KR20170010368A - 라미네이트들로 제조된 패널 및 그것을 제조하는 방법 - Google Patents

라미네이트들로 제조된 패널 및 그것을 제조하는 방법 Download PDF

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KR20170010368A
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Abstract

상호 연결된 라미네이트들로 제조되는 통합 패널은 적층된 제1 및 제2 금속 층(5, 5', 5")들 및 인접한 금속 층 사이에 있는 섬유-강화 접착 층(19)을 포함한다. 제1 외부 금속 층(5)의 외부 표면(7)으로부터 제2 외부 금속 층(4)의 외부 표면(7)까지의 변위(transition)의 위치에서 필러(11, filler)가 위치된다. 패널은 클래딩 층(14)을 더 포함하며, 클래딩 층은 필러(11)를 넘어 연장하는 적어도 하나의 섬유 물질 층(15, 24) 및 반대 측부들 상에 위치되는 외부 금속 층(5, 4)들의 인접한 외부 표면 영역(12, 13)을 포함하는데, 외부 표면 영역들에 부착된다.

Description

라미네이트들로 제조된 패널 및 그것을 제조하는 방법{PANEL MADE OF LAMINATES AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 상호 연결된 라미네이트들의 일체 패널과 관련하며, 패널은 제1 라미네이트 및 제2 라미네이트를 포함하고, 제1 라미네이트는 적층된 제1 금속 층들 및 제1 금속 층들의 인접한 금속 층들 사이에 있는 적어도 하나의 섬유-강화 접착 층을 포함하며, 제2 라미네이트는 적층된 제2 금속 층들 및 제2 금속 층들의 인접한 금속 층들 사이에 있는 적어도 하나의 섬유-강화 접착 층을 포함하며, 라미네이트들의 제1 및 제2 금속 층들로부터, 금속 층은 차례로 그 라미네이트의 외부 표면을 정의하는 외부 금속 층을 형성하고, 상기 외부 표면들은 하나 및 같은 연속적이고 일정하게 형성되는 패널 표면을 정의하며, 제1 라미네이트의 제1 외부 금속 층과 제2 라미네이트의 제2 외부 금속 층을 포함하는 외부 금속 층으로부터, 제2 외부 금속 층은 제1 금속 층의 인접한 엣지 섹션을 덮고 제1 외부 금속 층의 엣지 섹션의 접착 표면에 접착제로 접착되는 맞물려지는(joggled) 엣지 섹션을 보여주고, 제1 외부 금속 층으로부터 제2 외부 금속 층의 외부 표면까지의 변위의 위치에서 필러가 위치된다.
이러한 섬유 금속 라미네이트들의 패널은 PCT 출원 WO-02/078.950-A1로부터 알려져 있다. 섬유 금속 라미네이트(FML)는 알루미늄 합금과 같은 금속 합금들과 비교하여, 피로, 특히 크랙 보급(propagation)에 대해 개선된 저항을 갖는다. 데미지 저항은 항공 우주 엔지니어링에서 중대한 목적이다. 비행체 구조와 같은 구조들에서, 예를 들면 WO-02/078.950-A1로부터 알려진 것처럼 기술의 상태에 따른 스플라이스들을 갖는, 글래어®(Glare®)(알루미늄 층들 사이의 글라스-섬유 합성물)로부터 동체 패널과 같은 섬유 금속 라미네이트 패널의 행위는 더 개선될 수 있다.
스플라이스를 갖는 FML 라미네이트의 제조 후에, 많은 추가적인 작용들은 외부 엣지를 처리하는 데 요구되고, 이를 통해 부드러운 외측은 공기역학적이고 화장용의 요구들을 충족시키기 위해 달성된다. 이러한 작용들은 패널을 제조할 때 스플라이스로부터 접착 압착(squeeze out)으로서 거의 형성되는 가장 먼 쪽의 필러를 후처리하는 것을 수반한다. 접착제의 스퀴즈 아웃은 프리즘 형상이고 비행체의 외측 상에서 자유롭게 있다. 오토클레이브로 소독한 후에 접착제의 이러한 프리짐 형상의 스퀴즈 아웃은 종종 작은 공기 버블들과 같은 화장용의 결점들을 보여주고, 그리고 나서 스크래칭 오픈, 그라인딩, 클리닝, 접착제를 갖는 충전, 24시간 동안 경화, 리그라인딩 및 페인팅에 의해서 제조 고정의 부분으로서 후처리되어야 한다는 것이 단점이다. 그것은, 제조 행동들 그리고 시간의 의미에서, 하나 또는 이상의 스플라이스들을 갖는 이러한 FML 라미네이트 패널들의 제조를 위한 공정의 불리한 확장을 야기한다.
가장 외측에 있는 스플라이스 중첩의 위치에서, 가장 외측에 있는 금속 층의 단부 영역의 외부 표면은 자유롭고, 가장 외측에 있는 금속 층의 얇은 엣지는 비행체 동체 패널의 접착제의 인접한 가장 외측에 있는 프리즘 형상의 스퀴지 아웃에 인접한 엣지 상에 접착된다. 그러나 접착제의 프리즘 형상의 스퀴지 아웃 상에서 금속 엣지의 이러한 접하는 접착 본딩은 바람직하지는 않지만 장력일 수 있다. 비행체의 반복적인 비행들로 인해, 주기적인 하중이 온도 효과들(-55℃ 및 100℃ 사이에 있는) 그리고 주기적인 기계 하중 및 동체의 변형(캐빈 압력 및 벤딩 모멘트들)의 형태로 발생한다. 주기적인 하중으로 인해, 알루미늄 엣지의 위치에서 접착제의 가장 외측에 있는 스퀴즈 아웃은 매우 가는 선 크랙들(마이크로크랙들)의 발생에 민감하다. 이것들이 페인팅된 FML 라미네이트 패널에서 발생한다면, 이것들은 페인트 층에서 마이크로 크랙들의 형태로 화장용의 결함들로서 비행체의 외측 상에 가시적일 수 있다.
