JPS6249183B2 - - Google Patents

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JPS6249183B2
JPS6249183B2 JP16677879A JP16677879A JPS6249183B2 JP S6249183 B2 JPS6249183 B2 JP S6249183B2 JP 16677879 A JP16677879 A JP 16677879A JP 16677879 A JP16677879 A JP 16677879A JP S6249183 B2 JPS6249183 B2 JP S6249183B2
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JP
Japan
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item
laminate
laminate according
thermoplastic
metal
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Application number
JP16677879A
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English (en)
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JPS55123458A (en
Inventor
Merubin Hetsudoritsuku Rosu
Karubin Utsudoburei Jeimuzu
Derubin Gabaato Jeimuzu
Baaren Eritsukuson Furoido
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Monsanto Co
Original Assignee
Monsanto Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Monsanto Co filed Critical Monsanto Co
Publication of JPS55123458A publication Critical patent/JPS55123458A/ja
Publication of JPS6249183B2 publication Critical patent/JPS6249183B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は積層体およびその製法に関する。更に
詳しくは、本発明は構造体としての用途に使用す
るに必要な臨界的性質の改善された組合せを有す
る金属−熱可塑体−金属の積層体に関する。 金属−熱可塑体−金属の積層体およびその製法
は既知である。例えば米国特許第3382136号およ
び同第3353742号各明細書および「Modern
Plastics」第41巻第119〜124頁(1964)および
「Chemical Economy & Engineering
Review」第2巻第51〜53頁および第57頁
(1970)を参照されたい。 しかしながら前記参照文献に記載の積層体なら
びにその他の従来技術積層体は特に低い熱膨張性
(低い線形熱膨張係数)および曲げたわみからの
良好な回復(低い非弾性率)の組合せが積層体の
必要な性質である構造用パネルとしての使用が意
図されている場合には一般にそれらの応用性は限
定されている。 従つて本発明の第一の目的は、構造体的応用例
えば外側および内側建物用パネル、設備パネルお
よび輸送用乗物(例えば自動車、ボートおよび航
空機)の本体パネルにおける要求に対して重要か
つ臨界的と考えられる使用上性質の改善された組
合せを有する金属−熱可塑体−金属の積層体を提
供することである。 本発明のその他の目的は、多くの性質の中で
も、低い線形熱膨張係数、低い非弾性率(または
高い曲げ弾性)および屈曲時における非常に良好
な強度の組合せを特徴とする構造用パネル積層体
を提供することである。 本発明の更にその他の目的は、構造物としての
応用に必要であるとおもわれる臨界的性質の他
に、広範囲のその他の望ましい性質例えば高い熱
変形温度、高温での優れた深延伸、単純曲げおよ
び形成性、非常に良好な延性および非常に良好な
エネルギー吸収能(へこみ形成への抵抗も含む)
を有するそのような積層体を提供することであ
る。 本発明のその他の目的は、最適性質の組合せの
ための特に選ばれた金属層厚さの和/熱可塑体コ
ア層厚さの厚さ比を有する積層体を提供すること
である。 本発明の更にその他の目的は、自動車用応用に
使用することに対して特に適応せしめた積層体を
提供することである。 これらおよびその他の目的は以下に述べる記載
および特許請求範囲から当業者には明白となるで
あろう。 前記の目的は、種々の性質を組合せて有する金
属−熱可塑体−金属の積層体に関する本発明によ
り成功裡に達成される。この積層体は、下記 約93%以下の非弾性率(inelastic ratio)、約63
×10-6-1以下の線形熱膨張係数(coefficient of
linear thermal expansion)、少くとも約52.53×
103N/mの曲げこわさ(flexural stiffness)、お
よび約9.76Kg/m2を越えない最大重量 の組合せを有しており、しかも熱可塑性コア層
および熱可塑性コア層の各面に積層された、それ
ぞれ約0.00127cmの最低厚さを有する金属層を包
含している。ただしポリプロピレンが熱可塑性コ
アでありそしてアルミニウムがそのコアの各面に
積層させた金属層である場合にはその積層体は約
5.37Kg/m2の最大重量を有しており、そして金属
層厚さの和の熱可塑性コア層の厚さに対する厚さ
比はTR(YSn/TSc)のIRlおよびCLTElに対す
る関係により規制された領域から決定されたパラ
メーターTR(YSn/TSc)の数値的オーバーラ
ツプ部分により示され、 前記領域の低い方の境界は直線の方程式 y=mx+b (式中、yはIRlおよびCLTElのy軸パラメーター
であり、xはTR(YSn/TSc)のx軸パラメー
ターであり、mはこの直線の勾配でありそしてb
はy軸との交点である)により定義されるがただ
しyがIRlの場合にはx=0〜0.65の値に対して
はmは108でそしてbは0であり、そしてxが
0.65以上の場合にはmは0でそしてbは70であ
り、そしてyがCLTElの場合にはx=0〜0.1の
値に対してはmは−3.6×10-4でそしてbは45×
10-6であり、そしてxが0.1以上の値に対しては
mは0でそしてbは9×10-6であり、そして 前記領域の高い方の境界は、前記と同じ直線の
方程式により定義されるがただしyがIRlの場合
には、x=0〜0.25の値に対してはmは280そし
てbは30であり、そしてxが0.25以上の値に対し
てはmは0そしてbは100であり、そしてyが
CLTElの場合にはx=0〜0.05の値に対してはm
は−2.88×10-3そしてbは216×10-6であり、そ
してx=0.05〜0.26の値に対してはmは−1.29×
10-4そしてbは78.5×10-6であり、そしてxが
0.26より大なる値の場合にはmは0そしてbは45
×10-6である。ここに IRlは最大たわみ(maximum deflection)点に
おける外側金属層中5%歪みにおける曲げで測定
した場合の積層体の非弾性率であり、 CLTElは積層体の線形熱膨張係数であり、 TRは金属層厚さの和の熱可塑性コア層厚さに
対する厚さ比であり、 YSnは5%伸長度のオフセツトにおける2枚の
金属層の厚さ−重量−平均降伏点引張り強度であ
り、そして TScは熱可塑性コア層の引張り強度である。 別の云い方をすれば、金属層厚さの和の熱可塑
体コア層の厚さに対する厚さ比は、第1図および
第2図にそれぞれ示されているように、IRlのTR
(YSn/TSc)に対するプロツトおよびCLTEl
TR(YSn/TSc)に対するプロツトから決定さ
れるパラメーターTR(YSn/TSc)の数字的重
複領域により記載される。ここにIRl、CLTEl
TR、YSnおよびTScは前記定義のとおりであ
る。 本発明の目的は下記すなわち (a) 本明細書記載のようにして決定された金属層
厚さの和/熱可塑体コア層厚さの厚さ比で、熱
可塑体コア層の各面に金属層を沈着させるこ
と、 (b) 昇温および面接着接触を保持させるに充分な
圧力にこの組合せ物を付することによつて熱可
塑体コア層と金属層とを積層させること、そし
て (c) 室温まで冷却すること を包含する方法により達成される。 本発明は添付図面を参照してより容易に理解さ
れよう。 第1図は本発明の範囲内および範囲外両方の積
層体に対して非弾性率IRlをTR(YSn/TSc)に
相関させたプロツトである。 第2図は本発明の範囲内および範囲外両方の積
層体に対する線形熱膨張係数CLTElとTR
(YSn/TSc)とを相関させるプロツトである。 第3図は本発明の範囲内および範囲外両方の積
層体に対する正規化した熱変形温度(HDT)変
数(HDTl−HDTc)/(Tnc−HDTc)とTR
(YSn/TSc)とを相関させたプロツトである。 第1〜3図においてΓによつて示されプロツト
は、後述する実施例2〜163のデータ(表1)及
び第2、3のデータを基にしてプロツトしたもの
である。そうして、図中の直線で囲まれた範囲は
y=mx+bの式で表わされる本願発明の特許請
求の範囲を示すものである。ただし第1図の右端
の横座標が∞(無限大)の所のΓは表2の金属そ
のものの性質であり、また左端の横座標が零に対
応するΓは表3のプラスチツクそのものの性質で
ある。なお、第1図及び第2図の破線より上の部
分は本願発明の特許請求の範囲外である。 本発明の金属−熱可塑体−金属積層体は、熱可
塑体コア層と、熱可塑体コア層の各面に1枚づつ
積層させた2枚の金属層より構成されている。こ
の積層体は臨界的な使用性質すなわち低い線形熱
膨張係数、低い非弾性率(良好な曲げ弾性)およ
び良好な曲げこわさならびにそれらを構造用パネ
ルとしての使用に対して優れたものとするような
ある種のその他の望ましい性質の組合せに特徴を
有している。 低い線形熱膨張係数(CLTEl)〔約63×10-6
cm/cm/℃(℃-1)(35×10-6-1)以下〕は本発
明の金属−熱可塑体−金属積層体の臨界的性質で
ある。その理由は、意図されている構造物応用に
おいては、温度変化に由来する部品サイズの変化
は、金属およびコンクリート成分と本発明の積層
体からつくられた部分との間にみにくいふくらみ
およびギヤツプを形成する可能性を低下させるた
めに最小化されていなくてはならないからであ
る。線形熱膨張係数は、プラスチツクに対する
ASTM D696−70試験法により測定される。それ
はまた、目盛りつき移動顕微鏡またはカテトメー
ター(cathetometer)を使用して試料の表面の2
本の細くひいた平行線の間の距離の測定によつて
も測定することができる。この試料は種々の広く
離れた温度で静熱的に制御できる重い銅ブロツク
中の長方形の孔に含有せしめられる。銅ブロツク
中の長方形の孔は試料の断面よりわずかに大き
く、そして試料の表面に引いた線は銅ブロツク中
に機械加工されたせまいスリツトを通してみるこ
とができる。 ある種のプラスチツク材料は軽量でありそして
高いエネルギー吸収能(高い衝撃強度)を有して
いて、それらを構造用パネルとしての使用に対し
て望ましいものとしているけれども、それらはそ
れらの線形熱膨張係数がほとんどの金属およびガ
ラス質構造材料例えばアルミニウム、スチールお
よびコンクリートの4〜5倍そして10倍にさえも
なるという不利点を有している。金属またはコン
クリート構造フレーム上の構造用パネルとしての
それらの使用は、固定の問題を招来する高度に相
異する熱膨張により、そして更に低温においてパ
ネル間に生ずるみにくいギヤツプおよび/または
高温でのパネルのバツクリング(buckling)のた
めに阻まれている。 プラスチツクの線形熱膨張係数を低下させるた
めの通常の方法はガラス繊維を混入させることで
ある。通常30〜40重量%のガラスが、プラスチツ
クの線形熱膨張係数を大約アルミニウムのそれ
(約23.4×10-6-1)に低下させるに充分である。
しかしながら、これは通常強いがしかし脆く非常
に低い破断点伸長度を有する物質を与える結果と
なる。すなわち、プラスチツクそれ自体が強いが
しかし脆い樹脂、例えば熱硬化性ポリエステルで
あるかまたは高い破断点伸長度を有する高度伸長
性の強靭な重合体例えばナイロン6・6であるか
にかかわりなく、この複合体は非常に低い衝撃で
ひび割れる。しかしながら、ガラス充填プラスチ
ツクの低下した多軸衝撃抵抗は本明細書に以後に
記載されるようにその上の適当な金属層の積層が
ガラス充填熱可塑体の望ましくない性質を(少く
とも一部は)相殺するが故に、本発明における熱
可塑体コア層物質中でのガラス繊維の使用を除外
するものではない。 金属は勿論プラスチツクのように高い線形熱膨
張係数の不利を蒙むらない。しかしながら、それ
らは一般にそして特に構造用パネルとして使用す
るに充分な厚さにおいては軽量ではない。またそ
れらのへこみからの弾性回復は非常に低い。 すなわち、本発明の金属−熱可塑体−金属積層
体は両方の世界の最良のものを提供する。すなわ
ち、それらは9.76Kg/m2(2ポンド/平方フイー
ト)を越えない最大重量を有しているのみなら
ず、更に低い非弾性率(良好な曲げ弾性)、非常
に良好な曲げこわさおよび低い線形熱膨張係数の
組合せに特徴を有している。線形熱膨張係数は63
×10-6-1以下でなくてはならない。しかしなが
ら例えば自動車用パネルの場合のように低い熱膨
張を必要とするある種の応用においては、
CLTElは好ましくは54×10-6-1以下、より好ま
しくは45×10-6-1以下である。スチール(鋼)
のCLTEl値(約15.3×10-6-1)およびアルミニ
ウムのそれ(約23.4×10-6-1)よりはいくらか
一層大ではあるけれども、本発明の積層体により
得ることの可能なこの低いCLTEl(約63×10-6
-1以下)は構造物としての応用に応ずるに充分な
だけ低いものである。 本発明の積層体により示される線形熱膨張係数
の例は次のとおりである。0.157cm(0.062イン
チ、62ミル)厚さのポリプロピレン層の各面に1
枚づつ積層された2枚の0.0127cm(0.005イン
チ、5ミル)厚さの1100−0アルミニウム層を包
含する積層体(例2)は、アルミニウム単独に対
する23.6×10-6-1、およびポリプロピレン単独
に対する比較的高い144.9×10-6-1の値に比較
して、23.6×10-6-1の線形熱膨張係数を有して
いる。 低い非弾性率(IRl)(良好な曲げ弾性)(約93
%以下)はこの金属−熱可塑体−金属積層体の臨
界的性質である。この非弾性率は最大たわみ点に
おいて外側金属層中に実質的歪み(例えば5%)
を生成させるに充分なたわみにかけた後でのその
ような積層体パネルの弾性回復を特性づける。そ
れはASTM D790−71の特別修正法によつて測定
される。この方法は次のように記載することがで
きる。 幅b=1.27cm(0.5インチ)、厚さまたは深さd
cm(インチ)および長さl=(L+ε)(式中Lは
曲げ試験のcm(インチ)で表わしたスパンであり
そしてε>1.27cm(0.5インチ)である〕の長方
形断面のシート試料を、三点曲げ試験固定装置に
水平にセツトし(すなわち1.27cm(0.5インチ)
幅を水平にしそして深さdを垂直にする)、そし
て0.0212cm/秒(0.5インチ/秒)のクロスヘツ
ドたわみ速度Dでたわませて、Dpcm(インチ)
たわみとして、その結果試料の外側表面の中心部
分の歪みrが特記されていない限りは式r=
600dDp/L2により%で計算して5%となるよう
にする。使用されるスパンLは深さdの約16倍で
あるがしかし厚さまたは深さd/L0.172cm
(0.065インチ)の場合には使用されるスパンは
2.54cm(1.00インチ)である。試料を所定のたわ
みDpに曲げた後、曲げ負荷を直ちに0.846cm/秒
(20インチ/分)のクロスヘツドたわみ速度で除
