МНОГОСЛОЙНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2013 года по МПК B32B5/00 B32B5/02 B32B15/08 B32B15/14 B32B15/18 B32B15/20 C08J5/12 C08J5/24 B32B27/04 B32B27/06 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Настоящая заявка имеет приоритет и преимущества, закрепленные в §119(а) раздела 35 свода Законов США корейской патентной заявки № 10-2010-0127682, поданной 14 декабря 2010 года, которая фактически включена в данное описание в виде ссылки.

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Нижеприведенное описание относится к многослойному материалу, выполненному с возможностью использования в транспортном средстве.

2. ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последние годы, с растущей потребностью в ресурсо- и энергосбережении, машины и конструкции становятся менее металлоемкими. Уменьшение веса машин и конструкций тесно связано не только с функциональными характеристиками машин и конструкций, но также с экономической обоснованностью их производства, и, следовательно, невозможно осуществить уменьшение веса без учета экономической обоснованности. Значительные экономические эффекты от уменьшения веса могут быть получены в транспортных машинах, и уменьшение веса началось в области самолетостроения и распространяется на области транспортных средств, железнодорожных вагонов и судов.

Уменьшение веса транспортного средства привлекло наибольшее внимание в качестве одной из технологий улучшения топливной эффективности, и в этом отношении изучались и развивались различные аспекты, включающие в себя проблему уменьшения количества компонентов, усовершенствование конструкции и более легкие материалы. В частности, уменьшение веса материала транспортного средства улучшает эффективность двигателя, таким образом увеличивая производительность транспортного средства и способствуя увеличению топливной эффективности. Таким образом, уменьшение веса является наиболее приемлемым и эффективным способом снижения загрязнения окружающей среды и экономии топлива.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание многослойного материала, который имеет уменьшенный вес.

Дополнительные признаки изобретения будут изложены в нижеприведенном описании либо могут быть проанализированы путем практического осуществления изобретения.

Для решения поставленной задачи предложен многослойный материал, включающий в себя по меньшей мере одну металлическую пластину и по меньшей мере один композитный материал, выполненный с возможностью сцепления с одной поверхностью металлической пластины, и армирующий материал, образованный в виде тканого или нетканого материала и расположенный на поверхности металлической пластины, и смоляную композицию для сцепления армирующего материала с металлической пластиной.

Предлагаемое описание носит иллюстративный характер и предназначено для дополнительного пояснения заявленного изобретения. Другие признаки и аспекты будут видны из следующего подробного описания, чертежей и формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием вариантов его осуществления, приводимого со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг.1 иллюстрирует схему, изображающую вид в сечении многослойного материала согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - схему, изображающую увеличенный вид области A, изображенной на Фиг.1.

Фиг.3 - схему, изображающую вид в сечении многослойного материала согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 - схему, изображающую вид в сечении многослойного материала согласно еще одному варианту осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение может быть осуществлено во многих различных формах и не ограничивается приведенными вариантами осуществления. Приведенные варианты осуществления изобретения раскрыты с полнотой, позволяющей специалистам в данной области техники оценить объем изобретения. На всех чертежах и в подробном описании, если не приведено иное, одинаковые ссылочные позиции чертежей относятся к одинаковым элементам, признакам и конструкциям. Относительный размер и изображение этих элементов могут быть увеличены для ясности, демонстрации и удобства.

Фиг.1 иллюстрирует схему, изображающую вид в сечении многослойного материала согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.2 иллюстрирует схему, изображающую увеличенный вид области A, изображенной на Фиг.1.

Как показано на Фиг.1 и 2, многослойный материал 100 может включать в себя металлическую пластину 110 и композитный материал 120.

Металлическая пластина 110 выполняет функцию основания, с которой может быть сцеплен композитный материал 120. Металлическая пластина 110 может быть выполнена из стали, алюминия или алюминиевого сплава. Композитный материал 120 может быть выполнен из армирующего материала 121 и смоляной композиции 122 и сцеплен с поверхностью металлической пластины 110. Армирующий материал 121 может быть образован в виде тканого или нетканого материала и расположен на одной поверхности металлической пластины 110.

