(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-11
(45)【発行日】2023-07-20
(54)【発明の名称】タイ層を有するフィルムを備える複合材製品
(51)【国際特許分類】
B32B 5/10 20060101AFI20230712BHJP
B32B 27/32 20060101ALI20230712BHJP
B32B 27/34 20060101ALI20230712BHJP
【FI】
B32B5/10
B32B27/32 E
B32B27/32 Z
B32B27/34
(21)【出願番号】P 2017542790
(86)(22)【出願日】2015-10-28
(86)【国際出願番号】 US2015057737
(87)【国際公開番号】W WO2016069705
(87)【国際公開日】2016-05-06
【審査請求日】2017-06-26
【審判番号】
【審判請求日】2020-09-14
(32)【優先日】2014-10-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(32)【優先日】2015-06-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】514102858
【氏名又は名称】ハンファ アズデル インコーポレイテッド
(73)【特許権者】
【識別番号】509221054
【氏名又は名称】ノラックス・アクチェンゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】NOLAX AG
(73)【特許権者】
【識別番号】517154214
【氏名又は名称】コラーノ・アドヒーシブズ・アクチェンゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】COLLANO ADHESIVES AG
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ワン,ルオミアオ
(72)【発明者】
【氏名】トラバー,ブルーノ
(72)【発明者】
【氏名】メインケ,オラフ
【合議体】
【審判長】一ノ瀬 覚
【審判官】内田 博之
【審判官】八木 誠
(56)【参考文献】
【文献】特開平8-230114(JP,A)
【文献】特開平8-229941(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2010/0092744(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B32B 1/00-43/00 , C09J 1/00-201/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリオレフィン材料及び複数の強化繊維を含む透過性のコア層であって、前記ポリオレフィン材料及び前記複数の強化繊維は複数の空所を含むウェブを形成し、前記透過性のコア層は前記透過性のコア層の全体的な体積に基づき5%を超える多孔率を有する、前記コア層と、
前記透過性のコア層の上に配置される5層フィルムであって、前記5層フィルムは、
前記透過性のコア層に隣接する第1層であって、前記第1層は第1ポリプロピレン層である、前記第1層と、
前記第1層の上に配置される第2層であって、前記第2層は高粘度のタイ層である、前記第2層と、
前記第2層の上に配置される第3層であって、前記第3層は追加のポリプロピレン層である、前記第3層と、
前記第3層の上に配置される第4層であって、前記第4層は追加のタイ層である、前記第4層と、
前記第4層の上に配置される第5層であって、前記第5層はポリアミドまたはコポリアミドを含む接着層である、前記第5層と、を含む前記5層フィルムであって、
2008年版のASTM D1084を用いて測定したときに、前記高粘度のタイ層の少なくとも1つの材料の粘度は、前記5層フィルムの他の層で用いられる材料の粘度よりも大きい、前記5層フィルムと、
前記5層フィルムの前記第5層の上に配置されるカバー層であって、前記5層フィルムの前記高粘度のタイ層は、前記高粘度のタイ層を欠いているフィルムに比較して、前記カバー層と前記5層フィルムの間の粘着性を高めるのに効果的である、前記カバー層と、
を備える複合材料。
【請求項2】
前記第1ポリプロピレン層は第1のポリプロピレンを含み、
前記追加のポリプロピレン層は第2のポリプロピレンを含み、
2008年版のASTM D1084を用いて測定したときに、前記追加のポリプロピレン層中の前記第2のポリプロピレンの粘度は、前記第1ポリプロピレン層中の前記第1のポリプロピレンの粘度よりも少なくとも50%高い、請求項1に記載の複合材料。
【請求項3】
前記5層フィルムは、80グラム/平方メートル未満の坪量を有する、請求項1に記載の複合材料。
【請求項4】
前記接着層のポリアミドまたはコポリアミドは如何なるカプロラクタムも含まない、請求項1に記載の複合材料。
【請求項5】
前記5層フィルムの前記五つの層の各々は同じ厚みである、請求項1に記載の複合材料。
【請求項6】
2013年版のASTM D1238を用いて測定したときに、前記高粘度層に存在する材料のメルトフローインデックスは、1グラム/10分未満である、請求項1に記載の複合材料。
【請求項7】
2013年版のASTM D1238を用いて測定したときに、前記5層フィルムの他の層に存在する材料のメルトフローインデックスは、1グラム/10分より大きい、請求項6に記載の複合材料。
【請求項8】
前記5層フィルムの前記高粘度のタイ層及び前記5層フィルムの前記追加のタイ層は少なくとも一つの同一の材料を含む、請求項1に記載の複合材料。
【請求項9】
前記追加のタイ層はポリアミドまたはコポリアミドを含む、請求項1に記載の複合材料。
【請求項10】
前記カバー層は、ポリウレタン、不織材料、織物材料、布、及びフィルムのうちの一つまたは複数を含む、請求項1に記載の複合材料。
【請求項11】
前記5層フィルムと前記カバー層との間に配置される追加の層を更に含む、請求項1に記載の複合材料。
【請求項12】
前記透過性のコア層は前記ポリオレフィン材料としてポリプロピレンと、前記強化繊維としてガラス繊維を含む、請求項1に記載の複合材料。
【請求項13】
前記5層フィルムは、80グラム/平方メートル未満の坪量を有する、請求項12に記載の複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権出願
この出願は、2014年10月29日に出願された米国特許仮出願第62/072,261号及び2015年6月1日に出願された米国特許仮出願第62/169,412号に基づく優先権とその利益を主張し、それらの各々における全ての開示はこの参照により本明細書に援用される。
【0002】
本出願は、一体化されたタイ層を含む一つまたは複数のフィルムを備える複合材製品に関する。ある構成においては、熱可塑性コア、及び熱可塑性コア上に配置される一体的なタイ層を有するフィルム、を含む複合材製品が開示される。
【背景技術】
【0003】
自動車や建築材料用途の製品は、典型的に、多くの競合しかつ厳しい性能仕様を満たすように設計される。例えばヘッドライナのような自動車用途においては、装飾用の発泡タイプのカバー材料が広く用いられている。その発泡の開放的な性質は接着にとって難題であって、かつその材料を取り付けなければならない基材も同様に多孔性のものとなり得る。
【発明の概要】
【0004】
一つの態様においては、熱可塑性材料及び複数の強化繊維を含む透過性のコア層と、コア層の上に配置されるフィルムであって、フィルムは熱可塑性層及びタイ層を含み、熱可塑性層における熱可塑性材料の粘度がタイ層における材料の粘度より高い、フィルムと、フィルムの上に配置されるカバー層であって、フィルムのタイ層は、タイ層を欠いているフィルムに比較して、カバー層とフィルムの間の粘着性を高めるのに効果的である、カバー層と、を備える複合材料を提供する。
【0005】
ある実施形態においては、熱可塑性層がポリオレフィン材料を含む。他の実施形態においては、熱可塑性層が第1層と第2層を含む。いくつかの構成において、第1層及び第2層のうちの少なくとも一つがポリプロピレンを備える。追加の構成において、第1層が第1のメルトフローインデックスを有する第1のポリプロピレンと、第2層が第2のメルトフローインデックスを有する第2のポリプロピレンを含み、第1のメルトフローインデックスは、第2のメルトフローインデックスより低い。更なる実例において、タイ層は第1層と第2層との間にある。いくつかの実施形態において、フィルムは、80グラム/平方メートル未満、70グラム/平方メートル未満、あるいは60グラム/平方メートル未満の坪量を有する。他の実施形態においては、フィルムは五つの層を含み、例えば五つの層のフィルムは、ポリアミド、または選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを備える。いくつかの実例において、フィルムは、ポリプロピレンを含む第1層、第1層の上に配置されてタイ層を含む第2層、第2層の上に配置されてポリプロピレンを含む第3層、第3層の上に配置されて追加のタイ層を含む第4層、及び第4層の上に配置されてポリアミドまたはコポリアミドを含む第5層、を備える。他の構成において、フィルムの坪量は、80グラム/平方メートル未満、70グラム/平方メートル未満、あるいは60グラム/平方メートル未満である。いくつかの実施形態においては、五つの層の各々は、略同じ厚みである。追加の実施形態においては、第3層のポリプロピレンの粘度は第1層のポリプロピレンの粘度より高い。いくつかの実例においては、第3層のポリプロピレンの粘度は第1層のポリプロピレンの粘度より約50%高い。他の実施形態においては、タイ層及び追加のタイ層は少なくとも一つの共通の材料を含む。更なる実例においては、フィルムは、粘着性を提供するのに効果的な第1層と第1層に接続される第2の無極性の層とを備える。他の実施形態においては、カバー層は、ポリウレタン、不織材料、織物材料、布、及びフィルムのうちの一つまたは複数を含む。いくつかの実例においては、複合材料はフィルムとカバー層の間に配置される追加の層を備える。他の実施形態においては、コア層はポリプロピレンとガラス繊維を含む。ある実施例において、熱可塑性材料は、コア層の重量に基づいて、約20重量パーセント~約80重量パーセントである。他の実施例において、ガラスファイバは、コア層の重量に基づいて、約30重量パーセント~約70重量パーセントである。
【0006】
他の態様においては、熱可塑性材料及び複数の強化繊維を含む透過性のコア層と、コア層の上に配置されるフィルムであって、熱可塑性層、タイ層及び接着層を含み、熱可塑性層における熱可塑性材料の粘度がタイ層及び接着層における材料の粘度より高いフィルムと、フィルムの上に配置されるカバー層であって、接着層は、接着層を欠いているフィルムに比較して、カバー層と熱可塑性のコア層フィルムの間の粘着性を高めるのに効果的である接着層と、を備える複合材が開示される。
【0007】
いくつかの構成において、フィルムの粘着性は、タイ層を欠いておりかつフィルムより少なくとも10%大きい坪量を有する比較のフィルムの粘着性と実質的に同じである。他の実例において、接着層は約30グラム/平方メートル以下である。いくつかの実施形態においては、カバー層はポリウレタン、不織材料、織物材料、布及びフィルムを含む。フィルムは五つの層のフィルムとして構成され、例えば、五つの層のうちの一つはポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含む。いくつかの実例においては、接着層は、フィルムの外層として存在し、かつポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含み、接着層はタイ層の上に配置され、タイ層は熱可塑性層の上に配置され、熱可塑性層は追加のタイ層の上に配置され、かつ追加のタイ層が追加の熱可塑性層の上に配置される。他の実例においては、熱可塑性層及び追加の熱可塑性層が少なくとも一つの共通の材料を含む。更なる実施形態においては、熱可塑性層及び追加の熱可塑性層はそれぞれポリオレフィンを含み、熱可塑性層のポリオレフィンの粘度は追加の熱可塑性層のポリオレフィンの粘度より高い。追加の実施形態においては、コア層はポリプロピレンとガラス繊維を含む。他の実施形態においては、熱可塑性層がポリプロピレンを含み、接着層はポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含み、かつタイ層は熱可塑性樹脂材料を含む。
【0008】
追加の態様において、熱可塑性材料及び複数の強化繊維を含む第1の透過性のコア層と、熱可塑性材料及び複数の強化繊維を含む第2の透過性のコア層と、熱可塑性層、接着層及び熱可塑性層と接着層の間のタイ層を含むフィルムであって、熱可塑性層の熱可塑性材料の粘度は接着層及びタイ層の材料の粘度より高く、第1の透過性コア層を第2の透過性コア層に接続するために第1の透過性コア層と第2の透過性コア層の間に配置されるフィルムと、を備える複合材製品が提供される。
【0009】
ある実施形態において、フィルムは五つの層のフィルムとして構成され、五つの層のうちの一つがポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含む。他の実例において、接着層は、フィルムの外層(例えば、ポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含む外層)として存在し、接着層はタイ層の上に配置され、タイ層は熱可塑性層の上に配置され、熱可塑性層が追加のタイ層の上に配置され、かつ追加のタイ層が追加の熱可塑性層の上に配置される。ある実施形態においては、熱可塑性層がポリオレフィン材料を含む。いくつかの実施例においては、熱可塑性層が第1層と第2層を含む。ある実施形態においては、第1層及び第2層のうちの少なくとも一つはポリプロピレンを含む。いくつかの実施例において、第1層は第1のメルトフローインデックスを有する第1のポリプロピレンを含み、かつ第2層は第2のメルトフローインデックスを有する第2のポリプロピレンを含み、第1のメルトフローインデックスは第2のメルトフローインデックスより低い。他の実施例においては、タイ層は第1層と第2層との間にある。いくつかの実施形態においては、フィルムは、80グラム/平方メートル未満、70グラム/平方メートル未満、あるいは60グラム/平方メートル未満の坪量を有する。ある実施例においては、フィルムは、粘着性を提供するのに効果的な第1層と、第1層に接続される第2の無極性の層と、を含む二層を備える。
【0010】
他の態様においては、複合材料は、熱可塑性材料及び複数の強化繊維を含む透過性のコア層と、コア層の上に配置されるフィルムであって、フィルムは熱可塑性層及びタイ層を含み、熱可塑性層における熱可塑性材料の粘度がタイ層における材料の粘度より大きく、三つ以上の層を含むフィルムと、フィルムの上に配置されるカバー層であって、フィルムのタイ層は、タイ層を欠いているフィルムに比較して、カバー層とフィルムの間の粘着性を高めるのに効果的である、カバー層と、を備える。
【0011】
ある実施例においては、熱可塑性層はポリオレフィン材料を含む。他の実施例においては、熱可塑性層が第1層と第2層を含む。更なる実施例においては、第1層及び第2層のうちの少なくとも一つはポリプロピレンを含む。追加の実施形態においては、第1層は第1のメルトフローインデックスを有する第1のポリプロピレンを含み、かつ第2層は第2のメルトフローインデックスを有する第2のポリプロピレンを含み、第1のメルトフローインデックスは第2のメルトフローインデックスより低い。いくつかの実例においては、タイ層が第1層と第2層との間にある。他の実施例においては、フィルムは、80グラム/平方メートル未満、70グラム/平方メートル未満、あるいは60グラム/平方メートル未満の坪量を有する。いくつかの実施例においては、フィルムは五つの層を含む。ある実施例において、フィルムは、ポリプロピレンを含む第1層、第1層の上に配置されてタイ層を含む第2層、第2層の上に配置されてポリプロピレンを含む第3層、第3層の上に配置されて追加のタイ層を含む第4層、及び第4層の上に配置されてポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含む第5層を含む。いくつかの実施形態においては、フィルムは、80グラム/平方メートル未満、70グラム/平方メートル未満、あるいは60グラム/平方メートル未満の坪量を有する。他の実例においては、五つの層の各々が略同じ厚みである。更なる実施例においては、第3層のポリプロピレンは、第1層のポリプロピレンの粘度より高い粘度を有する。他の実例においては、第3層のポリプロピレンの粘度は第1層のポリプロピレンの粘度より約50%高い。ある種の構成においては、タイ層及び追加のタイ層は少なくとも一つの共通の材料を含む。いくつかの実施形態においては、フィルムは、粘着性を提供するのに効果的な第1層と、第1層に結合される第2の無極性層とを含む。他の実施例においては、カバー層は、ポリウレタン、不織材料、織物材料、布、及びフィルムのうちの一つまたは複数を含む。いくつかの実施形態においては、材料は、フィルムとカバー層の間に配置される追加の層を更に備える。他の実施例において、熱可塑性材料は、コア層の重量に基づいて、約20重量パーセント~約80重量パーセントである。更なる実施例において、ガラスファイバは、コア層の重量に基づいて、約30重量パーセント~約70重量パーセントである。