아울러, 알려진 스플라이스에서 가장 바깥에 있는 금속-금속 중첩(오버랩)은, 접착제의 프리즘 형상의 스퀴지 아웃을 처리할 때 라미네이트로부터 가져올 수 있는 나일론 캐리어를 피하기 위해, (나일론 캐리어로 제공되는) 지지되는 접착 물질로 제공되고 접착제의 스퀴즈 아웃의 가장 외측에 있는 프리즘은 지지되지 않는 (캐리어 없는) 접착 물질을 포함한다. 그러므로, 지지되는 접착제가 2개의 금속 층들 사이의 중첩에서 적용되도록 주어지고, 여분의 생산 행동은 접착제의 스퀴즈 아웃의 인접한 가장 바깥에 있는 프리즘을 위한 지지되지 않는 접착제를 놓은 것을 필요로 한다.
전제에서 설명된 종류의 패널은 또한 책에서 발견되는데: 이 책은 클루워(Kluwer) 2001, 애드 브이랏(Ad Vlot) 외에 의에 편찬된 "섬유 금속 라미네이트들, 소개(Fibre Metal Laminates, an Introduction)"의 17장, 267-280쪽: 오. 씨. 반 데르 자그트(O.C. van der Jagt) 외에 의한 "상세한 디자인 개념들(Detailed design concepts)"이다.
FML 라미네이트들은 글라스 섬유 프리프레그의 샌드위치 구성 성분들로서 접착성의 물질들 및 얇은 금속 플레이트들 예를 들면 몰드에서 적층함으로써 서로 상에 조립되는 알루미늄 플레이트로 제조된다. 글라스 프리프레그는 매트릭스 물질에서 끼워넣어지는 글라스 섬유 매트(mat)이다. 금속 플레이트들은 스플라이스들을 형성하는 몰드에서 중첩하는 서로에 대해 놓여진다. 적층 공정 후에, 제품을 가진 몰드는 오토클레이브에 놓여진다. 그 후에, 제품은 높은 압력 및 높은 온도 하에서 오토클레이브 및 경화로 서로 부착된다. 이것의 결과, 라미네이트 제품은 부드러운 몰드 측과 함께 합쳐지고, 이것은 또한 비행체의 외부를 형성한다.
본 발명의 목적은 전술된 단점들을 가지지 않는 패널을 창출시키는 것이다. 그 목적은 클래딩 층을 더 포함한 패널에 의해 달성되는데, 클래딩 층은 필러를 넘어서 그리고 필러의 반대 측부들 상에 위치되는 외부 금속 층들의 인접한 외부 표면 영역들을 연장하고 외부 표면 영역들 및 접착 층 또는 접착 물질에서 끼어넣어지는 섬유 층에 의해 형성되는 클래딩 층의 외부 측부에 부착되는 적어도 하나의 섬유 물질 층을 포함한다.
이것은 가장 외측에 있는 알루미늄 층의 스플라이스들의 접착제의 가장 외측에 있는 프리즘 형상의 스퀴즈 아웃은 효과적으로 예를 들면 접착제의 층 및 그것 내에 끼워지는 버팀목 글라스 섬유들을 포함할 수 있는 국부적인 클래딩에 의해 덮어진다는 이점을 갖는다. 이러한 덮음은 오토클레이빙 동안 작은 공기 버블들과 같은 화장용의 결점들을 형성하는 것을 방지하고, 이것은 보기(sight)의 라인에 있고, 이러한 이유로 후처리되어야 한다. 그 결과, 스크래칭 오픈, 그라인딩, 클리닝, 접착제를 채움, 24시간 경화, 리그라인딩 및 페인팅과 같은 후처리 단계들은 분배되며, 이는 더 효율적인 생산 공정을 야기시킨다.
아울러, 버팀목의 가장 외측에 있는 섬유 물질 층들은 가장 외측에 있는 금속 층의 엣지 영역으로부터 가장 외측에 있는 스플라이스 오버랩으로부터 필러 또는 프리즘 형상의 접착제의 스퀴즈 아웃 및 가장 외측에 있는 스플라이스 오버랩의 가장 내즉에 있는 금속 층의 인접한 영역으로 텐션의 버팀목으로서 사용되고, 스플라이스 오버랩 영역 전후에서 텐션들은 점차적으로 잘 세워지고 후퇴한다.
라미네이트 제품은 예를 들면 비행기의 벽 패널로서 사용할 때와 같은 더 긴 기간의 시간을 위해 주기적인 하중들을 흡수하기 위한 위치에 있고, 반복적인 비행들로 인해, 주기적인 온도 영향들(-55℃ 및 100℃ 사이로부터 오는) 및 주기적인 기계 하중 그리고 동체의 변형(캐빈 압력 및 벤딩 모멘트들)이 발생한다. 본 발명에 따른 라미네이트 제품은 마이크로크랙들 발생하는 것 없이 더 긴 기간 동안 그리고 더 자주 이러한 주기적인 하중들을 견딜 수 있다. 그래서 가장 외측에 있는 스플라이스들 넘어 버팀목 글라스 섬유들을 갖는 패널은 기술의 상태에 따른 패널보다 더 큰 수의 비행 주기들을 견딘다.
