JP2001079975A - 多層状の複合体および該複合体を製造する方法 - Google Patents
多層状の複合体および該複合体を製造する方法Info
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- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 結合エレメント、機能エレメントまたは補強
エレメントのような構造エレメントを、剛性度の点でか
つ製造技術的に最適に複合体に被着できるようにする。 【解決手段】 熱可塑性プラスチックで結合された天然
繊維層が、補強層を形成するように、前記熱可塑性プラ
スチックと相容性の補強材料によって完全にまたは部分
的に浸透されていて、該補強材料でコーティングされて
おり、補強層内および／または補強層上では、補強材料
と同じ材料かまたは該補強材料と相容性の材料から成る
結合エレメントおよび／または機能エレメントおよび／
または補強エレメントが、前記補強層に一体に被着され
ているかもしくは形成されているようにした。
エレメントのような構造エレメントを、剛性度の点でか
つ製造技術的に最適に複合体に被着できるようにする。 【解決手段】 熱可塑性プラスチックで結合された天然
繊維層が、補強層を形成するように、前記熱可塑性プラ
スチックと相容性の補強材料によって完全にまたは部分
的に浸透されていて、該補強材料でコーティングされて
おり、補強層内および／または補強層上では、補強材料
と同じ材料かまたは該補強材料と相容性の材料から成る
結合エレメントおよび／または機能エレメントおよび／
または補強エレメントが、前記補強層に一体に被着され
ているかもしくは形成されているようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に自動車の構成
部分または成形部分を製造するための多層状の複合体で
あって、該複合体が、熱可塑性プラスチックで結合され
た少なくとも１つの天然繊維層と、場合によっては、単
数または複数の熱可塑性樹脂層および／または開放気泡
の組織の補強挿入体とによって形成されており、前記組
織が、隣接する天然繊維層または熱可塑性樹脂層の、溶
融したプラスチックによって浸透されていて、前記天然
繊維層または前記熱可塑性樹脂層に補強部として固定さ
れている形式のものに関する。さらに、本発明は、多層
状の複合体を製造する方法に関する。
部分または成形部分を製造するための多層状の複合体で
あって、該複合体が、熱可塑性プラスチックで結合され
た少なくとも１つの天然繊維層と、場合によっては、単
数または複数の熱可塑性樹脂層および／または開放気泡
の組織の補強挿入体とによって形成されており、前記組
織が、隣接する天然繊維層または熱可塑性樹脂層の、溶
融したプラスチックによって浸透されていて、前記天然
繊維層または前記熱可塑性樹脂層に補強部として固定さ
れている形式のものに関する。さらに、本発明は、多層
状の複合体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７
０６８３９号明細書に基づき公知であるこのような複合
体は、それ自体最良であることが分かった。
０６８３９号明細書に基づき公知であるこのような複合
体は、それ自体最良であることが分かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の多層状の複合体を改良して、結合エレメ
ント、機能エレメントまたは補強エレメントのような構
造エレメントを、剛性度の点でかつ製造技術的に最適に
複合体に被着できるようにすることである。
で述べた形式の多層状の複合体を改良して、結合エレメ
ント、機能エレメントまたは補強エレメントのような構
造エレメントを、剛性度の点でかつ製造技術的に最適に
複合体に被着できるようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、熱可塑性プラスチックで結合され
た天然繊維層が、補強層を形成するように、前記熱可塑
性プラスチックと相容性の補強材料によって完全にまた
は部分的に浸透されていて、該補強材料でコーティング
されており、補強層内および／または補強層上では、補
強材料と同じ材料かまたは該補強材料と相容性の材料か