去する。次いで試料を直ちに曲げ試験固定装置か
ら除去し、扁平な表面上にその端部をセツトし、
そして自由に弛緩させる。周期的にその曲げに使
用されたと同一のスパンおよび構造を有する固定
装置に試料を入れ、そしてダイヤルゲージを使用
してその残存たわみDrを測定する。残存たわみ
rがその限界の平衡値Dr=DRに達した時点で
その非弾性率は式IR=100(DR/Dp)によつて
%で計算される。限界平衡値DRは通常は1〜2
日の期間内に達成されるがしかし常に1週間以内
である。 本明細書に前記したように、非弾性率〔IRl
はそれらの外側表面に実質的歪みを生成させるに
充分なだけたわませた後での積層体パネルの弾性
回復の臨界的かつ重要な特性である。IRlが高す
ぎる場合(低い弾性)には、実質的に歪ませた後
の積層体の元の形状への回復度および若干より低
い程度の歪みを使用してたわませた後のそれらの
完全な原形への積層体の回復能力の両者が、要求
される使用条件下には不充分である。そして本発
明の主目的の一つは構造用応用での要求に対して
重要かつ臨界的と考えられる使用性質の改善され
た組合せを有する金属−熱可塑体−金属積層体の
提供なのであるから、本発明の重要な限定はIRl
の上限である。 一般に93%以上の非弾性率を有する物質は弾性
またはいくらかの弾性(またはより具体的には弾
性回復)を要求または必要とする条件下の構造用
パネルとして使用するには全く非弾性すぎそし
て/または弱すぎる。本発明の範囲内の積層体の
非弾性率の上限は従つて93%である。更に前記の
最大たわみ点での外側金属層中の5%たわみで測
定した場合に次の範囲の非弾性率を有する積層体
は次のように評価される。 非弾性率IRl 評 価 >93% 非常に劣る 84〜93% 境界的 75〜84% 良 30〜75% 良 好 <30% 優れている 実質的に歪ませた後の原形への積層体の回復
度、および小程度に歪ませた後で何ら永久的くぼ
みおよび折れ目を経験することなく完全に回復す
る積層体の能力は共に非弾性率が減少するにつれ
て上昇するのであるから、非弾性率がより低い
程、構造応用を要求する積層体はより望ましいも
のとなる。すなわち良好および優れた範囲すなわ
ち75%以下の非弾性率を有する積層体が好まし
い。 ここに使用されているIRは5%の歪みで測定
されているけれども(そうでないと記載されてい
ない限り)、より低いかまたはより高いその他の
歪み値もまた勿論使用できる。しかしながら5%
以外の歪み値で測定されたIR値は一般に5%で
測定されたものとは異る。例えば5%以下(例え
ば1.5%)の歪みで測定されたIR値は一般には5
%で測定されたものより低い。逆に、5%以上の
歪み(例えば8%)で測定されたIR値は一般に
5%で測定されたものより高い。 本発明の範囲内の積層体の非弾性率は、予期せ
ざることに、約95%(非常に軟らかい1145−0ア
ルミニウムに対する)の非弾性率(IRn)上限を
有する金属層材料単独に対するものより常に低い
ことが認められた。1例として、2枚の0.0127cm
(0.005インチ、5ミル)厚さの1100−0アルミニ
ウム層とその間に挿入且つ積層された0.0157cm
(0.062インチ、62ミル)のポリプロピレン層を包
含する積層体(例2)は1100−0アルミニウム単
独に対して得られる94%の非常に高い非弾性率に
対してわずか72%の非弾性率を有していた。 良好な弾性(低いIR)および従つて良好な凹
み回復は特に金層単独からつくられた通常の構造
用シートまたはパネルに比べた場合の本発明の積
層体の第一義的特性である。 優れた曲げこわさ(ならびに高い曲げモジユラ
ス、単位曲げこわさの尺度)は、積層体が有して
いなくてはならない高度に望ましい特性である。
この条件は、積層体は構造体フレームの必要を最
小化させそして/または風、海水力および他の負
荷からの積層体パネルの曲げたわみを最小化する
に充分なだけのこわさを有していなくてはならな
いという事実により必要とされる。積層体の風お
よび水力に耐える能力は、それらが例えば自動車
本体パネル、ボート本体パネルおよび建造物構造
の外側パネルとして使用された場合に特に重要で
ある。 曲げこわさ(flexural stiffness)mは、
ASTM D790−71の特別の変法によつて測定され
る。その特別の変法は次のようである。 幅b=1.27cm(0.5インチ)、厚さまたは深さd
cm(インチ)および長さl=(L+ε)〔式中Lは
cm(インチ)の曲げ試験のスパンであり、そして
ε>1.27cm(0.5インチ)である〕の長方形断面
のシート試料を水平に三点曲げ試験固定装置に
〔すなわち1.27cm(0.5インチ)の幅を水平にそし
て深さdを垂直にして〕セツトし、そして
0.00212cm/秒(0.05インチ/分)のクロスヘツ
ド速度Dでたわみ形成させる。cm(インチ)で表
わしたたわみDが示された一定速度で増大してい
く場合のNにおける適用された負荷P(ポンド)
を記録する。厚さまたは深さd<0.165cm(0.065
インチ)に対しては、スパンLは2.54cm(1.00イ
ンチ)である。それ以外では、スパンはシート試
料の厚さまたは深さの約16倍である。有効曲げモ
ジユラスのN/m2(psi)で表わしたEBを式EB
=L3me/4bd3〔式中N/mで表わしたme(ポン
ド/インチ)は負荷−たわみ曲線の初めの直線部
分の実験的勾配である〕から計算される。N/m2
(psi)で表わした曲げ強度Sは3PL/2bd2から計
算される。特に記載されていない限りこの強度は
試料の中心部分の外側表面の歪みがr=600dD/
L2=5%の応力で計算される。曲げこわさmは
b=2.54cm(1.00インチ)およびL=2.54cm
(1.00インチ)の特定の場合に対しては、m=
4bd3EB/L3として計算される。 約52.53×103N/m(300ポンド/インチ)の曲
げこわさはフレーム構成を最大としそしてパネル
の曲げたわみに対する要求を最小にした場合でさ
えもほとんどの構造物および建物用応用のシート
またはパネルに使用することのできる最低値であ
る。この曲げこわさは、1.37Kg/m2(0.280ポン
ド/平方フイート)の重量の比較的弱くそして非
弾性の5052−0アルミニウムの0.0508cm(0.020
インチ、20ミル)厚さのシートに特性的な値であ
る。約52.53×103N/mのこの大約の最低の有用
曲げこわさは本発明の積層体により容易に達成さ
れる。例えば次の表に示されているように、2枚
の0.0127cm(0.005インチ、5ミル)厚さの5052
−0アルミニウムを0.0711cm(0.028インチ、28
ミル)厚さのナイロン6・6の層の各面に積層さ
せてなる積層体(例44)は、1.51Kg/m2(0.310
ポンド/平方フイート)の重量のナイロン6・6
単独の0.133cm(0.0523インチ、52.3ミル)厚さの
シートに対する38.00×103N/m(217ポンド/イ
ンチ)の曲げこわさに比べて、161.44×103N/m
(922ポンド/インチ)の曲げこわさ〔有効曲げモ
ジユラス28.95×109N/M2(4.2×106psi)〕およ
び1.49Kg/m2(0.306ポンド/平方フイート)の
重量を有していた。 すなわちこの積層体は単位面積当りわずかによ
り少ない重量のアルミニウムシートよりもはるか
に一層高いこわさ、そして相当する単位面積当り
重量を有するナイロン6・6単独のはるかにより
厚いシートのものに比して更により高いこわさを
与える。 同様の方法で次の表にはまた、0.157cm(0.062
インチ、62ミル)厚さのポリプロピレン層の各面
に積層された2枚の0.0127cm(0.005インチ、5
ミル)厚さの1100−0アルミニウム層(5052−0
アルミニウムよりも更に軟らかくそしてより非弾
性である)を包含する積層体(例2)が、2.20
Kg/m2(0.450ポンド/平方フイート)重量のポ
リプロピレン単独の0.244cm(0.450ポンド/平方
フイート)重量のポリプロピレン単独の0.244cm
(0.096インチ、96ミル)厚さのシートに対する
24.86×103N/m(142ポンド/インチ)のこわさ
に比して、329.19×103N/m(1880ポンド/イン
チ)の曲げこわさ〔有効曲げモジユラス8.26×
109N/m2(1.26×106psi)〕および2.10Kg/m2
(0.431ポンド/平方フイート)を有していること
を示している。 容易に理解できるように、この積層体は実質的
に等しい単位面積当り重量を有するアルミニウム
シートよりもはるかにより高いこわさを与え、そ
して1.3倍だけより厚くそして実質的に等しい単
位面積当り重量を有するポリプロピレン単独のシ
ートのものと比較してこれよりも更により高いこ
わさを与える。
【表】 前記表に示されているように、0.122cm(0.048
インチ、48ミル)厚さのナイロン6・6層の両面
に積層された2枚の0.0152cm(0.006インチ、6
ミル)厚さの6061−T6アルミニウム層を包含す
る積層体(例59)は606.72×103N/m(3465ポン
ド/インチ)の曲げこわさ〔有効曲げモジユラス
27.64×109N/m2(4.01×106psi)〕および2.21
Kg/m2(0.453Lb/フイート)の重量を有して
いる。これは次の値に比較される。 (a) 0.0813cm(0.032インチ、32ミル)厚さの自
動車体用鋼板に対する443.00×103N/m(2530
ポンド/インチ)の曲げこわさ、および6.34
Kg/m2(1.3ポンド/平方フイート)の重量、 (b) 0.0813cm(0.032インチ、32ミル)厚さの
6061−T6アルミニウム単独に対する226.93×
103N/m(1296ポンド/インチ)の曲げこわ
さおよび2.20Kg/m2(0.451ボンド/平方フイ
ート)の重量、 (c) 0.102cm(0.040インチ、40ミル)厚さの6061
−T6アルミニウム単独に対する434.25×
103N/m(2480ポンド/インチ)の曲げこわ
さおよび2.75Kg/m2(0.564ポンド/平方フイ
ート)の重量、 (d) 0.194cm(0.0762インチ、76.2ミル)厚さのナ
イロン6・6単独のシートに対する117.84×
103N/m(673ポンド/インチ)の曲げこわさ
および2.20Kg/m2(0.451ポンド/平方フイー
ト)の重量。 すなわちこの積層体は0.0813cm厚さのスチール
よりも曲げこわさにおいて37%より大であり、そ
して単位面積当り重量において65%より軽い。こ
の積層体は曲げこわさにおいて単位面積当り等し
い重量の6061−T6−アルミニウム単独のものよ
りも2.5倍大であり、そして積層体のそれより20
%だけより大なる単位面積当り重量を有する6061
−T6アルミニウム単独のよりも37%だけより大
である。そしてこの積層体は実質的に等しい単位
面積当り重量を有するナイロン6・6単独よりも
5倍以上よりこわい。 比較的高い曲げこわさを要求する応用例えば自
動車本体用パネルその他においては、少なくとも
約262.65×103N/m(1500ポンド/インチ)の曲
げこわさが好ましく、少なくとも約437.75×
103N/m(2500ポンド/インチ)またはそれ以
上の値が更により好ましい。 勿論、本発明の範囲内の積層体が有している臨
界的有用性の組合せに関してすべてが等しいなら
ば、積層体がより軽い程それはより望ましいとい
うことは勿論自明である。非常に高い強度および
こわさを要求するある種の構造物産業での適用、
例えばある種の自動車本体部分またはある建造物
表面においては、9.76Kg/m2(2ポンド/平方フ
イート)の重さのスチールシートが使用される。
本発明の積層体の最大重量は従つて約9.76Kg/m2
(2ポンド/平方フイート)であり、実質的にこ
の重量以下の値が好ましい。しかしながら、6.34
Kg/m2(1.3ポンド/平方フイート)以下の値が
より好ましく、そして4.88Kg/m2(1ポンド/平
方フイート)以下の値は特に自動車用応用に対し
ては更により好ましい。ポリプロピレンが熱可塑
体コアでありそしてアルミニウムがそのコア層の
各面に積層された金属層である場合には、本発明
の積層体は約5.37Kg/m2(1.1ポンド/平方フイ
ート)の最大重量を有している。 各々の臨界的性質すなわち低い線形熱膨張係
数、(約63×10-6-1以下)、低い非弾性率(約93
%以下)、および優れた曲げこわさ(少なくとも
52.53×103N/m)の各々は高度に望ましいけれ
ども、それ単独ではどれも充分ではない。それら
は組合せにおいて存在していなくてはならない。
すなわち種々のそして広い範囲の高性能構造応用
に対して適当であるためには、この金属−熱可塑
体−金属積層体は約63×10-6-1以下の線形熱膨
張係数(CLTEl)、約93%以下の非弾性率、およ
び少なくとも約52.53×103N/mの曲げこわさの
組合せを有していなくてはならない。 IRlおよびCLTEl(および所望の場合には
HDTl)の臨界的なそして重要なその使用性質
は、金属層厚さの和の熱可塑体コア層の厚さに対
する厚さ比と、積層体の成分層の強度の比の積す
なわち次の無次元のパラメーターTR(YSn
TSc)によつて積層体の成分層の厚さ比に関係し
ている。ここに TRは熱可塑体コア厚さに対する金属層の厚さ
の和の厚さ比であり、 YSnは2個の金属層の厚さ−重量平均降伏点引
張り強度すなわち各金属層の厚さとその5%伸長
オフセツト点での降伏点引張り強度との積の和を
金属層の厚さの和で除したものであり、これは数
学的記号で示せば、 (tiysi+tiiysii)/Tn 〔式中、ti、tii、ysiおよびysiiは以下の定義のと
おりであり、Tnは金属層厚さの和すなわち(ti
+tii)であり、そしてTScは熱可塑体コア層物
質の引張り強度である)となる。 金属層に対する5%伸長オフセツト点における
引張り降伏点強度(ys)は実質的には
「Standard Methods of Test for Tensile
Properties of Plastics」と題するASTM D638
−72により測定される。タイプ試料を使用し、
そして試験速度は5.0mm/分とする。ここに金属
試験試料を23℃で50%相対湿度に少くとも18時間
条件調整しそして試験は23℃50%相対湿度で実施
された。ysに対する値は積層の熱条件に付した
後の金属のものである。多くの場合、このysに
対する値は積層の前の金属に対する値と実質的に
は異ならない。その理由は多くの金属に対しては
典型的積層温度条件下には有意のys変化は生じ
ないからである。積層の温度条件に付した後での
金属に関してys値を測定しなくてはならないよ
うな場合には、金属をそのような測定のために積
層体のコアから取外すことができる。例えば熱可
塑体コアを溶解させそして金属層をそのような測
定のために単離することができる。 ある金属層は、5%オフセツトの歪みの前に破
損を経験するかもしれないということが認められ
る。そのような金属に対しては、その材料に対す
る最大引張り強度をys値として使用すべきであ
る。 熱可塑体コア物質の引張り強度(TSc)もまた
実質的にはASTM D638−72により測定される。
タイプ試験試料を使用し、そして試験速度は
5.0mm/分とする。試料は23℃で少くとも18時間
予め条件調整された。すべての非積層ポリアミド
試料は成形したままシールした缶中に無水過塩素
酸マグネシウムまたは無水硫酸カルシウム乾燥剤
と共にこの前条件調整の間乾燥させた状態に保
ち、そしてすべてその他の試料は50%相対湿度で
前条件調整した熱可塑体物質の引張り強度は、降
伏点引張り応力としてかまたは降伏点のない場合
には破断点引張り応力として測定される。TSc
対する値は積層熱的条件に付された後のコアのも
のであり、これは一般には積層の前の熱可塑体物
質のものと同一である。積層の間にTScの有意の
変化が多分生じているような熱可塑体の場合に
は、TSc値は例えば熱可塑体物質単独の代表試料
を積層温度条件に付しそして得られた物質に関し
て測定を行うことができる。 厚さ比(TR)は、TR(YSn/TSc)のIRl(第
1図)、CLTEl(第2図)、そして積層体に対し
て意図されている最終用途が高い熱変形温度を必
要とする場合には(HDTl−HDTc)/(Tnc
HDTc)(第3図)に対する関係から定義された
