SE466644B

SE466644B - LAMINATES OF POLYMERIC MATERIALS AND STRUCTURAL METALS

Info

Publication number: SE466644B
Application number: SE9001812A
Authority: SE
Inventors: B Andersson
Original assignee: Glasis Ab
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1992-03-16
Also published as: SE9001812L; SE9001812D0; WO1991017885A1; AU7905891A

Description

466 644 väsentliga fördelar i åtminstone något av de ovan diskuterade avseendena. 466 644 significant advantages in at least some of the above discussed avseendena.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att det ytterli- gare skiktet utgörs av ett sträckmetallskikt, som är åtminstone delvis inbäddat i polymermaterialskiktet och att polymermate- rialskiktet utgörs av ett kompositmaterial innehållande ett härdat harts, ett fibröst material och en termoplast, som är i form av expanderade partiklar.This object is achieved according to the invention in that the the further layer consists of a expanded metal layer, which is at least partially embedded in the polymeric material layer and that the polymeric material The material layer consists of a composite material containing a cured resin, a fibrous material and a thermoplastic, which is in in the form of expanded particles.

Ett sådant sträckmetallskikt har visat sig vara förenat med väsentliga fördelar i laminat av här aktuell art. Ur hållfast- hetssynpunkt är sträckmetallskiktet förnämligt enär det ger mycket god styrka till laminatet. Till följd av den ojämna topografin hos ett dylikt sträckmetallskikt kommer detsamma att ytterst väl förankras i det polymera materialet även när sträckmetallskiktet är fastpressat i ytområdet av det polymera materialskiktet. Hår må speciellt betonas att ett sträckmetallskikt uppvisar en nätartad struktur med nätbryggor som kommer att vara snedställda i förhållande till sträckme- tallskiktets huvudplan. Sträckmetallskikt har vidare fördelen att de utgörs av ett enda sammanhängande materialstycke, vilket utgör en distinktion i förhållande till konventionella nät, som är framställda av inbördes hopvävda trådar.Such a expanded metal layer has been found to be joined to significant advantages in laminates of the type in question here. From strength- From the point of view of strength, the expanded metal layer is excellent since it gives very good strength for the laminate. Due to the uneven the topography of such a expanded metal layer will be the same extremely well anchored in the polymeric material even when the expanded metal layer is pressed into the surface area of the polymer the material layer. Hair may be especially emphasized that one expanded metal layers have a mesh-like structure with mesh bridges which will be skewed in relation to the the main plane of the pine layer. Expanded metal layers also have the advantage that they consist of a single coherent piece of material, which constitutes a distinction in relation to conventional networks, which are made of interwoven threads.

Till följd av sträckmetallskiktets nätartade struktur kommer det givetvis också att vid laminatets tillverkning tillåta god genomgång, väsentligen vinkelrätt mot laminatets plan, av vid det polymera materialets härdning avsöndrade beståndsdelar. Det har' emellertid också kunnat konstateras vid. praktiska till- verkningsprov att sträckmetallskikt i. detta avseende innebär fördelar också när på laminatets båda yttersidor föreligger av avsöndringsprodukterna impermeabla ytskikt. Närmare bestämt kommer förekomsten av ett eller flera sträckmetallskikt i det polymera materialskiktet mellan de täta ytskikten att medföra väsentligt förbättrad avgång av avsöndringsprodukter sådana som gas och vattenånga i riktning mot laminatets kantytor, där det polymera materialskiktet är blottat. Det synes således som om 466 644 sträckmetallskiktet underlättar och påskyndar avsöndringen utmed detsamma så att pressningstiderna kan vara kortare och pressningstemperaturerna högre än när några sträckmetallskikt ej användes eller eljest andra typer av skikt förekommer. Även här torde upphovet till sträckmetallskiktets gynnsamma funktion stå att finna i dess säregna struktur och möjligen också i att ett enskilt sträckmetallskikt utgörs av ett enda material- stycke. Förklaringen torde vara att i området av sträckmetall- skiktet uppstår kaviteter till följd av att det polymera materialet icke fullständigt förmår ansluta till sträckmetall- skiktet runtom dess sneda bryggpartier. Dessa kaviteter, som är mer eller mindre sammanhängande i sträckmetallskiktets plan underlättar således ång- och gasavgång. Vid framställning av laminat med sträckmetallskikt på båda sidor omgivna av polymert material och utvändigt om detta täta ytskikt är det således lämpligt att det polymera materialets beskaffenhet och press- ningsbetingelserna väljes så att kaviteterna verkligen uppstår.Due to the reticulated structure of the expanded metal layer comes it is of course also to allow good in the manufacture of the laminate passage, substantially perpendicular to the plane of the laminate, of at curing of the polymeric material secreted constituents. The however, has also been found at. practical impact test that expanded metal layer in. this respect means advantages also when on both outer sides of the laminate is present the secretion products impermeable surface layers. More particularly the presence of one or more expanded metal layers in it polymeric material layer between the dense surface layers to entail significantly improved disposal of excretory products such as gas and water vapor in the direction of the edge surfaces of the laminate, where it the polymeric material layer is exposed. It thus seems as if 466 644 the expanded metal layer facilitates and accelerates the secretion along the same so that the pressing times can be shorter and pressing temperatures higher than when some expanded metal layers not used or otherwise other types of layers occur. Also this is probably the origin of the favorable function of the expanded metal layer can be found in its peculiar structure and possibly also in that a single expanded metal layer consists of a single material paragraph. The explanation should be that in the area of expanded metal the cavity arises cavities due to the polymeric the material is not completely able to connect to the expanded metal the layer around its oblique bridge sections. These cavities, that is more or less coherent in the plane of the expanded metal layer thus facilitates steam and gas escape. In the production of laminate with expanded metal layers on both sides surrounded by polymer material and externally about this dense surface layer it is thus appropriate that the nature of the polymeric material and the conditions are chosen so that the cavities really arise.

