて、有利に特徴づけら
れる。好ましくは、本発明によるラミネート中の
金属シートはアルミニウム合金、例えば、アルミ
ニウム銅合金、特にAA(USA)No.2024−T3型ま
たはアルミニウム亜鉛合金、特にAA(USA)No.
7075−T6型である。
本発明によるラミネートは、接着剤層中の強化
用糸条が25×104N/mm2以下の弾性率を有する材料
から形成されていることによつて、さらに特徴づ
けられ、10×104〜15×104N/mm2の範囲、特に約
13×104N/mm2の弾性率を有する糸条を有すること
が好ましい。ここにいう弾性率は、ASTM−
D2343に従い測定されたものである。
ポリパラフエニレンテレフタルアミドの糸条お
よびその性質は、Kh.HillermeyerおよびH.
Weylandの“プラスチツク強化用アラミド糸”
「プラステイカ」1977年11月、No.11、第374−380
頁に記載されている。
ラミネートの好ましい実施態様は、本発明によ
れば、糸条が1以上の群で配置されており、そし
て互いに平行に延びていることを特徴とする。本
発明によれば、糸条は7〜11本/cm、好ましくは
約9本/cmのたて糸を有する平織物の形で存在す
ることができ、各たて糸は1200〜2000デシテツク
ス、好ましくは約1610デシテツクスの線密度と、
750〜1250本のフイラメント、好ましくは約1000
本のフイラメントを有する。織物のよこ糸は5.5
本/1cmの糸から構成することができ、各よこ糸
は200デシテツクスの線密度と125本のフイラメン
トを有する。
本発明によれば、糸条は有利には1以上の層で
存在することができ、あるいは糸条は2以上の異
なる方向に延びることができる。
ラミネートの好適な実施態様は、本発明によれ
ば、ラミネートが3枚、4枚、5枚またはそれよ
り多い枚数の金属シートから構成されており、そ
れらの間に高い弾性率の糸条が存在し、そして金
属シートと糸条は接着剤、例えば、金属接着剤に
より一緒に結合されており、糸条は接着剤層中に
20〜30重量%から80重量%まで、好ましくは45〜
50重量%または55重量%までの量で含有されてい
る。
金属シートの最適な数は、意図する用途および
満足すべき要求条件に依存して決定できる。使用
すべき金属シートの数に一般に制限はないが、金
属シートの数は一般に25以下であろう。本発明に
よれば、適切な材料の強化用糸条と組み合わせて
適切な接着剤を選択することにより、各金属シー
トの厚さが個々の糸条含有接着剤層の厚さよりも
大きいラミネートが得られる。薄いシート材料
は、静的性質と動的性質が優れるため、厚いシー
ト材料より好ましい。また、薄いシート材料は、
疲労荷重下の剥離の発生の観点からも好ましい。
少数の比較的厚い層の代わりに、比較的多数の薄
い金属層および糸条−接着剤層を使用すると、接
着剤における剪断応力ピークが減少し、そして剥
離の発生が減少する。本発明に従い、シートの厚
さを最適にすると(最適な金属−糸条の比)、前
記好適な結果が得られるであろう。
本発明によるラミネートは、特に有利に、車両
または宇宙船または航空機における構造単位とし
て、例えば翼下部の表面材料として、一つには構
造材料の重量を節約するために、そして一つには
割れ目の形成に関するかぎり安全性の観点から使
用できる。
接着剤として、優れた金属接着剤、例えば、
BSL312ULまたはFM−123−5またはFM73(チ
バ−ガイギー社製)あるいはAF126−2型および
AF162−3型接着剤(3Mカンパニー製)を使用
できる。しかしながら、他の加熱硬化性または非
加熱硬化性の金属接着剤を使用できる。本発明に
よる完成されたラミネートにおいて、接着剤層
は、例えばエポキシ樹脂に基づく熱硬化性合成材
料から形成する。熱可塑性合成材料とは対照的
に、熱硬化性合成材料は、高温において可塑性と
ならずまた溶融しない。
本発明によるラミネートの一例を、第1図に斜
視図で概略的に示す。ラミネートを一般に数字1
で示す。ラミネートは4枚の金属シート2から構
成され、これらのシートは介在する糸条−接着剤
層3により一緒に結合されており、この層3にお