【0012】
追加の態様において、複合材料は、熱可塑性材料及び複数の強化繊維を含む透過性のコア層と、コア層の上に配置されるフィルムであって、熱可塑性層、タイ層及び接着層を含み、熱可塑性層における熱可塑性材料の粘度がタイ層及び接着層における材料の粘度より高く、三つを超える層を含むフィルムと、フィルムの上に配置されるカバー層であって、接着層は、接着層を欠いているフィルムに比較して、カバー層と透過性のコア層の間の粘着性を高めるのに効果的であるカバー層と、を備える。
【0013】
ある実施形態において、フィルムの粘着性は、タイ層を欠いておりかつフィルムより少なくとも10%大きい坪量を有する比較のフィルムの粘着性と実質的に同じである。他の実施形態においては、接着層は約30グラム/平方メートル以下である。ある実施形態においては、カバー層はポリウレタン、不織材料、織物材料、布及びフィルムを含む。他の実施形態においては、フィルムが五つの層のフィルムとして構成される。いくつかの実例においては、接着層は、フィルムの外層として存在し、かつポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含み、接着層はタイ層の上に配置され、タイ層は熱可塑性層の上に配置され、熱可塑性層が追加のタイ層の上に配置され、かつ追加のタイ層が追加の熱可塑性層の上に配置される。ある実例においては、熱可塑性層及び追加の熱可塑性層は少なくとも一つの共通の材料を含む。いくつかの実施形態においては、熱可塑性層及び追加の熱可塑性層はそれぞれポリオレフィンを含み、熱可塑性層のポリオレフィンの粘度は追加の熱可塑性層のポリオレフィンの粘度より高い。ある実施例においては、コア層はポリプロピレンとガラス繊維を含む。いくつかの実施例においては、熱可塑性層はポリプロピレンを含み、接着層はポリアミドを含み、かつタイ層は熱可塑性材料を含む。
【0014】
他の態様において、複合材製品は、熱可塑性材料及び複数の強化繊維を含む第1の透過性のコア層と、熱可塑性材料及び複数の強化繊維を含む第2の透過性のコア層と、コア層の上に配置されるフィルムであって、フィルムは熱可塑性層、接着層及び熱可塑性層と接着層の間のタイ層を含み、熱可塑性層の熱可塑性材料の粘度が接着層及びタイ層の材料の粘度より高く、第1の透過性コア層を第2の透過性コア層に接続するために第1の透過性コア層と第2の透過性コア層の間に配置されており、かつ三つを超える層を含むフィルムと、を備える。
【0015】
ある構成においては、フィルムが五つの層のフィルムとして構成される。いくつかの実例において、接着層は、フィルムの外層として存在し、かつポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含み、接着層はタイ層の上に配置され、タイ層は熱可塑性層の上に配置され、熱可塑性層は追加のタイ層の上に配置され、かつ追加のタイ層は追加の熱可塑性層の上に配置される。他の実例においては、熱可塑性層はポリオレフィン材料を含む。いくつかの実施形態においては、熱可塑性層は第1層と第2層を含む。追加の実施形態においては、第1層及び第2層のうちの少なくとも一つはポリプロピレンを含む。他の実施例においては、第1層は第1のメルトフローインデックスを有する第1のポリプロピレンを含み、かつ第2層は第2のメルトフローインデックスを有する第2のポリプロピレンを含み、第1のメルトフローインデックスは第2のメルトフローインデックスより低い。ある実施例においては、タイ層は第1層と第2層との間にある。他の実施例においては、フィルムは、80グラム/平方メートル未満、70グラム/平方メートル未満、あるいは60グラム/平方メートル未満の坪量を有する。いくつかの実例においては、フィルムは、粘着性を提供するのに効果的な第1層と、第1層に結合される第2の無極性層とを含む。
【0016】
他の態様においては、複合材料を形成する方法は、熱可塑性ポリマー及び複数の強化繊維を水溶液中で組み合せること、熱可塑性ポリマー及び強化繊維を含む水溶液を混合して強化繊維を熱可塑性ポリマー中に分散させ水溶性発泡分散体を提供すること、水溶性発泡分散体を形成要素上に配置すること、配置される水溶性発泡体から液体を取り除いて熱可塑性ポリマー及び強化繊維を含むウェブを提供すること、ウェブの熱可塑性ポリマーの軟化温度より高くウェブを加熱すること、熱可塑性層及びウェブ上のタイ層を含むフィルムであって、熱可塑性層の熱可塑性材料の粘度が接着層及びタイ層の材料の粘度より高い、フィルムを配置すること、配置されるフィルムの上にカバー層を配置して複合材料を提供すること、を含む。
【0017】
ある実施形態において、方法は、複合材料を予め定められた厚さに圧縮して複合材製品を形成することを含む。他の実施形態において、方法は、フィルムの熱可塑性層を第1層及び第2層を含むように構成することを含む。更なる実施形態において、方法は、第1層が第1のメルトフローインデックスを有する第1のポリプロピレンを含むように構成すること、及び第2層が第2のメルトフローインデックスを有する第2のポリプロピレンを含むように構成すること、を含み、第1のメルトフローインデックスは第2のメルトフローインデックスより低い。追加の実施例において、方法は、フィルムの熱可塑性層の第1層と第2層の間にあるようにタイ層を構成することを含む。いくつかの実施例において、方法は、フィルムの坪量が80グラム/平方メートル未満、70グラム/平方メートル未満、あるいは60グラム/平方メートル未満であるように選択することを含む。ある実施例において、方法は、フィルムが五つの層を含むように構成することを含む。他の実例において、方法は、フィルムが、ポリプロピレンを含む第1層、第1層の上に配置されてタイ層を含む第2層、第2層の上に配置されてポリプロピレンを含む第3層、第3層の上に配置されて追加のタイ層を含む第4層、及び第4層の上に配置されてポリアミドを含む第5層、を含むように構成することを含む。ある種の構成において、方法は、第1層のポリプロピレンの粘度より高い粘度を有するように第3層のポリプロピレンを構成することを含む。いくつかの実施例において、方法は、第1層におけるポリプロピレンの粘度より約50%高くなるように第3層のポリプロピレンの粘度を構成することを含む。他の実施例において、方法は、少なくとも一つの共通の材料を含むようにタイ層及び追加のタイ層を構成することを含む。いくつかの実施形態において、方法は、粘着性を提供するのに効果的な第1層と第1層に接続される第2の無極性の層とを含む二層としてフィルムを構成することを含む。ある実施例において、方法は、ポリウレタン、不織材料、織物材料、布、及びフィルムのうちの一つまたは複数を含むようにカバー層を構成することを含む。いくつかの実施形態において、方法は、フィルムとカバー層の間に追加の層を配置することを含む。ある実施例において、方法は、熱可塑性材料としてのポリプロピレン及び強化繊維としてのガラス繊維を含むようにウェブを構成することを含む。いくつかの実例において、方法は、ウェブの重量に基づいて、約20重量パーセント~約80重量パーセントとなるようにウェブの熱可塑性材料を構成することを含む。他の実施例において、方法は、コア層の重量に基づいて、約30重量パーセント~約70重量パーセントとなるようにガラスファイバを構成することを含む。ある種の実例において、方法は、少なくとも三つの層を含み、フィルムの外層がウェブから最も遠く、ポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含むようにフィルムを構成することを含む。他の実施例において、方法は、少なくとも四つの層を含み、フィルムの外層がウェブから最も遠く、ポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含むようにフィルムを構成することを含む。いくつかの実施例において、方法は、少なくとも五つの層を含み、フィルムの外層がウェブから最も遠く、ポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含むようにフィルムを構成することを含む。
【0018】
他の態様において、複合材料を形成する方法は、熱可塑性ポリマー及び複数の強化繊維を水溶液中で組み合せること、熱可塑性ポリマー及び強化繊維を含む水溶液を混合して強化繊維を熱可塑性ポリマー中に分散させ水溶性発泡分散体を提供すること、水溶性発泡分散体を形成要素上に配置すること、配置される水溶性発泡体から液体を取り除いて熱可塑性ポリマー及び強化繊維を含むウェブを提供すること、ウェブの熱可塑性ポリマーの軟化温度より高くウェブを加熱すること、熱可塑性層及びタイ層を含むフィルムであって、熱可塑性層における熱可塑性材料の粘度がタイ層の材料の粘度より高く、かつ三つ以上の層を含むフィルムを、ウェブ上に配置すること、及び配置されるフィルムの上にカバー層を配置して複合材料を提供すること、を含む。
【0019】
ある実施形態において、方法は、複合材料を予め定められた厚さに圧縮して複合材製品を形成することを含む。他の実施形態において、方法は、フィルムの熱可塑性層を第1層及び第2層を含むように構成することを含む。いくつかの実例において、方法は、第1層が第1のメルトフローインデックスを有する第1のポリプロピレンを含むように構成すること、及び第2層が第2のメルトフローインデックスを有する第2のポリプロピレンを含むように構成することを含み、第1のメルトフローインデックスは第2のメルトフローインデックスより低い。更なる実施形態において、方法は、フィルムの熱可塑性層の第1層と第2層の間にあるようにタイ層を構成することを含む。ある実施例において、方法は、フィルムの坪量が、80グラム/平方メートル未満、70グラム/平方メートル未満、あるいは60グラム/平方メートル未満であるように選択することを含む。他の実施例において、方法は、フィルムを五つの層を含むように構成することを含む。いくつかの実例において、方法は、フィルムが、ポリプロピレンを含む第1層、第1層の上に配置されてタイ層を含む第2層、第2層の上に配置されてポリプロピレンを含む第3層、第3層の上に配置されて追加のタイ層を含む第4層、及び第4層の上に配置されてポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含む第5層、を含むように構成することを含む。いくつかの実施例において、方法は、第1層のポリプロピレンの粘度より高い粘度を有するように第3層のポリプロピレンを構成することを含む。他の実施形態において、方法は、第1層におけるポリプロピレンの粘度より約50%高くなるように第3層のポリプロピレンの粘度を構成することを含む。更なる実例において、方法は、少なくとも一つの共通の材料を含むようにタイ層及び追加のタイ層を構成することを含む。いくつかの実施例において、方法は、粘着性を提供するのに効果的な第1層及び第1層に結合される第2の無極性層を用いてフィルムを構成することを含む。いくつかの実施形態において、方法は、ポリウレタン、不織材料、織物材料、布、及びフィルムのうちの一つまたは複数を含むようにカバー層を構成することを含む。他の実施例において、方法は、フィルムとカバー層の間に追加の層を配置することを含む。いくつかの実例において、方法は、熱可塑性材料としてのポリプロピレン及び強化繊維としてのガラス繊維を含むようにウェブを構成することを含む。ある実施形態において、方法は、ウェブの重量に基づいて、約20重量パーセント~約80重量パーセントとなるようにウェブの熱可塑性材料を構成することを含む。他の実施例において、方法は、コア層の重量に基づいて、約30重量パーセント~約70重量パーセントとなるようにガラスファイバを構成することを含む。更なる実施例において、方法は、フィルムの外層がウェブから最も遠く、ポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないポリアミドまたはコポリアミドを含むようにフィルムを構成することを含む。ある実施形態において、方法は、少なくとも四つの層を含み、フィルムの外層がウェブから最も遠く、ポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含むようにフィルムを構成することを含む。他の実施例において、方法は、少なくとも五つの層を含み、フィルムの外層がウェブから最も遠く、ポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含むようにフィルムを構成することを含む。
【0020】
追加の装置、態様、実施例及び実施形態は、以下に更に詳細に記載される。
添付の図面を参照し、いくつの実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【
図1】ある実施例における、コア層及びフィルムを備える製品の説明図である。
【
図2】ある実施例における、コア層、フィルム及びカバー層を備える製品の説明図である。
【
図3】ある構成における、二層フィルムの説明図である。
【
図4】ある構成における、三層フィルムの説明図である。
【
図5A】ある構成における、多層フィルムの説明図である。
【
図5B】ある構成における、多層フィルムの他の説明図である。
【
図6A】ある実施形態における、それらの間にフィルムを有する2つのコア層を含む製品の説明図である。
【
図6B】ある実施形態における、二つのコア層と、それらの間のフィルムと、それらのコア層のうちの一つの表面上に配置される追加のフィルム、とを有する製品の説明図である。
【
図7A】ある実施形態における、二つのコア層と、それらのコア層のうちの一つの表面上に配置されるフィルムとを含む製品の説明図である。
【
図7B】ある実施形態における、二つのコア層と、それらのコア層のそれぞれの表面上に配置されるフィルムとを含む製品の説明図である。
【
図8】ある構成における、そのコア層の長手(縦)方向において、コア層の表面上に配置されるフィルムの帯の説明図である。
【
図9】ある構成における、そのコア層の横方向において、コア層の表面上に配置されるフィルムの帯の説明図である。
【
図10】ある実施例における、縦方向及び横方向において、コア層の表面上に配置されるフィルムの帯の説明図である。
【
図11】ある実施例における、縦方向及び横方向において、コア層の表面上に配置される複数のフィルムの帯の説明図である。
【
図12】ある実施例における、高粘度のタイ層を含むフィルムの示差走査熱量曲線である。
【
図13】ある実施例における、60グラム/平方メートルの坪量のフィルムの示差走査熱量曲線である。
【
図14】ある実施例における、80グラム/平方メートルの坪量のフィルムの示差走査熱量曲線である。
【
図15】ある実施形態における、製品の剥離強度を示す棒グラフである。
【
図16】ある実施形態における、複合材製品の様々な条件の下での剥離強度を示す棒グラフである。
【
図17】ある実施形態における、試験製品の様々な設定及び物理的パラメータを示す表である。
【
図18】ある実施形態における、製品の異なる条件下での縦方向の剥離強度を示す棒グラフである。
【
図19】ある実施形態における、製品の異なる条件下での横方向の剥離強度を示す棒グラフである。
【
図20】ある実施例における、様々な製品の三つの異なる条件下での剥離強度を示す棒グラフである。
【
図21】ある実施例における、他の製品の三つの異なる条件下での剥離強度を示す棒グラフである。
【
図22】ある実施例における、追加の製品の三つの異なる条件下での剥離強度を示す棒グラフである。
【
図23】ある実施例における、ある製品の三つの異なる条件下における剥離強度を示す棒グラフである。
【
図24】ある構成における、異なる複合材製品の音響吸収を示す図である。
【
図25】ある構成における、異なる複合材製品の音響吸収を示す図である。
【
図26A】ある実施例における、厚さ3.5ミリメートルのコアを含む製品の剥離強度を示す図である。
【
図26B】ある実施例における、厚さ3.5ミリメートルのコアを含む製品の剥離強度を示す図である。
【
図27A】ある実施例における、厚さ3.0ミリメートルのコアを含む製品の剥離強度を示す図である。
【
図27B】ある実施例における、厚さ3.0ミリメートルのコアを含む製品の剥離強度を示す図である。
【
図29】ある実施例における、様々なヘッドライナ飾り板についての剥離強度を示すグラフである。
【
図32】ある構成における、2つの異なるフィルムX1及びA1を含む製品の性能を比較するグラフである。
【
図33】ある構成における、2つの異なるフィルムX1及びC1を含む製品の性能を比較するグラフである。
【
図34】ある構成における、2つの異なるフィルムX1及びA1を含む製品の性能を比較するグラフである。
【
図35】ある構成における、2つの異なるフィルムX2及びC1を含む製品の性能を比較するグラフである。
【
図36】ある構成における、三つの異なるフィルムX2、C2及びC3を含む製品の性能を比較するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0022】
よりユーザフレンドリーな図のバージョンを提供するために、図面における特定の寸法または特徴が拡大され、変形され、さもなければ慣習的でないあるいは比例的でないやり方で示されることは、この開示の利益が与えられる当業者により認識されるであろう。図の描写は特定の厚み、幅または長さを意図しておらず、かつ図面の要素の相対的な寸法は図面における如何なる要素の寸法をも限定することを意図していない。以下の説明において、寸法または値が特定される場合、それらの寸法または値は単に例示のみを目的として与えられる。加えて、図面の特定の部分のシェーディングによって、特定の材料または配置が要求されることは意図されておらず、かつ図面の異なる要素が識別のためにシェーディングを含み得る場合であっても、それらの異なる要素は必要に応じて同一あるいは類似の材料を含むことができる。