Detta befordras av att vid framställningen på ömse sidor om sträckmetallskiktet anbringas arket av polymert material, som sedan pressas mot sträckmetallskiktet och binds samman via sträckmetallskiktets öppningar utan att fullständigt ansluta mot alla ytor av sträckmetallskiktet.This is promoted by the fact that in the presentation on both sides of the expanded metal layer is applied to the sheet of polymeric material, which then pressed against the expanded metal layer and bonded together via the openings of the expanded metal layer without fully connecting against all surfaces of the expanded metal layer.

Ytterligare fördelaktiga särdrag hos det uppfinningsenliga laminatet och dessutom särdragen hos det uppfinningsenliga förfarandet definieras närmare i patentkraven.Further advantageous features of the invention the laminate and in addition the features of the invention the procedure is further defined in the claims.

Det föredrages att termoplasten i utgångskompositmaterialet föreligger i form av väsentligen jämnt fördelade expanderade termoplastiska partiklar.It is preferred that the thermoplastic be in the starting composite material is in the form of substantially evenly distributed expanded thermoplastic particles.

Med det i ansökningen använda begreppet "sträckmetall" eller "sträckmetallskikt" avses vad som illustreras i. ritningarnas fig 4, nämligen en nätartad metallstruktur bildad av ett enda sammanhängande metallstycke. Sträckmetallskiktet uppvisar maskor, vilkas vidd kan varieras i beroende av rådande förhål- landen och i nätstrukturen föreligger förbindande bryggor l, 466 644 vilka kommer att vara mer eller mindre snedställda i förhål- lande till sträckmetallskiktets huvudplan. Ett sträckmetall- skikt av det slag som illustreras i fig 4 framställes på i och för sig känt sätt med utgångspunkt från en i fig 3 illustrerad metallplåt, som förses med ett mönster av lämpligen inbördes förskjutna och väsentligen parallella slitsar 3. Denna slitsade plåt utsätts sedan för sträckning väsentligen vinkelrätt mot slitsarnas längdriktning, det vill säga i riktningen av pilarna 4, intill dess att den i fig 4 illustrerade strukturen upp- nåtts.With the term "expanded metal" or used in the application "expanded metal layer" means what is illustrated in the drawings Fig. 4, namely a mesh-like metal structure formed by a single coherent piece of metal. The expanded metal layer exhibits meshes, the width of which may vary depending on the prevailing countries and in the network structure there are connecting bridges 1, 466 644 which will be more or less skewed in relation to to the master plan of the expanded metal layer. A expanded metal layers of the type illustrated in Fig. 4 are prepared on i and per se known method based on one illustrated in Fig. 3 sheet metal, which is provided with a pattern of suitable mutual offset and substantially parallel slits 3. This slotted sheet metal is then subjected to stretching substantially perpendicular to the longitudinal direction of the slots, i.e. in the direction of the arrows 4, until the structure illustrated in Fig. 4 reached.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Under hänvisning till bifogade ritningar följer nedan en närmare beskrivning av såsom exempel anförda utföranden av uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS With reference to the accompanying drawings, one follows detailed description of exemplary embodiments of the invention.

På ritningarna är fig 1 ett schematiskt tvärsnitt genom ett laminat enligt uppfinningen, fig 2 en tvärsnittsvy liknande fig 1 men visande ett alterna- tivt utförande, fig 3 en schematisk vy illustrerande framställningen av sträckmetall och ' fig 4 en vy illustrerande sträckmetallen i dess slutliga tillstånd.On the drawings are Fig. 1 is a schematic cross-section through a laminate according to the invention, Fig. 2 is a cross-sectional view similar to Fig. 1 but showing an alternative active execution, Fig. 3 is a schematic view illustrating the representation of expanded metal and ' Fig. 4 is a view illustrating the expanded metal in its final form state.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRANDEN Det i fig l illustrerade laminatet uppvisar ett skikt 5 inne- hållande ett polymert material och minst ett ytterligare skikt 6, som utgörs av ett skikt av sträckmetall med den grundläg- gande karaktär som illustreras i fig 4. Sträckmetallskiktet 6 466 644 är i exemplet beläget i området av polymerskiktets 5 ena sida och delvis inbäddat i detta. Som synes sträcker sig enskilda bryggpartier 1 i den nätartade sträckmetallen snett i förhål- lande till planen för såväl polymerskiktet 5 som sträckmetall- skiktet 6.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS The laminate illustrated in Fig. 1 has a layer 5 containing holding a polymeric material and at least one additional layer 6, which consists of a layer of expanded metal with the basic character illustrated in Fig. 4. The expanded metal layer 6 466 644 is in the example located in the area of one side of the polymer layer 5 and partly embedded in it. Apparently, individuals extend bridge portions 1 in the mesh-like expanded metal obliquely in to the plan for both the polymer layer 5 and the expanded metal layer 6.