いて糸条はたて糸が高い弾性率の糸条4により形
成されている織物の形で含有されている。第2
図、第3図および第4図は、強化用織物のたて糸
4に対して横方向に見た本発明のラミネートの断
面を概略的に図解する。第1〜4図において、対
応する部分は同じ数字で示されている。図解する
ラミネートは、異なる数の層から構成されてい
る。第2図のラミネートは2枚の外側金属シート
2から成り、これらの金属シート2は介在する糸
条−接着剤層3により一緒に結合されている。第
3図のラミネートは3枚の金属シート2からな
り、これらの金属シートは2層の介在糸条−接着
剤層3により一緒に結合されている。第4図のラ
ミネートは5枚の金属シート2から構成されてお
り、これらの金属シートは4層の糸条−接着剤層
3により一緒に結合されている。第1図、第2
図、第3図および第4図のラミネートは、ラミネ
ートの中央を通りかつ金属シートの平面に対して
平行である平面を基準に、完全に対称である。原
理的には、金属シートに対して平行である平面に
対して対称でないラミネートを構成することもで
きる。
第11図は、第1図に従う型の4枚の金属シー
トと3層の介在する加工糸−接着剤層とからなる
ラミネートの、たて糸に対して垂直の方向に見た
高度に拡大した断面40Xを示す。第11図に示
すラミネートは、航空機の建造にしばしば用いら
れるAA(USA)No.2024型のアルミニウム銅合金
の金属シートの4枚から構成されている。金属シ
ートの厚さは0.6mmである。各2枚のシート間の
強化された接着剤の層は優れた金属接着剤の2枚
の接着剤フイルムから構成されており、各フイル
ムは0.08mmの初期厚さと100g/m2の重量を有す
る。これら2枚の接着剤フイルムの間に前述の型
のアラミド糸の織物が存在し、この織物は約0.10
mmの厚さと150〜180g/m2の重量を有している。
使用した接着剤は、120℃まで加熱したときにの
み硬化することができる型のものであつた。
第11図に示したラミネートを作る手順は、次
の通りであつた。まず、前記アルミニウム銅合金
の4枚の同一金属シートを可動支持体上に重ね、
アラミドの織物を含有する接着剤の2枚のフイル
ムを各2枚の連続する金属シート間に配置した。
得られたゆるい平行な部分、すなわち、4枚の金
属シートと強化用織物を有する接着剤の3層と
を、支持体上にまだ存在する間に、ある薄いプラ
スチツクシート材料でおおう。引き続いて、包ん
だゆるい部分から成るラミネートを、ラミネート
の包装物内部を減圧することによつて圧縮した。
次に、包んだラミネートとその支持体をオートク
レーブ内に入れた。オートクレーブを閉じた後、
その内部のラミネートを6バールの空気圧に暴露
し、温度を120℃に上昇した。オートクレーブ内
に30分間入れた後、ラミネートを仕上げ、それを
オートクレーブから取り出した。接着剤層で一緒
に結合する前に、金属シートはもちろんある適当
な予備処理、例えばクロム硫酸浴中のアルカリ性
脱脂エツチング、クロム酸または硫酸中の陽極酸
化、使用する接着剤の種類に適する下塗り、例え
ば腐食抑制性質を有するエポキシフエノールに基
づく下塗りの適用に付さなくてはならない。
同時に出願した本出願人の特許出願には、予備
応力を加えたときに得ることができる本発明の他
の改良が記載されている。
第5図は、金属シートを塑性変形する方法によ
り予備応力を加えたラミネートの製造法を図解し
かつ説明する。また、この実施例は前記アルミニ
ウム銅合金A(USA)No.2024型の4枚の金属シー
トのラミネートを取り扱い、シートは0.6mmの厚
さを有する。4枚のアルミニウムシートAlは、
介在する3枚の各々アラミド織物Arを含有する
金属接着剤の糸条−接着剤層により一緒に結合さ
れている。各糸条−接着剤層は0.25mmの厚さを有
する。種々の測定を実施したラミネートの試料
(ARALL)は、20mmの幅を有する。第5図にお
いて、伸び率%が横軸として、縦軸として引張荷
重Pに対してプロツトされている。3種類の材料
について、引張力を増加したときの伸び率%を線
ARALL、AlおよびArで示している。ARALL線
はラミネートにその全体において関係する。Al
