JP2004521776A - 複合材料 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＰ被覆層と架橋した発泡プラスチックからなる複合材料を改良するための、高倍率の延伸が可能な複合材料の製造方法を提供する。
【解決手段】下記（ａ）〜（ｅ）からなり、２以上の層を有する複合材料の製造方法。
（ａ） 特にＴＰＯフィルム、織物又は毛からなる繊維から選ばれる少なくとも１種をラミネート又は溶接する事のできるＰＰ被覆層
（ｂ） ｍ^２あたり少なくとも１２０ｇの被覆層を有し
（ｃ） 好ましくはフィルム又は細長いウェブ状のＰＰ発泡層を有し
（ｄ） 溶融テストにおける溶融強度が少なくとも５ｃＮである非架橋ＰＰの発泡体を、コンテナから開口幅１ミリメータで長さ２０ミリメータのノズルに、２００℃で吐出量が毎分１ｃｍ^３となるようにＰＰ溶融物と一緒に圧入し押し出し、そして、捨てる溶融物の束は掴まれ、引っ張り強度の測定下、ちぎれるまで加速されながら除去される
（ｅ） そして、２つの層間結合がラミネート結合又は溶接結合である

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラミネートされるか互いに溶接されたＰＰ被覆層からなる複合材料に関し、更に、ポリプロピレン（ＰＰ）発泡層につながるＴＰＥ−Ｏフィルム（熱可塑性ポリオレフィンエラストマー、以下ＴＰＯとする）または繊維（織られたものまたは毛）からなる複合材料、特にフィルムまたは細長いウエブとして構成された複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＰＯフィルムを被覆層として有するこのような複合材料は、自動車産業において最初に知られるようになった。このようなＴＰＯフィルムの詳細は多くの特許文献に記載されている（特許文献１〜１４）。
【特許文献１】米国特許第６，２４５．８５６号
【特許文献２】米国特許第６，１４０，４２０号
【特許文献３】米国特許第５，９９８，５２４号
【特許文献４】米国特許第５，９８５，９７１号
【特許文献５】米国特許第５，７６３，５３４号
【特許文献６】米国特許第５，５９４，０８０号
【特許文献７】米国特許第４，８７１，７９９号
【特許文献８】米国特許第６，２６８，０６４号
【特許文献９】米国特許第６，１８０，７０９号
【特許文献１０】米国特許第５，７８６，４０３号
【特許文献１１】米国特許第５，７８３，５０２号
【特許文献１２】米国特許第５，６６５，８２２号
【特許文献１３】米国特許第５，０１１，８９１号
【特許文献１４】米国特許第４，８４３，１２９号
【０００３】
ＴＰＯフィルムは主に押し出し成形されカレンダー処理される。その処理は、最初に平滑化および／または木目塗り、或いはそれぞれエンボス処理するか、上側の表面にデザインが施される。ついで、架橋したエチレン／プロピレン共重合体からなる発泡層をＴＰＯフィルムの上にラミネートするか、カレンダー処理の際に付加される。
【０００４】
押し出し成形は、プラスチック成型体を連続的に溶解し、型どられたノズルを通して射出する方法である。このようなノズルの詳細については後記する。
出発物質は粒状、粉状、或いはそれらの混合物からなるプラスチック物質である。最初に固体のプラスチックは溶融される必要がある。使用される混合物は均一にされる必要があり、最後に、押し出し温度まで冷却される必要がある。
【０００５】
この処理を行う押し出し装置はいくつかある。単一スクリュー押し出し機はハウジング内で回転する一つのスクリューのみを有している。出発物質は、じょうご型の開口部からスクリューに供給される。プラスチック物質はエクストルーダー内部で実質的に加圧されながら加熱され、軟化溶融されるまでそのままにされる。得られた溶融物は十分に均一化されるまで混合される。混合努力は継続的に取り除くことが必要な熱を生じる。
【０００６】
一般に、混合温度は押し出し温度とは異なる温度である。これは、押し出しノズル内の溶融温度である。この温度の方が低温である。従って、多くの場合均一操作の後には冷却が必要となる。除去されるべき熱は冷却されている周りのハウジングを通して除去され、最近の装置の場合には更に、冷却のために装備されたスクリュウを通して除去される。これらの両機械部品もまた、可塑化の間に熱を生じる作用を有する。