【0023】
本明細書に開示される技術のユーザフレンドリーな説明を提供するために、単数及び複数の用語を参照しつつ、いくつかの実施形態を説明する。これらの用語は、便利さを目的としてのみ用いられ、かつ特に明記しない限り、本明細書に記載される具体例に存在するいくつかの特徴を含む、または除外するようにして製品、複合材及び他の主題を限定することは意図していない。
【0024】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される製品は、一つまたは複数の所望の性能特性を有した複合材料または製品を提供するために、互いに接続される二つあるいはより多くの異なる部品を含むことができる。いくつかの実例においては、複合材製品は熱可塑性のコア材料を含むことができ、そのコア材料の上には一つまたは複数の追加の材料または部品が配置される。いくつかの例では、コア材料の上に配置される追加の材料または部品のうちの少なくとも一つは、タイ層を含むフィルムとすることができる。いくつかの例では、タイ層は、タイ層の材料の粘度より高い粘度の他の層に結合できる。本明細書における「高い粘度」の材料という用語への言及は、隣接する層の材料の粘度より高い、その層の特定の材料の粘度を指す。例えば、高い粘度の材料を含む層が記載される場合、その層に用いられる少なくとも一つ材料の粘度は、フィルムの他の層に用いられる材料より高い。いくつかの実例においては、高粘度層に存在する材料のメルトフローインデックスは、様々なIPCまたはASTM試験、例えば、2013年版のASTM D1238を用いて測定したときに、1グラム/10分未満とすることができるが、その一方で、そのフィルムの他の層に存在する材料のメルトフローインデックスは、高い粘度の材料のメルトフローインデックスを測定するために用いられる同じ試験を用いたときに、1より高い、2より高い、3より高い、4より高いあるいは5より高いものとすることができる。例えば、高い粘度の材料は(材料のメルトフローインデックスを全て同一のASTMまたはIPC試験を用いて測定したときに)、そのフィルムの他の層に存在する他の材料のメルトフローインデックスより2倍小さい、3倍小さい、4倍小さい、あるいは5倍小さいメルトフローインデックスを有し得る。
【0025】
いくつかの実施形態において、タイ層は、一つまたは複数のポリマーまたはコポリマーを含み得る。例えば、ポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィンコポリマーがタイ層に存在し得る。いくつかの実施例において、ホモポリマーまたはコポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、それらの組み合せ及びそれらのコポリマーのうちの一つまたは複数を含み得る。必要に応じて、追加の材料がフィルムのタイ層に存在し得る。
【0026】
いくつかの実施形態においては、高い粘度のタイ層の存在は、より厚い一定密度のコア層の使用を可能とし得る。例えば、密度が一定のままコア層の厚みが大きくなるにつれて、他の部品を接着するために表面に存在する材料がより少なくなり得る。これは、コア層の厚みの増加の関数として剥離強度が低下する結果となり得る。増加させた厚みのために密度を高めなければならないことは、総重量を増加させ得るが、それを回避するために、高められた剥離強度を提供するべく一体的なタイ層を用いることができる。必要とされる訳ではないが、一体的なタイ層の存在は、その坪量を変更することなくコア層の全厚を増加させることが望まれる場合に用いることが望ましいものとなり得る。
【0027】
いくつかの例では、高粘度の層は、高粘度のポリオレフィン層、例えば高粘度のポリプロピレンを含み得る。フィルムのタイ層と組み合せてそのような高粘度の層を含むことにより、そのような高粘度のタイ層を欠いているフィルムに比較して、フィルムの坪量を低下させることができる。例えば、熱可塑性コア及びフィルムを備える複合材製品を用いる場合、高粘度層及びタイ層を含むフィルムの坪量は、そのようなタイ層及び/または高粘度タイ層を欠いているフィルムより少なくとも25%低いものとすることができる。そして、そのタイ層を含むフィルムの坪量がそのタイ層を欠いているフィルムの坪量未満の場合であっても、高粘度タイ層フィルムを含む複合材製品の全体的な物理特性は、同一あるいは更に改善されるものとし得る。特に、タイ層を有するフィルムは、タイ層を欠いている類似のフィルムの坪量よりも25%、30%、35%、40%、あるいは50%低い坪量を有し得るが、それでもなお、適切な全体性能の特性を複合材製品に提供する。以下において、より詳細に述べるように、複合材製品の動作特性は、例えば剥離強度、吸音性、難燃性、または他の適切な物理的な特性のうちの一つまたは複数を測定することによって、決定できる。いくつかの実例においては、タイ層を有したフィルムを備える複合材製品の(横方向、縦方向または両方のいずれかにおける)剥離強度は、タイ層を有するフィルムの全体的な坪量がタイ層のないフィルムの坪量未満ではあるが、タイ層を欠いた類似のフィルムを備えている複合材製品と実質的に同一である。剥離強度は、以下により詳細に述べるように、例えばコア、フィルム及び表面層を備える複合材製品から表面層を剥がすことにより測定できる。剥離強度を決定するために用いることができる一つの例証となる試験は2004年版のASTM D-903に記載されている。必要に応じ、ASTM D-903に指定されている試験片の寸法は、試験のために必要とする製品の量を低減するためにより小さな試験片(指定の1インチ×12インチに代えて1インチ×6インチ)へと低下させることができる。
【0028】
いくつかの実例においては、高粘度層及びタイ層を含むフィルムは、60グラム/平方メートルかそれ以下の坪量、例えば30グラム/平方メートル~60グラム/平方メートル、または40グラム/平方メートル~60グラム/平方メートル、または50グラム/平方メートル~60グラム/平方メートルを有してよい。比較を目的として、適切な剥離強度を複合材製品に提供する典型的なフィルムは、80グラム/平方メートル、100グラム/平方メートルあるいはそれ以上の坪量を有し得る。二層または多層フィルムを用いる場合、各々の層は他の層と同じ坪量を有し得る、あるいは同じ坪量を有し得ない。いくつかの実例においては、三層フィルムは、約60グラム/平方メートルかそれ以下、または約80グラム/平方メートルかそれ以下、または約100グラム/平方メートルかそれ以下の坪量を有し得る。他の構成において、五層フィルムは、約60グラム/平方メートルかそれ以下、または約80グラム/平方メートルかそれ以下、または約100グラム/平方メートルかそれ以下の坪量を有し得る。いくつかの実施形態において、フィルムの接着層は、約30グラム/平方メートルの坪量を有し、かつ坪量の残部、例えば約30~70グラム/平方メートルは、フィルムの他の部品によるものとしてよい。
【0029】
いくつかの構成において、フィルムは高粘度層とタイ層と備え、それらの各々は一つまたは複数の熱可塑性材料を含む。いくつかの実例においては、タイ層の熱可塑性材料は高粘度層の部材または材料として存在し得る。例えば、第1のタイプのポリオレフィンは高粘度層に存在してよく、かつ同じタイプのポリオレフィンがフィルムのタイ層に存在してよいが低い粘度となる。いくつかの実例においては、フィルムのタイ層は、ポリオレフィンホモポリマーまたはポリオレフィンコポリマー、例えば所望のタイ層の効果を提供するポリプロピレンのホモポリマーまたはコポリマーを含み得る。タイ層が存在する場合、タイ層は、少なくとも一つの追加の層(例えば二層フィルム)または二つあるいはより多くの追加の層を備えるフィルム内に存在し得る。
【0030】
いくつかの実施形態においては、本明細書に記載されるフィルムのタイ層は、フィルムの部品の間に強化される粘着性を提供するためにフィルムの中心層として存在し得る。例えば、フィルムが三層フィルムの形態を取る場合は、タイ層は中間層に存在できる。フィルムが五層フィルムの形態を取る場合、第1のタイ層は外層と中心層の間に存在することができ、かつ第2のタイ層は中心層と内層の間に存在できる。偶数の層がフィルムに存在する場合、タイ層は任意の層のいずれかの間に存在できる。本明細書において、更に詳細に述べるように、フィルムの様々な層の正確な厚みは同一とすることができ、または異なるものとすることができ、かついくつかの実例においては、タイ層はフィルムの他の層より小さい厚みを有する。
【0031】
いくつかの実例においては、フィルムは、全体的に約60グラム/平方メートルかそれ以下の坪量を有してよく、かつ二層フィルムとして構成されて二層の各層が坪量の約50%を提供し得る。坪量の約50%を提供するために異なる層の厚みが同一である必要はない。いくつかの構成においては、多層フィルムを用いることができ、全体的なフィルムの坪量に対し多層フィルムの各層が略同一のパーセンテージの坪量を提供する。
【0032】
他の例において、フィルムは、三層、四層、五層または五層以上を含み得る。例えば、フィルムは、一つまたは複数の層がタイ層である多層フィルムであり得る。いくつかの実例においては、フィルムの一つの層は、一つまたは複数のポリアミド材料、またはポリアミド材料より成るコポリマーを含み得る。必要に応じ、ポリアミド材料は線状または環状であってよい。例えば、三層フィルムは、それらの層のうちの少なくとも一つをポリアミド材料、またはポリアミド材料より成るコポリマーを含み得る。いくつかの実例においては、ポリアミドを含む三層フィルムがある場合、ポリアミドは線状ポリアミドであってよい。他の例において、ポリアミドを含む三層フィルムが存在する場合、ポリアミドは環状ポリアミドであってよい。例えば、それらのフィルム層のうちの一つまたは複数において、線状あるいは環状のポリアミドまたは両方を含む三層フィルムが存在し得る。三層フィルムに環状ポリアミドが存在する場合、いくつかの構成において、環状ポリアミドはカプロラクタム以外の任意の環状ポリアミドであり得る。他の実施例において、四層フィルムは、それらの層のうちの少なくとも一つの層をポリアミド材料またはポリアミド材料より成るコポリマーを含み得る。いくつかの実例においては、ポリアミドを含む四層フィルムが存在する場合、ポリアミドは線状ポリアミドであり得る。他の例においては、ポリアミドを含む四層フィルムが存在する場合、ポリアミドは環状ポリアミドであり得る。例えば、それらのフィルム層のうちの一つまたは複数が線状または環状のポリアミドまたは両方を含む四層フィルムが存在し得る。四層フィルムに環状ポリアミドが存在する場合、いくつかの構成において、環状ポリアミドはカプロラクタム以外の任意の環状ポリアミドであり得る。他の実施形態において、五層フィルムは、それらの層のうちの少なくとも一つをポリアミド材料またはポリアミド材料より成るコポリマーを含み得る。いくつかの実例においては、ポリアミドを含む五層フィルムが存在する場合、ポリアミドは線状ポリアミドであり得る。他の例においては、ポリアミドを含む五層フィルムが存在する場合、ポリアミドは環状ポリアミドであり得る。例えば、それらのフィルム層のうちの一つまたは複数が線状または環状のポリアミドまたは両方を含む五層フィルムが存在し得る。五層フィルムに環状ポリアミドが存在する場合、いくつかの構成において、環状ポリアミドはカプロラクタム以外の任意の環状ポリアミドであり得る。他の構成において、五層を超えるフィルムは、それらの層のうちの少なくとも一つをポリアミド材料またはポリアミド材料より成るコポリマーを含み得る。いくつかの実例においては、ポリアミドを含む五層を超えるフィルムが存在する場合、ポリアミドは線状ポリアミドであり得る。他の例においては、ポリアミドを含む五層を超えるフィルムが存在する場合、ポリアミドは環状ポリアミドであり得る。例えば、それらのフィルム層のうちの一つまたは複数が線状または環状のポリアミドまたは両方を含む五層を超えるフィルムが存在し得る。五層を超えるフィルムに環状ポリアミドが存在する場合、いくつかの構成において、環状ポリアミドはカプロラクタム以外の任意の環状ポリアミドであり得る。
【0033】
いくつかの実施形態において、
図1を参照すると、複合材製品の概略図が示されている。この製品100は、コア層110と、コア層110の上に配置されるフィルム120とを備えている。
図1の概略図は、層110の表面の全体をカバーするフィルム120を示しているが、必要に応じ、フィルム120はコア層110の表面のうちのいくつかの部分だけを部分的にカバーしてよく、例えばフィルムはコア層110の第1の表面または上面の50%かそれ以下をカバーし得る。他の例においては、フィルム材料の帯をコア層110の表面の異なる領域の上に配置できる。いくつかの実例において、コア層は、熱可塑性材料、例えば熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性ファイバまたはその両方と、熱可塑性材料内に分散させた一つまたは複数のタイプの強化繊維を含み得る。以下に詳細に説明するように、コア層110は、典型的に透過性であるか多孔性であり、かつ0%を上回る空隙率を有する。
【0034】
いくつかの構成において、複合材製品100のフィルム120は二つあるいはより多くの層を含み得る。これらの層はタイ層を介して互いに接続しまたは結合されてよく、または他の例において、タイ層はフィルム120の一つの層として存在できる。例えば、いくつかの実例において、タイ層は二層フィルムの一つの層であってよく、また、タイ層は、三層フィルム、四層フィルム、五層フィルムまたは五層より多いフィルムのうちの一つの層であり得る。本明細書に示すように、フィルム120は、線状または環状のポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含み得る。タイ層は、追加のカバー層または表面層がフィルム層120の上に配置される場合、複合材製品100に所望の剥離強度を提供するために、適切な粘度を有する材料を含み得る。例えば
図2を参照すると、コア層160、フィルム170及びカバー層180を備える製品150が示されている。フィルム170のタイ層は、カバー層180をフィルム170及び/またはコア層160に結合するための粘着性を提供して製品150に適切な剥離強度を提供する材料を含み得る。いくつかの実例においては、製品150の剥離強度は、環境条件の下でまたは湿潤条件の下で試験した場合に、縦方向及び横方向において、5~6N/cmまたはそれ以上であり得る。フィルム170は、二層、三層フィルム、四層フィルム、五層フィルムまたは五層より多いフィルムとし得る。本明細書に示すように、フィルム170は、線状または環状のポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含み得る。
【0035】
いくつかの構成において、本明細書に記載される製品のコア層の厚みは、約1ミリメートルから約10ミリメートル、例えば約2ミリメートル~約8ミリメートル、例えば約3ミリメートル~約6ミリメートルへと変更できる。コア層の坪量は、典型的に約600グラム/平方メートル~約3500グラム/平方メートル、より詳しくは約600グラム/平方メートル~約2000グラム/平方メートル、例えば約600グラム/平方メートル~約1200グラム/平方メートルまたは約600グラム/平方メートル~約800グラム/平方メートルに変化する。一体的なタイ層を含むフィルムの厚みは、典型的に約10ミクロン~約1ミリメートル、より詳しくは約30ミクロン~約500ミクロン、例えば約50ミクロン~約100ミクロンである。一体的なタイ層を含むフィルムの坪量は、典型的に約20グラム/平方メートル~約100グラム/平方メートル、より詳しくは約30グラム/平方メートル~約60グラム/平方メートル、例えば約45~60グラム/平方メートルである。
【0036】
ある実施例において、
図3及び
図4を参照すると、フィルムの説明図がより詳細に示されている。
図3を参照すると、二層フィルム300は第1層310及び第2層320を含む。いくつかの実例においては、第1層310及び第2層320は少なくとも一つの共通の材料を含み得るが、他の例においては層310、320に共通の材料は存在しなくてもよい。いくつかの実施形態においては、層310、320のうちの少なくとも一つがポリアミド材料またはポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドより成るコポリマーを含む。他の構成においては、層310、320のうちの少なくとも一つがタイ層として機能できる。フィルムの層のための追加の材料が以下に更に詳細に記載される。他の構成において、層310、320のうちの一つまたは両方を、無極性材料を含んでよく、または無極性層として存在し得る。例えば、無極性層が存在する場合、その層は、ポリオレフィン、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、または他の炭化水素ベースの(飽和したあるいは飽和していない)材料を含み得る。本明細書に示すように、層310、320のうちの一つはポリオレフィン材料またはコポリアミド材料、またはフィルム300のタイ層として機能する他の材料を含み得る。いくつかの実例においては、層310は、任意のカバー層または追加の層(図示せず)を、フィルム300を含む複合材製品に結合する際の助けとなる粘着性(処理温度において、)を提供するのに有効であり得る。いくつかの構成において、層310は、カバー層または追加の層を複合材製品に結合するための粘着性を提供する一つまたは複数のコポリマーを含む。いくつかの実施例において、層320の粘度は、材料が処理温度において、あまりに多く移動しないまたは位置を変えないように十分に高く選択できる。低粘度の材料を用いる場合、その材料はコア層及び/またはカバー層に容易に吸収されることができ、コア層及び/またはカバー層の間に適切な程度の結合をもたらさない。層320として(または内への)高粘度の層の使用は、例えば、層310の材料の少量の使用と、実質的な性能の犠牲なしでのフィルム300の全体的な坪量の減少を可能にする。層310が層320の上に配置されて示されているが、それに代えて層320に存在する材料を層310の上に配置し得る場合には、この構成は逆にしてもよい。