面積から決定されるパラメーターTR(YSn
TSc)の数値的オーバーラツプ領域により示され
る。そのような領域の低い方の境界は直線方程式 y=mx+b によつて規定され、その場合式中yはIRl
CLTElおよび(HDTl−HDTc)/(Tnc
HDTc)のy軸(垂直軸)パラメーターであり、
xはTR(YSn/TSc)のx軸(水平軸)パラメ
ーターであり、mはこの直線の勾配でありそして
bはy軸との交点である。 yがIRlの場合にはxが0〜0.65の値に対して
はmは108でありそしてbは0であり、そしてx
が0.65以上の値に対してはmは0でありそしてb
は%である。 yがCLTElの場合には、xが0〜0.1の値に対
してはmは−3.6×10-4でありそしてbは45×
10-6であり、そしてxが0.1以上の値に対しては
mは0でありそしてbは9×10-6である。 yが(HDTl−HDTc)/(Tnc−HDTc)の場
合にはxが0〜0.05の値に対してはmは1であり
そしてbは0であり、そしてxが0.05〜0.12の値
に対してはmは10でありそしてb=−0.45であ
り、そしてxが0.12以上の値に対してはmは0で
ありそしてbは0.75である。 TR(YSn/TSc)のIRl(第1図)、CLTEl(第
2図)そして所望の場合には(HDTl
HDTc)/(Tnc−HDTc)の関係により定義さ
れる面積の上側境界もまたそのような下側境界に
対する前記の直線方程式により定義される。yが
IRlの場合には、xが0〜0.25の値に対してはm
は280でありそしてbは30であり、そしてxが
0.25以上の値に対してはmは0でありそしてbは
100である。そしてyがCLTElの場合には、xが
0〜0.05の値に対してはmは−2.88×10-3であり
そしてbは216×10-6であり、そしてxが0.05〜
0.26の値に対してはmは−1.29×10-4でありそし
てbは78.5×10-6であり、そしてxが0.26より大
なる値の場合にはmは0でありそしてbは45×
10-6である。 yが(HDTl−HDTc)/(Tnc−HDTc)の場
合には、xが0〜0.004の値に対してはmは112.5
でありそしてbは0であり、そしてxが0.004〜
0.04の値に対してはmは15.3でありそしてbは
0.389であり、そしてxが0.04以上の値に対して
はmは0でありそしてb1である。 第1図を参照して述べるに、それぞれTR
(YSn/TSc)のIRlとの関係により定義される面
積の上側および下側境界である曲線1および2に
よりその外側限界を規制されている帯域内にすべ
てのデータが入ることは容易にわかる。すなわち
特定の非弾性率IRl(前記の93%の最大値以下)
を有する積層体が所望される場合には、その積層
体の厚さはTR(YSn/TSc)軸上で読むことが
できる所望のIRl値から曲線1と交叉する点(お
よび可能な場合には曲線2)まで水平線を引くこ
とによつて容易に決定される。曲線1を切る点
(約30%大なるIRl)はその無次元パラメーターに
対する最小値を確立する。TR自体はある選ばれ
た金属および熱可塑体コア層のタイプに対して
YSnとTScとの既知の値をその無次元パラメータ
ーに置換することによつて容易に決定することが
できる。 曲線1を切るように引いた同一の水平線が曲線
2にも交叉する場合には、TR(YSn/TSc)な
らびにTR単独に対する上限もまた、下限に対し
て記載したと同一の方法で決定することができ
る。そのような場合、TR(YSn/TSc)に対す
る値そして従つてTRに対する値の範囲が確立さ
れる。他方、曲線1を切るように引いた水平線が
曲線2と交叉しない場合には、前記に論じた厚さ
および重量の限定に一致して、TR(YSn
TSc)に対する上限は存在しない。 第2図についてみると、すべてのデータがTR
(YSn/TSc)のCLTElに対する関係により定義
される面積のそれぞれ上側境界および下側境界で
ある。曲線3および4によりその外側を定義され
た帯域内に入ることがわかる。第1図に対する記
載と同様の方法で所望のCLTEl(約63×10-6
-1)が定義されたならば、TR(YSn/YSc)に対
する値従つてTR自体を容易に決定することがで
きる。 第3図について述べるに、積層体の熱変形温度
が意図されている最終用途に関して考慮すべきフ
アクターである場合には、部分結晶熱可塑体コア
層を有する積層体に対するすべてのデータは、
TR(YSn/TSc)の(HDTl−HDTc)/(Tnc
−HDTc)に対する関係により定義される面積の
それぞれ上限および下限である曲線5および6に
よつてその外側を規制された帯域内に入ることが
容易にわかる。HDTlに対する所望の値が規定さ
れたならば選ばれた部分結晶性熱可塑体に対する
HDTcおよびTncの既知の値を正規化したHDT変
数 (HDTl−HDTc)/(Tnc−HDTc) に置換して0〜1.0の間の値を得ることができ
る。その値が決定されたならば第1および2図に
対して記載されているようにして、所望の
(HDTl−HDTc)/(Tnc−HDTc)値から曲線
5(および可能な場合には曲線6)と交叉する点
まで水平線を引くことによつてTR(YSn
TSc)値を決定することができる。 無晶形熱可塑体コア層を有する積層体に対する
熱変形温度は熱可塑体コア層物質単独のものに実
質的に同一であることが認められる。すなわち、
熱可塑体コア層のどちらかの側への金属層の積層
はもしあるにしてもごくわずかしか熱変形温度を
増大しない。 すなわちIRlとCLTEl(およびHDTl)との特定
のバランスを有するある与えられた積層体に対す
る最適のそして好ましいTR範囲は、第1および
2および3図で得られたTR(YSn/TSc)値を
相関させそしてそのような値の数字的重複の範囲
を決定することによつて容易に確定させることが
できる。一般に低いIRlと低いCLTElとの組合せ
(そしてそのように要求する条件下では高い
HDTl)が好ましいのであるから、約0.08〜0.6の
範囲のTR(YSn/TSc)が好ましい。しかしな
がら第1および2および3図に記載のように他の
値もまた適当である。 しかし、TR値に関係なく、各金属層の最低厚
さは少くとも約0.00127cm(0.0005インチ、0.5ミ
ル)でなくてはならず、そして積層体の最大重量
は約9.76Kg/m2(2ポンド/平方フイート)を越
えるものであつてはならないということ、そして
熱可塑体コアとしてポリプロピレンが使用されそ
してコアの各面の金属層がアルミニウムである積
層体の場合には最大約5.37Kg/m2(1.1ポンド/
平方フイート)の最大値を越えるものであつては
ならないことが注目されよう。更に、実際問題と
して本発明の範囲内の金属−熱可塑体−金属積層
体は金属または熱可塑体単独よりなるものではあ
りえないという点でTRは0(熱可塑体単独)よ
り大でなくてはならずそして絶対的無限(金属単
独)以下でなくてはならない。 一旦TRが決定されて金属層Tnまたは熱可塑体
コア層に対して厚さが選ばれたならば残存成分層
の厚さは容易に決定される。金属層が異つた組成
を有している特定の場合(すなわち本明細書に以
後に定義のysiとysiiが等しくない場合)には本明
細書に以後に説明されるように、TR(YSn
TSc)パラメーターからTRを計算するために必
要なYSnの値を決定するためには、金属層の相対
的厚さを規定しなくてはならない。勿論TRが決
定されたならば、そしてTn(ti+tiiから計
算、このtiおよびtiiは任意にiおよびiiと記し
たそれぞれの金属層の厚さである)は知られてい
るのであるから要求される熱可塑体コア層の厚さ
は容易に決定される。 前記の第1および2(およびHDTlが考慮すべ
きフアクターである場合には3)図を使用して
TR(YSn/TSc)および従つてTR単独に対する
値を確立するための方法は意図された最終用途に
合致した性質たるIRlおよびCLTEl(および必要
な場合にはHDTl)の値を選択することである。
例えば、最終用途が72%IRlを要求する場合には
約0.15〜大約無限(または単に少くとも0.15の
値)の範囲のTR(YSn/TSc)値が第1図によ
り示される。最終使用目的が23.6×10-6-1
CLTElを要求する場合には、約0.065〜大約無限
(または簡単に少くとも約0.11)の範囲のTR
(YSn/TSc値)が第2図により示される。意図
されている最終使用目的に対して150℃のHDTl
要求されている場合には、説明の目的で部分結晶
性熱可塑体コア層としてポリプロピレン(HDTc
=60℃、Tnc=170℃)を選んで正規化HDT変数 (HDTl−HDTc)/(Tnc−HDTc) を容易に解いて〔(158℃−60℃)/(170℃−60
℃)〕=0.89の値を与えることができる。このノル
マル化HDT変数値は第3図によれば約0.033〜大
約無限(または簡単に少くとも約0.033の値)の
範囲の値を要求する。 72%のIRl、2.3.6×10-6-1のCLTEl、158℃の
HDTlおよび熱可塑体コア層としてポリプロピレ
ンを有する積層体に対する最適のTR(YSn
TSc)値は、重複部分すなわち0.15〜大約無限値
(または単に第1図から得られるように少くとも
0.15の値)である。 TR自体に対する最適値は、金属層例えばアル
ミニウムそして更に詳しくはアルミニウムの特定
の組成および厚さが与えられたならば容易に決定
することができる。すなわち TR(YSn/TSc)=0.15 なのであるから、 TR=0.15(TSc/YSn) である。 説明の目的で、1100−0アルミニウム〔ti
ii=0.0127cm(0.000127m、0.005インチ、5ミ
ル)、5%伸長オフセツト点におけるysi=ysii
58.25×106N/m2(8.45×103lb/in2)、YSn=(ti
ysi+tiiysii)/Tn=〔(0.000127M×58.25×
106N/m2)+(0.000127M×58.25×106N/m2)〕/
0.000254M=58.25×10N/M2〕が金属層として選
ばれそして前記のポリプロピレン〔(TSc=31.71
×106N/m2(4.6×103lb/in2)〕が熱可塑体コア層
として選ばれた場合には、 TR=0.15(31.71×10N/m2/58.25×1
N/m2)=0.15×0.544= 0.0817 となる。 すなわちTRは、2個の金属層として等しい厚
さの1100−0アルミニウムシートそして熱可塑体
コア層としてポリプロピレンを包含している積層
体に対しては、IRl、CLTElおよびHDTl値を前記
規定にバランスさせるために少くとも0.0817の最
小値を有しているべきである。0.162の値のTRを
有する前記規定の性質の組合せを有する実験的積
層体は例2に記載されている。 しかしながらHDTlが全く考慮されない場合に
は、最適TR(YSn/TSc)およびTR値は不変に
留まる。その理由はこの場合、TR(YSn
TSc)に対する重複領域は第1図に記載の値によ
つてのみ同定されるからである。 他方、TR(YSn/TSc)に対する数値的重複
領域が全部または一部分第3図に示した値範囲に
より定義される場合には、そのような場合の
HDTlの非考慮はTR(YSn/TSc)およびTR単
独の両方に対して異つた値を与える結果となる。 しかしながらHDTlにかかわらず、前記積層体
に対する第1および2図から決定されるTR
(YSn/TSc)値に対する重複領域はわずかによ
り広い最適範囲、すなわち前記の最小こわさおよ
び金属層厚さ条件と一致して0に近い下限および
約0.114の上限をTR(YSn/TSc)に対して示
す。次いでこれらの値はそれに相応してより広い
TR範囲、すなわち0に近い下限および約0.113に
近い上限を示す。 本発明の積層体は熱可塑体コア層の各面の2枚
の金属層を有しているのであるから、その金属層
は臨界的および重要な有用性の組合せが満足され
る限りは同一または異つた組成を有しうることが
わかる。異つた厚さを有する金属層もまたそのよ
うな厚さが金属層最小厚さ条件および得られる積
層体の最大重量条件により確立される限度内にあ
りしかも臨界的有用性の組合せが満足される限り
は、使用しうる。 異つた組成および/または厚さを有する金属が
使用される場合、それらの重要な特性のあるもの
を実質的にバランスさせて積層体を種々の温度に
露出させた場合のそり、ゆがみ(バツクリング)
その他のような問題を避けることが好ましい。実
用的である限りは金属層の重要な特性を次のよう
にバランスさせるべきである。 (a) CLTEi=CLTEii、 (b) tii=tiiii、および (c) tiysi=tiiysii (ここにCLTEiおよびCLTEii、tiおよびtii、Ei
およびEii、そしてYSiおよびYSiiはそれぞれ任意
にiおよびiiと記したそれぞれの金属層の線形熱
膨張係数、厚さ、弾性モジユラスおよび降伏点引
張り強度である。しかしながら実際問題として両
金属層が同一組成および厚さのものであることが
一般に好ましい。 一例として異つた組成(および異つた厚さ)を
有する金属層が使用された場合、すなわち任意に
それぞれ例えばtiおよびtiiと記された0.00508
cm(0.0000508m、0.002インチ、2ミル)厚さの
C1010低炭素鋼(焼きなまし)および0.0152cm
(0.000152m、0.006インチ、6ミル)厚さの6061
−0−アルミニウムが使用されそして説明の目的
でポリスルホン〔ポリ(オキシ−1・4−フエニ
レンスルホニル−1・4−フエニレン−オキシ−
1・4−フエニレンイソプロピリデン−1・4−
フエニレン)〕が熱可塑体コア層として使用され
る場合、最終使用目的が33%のIRlを要求する場
合には約0.0010〜約0.31の範囲のTR(YSn
TSc)値が第1図により示される。最終使用目的
が29.3×10-6-1のCLTElをもまた要求する場合
には、約0.043〜約無限大の範囲(または単に少
くとも約0.043の値)のTR(YSn/TSc)値が第
2図により示される。 33%のIRlおよび29.3×10-6-1のCLTElを有す
る積層体に対するTR(YSn/TSc)の最適値は
数値的重複領域の0.043〜0.31の間である。 TR単独に対する最適値は容易に決定すること
ができる。その理由は本明細書に前記したように
C1010低炭素鋼(焼きなまし)(ti=0.0000508
m、5%伸長オフセツト点でのYSi=349.53×
106N/m2)および6061−0アルミニウム(tii
0.000152m、5%伸長オフセツト点でのysii
112.37×106N/m2)が2枚の金属層として使用さ
れるからである。すなわち、 TR(YSn/TSc)=0.043〜0.31 なのであるから、 TR=0.043(TSc/YSn)〜0.31(TSc/YSn) である。強度値(YSnそしてTSc)は次のとおり
である。 YSn=(tiysi+tiiysii)/Tn=〔(0.0000508×
349.53×106)+(0.000152×112.37×106〕/
0.000203 =(17756.12+17080.24)/0.000203=
34836.36/0.000203=171.61×106N/m2 TSc=73.77×106N/m2 従つてこれらを代入すると TR=0.043(73.77×10N/m2/171.61
×10N/m2)=0.043×0.43= 0.0185 TR=0.31(73.77×10N/m2/171.61×
10N/m2)=0.31×0.43= 0.133 となる。 すなわち、金属層として0.00508cm厚さの
C1010低炭素鋼(焼きなまし)シートと0.0152cm
厚さの6061−0アルミニウムシートとを使用しそ
して熱可塑体コア層としてポリスルホンを包含す
る積層体に対して、IRlおよびCLTEl値を前記規
定にバランスさせるためには、TRは約0.0185〜
約0.133の範囲であるべきである。張力側にスチ
ールおいてIRlを測定しそしてスチール側で
CLTElを測定して0.0654のTR値を有するかかる
積層体の実例は例156に記載されている。しかし
ながらIRlおよびCLTElが順次に前記積層体に対
してアルミニウム側から測定された場合には、
TR(YSn/TSc)およびTRはCLTEiとCLTEii
iiとtiiii、およびtiysiとtiiysiiそれぞれの