추가적인 이점은 지지되는 접착제의 물질이 접착제의 스퀴즈 아웃의 가장 외측에 있는 프리즘을 위해 사용될 수 있다는 것이고, 클래딩 층은 접착제의 스퀴지 아웃의 프리즘을 처리할 때 나일론 캐리어의 탈출로부터 이러한 접착제의 스퀴즈 아웃의 프리즘을 효과적으로 보호하는 것이 주어진다. 그러므로, 부착되는 가장 외측에 있는 금속-금속 오버랩과 접착제의 스퀴즈 아웃의 가장 외측에 있는 프리즘 둘 다를 형성하도록, 지지되는 접착 물질의 오직 하나의 단일 스트립이 오버랩과 프리즘 둘 다를 덮도록 요구된다. 이것은 생산 활동을 절약시키는데, 이유는 지지되지 않는 접착제가 필요하지 않기 때문이다.
글라스 프리프레그 및 접착력이 있는 물질로 싸이는 스플라이스 영역은 비행기의 외부로부터의 수분 및 화학 물질들이 접착제의 가장 외측에 있는 스퀴즈 아웃을 따라서 침투할 수 없고, 가장 외측에 있는 스플라이스 오버랩의 접착제의 심(seam) 내로 침투할 수 없는 것을 확실히 한다.
추가적인 패널은 US2008/0006741에 공개되었다. 상기 종래 기술의 패널은 비행기의 동체를 위한 스킨 패널과 관련되며, 이 패널은 주위 방향으로 향하는 단차진 연결 영역을 형성하는 섬유-강화 접착 층을 통해 서로 부착되는 다수의 중첩 금속 층들로 구성한다. 금속 스트립은 패널의 외부에서 상기 단차진 연결 영역을 덮는다. 이러한 외부 금속 스트립 및 단차진 영역의 외부 표면 영역 사이의 이동은 부드럽지 않으나 대신에 갑작스러운 특성을 갖는다. 이것은 전에 언급된 것처럼 동역학적이고 화장용(cosmetic) 요구들을 충족시키는 비행기를 제공하는 데 다양성이 있다.
본 발명에 따르면, 클래딩 층은 필러 및 외부 금속 층들의 인접한 외부 표면 영역에 의해 정의되는 것처럼 영역에 의해 제한되고, 상기 외부 금속 층들의 남은 영역들을 자유롭게 한다. 상기 남은 영역들은 클래딩 층에 의해 덮어진 영역보다, 예를 들면 더 큰 크기의 적어도 하나의 순서로 더 크다.
클래딩 층의 적어도 하나의 섬유 물질 층은 접착 물질 내로 끼워넣어지는 섬유들을 포함할 수 있다. 클래딩 층은 클래딩 층의 외부 표면을 정의할 수 있고, 클래딩 층의 상기 외부 표면은 패널 표면을 정의할 수 있다.
특히, 클래딩 층에 의해 정의된 외부 표면은 패널 표면과 일치할 수 있다. 클래딩 층은 아울러 필러에 부착될 수 있다. 바람직하게는 제1 및 제2 라미네이트들은 클래딩 층의 위치에서 내측으로 맞물린다. 그래서 동역학의 개념에서 방해되지 않는, 패널의 외부의 부드러운 윤곽이 유지된다.
섬유 물질 층은 접착 물질 내로 끼워넣어지는 글라스 섬유층과 같은 섬유 층을 포함할 수 있다. 이러한 끼워넣어진 섬유 층은 외부를 형성할 수 있다. 이것은 끼워넣어진 삼유 층의 접착 물질이 클래딩 층의 외부를 형성할 수 있다는 것을 의미한다. 아울러, 본 실시예에서 섬유 층의 섬유들은 외부 표면에 존재할 수 있고/있거나 외부 표면에 의해 한정될 수 있고/있거나 외부 표면에 접촉해 있을 수 있고 그래서 끼워넣어진 섬유 층의 접착 물질을 함께 갖는 클래딩 층의 외부 표면을 형성하고 정의할 수 있다. 그러나 변형에 따르면, 클래딩 층의 외부는 변경적으로 접착제의 층에 의해 형성될 수 있다. 아울러, 클래딩 층은 서로 부착되는 다수의 섬유 물질 층들을 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 외부 표면을 따라서 보여지는, 더 외측에 위치되는 섬유 물질 층은 더 내측에 위치되는 섬유 물질 층과 관련하여 연장하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 패널의 부드러운 외곽을 유지하기 위해, 라미네이트들은 더 외측으로 위치되는, 연장하는 섬유 물질 층의 위치에서 제1 거리를 넘어 맞물림될 수 있고, 더 내측으로 위치되는 섬유 물질 층의 위치에서 제2 거리를 넘어 맞물릴 수 있다.
바람직하게는, 섬유 물질 층(들)의 섬유 방향은 제1 외부 금속 층의 엣지 섹션의 엣지와 관련하여 가로 방향을 갖는다. 아울러, 섬유-강화 접착 층은 제1 외부 금속 층의 엣지 섹션의 엣지와 관련하여 가로 방향을 갖는 섬유들을 포함할 수 있다. 게다가. 추가적인 섬유-강화 접착 층은 제1 외부 금속 층의 엣지 섹션의 엣지처럼 같은 방향을 갖는 섬유들을 포함하도록 제공될 수 있다. 언급한 것처럼, 섬유-강화 접착 층(들)의 섬유들 및 섬유 물질 층(들)의 섬유들은 글라스 섬유들을 포함할 수 있다. 특히, 섬유 물질 층(들)은 매트릭스 물질에 끼워넣어지는 방향을 바꾸지 않는 섬유들의 프리프레그를 포함할 수 있다. 섬유-강화 접착 층(들)은 제1 라미네이트로부터 제2 라미네이트로 연속적으로 연장될 수 있다.