Смоляная композиция 122 может быть использована для сцепления армирующего материала 121 с металлической пластиной 110. Например, поверхность контакта (сцепления) как армирующего материала 121, так и металлической пластины 110 покрыта смоляной композицией 122. Армирующий материал 121, покрытый смоляной композицией 122, и металлическая пластина 110, покрытая смоляной композицией 122, сцепляются друг с другом, и затем смоляная композиция 122 отверждается. В результате армирующий материал 121 может оставаться сцепленным с металлической пластиной 110 смоляной композицией 122.

Многослойный материал 100 включает в себя металлическую пластину 110, сцепленную с армирующим материалом 121, выполненным в виде тканого или нетканого материала, посредством смоляной композиции 122. Таким образом, по сравнению со структурой, имеющей только металлическую пластину, структура многослойного материала 100 легче и жестче при той же толщине.

Кроме того, композитный материал 120 включает в себя армирующий материал 121, образованный в виде тканого или нетканого материала, и смоляную композицию 122 и, следовательно, может улучшить ударопоглощение, звукопоглощение и эффективность демпфирования. Соответственно, многослойный материал 100 может быть выполнен с возможностью использования в транспортных средствах и особенно, например, в бампере, панели пола, колесной арке или любой части транспортного средства, которая требует уменьшение веса, и, таким образом, способствовать уменьшению веса корпуса транспортного средства.

Как изображено на Фиг.3, многослойный материал 200 может включать в себя две металлические пластины 110 и композитный материал 120, который расположен и сцеплен между металлическими пластинами 110. Многослойный материал 200 может являться более подходящим для области применения, которая требует более высокой жесткости.

В качестве другого примера, как изображено на Фиг.4, многослойный материал 300 может включать в себя металлическую пластину 110 и два композитных материала 120, которые соединены с каждой поверхностью металлической пластины 110. Многослойный материал 300 может являться более подходящим для области, которая требует улучшенных ударо- и звукопоглощения и эффективности демпфирования.

Дополнительно, армирующий материал 121 может являться одним из различных веществ. Например, армирующий материал 121 может иметь вид тканого или нетканого материала, выполненного из одного из элементов: нейлонового волокна, полиэфирного волокна, нейлонового/полиэфирного многокомпонентного волокна, нейлонового/вискозного многокомпонентного волокна, полиэфирного/вискозного многокомпонентного волокна, арамидного волокна, углеродного волокна, стекловолокна и металлического волокна. Кроме того, армирующий материал 121 может быть выполнен из других веществ, которые находятся в пределах объема реализации вышеприведенных примеров, и, таким образом, вещества армирующего материала 121 не ограничены вышеупомянутыми волокнами.

Армирующий материал 121 в виде тканого или нетканого материала может иметь структуру, имеющую фенолоальдегидную смолу, наполняющую его, для того чтобы улучшить сцепление между волокнами. Кроме того, в случае, когда требуется сварка, армирующий материал 121 может включать в себя по меньшей мере один из элементов - металлическое волокно, металлический порошок - и вещество, снижающее статический заряд, и, таким образом, может быть сварен.

Смоляная композиция 122 может включать в себя основную смолу, отверждающее вещество, наполнитель, разбавитель и присадки. Основная смола может являться одним из волокон, выполненных из эпоксидной смолы, смолы, модифицированной сополимером бутадиена и акрилонитрила с концевыми карбоксильными группами (CTBN)/уретаном/эпоксидом, полиуретана, фенола, акрила и ненасыщенного полиэфира или смешанного волокна вышеперечисленных материалов.

Отверждающее вещество для эпоксидной смолы и смолы, модифицированной эпоксидом, может являться дициандиамидом и может использовать имидазольное отверждающее вещество, когда требуется ускорить процесс отверждения или требуется отверждение при низкой температуре. Наполнитель действует для улучшения механических характеристик, легкости, эффективности демпфирования и ударопоглощения отвержденной смолы. Наполнитель может являться по меньшей мере одним из оксида кремния, карбоната кальция, наполнителя низкой плотности, множества порошковых полимерных композитов, органического вспенивающего вещества и талька.