【0037】
ある実施例において、(層320がタイ層として機能する場合に)層310に含まれ得る実例としての材料には、例えばポリアミド、コポリアミド、及びポリアミドまたはコポリアミドと他の材料の混合物が含まれる。選択的に、層310、320のうちの一つあるいは両方は、層310、320内に如何なるカプロラクタムも含まなくてもよい。いくつかの実例においては、ポリアミドまたはコポリアミドは大きな量、例えば層310の重量に基づいて、50重量%あるいはそれ以上であり得るが、他の実施例においては、ポリアミドまたはコポリアミドは少ない量、例えば層310の重量に基づいて、50重量%未満で存在し得る。層310にポリアミドまたはコポリアミドを含む代わりに(または層310のポリアミドまたはコポリアミドに加えて)、エステル、ポリエステル、オレフィン、ポリオレフィン、アクリレート、ポリアクリラート、アセテート、ポリアセテート、ウレタン、ポリウレタン、ブロックコポリマーラクトン、(いくつかの難燃性をタイ層に与え得る)ハロポリマー、天然あるいは合成ゴムのようなエラストマ、及び、粘着剤、可塑剤、紫外線安定剤、抗酸化剤、顔料、染料、難燃剤、静電防止剤といった添加剤、殺生剤(例えば、抗菌剤または抗かび剤)、充填材、ウィスカー、パウダー、粒子(例えば、導電性粒子または非導電性粒子)、着臭剤、着色剤、または他の材料を、必要に応じて層310内に存在させてもよい。
【0038】
いくつかの実施形態においては、フィルム300の各層はほぼ同じ厚みとし得るが、他の例においては、層310、320のうちの一つの厚みは他の層より大きくし得る。同様に、二つの層310、320の坪量は同一としてよく、あるいは、異なるものとしてもよい。いくつかの実例においては、フィルム300の各層は、約20~30グラム/平方メートルの坪量を有し得る。他の例においては、層310の坪量はフィルム300の全体的な坪量の少なくとも50%を占め、より詳しくは、層310はフィルム300の全体的な坪量の少なくとも60%を占め、またはフィルム300の全体的な坪量の少なくとも75%を占める。いくつかの実例においては、タイ層320はフィルム300の全体的な坪量の少なくとも50%を占めてよく、より詳しくは、層320はフィルム300の全体的な坪量の少なくとも60%を占め、またはフィルム300の全体的な坪量の少なくとも75%を占めてよい。これらの坪量の値はフィルム300を処理する前の坪量を指し、結果として生じる坪量はフィルムを含む製品を処理した後で変化し得る。
【0039】
いくつかの構成において、層320は、高い粘度を層320に与える一つまたは複数のポリマーまたはコポリマーを含み得る。ある実施例において、層320に用いる材料の粘度は、層310の材料の粘度より高くなるように選択できる。材料の粘度は、例えば2008年版のASTM D1084を含む多くの試験で測定できる。本明細書における層の粘度への言及は、層内に存在する材料の粘度の測定を指し、必ずしもフィルム内に存在するときの層自体の粘度の測定を指すものではない。
【0040】
いくつかの実施形態において、層320は、それらには限定されないが、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン-1またはエラストマといったポリオレフィン、または例えばポリイソブチレン、プロピレンゴム、エチレンゴム、エチレンプロピレンゴムといったポリオレフィンの誘導体、及び例えばポリオレフィンといったエラストマと天然または合成ゴムとの反応により形成される他のポリマーを含む、一つまたは複数の熱可塑性材料を含み得る。何らかの特定の理論により束縛されることは望まないが、層320は一般に無極性であり、かつ流体が容易に層310内に通過しないまたは層310により吸収されないように、非透過性及び/または非多孔性のものとすることができる。層320の非透過性は、製品の透過性コア層への層320の吸収を減少させあるいは防止するように作用する。いくつかの実例においては、層310を実質的に軟化させることなく層320を軟化させるためにフィルムを加熱できるように、層310の材料は層320の材料の融点より高い融点を有するように選択される。他の例においては、例えば、フィルムがその上に配置されるコア層を加熱することにより、組み合せされるコア層に層320を結合するために、層320は層310の材料より低い融点を有する材料を含み得る。いくつかの実例においては、層320は、下にあるコア層320への結合を提供するために光で活性化させ得て、かつ層310は熱で活性化させ得る。必要とはされないが、フィルム300がコア層(図示せず)の上に配置される場合、層310と任意のコア層との間に層320が配置されるように、タイ層320は一般的にコア層に隣接して配置される。
【0041】
いくつかの実例において、層310、320は共に(タイ層が層310、320として存在しない場合には、選択的にそれらの間のタイ層と共に)、一般的に空気、煙、液体または他の流体に対して透過性でなく、そのような流体バリアを提供するように機能し、かつ下にあるコア層を複合材製品の追加の層に接着によって接続し得るフィルム300を提供することができる。例えば、処理の間、層310、320を含むフィルムは、コア層の上に置きまたは配置できる。次いで、カバー層は、配置されるフィルム上に層310に隣接させて配置できる。圧力、熱またはその両方を製品に付加してフィルムのタイ層を(少なくともある程度)溶融させ、フィルム300の高粘度タイ層によりカバー層をコア層に結合できる。実例としての圧力及び処理温度は、本明細書において、更に詳細に述べる。所望の構成に応じて、層310が下にあるコア層に隣接してよく、または層320が下にあるコア層に隣接してもよい。いくつかの実例においては、層320はコア層に結合し、かつ層310は製品の表面またはカバー層に結合し、例えば層310は、カバー層にフィルムを結合するために用いるポリアミドを含み得る。いくつかの実例においては、(フィルム300の配向に応じて)コアから最も遠い、例えば表面または装飾カバーのような他の部品に結合できる外側表面上に存在する層310、320は、ポリアミド、コポリアミド、またはそれらの組み合せ、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含み得る。例えば、層310、または両方の層310,320の各々が、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドのようなポリアミドを含み得ることに代えて、層320はポリアミドを含み得る。
【0042】
図4を参照すると、多層フィルム400が三つの層410、420及び430を含むものとして示されている。いくつかの実例においては、層のうちの一つがタイ層であり、その他の二つの層はタイ層ではなく、例えば層420がタイ層として機能し得る。他の例において、層のうちの二つがタイ層である。いくつかの実例においては、層410は、カバー層または他の層の複合材製品への結合を助けるための粘着性を(一つまたは複数の処理温度において、)提供するように機能するのに有効であり得る。層430は、下にあるコア層へのフィルム400の結合を助けるために存在できる。必要に応じて、層420、430は類似の材料または異なる材料を含むことができる。例えば層420及び430は、例えばポリオレフィンのような、一つまたは複数の熱可塑性材料を含み得る。例えば、層420、430は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン-1のようなポリオレフィン、またはエラストマ、またはポリイソブチレン、プロピレンゴム、エチレンゴム、エチレンプロピレンゴムのようなポリオレフィン誘導体、及び天然または合成ゴムのようなエラストマをポリオレフィンと反応させて形成される他のポリマーを含むが、それらには限定されない材料を含み得る。何らかの特定の理論により束縛されることは望まないが、流体が層420または層430内に容易に通過せず、または層420または層430により吸収されないように、層420または層430またはその両方を、一般的に無極性、非透過性及び/または非多孔性とすることができる。層420(または430)の非透過性は、(カバー層に結合する)特定の層410または430の、製品の透過性のコア層内への吸収を減少させまたは防止するように作用する。いくつかの実例において、層430の材料は、層410、420の材料の粘度より高い粘度を有するように選択される。他の構成において、層420に用いる材料は、層410、430に用いる材料より高い粘度を有し得る。いくつかの実例においては、層420、430は共通の材料、例えばポリプロピレンのようなポリオレフィンを含むが、材料の粘度は異なる層420、430において異なる。
【0043】
いくつかの構成において、層430は本明細書に記載されるように高い粘度の材料を含むが、層420は本明細書に記載される高い粘度の材料を含まない。そのような構成において、層410はカバー層に隣接させて配置することができ、かつ層430はコア層に隣接させて配置できる。しかしながら、必要に応じて、構成を反転してもよく、その場合は層430をカバー層に隣接させて配置し、かつ層410をコア層に隣接させて配置できる。他の構成において、各層420、430は、本明細書に記載される高粘度の材料、例えば高粘度のポリオレフィンを含み得る。本明細書に示すように、「高い」という用語は程度の用語であるので、本明細書における「高い粘度」という用語への言及は、フィルムの他の層における他の材料より粘度が高いことを意味する。いくつかの実例においては、層430が高粘度のポリプロピレン(または他のポリオレフィン)を含み、かつ層420は、層430のポリプロピレンより低い粘度のポリプロピレン(または他のポリオレフィン)を含む。層410は、ポリアミド、コポリアミド、ポリアミドまたはコポリアミドと他の材料の混合物を含み得る。例えば、層410は、線状もしくは環状のポリアミド、または選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミドを含み得る。いくつかの実例においては、ポリアミドまたはコポリアミドは大きな量、例えば層410の重量に基づいて、50重量%以上で存在し得るが、他の実施例においては、ポリアミドまたはコポリアミドは少ない量、例えば層410の重量に基づいて、50重量%未満で存在し得る。層410にポリアミドまたはコポリアミドを含むことに代えて(またはポリアミドまたはコポリアミドを層410に含むことに加えて)、エステル、ポリエステル、オレフィン、ポリオレフィン、アクリレート、ポリアクリラート、アセテート、ポリアセテート、ウレタン、ポリウレタン、ブロックコポリマーラクトン、(いくつかの難燃性をタイ層に与え得る)ハロポリマー、天然または合成ゴムのようなエラストマ、及び、粘着剤、可塑剤、紫外線安定剤、抗酸化剤、顔料、染料、難燃剤、静電防止剤、殺生剤(例えば、抗菌剤または抗かび剤)のような添加剤、充填材、ウィスカー、パウダー、粒子(例えば、導電性粒子または非導電性粒子)、着臭剤、着色剤、または他の材料を、必要に応じて層410(及び/または層420、430)に存在させてもよい。必要に応じて、ポリアミドまたはコポリアミド(例えば、線状または環状のポリアミドまたは選択的に如何なるカプロラクタムも含まないコポリアミド)は、層420、430のうちの一つまたは両方に、または各層410、420及び430に、存在し得る。いくつかの実例において、層410、430は、(フィルム400の配向に応じて)コアから最も遠い、例えば表面または装飾カバーのような他の部品に結合できる外側表面上に存在するポリアミド、コポリアミドまたはそれらの組み合せ、例えば、選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含み得る。例えば、層410の代わりに層430は、ポリアミドを含み得る。あるいは、両方の層410、430は、ぞれぞれ、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドのようなポリアミドを含み得る。
【0044】
いくつかの実施例において、
図5Aを参照すると、多層フィルム500のうちの一つの説明図が示されている。フィルム500は、層510、520、530、540を含む。層520~540のいずれか一つまたは複数は、例えば層420と同様にタイ層として機能するために、それぞれ有効であり得る。いくつかの実例においては、層520~540のうちの少なくとも一つはタイ層であって、かつ少なくとも一つの他の層は本明細書に記載される高粘度層である。いくつかの構成において、層520はタイ層であり、かつ層530は高粘度層である。必要に応じて、層540を他のタイ層、高粘度層、または他の特性及び/または材料を含む層とすることができる。他の構成においては、層520~540のうちの少なくとも二つが高粘度の材料を含み、その二つの層が高粘度のタイ層として機能することを可能にする。例えば、層520及び540を高粘度の材料を含んでよく、かつ層530はタイ層として機能してよい。異なる層の高粘度の材料は、同一のものであってよく、または異なるものであってもよい。必要に応じて、層520~540のうちの一つまたは二つは透過性または多孔性とすることができ、かつ層520~540のうちの他の層は非透過性とすることができる。代わりの構成において、層520~540の各々を透過性または多孔性とすることができ、または層520~540の各々を非透過性とすることができる。いくつかの実例においては、層520~540の各々は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン-1またはエラストマのようなポリオレフィン、または例えばポリイソブチレン、プロピレンゴム、エチレンゴム、エチレンプロピレンゴムのようなポリオレフィン誘導体、及び天然または合成ゴムのようなエラストマとポリオレフィンとの反応により形成される他のポリマーを含むが、それらには限定されない、一つまたは複数の熱可塑性材料を含み得る。何らかの特定の理論により束縛されることは望まないが、流体が層520~540内に容易に通過しないか、または層520~540によって、流体が吸収されないように、層520~540の各々を、実質的に無極性、非透過性及び/または非多孔性の層として構成できる。層520~540の非透過性は、例えば、製品の透過性コア層内への層510の吸収を減少させまたは防止するように作用することができる。いくつかの実例において、層510~540のうちのいくつかの層の材料は、他の層を実質的に軟化させることなしにある層を軟化させるためにフィルムを加熱できるように、他の層の材料の融点より高い融点を有するように選択できる。いくつかの実施形態において、層520及び層540は各々ポリプロピレンを含み得るが、層520に用いるポリプロピレンの粘度は、層540に用いるポリプロピレンより高くてよい。他の例においては、層520及び層540は各々ポリプロピレンを含み得るが、層540に用いるポリプロピレンの粘度は層520に用いるポリプロピレンより高くてよい。
【0045】
ある実施例において、層510はポリアミド、コポリアミド、及びポリアミドまたはコポリアミドと他の材料の混合物を含んでよく、例えば層510は選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含み得る。いくつかの実例においては、ポリアミドまたはコポリアミドは大きな量、例えば層510の重量に基づいて、50重量%以上で存在し得るが、他の実施例においては、ポリアミドまたはコポリアミドは少ない量、例えば層510の重量に基づいて、50重量%未満で存在し得る。層510にポリアミドまたはコポリアミドを含む代わりに(または層510のポリアミドまたはコポリアミドに加えて)、エステル、ポリエステル、オレフィン、ポリオレフィン、アクリレート、ポリアクリラート、アセテート、ポリアセテート、ウレタン、ポリウレタン、ブロックコポリマーラクトン、(いくつかの難燃性をタイ層に与え得る)ハロポリマー、天然あるいは合成ゴムのようなエラストマ、及び、粘着剤、可塑剤、紫外線安定剤、抗酸化剤、顔料、染料、難燃剤、静電防止剤のような添加剤、殺生剤(例えば、抗菌剤または抗かび剤)、充填材、ウィスカー、パウダー、粒子(例えば、導電性粒子または非導電性粒子)、着臭剤、着色剤または他の材料を必要に応じて層510に存在させてもよい。本明細書に示すように、層510は同一である必要はなく、異なる材料、例えば異なるポリアミド、異なるコポリアミド、異なる添加剤またはその両方を、必要に応じて含み得る。必要に応じて、ポリアミドまたはコポリアミド(例えば、選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミド)が(層510に代えて)層520、530、540のうちの一つまたは複数に、または層510、520、530及び540の各々に存在し得る。いくつかの実例においては、(フィルム500の配向に応じて)コアから最も遠い、例えば表面または装飾カバーのような他の部品に結合できる外側表面上に存在する層510、540は、ポリアミド、コポリアミドまたはそれらの組み合せ、例えば、選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含み得る。例えば、層540は、層510の代わりにポリアミドを含んでよい。または、両方の層510、540の各々は、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドのようなポリアミドを含んでよい。