【０００７】
ＴＰＯフィルムは、直ちに薄い構造として押し出すことも、および／または、予め設定された薄さにカレンダーによって形づくることもできる。
近年のフィルム幅の要求に合うように、通常は幅ひろのスロットノズルが使われる。幅広のスロットノズルは物質を擬似熱可塑性フィルムとして提供する。それ以上の寸法（準備された幅および／または厚み）は、カレンダーローラー間で達成される。カレンダー間隙内で前後するムーブメントの中に、押し出された溶融物を入れる方法も良く知られている。
【０００８】
カレンダー操作の間、フィルムは少なくとも一対のカレンダーローラーの間で動かされる。複数のローラーが順次配置されることが好ましい。ローラーの数とその配置は区別される。カレンダーローラーの数は通常５つ以下である。全てのカレンダーロールは水平面に配置されても、傾斜した面に配置されても良く、垂直面（Ｉ形）に配置されても良い。
側面高さの視点から、Ｌ形、Ｚ形、Ｓ形、Ｆ形、Ａ形、三角形、その他の形状にローラーを配置することも良く知られている。永久的な形を形成するために、成形は弾性限界を超える程度に行われる必要がある。プラスチックの場合には、加熱することにより、或いは押し出し工程からカレンダーローラーの間で、（更に熱を加えることなく）フィルムを熱中移動させることにより、弾性限界を低下させることができる。
【０００９】
ＰＰ発泡プラスチック層は、後記する理由から、架橋したプラスチックである。架橋によって、全てのプラスチックは互いに結合した巨大分子を有している。処理に際し、プラスチックは可溶か溶融可能に存在する必要があり、分子を構成する出発物質は主に線状であるか、部分的に架橋しているか、若しくは低分子組成物からなっている必要がある。溶融可能性は押し出し成型を可能にするだけでなく、発泡プラスチックを製造する機会も提供する。物質それ自体は、架橋反応からなる工程だけで製造される。架橋反応は、加熱、照射、化学的、または他の方法によって達成される。
【００１０】
これまで記述してきた架橋した発泡ＰＰを有する複合材料の主な用途は自動車産業である。車には、予め設計された装飾や特徴をもたせるために表面被覆された、多くの部品がある。従って被覆表面は、なめし皮で表面被覆されたような外見が出るように作られる場合もある。このようなレザー調の外見は付加価値の高い装備を印象づける。他の装飾も同様に望まれる。
【００１１】
被覆層は繊維からなっていても良い。繊維は、織布や毛とは区別される。織られた物の場合には、繊維フィラメントは、予め決められた注文に従って編まれたりからめられたりする。このことは、安全な剛性を有する、織られた物質を形成する。毛の場合には、フィラメントは不規則（ランダムに）に次々に堆積され、互いに例えば接着されたり溶融されて結合される。
被覆層は装飾効果をもたらすだけではなく、自動車内で経験する温度にも耐えられなくてはならない。
【００１２】
両目的は、前記した被覆層と架橋した発泡プラスチック層からなる複合材料によって良好に達成された。この複合材料は、指示装置や制御装置のためのダッシュボード、肘掛、ドア側面のカバー、帽子かけその他に応用することができる。複合材料の発泡裏打ち材は、平らでない箇所を良好に除去するために利用することができ、感じの良い概観を有する、柔らかで弾力性のある表面が得られる。
エチレン／プロピレン共重合体が、架橋されたプラスチック発泡層として使用される。最近の自動車で使用される被覆要素は、複合材料の熱成型によって予め決定された形状に成型される。通常、その熱成型は高倍率の遠心工程である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ＰＰ被覆層と架橋した発泡プラスチックからなる公知の複合材料についてはすでに述べたとおりであるが、本発明の目的はこのような物質の改良にある。この点で、約１１０℃における公知の複合材料の耐熱性がそれらの高倍率の延伸可能性を決定するとの認識から、本発明がなされた。