Såsom illustreras i fig 1 kan på den sträckmetallskiktet motsatta sidan om polymerskiktet 5 befinna sig ett ytskikt 7.As illustrated in Fig. 1, on the expanded metal layer opposite the polymer layer 5 is a surface layer 7.

Det polymera skiktet 5 tänder ytskiktet 7 till sig och det senare kan exempelvis utgöras av ett metallskikt, till exempel en plåt eller folie av stål eller aluminium eller legeringar därav. Enligt ett alternativ skulle ytskiktet 7 istället kunna utgöras av ett skikt av plast eller annat material. I fallet med plast föredrages därvid att ytskiktet 7 i sig utgörs av ett laminat. Enligt ett ytterligare alternativ skulle emellertid istället för det täta ytskiktet 7 kunna anordnas ett ytterli- gare mer eller mindre ytligt beläget sträckmetallskikt, som emellertid också bör vara åtminstone delvis inbäddat i poly- mermaterialet 5. Således skulle då erhållas en sandwichkonst- ruktion med två ytligt belägna och delvis utåt exponerade sträckmetallskikt och en däremellan belägen polymerkärna.The polymeric layer 5 ignites the surface layer 7 and itself later may, for example, consist of a metal layer, for example a sheet or foil of steel or aluminum or alloys hence. According to an alternative, the surface layer 7 could instead consists of a layer of plastic or other material. In the fall with plastic, it is then preferred that the surface layer 7 itself consists of one laminate. According to a further alternative, however instead of the dense surface layer 7, an additional more or less superficially expanded expanded metal layer, which however, should also be at least partially embedded in the material material 5. Thus, a sandwich art would then be obtained. ruktion with two superficially located and partly outwardly exposed expanded metal layer and an intermediate polymer core therebetween.

Emellertid må här inskjutas att mellan dessa ytligt belägna sträckmetallskikt skulle kunna befinna sig ett eller flera ytterligare sträckmetallskikt som då skulle vara helt inbäddade i det polymera materialet. Sådant mellananordnande av ett eller flera ytterligare sträckmetallskikt skulle givetvis också kunna komma ifråga i det polymera materialet 5 mellan sträckmetall- skiktet 6 och ytskiktet 7 enligt det illustrerade utförandet i fig 1.However, here may be inserted that between these superficially located expanded metal layers could be one or more additional expanded metal layers which would then be completely embedded in the polymeric material. Such intermediate arrangement of a or several additional expanded metal layers would of course also be possible in the polymeric material 5 between the expanded metal the layer 6 and the surface layer 7 according to the illustrated embodiment in fig 1.

I varianten enligt fig 2 uppvisar laminatet på båda sidor om polymermaterialskiktet 8 väsentligen täta ytskikt 9, exempelvis av metall eller plast, och mellan dessa ytskikt är i polymer- materialskiktet 8 inbäddat minst ett sträckmetallskikt 10. Även här skulle således två eller flera sträckmetallskikt kunna befinna sig inbäddade i polymermaterialet 8 mellan ytskikten 9. 466 644 Ytskikten 7 och 9 skulle om så önskas kunna utgöras av perfo- rerade eller eljest hålförsedda skikt.In the variant according to Fig. 2, the laminate on both sides shows the polymeric material layer 8 substantially dense surface layer 9, for example of metal or plastic, and between these surface layers are the material layer 8 embedded in at least one expanded metal layer 10. Also here two or more expanded metal layers could thus are embedded in the polymeric material 8 between the surface layers 9. 466 644 Surface layers 7 and 9 could, if desired, consist of laminated or otherwise perforated layers.

Det föredrages att sträckmetallskikten 6, 10 är av stål eller aluminium eller en legering innehållande minst en av dessa metaller. Ytvikten hos ett enskilt sträckmetallskikt 6, 10 är lämpligen i området 100-5000 g/m2. Därvid föredrages en ytvikt i området 400-1500 g/m2.It is preferred that the expanded metal layers 6, 10 be of steel or aluminum or an alloy containing at least one of these metals. The basis weight of a single expanded metal layer 6, 10 is preferably in the range 100-5000 g / m2. In this case, a basis weight is preferred in the range 400-1500 g / m2.

Ehuru sträckmetallskiktet i fig 4 antydes såsom uppvisande öppningar med i huvudsak lika långa sidor är detta alls icke något krav. Således kan också sträckmetallskikt med öppningar med mer eller mindre avlång form användas.Although the expanded metal layer of Fig. 4 is indicated as showing openings with substantially equal lengths, this is not at all any requirement. Thus, also expanded metal layers with openings with more or less elongated shape can be used.

Av fig 1 framgår att kaviteter ll föreligger mellan det poly- mera materialet i skiktet 5 och en från detta vänd sida av de snedställda bryggpartierna l i sträckmetallskiktet. Dylika kaviteter ll uppstår därest det polymera materialets beskaf- fenhet (densitet, kompressibilitet, flytförmåga etc under pressningen) och pressningsbetingelserna väljes för detta ändamål. Kaviteterna sträcker sig iJ1 i polymermaterialet och underlättar således avgången av vid härdningen avspjälkade produkter. Kaviteterna ll underlättar också sådan avgång väsentligen parallellt med sträckmetallskiktets 6 plan.From Fig. 1 it can be seen that cavities 11 are present between the more material in the layer 5 and a side of them facing away from it oblique bridge portions 1 in the expanded metal layer. Such cavities II arise where the nature of the polymeric material fineness (density, compressibility, buoyancy, etc. under the pressing) and the pressing conditions are selected for this purpose. The cavities extend iJ1 in the polymeric material and thus facilitates the removal of cleft splits during curing products. The cavities ll also facilitate such departure substantially parallel to the plane of the expanded metal layer 6.