間の絶対的バランスの欠除の故に非常に若干前記
値から変動する。例えば、張力側で6061−0アル
ミニウムに関して測定されたIRlは35%の値を有
しておりそしてアルミニウム側から測定された
CLTElは37.1×10-6-1の値を有していた。これ
らの値はTR(YSn/TSc)に対してそれぞれ第
1および2図によつて示されるように約0.020〜
約0.33および約0.023〜大約無限大の範囲を要求
する。数字的重複域を定義する0.023〜0.33の範
囲が好ましい。従つてTRの単独に対する値は約
0.00989〜約0.142の間であり、この範囲は例156
に記載の積層体に対するTR値0.0654によく相関
する。 前記の臨界的構造応用性質の他に、本発明の範
囲内の積層体の大多数はまた高温での優れた成形
性、非常に良好な延性および高いエネルギー吸収
性をも有している。 それらが製造された後で成形物品に加工される
べき場合すなわち後形成操作に付される場合に
は、優れた成形性が積層体の必要な性質である。
延性の金属層および延性ある熱可塑体コア層から
製造された金属−熱可塑体−金属積層体の優れた
成形性および非常に良好な延性は、そのような積
層体を破損または破裂なしに、浅く曲げたものか
ら深く伸ばしたものまでの種々の形状に成形しう
ることを確実ならしめる。 本発明の範囲内の積層体およびそのための金属
層および熱可塑体コア層成分について本発明に使
用されている場合の「延性」なる表現は、そのよ
うな物質がプラスチツクに対するASTM D638−
72により測定した場合少くとも10%の破断点引張
り伸長度を有していることを意味している。 積層体の成形(またはより詳しくは後成形)は
当業者には既知の方法によつて容易に達成するこ
とができる。本発明に使用するに適当なそのよう
な方法の一つは、積層体を高温(すなわち熱可塑
体コア層を軟化させそして離層、金属層および/
または熱可塑体コア層の弱体化その他を伴なうこ
となしに成形操作の実施を可能ならしめるに充分
高い温度)で成形圧力にかけることを包含する。 本発明のほとんどの積層体に対しては常温また
はその付近での成形操作は避けるべきである。そ
の理由は本発明の範囲のほとんどの積層体はその
ような温度では冷時成形性でないと期待されるか
らである。ここに常温または常温付近で深延伸試
験性能が劣つておりそして/または可能な曲げ程
度が低くそして/またはオルセンカツプ試験が劣
つている場合には、そのような積層体は冷時成形
性ではないと考えられる。そのような試験につい
ては以後に更に論ずる。更にこの成形操作を高温
で実施することの追加の利点は、そのような温度
は通常積層体の常温メモリーを有効に破壊しそし
て従つて成形圧の除去の際にその直線化および/
または扁平化された構造へのその回復傾向を破壊
するということである。このメモリー損失(また
は再セツト)は実質的にその最初の成形温度まで
そしてある積層体に対しては更により高温まで保
持される。その結果、高温においては、例えば延
性の金属層と延性の熱可塑体コア層とから製造さ
れた本発明の積層体は永久的に成形された構造体
に成形可能である。 本発明の範囲内の積層体の成形性の重要な尺度
は深延伸(deep draw)試験で得ることができる
がその曲型的な条件は次の表に示されている。こ
の試験においては、積層体の扁平な円形シートを
雄パンチによつて雌ダイの中に押しこんでカツプ
形を形成させる。高い延伸比を有する成功した深
延伸(ブランク直径対パンチ直径比)が望まし
い。相当するこわさ(stiffness)の延伸級スチー
ルと比肩しうる延伸比が好ましい。そのようなス
チールより50%低い値が多くの応用に対して許容
できるがしかしこれよりはるかに低い値は通常劣
悪と考えられる。例えば次の表に示されるよう
に、約2.00〜約2.31の非常に良好な延伸比が試験
を約80℃(178〓)〜200℃(392〓)の間で実施
した場合にアルミニウム/ナイロン6・6/アル
ミニウムまたはアルミニウム/ポリエステル−ポ
リエーテルブロツク共重合体変性PET/アルミ
ニウム積層体に対して得られる。この比は延伸級
スチールに対する約2.4の値に比肩され、そして
多くの場合、延伸級アルミニウムに対する約2.1
の値よりも良好である。ナイロン6・6のコアお
よび延性ある低炭素鋼の金属層を有する積層体は
常温において深延伸試験に良好に機能することが
見出された。 しかしながら、次の表に示されている延伸比は
限界値でないことそして従つてそのような積層体
に対して更により高い延伸比が意図されうること
を認めるべきである。
【表】 積層体の成形性のその他の重要な尺度は破壊す
ることなしにそれらを曲げることができる程度で
ある。破壊なしに本発明のほとんどの積層体によ
り示される曲げの程度は常温では極めて劣つてお
り、そして多くの場合かなり大なる半径のまわり
の簡単な曲げを要求する応用に対してさえも不適
当である。一般に積層体の厚さの2倍の半径のま
わりに90゜の曲げを積層体が示せない場合に曲げ
は一般に劣ると考えられる。高温においては積層
体の多くは破損することなく多くの応用に対して
充分な小な半径のまわりに容易に曲げることがで
きる。しかしながら、本発明内のある種の積層体
例えばナイロン6・6コアおよび延性のある低炭
素鋼金属層を有する積層体は常温で良好な曲げ能
力を有していることが見出された。本発明の範囲
内のその他の積層体もまた常温条件下の曲げ試験
に良好に機能しうることが期待される。 成形性の更にその他の試験は例えばオルセンカ
ツプ試験のようなボールパンチ曲げ試験であり、
これは伸長のみ(延伸ではない)を包含しそして
この場合にはシートまたは積層体試料を安全にリ
ングダイにクランプでとめ、典型的には次の表に
示したような条件下に半球形パンチで不合格点た
る「ひびの最初の出現」状態まで伸長させる。そ
の性能の一つの尺度は、成形比〔パンチ浸入深さ
(たわみ)のパンチ直径に対する比〕であり、よ
り高い比が望ましい。この試験を低い成形速度お
よび常温で使用して、非常に良好な約0.300〜約
0.400の間の成形比が本発明の範囲内の積層体例
えばナイロン6・6コア層と延性の低炭素鋼金属
層とを有する積層体ならびに次の表に示したその
他の積層体において得られた。これらの値はアル
ミニウムおよびスチールに対して得られる値と比
肩されるものである(そして多くの場合それより
良好である)。0.300より低い比例えば0.150の低
い比でさえも、ある応用に対しては許容できる。
しかしながらこれよりもはるかに低い値はこの試
験においては劣つた性能のものと考えられる。
【表】
【表】 本発明の範囲内のほとんどの積層体の成功した
深延伸および曲げは高温の使用を要求すると期待
されるのであるから、ほとんどの積層体は特に所
望の形状に成形した後で高温条件に付されるべき
積層体に対しては高温で成形操作を行うことが決
定的に有利である。そして前記したように、約80
℃(176〓)〜約200℃(392〓)の積層温度が後
成形操作の実施に対して一般的に適当である。 勿論、本発明の範囲内の積層体は、それらの有
している臨界的性質の組合せ、ならびに延伸、曲
げおよび伸長試験により得られる高い延伸比、曲
げおよび伸長特性により示されるほとんどの場合
における優れた成形性に関して考慮した場合、構
造用パネルとに使用するための既知の積層体およ
び他の構造用パネル材料に比して明らかな利点を
与えることが明白である。金属自体と比較した場
合でさえも、臨界的且つ重要な有用性(低い線形
熱膨脹係数、低い非弾性率および優れた曲げこわ
さ、低重量および多くの場合に優れた成形性)の
組合せはこの積層体を構造用パネルとして使用す
るために更により好ましいものとしている。 常温における非常に良好な延性は、金属層およ
び熱可塑体コア層の両方が延性の状態である場合
に示される。より高い曲げ強度およびより高い有
効曲げモジユラスの積層体を生成させる適当な金
属の非延性形態の使用は可能であるけれども、前
記に論じられた成形性は実質的に減少することが
認められる。しかしながら、成形構造物が要求ま
たは所望されないで実質的に扁平な構造体が適当
である場合には、適当な金属の非延性形態を使用
することができる。積層体の延性の一つの尺度
は、前記オルセンカツプ試験により得ることがで
きる。延性のその他の尺度としてはプラスチツク
に対するASTM D628−72試験法により測定され
る引張り伸長(tensile elongation)およびカー
ドナー衝撃強度(GIS)試験により測定される多
軸衝撃強度があげられる。 ガードナー衝撃強度試験においては、少くとも
面積が5.08cm×5.08cm(2インチ×2インチ)の
試験試料を重いスチールの試験用金床の平らな水
平表面に置く。試料を試験用金床の垂直円筒状孔
上に中心合せする〔3.18cm(1.25インチ)内
径〕。1.59cm(0.625インチ)直径半球形先端を有
する軽量研磨スチールパンチを試料の上側中心上
に置く。1.82Kg(4ポンド)のハンマーをパンチ
上の選んだ高さから落し、それによつて試料をハ
ンマー重量とその最初の高さ(インチ)との積に
より決定されるN−M(インチ−ポンド))衝撃
エネルギーにかける。各積層体試料を1回だけ衝
撃する。試料の各面の何等のひび割れ形成はその
特定の衝撃に対して不合格と考える。試験は通常
かなり多数の試験試料を必要とする(通常各試験
に対して少くとも12〜16個)。そして破損するこ
となく試料の半分以上が合格した最高高さを使用
して±0.226N−m(2インチ−ポンド)内のGIS
を計算する。これら測定から、0.0813cm厚さの自
動車車体スチールよりも20〜30%低い重量/m2
有する本発明範囲内の延性積層体が少くとも
18.08N−m(160インチ−ポンド)までの衝撃エ
ネルギーに対して不合格を示さずそして0.0813cm
厚さのスチールパネルよりもこれら衝撃において
有意に一層小さい凹部形成を示すことが確認され
た同様の結果がアルミニウムパネルと比較した場
合にも得られる。すなわち、この金属−熱可塑体
−金属積層体はまたそれらがもしあるにしてもわ
ずかの凹部形成を以つて高い衝撃力を吸収しうる
という点で高いエネルギー吸収能力を有してい
る。そして追加の特性として生ずるすべての凹部
は損傷させることなく容易にハンマーで叩き出す
ことができる。 臨界的性質の要求の組合せを満足させられなく
なる点までの劣化を受けることなく天候要素への
露出に耐える本発明の範囲内の積層体の能力は、
その他の価値ある性質である。勿論、保護のない
スチールその他である場合には金属層は天候要素
に長時間連続的に露出させた場合に腐食すること
は明白である。しかしながら、金属層と熱可塑体
コア層との間の接着は、特に最初の金属−熱可塑
体接着が非常に良好である場合には、そのような
要素に抵抗性である。例えば沸騰水中1ケ月後
に、アルミニウム−ナイロン−アルミニウム積層
体中ではほとんどかまたは全く接着損失は生じな
い。更にアルミニウム−ナイロン−アルミニウム
積層体は常温の水に13ケ月入れた後、または飽和
水性塩化カルシウムまたは塩化ナトリウム溶液中
においた後でも、剥離強度の損失は示さない。 一方、比較的低い初期金属−熱可塑体接着〔例
えば約1.75×1103N/m(10ポンド/線形イン
チ)以上の剥離強度を有する〕を有する積層体を
以下に記載のように天候要素に露出させた場合に
は、剥離強度(peel strength)の低下により証
明されるような接着の部分劣化をより受けやす
い。例えば比較的低い初期剥離強度を有するアル
ミニウム−HDPE−アルミニウム積層体は常温の
水中で12ケ月以上の後では50%までの剥離強度は
低下を示す。しかしながら、金属−熱可塑体接着
はしかもなお前記に論じた臨界的性質の組合せを
満足させるに充分なだけ残存している。 本発明の積層体の層の接着剥離強度は狭義に臨
界的ではなく、そして非常に広い限度にわたつて
変動させることができる。剥離強度に特定の上限
は存在しない。その理由は、意図されている構造
物応用においては接着性がより大である程そして
特に後成形操作において一般により適当な積層体
だからである。しかしながら、金属−熱可塑体コ
ア層接着の剥離強度の下限ははるかにより重要で
ある。そしてこれは、一般にASTM D903−49
(1972年)により測定して約1.75×103N/m(10
ポンド/直線インチ)以上であるべきである。 前記に列挙されそして論正されている各性質の
他に、この金属−熱可塑体−金属積層体が平滑な
金属表面を有していることは明白である。適当で
あるとして前記されている金属の中で、ある種の
表面例えばスチール、鉄その他は天候要素への連
続的露出によつて腐食するのであるから、そのよ
うな腐食を受けやすい金属表面に保護コーテイン
グを容易に適用しそしてそのような保護コーテイ
ングを硬化させてコーテイングの強度および硬度
を上昇させそして金属表面に安全に接着できると
いうことは高度に有利である。 すなわち、成形したならびに実質的に扁平な積
層体は金属表面の少くとも一方に通常の金属保護
コーテイングを適用しそしてこれを高温で硬化さ
せることにより容易に保護される。一例として、
そのような保護コーテイングの最も一般的なもの
は塗料であるから、金属表面は容易に下引き処理
または塗装される。塗料は積層体に劣化を受けさ
せることなしに特に前記に論じたように充分に高
い結晶融点Tnc(部分結晶性熱可塑体)またはガ
ラス転移温度Tgc(無晶形熱可塑体)を有する熱
可塑体コア層物質が使用されている場合には、高
温で硬化させることができる。例えば、自動車に
関しては、塗料の硬化は往々にして163℃(325
〓)の高い温度で実施される。塗装した積層体は
その後で常温まで冷却される。しかしながら、保
護コーテイングの硬化に実際に使用される温度
は、保護コーテイングによつて変動しうる。しか
し使用される実際の温度がより低いかまたはより
高いかには関係なく当業者により容易に決定され
る適当な温度でこの保護コーテイングを硬化させ
ることが意図されている。 本発明の積層体は高温条件に出合うような条件
下に使用される場合には重要且つ臨界的有用性な
らびに前記に論じたその他の望ましい性質の他
に、バツクリング形成、そり、扁平化(すでに成
形構造体に成形されている場合)その他なしでそ
のような条件下に耐えうるためには高い熱変形温
度を有していなくてはならない。一例として、積
層体が自動車用構造パネルとして使用される場合
には、それらは塗料硬化オーブンにおいて少くと
も約135℃(275〓)の高温条件にかけられる。そ
のような場合、少くとも約135℃の熱変形温度
(HDTl)が必要であり、そして多くの塗料硬化オ
ーブン中の更により高い温度の存在での充分な寸
法的安定性を与えるためには約163℃(325〓)が
好ましい。 積層体に対して高い熱変形温度が望ましいこれ
らの場合には、熱可塑体コア層は所望の熱変形温
度と少くとも等しく、そして好ましくはこれより
高い結晶融点Tncまたはガラス転移温度Tgcを有
していなくてはならない。例えば少くとも約約
135℃の熱変形温度が必要な自動車応用に対して
は、TncまたはTgcは少くとも135℃でなくては
ならない。部分結晶性重合体のみが結晶融点(T
nc)を有しているけれども、すべての重合体はガ
ラス転移温度(Tgc)を有していることが認めら
れる。更に、充分に高いガラス転移温度を有して
いて高い熱変形温度を有する積層体を与える本発
明の範囲内の有用な熱可塑体は少数であるから、
そのような場合には充分に高い結晶融点を有する
部分結晶熱可塑体を使用することが好ましい。 熱可塑体の結晶融点(Tnc)は10℃/分の加熱
速度を使用して示差走査カロリメトリー
(DSC)により測定される。結晶融点に対する値
は、みかけの融解速度が最大になる温度または本
質的に最後の溶融物の痕跡が検出される温度のい
ずれかとしてとられるが、二つの差が実質的例え
ば10℃以上ある場合には後者が好ましい。 「部分結晶性」なる表現は本明細書中ではその
少くとも40重量%が有機熱可塑性重合体であり、
その有機熱可塑性重合体の少くとも50重量%が約
15%以上の結晶度(DC)を有する重合体鎖また
は鎖セグメントである熱可塑体組成物を示すもの
として使用されている。結晶度は次式 DC=(dpc−dpc)/(d100c−dpc) により規定されるが、ここにdpcは23℃における