ら成る結合エレメントおよび／または機能エレメントお
よび／または補強エレメントが、前記補強層に一体に被
着されているかもしくは形成されているようにした。
に本発明の構成では、熱可塑性プラスチックで結合され
た天然繊維層が、補強層を形成するように、前記熱可塑
性プラスチックと相容性の補強材料によって完全にまた
は部分的に浸透されていて、該補強材料でコーティング
されており、補強層内および／または補強層上では、補
強材料と同じ材料かまたは該補強材料と相容性の材料か
ら成る結合エレメントおよび／または機能エレメントお
よび／または補強エレメントが、前記補強層に一体に被
着されているかもしくは形成されているようにした。
【０００５】
【発明の効果】この構成によって、機能エレメントを備
えた複合体の製造が非常に簡単になり、しかもこの複合
体は一層良好に結合される。なぜならば、被着される補
強層に隣接する天然繊維層または組織層の浸透が強く改
善されるということが分かったからである。基礎を成す
層内への補強材料の密な浸透もしくは滲入に基づき、被
着された補強材料の、規則正しい機械的なかぎ爪の形を
した特に強い結合部が形成されるので、前記機能エレメ
ントは複合体に、解離不能な一体的な結合を形成する。
えた複合体の製造が非常に簡単になり、しかもこの複合
体は一層良好に結合される。なぜならば、被着される補
強層に隣接する天然繊維層または組織層の浸透が強く改
善されるということが分かったからである。基礎を成す
層内への補強材料の密な浸透もしくは滲入に基づき、被
着された補強材料の、規則正しい機械的なかぎ爪の形を
した特に強い結合部が形成されるので、前記機能エレメ
ントは複合体に、解離不能な一体的な結合を形成する。
【０００６】本発明に基づき多層状の複合体を製造する
方法は、熱可塑性プラスチックで結合させた天然繊維層
の外面に、流動性の粉末またはペースト状の顆粒の形
の、熱可塑性材料と相容性の補強材料を薄い層として被
着し、エネルギ供給によって天然繊維層と密に結合さ
せ、補強材料と同じ材料かまたは該補強材料と相容性の
材料から成る結合エレメントおよび／または機能エレメ
ントおよび／または補強エレメントを補強層に一体に形
成するという点で優れている。
方法は、熱可塑性プラスチックで結合させた天然繊維層
の外面に、流動性の粉末またはペースト状の顆粒の形
の、熱可塑性材料と相容性の補強材料を薄い層として被
着し、エネルギ供給によって天然繊維層と密に結合さ
せ、補強材料と同じ材料かまたは該補強材料と相容性の
材料から成る結合エレメントおよび／または機能エレメ
ントおよび／または補強エレメントを補強層に一体に形
成するという点で優れている。
【０００７】本発明により、補強材料と同じ材料かまた
は該補強材料と相容性の材料から成る結合エレメントお
よび／または機能エレメントおよび／または補強エレメ
ントを補強層に一体に形成することができると特に有利
である。
は該補強材料と相容性の材料から成る結合エレメントお
よび／または機能エレメントおよび／または補強エレメ
ントを補強層に一体に形成することができると特に有利
である。
【０００８】特に個々の層もしくは補強挿入体の対応配
置に関連した、本発明のさらなる利点および有利な変化
形は、図面に基づいた以下の実施例の説明から知ること
ができる。
置に関連した、本発明のさらなる利点および有利な変化
形は、図面に基づいた以下の実施例の説明から知ること
ができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
面につき詳しく説明する。
【００１０】ここで示す実施例における複合体もしくは
繊維マットは、全ての層を斜視図で観察することができ
るように、それぞれ上側に位置する層に対して切り取ら
れた個々の層の縁部ストリップで図示してある。成形し
たい複合体もしくは成形される構成部分のための出発材
料を成す繊維マットの概略図は、複合体の概略図に相当
している。
繊維マットは、全ての層を斜視図で観察することができ
るように、それぞれ上側に位置する層に対して切り取ら
れた個々の層の縁部ストリップで図示してある。成形し
たい複合体もしくは成形される構成部分のための出発材
料を成す繊維マットの概略図は、複合体の概略図に相当
している。