【0046】
ここで
図5Bを参照すると、五つの層を含む多層フィルム500の他の説明図が示されている。フィルム550は層560~580を含む。層560は上述したように層510と同様とし得る。例えば、層560はポリアミド、コポリアミド、及びポリアミドまたはコポリアミドと他の材料の混合物を含んでよく、例えば、層560は選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含んでよい。いくつかの実例においては、ポリアミドまたはコポリアミドは大きな量、例えば層560の重量に基づいて、50重量%以上で存在し得るが、他の実施例においては、ポリアミドまたはコポリアミドは少ない量、例えば層560の重量に基づいて、50重量%未満で存在し得る。層560にポリアミドまたはコポリアミドを含む代わりに(または層560のポリアミドまたはコポリアミドに加えて)、エステル、ポリエステル、オレフィン、ポリオレフィン、アクリレート、ポリアクリラート、アセテート、ポリアセテート、ウレタン、ポリウレタン、ブロックコポリマーラクトン、(いくつかの難燃性をタイ層に与え得る)ハロポリマー、天然あるいは合成ゴムのようなエラストマ、及び、粘着剤、可塑剤、紫外線安定剤、抗酸化剤、顔料、染料、難燃剤、静電防止剤のような添加剤、殺生剤(例えば、抗菌剤または抗かび剤)、充填材、ウィスカー、パウダー、粒子(例えば、導電性粒子または非導電性粒子)、着臭剤、着色剤または他の材料を必要に応じて層560に存在させてもよい。本明細書に示すように、層560は同一である必要はなく、異なる材料、例えば異なるポリアミド、異なるコポリアミド、異なる添加剤またはその両方を、必要に応じて含んでよい。必要に応じて、層565~層580は、ポリアミドまたはコポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含んでよく、または、層580は、それに代えて、ポリアミドまたはコポリアミド材料を含んでよく、例えば層580は(層510内のポリアミドの代わりにまたはそれに加えて)選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含んでよい。
【0047】
いくつかの実施例において、層565~580のうちの少なくとも一つを高粘度の層としてよくかつ層565~580のうちの少なくとも一つはタイ層としてよい。いくつかの実例においては、高粘度の層は層565である。他の例においては、高粘度の層は層570である。他の実施形態においては、高粘度の層は層575である。更なる実施例において、高粘度の層は層580である。いくつかの実例においては、タイ層は層565である。他の例においては、タイ層は層570である。他の実施形態においては、タイ層は層575である。更なる実施例において、タイ層は層580である。いくつかの構成において、タイ層はフィルムの層の間に存在できる。例えば、層565及び575の各々はタイ層として機能し得る。いくつかの実施形態において、フィルムが奇数の層を含む場合は、高粘度の層は層の積層において、中心層として存在し得る。例えば、選択的にタイ層が層565、575の各々として存在しつつ、高粘度の層は層570として存在できる。いくつかの実施形態において、層570及び580は少なくとも一つの共通の材料、例えばポリオレフィンを含んでよくいが、層570、580の材料の粘度は異なることができ、例えば層570における粘度は層580より高くすることができ、逆もまた同じである。いくつかの実例においては、層565~580の各々は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン-1またはエラストマのようなポリオレフィン、または例えばポリイソブチレン、プロピレンゴム、エチレンゴム、エチレンプロピレンゴムのようなポリオレフィン誘導体、及び天然または合成ゴムのようなエラストマとポリオレフィンとの反応により形成される他のポリマーを含むが、それらには限定されない、一つまたは複数の熱可塑性材料を含み得る。いくつかの実例においては、層560はポリアミドを含んでよく、層565、575はタイ層として機能することができ、かつ層570、580はポリプロピレンを含んでよく、層570に用いるポリプロピレンの粘度は層580に用いるポリプロピレンの粘度より高い。いくつかの実例においては、(フィルム550の配向に応じて)コアから最も遠い、例えば表面または装飾カバーのような他の部品に結合できる外側表面上に存在する層560、580は、ポリアミド、コポリアミド、またはそれらの組み合せ、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含み得る。
【0048】
ある実例において、
図3~
図5Bにおける層のうちのいずれも、所望の特性または特徴を与えるために一つまたは複数の材料をそれぞれ含み得る。例えば層310、410、510及び540は、粒子、パウダー、ウィスカー、充填材、結合剤、ファイバ、または所望の物理特性をフィルムに与えることができる他の材料をそれぞれ含むことができる。ある実施形態においては、ハロゲン化材料、リン化材料、窒化材料または他の適切な難燃剤のような難燃性材料を層310、410、510または540に加えることができる。更なる実施形態において、煙抑制剤、脱酸素剤、紫外線阻害剤、染料、着色剤、顔料または他の材料を層310、410、510または540に加えることができる。必要に応じて、フィルムの最も外側の層(フィルムをコアに結合した後でコアから遠い層)は、所望の物理特性をフィルムに与えることができる粒子、パウダー、ウィスカー、充填材、結合剤、ファイバまたは他の材料を含み得る。ある実施形態においては、ハロゲン化材料、リン化材料、窒化材料または他の適切な難燃剤のような難燃性材料、煙抑制剤、脱酸素剤、紫外線阻害剤、染料、着色剤、色素または他の材料。
【0049】
図1及び
図2を再び参照すると、いくつかの実施形態において、本明細書に記載される複合材製品のコア層、例えばコア層110または160は、典型的に一つまたは複数の熱可塑性材料、例えば強化繊維のような複数の補強材と組み合せた、パウダーの形態またはファイバの形態または他の形態の熱可塑性樹脂を含む。いくつかの実例においては、補強材とファイバが共に、コア層に多孔性を与えるための複数の空所を含むウェブを形成し、例えばウェブは強化繊維及び熱可塑性材料から形成される。空所は、一般的に如何なる重量もコア層に加えないが、コア層の全体的な厚みを増加させることができる。いくつかの実例においては、コア層は、コア層の全体的な体積に基づいて、少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、または50%を超える、例えば55~95%または75~95%の多孔率を有し得る。他の例においては、コア層の多孔率は、約0~30%、10~40%、20~50%、30~60%、40~70%、50~80%、60~90%、0~40%、0~50%、0~60%、0~70%,0~80%,0~90%、10~50%、10~60%、10~70%、10~80%、10~90%、10~95%、20~60%、20~70%、20~80%、20~90%、20~95%、30~70%、30~80%、30~90%、30~95%、40~80%、40~90%、40~95%、50~90%、50~95%、60~95%、70~80%、70~90%、70~95%、80~90%、80~95%、またはこれらの例示的な範囲内の任意の例示的な値とし得る。必要に応じて、コアまたは全体的な複合材の多孔率は、95%を上回る、例えば約96%または97%とし得る。
【0050】
いくつかの構成において、コア層110または160は、約0.1グラム/cc~約2.0グラム/cc、例えば約0.1グラム/cc~約1.0グラム/cc、または約0.3グラム/cc~約1.5グラム/cc、または約0.5グラム/cc~約1.0グラム/cc、または約1.0グラム/cc~約1.5グラム/cc、または約1.5グラム/ccまたは約2.0グラム/ccの密度を有し得る。本明細書に記載される製品のコア層は、周知の製造プロセス、例えばウェットレイドプロセス、エアレイドプロセス、ドライブレンドプロセス、カーディング及びニードルプロセス、及び不織製品を製造するために用いる他の周知のプロセスを用いて製造できる。そのような製造プロセスの組み合せもまた有用である。
【0051】
ある実施例において、コア層の熱可塑性材料は、パウダーの形態またはファイバの形態の熱可塑性樹脂を含む、多くの異なる形態及び構成を取ることができる。用いるプロセスの条件に応じて、他のものから一つの形態を選択することが望ましい。例示的な熱可塑性の材料には、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリルスチレン、ブタジエン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテトラクロレート及びポリ塩化ビニル、可塑化されたものと可塑化されていないもの、及びこれらの材料の互いのまたは他のポリマー材料との混合物が含まれるが、それらには限定されない。他の適切な熱可塑性の材料には、ポリアリーレンエーテル、ポリカーボネート、ポリエステルカルボナート、熱可塑性ポリエステル、ポリエーテルイミド、アクリロニトリル-ブチルアクリレート-スチレンポリマー、アモルファスナイロン、ポリアリーレンエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、液晶ポリマー、商業的にPARMAX(登録商標)として公知のポリ(1,4-フェニレン)化合物、バイエルのAPEC(登録商標)PCのような超耐熱ポリカーボネート、高温ナイロン、及びシリコン、並びにこれらの材料の互いのまたは他のポリマー材料との混合物が含まれるが、それらには限定されない。いくつかの実例においては、熱可塑性材料は微粒子、ファイバまたはパウダーの形態で存在する。粒子は過度に微細である必要はないが、約1.5ミリメートルより粗い粒子は、成形プロセスの間に均一な構造を生み出すために十分に流動できないため、より望ましくないものとなり得る。より大きな粒子の使用は、固まったときの材料の曲げ弾性率が低下する結果となり得る。一つの選択において、粒子の寸法は約1ミリメートルを超えない。他の例においては、熱可塑性材料は、例えば米国特許出願公開第20120065283号明細書または米国特許出願公開第20130244528号明細書に記載されるポリイミド及びポリスルホン材料のように、熱可塑性ファイバの形態を取ることができるが、それらの各々の全体的な開示はこの参照により本明細書に援用される。
【0052】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される製品のコア層は一つまたは複数のタイプのファイバを含むことができる。ファイバの例示的なタイプには、グラスファイバ、カーボンファイバ、グラファイトファイバ、熱可塑性ファイバ、合成有機繊維、パラ-及びメタ-アラミドファイバ、ナイロン繊維、ポリエステル繊維のような特に高い弾性率の有機繊維、麻、シサル麻、黄麻、亜麻、ココナツの繊維、ケナフ繊維及びセルロース繊維のような天然ファイバ、玄武岩、ミネラルウール(例えば、ロックまたはスラグウール)、ウォラストナイト、アルミナシリカのような鉱物繊維、及び類似のもの、またはそれらの混合物、金属ファイバ、金属被覆された天然及び/または合成繊維、セラミック繊維、ヤーンファイバ、またはそれらの混合物が含まれるが、それらには限定されない。いくつかの実施形態において、ファイバは、所望の官能基を提供するためにまたは他の物理特性をファイバに与えるために、使用の前に化学的に処理できる。ポリマーコアの繊維含有率は、ポリマーコアの重量に対して、約20%~約90%、より詳しくは約30%~約70%からとし得る。典型的に、複合材の繊維含有率は、約20%~約90重量%の間、より詳しくは複合材の重量に対して約40%~約80重量%の間で変動する。用いるファイバの特定のサイズまたは配向は、少なくとも部分的に、用いるポリマー材料及び/または結果として生じる複合材の所望の特性に応じて定まり得る。ファイバの適切な追加のタイプ、ファイバの寸法及び量は、この開示の利益が与えられる当業者によって、容易に選択されるであろう。一つの非限定的な実例においては、コアの熱可塑性樹脂または熱可塑性ファイバに分散されるファイバは、例えば、一般的に約5ミクロンを超える直径、より詳しくは約5ミクロン~約22ミクロンの直径及び約5ミリメートル~約200ミリメートルの長さを有し、より詳しくは、ファイバの直径は数ミクロン~約22ミクロンとすることができ、かつファイバの長さは約5ミリメートル~約75ミリメートルとし得る。
【0053】
いくつかの構成において、コア層は、高い引っ張り弾性率と約7ミリメートル~約200ミリメートルの間の平均長さを有する約20%~約80重量%の強化繊維と、約20%乃至約80重量%の完全にまたは実質的に固まっていない繊維状のまたは粒子状の熱可塑性材料とを含むことができるが、重量百分率はコア層の総重量に基づくものである。別の実施形態においては、コア層は、約35%~約55重量%のファイバを含む。ウェブは、プラスチック材料を実質的に軟化させるためにコア層の熱可塑性材料の融点の上に加熱され、かつ一つまたは複数の圧密装置、例えばニップローラ、カレンダロール、二重ベルトラミネータ、インデキシングプレス(indexing presses)、多段デイライトプレス(multiple daylight presses)、オートクレーブ、及び樹脂材料が流動してファイバから濡れ出ることができるようにシート及びファブリックの積層及び圧密のために用いるその他の装置に通される。圧密装置における圧密要素の間の隙間は圧密されていないウェブの寸法より小さく、かつ完全に圧密させる場合のウェブの寸法より大きい寸法に設定される。従ってローラを通過させた後にウェブが発泡して実質的に透過性あるいは多孔性のままとなることを可能にする。一つの実施形態において、完全に固化させる場合、間隙はウェブの寸法より5%~約10%大きい寸法にセットされる。完全に固化したウェブは、完全に圧縮されて実質的に空所のないウェブを意味する。完全に固化したウェブは5%未満の空所含有率、例えば約0%の空所含有率と、無視できる開放セル構造を有する。
【0054】
いくつかの実施形態においては、外側構造用途に用いられる従来のガラス繊維複合体は、一般的に圧縮流動成形することができ、かつそれらの最終的な部品形状において、実質的に空所のないものとすることができる。比較すると、自動車の内装用途に用いられる低密度ガラス繊維複合体は、一般的には事実上半構造的であり、多孔性であり、0.1~1.8グラム/立方センチメートルの範囲の密度を有する軽量なものであり、かつ完成部分の厚みの中で一様に分布した5%~95%の空隙を含むものとなり得る。ある自動車の仕様は、軽量、良好な屈曲性、衝撃性及び他の機械的性質、並びに良好な熱成形性及び/または改良された機械的性質を要求する。そのような軽量部品は自動車の内装用途において、特に望ましいものとなり得るが、類似の複合材製品は、板張り、被覆、壁板及び他の建築製品のような構造用途における使用を見いだすこともできる。
【0055】
ある実施形態においては、外側の表面層またはカバー層は、コア材料の一つまたは両側またはその選択された領域または部分の上に配置され、または別の方法で存在できる。いくつかの実例においては、カバー層は、
図2の複合材製品に示すようにフィルムに結合される。カバー層の正確な性質は変動できるが、いくつかの実例において、カバー層は、ウレタン、ポリウレタン、ファブリック、箔、不織材料、織物材料、熱可塑性材料、または他の材料を含み得る。複合材製品が自動車の内装用途に用いるために構成される場合、高粘度タイ層を含むフィルムに隣接してファブリックを配置できる。そのファブリックは、例えば、内装自動車部品にとって滑らかで美学的に気持ちの良い表面を提供し得る。実例としての内装自動車部品には、ヘッドライナ、フロアカーペット、ダッシュ材料及びダッシュボード、シート及びシートバック、内側コンソール、ドア張り、トランクライナ、ボンネットライナ、吸音シールド、または運転の間に周囲の環境にさらされない車両の材料及び他の部品が含まれるが、これらには限定されない。しかしながら、必要とされる場合、本明細書に記載される製品は、例えばバンパーカバー、床下シールド、ホイールライナ、トランクライナ、防音ライナまたは層、及び類似のもののような自動車の外装用途に用いることができる。ある構成において、カバー層に隣接するフィルム層は、線状または環状のポリアミド、またはポリアミドを含むコポリマー、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まないポリアミドを含み得る。