部分結晶性熱可塑体組成物の有機重合体部分中の
部分結晶性重合体鎖または鎖セグメントの密度
(ただしその熱可塑性コア組成物が含有しうるそ
の他の非結晶性有機重合体変性剤または無機充填
剤相の実質的容積分画を除外する)であり、dpc
は23℃おける部分結晶性熱可塑体組成物の有機重
合体部分中の部分結晶性重合体鎖または鎖セグメ
ントの無晶形分画(DC=0%)の密度であり、
そしてd100cは23℃における部分結晶性熱可塑体
組成物の有機重合体部分中の部分結晶性重合体鎖
または鎖セグメントの結晶性分画(DC=100%)
の密度である。 d100cの値は、広角X線回折測定から得られる
結晶のタイプおよび結晶格子パラメーターから計
算することができる。dpcの値はX線回折により
結晶性を明らかに示さない急冷試料の密度測定に
よつてかまたは示差走査カロリメーター測定によ
つて得ることができる。あるいはまたdpc値は
DCaがゼロである密度dpcの値に対してみかけの
結晶度(DCa)の既知の有限値を使用して有機重
合体の部分結晶性試料の密度を外挿することによ
つて得ることができる。半結晶性有機重合体試料
に対する値は、広角X線回折によつて重合体結晶
による広角で回折されるX線放射の、重合体の結
晶および重合体無晶形部分の両方によつて広角で
回折および散乱される全X線放射の%として、ま
たは融解潜熱の示差走査カロリメトリーによつて
測定することができる。この場合みかけの結晶度
DCaは完全な重合体結晶に対する推定された固定
値である。 同様に、そして前記した理由の故に、熱可塑性
コア層物質に対しては、高い熱変形温度が所望さ
れている場合には金属層として使用される金属
(前記に論た)は所望の熱変形温度を与えるため
にどちらが依存されているかによつて、Tncまた
はTgcのいずれかよりも高い融点を有していなく
てはならない。すなわち熱可塑体コア層が部分結
晶性でありそして所望のHDTlを生成させるに充
分なだけ高いTncを有している場合には、金属層
は熱可塑体コア層のTncよりも高い融点を有して
いなくてはならない。同様に、熱可塑体コア層が
無晶形であるがしかし所望のHDTlを与えるに充
分なだけ高いTgcを有している場合には、金属層
は熱可塑体コア層のTgcよりも高い融点を有して
いなくてはならない。 予期させざることにそして驚ろくべきことに
は、本発明の範囲内の積層体の熱変形温度
(HDTl)は、最適には一部分結晶性熱可塑体コア
層物質の結晶融点のものに本質的に近似しうる。
その結果、積層体の熱変形温度は熱可塑体コア層
として部分結晶性熱可塑体物質が使用された場合
熱可塑体コア層のものより数100゜も上となりう
る。例えば、2枚の0.0127cm(0.005インチ、5
ミル)厚さの1100−0アルミニウム層およびその
間に挿入されそしてそれと積層された0.295
(0.116インチ、116ミル)厚さのナイロン6・6
コア層を包含する積層体(例24)はナイロン6・
6層単独に対するわずか77℃(171〓)に比して
228℃(442〓)の熱変形温度を有していた。 従つて高温での工学的応力下での優れた寸法安
定性は高いTncまたはTgcを有する熱可塑体コア
層物質が使用された場合に特に積層体の高度に望
ましい特性である。 しかしながら、熱可塑体コア層単独のものに比
べた場合の部分結晶性熱可塑体コア層を有する積
層体により示される熱変形温度の顕著な上昇は無
晶形熱可塑体コア層を有する同様の積層体によつ
ては示されない。例えば、2枚の0.0127cm
(0.005インチ、5ミル)厚さの1100−0アルミニ
ウム層と、その間に挿入されそしてそれと積層さ
れた0.154cm(0.0605インチ、60.5ミル)厚さの
PET〔ポリ(エチレンテレフタレート)〕層を包
含する積層体(例92)はPET単独に対するわず
か89℃(192〓)に対して246℃(464〓)の熱変
形温度を有しており、これは151℃(272〓)の上
昇である。他方、2枚の0.0127cm(0.005イン
チ、5ミル)厚さの1100−0アルミニウム層およ
び熱可塑体コア層としての0.168cm(0.066イン
チ、66ミル)厚さの無晶形PETを包含する同様
の積層体(例95)は無晶形PET単独に対する68
℃(154〓)に対してわずか79℃の熱変形温度を
有しているにすぎず、これはわずか11℃(20〓)
の上昇である。 曲げ負荷の元におけるたわみ温度(deflection
temperature)としても知られている熱変形温度
は、プラスチツクに対するASTM D648−72試験
の変法により測定される。この変法中では、シー
ト試料の幅bは約2.22cm(0.875インチ)、長さは
約7.62cm(3インチ)、支持体の間のスパンは
5.08cm(2インチ)、そして試料中の最大応力は
1.82×106N/m2(264psi)である。 本発明の範囲内の熱可塑体コア層として有用な
物質は狭義に臨界的ではない。しかしそのような
熱可塑体物質は、構造的応用を満足するに重要且
つ臨界的と考えられる有用性の改善された組合せ
を有する積層体を生成する性質および特性を必ず
有していなくてはならない。前記したようなその
ような重要なそして臨界的な性質の組合せは、な
かんずく、約63×10-6-1以下の線形熱膨脹係
数、約93%以下の非弾性率および少くとも約
52.53×103N/m(300ポンド/インチ)の曲げこ
わさを包含する。 本発明に使用するに適当な熱可塑体の群の例
は、アセタール、アクリル、アミド、アリーレン
サルフアイド、アリーレンスルホン、アリーレン
カーボネート、セルロース、エステル、イミド、
オレフイン、スチレンおよびビニルをベースとし
た熱可塑体共重合である。 アセタールベース熱可塑体の例としては、ポリ
(ビニルブチラール)、ポリホルムアルデヒド、ポ
リアセトアルデヒド、それらの共重合体およびタ
ーポリマー、およびそれらのブロツク共重合体お
よびグラフト化ゴム変性物があげられる。 アクリルベース熱可塑体の例には、ポリ(メチ
ルメタクリレート)、およびその他のポリ(アル
キレンメタクリレート)、ポリ(第三級ブチルア
クリレート)、それらの共重合体およびターポリ
マー、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリ
ルのビニル、スチレン、アクリレートエステルお
よびメタクリレートエステル共重合体およびター
ポリマー、それらのブロツク共重合体およびグラ
フト化ゴム変性物がある。 アリーレンエーテルベース熱可塑体の例は、ポ
リ(2・6−ジメチルフエニレンオキサイド)、
スチレン−アクリロニトリル(SAN)共重合
体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン
(ABS)共重合体または樹脂とのブレンド、およ
びそれらのブロツク共重合体およびグラフト化ゴ
ム変性物である。 アリーレンサルフイドベース熱可塑体はポリ
(フエニレンサルフアイド)により例示される。 アリーレンスルホンベース熱可塑体の例は、ポ
リ(オキシ−1・4−フエニレンスルホニル−
1・4−フエニレンオキシ−1・4−フエニレン
イソプロピリデン−1・4−フエニレン)または
単にポリスルホン、ポリ(オキシ−1・4−フエ
ニレンスルホニル−1・4−フエニレン)または
単にポリエーテルスルホン、およびそれらのブロ
ツク共重合体およびグラフト化ゴム変性物であ
る。 セルロースベース熱可塑体は、セルロースアセ
テート、セルロースプロピオネート、セルロース
ブチレートおよびセルロースアセテートブチレー
トにより例示される。 イミドベース熱可塑体の例は、ポリ(N−メチ
ルマレイミド)、その他のポリ(N−アルキレン
マレイミド)、それらの共重合体およびターポリ
マー、およびそれらのブロツク共重合体およびグ
ラフト化ゴム変性物、ピロメリツト酸ジ無水物と
m−フエニレンジアミンとのポリイミドおよびコ
ポリ(イミド/アミド)、およびその他の同様の
ポリアリーレンイミドおよびコポリ(アリーレン
イミド/アミド)である。 オレフインベース熱可塑体の例は、高密度ポリ
エチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン
(LDPE)、ポリプロピレン、ポリ(1−ブテ
ン)、ポリ(3−メチルブテン)、ポリ(4−メチ
ルペンテン)、相当するそれらの単量体から導か
れた多成分重合体およびそれらのブロツク共重合
体およびゴム変性物である。本発明は高密度ポリ
エチレンである熱可塑体コアと前記コアの両面に
アルミニウムを積層させた積層体を除外している
けれどもそのような除外はホモ重合体のみに適用
されるのであり、相当する単量体から導かれた多
成分重合体またはそのブロツク共重合体またはそ
の他の変性物例えばゴム変性物および以後に論じ
られる充填物含有変性物には適用されないことを
理解すべきである。同様に、本明細書の特許請求
範囲においてはポリプロピレンコアおよびそのコ
アの両面にアルミニウム金属層を有する積層体に
特定的な重量限定はそのホモ重合体のみに適用さ
れるものである。 ビニルベース熱可塑体は、ポリ(ビニルクロラ
イド)(PVC)、その共重合体およびターポリマ
ー、ブロツク共重合体、グラフト化ゴム補強され
た変性物およびそのABS樹脂含有変性物により
例示される。 適当なスチレンベース熱可塑体は極性官能基を
含有する共重合体例えばポリ(スチレン−共アク
リロニトリル)(SAN)およびグラフト化ゴム変
性されたSANおよびそのターポリマー(その一
態様はABS樹脂である)により例示される。 熱可塑体物質は、当技術分野では周知のように
それらの性質を変化させそしてそれによつて応用
性の範囲を拡大させるために、充填剤、補強剤、
可塑剤、安定剤、難燃剤およびその他の重合体変
性剤で変性することができる。そのような変性の
一つは熱可塑体物質の鉱物質および/または有機
充填剤および繊維(充填剤および繊維の熱可塑体
マトリツクス分子への接着を上昇させうる接着促
進剤またはカツプリング剤で処理したものであり
うる)による補強を包含する。多数の有機シラン
化合物(本明細書で以後に論ずる)が熱可塑体と
鉱物充填剤およびガラス繊維との間の接着を改善
しそれによつて無処理充填剤および繊維に比較し
た場合相乗効果を生成させるという課題を特に達
成しうることが見出されている。 好ましい鉱物充填剤としては、小粒子サイズの
石英、ウオラストナイト、長石、仮焼カオリナイ
トクレーその他があげられる。そのような鉱物充
填剤の使用される場合の濃度は1〜2重量%の非
常に少量から約50重量%までまたはそれ以上に変
動させることができる。約20〜約45重量%の濃度
が好ましい。 変性剤として使用するに適当な繊維としてはガ
ラス繊維およびその他の高モジユラス高性能繊維
例えばグラフアイト、硼素、スチール、芳香族ポ
リアミド繊維、チタン酸カリウムウイスカーその
他があげられる。そのような高モジユラス高性能
繊維例えばガラス繊維はここに使用されているよ
うな熱可塑体の強度および曲げモジユラスを改善
するけれども、それらは多軸衝撃抵抗を低下する
結果となる。しかしながら、この外見的後退にも
かかわらず、約10重量%までまたはそれ以上(例
えば約33重量%)の繊維濃度は所望される場合に
はある性質の強化のために有利に使用することが
できる。 本発明に有用な金属はその範囲がかなり広い。
しかしながら、各金属層は少くとも約0.00127cm
(0.0005インチ、5ミル)の最小厚さを有してい
なくてはならない。更に、ある特定の応用に対し
ては、そのような金属はある種のその他の性質を
有しているべきである。そのようなその他の性質
としては次のものがあげられる。 (a) 積層体に対し高い熱変形温度が所望されてい
る場合には、金属は所望の熱変形温度を与える
ためにはどちらが依存されているかによつて熱
可塑体コア層の結晶融点またはそのガラス転移
温度よりも高い融点を有しているべきである。 (b) 金属は前記に論じたASTM D638−72により
実質的に決定されたTncまたはTgcのより高い
方よりも高い温度で1.82×106N/m2(264ポン
ド/平行インチ)以上の0.2%伸長オフセツト
(相殺)点における引張り降伏強度を有してい
るべきである。 (c) 金属は実質的に前記ASTM D638−72により
これまた常温で測定した場合に34.47×109N/
m2(5×106psi)以上の張力において弾性モジ
ユラスを有しているべきである。 (d) 金属は特に得られた積層体を後形成操作にか
ける場合には延性であるべきである。 前記要求を満足する金属すなわち約63×106
-1以下の線形熱膨張係数、約93%以下の非弾性
率、少くとも52.53×103N/m(300ポンド/イン
チ)の曲げこわさおよび9.76Kg/m2(2ポンド/
平方フイート)以下の重量の臨界的に重要な組合
せを有する積層体を与える結果となるものは、鉄
または非鉄金属でありうる。鉄金属の例は、スチ
ール特に低炭素鋼、ステンレススチール、電解鉄
その他である。非鉄金属はアルミニウム、マグネ
シウム、亜鉛、錫、ニツケル、チタン、銅、コバ
ルト、ベリリウム、およびこれら金属各々の合金
例えば種々の真鍮および青銅(ブロンズ)により
例示される。 熱可塑体コア層および金属層を均一且つしつか
りと一緒に積層させて積層体を形成させる。所望
により以後に記載のものからの適当な接着用薬剤
を使用して本明細書に前記に述べられている臨界
的に重要な性質を有する積層体の製造を容易なら
しめることができる。 積層体中の接着用薬剤の使用は本質的ではない
けれども一般には接着用薬剤を使用に強い金属−
熱可塑体接着を確実ならしめることが好ましい。
例えば、少くとも約1.75×103N/mの剥離強度が
一般には充分である。しかしながら更により強い
金属−熱可塑体接着が好ましいことは明白であ
る。 金属層を熱可塑体コア層に係留して金属層の熱
可塑体コア層への充分な接着を与えさせるに適当
な接着用薬剤(使用される場合)は狭義には臨界
的ではない。そのような接着用薬剤としては例え
ば有機シラン接着促進剤またはカリプリング剤が
あげられる。 適当な有機シラン接着用薬剤の群の例は、アミ
ノ官能性アルキルトリアルコキシシラン、エポキ
シ官能性アルキルトリアルコキシシラン、グリシ
ドオキシ官能性アルキルトリアルコキシシラン、
メタクリルオキシ官能性アルキルトリアルコキシ
シランおよびそれらの混合物である。これらの群
の有機シランは、それぞれγ−アミノプロピルト
リエトキシシランおよびN−β−(アミノエチ
ル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
β−(3・4−エポキシシクロヘキシル)エチル
トリメトキシシラン、γ−グリシドオキシプロピ
ルトリメトキシシランおよびγ−メタクリルオキ
シプロピルトリメトキシシランにより例示され
る。これら化合物はユニオン・カーバイド・コー
ポレーシヨンからそれぞれA−1100シラン、A−
1120シラン、A−186シラン、A−187シランおよ
びA−174シランとして市場的に入手可能であ
る。γ−グリシドオキシプロピルトリメトキシシ
ランおよびN−β−(アミノエチル)−γ−プロピ
ルトリメトキシシランはまた、ダウ・コーニン
グ・コーポレーシヨンからそれぞれZ6040シラン
およびZ6020シランとして市場的に入手可能であ
る。そのようなシランカツプリング剤は、アルコ
ール性溶液、水性アルコール溶液または単なる水
性溶液として使用することができる。シラン溶液
の濃度は曲型的には約0.01〜約1.5重量%の間に
ある。 その他の適当な接着用薬剤もまた使用すること
ができる。そのようなその他の適当な接着用薬剤
の例は、接着剤例えばニトリルゴム−フエノール
に樹脂、エポキサイド、アクリロニトリル−ブタ
ジエンゴム、ウレタン変性アクリル、ポリエステ
ル−共−ポリアミド、ポリエステルホツトメル
ト、ポリエステルホツトメルト交叉結合ポリイソ
シアネート、ポリイソブチレン変性スチレン−ブ
タジエンゴム、ウレタン、スチレン−アクリル酸
共重合体、エチレンビニルアセテート共重合体そ
の他である。 前記した適当な接着用薬剤の中で得られる金属
−熱可塑体の接着が一般に劣化および破損に対し
てより強くそしてより耐性であるという点で有機
シラン接着促進剤またはカツプリング剤が好まし
い。 金属−熱可塑体コア層表面に対する必要な接着
を確実ならしめるように前記の接着用薬剤を使用