線は前記アルミニウム合金それ自体の挙動に関係
する。Ar線は糸条−接着剤層、すなわち、ポリ
−パラフエニレンテレフタルアミド糸から構成さ
れた織物を含有する接着剤層の挙動に関係する。
ここでは結合は熱(120℃)の影響下に生ずるの
で、結合後の冷却中の挙動およびアルミニウムと
アラミドとの間の膨張係数の差のため、Alおよ
びArの線はゼロ点から始まらない。第5図が示
すように、その全体に荷重が加えられておらずか
つアルミニウムシートAl中に例えば、88.5N/mm2
程度の圧縮応力と接着剤−アラミド層Ar中に同
じ大きさの引張強さを有する、ラミネート
(ARALL)が得られる。こうして予備応力が加
えられているが荷重が加えられていないラミネー
トは、伸び率が約1.4%であるようなアラミドの
たて糸の方向の外部の引張力をラミネートに加え
ることによつて得ることができる。第5図が示す
ように、アルミニウムシートに荷重が加えられな
いと、アルミニウムシートは約0.75%の比塑性伸
びを示す。ラミネートの意図する用途に依存し
て、完成したラミネートの金属シート中の所望の
圧縮応力をその製造中に予備設定することができ
る。第5図において、Pi、AlおよびPi、Arはそ
れぞれアルミニウムシートおよびアラミド糸含有
接着剤層中の内部力であり、それらの力は等しい
が方向が逆である。この場合において、Pi、Al
は−88.5N/mm2の内部応力に相当し、そしてアル
ミニウムシート中の塑性伸びは0.75%である。
第6図は、孔をもたない試験試料と、直径6.3
mmの孔をもつ試験試料とについて実施した引張試
験の結果を示す。また、これらの試験は、AA
(USA)No.2024型の前記アルミニウム銅合金の4
金属層と接着剤の3アラミド織物含有層とから構
成した、本発明によるARALL型のラミネートに
ついて実施した。試験は3種類の材料、すなわち
Alで示す前記中実アルミニウム合金の試験試料、
ARALLで示す前記の予備応力を加えていないラ
ミネートの試験試料およびARALL(予備応力を
加えた)で示す予備応力を加えた試験試料につい
て実施した。第6図から明らかなように、まず第
一にARALLおよび予備応力を加えたARALLラ
ミネートは中実アルミニウム(AL)の引張強さ
よりも約10〜15%大きい引張強さを有する。さら
に、中実アルミニウムの場合とは対照的に、予備
応力を加えたRAALLの引張強さは孔を形成した
試験試料によつて減少しないことは特に好適であ
ると考えられる。
第7図は、航空機において通常適用されるシミ
ユレート飛行試験の結果を示す。試験は3種類の
ラミネートについて実施した。第1ラミネートは
一緒に結合した5層の金属シート(Alで示す)
から成り、金属はAA(USA)No.2024型のアルミ
ニウム銅合金であり、4層の接着剤中に糸条は存
在しなかつた。第2ラミネートは同じ合金の5層
の相互に結合したアルミニウムシートから構成さ
れ、アラミド織物(ARALLで示す)が接着剤層
中に存在した。第3ラミネートは第2ラミネート
と同じ型であるが、ただし予備応力を加えられて
いた(予備応力を加えたARALLで示す)。試験
試料は、長さが300mm、幅が100mmおよび全厚さが
4mmであつた。実線と破線は、試験前に7mmのの
こぎりカツトを形成した試験試料を用いて得られ
た結果を示す。一点鎖線は、試験前に中央に直径
11mmの円形の孔が形成された試験試料を用いて得
られた結果を示す。第7図は3種のラミネートに
ついて実施した疲労試験の結果を示し、試験試料
に特別の飛行シミユレーシヨンのプログラムに従
い変化する荷重を加えた。第7図において、割れ
長さ2a(mm)を横軸にプロツトし、そして割れ
伝ぱん速度da/dn(mm/飛行)を縦軸にプロツト
する。Al線とARALL線とを比較すると、
ARALLラミネートにおける割れ伝ぱん速度はAl
ラミネートにおけるよりもかなり小さいことがわ
かる。予備応力を加えたARALLの結果はかなり
よい。その場合において、割れ伝ぱん速度は殆ど
ゼロに減少する。また、予備応力を加えた
ARALLを用いる試験を多少異なる試験試料、す
なわち中央に大きい孔を有する試料について実施