I fallet med ett i ett polymermaterialskikt väsentligen helt inbäddat sträckmetallskikt (se exempelvis utförandet enligt fig 2) är det av än större fördel att utföra laminatframställningen så att även här dylika kaviteter 11 uppstår. För detta ändamål är det lämpligt att polymermaterialskiktet 8 är sammansatt av två delskikt 13, vilka på sina inre sidor är bundna såväl inbördes i en gränsyta 12 som till sträckmaterialskiktet 10 och vilka i förekommande fall på sina utsidor' uppvisar de täta ytskikten 9. Kaviteterna uppstår således även här till följd av lämpligt val av det polymera materialets beskaffenhet och pressningsbetingelserna och befordrar väsentligt gasavgången parallellt med sträckmetallskiktets plan. Gränsytan 12 mellan 466 644 delskikten 13 föreligger givetvis i sträckmetallskiktets öppningar. Åtminstone teoretiskt vore det möjligt att polymer- delskikten 13, speciellt vid stor vidd hos sträckmetallskiktet 10 i laminatets tjockleksriktning, överhuvudtaget ej eller blott över relativt små gränsyteareor 12 ansluter till varand- ra, i vilket fall sammanhållningen av skikten 13 helt eller i betydande mån ombesörjs av sträckmetallskiktet 10. Detta innebär emellertid en reducerad sammanhållningsstyrka, vilken emellertid i vissa tillämpningar kan vara acceptabel.In the case of one in a polymeric material layer substantially completely embedded expanded metal layer (see for example the embodiment according to fig 2) it is of even greater advantage to carry out the laminate production so that here too such cavities 11 arise. For this purpose it is suitable that the polymeric material layer 8 is composed of two sublayers 13, which are bonded on their inner sides as well mutually in an interface 12 as to the stretch material layer 10 and which, where applicable, on their outer sides' they show dense the surface layers 9. The cavities thus also arise here as a result of appropriate choice of the nature of the polymeric material and pressing conditions and significantly promotes gas escape parallel to the plane of the expanded metal layer. Interface 12 between 466 644 the sublayers 13 are of course present in the expanded metal layer openings. At least theoretically, it would be possible for polymer sub-layers 13, especially at a large width of the expanded metal layer 10 in the thickness direction of the laminate, not at all or only over relatively small interface areas 12 connect to each other ra, in which case the cohesion of the layers 13 completely or in significantly provided by the expanded metal layer 10. This however, means a reduced cohesion strength, which however, in some applications may be acceptable.

Polymermaterialskiktet 5, 8 innehåller minst ett härdat harts.The polymeric material layer 5, 8 contains at least one cured resin.

Därvid föredrages att polymermaterialskiktet utgörs av ett kompositmaterial innehållande, förutom det härdade hartset, ett fibröst material och en termoplast.In this case, it is preferred that the polymeric material layer consists of one composite materials containing, in addition to the cured resin, a fibrous material and a thermoplastic.

Det föredrages att polymerkompositionen som avses bilda poly- merskiktet 5, 8 framställs såsom ett halvfabrikat i form av ett skumkompositmaterial med det fibrösa materialet i banform, varvid det banformiga materialet impregneras med det härdbara hartset. och termoplasten och bildas till en arkstruktur, i vilken det härdbara hartset föreligger i B-stadium. Vid press- ningen av de exempelvis i fig 1 och 2 illustrerade laminaten utnyttjas en eller flera sådana arkstrukturer för att bilda polymermaterialskiktet 5 respektive vart och ett av skiktets 8 delskikt 13. Innan den använda pressen slutes placeras följ- aktligen vid framställningen av laminatet enligt fig 2 en eller flera sådana arkstrukturer mellan sträckmetallskiktet 10 och det ena ytskiktet 9 medan en eller flera ytterligare arkstruk- turer placeras mellan sträckmetallskiktet och det återstående ytskiktet. Under efterföljande pressning' med värmetillförsel kommer dessa arkstrukturer att bindas såväl inbördes som till sträckmetallskiktet. och ytskikten under ástadkommande av ett laminat med förnämlig styvhet.It is preferred that the polymer composition intended to form the polymer the multilayer 5, 8 is produced as a semi-finished product in the form of a foam composite material with the fibrous material in web form, wherein the web-shaped material is impregnated with the curable the resin. and the thermoplastic and formed into a sheet structure, in which the curable resin is in stage B. In the case of press the laminates illustrated, for example, in Figures 1 and 2 one or more such sheet structures are used to form the polymeric material layer 5 and each of the layers 8, respectively part layer 13. Before closing the used press, place the following actually in the manufacture of the laminate according to Fig. 2 one or several such sheet structures between the expanded metal layer 10 and one surface layer 9 while one or more additional sheet structures tours are placed between the expanded metal layer and the remainder the surface layer. During subsequent pressing 'with heat supply these sheet structures will be bonded to each other as well as to the expanded metal layer. and the surface layers while producing a laminate with excellent rigidity.