した種々の技術が適当である。そのような技術の
一つは、金属層がアルミニウムでありそして熱可
塑体コア層がナイロン、ナイロン共重合体、ナイ
ロンターポリマー、ポリ(エチレンテレフタレー
ト)またはその変性物である場合に例外的な結果
を与える。この技術を使用して積層体を成形させ
て強い金属−熱可塑体接着を確実ならしめる方法
の一例は、便宜上アルミニウムとナイロン6・6
とをそれぞれ金属層および熱可塑体コア層として
使用して次のように記載することができる。アル
ミニウム金属層は最初に脱脂操作に付してその表
面からすべてのグリースおよびごみを除去する
(金属からすでにそのような汚染物が除去されて
いる場合には脱脂は不要であり従つて省略するこ
とができる)。例えば表面を洗浄するかまたはト
ルエンまたはその他の適当な溶媒に表面を完全に
浸すのが便利である。所望により、次いできれい
にしたアルミニウム層を熱重クロム酸塩の硫酸溶
液(クロム酸)または稀水性アルカリ金属水酸化
物の溶液例えば水酸化ナトリウムまたは水酸化カ
リウムに浸して表面をエツチングさせることがで
きる。しかしこのエツチングは絶対的に必要なも
のではない。過剰のエツチング剤は熱クロム酸で
あるかあるいは稀水性アルカリ金属水酸化物であ
るかにかかわりなく、そのような表面の水中での
完全な洗浄によりエツチングした表面から除去さ
れる。 前処理(必要な場合)の後で、アルミニウム金
属層表面を有機シラン接着促進剤で処理して好ま
しい接着用薬剤を付与する。 あるいはまた、ナイロン6・6層を同様に有機
シラン接着促進剤で処理することができる。しか
しながらいずれの場合にも有機シラン接着促進剤
(または一般に接着用薬剤)をそれをアルミニウ
ム層表面におくかまたはナイロン6・6層の表面
におくかということには関係なく、アルミニウム
層とナイロン6・6層との対向表面の間に挿入す
る。 しかしながら、前述したように、金属層と熱可
塑体層との向い合つた表面の間に有機シラン接着
促進剤を挿入することは便利ではあるがしかし絶
対的に必要なことではない。その他の接着用薬剤
(または全く接着用薬剤なし)もまた使用でき
る。しかし有機シラン接着促進剤が接着用薬剤と
して使用するに好ましい。 一例として、10重量%のフアイバーグラスを含
有する高密度ポリエチレン(HDPE/10%フアイ
バーグラス)の熱可塑体コア層に積層された金属
層としてのアルミニウム、低密度ポリエチレン
(LDPE)に積層されたアルミニウム、鉱物質補
強剤含有ナイロン6−共6・6(VYDYNE−
R−240)に積層されたアルミニウム、およびブ
ロツク共重合体(HYTREL4056)変性ポリ
(エチレンテレフタレート)に積層されたアルミ
ニウムを包含する積層体は全く接着用薬剤の使用
なしで製造することができる。そのような積層体
は、構造物用パネルとしての使用に必要な臨界的
および重要な性質のすべてを有している。しかし
金属−熱可塑体接着の長期間安定性には悪影響の
場合があるかもしれない。 しかしながら(使用される場合の)特定の前処
理および接着用薬剤および所望の積層体を形成さ
せるために採用される方法は、使用される特定の
金属層および熱可塑体コア層およびその条件に依
存して変化することは理解されよう。 積層体の製造に使用される高温および圧力は臨
界的ではない。強くそして確実な金属−熱可塑体
接着の形成に必要な適当な温度は例えば約100℃
(212〓)〜約350℃(662〓)に変動しうる。同様
に適当な圧力は、2枚の金属層と熱可塑体コア層
との対向表面の間に接触を保持させて少くとも約
1.75×103N/m(10ポンド/直線インチ)の剥離
強度を有する金属−熱可塑体接着の生成を可能な
らしめるに充分なものである。 特定の温度、圧力その他の条件が積層体を構成
する特定の物質によつて変化することは勿論理解
されよう。 本発明の積層体を実際に製造するためには、圧
縮成形、押出積層およびその他類似の操作を含め
て種々の方法を使用することができる。積層体を
製造するための一つの好ましい方法は、使用され
る熱可塑性物質のシートを押出し、そして2枚の
金属層の間にこの溶融熱可塑物層を積層させて本
明細書に以後に記載のすぐれた接着を得ることで
ある。また、開始剤としてアシルラクタムその他
例えばアセチルカプロラクタム、アジポイルビス
カプロラクタム、テレフタロイルビスカプロラク
タム、イソフタロイルビスカプロラクタムその他
を使用して金属層の間でその場で陰イオン重合さ
せることによるε−カプロラクタムの重合の際に
ある種の熱可塑体例えばナイロン6およびそのブ
ロツク共重合体を流延成形(キヤスチング)させ
ることが可能である。金属層を標準的金属成形技
術によつて所望の形状に前成形させ、そしてモー
ルド中に保持し、そして一方熱可塑物コア層をそ
れらの間で射出成型、圧緒成型または流延重合さ
せることもまた意図されている。 次の実施例は本発明に例示するものである。そ
れらは本発明の全体的範囲の限定と考えられるべ
きではない。例3〜7は本発明の特許請求範囲内
のものではないことを理解されたい。 例 1 本発明の金属−熱可塑物−金属積層体製造に使
用される方法の一般的記載が以下に与えられてい
る。この方法は示されている順序での次の操作よ
りなる、段階的方法として便利に記載することが
できる。 (a) 金属の前処理 (1) 金属の脱脂 (2) 金属の清浄化/エツチング (b) 熱可塑物の前処理 (c) 接着剤の適用(使用する場合) (d) 積層体の製造 金属層および/または熱可塑物コア層物質が汚
染剤例えばグリース、塵埃その他を含有していな
い場合、例えばその時点でかまたは新しく押出し
された物質である場合には、段階(a)および/また
は(b)は不要でありうるということ、そして従つて
これを除外することができるということを留意す
べきである。 (a) 金属の前処理 (1) 金属の脱脂 適当な溶媒、例えばトリクロロエチレン中
で、蒸気脱脂することにより、金属表面の加
工油をきれいにする(必要な場合)。あるい
はまた、適当な溶媒例えばトリクロロエチレ
ン、1・1・1−トリクロロエタン、トルエ
ン、アセトンその他に浸漬しつつ、清浄な布
〔「ウエブリル.リソパツド(Webril Litho
Pad)が便利である〕でその表面をきれいに
ぬぐう。金属表面をその後で同一または異つ
た新しい溶媒で洗い(例えばトルエンによる
最初の清浄化につずいてアセトン洗浄)、そ
してぬぐうことなしに過剰の溶媒を蒸発させ
る。 (2) 金属の清浄化/エツチング 脱脂〔段階(a)(1)〕(使用される場合)の数
で最高の金属−熱可塑物接着を与えるために
好ましくは金属を接着剤の適用の前に(使用
される場合)清浄化/エツチングする。しか
しながら多くの場合この清浄化/エツチング
は不要である。 金属表面は化学的または非化学的手段によ
つてエツチングすることができる。非化学的
エツチング(または機械的摩擦)としては、
ワイヤブラシによるブラシがけ、アルミナま
たはスチールグリツドによるグリツドブラス
ト、湿式サンドがけその他があげられる。こ
れらエツチング処理のどちらかの次に段階(a)
(1)に記載の脱脂を行う。 化学的エツチング媒体はアルカリ、酸また
はそのある組合せでありうる。適当なアルカ
リ性エツチング媒体としては、水酸化ナトリ
ウム、メタ硅酸ナトリウム、市場的に入手可
能な金属クリーナー例えばApex764Mクリー
ナー(Apex Products社から入手可能)その
他があげられる。適当な酸エツチング媒体と
しては、重クロム酸塩−硫酸(クロム酸)溶
液、水性塩酸溶液、燐酸溶液その他があげら
れる。 異つた金属は時には異つた処理を必要とす
るのであるから、使用される特定の媒体は使
用される金属によつて変化しうる。ある場合
には、金属は適当には、この処理のいくつか
によつて清浄化される。特定金属に対する処
理の例としては次のものがあげられる。 (1) アルミニウム (a) 水酸化ナトリウム溶液、2〜5%、25
℃ (b) メタ硅酸ナトリウム溶液、50.0g/
、70℃ (c) Apex764Mクリーナー、50g/、70
℃ (d) 重クロム酸ナトリウム溶液、重クロム
酸ナトリウム(Na2Cr2O7・2H2O)30
g、濃硫酸(比重1.84)150mlおよび水
1、60℃ (2) 低炭素鋼 (a) 燐酸、2%、25℃ (3) ステンレススチール (a) Apex764Mクリーナー(50.0g/)
で70℃において洗浄。 (b) 塩酸−水(1:1)でぬぐい、ワイヤ
ブラシでかるくこすり、次いで
Apex764Mクリーナー(50.0g/)で
70℃において洗浄。 (c) ワイヤブラシでかるくこすり、次いで
Apex764Mクリーナー(50.0g/)で
70℃において洗浄。 適当な時間の間エツチング媒体に金属を浸
すことによつて、金属表面をエツチングす
る。典型的処理時間は、水酸化ナトリウム溶
液では2〜5分、Apex764Mクリーナーおよ
びメタ硅酸ナトリウム溶液では2分、重クロ
ム酸塩−硫酸(クロム酸)および燐酸溶液で
は5分である。 清浄化/エツチング処理の後で、金属を水
で完全に洗う。アルカリ性媒体処理が使用さ
れた場合には、一般に金属をきれいな布(ウ
エブリル・リソパツドが便利である)でぬぐ
いつつ熱流水で洗い、次いでぬぐうことなし
に熱水洗浄を行う。金属はその後できれいな
空気または窒素のジエツトで吹付け乾燥させ
る。 酸媒体処理が使用された場合には、一般に
は金属を連続的に水道水および脱イオン水で
洗う。シラン接着促進剤が(c)段階において適
用される場合には、それは通常湿つた金属に
直接与えられる。しかしながらそれは所望に
より乾燥金属に適用することもできる。シラ
ンが使用されない場合には、金属を最初に前
記のようにして吹付け(ブロー)乾燥させ、
そして次いで適当には便利な温度でオーブン
乾燥させる。 (b) 熱可塑物の前処理 以後の(d)段階の間に良好な金属−熱可塑物接
着を得るためには、存在するすべての加工助剤
例えば成形された熱可塑物シートの場合にはモ
ールド離型剤を除去しなくてはならない。熱可
塑物が、以後の操作〔(d)段階〕においてその融
点以上で使用されない場合には、適当な溶媒で
ぬらしたきれいな布で完全にふき、かるくこす
り、再び表面をふき、そして最後に乾燥させせ
ることによつて表面を準備する。他方、(d)段階
が熱可塑物の溶融を伴なう場合には、熱可塑物
の表面から外部由来物質を除去するためでなけ
ればこのサンド処理または研磨段階は不要であ
る。 (c) 接着用薬剤の適用 接着用薬剤の適用法(使用される場合)は、
使用される特定の系に依存する。接着促進剤と
呼ばれる接着用薬剤例えば有機シランカツプリ
ング剤が使用される場合には、それらは希釈液
(通常約0.01〜約1.0重量%)として問題の表面
に適用される。問題の表面に適用されるそのよ
うな薬剤の量は一般には非常に少く、そして少
量のみが表面に保持される。単分子量が良好な
金属−熱可塑体の接着のために理想的である。
接着促進剤は問題の表面をその溶液に浸すかま
たはその溶液を表面にスプレーすることによつ
て、金属表面および/または熱可塑体表面に適
用できる。どちらの場合にも、その物質を短時
間水切りさせ、そしてその後でシラン処理表面
に融れることなく風乾または空気または窒素の
ジエツトによる強制送風乾燥させる。それに代
る方法は、接着促進剤を熱可塑体中に包含させ
ることを含む。しかしながら、適用後の金属は
通常約130℃で約5〜約30分間高温で容易に焼
付けされて段階(d)で使用する前に金属表面の完
全な乾燥を確実ならしめることができるという
点で金属表面への通用が好ましい方法である。 接着用薬剤例えばエポキシまたはニトリルゴ
ム/フエノール系が使用される場合には、それ
らは通常通常のコーテイング技術例えば、計量
バー、ロールコーターその他により適用され
る。そのような接着用薬剤はその厚さが1cmの
1/1000で測定されるような量で適用される。そ
れらは金属および/または熱可塑体表面に適用
することができる。 (d) 積層体の成形 方法(1) 接着促進剤−接着薬剤積層体 有機シラン接着促進剤を含有する積層体は熱
可塑体の各面に金属の層またはシートを金属層
のシラン処理側を熱可塑体コア層に接触状態と
して置くことによつて製造される。 便利さ、および現実の積層作業の間に熱プレ
ス板に重合体がフラツシユするのを避けるため
に、「使い捨て」裏打ち(バツクアツプ)シー
トを処理金属層とプレス板との間に置く。薄い
ゲージのアルミニウム箔がこの目的に対して有
用である。その他の裏打ちシート例えば、仕上
り積層体の表面平滑さを確実ならしめるための
研磨金属シートもまた使用しうる。この集成体
をプレス中に入れ、そして金属を熱可塑体との
接触を保持させ且つ熱可塑体が所望の厚さまで
流れしめるに充分な圧力の下に重合体の融点
(部分結晶性熱可塑性コア)またはガラス転移
温度(無晶形熱可塑性コア)以上に加熱する。
金属の全厚さを加えて積層体の全厚さは、平板
の間に適当なスペーサーまたは好ましくは記載
の厚さのテフロンコーテイングした金属モール
ドフレームを積層集成体の周辺に使用すること
により制御される。所望の温度での接触を、良
好な金属−熱可塑体接着を確実ならしめるに充
分な時間、(通常は数秒ないし約30分)保持す
る。金属−熱可塑体−金属積層体を次いで加圧
下に熱可塑体の融点以下まで冷却する。次いで
圧力を解放しそして積層体をプレスから除去す
る。次いで積層体を所望により後焼きなましす
ることができる。 あるいはまた、一般には推奨されないけれど
も、この積層体をプレスからまだ熱いうちに取
り出しそして速やかにこの積層体を厚い冷金属
板の間に置くことによつて低温に急冷させるこ
とができる。 方法(2) 接着剤接着用薬剤積層体 接着性接着薬剤含有の積層体は、接着性接着
用薬剤が金属層と熱可塑体コア層との向い合つ
た表面の間に挿入されるような様式で熱可塑体
コア層の各面に金属層をおくことによつて製造
される。その集成体をプレスに入れ、そして加
圧下に加熱して接着剤を硬化させ、そして金属
−熱可塑体接着を得る。一般にこの集成体は熱
可塑体の融点以上には加熱されない。その結
果、製造された積層体の全厚さはその製造に使
用される金属層の厚さの和と熱可塑体コア層の
厚さの合計となる。 方法(3) 非接着性薬剤積層体 適当なモールド中で熱可塑体コア層の各面に
金属層を置くことによつて接着促進剤または接
着性接着薬剤のいずれも含有しない積層体を製
造する。この集成体をプレス中に入れ、そして
前記方法(1)に記載のように積層させる。 方法(4) 連続押出し成形 2枚の金属層の間に溶融物として熱可塑体を
押出す。加圧下の接触は、例えば適当に間隔を
あけた加熱および/または冷却ロールおよび/
または平板のような押圧手段により保持され
る。 あるいはまた、押出された熱可塑体溶融物を
金属層に接触させる前に固化させそして次いで
接着用薬剤が使用されるか否かに応じて(1)、(2)
または(3)の方法のいずれかに記載のようにして
積層させることができる。ここでもまた例えば
適当に間隔をあけた加熱および/または冷却し
たロールおよび/またはプラテンを使用して金
属と熱可塑体との間の必要な接触を行わせる。 例 2 金属層として0.0127cm(0.005インチ、5ミ
ル)厚さの1100−0アルミニウム、そして熱可塑
性コア層として部分結晶性ポリプロピレンを使用
して金属−熱可塑体−金属積層体を製造した。ア
ルミニウム表面を例1に記載のようにトルエン中
に浸すことにより脱脂し、次いでアセトンで洗い
そして次いで50g/濃度のApex764M水性溶液
に70℃で2分間浸すことにより清浄化/エツチン
グした。アルミニウムをこの清浄化/エツチング
溶液から取出し、そしてきれいな布(ウエブリ
ル・リソパツドが便利である)でこすりつつ熱流
水で洗い、次いでこすることなしに熱水洗浄し、
そしてその後で清浄な窒素ジエツトで吹付け乾燥
させた。加水分解されたA−174シラン溶液(9.6
のA−174シラン溶液、2.5mlの水および2滴の
氷酢酸の混合物を常温で撹拌して透明な単一相溶
液を生成させることにより製造)2.5mlを1000ml
のエタノール中に含有する溶液をこの清浄化/エ
ツチングした表面に適用し、そしてシートを垂直
に吊しそして水切りさせ、そして風乾させた。そ
れらを次いで130℃のオーブン中で5分間加熱し
た。 このポリプロピレンシート表面をトルエン中の
1%のジクミルパーオキサイド溶液でブラシだけ