【0056】
ある実施例において、この複合材は、より低い坪量において改良された剥離強度、または複合材において改良された他の適切な機械的性質を含む改良された機械的性質を提供することができる。必要とされる訳ではないが、本明細書に記載される複合材製品において、高粘度のタイ層を有する一つまたは複数のフィルムを用いることにより、一つまたは複数の機械的性質を改良することができ、例えば本明細書において注目する複合材の剥離強度の増加、坪量の低下、寿命の増加を、個々にまたは互いの任意の組み合せにおいて改良することができる。
【0057】
いくつかの実施形態においては、本明細書に記載される複合材製品は、ガラスマット熱可塑性複合材(GMT)または軽量強化熱可塑性複合材(LWRT)を含むことができる。一つのそのようなLWRTは、HANWHA AZDEL社により作成され、かつSUPERLITE(登録商標)の下で販売されるマットである。好ましくは、そのようなLWRTの面密度は、約400グラム/平方メートル~約4000グラム/平方メートルであるが、特定の用途のニーズに応じて面密度を400グラム/平方メートル未満、または4000グラム/平方メートルを超えてよい。いくつかの実施形態において、上側の密度は約4000グラム/平方メートル未満とすることができる。高粘度のタイ層を含むフィルムと組み合せてLWRTコアを用いる場合、LWRTの坪量は、例えば所望の物理特性を犠牲にすることなく、600グラム/平方メートル未満または400グラム/平方メートル未満に低下させることができる。
【0058】
ある実施例において、LWRT複合材は、一般的に、チョップドグラスファイバ、熱可塑性材料、熱可塑性ポリマーのフィルム、及びグラスファイバまたはポリプロピレン(PP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリカーボネート(PC)、PC/PBTの混合物またはPC/PETの混合物のような熱可塑性樹脂ファイバにより製造される織布または不織布を用いて作成できる。いくつかの実施形態において、PP、PBT、PET、PC/PET混合物またはPC/PBT混合物は、高メルトフローインデックス樹脂として用いることができる。ガラスマットを製造するために、インペラが装着されて上部が開放している混合タンク内に収容されている分散フォームに、樹脂、補強材及び/または他の添加剤を追加しまたは計量できる。何らかの特定の理論により束縛されることは望まないが、フォームの空気の閉じ込めポケットの存在は、グラスファイバ及び高いメルトフローインデックスを有する樹脂の分散を助けることができる。いくつかの実施例において、ガラス及び樹脂が分散した混合物は、抄紙機のワイヤ部分より上方に配置されるヘッドボックスに分配マニホールドを介してポンプ送りすることができる。次いで、グラスファイバまたは樹脂でない泡は、分散混合物が真空を用いて可動ワイヤスクリーンに供給されるにつれて取り除くことができ、一様な繊維の湿潤ウェブを連続的に生じさせる。湿潤ウェブは、含水率を低下させると共に樹脂を溶融させまたは軟化させるために、好適な温度で乾燥機に通すことができる。熱いウェブが乾燥機を出るときに、例えば高粘度のタイ層を含むフィルムのような表面層は、グラスファイバ、熱可塑性樹脂及びフィルムのウェブを一組のホットローラのニップに通すことにより、ウェブ上に積層され得る。必要に応じて、例えば不織布及び/または織布の層のような追加の層は、ガラス繊維強化マットの取り扱いの容易さを促進するために、フィルムと共にウェブの一方の側または両側に取り付けてもよい。次いで、複合材はテンションロールに通し、かつ最終生産製品に形成するために望ましい寸法へと連続的に切断(ギロチン)することができる。そのようなLWRT複合材の製法に関する詳しい情報は、そのような複合材の形成に用いる適切な材料及び加工条件を含めて、例えば米国特許第6,923,494号、第4,978,489号、第4,944,843号、第4,964,935号、第4,734,321号、第5,053,449号、第4,925,615号、第5,609,966号、及び米国特許出願公開第2005/0082881号、第2005/0228108号、第2005/0217932号、第2005/0215698号、第2005/0164023号、及び第2005/0161865号に記載されている。
【0059】
ある実例において、本明細書に記載されるコア層は、例えば熱可塑性材料、例えば熱可塑性樹脂パウダーまたは熱可塑性樹脂ファイバを、強化繊維と共に、界面活性剤を含むことができる撹拌した水性の泡に加えることによって製造できる。これらの成分は、水性の泡の中に強化繊維及び熱可塑性材料の分散混合物を形成するのに十分な時間にわたって撹拌される。次いで分散混合物は何らかの適切な支持構造物、例えばワイヤメッシュ上に置かれ、次いでウェブを形成する支持構造物を介して水が取り除かれる。ウェブは、乾燥させつつ熱可塑性材料の軟化温度より上に加熱できる。次いで、ウェブは、例えば約1パーセント~約95パーセントの間の空隙含有率を有するコア層を製造するために、冷却されると共に予め定められた厚さにプレスされる。次いで、高粘度の層及びタイ層を有するフィルムは、フィルムをコア層に結合するために、熱可塑性材料を軟化させる前にコア層に積層し、またはコア層に追加することができる。
【0060】
ある構成において、本明細書に記載されるフィルムは多数の方法で製造できる。例えば、インフレーション成形、シート/フィルム押出成形、その他のようなプラスチック押出技術を、フィルムを提供するために用いることができる。膜厚が薄い場合は、インフレーション成形技術が望ましいものとなり得る。より厚いフィルムが要求される場合、シート/フィルム押出技術が望ましいものとなり得る。いくつかの実例においては、フィルムの各層が別々に製造され、次いで、高粘度のタイ層を含むフィルムを提供するためにフィルムの層が積層されまたは別の方法で互いに結合される。フィルムは、コア層にフィルムを結合する前に、空気または他の技術を用いて発泡させ、伸張させ、さもなければ望ましい方法で処理できる。大きなフィルムロールは、例えば、形成されるコア層の上へとフィルムが縦方向に繰り出される連続プロセスに用いことがし得るより小さいロールを形成するために、縦に切ることができる。フィルムをコア層に結合した後、製品は、包装のために所望の長さに切り離しあるいは切断できる。必要に応じて、フィルムの一つまたは複数の表面は化学的あるいは物理的な処理、例えばコロナ処理、導電性のフィルムを提供するための蒸着、剥離剤の添加、その他を受けることができる。
【0061】
ある実施形態においては、本明細書に記載される製品は、コア層の積層の間に位置決めされた(一体化されたタイ層を有する)フィルムを備え得る。
図6Aを参照すると、製品600は、高粘度のタイ層620を含むフィルムにより分離されたコア層610、630を備えている。フィルム620は、例えば、本明細書に記載されるフィルムのうちのいずれか一つ、例えばフィルム120、170、300、400または500のうちのいずれか一つとし得る。コア層610、630は、同一のものとしまたは異なるものとすることができる。いくつかの実例においては、コア層610、630は少なくとも一つの共通材料を含む。他の例においては、コア層610、630のうちの一方は粒子の形態の熱可塑性樹脂を用いて製造してよく、かつコア層610、630のうちの他方はファイバの形態の熱可塑性樹脂を用いて製造できる。コア層610、630は、同一または異なるタイプの強化繊維及び/または熱可塑性材料を含むことができる。いくつかの実例においては、フィルム620は、少なくとも一つのポリアミドを含む層、タイ層として機能する少なくとも一つの層、及び高粘度の材料を含む少なくとも第3層を備え得る。他の構成において、フィルム620は五層フィルムとして構成することができ、この層は、ポリアミド材料、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含み、コア610及びコア630に隣接し、同一または異なるポリアミドの材料がフィルム620のうちコア610、630に隣接する層内に存在する。高粘度の、例えば高粘度ポリプロピレンを含む中心層は、高粘度の層の各側面の上にあるタイ層により挟持できる。
【0062】
ここで
図6Bを参照すると、必要に応じて、製品650を提供するために、高粘度の層を含む追加のフィルム660及びタイ層を追加できる。いくつかの実例においては、コア層610の反対側の表面にもまた、高粘度の層及びタイ層を有する第3のフィルム(図示せず)を追加できる。フィルム660は、フィルム620と同一のものとしまたは異なるものとすることができる。いくつかの実例においては、製品650の自動生産を単純化するために、フィルム620及び660は同一のものとなる。他の構成において、フィルム620及び660が同一のものであり得るとしても、フィルム620、660のうちの一方を縦方向に配置することができ、かつフィルム620、660うちの他方を横方向に配置できる。製品650のいくつかの構成においては、フィルム620は高粘度の層またはタイ層またはその両方を含むことはできないが、フィルム660は高粘度の層及びタイ層を含み得る。図示されてはいないが、一つまたは複数のカバー層が製品600または製品650の上に存在することもできる。必要に応じ、フィルム660は外層、例えばカバー層に結合させることができ、線状または環状のポリアミド、またはポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含むコポリマーを含む層を含み得る。
【0063】
ある実例において、コア層の積層を備える複合材製品は、約2~10のコア層、より詳しくは、約2~8、2~6または2~4のコア層を備え得る。
図6A及び
図6Bに関連して注目するように、一つまたは複数のフィルムはスタックのコア層を分離し得る。いくつかの実例において、高粘度層及びタイ層を含むフィルムはスタックの外側表面にだけ存在し得る。
図7Aを参照すると、コア層710、720及び高粘度層とタイ層を含むフィルム730を備える製品700が示されている。コア層710、720は、層710、720の熱可塑性材料の溶融によって結合することができ、あるいは接着剤または他の材料を用いて結合することができる。いくつかの実例においては、製品700の全体に所望の厚みを提供するのに十分なコア層が積み重ねられ、次いでそのスタックの一番上のコア層にフィルム730が追加される。コア層の積層を備える複合材製品を提供するために追加の層、例えばカバー層または他の層をフィルム730に結合できる。必要に応じて、フィルム730は外層、例えばカバー層に結合できる層を含んでよく、それは線状または環状のポリアミドまたはポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドより成るコポリマーを含む。
【0064】
他の構成において、高粘度の層及びタイ層を含む追加のフィルムを、コア層スタックの反対側の表面に追加できる。
図7Bを参照すると、製品750は、コア層のスタック710、720と、各々が一体的なタイ層を含むフィルム730、760を備えている。必要に応じて、追加のコア層のスタックをフィルム730、760のいずれかに結合できる。代わりの構成においては、製品750の全体的な厚みを増加させるために、かつ所望の特性を有した製品を提供するために、2~10個のコア層のスタックをタイ層730、760の間に存在させてよい。製品750のいくつかの構成においては、積層される層の内部に約2~6個のフィルム層を存在させてよい。それらのフィルムのうちの二つあるいはより多くを、同一のものとしまたは異なるものとし得る。必要に応じて、フィルム730、760のうちの一つまたは両方が外層、例えばカバー層に結合できる層を含んでよく、それは線状または環状のポリアミド、またはポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドより成るコポリマーを含む。
【0065】
ある構成において、コア層の特定の坪量が要求される場合は、その特定の坪量を提供するために、単一のコア層を特定の坪量で製造することができ、または各々がより小さい坪量の複数のコア層を組み合せることができる。いくつかの実例においては、各コア層の間にフィルムが存在できるのに対し、他の例においては、フィルム、例えば高粘度の層とタイ層を含むフィルムをコアの積層の外側表面または表面の上にのみ存在させ得る。必要に応じて、コア層の互いの結合を容易にするために、コア層のスタックの間に接着層を存在させることができる。
【0066】
ある実施形態においては、コア層の形成に続き、コア層スタックのコア層にフィルムを追加する、例えば積層し、結合し、またはさもなければいくつかのやり方でコア層に取り付けることができる。何らかの特定の科学理論により束縛されることは望まないが、熱成形の間の層間剥離を防止するために、コアとフィルムの間に十分な結合強さを提供するべく、処理の間に、フィルムは、コアのポリマー成分による溶着により、選択的に接着剤(複数可)を用いることにより、ポリマーコアに結合させることができる。いくつかの実施例において、接着剤は、コア及び/または表面層に付加される接着剤のフィルム、コーティングまたは他のタイプの層のような層の形態とし得るが、他の実施例において、接着剤はコア層とフィルムの間に断続的に配置してよい。必要に応じて、コアと表面の間に散乱させた粒子を存在させることができ、その粒子は、必要とされる訳ではないが、コアとフィルムの間に粘着性(または追加の粘着性)を提供することができる。
【0067】
ある実施形態においては、複合材製品を数多くの方法を用いて製造できる。例えば、複合材は、一般的に、予備成形された基材の上に重ねられるシートあるいはフィルム、または必要とされる特定の用途に応じた他のより堅固な形態のように、様々な形態に調製し得る。ある用途については、複合材は、シートの形態で提供することができ、かつ選択的に、フィルムに加えて、そのようなシートの一方のあるいは両方の表面上に一つまたは複数の追加の層を含むことができる。一つの例証において、そのような追加のカバー層は他のフィルム、不織スクリム、ベール、織布またはそれらの組み合せとし得る。必要に応じて、追加の層は、通気性としてよく、かつ熱成形及び/または成形作業の間に複合材製品と共に実質的に伸張しかつ広がることができる。加えて、そのような層は、繊維を含む熱可塑性材料の表面に付加される熱可塑性材料(例えば、エチレンアクリル酸コポリマー、または他のそのようなポリマー)のように粘着性のものとし得る。一般的に、複合材製品の面密度は、特にシートの形態にあるときに、約150グラム/平方メートルから約4000グラム/平方メートルに、より詳しくは、約150グラム/平方メートルから約3000グラム/平方メートルに、例えば約200グラム/平方メートルから約800グラム/平方メートルに、または約300グラム/平方メートルから約700グラム/平方メートルに、または約300グラム/平方メートルから約600グラム/平方メートルに変動する。
【0068】
他の例においては、フィルムは、コア層を形成する間に形成しかつ配置できる。例えばフィルムは、部分的に形成されてまだ柔らかいコア層の上に押出成形できる。例えば、コア層の材料をウェブ上に敷設してまだ柔らかいままのときに、柔らかいコア層の上にフィルムを押出加工して配置できる。コア層の硬化、及び/またはフィルムとコア層を一つまたは複数のニップまたはローラに通すことは、フィルムをコア層に結合するように作用できる。
【0069】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される複合材製品は、建築製品、またはヘッドライナ、ドアモジュール、計器板の上層、車体及びフードのパネル、例えばレクリエーション用車両用の側壁パネル、貨物用ライナ、フロント及び/またはリヤピラーのトリム、サンシェード、その他同種のものを含むがそれらには限定されない自動車及び他の用途に用いる製品を含む、中間的なかつ最終的な製品を形成するために用いることができる。他のそのような製品は、この開示の利益が与えられる当業者には明白となるであろう。複合材製品は、加圧成形、熱成形、熱間プレス、真空成形、圧縮成形及びオートクレーブ処理を含むがそれらには限定されない数多くの方法を用いて、様々な製品に成形できる。例証となる方法は、例えば、米国特許第6,923,494号及び第5,601,679号、及びDuBois and Pribble’s “Plastics Mold Engineering Handbook”, Fifth Edition, 1995, 468―498他に記載されている。
【0070】
いくつかの実施例において、本明細書に記載されるフィルムは、コア層の全表面上に配置することができ、その表面上に断続的に配置することができ、あるいは帯またはパッチで配置できる。異なる方法で配置された表面材料を有する複合材の斜視図を示す図が、
図8~
図11に示されている。