【００１１】図１に示した構成では、天然繊維層２．１
がその両面で、それぞれ１つの（付加的な）補強組織
３．１，３．２によってカバーされている。天然繊維層
２．１は、麻、亜麻、黄麻、サイザル麻などのような天
然繊維から成っているかまたは天然繊維混合物から成っ
ている。この天然繊維は、熱可塑性プラスチックから成
る結合媒体を含浸しているかまたは適当な繊維と混合さ
れていて、形状付与の後に結合媒体を用いて複合体を形
成している。
がその両面で、それぞれ１つの（付加的な）補強組織
３．１，３．２によってカバーされている。天然繊維層
２．１は、麻、亜麻、黄麻、サイザル麻などのような天
然繊維から成っているかまたは天然繊維混合物から成っ
ている。この天然繊維は、熱可塑性プラスチックから成
る結合媒体を含浸しているかまたは適当な繊維と混合さ
れていて、形状付与の後に結合媒体を用いて複合体を形
成している。
【００１２】熱可塑性樹脂によって結合された天然繊維
層２．１をサンドイッチ状に取り囲む両補強挿入体３．
１，３．２は開放構造の組織から成っている。この組織
は、天然繊維層２．１のために使用される熱可塑性の結
合媒体よりも（存在する限りにおいて）高い溶融温度を
有する繊維材料から成っている。実施例では、補強挿入
体３．１，３．２の、開放気泡の大きな組織はポリエス
テル繊維から成っている。選択的には、ポリブチレンテ
レフタラートから成る繊維または炭素繊維またはガラス
繊維もしくはこれらの繊維を組み合わせるかまたは高い
溶融温度を有する別の繊維を組み合わせて使用すること
もできる。
層２．１をサンドイッチ状に取り囲む両補強挿入体３．
１，３．２は開放構造の組織から成っている。この組織
は、天然繊維層２．１のために使用される熱可塑性の結
合媒体よりも（存在する限りにおいて）高い溶融温度を
有する繊維材料から成っている。実施例では、補強挿入
体３．１，３．２の、開放気泡の大きな組織はポリエス
テル繊維から成っている。選択的には、ポリブチレンテ
レフタラートから成る繊維または炭素繊維またはガラス
繊維もしくはこれらの繊維を組み合わせるかまたは高い
溶融温度を有する別の繊維を組み合わせて使用すること
もできる。
【００１３】本発明によれば、複合体の外面、この場合
には天然繊維層２．１の外側に位置する補強挿入体３．
１，３．２の１つに、この実施例では補強挿入体３．２
に補強材料層４．１が装着されている。この補強材料層
４．１は、天然繊維層２．１の結合媒体として働く熱可
塑性プラスチックと同じであるかまたは少なくともこの
熱可塑性プラスチックと相容性のものである。補強材料
層４．１は、流動性の粉末またはペースト状の顆粒の形
で付加的な層として被着され、複合体の製造過程の中で
エネルギ供給によって補強挿入体３．２に結合され、し
かも可能なかつ有利な限りにおいて、補強挿入体３．２
の下側に位置する天然繊維層２．１に付加的に密に結合
される。
には天然繊維層２．１の外側に位置する補強挿入体３．
１，３．２の１つに、この実施例では補強挿入体３．２
に補強材料層４．１が装着されている。この補強材料層
４．１は、天然繊維層２．１の結合媒体として働く熱可
塑性プラスチックと同じであるかまたは少なくともこの
熱可塑性プラスチックと相容性のものである。補強材料
層４．１は、流動性の粉末またはペースト状の顆粒の形
で付加的な層として被着され、複合体の製造過程の中で
エネルギ供給によって補強挿入体３．２に結合され、し
かも可能なかつ有利な限りにおいて、補強挿入体３．２
の下側に位置する天然繊維層２．１に付加的に密に結合
される。
【００１４】補強挿入体３．１，３．２なしの複合体で
は、補強材料層４．１が天然繊維層２．１に直接に結合
されている。
は、補強材料層４．１が天然繊維層２．１に直接に結合
されている。
【００１５】複合体の製造は全て、有利には、繊維マッ
トが、一方では、使用される熱可塑性樹脂の溶融温度範
囲内にある約２００゜の温度に加熱され、このときに所
望の形状にプレス成形されることによって、たとえば自
動車製造のために必要となる複合体構成部分に成形され
るような形式で行われる。この場合、同時にまたは次い
で、前記補強材料層４．１が被着され、エネルギ供給に
よって結合される。
トが、一方では、使用される熱可塑性樹脂の溶融温度範
囲内にある約２００゜の温度に加熱され、このときに所