したとき、結果は破線の傾向から明らかなように
特に好適である。第7図において、SmFはシミユ
レート飛行中の試験試料における平均応力を示
す。
また、第8図は、航空機工業において用いられ
ているシミユレート飛行試験のプログラムに従つ
て荷重を変化した実験の結果を示す。全ての試験
は300×100mm、厚さ3〜4mmの中央に3mmののこ
ぎりカツトを形成した試料について実施した。試
験は5種類の異なる材料について実施した。第1
の材料は厚さ3mmの中実アルミニウム(1×3mm
Al)、第2の材料は接着剤中に糸条を含有しない
3枚の厚さ1mmの金属シートのアルミニウムラミ
ネート(3×1mmAl)、第3の材料は接着剤層中
に糸条を含有しない5枚の厚さ0.6mmのアルミニ
ウムラミネート(5×0.6mmAl)、第4の材料は5
枚の厚さ0.6mmのアルミニウムシートと接着剤層
中に含有された強化用織物とのラミネート(5×
0.6mmARALL)、そして第5の材料は予備応力を
加えた最後に述べた型のラミネート(5×0.6mm
ARALL予備応力を加えた)であつた。アルミニ
ウムは再びAA(USA)No.2024型のアルミニウム
銅合金により形成する。第8図は、種々の材料に
ついて、試験試料が破壊するまでのシミユレート
飛行の回数を示す。区画A,BおよびCは、試験
試料への平均荷重を徐々に増加したとき、すなわ
ち、それぞれSmF=70,90および100N/mm2のとき
の試験結果を示す。第8図から明らかなように、
厚さ0.6mm、すなわち厚さが1mmよりかなり小さ
い金属シートからなるARALL材料の挙動は特に
好適である。高い平均荷重を加えた試験の区画B
に記載する結果は、ARALL材料の好適な挙動を
確認している。最後に、区画Cにおいて、予備応
力を加えたARALLの試験試料に高い荷重を加え
た結果が示されている。これから明らかなよう
に、100000回程度もの多くのシミユレート飛行後
であつてさえ、予備応力を加えたラミネートはま
だ破壊しなかつた。
第9図は、一定振幅において変化する荷重を第
9図の上方に示す耳型の試料に対し加え実施した
疲労試験の結果を示す。試験は種々の材料につい
て実施した。それらを第8図と同様にして示す。
区画Aに記載する結果から明らかなように、厚さ
が1mmより小さい金属シートのARALLラミネー
トは特に好適な性質を有し、そして結果は金属シ
ートの層厚さを減少してさえ改良される。第9図
の区画Bにおいて高い平均荷重下に得られた試験
結果を示し、その場合にもARALLラミネートは
特に好適な結果を示す。
第10図は航空機工業において普通に使用され
るボルトジヨイント型の材料について実施した試
験の結果を示す。この型の試験試料は、第10図
の上部に斜視図で示されており、ボルトを収容す
る直径6.3mmの孔を有する。第10図の区画Aに
引張試験の結果を引張強さ(N/mm2)で示す。こ
れから明らかなように、予備応力を加えた
ARALLラミネートは中実アルミニウムシート材
料(AL)の引張強さよりも約22%大きい引張強
さを有する。アルミニウムシートは、第6〜9図
を参照して述べたのと同じ種類の合金である。第
10図の区画B1およびB2において、一定振幅に
おいて変化する引張荷重を用いた試験結果を示
す。それから明らかなように、予備応力を加えた
ARALLラミネートの試験試料は、実際上無限回
の荷重サイクルに暴露しても破壊しない。区画
B2は、6週間湿つた塩の雰囲気に前もつて暴露
した試験試料の結果を示す。B1は単に通常の大
気に暴露した試験試料を用いて得られた結果を示
す。第10図の区画C1およびC2において、航空
機工業において使用される飛行シミユレーシヨン
プログラムに従つて、高度に変動する荷重に試験
試料を暴露した試験結果である。それからまた明
らかなように、予備応力を加えたARALLラミネ
ートは、実際上無限回のシミユレート飛行に耐え
る。区画C2において、6週間湿つた塩の雰囲気
に前もつて暴露した試験試料を用いて得られた結
果を示す。区画C1は通常の大気に単に暴露した
試験試料を用いて得られた結果を示す。区画C1
およびC2の結果を比較すると、中実アルミニウ