Разбавитель включает в себя смолу или отверждающее вещество для снижения вязкости и улучшения технологичности. В качестве разбавителя может выступать полиоксипропилен-диглицидиловый эфир (PPCDGE). Присадка может являться проводящим углеродом для обеспечения проводимости. Кроме того, присадка может являться веществом, снижающим статический заряд. Смоляная композиция 122 может дополнительно включать в себя пластификатор. Пластификатор придает смоле гибкость и упругость, обеспечивая более легкое формование смолы.

Как показано в вышеприведенных примерах, многослойный материал включает в себя металлическую пластину, с которой армирующий материал, образованный в виде тканого или нетканого материала, сцеплен посредством смоляной композиции. Таким образом, по сравнению со структурой, содержащей только металлическую пластину, структура многослойного материала легче и жестче при той же толщине.

Дополнительно, композитный материал включает в себя армирующий материал, образованный в виде тканого или нетканого материала, и смоляную композицию и, таким образом, может улучшить ударо- и звукопоглощение и эффективность демпфирования по сравнению со структурой, содержащей только металлическую пластину. Таким образом, многослойный материал может способствовать уменьшению веса транспортного средства.

Специалистам в данной области техники представляется понятным, что различные модификации и изменения могут быть внесены в настоящее изобретение без отступления от его сущности или объема. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает все возможные изменения в пределах объема прилагаемой формулы изобретения и их эквиваленты.

Изобретение имеет отношение к многослойному материалу. Материал содержит, по меньшей мере, одну металлическую пластину и, по меньшей мере, один композитный материал, выполненный с возможностью сцепления с одной поверхностью металлической пластины. Композитный материал содержит армирующий материал, образованный в виде тканого или нетканого материала и расположенный на поверхности металлической пластины, и смоляную композицию для сцепления армирующего материала с металлической пластиной посредством отверждения смоляной композиции. Армирующим материалом является одно из: нейлонового волокна, полиэфирного волокна, нейлонового/полиэфирного многокомпонентного волокна, нейлонового/вискозного многокомпонентного волокна, полиэфирного/вискозного многокомпонентного волокна, арамидного волокна, углеродного волокна, стекловолокна и металлического волокна или их смесей. Смолой является одно из: эпоксидной смолы, смолы, модифицированной сополимером бутадиена и акрилонитрила с концевыми карбоксильными группами (СТВН)/уретаном/эпоксидом, полиуретана, фенола, акрила и ненасыщенного полиэфира или их смеси. Технический результат - получение многослойного материала, имеющего уменьшенный вес. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Многослойный материал, содержащий: по меньшей мере, одну металлическую пластину; и по меньшей мере один композитный материал, выполненный с возможностью сцепления с одной поверхностью металлической пластины, причем композитный материал содержит армирующий материал, образованный в виде тканого или нетканого материала и расположенный на поверхности металлической пластины, и смоляную композицию для сцепления армирующего материала с металлической пластиной посредством отверждения смоляной композиции, при этом армирующим материалом является одно из: нейлонового волокна, полиэфирного волокна, нейлонового/полиэфирного многокомпонентного волокна, нейлонового/вискозного многокомпонентного волокна, полиэфирного/вискозного многокомпонентного волокна, арамидного волокна, углеродного волокна, стекловолокна и металлического волокна или их смесей, а смолой является одно из: эпоксидной смолы, смолы, модифицированной сополимером бутадиена и акрилонитрила с концевыми карбоксильными группами (СТВN)/уретаном/эпоксидом, полиуретана, фенола, акрила и ненасыщенного полиэфира или их смеси.

2. Многослойный материал по п.1, в котором предусмотрены две металлические пластины, и композитный материал расположен между металлическими пластинами и сцеплен с каждой из металлических пластин.

3. Многослойный материал по п.1, в котором предусмотрено два композитных материала, и сцепленные с каждой поверхностью металлической пластины.

4. Многослойный материал по п.1, в котором армирующий материал пропитан фенолоальдегидной смолой для улучшения сцепления.

5. Многослойный материал по п.4, в котором армирующий материал содержит по меньшей мере одно из: металлического волокна, металлического порошка и вещества, снижающего статический заряд.

6. Многослойный материал по п.1, в котором смоляная композиция содержит отверждающее вещество, наполнитель, разбавитель и присадку.