Skumkompositmaterialet kan exempelvis framställas på följande sätt. Ett förkondensat av ett vattenbaserat härdbart harts framställes på konventionellt sätt och vattenhalten regleras så 466 644 att man får en torrhalt på 30 till 75 viktprocent. Den på detta sätt erhållna lösningen försåttes med oexpanderade termoplas- tiska partiklar, s.k. mikrosfärer, i sådan mängd att viktför- hållandet mikrosfärerzharts i det färdiga skumkompositmate- Det är fördelaktigt att låta mikrosfärerna ingå i sådan mängd att de i expanderat tillstånd utgör 70-95, volymprocent av skumkompositmaterialet. Ett banformigt material impregneras med rialet varierar mellan 4:1 och 1:50. företrädesvis 85-95, blandningen av harts och mikrosfärer på konventionellt sätt t.ex. genom att banan nedföres i ett bad av blandningen eller genom att blandningen sprutas på banan. Den impregnerade banan, vars impregneringsgrad kan regleras t.ex. genom pressning med valsar, tillföres sedan värme, lämpligen i form av cirkulerande varmluft med temperaturen 80-l50°C, så att hartset härdar till B-stadium och mikrosfärerna expanderar. I detta sammanhäng må påpekas att ett härdbart harts, som befinner sig i A-stadium, är smältbart, ringa förnätat och lösligt i aceton m.fl. lös- ningsmedel. Ett harts i C-stadium är osmältbart, fullständigt förnätat och olösligt. B-stadiet betecknar ett stadium mellan A- och C-stadiet.The foam composite material can be prepared, for example, from the following way. A precondensed of a water-based curable resin is produced in a conventional manner and the water content is regulated in this way 466 644 that you get a dry matter content of 30 to 75% by weight. The one on this The solution obtained was provided with unexpanded thermoplastic ethical particles, so-called microspheres, in such an amount that the retention of microspherical resin in the finished foam composite material. It is beneficial to let the microspheres be included in such an amount that they have expanded condition is 70-95, volume percent of the foam composite material. A web-shaped material is impregnated with The ratio varies between 4: 1 and 1:50. preferably 85-95, the mixture of resin and microspheres in a conventional manner for example by immersing the web in a bath of the mixture or by spraying the mixture on the web. The impregnated web, whose degree of impregnation can be regulated e.g. by pressing with rollers, is then supplied with heat, preferably in the form of circulating hot air with a temperature of 80-150 ° C, so that the resin hardens B-stage and the microspheres expand. In this context may It is pointed out that a curable resin, which is in A-stage, is digestible, slightly crosslinked and soluble in acetone etc. loose- means. A C-stage resin is indigestible, complete crosslinked and insoluble. The B stage denotes a stage between A and C stages.

De härdbara hartser, som företrädesvis kommer ifråga, utgöres s.k. fenol, resorcinol eller melamin. Dock kan också mer generellt härdbara hartser användas, såsom polykondenserade hartser, t.ex. poly- av formaldehydbaserade hartser med karbamid, imid, och polyadderade hartser, t.ex. polyuretan.The curable resins which are preferably in question are formed s.k. phenol, resorcinol or melamine. However, can also be more generally curable resins are used, such as polycondensed resins, e.g. poly- of formaldehyde-based resins with urea, imide, and polyadded resins, e.g. polyurethane.

Det, banformiga materialet kan utgöras av vävt eller ovävt, organiskt eller oorganiskt material, varvid särskilt må nämnas glasfiber, mineralfiber, cellulosafiber, polyesterfiber. Det är också. viktigt att det banformiga materialet har tillräcklig porositet för att på ett tillfredsställande sätt kunna impreg- neras med blandningen av harts och mikrosfärer. Vidare bör det banformiga materialet ej vara för tjockt, och lämpligen kan tjockleken variera mellan 0,1 och 5 mm. Anledningen till att det banformiga materialet måste vara tunt är att man i annat fall riskerar att få en ojämn expansion av mikrosfärerna 466 644 därigenom att de perifert liggande mikrosfärerna vid värme- tillförseln expanderar först och bildar ett värmeisolerande skikt, som hindrar de mera centralt liggande mikrosfärerna från att expandera, och man får i ett sådant fall en icke homogen produkt av sämre kvalitet.The web material may be woven or nonwoven, organic or inorganic material, with particular mention being made fiberglass, mineral fiber, cellulose fiber, polyester fiber. It is also. important that the web-shaped material has sufficient porosity in order to be able to satisfactorily impregnate with the mixture of resin and microspheres. Furthermore, it should the web-shaped material should not be too thick, and suitably may the thickness varies between 0.1 and 5 mm. the reason for the web-shaped material must be thin is that one in other cases risk getting an uneven expansion of the microspheres 466 644 in that the peripheral microspheres at heating the supply first expands and forms a thermal insulator layer, which prevents the more centrally located microspheres from to expand, and in such a case one gets a non-homogeneous one product of inferior quality.

De mikrosfärer, som användes vid framställning av skumkompositmaterialet enligt uppfinningen har skal, som kan utgöras av sampolymerer av vinylklorid och vinylidenklorid, sampolymerer av' vinylklorid och. akrylnitril, sampolymerer av vinylidenklorid och akrylnitril, samt sampolymerer av styren och akrylnitril.The microspheres used in the manufacture of the foam composite material of the invention has shells which can consist of copolymers of vinyl chloride and vinylidene chloride, copolymers of vinyl chloride and. acrylonitrile, copolymers of vinylidene chloride and acrylonitrile, and copolymers of styrene and acrylonitrile.