상호 중첩하는 금속 층들의 엣지 섹션들 사이의 접착제는 아교(glue)에 끼워넣어지는 매트와 같은 지지되는 접착제를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 외부 금속 층들 사이의 필러는 아교를 포함할 수 있다. 그 경우에, 언급된 것처럼, 필러는 맞물리는 제2 외부 금속 층의 맞물리는 엣지 영역의 경사진 측부, 제1 외부 금속 층의 인접한 엣지 및 클래딩 층에 의해 덮어진 필러의 표면에 의해 경계가 결정된 삼각형의 단면을 갖는 프리즘과 같은 프리즘 형상일 수 있다. 필러는 외부 금속 층들의 상호 중첩하는 엣지 섹션들 사이의 접착제의 스퀴즈 아웃으로서 형성될 수 있다.
본 발명은 패널을 제조하는 방법과 관련하는데, 다음의 단계를 포함하며:
- 중첩하는 엣지 섹션들 사이의 접착제가 제공되는, 제1 금속 층의 외부 섹션의 형상을 보여주는 몰드 표면을 갖는 몰드를 발생시키는 단계,
- 금속 층들 상에 접착제 또는 프리프레그에 끼워넣어지는 적어도 하나의 섬유 층을 놓는 단계,
- 접착제에 끼워넣어진 적어도 하나의 섬유 층 상에 추가적인 금속 층을 놓는 단계,
- 미리 놓여진 금속 층 및 섬유 층 상에서 접착제에 끼워넣어진 섬유 층을 놓는 단계 및 섬유 층 상에 추가적인 금속 층을 놓는 단계의 어느 반복,
- 기밀 필름을 갖는 접착제 내에 끼워넣어진 금속 층들 및 섬유 층들의 형성된 패키지를 덮는 단계,
- 몰드에 대하여 필름의 패키지 주위로 실링하는 단계,
- 필름 및 몰드 사이에 형성된 공간으로부터 가스들을 추출하여 패키지 상에서 압력을 발생시키는 단계,
- 증가된 압력 및 가열 하에 패키지를 놓음으로써 패키지를 굳게 하는(consolidating) 단계,
- 압력 및 열의 영향 하에, 상호 중첩하는 금속 층들의 각각의 쌍의 금속 층에 맞물림을 형성하는 단계, 및
- 압력 및 열의 영향 하에, 몰드 표면의 형상에 따른 패키지의 몰드 표면을 향하여 방향을 갖는 표면을 형성하는 단계.
이러한 단계는 알려져 있다. 본 발명에 따른 패널을 달성하기 위해, 방법은 추가적인 단계를 더 포함하는데:
- 몰드 표면 상에 상호 중첩하는 금속 층들의 제1 쌍을 놓는 단계 전에, 적어도 하나의 섬유 물질 층을 포함하는 클래딩 층을 몰드 표면 상에 놓는 단계,
- 그리고 나서 이러한 금속 층들 사이의 이동의 반대 측부들 상에 위치되는 그것의 인접한 외부 표면 영역들이 클래딩 층과 접촉하도록 하는 상호 중첩하는 금속 층들의 제1 쌍을 놓는 단계,
- 상호 중첩하는 금속 층들의 제1 쌍의 이러한 인접한 외부 표면 영역들에 클래딩 층을 굳게 하는 단계 동안 압력과 열의 영향 하에 접착제를 본딩하는 단계이다.
아울러, 본 방법은 클래딩 층의 위치에서 압력과 열의 영향 하에 접착제에 끼워넣어지는 금속 층들 및 섬유 층들의 패키지들을 맞물리는 단계를 더 포함하여, 패널의 부드러운 외곽이 확실하게 된다.
본 방법은 또한 다음의 단계를 포함하는데:
- 외측으로 중첩하는 엣지 영역들 사이에서 접착제의 적어도 부분의 압력 및 열의 영향 하에 압력을 가하는 단계,
- 맞물리는 제2 외부 금속 층의 맞물리는 엣지 영역의 경사진 측부, 제1 외부 금속 층의 인접한 엣지 및 클래딩 층에 의해 덮어진 필러의 표면에 의해 경계가 결정된 공간 내로 접착제의 접착 스퀴즈 아웃으로부터 접착 필러를 형성하는 단계이다.
클래딩 층은 몰드 표면으로부터 바로 놓여진 접착제 또는 프리프레그에 끼워넣어지는 적어도 하나의 섬유 층으로부터 형성될 수 있다. 추가적인 가능성으로서, 본 방법은 몰드 표면 상에 바로 놓여진 적어도 하나의 접착 층으로부터 클래딩 층과, 접착 층 상에 놓여진 접착제 또는 프리프레그 내에 끼워넣어지는 적어도 하나의 섬유 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
다음에서, 본 발명은 도면들을 사용하여 더 자세하게 설명될 것이다.
도 1은 비행기 동체용과 같은 스플라이스를 가진 커브 패널의 내부의 단면도 및 사시도를 보여준다.
도 2는 도 1에 따른 패널의 외부를 보여준다.
도 3은 도 1 및 도 2에 따른 패널의 스플라이스의 추가적인 도면을 보여준다.
도 4는 더 자세하게 도 3의 IV에 따른 스플라이스를 보여준다.
도 5는 단면으로 그리고 더 큰 스케일로 도 1-4에 따른 스플라이스의 상세도들을 보여준다.
도 6은 도 1 내지 5에 따른 패널의 제조 동안 몰드 상에 층들의 적층을 보여준다.