望の形状にプレス成形されることによって、たとえば自
動車製造のために必要となる複合体構成部分に成形され
るような形式で行われる。この場合、同時にまたは次い
で、前記補強材料層４．１が被着され、エネルギ供給に
よって結合される。
【００１６】本発明の特に有利な変化形では、プレス成
形工程中にまたはプレス成形工程に続いて補強挿入体
３．２（もしくは天然繊維層２．１）上に、固定ストラ
ップまたはリップなどのような結合エレメント、機能エ
レメント、補強エレメントまたは光学的に作用する所定
の表面構造体を形成することが可能である。この表面構
造体は、補強材料層４．１と同じ材料から成っているか
またはこの補強材料層４．１と相容性の材料から成って
いる。同様に美的な理由から、補強材料層４．１の特別
な着色が行われてもよい。
形工程中にまたはプレス成形工程に続いて補強挿入体
３．２（もしくは天然繊維層２．１）上に、固定ストラ
ップまたはリップなどのような結合エレメント、機能エ
レメント、補強エレメントまたは光学的に作用する所定
の表面構造体を形成することが可能である。この表面構
造体は、補強材料層４．１と同じ材料から成っているか
またはこの補強材料層４．１と相容性の材料から成って
いる。同様に美的な理由から、補強材料層４．１の特別
な着色が行われてもよい。
【００１７】加熱された繊維マットのプレス成形時に
は、天然繊維層２．１の、低い溶融温度を有する溶融さ
れた熱可塑性樹脂が補強挿入体３．１，３．２の、目の
粗い組織構造体内へ滲入し、この組織構造体を取り囲
む。したがって、関連する全ての材料層の、密な複合体
が形成される。この場合、補強組織３．１，３．２は機
械的な補強部として働く。これによって、こうして製造
された構成部分の、特に曲げ応力および衝撃強さに関連
した機械的な特性と結合強さとが、場合によって構成部
分に被着され得る構造エレメントもしくは機能エレメン
トによって著しく改善される。
は、天然繊維層２．１の、低い溶融温度を有する溶融さ
れた熱可塑性樹脂が補強挿入体３．１，３．２の、目の
粗い組織構造体内へ滲入し、この組織構造体を取り囲
む。したがって、関連する全ての材料層の、密な複合体
が形成される。この場合、補強組織３．１，３．２は機
械的な補強部として働く。これによって、こうして製造
された構成部分の、特に曲げ応力および衝撃強さに関連
した機械的な特性と結合強さとが、場合によって構成部
分に被着され得る構造エレメントもしくは機能エレメン
トによって著しく改善される。
【００１８】図２の変化実施例には、３つの補強挿入体
３．１，３．２，３．３の使用により第１の実施例に比
べてさらに改善された固さ特性を備えた構成部分を製造
するための繊維マットが示してある。多数の層から成る
繊維マットは、熱可塑性樹脂層１．１と、第２の補強挿
入体３．２と、第１の天然繊維層２．１と、第１の補強
挿入体３．１と、第２の天然繊維層２．２と、第３の補
強挿入体３．３と、付加的に被着された補強材料層４．
１とから成っている。
３．１，３．２，３．３の使用により第１の実施例に比
べてさらに改善された固さ特性を備えた構成部分を製造
するための繊維マットが示してある。多数の層から成る
繊維マットは、熱可塑性樹脂層１．１と、第２の補強挿
入体３．２と、第１の天然繊維層２．１と、第１の補強
挿入体３．１と、第２の天然繊維層２．２と、第３の補
強挿入体３．３と、付加的に被着された補強材料層４．
１とから成っている。
【００１９】このように個々の層から成る繊維マットの
加熱時およびプレス成形時には、熱可塑性樹脂層１．１
と、第１および第２の天然繊維層２．１，２．２との、
溶融された熱可塑性材料が、溶融温度の高い繊維から成
る補強挿入体３．１，３．２，３．３の連続気泡の組織
構造体内にそれぞれ両面で浸透する。したがって、この
組織構造体は、一体的なサンドイッチ状の複合体から成
る構成部分内で多層状の補強部を形成して、固さ特性を
著しく向上させている。複合体の、熱可塑性樹脂層１．
１と補強材料層４．１とから成る外側層の厚さに相応し
て、複合体にはプレス成形時にやはり機能エレメントお
よび／または表面構造体が加工成形され得るか、もしく
はエレメントが予め形成されている場合には一体に結合
され得る。
加熱時およびプレス成形時には、熱可塑性樹脂層１．１