しそして完全に風乾せしめた。 これらの処理されたアルミニウム層および処理
されたポリプロピレンを、0.157cm(0.062イン
チ)厚さのテフロンコーテイングしたステンレス
スチール製モールドフレーム中で、アルミニウム
層の処理表面をポリプロピレンの処理表面に向き
合うようにして集成させた。この集成体を200℃
に加熱した平板(プラテン)プレス中に入れた。
圧を適用しそしてポリプロピレンがわずかに流れ
てモールド凹部を充填させてから30分間これを保
持した。次いで加圧下にこの積層体を70℃以下ま
で冷却し、その後で圧を開放しそして積層体をプ
レスから取出した。積層体の性質は表1に記載さ
れている。 例 8 本例は接着用薬剤の使用なしで金属−熱可塑体
−金属積層体を製造することを説明する。 金属層として0.0127cm(0.005インチ、5ミ
ル)厚さの1100−0アルミニウム、そして熱可塑
体コア層として10重量%のフアイバーグラスを含
有する高密度ポリエチレン(HDPE)、(HDPE/
10%フアイバーグラス)を使用して0.175cm
(0.069インチ、69ミル)厚さの積層体を製造し
た。 アルミニウム表面を前記例1に記載のようにし
て1・1・1−トリクロロエタンに浸すことによ
り脱脂し、そして重クロム酸ナトリウム2水和物
30.0g、濃硫酸(比重1.84)150mlおよび水1
を含有する60℃の重クロム酸ナトリウム溶液(ク
ロム酸)に5分間浸すことにより清浄化/エツチ
ングした。アルミニウムをこの清浄化/エツチン
グ溶液から取り出し、流水そして次いで脱イオン
水で完全に洗い、きれいな窒素ジエツトで吹付け
乾燥させ、そして130℃で2分間加熱した。 このように清浄化/エツチングされたアルミニ
ウムおよびHDPE/10%フアイバーグラスを、
0.150cm(0.059インチ)厚さのテフロンコーテイ
ングしたステンレススチール製モールドフレーム
中で216℃に加熱された平板プレス中に入れた。
907Kg(約1トン)またはそれ以下ラム圧を3分
間適用し、そしてその後で1分間13605Kg(約15
トン)に上昇させた。積層体を加圧下に38℃まで
冷却させその後で圧を解放し、そして積層体をプ
レスから除去した。積層体の性質は表1に記載さ
れている。 例 9〜10 本例は接着薬剤の使用なしで金属−熱可塑体−
金属の積層体を製造することを説明する。 金属層として1145−0アルミニウム、そして熱
可塑体コア層として低密度ポリエチレン
(LDPE)を使用して積層体を製造した。アルミ
ニウム表面を前記例1に記載のようにして、1・
1・1−トリクロロエタンに浸すことにより脱脂
し、そして重クロム酸ナトリウム2水和物30.0
g、濃硫酸(比重1.84)150mlおよび水1を含
有する60℃の重クロム酸ナトリウム溶液(クロム
酸)に5分間浸すことにより清浄化/エツチング
した。アルミニウムをクロム酸溶液から取り出
し、流水そして次いで脱イオン水で完全に洗い、
そしてきれいな窒素のジエツトを吹付けて乾燥し
た。次いでアルミニウムをオーブン中で130℃で
2分間加熱した。 これらアルミニウム層およびHDPEを閉鎖モー
ルド中で集成した。この集成体を、204℃に加熱
された平板プレス中に入れた。1814Kg(2トン)
またはそれ以下のラム力圧を3分間適用し、そし
てその後で1分間22675Kg(25トン)に上昇させ
た。積層体を加圧下に38℃にまで冷却し、その後
で圧を解放しそして積層体をプレスから除去し
た。成分層の厚さを含めて積層体の性質は表1に
記載されている。 例 11〜14 前記例9〜10に記載の方法をくりかえしたがた
だし1100−0アルミニウムが金属層として使用さ
れた。成分層の厚さを含めて積層体の性質は表1
に記載されている。 例 15〜17 例9〜10に記載の方法をくりかえしたがただ
5052−0アルミニウムが金属層として使用され
た。成分厚さを含めて積層体の性質は表1に記載
されている。 例 18 金属層としての0.0152cm(0.006インチ、6ミ
ル)厚さの6061−0アルミニウム、そして0.102
cm(0.040インチ)厚さのテフロンコーテイング
したステンレススチール製モールドフレームを使
用して例9〜10に記載の方法によつて金属−熱可
塑体−金属の積層体を製造した。積層体の性質は
表1に記載されている。 例 19〜21 本例は金属層を脱脂または清浄化/エツチング
にかけることなしに金属−熱可塑体−金属の積層
体を製造することを説明する。 この積層体は金属層としてリソプレートアルミ
ニウム(Litho−Kem−Ko.ワイプ−オン、オフ
セツト、ブラシ粒、そして熱可塑体コア層として
LDPEを使用して製造された。このアルミニウム
を、1000mlのエタノール中に加水分解A−174シ
ラン溶液(前記例2に記載のようにして製造)4
mlを含有する溶液に浸し、そして垂直に吊して水
切りしそして風乾させた。次いでそれらを130℃
のオーブン中で30分間加熱した。 このLDPE表面をベンゼン中の5%クメンヒド
ロパーオキサイド溶液でブラシがけしそして風乾
させた。 処理アルミニウム層と処理LDPEとを閉鎖モー
ルド中で、アルミニウム層の処理表面とLDPEの
処理表面が向き合うように集成した。この集成体
を150℃に加熱した平板プレスに入れた。圧を適
用し、そしてLDPEが流れて凹部を満してから後
15分間これを保持した。成分層の厚さを含む積層
体の性質は表1に記載されている。 例 22 金属層として0.0152cm(0.006インチ、6ミ
ル)厚さの6061−T6アルミニウムを、そして熱
可塑体コア層としてLDPEを使用して、例9〜10
に記載の方法(ただし1・1・1−トリクロロエ
タンでの脱脂後、アルミニウム表面を420グリツ
トサンドペーパーでみがきそして再び脱脂しそし
て平板プレスを221℃に加熱する)によつて0.155
cm(0.061インチ、61ミル)厚さの金属−熱可塑
体−金属の積層体を製造した。積層体の性質は表
1に記載されている。 例 152 金属層として0.0127cm(0.005イチ、5ミル)
厚さの1100−0アルミニウムを使用しそして熱可
塑性コア層としてポリ(オキシカルボニルオキシ
−1・4−フエニレンイソプロピリデン−1・4
−フエニレン)〔またポリ〔2・2−ビス(4′−
フエニレン)プロパンカーボネート〕または単に
ポリカーボネートとしても知られている)
(「LEXAN」としてゼネラルエレクトリツク
社より市場的に入手可能)を使用して金属−熱可
塑体−金属の積層体を製造した。アルミニウム表
面を前記例1に記載のようにトルエン中に浸し次
いでアセトンを洗うことにより脱脂し、そして次
いで5%水性水酸化ナトリウム溶液中に常温で2
分間浸すことにより清浄化/エツチングした。ア
ルミニウムをこの清浄化/エツチング溶液から取
出しそしてきれいな布(ウエブリル・リンパツド
が便利である)でこすりつつ熱流水で洗い、次い
でこすることなしに熱水で洗浄し、そしてその後
の清浄な窒素ジエツトで吹付け乾燥させた。1000
mlの水中2.5mlのA−1100シラン溶液をこの清浄
化/エツチングした表面にスプレーしそしてこの
シートを垂直に吊して水切りしそして風乾させ
た。 ポリカーボネートをアセトンで洗い、400グリ
ツトサンドペーパーで研磨し、再びアセトンで洗
いそして66℃の窒素置換真空オーブン中で1晩
(約16時間)乾燥させた。 処理されたアルミニウム層および処理されたポ
リカーボネートを、0.122cm(0.048インチ)厚さ
のテフロンコーテイグしたステンレススチール製
モールドフレーム中で、アルミニウム層の処理表
面をポリカーボネートの処理表面に向かい合うよ
うにして集成させた。この集成体を230℃に加熱
した平板プレス中に入れた。圧を適用しそしてポ
リカーボネートが流れてモールド凹部を充填して
から20分間これを保持した。次いで70℃以下まで
加圧下にこの積層体を冷却し、その後で圧を解放
しそして積層体をプレスから取り出した。積層体
の性質は表1に記載されている。 例 153 金属層として0.0127cm(0.005インチ、5ミ
ル)厚さの1100−0アルミニウムを使用しそして
熱可塑性コア層としてアセトニトリル−ブタジエ
ン−スチレン(ABS)共重合体を使用して前記
例152に記載の方法により金属−熱可塑体−金属
の積層体を製造した。ただしここでは接着用薬剤
として2.5mlの加水分解A−187シラン(10.0gの
A−187シラン、2.3gの水および2滴の氷酢酸を
常温で30分間撹拌して透明な単一相溶液を生成さ
せることにより製造)の1000mlのエタノール中の
溶液を使用し、0.190cm(0.075インチ)厚さのテ
フロンコーテイングしたステンレススチール製モ
ールドフレームが熱可塑体コア層厚さのゲージに
使用されそして平板プレスは200℃の温度に加熱
された。積層体の性質は表1に記載されている。 例 154 前記例153に記載の方法がくりかえされたが、
しかしここではポリ(ビニルクロリド)が熱可塑
体コア層として使用され、そして0.147cm(0.058
インチ)厚さのテフロンコーテイングしたステン
レススチール製モールドフレームがその厚さのゲ
ージのために使用された。積層体の性質は表1に
記載されている。 例 155 金属層として0.00254cm(0.001インチ、1ミ
ル)厚さの304ステンレススチール(焼きなま
し)を使用しそして熱可塑体コア層としてポリ
(オキシ−1・4−フエニレンスルホニル−1・
4−フエニレンオキシ−1・4−フエニレンイソ
プロピリデン−1・4−フエニレン)(ポリスル
ホン、ユニオンカーバイド社より市場的に入手可
能)を使用して金属−熱可塑体−金属の積層体を
製造した。スチール表面層を前記例1の記載のよ
うに1・1・1−トリクロロエタンに浸すことに
より脱脂し、そしてその後でApex764M(50.0
g/)の水性溶液に2分間70℃で浸すことによ
り清浄化/エツチングさせた。スチール層をこの
清浄化/エツチング溶液から除去しそして流水次
いで脱イオン水で完全に洗つた。蒸留水中0.3%
のA−110のシアン溶液(PHを蟻酸で4.0に調整)
をこの湿つたスチールの清浄化/エツチング表面
に適用した。スチールシートをきれいな窒素のジ
エツトで吹付け乾燥させそして130℃のオーブン
で2分間加熱した。 処理スチール層とポリスルホンを0.0864cm
(0.034インチ)のテフロンコーテインしたステン
レススチール製モールドフレーム中で、スチール
の処理表面とポリスルホンとを向かい合せて集成
した。この集成体を329℃に加熱した平板プレス
に入れた。907g(1トン)またはそれ以下のラ
ムカの圧を3分間適用しそしてそれをその後で1
分間13605Kg(15トン)に上昇させた。次いで加
圧下にこの積層体を66℃まで冷却し、その後で圧
を解放しそして積層体をプレスから除去した。積
層体の性質は表1に記載されている。 次に示す例156〜157は熱可塑体コア層の各面に
異つた金属層組成を有する。金属−熱可塑体−金
属の積層体の製造を説明するものである。 例 156 金属層として0.00508cm(0.002インチ、2ミ
ル)厚さのC1010低炭素鋼(焼きなまし)および
0.0152cm(0.006インチ、6ミル)6061−0アル
ミニウムを使用しそして熱可塑体コア層としてポ
リスルホンを使用して、前記例155に記載の方法
(ただし0.310cm(0.122インチ)厚さのテフロン
コーテイングしたステンレススチール製モールド
フレームを使用)によつて積層体を製造した。積
層体の性質は表1に記載されている。 例 157 金属層として0.00508cm(0.002インチ、2ミ
ル)厚さのC1010低炭素鋼(焼きなまし)および
0.0140cm(0.0055インチ、5.5ミル)厚さの3003−
H25アルミニウムを使用し、そして熱可塑体コア
層としてポリスルホンを使用して、前記例156に
記載の方法(ただし0.311cm(0.1225インチ)の
厚さのテフロンコーテイングしたステンレススチ
ール製モールドフレームを使用)によつて積層体
を製造した。積層体の性質は表1に記載されてい
る。 次に示す例158〜161は金属層の間でその場で単
量体物質を重合させることにより金属−熱可塑体
−金属積層体を製造することを説明する。積層体
の性質は表1に記載されている。 なお金属層として0.0127cm(0.005インチ、5
ミル)厚さのアルミニウムが使用された。アルミ
ニウム表面を前記例1に記載のようにトルエン中
に浸し次いでアセトンで洗うことにより脱脂し、
そして次いで5%水性水酸化ナトリウム溶液中に
常温で2分間浸すことにより清浄化/エツチング
した。アルミニウムをアルカリ性溶液から取出し
そして流水で10分間洗い、次いで脱イオン水で洗
浄を行つた。エタノール中の0.4%A−1100シラ
ン溶液をこの湿つたアルミニウムの清浄化/エツ
チング表面に適用した。アルミニウムシートをき
れいな窒素ジエツトで吹付け乾燥させ、そして
130℃のオーブン中で30分加熱した。 例 158 リソプレートアルミニウム層の間にナイロン6
ブロツク共重合体をその場で重合させることによ
つて積層体を製造した。6.0gのVORANOL
2120(ヒドロキシル数56.8のポリオキシプロピレ
ンジオール)、14.4gのイソフタロイルビスカプ
ロラクタム、1.5gのFLECTOLH(重合され
た1・2−ジヒドロ−2・2・4−トリメチルキ
ノリン)および109.0gのε−カプロラクタムを
含有する溶液を製造した。この溶液を減圧下に25
mlのカプロラクタムを蒸留させることにより乾燥
させた。ジエチルエーテル中3モル濃度のエチル
マグネシウムブロミド7mlを175.0gの乾燥溶融
ε−カプロラクタムに100℃で加えることによつ
て別個の触媒溶液を製造した。この溶液を蒸発さ
せてエーテルおよびエタンを除去しそして使用直
前まで窒素下に100℃に保存した。 処理表面が重合熱可塑体に向かい合うようにし
て、密閉プレス中の加熱平板の間に2枚のアルミ
ニウムシートを置くことによつてモールドを準備
した。アルミニウムシトを0.318cm(0.125イン
チ)厚さのテフロンスペーサーによつて分離し
た。13℃のモールドおよび反応溶液を使用して、
溶液をゼニスギアポンプを使用してモールド中に
ポンプ注入した。単量体溶液の触媒溶液に対する
流れ体積地は1.12:1であつた。流れはケニク
ス・スタテイツクミキサーにより混合された。モ
ールド中に5分放置した後、積層体を除去しそし
て冷却させた。ナイロン6ブロツク共重合体は20
重量%のポリオキシプロピレンブロツクを含有し
ていた。 例 159 金属層として1100−0アルミニウムを使用する
以外に前記例158と同様にして積層体を製造し
た。 例 160 1100−0アルミニウム層の間でε−カプロラク
タムを重合させることによりナイロン6積層体を
製造した。モールドは前記158に記載のようにし
て準備された。350.0gの溶融ε−カプロラクタ
ム、1.5gのFLECTOLHおよび3.4gのPEI−
1000(ポリエチレンイミン、30%水性溶液)を含
有する溶液を製造した。この溶液を50mlのカプロ
ラクタムを減圧下に蒸留することにより乾燥させ
た。溶液をジエチルエーテル中3モル濃度のエチ
ルマグネシウムブロミド6.2mlの添加により触媒
作用させそして次いで真空下に抜気した。溶液温
度を130℃に調整しそして1.7mlのアセチルカプロ
ラクタムを混入して開始剤として作用させた。こ
の溶液を次いで180℃に加熱したモールド中に注
いだ。成形物を10分間放置して硬化させ、その後
でモールドから除去した。 例 161 1100−0アルミニウムシートの間でカプロラク
タムスラリーを反応させることによつて、40%仮
焼カオリナイトクレー補強剤含有ナイロン積層体
を製造した。モールド前記例158に記載のように
して準備した。230.0gのε−カプロラクタム、
1.5gのFLECTOLHおよび2.0gのPEI−1000
を窒素下に130℃に加熱した。この撹拌溶液に、
スラリー温度を100℃以上に保ちつつ120.0gの
Alsilate W仮焼カオリンを加えた。得られたス
ラリーに1.2mlのA−1100シランを加えた。この
混合物を蒸発させ、そして50mlのカプロラクタム
を蒸留することにより乾燥させた。窒素に対して
真空を解放し、そしてスラリーを100℃に冷却し
た。この混合物にジエチルエーテル中の3モル濃