도 7a-e는 수직 단면으로 스플라이스의 추가적인 변형들을 보여준다.
도 1-4에서 보여지는 패널은 제1 라미네이트(1) 및 제2 라미네이트(2)를 포함하는데, 이것들은 스플라이스(3)에 의해 상호 연결된다. 제1 라미네이트(1)는, 보여지는 예에서, 3개의 금속 층(5, 5', 5'') 및 3개의 금속 층(4, 4', 4'')들의 제2 라미네이트(2), 사이에 위치되는 섬유-강화 접측 층(17)들로 구성한다. 보여지는 설명 예에서, 섬유 강하 접착 층(19)들 둘 다는 각각 접착제 또는 프리프레그(19)들에 끼워넣어지는 섬유 물질의 2개의 층들을 포함한다. 이러한 프리프레그(19)들에서 섬유들의 방향은 다르고, 하나의 프리프레그는 바람직하게는 금속층(4, 4', 4'' 및 5, 5', 5'')들의 단부들 상에서 엣지(20)들에 평행한 방향을 갖고, 다른 프리프레그에서 섬유들의 방향은 이러한 엣지(20)들에 수직 방향을 가질 수 있다. 금속층(4, 4', 4'' 및 5, 5', 5'')들은 스플라이스의 위치에서 연속적이지 않고 아래 설명될 것처럼 상호 중첩하는 반면에, 섬유-강화 접착 층(19)들은 하나의 라미네이트(1)로부터 다른 라미네이트(2)를 향하여 및 내로 스플라이스를 통해 연장한다. 패널을 사용할 때, 외부 측부 상에서 연속적이고 일정하게 형상을 갖는 패널 표면(6)은 금속 층(4, 5)들의 쌍의 외부 표면(7)에 의해 정의된다. 왜냐하면, 금속 층(4, 5)들은 패널의 외부 상에 위치되고, 이것들은 외부 금속 층(4, 5)으로서 가리켜진다.
도 5의 확대된 수직 단면에서, 외부 금속 층(4)의 하나는 다른 외부 금속 층(5)의 인접한 엣지 섹션(9)을 중첩시키고 그 다른 엣지 섹션(9)의 접착 표면(25)에 접착 층(10)에 의해 부착되는 맞무리는 엣지 섹션(8)을 갖는다. 더 내측으로 위치되는 금속 층(4', 4'' 및 5', 5")들의 쌍들은 맞물리는 엣지 섹션(8', 8'')들 및 직진의 엣지 섹션(9', 9'')들의 위치에서 중첩의 위치에서 서로에게 부착되며, 접착 층(10', 10'')들에 의해 거기에 상호 연결된다. 이러한 모든 연결들에서, 접착 프리즘들 또는 필러(11, 11a, 11', 11'')들이라 불려지는 것은 패널을 제조할 때 형성된다. 이러한 접착 프리즘(11, 11a, 11', 11'')들은 열 및 압력의 영향 하에 상호 중첩하는 엣지 섹션(8, 9, 8', 9', 8", 9")들 사이에서 스퀴징 아웃되는 접착 층(10, 10', 10")들로 인해 상승하며, 그래서 상호 중첩하는 금속 층들 사이의 변위들에서 프리즘 형상의 영역(도 5에서 수직 단면으로 삼각형)들로 채워진다.
실제에서, 외부 금속 층(4, 5)들 사이에 위치되는 가장 외측에 있는 접착 프리즘(11)은 공기 포함들, 크랙들 및 그와 같은 화장용의 결점들을 야기시킬 수 있다는 것이 드러났다. 특히, 이것들은 제1 라미네이트(1)의 금속 층(5)의 직진의 엣지 섹션(9)의 인접한 엣지(20) 상에서 일어날 수 있다. 이러한 결점들을 극복하기 위해, 라미네이트(1, 2)들 둘 다의 외부 금속 층(12, 13)들의 표면 영역(12, 13)을 넘어 클래딩(14)이 적용된다. 이러한 외부 표면 영역(12, 13)들은 반대의 측부들 상에서 가장 외측에 있는 접착 프리즘(1)에 바로 인접하게 위치된다. 도 5의 설명 예에서, 클래딩(14)은 접착제(섬유-강화 접착 층) 또는 프리프레그(15)에서 끼워넣어지는 섬유 물질의 층 및 외부 넘어 연장하는 접착 층(16)을 포함한다. 이러한 프리프레그(15)에서 섬유들의 방향은 바람직하게는 엣지(20)에 수직 방향을 갖는다. 이러한 접착 층(16)의 외부 표면은 패널 표면(6)의 윤곽을 갖는 완료된 패널과 일치한다. 프리프레그(15) 및 접착 층(16)이 작으나 한계가 있는 두께를 보여주면서, 패널의 제조 동안, 맞물림(17, 18, joggle)들이 각각 라미네이트(1, 2)들에서 발생한다. 그래서 클래딩(14)의 극단들에서, 아주 작은 접착 프리즘(23)들이 형성된다.
이미 언급된 것처럼, 전술된 패널에서 다양한 맞물림들은 몰드 상에서 열 및 압력 하에 그것들을 형상화함으로써 달성된다. 도 5 및 6에 도시된 것처럼, 패널을 제조할 때, 바람직한 몰드 표면(22)을 가진 몰드(21)가 사용된다. 이러한 몰드 표면(22) 상에서 전술된 패널의 다양한 층들은 놓여지고 적층된다. 그러한 상황에서, 제1 스테이지로서, 접착 층(16)의 프리커서(16')는 표면(22) 상에서 견고한 형태로 놓여진다. 그리고 나서, 그것의 상단에서, 섬유-강화 접착 층(프리프레그)(15)의 프리커서(15')가 놓여지고; 이러한 프리커서(15', 16')들은 패널이 제조된 후에 견고한 접착 층(16) 및 클래딩(14)의 섬유-강화 접착 층(15)을 결국 형성할 것이다. 그 후에, 제1 라미네이트(1)의 외부 금속 층(5)은 프리커서(15', 16')들의 왼 섹션들 넘어 남겨진다. 그것의 상단 상에서, 접착 층(10)의 프리커서(10a)가 남겨진다. 예를 들면, 프리커서(10a)는 아교로 끼워넣어지는 매트를 포함할 수 있다.
