NO127007B - - Google Patents

Description

Laminat av metallplater med et svingningsdempende mellomsjikt.

Fra belgisk patentskrift nr. 598.603 og norsk patentskrift nr. 111.804 er det kjent- at'man som svingningsdempendé midler, med virkning over et bredt temperaturområde ("bredt tempera-turbånd"), kan anvende kopolymere, oppbygget•av monomere hvis homo-polymerisater adskiller seg minst.20°C med hensyn til ihnfrysnings-temperatur (glassovergangstemperatur). I det belgiske patentskrift er det også angitt at man som svingningsdempende midler kan anvende de overveiende amorfe vinylacetat/etylen-kopolymerisater. De hittil anvendte etylen/vinylacetat-kopblymerisater har imidlertid- ikke kunnet tilfredsstille alle krav.

I tysk utlegningsskrift nr. 1.166.466 er det beskrevet svingningsdempende materialer som består åv findelte"fyllstoffer og kopolymere av 55-95 vektÆ<y>inylestere av karboksylsyrer med 2- k karbon atomer, 5-45 vekt'? etylenisk umettede aiifatiske hydrokarboner og eventuelt 0,1-15 vekt? umettede karboksylsyrer som bindemiddel. Disse svingningsdempende materialer påføres på metallplatekonstruk-sjoner som ensidige demper belegg, og gir en god svingningsdempning når de inneholder 90-10 vekt? fyllstoffer. Det fremgår at en be-tydelig mengde fyllstoff er nødvendig for oppnåelse av et optimalt svingningsdempende middel. Når det er tale om laminatsystemer, gjør imidlertid vesentlig andre forhold seg gjeldende enn ved lyddempning med ensidige belegg,og det kan av det tyske utlegningsskrift nr.1.166.466 intet utledes om hvorledes svingningsdempende mellomsjikt uten eller med maksimalt 1? fyllstoff må oppbygges kjemisk, for at de kan ha en høy dempning over et bredt frekvens- og temperaturområde.

Det har nå vist seg at man kan få. et laminat av metallplater med en vesentlig bedre dempning i ét meget bredt temperaturområde når man som svingningsdempende, selvklebende mellomsjikt an-vender et kopolymerisat som er oppbygget av 65 - 30 vekt? vinylace-tat, 20 - 40 vekt? etylen, 15 - 30 vekt? av.en blanding av isononan-, isodecan- og isoundecan-karboksylsyrevinylestere og 0 - 5 vekt? akryl- og/eller metakrylsyre. Ved innbygning av denne tredje kompo-nent forbedres nemlig dempningsegenskapeae av disse vinyiacetat/ etylen-kopolymérisater med høyt innhold- av vinyiacetat, og man kan med disse modifiserte kopolymerisater, ved riktig innstilling av monomerforholdet, få glatte og ekstremt brede dempningskurver med meget høy maksimal dempning i bestemte temperaturområder. Dessuten byr de på åen fordel at de gjør lyddempningsmidlet billigere.

Det ble nå funnet at vinylaaetat/etylen-kopolymerisater som ytterligere inneholder 20 - 30 vekt? av en blanding av isononan- , isodecan- og iso.undecan-karboksylsyrevinylestere, gir utmerket dempning 1 temperaturintervallet. - 10. til ca. +65°C.

Ved den ekstra innbygning av inntil 5? av akryl- og/eller, metakrylsyre forbedres klebeevnen av disse polymerisater, som skal anvendes ifølge oppfinnelsen.

En sammenligning,av figurene la og lb viser det nye systems overlegenhet. Kurve la viser.tapsfaktoren d ..av et

J0 comb

laminert blikk ifølge oppfinnelsen som funksjon av temperaturen'.. Denne tapsfaktor betyr forholdet mellom den svingningsenergi som omdannes til varme,, og den samlede, tilførte svingningsenergi. Til sammenligning ble det anvendt et av de beste, kjente lyddempnings-

midler, nemlig et mykningsmiddelholdig modifisert vinyiacetat-kopolymerisat (kurve lb). Dette kopolymerisat er en smeltekleber som egner seg spesielt godt for fremstilling av svingningsdempende laminater, bestående av to ytre blikkplater og smeltekleberen som mellomsjikt. Med slike systemer oppnås i et smalt temperaturområde så høy dempning at den av fysikalske grunner ikke kan bli høyere.

Se artikkelen av H'. Oberst og A. Schommer i "Kunststoffe" 55 , 634

(1965), fremfor alt fig. 9. Por et symmetrisk system, bestående av 0,5 mm tykke stålblikk og et mellomsjikt av 0,3 mm tykkelse, kommer tapsfaktoren dcQmbav det kombinerte system, målt i bøyesvingnings-metoden (sammenlign f.eks. "Kunststoffe " JpJL, 495 (1961)), meget nær verdien dcomb= 1. Ved den lenge kjente blikkdempning ved hjelp av ensidige belegg, som påføres ved sprøyting, sparkling eller på-klebing, er de i praksis oppnåelige tapsfaktorer vanligvis mindre enn<d>comt)= 0,2. Med de i den senere tid stadig mer anvendte laminater kan man imidlertid, hvilket det her anførte eksempel viser, oppnå en flere ganger høyere dempningsverdi.

Temperaturbåndbredden av dempningen avhenger ikke bare av de viskoelastiske karakteristika av mellomsjikt og stålblikket, men også av anordningens "geometri", dvs. av sjikttykkelsesforholdet (sammenlign ovennevnte sitat (1965) fig. 8 til 10). Ved sammensatte blikksystemer er det hensiktsmessig å definere båndbredden som bredden av det temperaturintervall hvor verdien d comb , = 0,'05 overskrides. Dempningen av blikkplater som ikke er dempet ved ekstra forholdsregler, i blikkonstruksjoner av forskjellige typer tilsvarer verdien d , 0,01. Referanseverdien d , = 0,05 representerer

comb3.. comb '

altså en betraktelig forbedring (omtrent 15 dB (desibel)) i forhold til "nulldempning" d , = 0,01.