ムの試験試料と異なり、予備応力を加えた
ARALLラミネートの試験試料は塩の雰囲気によ
り影響を受けなかつたことが明らかである。
上述の試験結果は主に本発明によるラミネート
に関するものであり、金属シートは航空機二業に
おいて大規模に用いられているアルミニウム銅合
金であり、熱硬化性材料の接着剤層はポリパラフ
エニレンテレフタルアミド糸の織物を含有する。
使用する糸条は、例えばアレンカ(Arenka)930
のように低いクリープを有し、そのクリープ性は
前記文献「プラステイカ」1977年11月、No.11、第
374−380頁に述べられている。
本発明の範囲内で、種々の変更を行うことがで
きる。本発明によるラミネートにおいて、原理的
には、1つの同一ラミネート中に2種以上の異な
る厚さを有しかつ対称または非対称に配置されて
いる金属シートが存在することができる。
また、1つの同一ラミネート中に異なるアルミ
ニウム含有金属またはアルミニウム合金のシート
を原理的に含有できる。本発明によるラミネート
は、原理的に、例えば1mの幅および数メートル
の長さを有するシート材料の形に作ることができ
る。航空機および宇宙船工業の分野において使用
される他に、本発明によるラミネートは種々の他
の工業の分野、特に静的および動的疲労性ならび
に損傷許容性が高度に要求される分野において有
利に使用できる。
従来の技術に関しては、デイー.ケー.クラツ
プロツト、シー.エル.マホニイ、テイー.エ
フ.マイカ、ピー.エム.ステイフエルおよびテ
イー.ジエー.アポンギによる〓接着剤の高いモ
ジユラスの繊維強化剤により改良された疲労寿
命〓ナシヨナルサンプル20、1975年4月、に関連
記載がある。この論文は適切なラミネートの形態
をとる構造物の構成要素には触れておらず、隣接
した2枚の基本的なチタン板のエツジを接合する
こと、つまり同一平面上にある2枚の平板を接合
することに関する実験について述べているだけで
ある。このような接合部は、ダブルラツプまたは
ダブルストリツプタイプである。つまり2枚の板
はそのエツジ部で、細長い小片によつて両面を覆
われる。クラツプロツトらの論文の第2図には試
験標本が示されているが、それは2枚の基本的な
比較的厚い(0.050=1.27mm)金属板が2つの細
長い複合体小片(厚さは同じく0.050=1.27mm)
によつて接合されており、その小片は2つの基本
的な金属板の隣接したエツジの両面を覆つてい
る。2つの小片は複合体であり、すなわちエポキ
シ樹脂の母材を繊維で補強したものである。この
2つの複合体小片はエポキシ樹脂母材の接着作用
により金属板に固定されており、その結果2枚の
金属板のエツジが互いに接合されている。クラツ
プロツトらの論文では、とくに高いモジユラスの
繊維によつて補強された複合体を用いた実験につ
いて示されている。この論文には、高いモジユラ
スの繊維によつて補強された接着剤からなる複合
体を用いることにより、2枚の基本的な金属板の
ダブルラツプタイプの接合の疲労寿命が改善され
たことが示されているのである。
米国特許3321019号は、アルミニウムシートと
ガラス繊維クロスとのラミネートで部分的に強化
されたヘリコプターの翼を記載している。
英国特許635823号は、金属シートと繊維材料、
例えば合成樹脂で含浸したグラスクロスのペーパ
ー織物とのラミネートを記載している。この特許
は、航空機の翼のためのこれらの既知の複合体の
シートの使用を述べている。
また、米国特許4029838号およびフランス国特
許2322190号は、金属シートと種々の繊維との複
合ラミネート構造を記載している。
英国特許1303301号は、繊維で強化されたプラ
スチツク材料の層を間に結合して有する金属シー
トのシートのサンドイツチ構造の形の、複合材料
の物品の製造法を記載している。特に繊維材料は
炭素繊維および/またはガラス繊維からなること
ができる。繊維を完成されたラミネート中に適切
に配置できるようにするために、前記刊行物は第
3図および第4図を参照して装置を記載してお
り、その装置により多少引張力を繊維に加え、繊
維は完成したラミネート中に直線で適切に横たわ