접착 층(10)의 프리커서(10a) 넘어, 제2 라미네이트(2)의 외부 금속 층(4)은, 추가적인 금속 층들 및 섬유-강화 접착 층들이 다른 것 다음에 하나에 놓여진 후에 남겨진다. 이러한 모든 층들은 처음에 아직 평평하다. 그리고 나서, 이러한 패키지는 몰드(21)와 관련하여 실링되는 기밀 필름 하에 수용되고, 전체가 동시에(오토클레이브) 진공 추출 및 열에 의해 압력의 대상이 된다. 이러한 방식으로, 패키지에서 층들은 서로 견고하게 접착제로 본딩되고, 다양한 맞물림들이 도 5에 도시된 것처럼 획득된다. 맞물림들을 획득하기 위한 이러한 과정들은 셀프 형성(self forming) 기술로 불려진다. 상승되는 압력 및 열을 갖는 처리는 전단(shear) 연결이 달성되는 금속 층(4, 5)들에 어떤 길이 넘어 부착되는 단부들 둘 다에서 프리프레그(15)를 야기시킨다. 그리고 나서, 패널은 완성된다.
도 5의 변형은 본 발명에 따른 패널의 많은 가능한 구체화들의 오직 하나를 형성한다. 아울러 가능한 실시예들은, 완전하지는 않으나, 도 7a-e에 도시되었다. 도 7a의 변형에서, 클래딩(14)은 오직 도 5의 접착 층(16) 아래에(패널 표면 상에서) 있는 일 없이 프리프레그(15)를 포함한다. 프리프레그(15)의 접착제는 제조 공정 중에 녹여지고, 접착이 이루어지고 접착 프리즘(15)이 단부들 상에서 발생한다. 이러한 경우에서 조차, 전단 연결은 물질 층(4, 5)들과 어느 길이를 넘어 부착되는 프리프레그(15)에 의해 달성된다.
도 7b의 변형은 우선 가장 외측에 있는 접착 층(16), 그리고 나서 상대적으로 긴 프리프레그(15) 및 그것 상에서 상대적으로 짧은 프리프레그(24)로부터 제조된 클래딩(14)을 보여준다. 그 결과, 증가하는 맞물림들은 스플라이스(3)의 중앙을 향하여 점차적으로 패널에서 달성된다. 또한 2개의 전단 연결들은 금속 층(4, 5)들에 대해 프리프레그(15, 24)들을 놓음에 의해 달성된다.
도 7c의 변형은 사이에서 접착 층을 놓는 일 없이 그러나 도 7b에서처럼 가장 외측에 있는 접착 층 아래(패널 표면 상에서)에 있는 일 없이 서로의 상단에 바로 놓이는 상대적으로 긴 프리프레그(15) 및 상대적으로 짧은 프리프레그(24)를 보여준다. 또한 이러한 예에서, 스플라이스(3)의 중앙을 향하여 점차적으로 증가하는 맞물림들이 패널에서 달성될 뿐만 아니라 2개의 전단 연결들이 달성된다.
도 7d의 변형은 상대적으로 긴 프리프레그(15), 그리고 나서 접착 층(16) 및 그것 상에서 상대적으로 짧은 프리프레그(24)를 포함한다. 이것은 또한 스플라이스(3)의 중앙을 향하여 크기 상 점차적으로 증가하는 완료된 패널에서 맞물림들로 상승시키고, 2개의 전단 연결들도 마찬가지이다.
(도 7d의 변형과 관련하여) 도 7e의 마지막 변형에 따르면, 다른 여분의 가장 외측에 있는 접착 층(26)은 도 7e에 도시된 것처럼 상대적으로 긴 프리프레그(16) 아래 더해질 수 있다.
본 발명은 가장 외측에 있는 금속 층(4, 5)들이 스플라이스(3)의 위치에서 연속적이지 않고 가장 외측에 있는 접착 프리즘(11)의 형성 아래 서로 중첩하도록 부착되며, 다른 금속 층(4', 5' 및/또는 4", 5")들의 하나 또는 이상이 스플라이스(3)의 위치에서 연속적이고 접착의 중첩 없이 서로 안으로 지나가고 단일의 인접한 금속 층을 형성하는 라미네이트 패널들에서 같은 기술적인 이점들로 적용될 수 있다.