0 comb '

På kurve lb overskrides referanseverdien d comb ,=0,05

i det frekvensområdet som er av størst interesse, nemlig mellom 100 og 1000 Hz,.ved temperaturene ca. 0° og 50°C. Temperaturbåndbredden utgjør altså omtrent 50°C. Derfor er dette sammensatte system egnet for tallrike tekniske anvendelser. Ved reduksjon av myknings-middelinnholdet kan temperaturbåndet for høyere dempningsvirkning forskyves mot høyere temperaturer og dermed tilpasses spesielle tekniske anvendelser, f.eks. i maskinaggregater med høy drifts-temperatur. Dette eksempel av sammensatte blikksystemer med optimalt innstilte, selvklebende mellomsjikt av et svingningsdempende stoff, fremstillet ved kopolymerisasjon av passende valgte monomere kompo-

nenter, er hittil ikke overtruffet av andre systemer av tilsvarende type, og kan derfor ansees som et standardsystem, egnet som sammen-ligningsgrunnlag for systemet ifølge oppfinnelsen.

På fig. la og lb er det gjengitt temperaturkurver av tapsfaktor dcQmb av laminater av 0,5 mm tykke stålblikk med 0,3 mm tykke dempende mellomsjikt ved 100 og 1000 Hz. Kurvene ble bestemt for laminater med

lå) et kopolymerisat av 45 vekt? vinyiacetat, 35 vekt? etylen og 20 vekt? isononan-, isodecan- og isoundecan-karboksy1-syrevinylesterblanding som mellomsjikt (ifølge oppfinnelsen) og lb) det nevnte mykn-ingsmiddelholdige vinylaeetatkopolymeri-sat som mellomsjikt.

Laminatet ifølge oppfinnelsen (la) gir glatte kurver som avspeiler en utmerket temperaturbåndbredde og høye maksimal-verdier av dempningen. Ved temperaturbåndbredder på 95°C for 100 Hz og 60°C for 1000 Hz ligger dempningens maksimum i temperaturområdet 10 til 25°C, og mot lave temperaturer strekker anvendelsesområdet seg til -10°C. På grunn av sin større temperaturbåndbredde er mellomsjiktmaterialet ved anordning la) overlegen overfor anordning lb) og egner seg følgelig Tor flere anvendelsesområder.

En spesiell fordel ved dette dempningsstoff er at det egner seg fremragende for masseproduksjon. Det dreier seg nemlig om en smeltekleber som påsparkles, påstrykes eller påhelles konti-nuerlig ved høyere temperaturer. Laminatet avkjøles deretter best mellom valser under trykk. Bortsett fra avfetning er det ikke nød-vendig med noen forbehandling av blikkene, og ingen ytterligere klebesjikt er nødvendige. Ved anvendelse av akryl- eller metakryl-syreholdige kopolymerisater behøves det ikke en gang noen avfetning. Man oppnår en utmerlet klebning.

Dempningsstoffet har en god flytebestandighet også ved høyere temperaturer. Denne egenskap kan, når det anvendes karbok-sylgruppeholdige kopolymerisater, ytterligere forbedres ved tilveie-bringelse av en svak fornetning, f.eks. med epoksyder eller iso-cyanater. Bearbeidbarheten av laminatene er praktisk talt like god som for normale blikk, dvs. de kan kantes, bøyes, formes, sveises og nagles. Ved ikke for små krumningsradier kan de også dyptrekkes. Man får generelt anvendbare laminater med en dempningshøyde og et temperaturområde for dempning som er tilstrekkelig for tallrike anvendelser.

Mindre mengder fyllstoffer, f.eks. til forbedring av den elektriske ledningsevne (en fordel ved motstandssveising) kan tilsettes. Por ikke å gjøre dempningsvirkningen dårligere bør fyllstoff mengden imidlertid holdes under 1 vekt?, fortrinnsvis under 0,5 vekt?, referert til polymerisatet. Som fyllstoffer kan,man bruke tungspat, kiselsyre, grafitt og sot.

Den samlede tykkelse av laminatet ifølge oppfinnelsen ligger fortrinnsvis mellom 1 og 6 mm. Mellomsjiktene kan utgjøre 0,1 til 1 mm, fortrinnsvis 0,2 til 0,5 mm. Den maksimale dempning får man ved symmetriske laminater. Bøyestivheten og styrken er imidlertid ved samme vekt større for usymmetriske laminater. Ved anvendelser hvor det skal oppnås størst mulig fasthet i forhold til vekten, foretrekker man derfor usymmetriske systemer. Forholdet mellom tykkelsene av blikkene skal fortrinnsvis ligge under 4:1.

Fig. 2a og 2b viser laminater ifølge oppfinnelsen i symmetrisk henholdsvis usymmetrisk anordning. Mellom de to ytre plater (1) ligger dempningssjiktet (2).

Claims (1)

1. Laminat av metallplater med et svingningsdempende mellomsjikt, karakterisert ved at mellomsjiktet består av en kopolymer av 65-30 vekt? vinyiacetat, 20-40 vekt? etylen, 15-30 vekt? av en blanding av isononan-, isodecan- og isoundecan-karboksylsyrevinylestere og 0-5 vekt? akryl- eller metakrylsyre, eventuelt blandet med opp til 1 vekt? fyllstoffer, beregnet på ko-polymeren.