図8を参照すると、複合材製品800は、コア層810と、複合材製品800の略長軸方向(例えば縦方向)に沿って配置されたフィルムの帯820、825を備えている。何らかの特定の科学理論により束縛されることは望まないが、追加の補強が必要とされる領域にフィルムを配置することは望ましいものとなり得る。いくつかの実施形態においては、それらの領域に追加のあるいは強化された結合を提供するために、一つまたは複数のフィルムパッチを既存のフィルム上に配置することができ、例えばコア層の縁部における剥離に対する抵抗力を高めるためにその縁部に沿って帯を付加できる。帯820及び825の正確な寸法、幅及び組成は変動することができ、かつ典型的にその帯は同一の材料から、本明細書に記載されているフィルムを製造するために用いるものと同じプロセスを用いて製造できる。いくつかの実施形態において、帯820及び825のうちの少なくとも一つが高粘度の層及びタイ層を含むフィルムを含むように選択することができ、または帯820、825の両方が高粘度の層及びタイ層を含むフィルムを含むことができる。帯820及び825の組成及び寸法は同一である必要はない。加えて、帯820及び825の各々の領域は、異なる組成、例えば異なるタイ層材料、または異なる粘度のタイ層、異なる無極性フィルム要素、等を含み得る。他の構成において、コアの平らな表面の全体が(高粘度のタイ層を含むフィルムとし得るまたはし得ない)第1の表面層を含むことができ、かつ
図8に示されるようなフィルム帯をその第1の表面層の反対側の表面上に配置できる。
図8は2つの帯820及び825を備える複合材製品800を示しているが、単一のフィルムの帯だけまたは複数の帯を用いることもでき、例えば三つ、四つ、五つ、六つあるいはより多くの帯が存在できる。いくつかの実施形態において、帯は、複合材製品を望ましい構造または形状に、例えば自動車の内装部品に形成する前にエンドユーザによって、付加することができ、または、第1の表面層をコア層に付加する前に第1の表面層に前もって付加できる。他のフィルムと共に本明細書に示すように、フィルムの帯820、825のうちの一つあるいは両方は、必要に応じて外層、例えばカバー層に結合できる層を含むことができ、それは線状または環状のポリアミド、またはポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含むコポリマーを含み得る。
【0071】
ここで
図9を参照すると、複合材製品900の長軸に対しほぼ直交する方向(例えば、横方向)において、コア層910の上に配置された複数のフィルムの帯920、925及び930を有するコア層910を備えた複合材製品900が示されている。本明細書に記載するように、追加の結合が望ましい、例えば縁部において、複合材製品の領域にフィルムの帯を配置することが望ましいことがあり得る。帯920、925及び930の正確な寸法、幅及び組成は変化することができ、かつ典型的にこれらの帯は同じフィルム材料から、かつ本明細書に記載される高粘度のタイ層を含むフィルムを製造するために用いるのと同じプロセスを用いて製造できる。いくつかの実施形態において、帯920、925及び930のうちの少なくとも一つは、高粘度の層及びタイ層を有するフィルムを含む。他の実施形態においては、帯920、925及び930のうちの少なくとも二つが、高粘度の層及びタイ層を有するフィルムを含む。ある実施例において、帯920、925及び930の全てが高粘度の層及びタイ層を含む。帯920、925及び930は、それぞれ異なる帯920、925及び930において、同一のものとしあるいは異なるものにし得る補強材を含むこともできる。ある実施例において、帯920、925及び930のうちの少なくとも一つを、その帯が少なくとも10グラム/平方メートルの坪量を提供するように選択できる。ある実施例において、帯920、925及び930のうちの少なくとも二つを、各々の帯が少なくとも10グラム/平方メートルの坪量を提供するように選択できる。他の実施例において、帯920、925及び930の各々を、各々の帯が10グラム/平方メートルの坪量を有するように選択できる。必要に応じて、帯920、925及び930の各々の領域は、異なる組成、例えば異なるタイ層、異なる粘度のタイ層、異なる無極性のフィルム成分、等を含み得る。他の構成において、コア層910の平らな表面の全体は(高粘度のタイ層を含むフィルムとし得る)第1の表面層を含むことができ、かつ
図9に示されるような帯をその第1の表面層の上に配置できる。
図9は三つの帯920、925及び930を備える複合材900を示しているが、単一のフィルムストラップだけまたは三つを超える帯を用いことができ、例えば四つ、五つ、六つあるいはより多くの別個の帯を存在させることができる。いくつかの実施形態において、帯は、複合材を望ましい構造または形状に、例えば自動車の内装部品に形成する前にエンドユーザによって、付加することができ、または第1の表面層をコア層に付加する前に第1の表面層に前もって付加できる。他のフィルムと共に本明細書に示すように、フィルムの帯920、925及び830のうちの一つまたは複数は、必要に応じて外層、例えばカバー層に結合できる層を含んでよい。それは線状または環状のポリアミド、またはポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含むコポリマーを含む。
【0072】
フィルムストラップがコア材料の上に配置される特定の実施形態においては、一つより多いフィルムストラップを提供でき、かつ異なるフィルムストラップを複合材の上に異ならせて配置できる。
図10を参照すると、複合材製品1000は、コア層1010、そのコア層110の上に配置された第1のフィルムの帯1020、及び第1のフィルムの帯1020の上に配置された第2のフィルムの帯1030を備えている。第2のフィルムの帯1030は、第1のフィルムの帯1020に直交して配置される。フィルムの帯1020、1030のうちの一つあるいは両方が、高粘度の層及びタイ層を含み得る。ある実例においては、フィルムの帯1030は高粘度の層とタイ層を含み、かつフィルム1020は高粘度の層を含まない(しかし、タイ層を含み得るまたは含み得ない)。ある実例において、帯1020と1030の間の角度は90度である必要はなく、それは例えば90度未満または90度より大きくすることができる。
図10に示されている実施形態は、コア層1010のすぐ隣に配置された第1の帯1020を備えているが、他の実施例においては、帯1030をコア層1010のすぐ隣に配置することができ、かつ帯1020を帯1030の上に配置できる。本明細書に記載するように、追加のあるいは強化された結合を提供するために、フィルムストラップを複合材の領域(例えば、縁部)に配置することが望ましいことがあり得る。帯1020及び1030の正確な寸法、幅及び組成は変化することができ、かつ典型的にこれらの帯は同じフィルム材料から、かつ本明細書に記載される高粘度のタイ層を含むフィルムを製造するために用いるのと同じプロセスを用いて製造できる。いくつかの実施例においては、帯1020、1030のうちの少なくとも一つが少なくとも10グラム/平方メートルの坪量を有する。ある実施例においては、帯1020及び1030の各々が少なくとも10グラム/平方メートルの坪量を有する。帯1020及び1030の組成及び寸法は同一である必要はない。加えて、帯1020及び1030の各々の領域は、異なる組成、例えば異なるタイ層、異なる粘度のタイ層、異なる無極性のフィルム成分、等を含み得る。他の構成において、コア層1010の平らな表面の全体は(高粘度のタイ層を含むフィルムとし得るまたはし得ない)第1の表面層を含むことができ、かつ
図10に示されているような帯をその第1の表面層の上に配置できる。
図10は2つのフィルムの帯1020及び1030を備える複合材製品1000を示しているが、単一のフィルムの帯だけまたは複数の帯を用いることもでき、例えば三つ、四つ、五つ、六つあるいはより多くの別々の帯を存在させることもできる。いくつかの実施形態において、フィルムの帯は、複合材を望ましい構造または形状に、例えば自動車の内装部品に形成する前にエンドユーザによって、付加することができ、または第1の表面層をコア層に付加する前に第1の表面層に前もって付加できる。他のフィルムと共に本明細書に示すように、フィルムの帯1020、1030のうちの一つあるいは両方は必要に応じて外層、例えばカバー層に結合できる層を含むことができ、それは線状または環状のポリアミド、またはポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含むコポリマーを含み得る。いくつかの実例においては、最も外側の帯1030の外層だけが、線状または環状のポリアミド、またはポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含むコポリマーを含み得る。
【0073】
二つを超える帯がコアの上に配置される特定の実施例においては、帯の異なる領域を異なるやり方で配置し得る。
図11を参照すると、複合材製品1100は、コア層1110と、そのコア層1110の上に配置されたフィルムの帯1120、1125、1130及び1135とを備えている。帯1135はコア層1110に直接接触し、かつ帯1120及び1130の下に配置されるが、帯1125は1120及び1130の上に配置される。異なる構成において、帯1135は、例えば帯1130の下であるが帯1120の上に配置できる。本明細書に記載するように、強化された結合が必要とされるコア層の領域にフィルムストラップを配置することが望ましいことがあり得る。帯1120、1125、1130及び1135の正確な寸法、幅及び組成は変化することができ、かつ典型的にそれらのフィルムの帯は同一の材料から、かつ本明細書に記載されるフィルムを製造するために用いるものと同じプロセスを用いて製造できる。いくつかの実施形態においては、帯1120、1125、1130及び1135のうちの少なくとも一つが高粘度の層及びタイ層を含むことができる。他の実施形態においては、帯1120、1125、1130及び1135のうちの少なくとも二つが、高粘度の層及びタイ層を含むことができる。いくつかの実施例においては、帯1120、1125、1130及び1135のうちの少なくとも三つが、高粘度の層及びタイ層を含むことができる。ある実施形態においては、帯1120、1125、1130及び1135の全てが、高粘度の層及びタイ層を含むことができる。ある実施形態においては、帯1120、1125、1130及び1135のうちの少なくとも一つが、少なくとも10グラム/平方メートルの坪量を有することができる。他の実施形態においては、帯1120、1125、1130及び1135のうちの少なくとも二つが、少なくとも10グラム/平方メートルの坪量を有することができる。追加の実施形態においては、帯1120、1125、1130及び1135のうちの少なくとも三つが、少なくとも10グラム/平方メートルの坪量を有することができる。ある実施例においては、帯1120、1125、1130及び1135の各々が、少なくとも10グラム/平方メートルの坪量を有することができる。帯1120、1125、1130及び1135の組成及び寸法は同一である必要はない。加えて、帯1120、1125、1130及び1135各々の領域は、異なる組成、例えば異なるタイ層、異なる粘度のタイ層、異なる無極性のフィルム成分、等を含み得る。他の構成において、コア層1110の平らな表面の全体は(高粘度のタイ層を含むフィルムとし得るまたはし得ない)第1の表面層を含むことができ、かつ
図11に示されるような帯をその第1の表面層の上に配置できる。
図11は四つの帯1120、1125、1130及び1135を備える複合材1100を示しているが、四つを超える帯のうちの一つの帯だけを用いることもでき、例えば五つ、六つ、七つ、八つあるいはより多くの別々の帯を存在させることができる。いくつかの実施形態において、帯は、複合材製品を望ましい構造または形状に、例えば自動車の内装部品に形成する前にエンドユーザによって、付加することができ、または第1の表面層をコア層に付加する前に第1の表面層に前もって付加できる。他のフィルムと共に本明細書に示すように、フィルムの帯1120~1135のうちの一つまたは複数を必要に応じて外層、例えばカバー層に結合できる層を含むことができ、それは線状または環状のポリアミド、またはポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含むコポリマーを含み得る。いくつかの実例においては、最も外側の帯1125の外層だけが、線状または環状のポリアミド、またはポリアミド、例えば選択的に如何なるカプロラクタムも含まない線状または環状のポリアミドを含むコポリマーを含み得る。
【0074】
他の構成においては、カバー層または装飾層を、何らかの周知の技術、例えば積層、接着結合、その他同種のものにより、製品の第2の表面層に付加できる。装飾層は、例えばポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性エラストマ、その他の熱可塑性フィルムから形成し得る。装飾層は、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、その他同種のものから形成される発泡コア含む多層構造であってもよい。布は、天然及び合成のファイバから製造される織布、ニードルパンチング等を施した後の有機繊維不織布、起毛織物、編んだ製品、植毛織物、または他のそのような材料といった発泡コアに結合し得る。布は、感圧接着剤、及びポリアミド、改質ポリオレフィン、ウレタン及びポリオレフィンのようなホットメルト接着剤を含む、熱可塑性樹脂接着剤によって、発泡コアに結合してもよい。装飾層は、スパンボンド、熱接着、スパンレース、メルトブロー、ウェットレイド及び/またはエアレイドのプロセスを用いて製造してもよい。
【0075】
本明細書に記載される技術の新規な態様のいくつかを例示するために、以下にある特定の実施例を説明する。
【0076】
実施例1
フィルムのいくつかの物理的な特性を評価する分析試験を実行した。以下を含む三つのフィルムを試験した。すなわち、(1)コポリアミド(CoPA)層とポリプロピレン(PP)層を有する二層フィルム(フィルム1)、(2)Xiro 45.311の60グラム/平方メートルのフィルム(フィルム2)、及び(3)Xiro 45.311の80グラム/平方メートルのフィルム(フィルム3)、である。試験毎に五つの試料について、直径約99ミリメートルの円盤を用いてフィルム1の坪量を測定した。サンプルは、華氏72度及び相対湿度50%において、24時間調製した。各パックの重量はフィルムを追加する前後において計量した。
【0077】
示差走査熱量(DSC)測定も実行した。DSC測定においては、2つの加熱冷却サイクル測定を用いたが、加熱/冷却速度は毎分摂氏10度であった。
【0078】
フィルム1の坪量は約58.7グラム/平方メートルであると測定された。坪量の約50%はコポリアミド層及びタイ層からのものであり、かつ坪量の残りの50%はポリプロピレン層からのものであった。フィルム2及び3の坪量は測定しなかったが、上記したように、供給元によって、約60グラム/平方メートル(フィルム2)及び80グラム/平方メートル(フィルム3)であると特定された。
【0079】
DSC測定は、フィルムの成分及び性能の証拠として実行した。第2の加熱サイクルの間に、下記の表1に掲載したピークが観察された。DSC曲線は
図12~
図14に示されている。
図12はフィルム1のDSC曲線を示し、
図13はフィルム2のDSC曲線を示し、かつ
図14はフィルム3のDSC曲線を示している。
【0080】
【0081】
DSC測定はコポリアミドのピークについては類似の熱的特性を示したが、ポリプロピレンのピークについては差異が観察された。
【0082】
実施例2
熱可塑性コアと実施例1の三つのフィルムを含む複合材製品の剥離強度を、粘着性能を評価するために測定した。ポリウレタンフォーム層が、熱可塑性コア/フィルム複合材に積層されていた。
【0083】
180度剥離試験においては、150ミリメートル×25ミリメートルの試料を製造し、180度剥離試験を実行する前に摂氏35度で湿度95%の湿度チャンバ内に16時間置いた。試料は、研究室において、コア層をフィルムに、次いで発泡カバー層に積層することにより製造した。コア層は、約800グラム/平方メートルの坪量を有しており、約43.7重量パーセントのグラスファイバ、約2.8の重量パーセントのロフティング剤(lofting agent)を含み、コアの残部(約53.5の重量パーセント)はポリプロピレンを含んでいた。試料は約3.5ミリメートルの最終厚みを有していた。試験の結果は
図15に示されている。フィルム1はフィルム3より低い坪量を有しているが、フィルム1の性能はフィルム2及び3に匹敵する。環境条件は、室温(摂氏約25度)及び大気圧を指し、かつMDは縦方向を指し、かつCDは横方向を指す。各フィルムについて左から右へと、棒グラフは環境MD、環境CD、湿度MD及び湿度CDを表している。
【0084】
実施例3
製品の厚み及び加工条件を変化させることにより、フィルムの粘着性能を更に試験した。異なる試験条件は表2に掲載されている。
【0085】
【0086】
試験条件の結果が
図16に示されている。フィルム1を有する試験製品(ST-8378)は、フィルム3を有する基準製品(ST-8379)に匹敵する性能を示している。
図16の棒グラフにおける各グループについて、試験材料が左側に表示され、かつ基準材料が右側に表示されている。
【0087】
実施例4
個別の部品を小型のヘッドライナに成形した。成形温度は190℃及び210℃に設定した。試験製品(ST-8378)及び基準製品(ST-8379)を同じ方法で処理した。成形プロセスの間に有意な差は観察されなかった。パネル1の間隙が成形の間に制御された。
図17の表3は、異なる成形条件の下での試料の実際の基材の成形厚みをまとめている。この実施例においては処理温度の間に色の変化は観察されなかった。
図18及び