Vidare må nämnas sampolymerer av metylmetakrylat innehållande upp till ca 20 viktprocent styren, sampolymerer av metylmeta- krylat och upp till ca 50 viktprocent av kombinerade monomerer av etylmetakrylat, sampolymerer av metylmetakrylat och upp till ca 70 viktprocent av ortoklorstyren. Partikelstorleken för de oexpanderade sfärerna och därmed för de expanderade sfärerna kan. variera inom 'vida gränser' och, väljes med ledning av' de egenskaper, som önskas hos den färdiga produkten. Som exempel på partikelstorlekar för oexpanderade sfärer' må nämnas 1 um till lmm, företrädesvis 2 um till 0,5 mm och särskilt 5 um till 50 um. Vid expansionen ökar mikrosfärernas diameter med en faktor 2-5. De oexpanderade sfärerna innehåller flyktiga, flytande jäsmedel, som förångas vid värmetillförseln. Dessa jäsmedel kan utgöras av freoner, kolväten, .såsom n-pentan, i-pentan, neopentan, butan, i-butan eller andra jäsmedel, som konventionellt användes i mikrosfärer av här angivet slag. 5-30 viktprocent av mikrosfären kan lämpligen utgöras av jäsmedel.Furthermore, copolymers of methyl methacrylate containing up to about 20% by weight of styrene, copolymers of methyl crystallized and up to about 50% by weight of combined monomers of ethyl methacrylate, copolymers of methyl methacrylate and up to about 70% by weight of orthochlorostyrene. The particle size of the the unexpanded spheres and thus for the expanded spheres can. vary within 'wide limits' and, selected on the basis of' they properties desired in the finished product. As example on particle sizes for unexpanded spheres' may be mentioned 1 μm to 1 mm, preferably 2 μm to 0.5 mm and especially 5 μm to 50 um. During expansion, the diameter of the microspheres increases by one factor 2-5. The unexpanded spheres contain volatile, liquid blowing agent, which evaporates on heat application. These blowing agents can be freons, hydrocarbons, such as n-pentane, i-pentane, neopentane, butane, i-butane or other blowing agents, such as conventionally used in microspheres of the type indicated herein. 5-30 weight percent of the microsphere may suitably be blowing agent.

Mikrosfärerna kan tillföras hartslösningen såsom torkade partiklar eller i en suspension t.ex. i en alkohol, såsom metanol.The microspheres can be added to the resin solution as dried particles or in a suspension e.g. in an alcohol, such as methanol.

Förhållandet harts till mikrosfärer i impregneringslösningen kan såsom tidigare angivits variera inom vida gränser och detta förhållande påverkar den färdiga produktens egenskaper. Omvänt 466 644 10 kan man alltså med utgångspunkt från ett visst användningsom- råde och vissa önskade egenskaper hos den färdiga produkten välja ett lämpligt förhållande harts till mikrosfärer i bland- ningen. Detta förhållande kan lätt bestämmas genom förberedande försök i laboratorieskala.The ratio of resin to microspheres in the impregnation solution can, as previously stated, vary within wide limits and this ratio affects the properties of the finished product. Conversely 466 644 10 can thus be based on a certain area of use and certain desired properties of the finished product select an appropriate ratio of resin to microspheres in ningen. This ratio can be easily determined by preparation laboratory scale experiments.

Blandningen av harts och mikrosfärer kan om så önskas eller erfordras försättas med olika tillsatser, såsom stabilisatorer, kopplare, fyllmedel, brandhämmande tillsatser och/eller pig- ment.The mixture of resin and microspheres can be if desired or required to be added with various additives, such as stabilizers, couplers, fillers, flame retardants and / or pigments ment.

Det såsom ark- eller skivstruktur föreliggande skumkompositma- terialet kan exempelvis ha en ytvikt inom området 40-10000 2 g/m - Vid framställningen av laminaten enligt exempelvis fig 1 och 2 kombineras erforderligt antal av ark bestående av skumkom- positmaterialet och förekommande sträckmetallskikt och eventu- ella ytskikt och kombinationen pressas vid förhöjd temperatur.The foam composite material present as a sheet or sheet structure the material may, for example, have a basis weight in the range 40-10000 2 g / m - In the production of the laminates according to, for example, Figures 1 and 2 combine the required number of sheets consisting of foam the positive material and any expanded metal layers and any surface layers and the combination is pressed at elevated temperature.

Härvid väljes presstid, -temperatur och -tryck huvudsakligen med hänsyn till vilken typ av harts och mikrosfärer som an- vändes och givetvis med hänsyn till aktuell typ av laminat.In this case, press time, temperature and pressure are mainly selected with regard to the type of resin and microspheres used turned and of course with regard to the current type of laminate.

Ofta kan tiden för pressning variera mellan 20 sekunder och 30 minuter. Temperaturen kan. variera mellan 100 och 200°C och trycket mellan 0,01 och 3 MPa. Om det àsyftade laminatet saknar särskilda ytskikt kan härvid särskilt attraktiva effekter uppnås genom att skumkompositmaterialets "fria" yta, det vill säga den yta som är vänd mot pressplåten, blir fullständigt slät, då de mikrosfärer, som ligger intill pressplåten genom lämpligt val av presstryck kan bringas att kollapsa av detta.Often the time for pressing can vary between 20 seconds and 30 minutes. The temperature can. vary between 100 and 200 ° C and the pressure between 0.01 and 3 MPa. If the intended laminate is missing special surface layers can have particularly attractive effects achieved by the "free" surface of the foam composite material, that is say the surface facing the press plate becomes complete smooth, then the microspheres, which lie next to the press plate through appropriate choice of press pressure can be caused by this to collapse.