ることができる。しかしながら、この繊維の伸長
および直線化は、予備応力を加えたラミネートと
考えることができる最終製品を全く導びかない。
なぜならこの既知のラミネート全体から荷重を除
去したとき、繊維中の引張応力と組み合わせて金
属シート中に圧縮応力は存在しないであろう。
米国特許3189054号は、主として金属特にアル
ミニウムと熱硬化性樹脂を含浸した単一方向のガ
ラス繊維との交互に捲いた層からなる管状ラミネ
ート物品に関する。重なる層を巻いているフイラ
メントにより得られたこの管状構造物において、
各々は巻いたストリツプとテープとから成る。各
金属層は、極めて多数の隣接アルミニウムストリ
ツプから成り、中間に位置する層は極めて多数の
隣接ガラス繊維のテープから形成されている。こ
の刊行物はそれゆえ本発明によるラミネートと異
なる種類のラミネートに関すると考えなくてはな
らないが、米国特許3189054号は金属とガラス繊
維の層に予備応力を加えることを述べている。
ドイツ国特許2916299号は、繊維で強化された
層を間に配置して有する、低融点金属の幾つかの
層から構成されたラミネートの製造法を記載して
いる。その外側において、このラミネートは低融
点の金属層よりも優れた熱的および機械的性質を
有する材料の層でおおわれている。
フランス国特許2447272号は、自動車の特別に
積層された布張りパネルを記載している。このパ
ネルは、熱可塑性材料、例えばポリエステルのシ
ートを間に配置した、ある数のアルミニウム合金
のシートによりまず形成されているラミネートか
ら成る。一方の側において、ラミネートはまた衝
撃荷重を吸収するためのアラミド繊維から構成さ
れた織物の数層でおおわれている。これらの既知
のパネルは、種々の層が互いにねじで取り扱われ
ているという事実から実際に明らかであるよう
に、本発明によるラミネートと完全に異なる型の
ラミネートを形成する。
米国特許4035694号は、重合体のバインダー材
料により一緒に圧縮されかつ保持されている独特
の繊維のブレンドからなる不織ウエブに接着され
た、導電性金属層からなる印刷回路の製造におい
て有用である金属クラツド誘電シート材料を記載
している。繊維のブレンドは、耐熱性繊維、好ま
しくは芳香族ポリアミド繊搬と、少量の湿気を吸
収する高い引張り強さの繊維とを含む。この既知
のラミネートは、本発明のラミネートと完全に異
なる型のラミネートである。明らかにこれらの既
知のラミネートは高い機械的荷重を吸収するよう
に設計されており、繊維は不織ウエブの形で存在
する。
ドイツ国特許2642882号は、ラミネートにより
形成されたある種の防護板を記載している。この
既知のラミネートは、少なくとも1枚の鋼シート
から成り、このシート上にある数の熱可塑性ポリ
アミドのシートが配置されており、それらの間に
アラミド繊維の織物が存在する。これらの既知の
ラミネートは、本発明のラミネートと異なる型で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるラミネートの一例の斜
視図である。第2図、第3図および第4図は、本
発明のラミネートの断面図である。第5図は、金
属シートを塑性変形する方法による、予備応力を
加えたラミネートの製造法を図解しかつ説明する
ための図である。第6図は、孔をもたない試験試
料と孔をもつ試験試料とについて実施した引張試
験の結果を示す。第7図は、航空機工業において
普通用いられるシミユレート飛行試験の結果を示
す。第8図は、航空機工業において実施されるシ
ミユレート飛行試験プログラムに従つて荷重を変
化した実験の結果を示す。第9図は、疲労試験の
結果を示す。第10図は、航空機工業において普
通に使用されているボルトジヨイント型の材料に
ついて実施した試験の結果を示す。第11図は、
第1図に示すラミネートの断面の拡大40X図で
ある。 1:ラミネート、2:金属シート、3:糸条−
接着剤層、4:糸条、Al:アルミニウムシート、
Ar:アラミド織物、ARALL:ラミネートの試
料、P:引張荷重、Pi,Al:アルミニウムシー
トの内部力、Pi,Al:アラミド糸条含有接着剤