と、第１および第２の天然繊維層２．１，２．２との、
溶融された熱可塑性材料が、溶融温度の高い繊維から成
る補強挿入体３．１，３．２，３．３の連続気泡の組織
構造体内にそれぞれ両面で浸透する。したがって、この
組織構造体は、一体的なサンドイッチ状の複合体から成
る構成部分内で多層状の補強部を形成して、固さ特性を
著しく向上させている。複合体の、熱可塑性樹脂層１．
１と補強材料層４．１とから成る外側層の厚さに相応し
て、複合体にはプレス成形時にやはり機能エレメントお
よび／または表面構造体が加工成形され得るか、もしく
はエレメントが予め形成されている場合には一体に結合
され得る。
【００２０】選択的に、ここでも補強挿入体３．１，
３．２，３．３もしくは補強組織を省略することができ
る。この場合、被着させたい補強材料層４．１は天然繊
維層２．１；２．２に直接に結合される。この変化形で
も、補強材料層４．１の、密な結合とかぎ爪（Ｖｅｒｋ
ｒａｌｌｕｎｇ）とによって、機能エレメントと別の複
合体との極めて固い結合が獲得される。
３．２，３．３もしくは補強組織を省略することができ
る。この場合、被着させたい補強材料層４．１は天然繊
維層２．１；２．２に直接に結合される。この変化形で
も、補強材料層４．１の、密な結合とかぎ爪（Ｖｅｒｋ
ｒａｌｌｕｎｇ）とによって、機能エレメントと別の複
合体との極めて固い結合が獲得される。
【図１】両外側面に補強挿入体を備えた多層状のマット
の形をした、本発明による複合体の縁部区分の概略的な
斜視図である。
の形をした、本発明による複合体の縁部区分の概略的な
斜視図である。
【図２】複数の層を備えた複合体を示す図である。
【符号の説明】 １．１ 熱可塑性樹脂層、 ２．１，２．２ 天然繊維
層、 ３．１，３．２，３．３ 補強組織もしくは補強
挿入体、 ４．１ 補強材料層
層、 ３．１，３．２，３．３ 補強組織もしくは補強
挿入体、 ４．１ 補強材料層
Claims (2)
- 【請求項１】 多層状の複合体であって、該複合体が、
熱可塑性プラスチックで結合された少なくとも１つの天
然繊維層と、場合によっては、単数または複数の熱可塑
性樹脂層および／または開放気泡の組織の補強挿入体と
によって形成されており、前記組織が、隣接する天然繊
維層または熱可塑性樹脂層の、溶融したプラスチックに
よって浸透されていて、前記天然繊維層または前記熱可
塑性樹脂層に補強部として固定されている形式のものに
おいて、熱可塑性プラスチックで結合された天然繊維層
が、補強層を形成するように、前記熱可塑性プラスチッ
クと相容性の補強材料によって完全にまたは部分的に浸
透されていて、該補強材料でコーティングされており、
補強層内および／または補強層上では、補強材料と同じ
材料かまたは該補強材料と相容性の材料から成る結合エ
レメントおよび／または機能エレメントおよび／または
補強エレメントが、前記補強層に一体に被着されている
かもしくは形成されていることを特徴とする、多層状の
複合体。 - 【請求項２】 請求項１に記載した多層状の複合体を製
造する方法において、熱可塑性プラスチックで結合させ
た天然繊維層の外面に、流動性の粉末またはペースト状
の顆粒の形の、熱可塑性材料と相容性の補強材料を薄い
層として被着し、エネルギ供給によって天然繊維層と密
に結合させ、補強材料と同じ材料かまたは該補強材料と
相容性の材料から成る結合エレメントおよび／または機
能エレメントおよび／または補強エレメントを補強層に
一体に形成することを特徴とする、多層状の複合体を製
造する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19937574A DE19937574A1 (de) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Mehrlagiger Verbundkörper und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE19937574.7 | 1999-08-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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