När emellertid särskilda ytskikt användes kan det emellertid vara lämpligt att välja sådana betingelser att de expanderade mikrosfärerna ej kollapsar.However, when special surface layers are used, it can be appropriate to choose such conditions that they expanded the microspheres do not collapse.

Det må nämnas att det icke är nödvändigt att använda ett fibröst material i banform. Således skulle fibrösa material av organiskt eller oorganiskt ursprung, t.ex. glasfiber, mineral- fiber, cellulosafiber, polyesterfiber, kunna vara dispergerade 'fn 466 644 ll i den för framställningen av polymerskikten 5, 8 använda polymerkompositionen.It may be mentioned that it is not necessary to use one fibrous material in web form. Thus, fibrous materials would of organic or inorganic origin, e.g. fiberglass, mineral fiber, cellulose fiber, polyester fiber, may be dispersed 'U.N 466 644 ll in that used for the preparation of the polymer layers 5, 8 polymer compositions.

Vid framställningen av laminaten enligt exempelvis fig 1 och 2 kan, vid ytskikt av metall, dessa ha en ytvikt mellan 100 och 20000 g/m2. Vid användning av ytskikt av plastmaterial kan dessa ha en tjocklek mellan 0,05 och 5 mm. Plastytskikten kan därvid utgöras av prefabricerade skiv- eller skiktartade element, såsom formaldehydbaserade högtrycksskivor eller -skikt och polyesterbaserade skivor eller skikt. Kombinationer av olika härdplaster kan givetvis användas för ytskikten.In the production of the laminates according to, for example, Figures 1 and 2 may, in the case of metal surface layers, these have a basis weight between 100 and 20000 g / m2. When using surface layers of plastic material can these have a thickness between 0.05 and 5 mm. The plastic layers can in this case they consist of prefabricated board or layered types elements, such as formaldehyde-based high pressure sheets or layers and polyester-based sheets or layers. Combinations of different thermosets can of course be used for the surface layers.

Nedan följer icke begränsande exempel pà framställning av skumkompositmaterialet såsom halvfabrikat och laminat enligt uppfinningen: Exempel 1 En 50 g/m2 glasfiberfilt impregneras med en dispersion av VDC/ACN mikrosfärer från KemaNord AB och Cascos fenolhartslös- ning 9916 torrhalt 60%, där torrsubstansernas förhållande är MS:PF 2:1. (VDC = vinylidenklorid, ACN = akrylnitril, MS = mikrosfärer, PF = fenolformaldehydharts).The following are non-limiting examples of the preparation of the foam composite material such as semi-finished products and laminates according to the invention: Example 1 A 50 g / m2 glass fiber felt is impregnated with a dispersion of VDC / ACN microspheres from KemaNord AB and Casco's phenolic resin solution 9916 dry matter content 60%, where the dry matter ratio is MS: PF 2: 1. (VDC = vinylidene chloride, ACN = acrylonitrile, MS = microspheres, PF = phenol formaldehyde resin).

Efter neddoppning i impregneringsbadet pressas överskottet bort med valsar. Därefter behandlas filten med luft 120°C, varvid vatten avgår tills 7% vikt restfukt återstår och samtidigt expanderar mikrosfärerna. Den erhållna arkprodukten lämpar sig föratt användas till polymerskikten 5, 8 i laminaten tnligt fig 1 och 2 i önskat antal, varvid laminatpressning utföres vid 0,25 MPa 125°C i 10 min. Det erhållna polymerskiktet är i sig formbart vid en temperatur av ca l20°C.After immersion in the impregnation bath, the excess is pressed away with rollers. The blanket is then treated with air at 120 ° C, whereby water is released until 7% by weight residual moisture remains and at the same time expands the microspheres. The obtained sheet product is suitable to be used for the polymer layers 5, 8 in the laminates shown in FIG 1 and 2 in the desired number, whereby laminate pressing is performed at 0.25 MPa 125 ° C for 10 min. The resulting polymer layer is itself malleable at a temperature of about 120 ° C.

Exempel 2 Process som i exempel 1 men med förhållande MS:PF 1:1 räknat på torrsubstanserna. 466 644 12 Exempel 3 Process som i exempel 1 men med förhållandet MS:PF 1:2 räknat på torrsubstanserna.Example 2 Process as in Example 1 but with a ratio of MS: PF 1: 1 calculated on the dry substances. 466 644 12 Example 3 Process as in Example 1 but with the ratio MS: PF 1: 2 calculated on the dry substances.

Exempel 4 Ett laminat med den struktur som framgår av fig 1 framställdes genom att i en press applicera en jämntjock plåt av en alumi- niumlegering och med en tjocklek på 1 mm och dessutom ett sträckmetallskikt av obehandlad aluminium och med. maskor på 20 x 10 mm. Sträckmetallens ytvikt var 1300 g/m2. Mellan aluminiumplàten och sträckmetallskiktet anbringades en poly- merkomposition innehållande ett fenolharts, glasfibrer (omfat- tande 25 viktprocent av kompositionen) och expanderade, i kompositionen jämnt fördelade termoplastiska partiklar, så kallade mikrosfärer. Kompositionen har därvid lämpligen karak- tären av det arkartade, i halvfabrikat föreliggande skumkom- positmaterial som beskrivits ovan. Ytvikten hos polymerkompo- sitionen var 850 g/m2.Example 4 A laminate having the structure shown in Fig. 1 was prepared by applying in a press an evenly thick sheet of an aluminum nium alloy and with a thickness of 1 mm and also one expanded metal layers of untreated aluminum and with. stitches on 20 x 10 mm. The basis weight of the expanded metal was 1300 g / m2. Between the aluminum plate and the expanded metal layer were applied to a composition containing a phenolic resin, glass fibers (comprising 25% by weight of the composition) and expanded, i the composition evenly distributed thermoplastic particles, so called microspheres. The composition is suitably characterized in the type of semi-finished foam material positives described above. The basis weight of the polymer component the position was 850 g / m2.