1 : 제1 라미네이트
2 : 제2 라미네이트
3 : 스플라이스
4, 4', 4'' : 금속 층
5, 5', 5'' : 금속 층
6 : 패널
7 : 외부 표면
8, 8', 8'' : 맞물림되는 엣지 섹션
9, 9', 9'' : 엣지 섹션
10, 10', 10'' : 접착제, 접착 층
10a : 접착제의 프리커서, 접착 층의 프리커서
11 : 필러 또는 (가장 외측에 있는) 접착 프리즘
11a, 11', 11'' : 필러 또는 접착 프리즘
12, 13 : 외부 표명 영역
14 : 클래딩, 클래딩 층
15 : 섬유-강화 접착 층(프리프레그)
15' : 섬유-강화 접착 층(프리프레그)의 프리커서
16 : 접착 층
16' : 접착 층의 프리커서
17, 18 : 맞물림
19 : 프리프레그, 섬유-강화 접착 층
20 : 금속 층의 엣지
21 : 몰드
22 : 몰드 표면
23 : 접착 프리즘
24 : 프리프레그
25 : 접착 표면
26 : 접착 층

Claims (25)

  1. 패널은 제1 라미네이트(1) 및 제2 라미네이트(2)를 포함하고, 상기 제1 라미네이트(1)는 적층된 제1 금속 층(5, 5', 5")들 및 상기 제1 금속 층(5, 5', 5")들의 인접한 금속 층들 사이에 있는 적어도 하나의 섬유-강화 접착 층(19)을 포함하며, 상기 제2 라미네이트는 적층된 제2 금속 층(4, 4', 4")들 및 상기 제2 금속 층들의 인접한 금속 층들 사이에 있는 적어도 하나의 섬유-강화 접착 층(19)을 포함하며, 상기 제1 및 제2 금속 층들로부터, 금속 층은 차례로 그 라미네이트의 외부 표면(7)을 정의하는 외부 금속 층(5, 4)을 형성하고, 상기 외부 표면들은 하나 및 같은 연속적이고 일정하게 형성되는 패널 표면(6)을 정의하며, 상기 제1 라미네이트(1)의 제1 외부 금속 층(5)과 상기 제2 라미네이트(2)의 제2 외부 금속 층(4)을 포함하는 외부 금속 층들의 한 쌍 중, 상기 제2 외부 금속 층(2)은 상기 제1 외부 금속 층(5)의 인접한 엣지 부분(9)을 중첩시키고 상기 제1 외부 금속 층(5)의 상기 엣지 부분(9)의 접착 표면(25)에 접착제(10)로 접착되는 맞물려지는(joggled) 엣지 부분(8)을 보여주고, 상기 제1 외부 금속 층(5)의 상기 외부 표면(7)으로부터 상기 제2 외부 금속 층(4)의 상기 외부 표면(7)까지의 변위(transition)의 위치에서 필러(11, filler)가 위치되고,
    상기 패널은 클래딩 층(14)을 더 포함하며, 상기 클래딩 층은 상기 필러(11)를 넘어 연장하는 적어도 하나의 섬유 물질 층(15, 24) 및 상기 필러(11)의 반대 측부들 상에 위치되는 상기 외부 금속 층(5, 4)들의 인접한 외부 표면 영역(12, 13)을 포함하고, 상기 외부 금속 층들은 상기 외부 표면 영역(12, 13)들에 부착되고, 상기 클래딩 층(14)의 외부 측부는 접착 층(16) 또는 접착 물질에 끼워넣어지는(embedded) 섬유 층에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 상호 연결된 라미네이트들로 제조되는 통합형 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 섬유 물질 층(15, 24)은 접착 물질에 끼워넣어지는 섬유들을 포함하는, 패널.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 클래딩 층(14)은 상기 클래딩 층(14)의 외부 표면을 정의하고, 상기 클래딩 층(14)의 상기 외부 표면은 상기 패널 표면(6)을 정의하는, 패널.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클래딩 층(14)에 의해 정의되는 상기 외부 표면은 상기 패널 표면(6)과 일치하는, 패널.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클래딩 층(14)은 상기 필러(11)에 부착되는, 패널.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 라미네이트(1, 2)들은 상기 클래딩 층(14)의 위치에서 맞물림되는, 패널.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유 물질 층(15, 24)은 접착 물질에 의해 끼워넣어지는 글라스 섬유 층과 같은 섬유 층을 포함하는, 패널.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클래딩 층(14)은 서로 부착되는 다수의 섬유 물질 층(15, 24)들을 포함하는, 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 외부 표면을 따라서 보여지는, 더 외측으로 위치되는 상기 섬유 물질 층(15)은 더 내측으로 위치되는 섬유 물질 층(24)에 대하여 연장하는, 패널.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 라미네이트(1, 2)들은 더 외측으로 위치되고, 연장하는 섬유 물질 층(15)의 위치에서 제1 거리를 넘어 맞물림되고, 더 내측으로 위치되는 섬유 물질 층(24)의 위치에서 제2 거리를 넘어 맞물림되는, 패널.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유 물질 층(들)(15, 24)의 상기 섬유 방향은 상기 제1 외부 금속 층(5)의 상기 엣지 부분(9)의 상기 엣지(20)에 대하여 가로 방향을 갖는, 패널.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유-강화 접착 층(19)은 상기 제1 외부 금속 층(5)의 상기 엣지 부분(9)의 상기 엣지(20)에 대하여 가로 방향을 갖는 섬유들을 포함하는, 패널.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유-강화 접착 층(19)은 상기 제1 외부 금속 층(5)의 상기 엣지 부분(9)의 상기 엣지(20)와 같은 방향을 갖는 섬유들을 포함하는, 패널.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유-강화 접착 층(들)(19)의 상기 섬유들 및/또는 상기 섬유 물질 층(들)(15, 24)의 상기 섬유들은 글라스 섬유들을 포함하는, 패널.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 섬유 물질 층(들)(15, 24)은 매트릭스 물질로 끼워넣어지는 방향이 바뀌지 않는(unidirectional) 섬유들의 프리프레그(prepreg)로부터 형성되는, 패널.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 층(4, 5)들의 상호 중첩하는 엣지 부분(8, 9)들 사이에서 상기 접착제(10, adhesive)는 아교로 끼워넣어지는 매트(mat)와 같은 지지되는 접착 물질을 포함하는, 패널.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필러(11)는 외부 금속 층(4, 5)들 사이에서 아교로 구성되는, 패널.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필러(11)는 맞물림되는 상기 제2 외부 금속 층(4)의 맞물림되는 상기 엣지 영역(8)의 경사진 측부, 상기 제1 외부 금속 층(5)의 상기 인접한 엣지(20) 및 상기 클래딩 층(14)에 의해 덮어지는 상기 필러(11)의 상기 표면에 의해 한계가 정해진 삼각형의 수직 단면을 갖는 프리즘과 같은 프리즘 형상인, 패널.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필러(11)는 상기 외부 금속 층(4, 5)들의 상호 중첩하는 엣지 부분(8, 9)들 사이에 스퀴즈 아웃(squeezed out)되는 접착제로서 형성되는, 패널.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유-강화 접착 층(들)(19)은 상기 제1 라미네이트(1)로부터 상기 제2 라미네이트(2) 내로 연속적으로 연장되는(is/are extended), 패널.