度のエチルマグシウムブロミド3.2mlを加え、次
いで真空下は完全に抜気した。真空を窒素に対し
て解放し、そして1mlのアセチルカプロラクタム
をこの触媒化スラリーに加え、次いで30秒間撹拌
した。このスラリーを180℃に加熱したモールド
に注ぎ、そして10分間硬化させ、次いでモールド
から除去した。 次の例162−163は接着性接着用薬剤を使用した
金属−熱可塑体−金属の積層体の製造を説明す
る。 これらにおいては金属層として0.0127cm
(0.005インチ、5ミル)厚さの1100−0アルミニ
ウムを使用して積層体を製造した。アルミニウム
表面を前記例1に記載のようトルエンに浸し、次
いでアセトン洗浄することにより脱脂しそして次
いで70℃のApex764Mの50.0g/の水性溶液に
2分間浸すことにより清浄化/エツチングした。
このアルミニウムを清浄化/エツチング溶液から
除去し、そしてきれいな布(ウイブクル・リソパ
ツドが便利である)でぬぐいつつ熱流水で洗い、
次いでぬぐうことなく熱水で洗浄し、そしてその
後できれいな窒素のジエツトで吹付け乾燥させ
た。次いでこのアルミニウムを例162および例163
ではそれぞれ110℃のオーブン中で5分間、およ
び130℃で10分間加熱した。 例 162 0.00508cm(0.002インチ、2ミル)厚さの湿つ
た25%固体分のGMS263〔ポリ(2−エチルヘキ
シルアクリレート/メチルアクリレト/アクリル
酸/グリエジルメタクリレート)共重合体または
単にアクリレート共重合体とも云う〕接着剤フイ
ルムをアルミニウムの清浄化/エツチングした表
面に適用しそして15分風乾させ、そして次いで90
℃に2分置いた。 ポリ(ビニルクロライド)(PVC)シートをア
セトンで湿らせた布でふき、400グリツトエメリ
ーペーパーで研磨し、再びアセトンで湿らせた布
でふき、そして窒素置換真空オーブン中で60℃で
乾燥させた。 処理アルミニウム層およびPVCを、接着剤処
理表面をPVCに向き合せて集成し、そして200℃
の加圧下に20分間積層させた。この積層体を加圧
下に70℃以下まで冷却させ、そしてプレスから除
去した。積層体の性質は表1に記載されている。 例 163 エポン硬化剤V−25〔ポリアミド、約163当量
重量(1モルのエポキサドと反応する量)〕を含
有するエポン871エポン828(脂肪族エポキシ樹
脂、エポキサイド当りの重量390〜470、および未
変性ビスフエノールAエポキシ樹脂、エポキサイ
ド当りの重量185〜192、市場的にシエル・ケミカ
ル社から入手可能)の67:33重量比混合物よりな
るエポキシ接着剤を0.00508cm(0.002インチ、2
ミル)厚さのフイルムとしてアルミニウムの清浄
化/エツチングした表面に適用した。処理アルミ
ニウム層およびナイロン6・6シートを接着剤処
理したアルミニウム表面をナイロン6・6に向け
て集成し、そして285℃で10分間加圧下に積層さ
せ、200℃で加圧下に冷却し、そしてプレスから
取出した。積層体の性質は表1に記載されてい
る。 例 168 前記例2〜163に記載のようにして製造された
金属−熱可塑体−金属積層体の性質およびその成
分金属層および熱可塑体コア層の性質はそれぞれ
表1、表2および表3に記載されている。すべて
の試験試料は、少くとも18時間、23℃(73〓)で
前調整された。線形熱膨張係数および熱変形温度
測定以外のすべての試験は23℃および50%相対温
度で実施された。すべての非積層ポリアミド試料
は成型されたままで密封かん中に、無水過塩素酸
マグネシウムまたは無水硫酸カルシウム乾燥剤と
共に23℃の前調整の間乾燥保持された。すべての
その他の試料は50%相対温度で前調整された。 表1に報告されている熱可塑体の厚さに対する
値は、積層体に関して実施された物理的試験に使
用された種々の積層体試料に対する大約の平均値
を表わしていると理解されたい。そして厚さのわ
ずかな変動は製造された積層体試料からそのよう
な試料間に存在しうることを理解されたい。 特に記載されていない限りは、金属に対して報
告されている引張り性質は積層の熱的条件にかけ
る前の金属に対するものである。そしてこれらの
値はここに相当する実施例の積層の熱条件にかけ
た後に実質的に変化するとは予想されない。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 すなわち本発明によつて本明細書に示した目的
および利点を完全に満足させる金属−熱可塑体−
金属の積層体およびその製造法が提供されたこと
は明白である。本発明はここにその種々の特定具
体例に関して記載されているけれども、本発明は
それらに限定されないこと、そして多くのそれら
の代替および変形が前記記載に照して当業者には
明白であるということを理解されたい。 従つてそのようなすべての代替および変形は本
発明の精神を逸脱することなくその範囲に包含さ
れるものである。
【図面の簡単な説明】
添付図面において第1図は本発明の範囲内およ
び範囲外両方の積層体に対して非弾性率IRlをTR
(YSn/TSc)に相関させたプロツトであり、第
2図は本発明の範囲内および範囲外両方の積層体
の両方に対する線形熱膨張係数CLTElとTR
(YSn/TSc)とを相関させるプロツトであり、
第3図は本発明の範囲内および範囲外両方の積層
体に対する正常化した熱変形温度(HDT)変数
(HDTl−HDTc)/(Tnc−HDTc)とTR
(YSn/TSc)とを相関させたプロツトである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 積層体が約93%以下の非弾性率、約63×10-6
    -1以下の線形熱膨張係数、少くとも約52.53×
    103N/mの曲げこわさおよび約9.76Kg/m2を越え
    ない最大重量を組合せて有しており、かつ その積層体は、高密度ポリエチレン、部分的結
    晶性のポリアミドおよびポリエステル以外の熱可
    塑体からなる熱可塑体コア層、および前記熱可塑
    体コア層の各面に積層されたそれぞれ約0.00127
    cmの最低厚さを有する金属層を包含しているが、
    ただしポリプロピレンが熱可塑体コアでありそし
    てアルミニウムがそのコアの各面に積層された金
    属層である場合にはその積層体は約5.37Kg/m2
    最大重量を有しており、 しかして金属層厚さの和の熱可塑体コア層の厚
    さに対する厚さ比は、TR(YSn/TSc)のIRl
    よびCLTElに対する関係により定義される各領
    域から決定されるパラメータTR(YSn/TSc
    の数値的オーバーラツプ範囲により示され、前記
    範囲の低い方の境界は直線方程式 y=mx+b により規定され、上式中yはIRlおよびCLTEl
    y軸パラメータであり、xはTR(YSn/TSc
    のx軸パラメータであり、mはこの直線の勾配で
    ありそしてbはy軸上の切片であるが、ただしy
    がIRlの場合にはx=0〜0.65の値に対してはm
    は108そしてbは0であり、そしてxが0.65を越
    える値に対してはmは0そしてbは70であり、そ
    してyがCLTElの場合にはx=0〜0.1の値に対
    してはmは−3.6×10-4そしてbは45×10-6であ
    り、そしてxが0.1を越える値に対してはmは0
    そしてbは9×10-6であり、 そして前記領域の高い方の境界は前記直線方程
    式により定義されるがただしyがIRlの場合には
    x=0〜0.25の値に対してはmは280そしてbは
    30であり、そしてxが0.25を越える値に対しては
    mは0そしてbは100であり、そしてyがCLTEl
    の場合にはx=0〜0.05の値に対してはmは−
    2.88×10-3そしてbは216×10-6であり、そして
    x=0.05〜0.26の値に対してはmは−1.29×10-4
    そしてbは78.5×10-6であり、そしてxが0.26よ
    り大なる値の場合にはmは0そしてbは45×10-6
    であり、なおここに、 IRlは最大たわみ点における外側金属層中5%
    歪みの曲げで測定した場合の積層体の非弾性率で
    あり、 CLTElは積層体の線形熱膨張係数であり、TR
    は金属層厚さの和の熱可塑体コア層厚さに対する
    厚さ比であり、 YSnは、5%伸長のオフセツト点における2枚
    の金属層の厚さ−重量−平均引張り降伏強度であ
    り、そして TScは熱可塑体コア層の引張り強度であること
    を特徴とする、金属−熱可塑体−金属積層体。 2 熱可塑性コア層がオレフインベースの熱可塑
    体である、前記第1項記載の積層体。 3 オレフインベース熱可塑体がポリプロピレン
    である、前記第2項記載の積層体。 4 オレフインベース熱可塑体が低密度ポリエチ
    レンである、前記第2項記載の積層体。 5 金属層がアルミニウムではない、前記第3項
    記載の積層体。 6 金属層がアルミニウムではない、前記第4項
    記載の積層体。 7 一方の金属層のみがアルミニウムである、前
    記第3項記載の積層体。 8 一方の金属層のみがアルミニウムである、前
    記第4項記載の積層体。 9 オレフインベース熱可塑体がエチレン、プロ
    ピレン、1−ブテン、3−メチルブテンおよび4
    −メチルペンテンより成る群から選ばれた単量体
    から導かれた多元重合体である、前記第2項記載
    の積層体。 10 熱可塑体コア層がアリーレンカーボネート
    ベースの熱可塑体である、前記第1項記載の積層
    体。 11 アリーレンカーボネートベース熱可塑体が
    ポリカーボネートである、前記第10項記載の積
    層体。 12 熱可塑体コア層がスチレンベース熱可塑体
    である、前記第1項記載の積層体。 13 スチレンベース熱可塑体がABS樹脂であ
    る、前記第12項記載の積層体。 14 熱可塑体コア層がビニルベース熱可塑体で
    ある、前記第1項記載の積層体。 15 ビニルベース熱可塑体がポリ(ビニルクロ
    ライド)である、前記第14項記載の積層体。 16 熱可塑体コア層がアリーレンスルホンベー
    ス熱可塑体である、前記第1項記載の積層体。 17 アリーレンスルホンベース熱可塑体がポリ
    スルホンである、前記第16項記載の積層体。 18 熱可塑体コア物質が添加された変性剤を含
    有している、前記第1〜17項のいずれかに記載
    の積層体。 19 添加変性剤が高モジユラスで高性能の繊維
    である、前記第18項記載の積層体。 20 高モジユラス高性能繊維がガラス繊維であ
    る、前記第19項記載の積層体。 21 ガラス繊維を約1〜約33重量%の濃度で存
    在せしめる、前記第20項記載の積層体。 22 添加変性剤が鉱物質充填剤である、前記第
    18項記載の積層体。 23 鉱物質充填剤を約1〜約50重量%の濃度で
    存在せしめる、前記第22項記載の積層体。 24 鉱物質充填剤が〓焼カオリナイトクレーで
    ある、前記第23項記載の積層体。 25 〓焼カオリナイトクレーを約20〜約45重量
    %の濃度で存在せしめる、前記第24項記載の積
    層体。 26 熱可塑体コア層が一部分結晶性である、前
    記第1項記載の積層体。 27 一部分結晶性の熱可塑体コア層が少くとも
    15%の結晶度を有している、前記第26項記載の
    熱可塑体。 28 熱可塑体コア層の各面に積層された金属層
    が同一の組成を有している、前記第1項記載の積
    層体。 29 金属層がアルミニウムである、前記第28
    項記載の積層体。 30 金属層が低炭素鋼である、前記第28項記
    載の積層体。 31 金属層がステンレススチールである、前記
    第28項記載の積層体。 32 金属層が異つた組成を有している、前記第
    1項記載の積層体。 33 金属のある種の重要な特性が実質的にバラ
    ンスされていてその結果 (a) CLTE=CLTE、 (b) tE=tE および (c) tys=tys (式中CLTEおよびCLTE、tおよびt
    、EおよびE、そしてysおよびysは
    それぞれ(i)および(ii)と記号を付したそれぞれの金
    属層の線形熱膨張係数、厚さ、弾性モジユラスお
    よび引張り降伏点強度である)である、前記第3
    2項記載の積層体。 34 熱可塑体コア層の一面上に積層された金属
    層がアルミニウムであり、他方の面に積層された
    それが低炭素鋼である、前記第33項記載の積層
    体。 35 熱可塑体コア層の一面上に積層された金属
    層がアルミニウムであり、そして他方に積層され
    たそれがステンレススチールである、前記第33
    項記載の積層体。 36 熱可塑体コア層の各面に積層された金属層
    が等しい厚さのものである、前記第1項記載の積
    層体。 37 熱可塑体コア層の各面に積層された金属層
    が異つた厚さのものである、前記第1項記載の積
    層体。 38 金属層および熱可塑体コア層の両方が延性
    を有している、前記第1項記載の積層体。 39 延性である前記第38項記載の積層体。 40 高温で永久成形構造体に成形可能な、前記
    第39項記載の積層体。 41 実質的に扁平な構造である、前記第1項記
    載の積層体。 42 成形構造物である、前記第1項記載の積層
    体。 43 熱可塑体コア層および金属層がその対抗す
    る表面間に挿入した接着剤によつて一緒に均一に
    積層されている、前記第1項記載の積層体。 44 接着剤が有機シラン接着促進剤である、前
    記第43項記載の積層体。 45 有機シラン接着促進剤がアミノ官能性アル
    キルトリアコキシシランである、前記第44項記
    載の積層体。 46 アミノ官能性アルキルトリアルコキシシラ
    ンである、前記第45項記載の積層体。 47 アミノ官能性アルキルトリアルコキシシラ
    ンがN−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピ
    ルトリメトキシシランである、前記第45項記載
    の積層体。 48 有機シラン接着促進剤がグリシドオキシ官
    能性アルキルトリアルコキシシランである、前記
    第44項記載の積層体。 49 グリシドオキシ官能性アルキルトリアルコ
    キシシランがγ−グリシドオキシプロピルトリメ
    トキシシランである、前記第48項記載の積層
    体。 50 有機シラン接着促進剤がメタクリルオキシ
    官能性アルキルトリアルコキシシランである、前
    記第44項記載の積層体。 51 メタクリルオキシ官能性アルキルトリアル
    コキシシランがγ−メタクリルオキシプロピルト
    リメトキシシランである、前記第50項記載の積
    層体。 52 有機シラン接着促進剤がアミノ官能性アル
    キルトリアルコキシシランおよびメタクリルオキ
    シ官能性アルキルトリアルコキシシランの混合物
    である、前記第44項記載の積層体。 53 その混合物のアミノ官能性アルキルトリア
    ルコキシシランおよびメタクリルオキシ機能性ア
    ルキルトリアルコキシシランがそれぞれγ−アミ
    ノプロピルトリエトキシシランおよびγ−メタク
    リルオキシプロピルトリメトキシシランである、
    前記第52項記載の積層体。 54 接着用薬剤が接着剤である、前記第43項
    記載の積層体。 55 接着剤がエポキシ樹脂である、前記第54
    項記載の積層体。 56 (a)線形熱膨張係数が約45×10-6-1以下で
    あり、(b)非弾性率が約75%以下であり、(c)曲げこ
    わさが少くとも約262.65×103N/mであり、そし
    て(d)最大重量が約6.34Kg/m2以下であり、そして
    更に少くとも約135℃の熱変形温度を有してい
    る、自動車本体パネルとして使用するに適当な前
    記第1項記載の積層体。
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