Därefter utfördes sammanpressning vid temperaturen 150°C, trycket 0,5 MPa och under en tid av 3 minuter, vilket gav ett intimt sammanfogat laminat med en tjocklek av 5,5 mm.Thereafter, compression was performed at the temperature of 150 ° C, pressure 0.5 MPa and for a period of 3 minutes, giving a intimately joined laminate with a thickness of 5.5 mm.

Laminatet hade en styvhet som vida överstiger en homogen aluminiumplåt med motsvarande totalvikt.The laminate had a stiffness that far exceeds a homogeneous one aluminum sheet with a corresponding total weight.

Laminat enligt uppfinningen har utmärkta egenskaper vad gäller brandmotstånd och värmeisolering och är lätt bearbetbara genom stansning, bockning och andra formningsoperationer utan att skumpolymerskikten 5, 8 knäcks. De uppfinningsenliga laminaten har förnämliga egenskaper för användning såsom byggnads- och konstruktionselement i en mängd situationer där god hållfasthet och/eller attraktiv yta erfordras. Såsom exempel må nämnas användning såsom ytbildande skikt i byggnader och fordon. *w 13 466 644 De beskrivna laminaten och förfarandet för deras framställning kan givetvis varieras på en mångfald sätt inom ramen för uppfinningstanken.Laminates according to the invention have excellent properties in terms of fire resistance and thermal insulation and are easily machined through punching, bending and other forming operations without the foam polymer layers 5, 8 are broken. The laminates according to the invention has distinguished properties for use such as building and construction elements in a variety of situations where good strength and / or attractive surface is required. As an example may be mentioned use as surface-forming layers in buildings and vehicles. * w 13 466 644 The laminates described and the process for their preparation can of course be varied in a variety of ways within the framework of the idea of invention.

Claims

466 644 / L / Patent claim

A laminate having at least one layer (5, 8, 13) containing a polymeric material and at least one further layer, characterized in that the further layer consists of a layer of expanded metal, which is at least partially embedded in the polymeric material layer, and that the polymeric material layer consists of a composite material containing a cured resin, a fibrous material and a thermoplastic, which is in the form of expanded particles.

2. A laminate according to claim 1, characterized in that it has a substantially dense surface layer (7, 9) on at least one side of the polymeric material layer.

Laminate according to Claim 2, characterized in that the surface layer (7, 9) consists of a metal layer.

Laminate according to Claim 2, characterized in that the surface layer (7, 9) consists of a plastic layer.

Laminate according to any one of claims 2-4, characterized in that the expanded metal layer (6, 10) is arranged at or near the side of the polymeric material layer which is opposite the substantially dense surface layer (7).

Laminate according to Claim 1, characterized in that expanded metal layers are arranged at or near the two opposite sides of the polymer layer.

Laminate according to one of Claims 2 to 4, characterized in that substantially dense surface layers (9) are arranged on its two outer sides and in that at least one expanded metal layer is embedded in said at least one polymeric material layer (8, 13). (10). : (9 ß / S 466 644

Laminate according to one of the preceding claims, characterized in that there are cavities (11) between the polymeric material and portions of the expanded metal layer.

Laminate according to one of the preceding claims, characterized in that the expanded metal layer (6, 10) is made of steel or aluminum or an alloy containing at least one of these metals.

10. A laminate according to any one of the preceding claims, characterized in that the basis weight of the expanded metal layer. is in the range 100-5000 g / m2, preferably 400-1500 g / m2.

11. A laminate according to claim 1, characterized in that the cured resin is formaldehyde-based, preferably a phenolic resin.

Process for producing a laminate having at least one layer (5, 8, 13) containing polymeric material and at least one further layer (6, 10), wherein the laminate is produced by pressing, preferably in connection with heating, characterized that as a further layer (6, 10) a expanded metal layer is used, which during pressing is embedded at least partially in the polymeric material layer, and that as a starting material for the production of the polymeric material layer a polymer composition containing a curable resin, a thermoplastic in the form of unexpanded particles and a fibrous material.

13. A process according to claim 12, characterized in that a formaldehyde-based resin, in particular a phenolic resin, is used as the curable resin.

14. A method according to claim 12 or 13, characterized in that the thermoplastic is present in the polymer composition in the form of expanded thermoplastic particles, which are preferably substantially evenly distributed in the polymer composition. la 466 644

15. A method according to any one of claims 12-14, characterized in that the polymer composition is prepared into a semi-finished product in the form of a foam composite material with the fibrous material in web form, wherein the web material is impregnated with the curable resin and thermoplastic and formed into a sheet or sheet structure in which the curable resin is in B-stage, and that one or more sheet structures are used in the pressing of the laminate. such sheets or

A method according to any one of claims 12-15, characterized in that the nature of the polymeric material and the pressing conditions are adapted so that cavities (11) arise between the polymeric material and portions of the expanded metal layer. fi '(V