  21. 패널을 제조하는 방법에 있어서,
    - 제조되는 패널의 외부 표면의 형상을 드러내는 몰드 표면(22)을 갖는 몰드를 제공하는 단계,
    - 상기 몰드 표면(22) 상에 엣지 부분(9)을 드러내는 제1 금속 층(5)을 놓는 단계,
    - 중첩하는 상기 엣지 부분(8, 9)들 사이에 접착제가 제공되어, 제2 금속 층(4)의 엣지 부분(8)이 상기 제1 금속 층(5)의 상기 엣지 부분(9)과 중첩하도록, 상기 몰드 표면 상에 상기 엣지 부분(8)을 드러내는 상기 제2 금속 층을 놓는 단계,
    - 상기 금속 층(4, 5)들 상에 접착제 또는 프리프레그(19)에 끼워넣어지는 적어도 하나의 섬유 층을 놓는 단계,
    - 접착제에 끼워넣어지는 적어도 하나의 섬유 층(19) 상에 추가적인 금속 층(5')을 놓는 단계,
    - 미리 놓여진 상기 금속 층 및 섬유 층 상에서 접착제에 끼워넣어진 섬유 층을 놓는 단계 및 상기 섬유 층 상에 추가적인 금속 층을 놓는 단계의 어느 반복,
    - 기밀 필름을 갖는 접착제에 끼워넣어지는 금속 층들 및 섬유 층들의 형성된 패키지를 덮는 단계,
    - 상기 몰드에 대하여 상기 필름의 패키지 주위로 실링하는 단계,
    - 상기 필름 및 상기 몰드 사이에 형성된 공간으로부터 가스들을 추출하여 상기 패키지 상에서 압력을 발생시키는 단계,
    - 높은 압력 및 가열 하에 상기 패키지를 놓음으로써 상기 패키지를 굳게 하는(consolidating) 단계,
    - 상기 압력 및 열의 영향 하에, 상호 중첩하는 금속 층들의 각각의 쌍의 금속 층에 맞물림을 형성하는 단계, 및
    - 상기 압력 및 열의 영향 하에, 상기 몰드 표면의 상기 형상에 따른 상기 패키지의 상기 몰드 표면을 향하여 방향을 갖는 표면을 형성하는 단계,
    를 포함하고,
    - 상기 몰드 표면(22) 상에 상호 중첩하는 금속 층(4, 5)들의 상기 제1 쌍을 놓는 단계 전에, 적어도 하나의 섬유 물질 층(15, 24)을 포함하는 클래딩 층(14)을 상기 몰드 표면(22) 상에 놓는 단계,
    - 그리고 나서 상기 금속 층(4, 5)들 사이의 변위(transition)의 상기 반대 측부들 상에 위치되는 그것의 인접한 외부 표면 영역들이 상기 클래딩 층(14)과 접촉하도록 하는 상호 중첩하는 금속 층(4, 5)들의 상기 제1 쌍을 놓는 단계,
    - 상호 중첩하는 금속 층(4, 5)들의 상기 제1 쌍의 인접한 외부 표면 영역들에 상기 클래딩 층(14)을 굳게 하는 단계 동안 압력과 열의 영향 하에 접착제를 본딩하는 단계를, 포함하는 것을 특징으로 하는, 패널을 제조하는 방법
  22. 제21항에 있어서,
    상기 클래딩 층(14)의 위치에서 상기 접착제에 끼워넣어지는 금속 층(4, 4', 4"; 5, 5', 5'')들 및 섬유 층(19)들의 상기 패키지들의 압력 및 열의 영향 하에 맞물리는 단계를 포함하는, 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    - 외측으로 상기 중첩하는 엣지 영역(8, 9)들 사이에서 상기 접착제의 적어도 부분의 압력 및 열의 영향 하에 압력을 가하는 단계,
    - 맞물리는 상기 제2 외부 금속 층의 맞물리는 상기 엣지 영역(8)의 상기 기울어진 측부, 상기 제1 금속 층(5)의 상기 인접한 엣지(20) 및 상기 클래딩 층(14)에 의해 한계가 정해진 공간 내로 스퀴즈 아웃된 상기 접착제로부터 접착 필러(11)를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드 표면(22) 상에 바로 놓여진 접착제 또는 프리프레그(15)에서 끼워넣어지는 적어도 하나의 섬유 층으로부터 상기 클래딩 층(14)을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  25. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드 표면(22) 상에 바로 놓여진 적어도 하나의 접착 층(16), 상기 접착 층 상에 놓여진 접착제 또는 프리프레그(15)에서 끼워넣어지는 적어도 하나의 섬유 층으로부터 상기 클래딩 층(14)을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
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