図19は、縦方向及び横方向にモールド成形された全ての部品のピーク粘着性を示している。棒グラフの各グループにおいて、左から右への棒は、ST-8378(環境条件)、ST-8379(環境条件)、ST-8378(湿潤条件)及びST-8739(湿潤条件)を表している。2つの異なる処理温度において、有意な性能の差異は観察されなかった。基準及び試験の両方のサンプルにおいて、モールド厚みが増加するにつれて粘着性能は全般的に減少した。
【0088】
実施例5
実施例2に記載されているものと同様のコア層にフィルムを積層することによりフィルム1を更に評価した。ポリウレタン層をフィルムに積層してヘッドライナを形成した。加熱(90℃で24時間の後、環境温度で1時間)及び湿潤(50℃及び湿度90%で24時間の後、環境温度で1時間)の条件を用いつつ、ヘッドライナ片を環境条件(約25℃)の下で評価した。フィルム1を有する試料はST-8634と呼び、フィルム2を用いて製造されたヘッドライナ(基準1と呼び、800グラム/平方メートルの坪量のコアを有していた)と比較された。180度剥離試験の結果が
図20に示されている。各棒グループにおいて、左から右に、棒はST-8634MD、基準1MD、ST-8634CD、基準1CDを表す。偏差量(deviation run)(実施例1で述べたフィルム1)及び生産量(production run)(実施例1で述べたフィルム2)について類似の試験を実行した。偏差量及び生産量の剥離試験の結果は
図21に示されている。各棒グループにおいて、左から右に、それらの棒は偏差MD、生産MD、偏差CD及び生産CDを表している。
【0089】
実施例6
基準2のサンプルの成形されたヘッドライナから切り取った飾り板を用いて、実施例5の評価と類似の評価を実行した。このサンプルは、実施例1に記載のフィルム2を用いる、4パレット偏差量(deviation run)及び2パレット偏差量の両方について評価を行った。
図22は、実施例5に記載される方法論に従って成形されたヘッドライナから切り取った4パレット偏差量試料の剥離強度を示している(コア材料は約700グラム/平方メートルの坪量を有しており、かつ偏差量は実施例1で述べたフィルム1を用いた)。
図23は、実施例5に記載された方法論に従って成形されたヘッドライナから切り取った2パレット偏差量資料の剥離強度を示している。各棒グループにおいて、左から右に、それらの棒は基準2のMD、偏差MD、基準2のCD、及び偏差CDを表している。
【0090】
実施例7
音響性能について基準2及び偏差材料の追加の評価を実行した。ヘッドライナから切り取ったフラットパネルを測定した。フィルムの切れ込みがパネルに存在していた。4パレット偏差についての結果が
図24に示され、かつ2パレット偏差の結果が
図25に示されている。
【0091】
上記の様々な実施例及びグラフからの結果は、一体的なタイ層を欠いているより重いフィルムに匹敵する性能を提供する一体的な粘度タイ層を有するフィルムと矛盾しない。
【0092】
実施例8
図26A及び
図26Bは三つの構造物の剥離強度を示している(
図26Aは縦方向、
図26Bは横方向)。棒グループのそれぞれにおいて、左から右に、それらの棒は環境、湿度、環境2、熱及び環境3を表す。
図31の表に示すように、ST-9288A構造物は、高粘度タイ層のない80グラム/平方メートルフィルム、30グラム/平方メートルの接着剤、及び50グラム/平方メートルポリプロピレン(PP)を含んでいた。ST-9288C構造物は、高粘度タイ層を有する70グラム/平方メートルのフィルム、30グラム/平方メートルの接着剤、及び40グラム/平方メートルのPPを含んでいた。ST-9288D構造物は、高粘度タイ層を有する80グラム/平方メートルのフィルム、30グラム/平方メートルの接着剤、及び50グラム/平方メートルのPPを含んでいた。各構造物のコアの厚みは3.5ミリメートルであった。この実施例におけるフィルムの坪量は、先の実施例において、試験したフィルム1より高い。シートは、研究室で発泡タイプのカバー材料と組み立てられ、かつ150ミリメートル×25ミリメートルで測定した。負荷速度は300ミリメートル/分であった。
【0093】
個別の試験条件が
図28の表に示されている。高粘度タイ層が存在するときに(ST-9288C及びST-9288D)、縦方向の剥離強度は増加した。より多くのPPが存在するときに(ST-9288D)、横方向の剥離強度が増加した。
【0094】
実施例9
用いるコアの厚みが3.5ミリメートルの代わりに3.0ミリメートルであること以外は実施例8の試料と同様な追加の試料を試験した。結果は
図27A及び
図28Bに示されている。各棒グループにおいて、左から右に、それらの棒は環境、湿度、環境2、熱、及び環境3を表している。
【0095】
実施例8及び実施例9の縦方向の剥離強度を比較すると、より厚くないコアを用いたときに縦方向の剥離強度は全般的に上昇した。同様に、より厚くないコアは横方向の剥離強度が増加する結果となった。しかしながら、全体的なモールド成形の厚みが増加するときに(例えば3.5ミリメートルのコアは3.0ミリメートルのコアより厚い構造物を提供する)、高粘度タイ層の存在は、類似の密度において、強化された剥離強度を提供する。一般的に、コア層の密度は一定であるが厚みが増加する場合、剥離強度の低下が予想される。材料の密度がより低いので、例えば結合のための表面に存在する材料がより少ないからである。高粘度タイ層が存在する場合、剥離強度におけるこの予想される低下を減少させ、相殺しまたは回避できる。
【0096】
これらの結果は、全体的な製品が(実質的に一定な坪量において、)そのコア層について全体的に増加した厚みを有する場合であっても、増加した剥離強度を提供する高粘度タイ層と矛盾しない。
【0097】
実施例10
図29は様々なヘッドライナ飾り板構造物についての剥離強度の測定の結果を示している。
図30は実施例10において、用いた試験条件を示している。「冷間」とは-30℃を指し、「熱間」とは85℃を指し、かつ異なる環境の棒は環境条件における異なる測定値を表している。各棒グループにおいて、左から右に、それらの棒は、上記の実施例において、注目した環境及び湿度条件での環境1、湿度1、熱間1、冷間1、環境2、湿度2、熱間2、及び冷間2を表している。
【0098】
図29に示すように、ヘッドライナ飾り板の剥離強度は、高粘度タイ層が存在するときに増加している。より多くのPPの追加は(ST-9288Dの50グラム/平方メートルのPP対ST-9288Cの40グラム/平方メートルのPP)、高い湿度条件の下以外ではヘッドライナ飾り板の剥離強度を実質的に変えなかった。これらの結果は、剥離強度を増加させる高粘度タイ層と矛盾しない。特に、ST-9288A構造物を(ST-9288A構造物における高粘度タイ層の欠落が唯一の差異である)ST-9288Dの構造物と比較するときに、剥離強度の平均は増加している。
【0099】
実施例11
実施例12~14においては、ある種の他のフィルムを性能について試験した。これらの実施例において、以下の省略が用いられる。
【0100】
【0101】
フィルムのいくつかの特性は以下の表に掲載されている。2種類の接着成分を用い、かつ2つのフィルム構造が含まれていた。評価したフィルムの全ては、ポリプロピレン(PP)の一つの層と一つの接着層とを有する少なくとも二層のフィルムと考えることができる(それらのフィルムの多くは3~5の層を有する)。全ての接着剤層にポリアミドコポリマー(Co-PA)が用いられているが、異なるタイプのCoPA成分が用いられた。加えて、各種類のフィルムの面密度も同様に変化させることができる。
【0102】
【0103】
Mettler Toledo 822e機器を用いて示差走査熱量(DSC)測定を実施した。DSC測定の目的は、フィルムの組成を区別すること、並びに接着成分の活性温度を確認することであった。試験サイクルは、2つの加熱冷却サイクル手順として設定された。1)10℃/分の速度で30℃から200℃まで温度を上昇させる、2)200℃から30℃までの温度を低下させる、3)ステップ1)を反復する、及び4)ステップ2)を反復する。この分析は、熱履歴ではなく化学組成を最も良く反映すると考えられているステップ3)に主に焦点が定められている。
【0104】
面密度は、99ミリメートルの直径を有する円板の重量を計量することにより決定された。この面密度の測定は、供給元から受け入れた情報を確認するためにフィルムの試料について行った。面密度は、それらの上に評価したフィルムが積層されているLWRTシートについても測定した。従って試験したLWRT基材の間の類似性が保証される。面密度は、各機能層の面密度についての更なる調査なしにフィルム全体について測定しただけであり、接着剤層の対応する値はフィルム製造業者により提供された。
【0105】
剥離粘着性の要件は、一般的にヘッドライナのような用途について設定される。粘着性能はフィルムを試験するために用いる一つの重要な特性である。装飾布は熱成形プロセスによって、LWRT基材に付加された。LWRT基材は、LWRTに用いられているポリオレフィン樹脂の融点より高い温度に、オーブン、例えば赤外線オーブン内で加熱される。そして、LWRTシートがオーブンから出てくるが、接着成分の活性化温度より高い温度に未だ留まっていておそらくは熱可塑性成分の融点より高いときに、布が基材に押圧される。全体的な組み立ては、全プロセスの後では接着成分の活性化温度より低い温度にあることが予想される。剥離試験のための試料は一様な基板厚さを有する平板パネルから切り取られた。剥離試験は、典型的に、試料の寸法及びその他のような潜在的な最小の修正でASTM D903規格(2010年)に従っている。
【0106】
ヘッドライナに加えて、時には、モールド成形されたヘッドライナから切り取った部品の代わりに、研究室で成形したLWRTボードの平板パネルと発泡タイプ装飾布の組み立てを用いる、スクリーニング研究も実行した。報告データは、五つの試験した試料の最小値の平均に基づいている。粘着性能は、周囲条件並びに特定の環境エージングサイクルの後の両方の下で評価した。
【0107】
フィルムの間の公平な比較のために、フィルムX1及びX2を標準試料として選択し、かつ全ての比較のための基準試料として用いた。剥離粘着性は、基材の等級及び選択された基材の成形厚みの影響を受ける。従って、試験の変動を最小化するために、比較試料は同一生産ロットからのLWRT基材を含み、同じ基板厚さにモールド成形した。異なる環境サイクルの下で試験する試料もまた、同一の生産量(production run)におけるLWRT基材を用いる同一の調製プロセスから集められた。
図32はフィルムX1とA1の間の比較を示しており、かつ縦方向(MD)及び横方向(CD)の両方における剥離強度データが提示されている。各棒グループは、左から右に、MD環境、CD環境、MD湿潤後、及びCD湿潤後を表している。測定は、研究室での成形手順で調製されたスクリーニング試料について実行された。接着フィルム片は、LWRT基材及び発泡タイプ布により挟持された。基材は3.5ミリメートルにモールド成形した。フィルムX1は、環境条件の下ではフィルムA1よりわずかに良好な性能を示した。しかしながら、フィルムA1は湿潤環境サイクル(35℃、湿度95%、16時間)の後に性能低下を示したが、フィルムX1はこのサイクルの後でも同じレベルの性能を維持することができた。環境エージング後の性能の変化はフィルムX1とフィルムA1の間の差異が有意である。例えば、フィルムX1は環境エージングの後も未だ同じレベルの適切な粘着性能を提供することができる。フィルムX1とフィルムA1の間の性能の差異は、強化された性能を提供する異なるコポリアミド材料のフィルム、例えば如何なるカプロラクタムも欠いているコポリアミドフィルムと矛盾しない。
【0108】
実施例12
試験したフィルムの面密度は表5に掲載されている。その結果は、フィルム供給元から受け入れられた仕様情報を確認するものである。表4は、DSC測定の第2加熱サイクル(ステップ3)において、観察されたピークをまとめている。110℃あたりの吸熱ピークは接着成分の溶融ピークであり、より高い温度のものはポリオレフィン成分に関連している。55℃あたりの発熱ピークは、タイプ1の接着剤を有するフィルムにおいて観察されるだけであり、それは接着剤の再結晶ピークである。DSC測定は、試験したフィルムの間の差異を確認するために用いる。
【0109】
【0110】
【0111】
実施例13
図33は、2つの基準試料、フィルムX1とフィルムX2の間の環境条件下での比較を示している。フィルムX1及びフィルムX2は、同じ製品ファミリに属していて同一材料組成を共有している。フィルムX1とフィルムX2の間に差異を拡大するために、この特定の試験に用いるLWRTコア基材は典型的な用途よりも厚い基板厚さ6ミリメートルに成型した。これは、粘着性を達成するためにはより困難な状況を示している。試験試料はまた、スクリーニング研究室成形手順により調製された。ここで観察されることは、2つのフィルムが同じタイプの接着成分及び同じ量の接着成分を共有しているのに、フィルムX2がフィルムX1より著しく良好な剥離強度を示すことである。この性能の差異はLWRTの多孔性に起因している。成形の間、接着フィルムは溶融段階にあり、かつLWRTの多孔性はフィルムが基材にしみ込むことを可能にする。追加の高融点性ポリオレフィンがフィルムX2に存在してフィルムX1に存在しないことは、より粘着性の成分を接着界面に維持することを助ける。
【0112】
実施例14
フィルム構造の変更がなされ、かつ高粘度タイ層が導入された。追加のポリオレフィン成分を用いて界面にやける接着剤の浸透を防止することに代えて、この新しい構造はポリオレフィンの浸透の防止または緩徐化を助け得て、それは界面により多くの接着剤を維持し得る。
図34は、フィルムX1と、高粘度タイ層を含むフィルムC1の間の比較を示している。各棒グループにおいて、左から右へと、それらの棒はMD環境、CD環境、MD加熱後、CD加熱後、MD湿潤後、及びCD湿潤後を表している。この比較において試験した試料は、ヘッドライナ製造業者から受け入れた成形ヘッドライナから切り取ったものであり、かつ基板の厚みは約5ミリメートルである。剥離粘着性試験は、1)環境条件下で、2)90℃での24時間の熱エージングの後、及び、3)50℃かつ湿度90%で24時間の湿潤エージングの後に実行した。いくつかの小さい改良により、フィルムC1は、フィルムX1に概ね匹敵する性能を示す。
【0113】
図35は、フィルムX2とフィルムC1(環境、及び35℃湿度90%で16時間の湿潤エージング)の間の比較研究の結果を示している。各棒グループにおいて、左から右へと、それらの棒は、MD環境、CD環境、MD湿潤後、及びCD湿潤後を表している。この研究で試験した試料は内部でモールド成形したヘッドライナから切り取り、かつ基材は約3.5ミリメートルにモールド成形したものである。フィルムX2はフィルムC1より有望な性能を有しており、それは、従来の構造から強化された構造へのフィルム構造の変更よりも、ポリプロピレンの追加の20グラム/平方メートルが粘着性を改良するためにより効果的であったことを示している。
【0114】
図36は、低い面密度において、強化されたフィルム構造により、フィルムX2の性能を達成する場合を示している。全ての試料は、内部でモールド成形したヘッドライナから切り取ったものである。試験は、1)環境条件の下で、2)湿潤エージングの後、3)熱エージングの後、4)冷却エージング湿潤の後、かつ条件1)から4)の反復によりなされた。左から右へと、棒グループは環境1、湿度1、熱間1、冷間1、環境2、湿度2、熱間2、及び冷間2を表している。全部で三つの試験したフィルムX2、フィルムC2、及びフィルムC3は、大きな性能低下なしに環境サイクルを耐え抜くことができた。この特定の研究においては、フィルムC2及びC3の両方が、特に加熱及び湿度サイクルの後にフィルムX1に対する改良を示している。更に重要なことに、フィルムC2は、フィルムX1より低い面密度を有している。従って、フィルムC2は、70グラム/平方メートルの面密度を有しているが、潜在的な性能の改良、更にはフィルムX2を利用する用途のコスト削減の候補となり得る。この結果は、強化タイプのフィルム構造に用いる高粘度タイ層の利益によるものと考えられる。
【0115】
実施例11から14の結果は、より良好なフィルムの化学作用が界面における粘着性を助けることを示している。環境エージング後の性能は、フィルムに用いる接着剤のタイプに関連している。フィルムの追加の非粘着性部品もまた界面における粘着性を助ける。追加のポリプロピレンの存在は界面における接着成分の損失の防止を助ける。このことは接着剤と泡との間の実際の接触を改良することができ、続いて界面における粘着性を改良できる。ポリプロピレンの量を増加させる代わりに、高粘度タイ層は接着成分を界面に維持することもできる。接着フィルムの選択は、2つの粘着性成分の性質により決定される。より高い多孔率は、一般的に、界面におけるより多くの接着剤の残留を必要とする。
【0116】
本明細書に開示される実施例の要素を導入するときに、「a」「an」「the」及び「said」という冠詞は一つまたは複数の要素があることを意味している。「comprising(備える)」、「including(含む)」及び「having(有する)」という用語は制限がないことを意図しており、かつ記載された要素以外の追加の要素があり得ることを意味している。実施例の様々な要素を他の実施例の様々な要素に交換しまたは置換できることは、この開示の利益が与えられる当業者により認識されるであろう。
【0117】
特定の態様、実施例及び実施形態を上に記載してきたが、開示された例証となる態様、実施例及び実施形態の追加、置換、修正及び変更が可能であることは、この開示の利益が与えられる当業者により認識されるであろう。