層中の内部力、2a:割れ長さ、da/dn:割れ
伝ぱん速度、SmF:平均応力。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも2枚のアルミニウム合金シートか
    らなり、それらの間に芳香族ポリアミドを基材と
    する高い弾性率の繊維が存在し、該合金シートは
    それぞれ1mmより薄い厚さのものであり、該合金
    シートと該繊維とが接着剤で接合されている、特
    に航空機の成分用のラミネートにおいて、 (イ) 該芳香族ポリアミド繊維が、ポリーパラフエ
    ニレン・テレフタルアミド(PPDT)糸であ
    り、 (ロ) 該PPDT糸が、エンドレスフイラメントで構
    成され、完成されたラミネートにおいては、接
    着剤中に事実上直線で横たわるように存在し、 (ハ) 該PPDTフイラメントが、5×104N/mm2
    りも高く、25×104N/mm2よりも低い範囲の弾
    性率をもつ材料であり、 (ニ) 該接着剤が、実質的に熱硬化性材料から成る
    ものであり、 (ホ) 接着剤層中の該PPDTフイラメントの存在量
    が、フイラメントと接着剤との合計量に対し
    て、20−80重量%の量であり、 (ヘ) 該アルミニウム合金シートが、いずれも、
    350N/mm2より大きい引張強さをもつ材料であ
    り、 (ト) 該アルミニウム合金シートが、いずれも、
    糸・接着剤の層の個別の厚さよりも大きい厚さ
    をもつ、 ことを特徴とするラミネート、 2 各アルミニウム合金シートの厚さは0.3〜0.7
    mmの範囲であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のラミネート。 3 PPDT糸は1以上の群で配置されており、そ
    して互いに対して平行に延びていることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のラミネート。 4 PPDT糸は織物の形で存在していることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のラミネー
    ト。 5 PPDT糸は7〜11、好ましくは約9本/cmの
    PPDTのたて糸を有する織物の形で存在し、各た
    て糸は1200−2000デシテツクス、好ましくは約
    1610デシテツクスの線密度と、750〜1250本、好
    ましくは約1000本のフイラメントを有することを
    特徴とする特許請求の範囲第4項記載のラミネー
    ト。 6 アルミニウム合金シートは特にAA(USA)
    No.2024−T3タイプのアルミニウム銅合金からな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    ラミネート。 7 アルミニウム合金シートは特にAA(USA)
    No.7075−T6タイプのアルミニウム亜鉛合金から
    なることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のラミネート。 8 接着剤層中において、PPDTフイラメントの
    重量%は、接着剤とフイラメントとの合計重量に
    基づいて計算して、45〜55%の範囲であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のラミネー
    ト。 9 PPDTフイラメントは弾性率が10×104〜15
    ×104N/mm2の範囲である材料からつくられてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    ラミネート。 10 ラミネートは3枚、4枚、5枚またはそれ
    より多い枚数の合金シートから構成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のラミ
    ネート。
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