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、従来使用されてきた架橋されたＰＰ発泡層の代わりに、熱可塑性プラスチックと非架橋ＰＰ発泡層を適用することによって、高倍率の延伸性が改善される。被覆層はラミネートされても良いが、相対的に低いＰＰ含有量でＰＰ発泡層に溶着されても良い。同意可能な結果は、被覆層のＰＰ含有量が被覆層全体のプラスチック重量に対して５重量％であるときに得られる。ＰＰ含有量が増加すればするほど、ラミネート及び溶着の結果が良くなる。従って、ＰＰ含有量は少なくとも３０重量％であることが好ましく、更に少なくとも５０重量％であることが好ましい。ＴＰＯフィルムは、このことをＰＰからなる対応する母材によって達成する。
【００１５】
本発明によれば、非架橋ＰＰ発泡層は高溶融強度（ＨＭＳ）を有する特殊なＰＰ（ポリプロピレン）からなる。非架橋なる言葉は、枝分かれしたポリプロピレンをも包含する。枝分かれしたＰＰは、ポリマー合成につながる変形された工程によって形成される、構造異性プロピレンポリマーから構成され得る。特に、長い鎖状で枝分かれしたものが好都合である。枝分かれしたＰＰは熱可塑性樹脂ＬＤＥＦの構造に類似し、よく発泡する。架橋したＰＰは架橋の程度によって発泡するが、架橋しているので溶融することはできない。
【００１６】
本発明で使用する非架橋ＰＰは、多くの提供された非架橋ＰＰの中から選択することができ、他の非架橋ＰＰと区別することができる。これによって、細い溶融糸は一定の溶融強度を有する。溶融強度の決定のために、プラスチックはシリンダー内で溶融流体として維持され、ピストンで圧縮され、ノズルを通して射出される。
【００１７】
引き出された溶融糸はニ本のローラーまたはシリンダーの間にしっかりと挟まれ、糸がちぎれるまで加速度を増加させながら引き出される。ちぎれる点における張力が溶融強度である。工程を決定するパラメーターは、ノズル直径１ミリメートル、ノズル長さ２０ミリメートル、溶融温度２００℃、シリンダー内径１５ミリメーター、溶融時の引き取り加速度０．１２ミリメータ／sｅｃ^２、分当りのノズルからの吐出量（ｃｍ^３）、溶融強度が少なくとも５グラム（ｃＮ）［センチニュートン］である。
【００１８】
高溶融強度ＰＰは、他のプラスチックと混合されても良い。好ましいのは、高溶融強度ＰＰとＰＰホモポリマーまたはＰＰコポリマーとの混合である。これらの中でも、特にＰＰホモポリマーを混合することが好ましい。
発泡ＰＰの密度によって、全プラスチックに対して５〜７０重量％のＰＰホモポリマーを高溶融強度ＰＰに加えても良い。高溶融強度ＰＰは標準プラスチック物質であり、例えば、バッセル社（Ｂａｓｅｌｌ）やボレアリス社（Ｂｏｒｅａｌｉｓ）から販売されている。高溶融強度ＰＰは、とりわけ下記印刷物に記載されている。雑誌：「ＫＵＮＳＴＳＴＯＦＦＥ〔プラスチック材料〕」、１９９２、６７１頁；米国特許第４，９１６，１９８号；ドイツ特許第３，２２０，２６９号；ドイツ特許公開第１，５０４，３５５号；同第６，３０７，６３７号。
【００１９】
本発明においては、プラスチックを効率よく発泡させるために種々の発泡剤を使用することができる。化学発泡剤と物理発泡剤は区別される。化学発泡剤は出発物質中に添加物として加えることができ、例えば、圧力及び／又は温度、気体開放条件下で反応する。化学発泡剤にはイソシアネート−水−反応も包含される。この反応は発泡ガスとして炭酸ガスを発生させる。
【００２０】
物理的工程の場合には、低沸点の液体を添加することによって、発泡剤が気化し発熱性反応混合物が形成される。環境保護の観点から、かつて使用されていたフルオロカーボンハイドロカーボン類〔ドイツ語の略語はＦＣＫＷ〕の代わりに、現在ではダメージを低減するか、ダメージを与えないＨＦ（Ｃ）及び／又は炭化水素が使用される。
【００２１】
本発明の他の態様では、特に、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタンのような炭化水素のみを使用するか、又は他の発泡剤と組合わせて使用する。発泡剤混合物中の発泡剤成分としての炭化水素の割合は、全発泡剤の少なくとも５０重量％である。炭化水素の割合は多い方が良く、全発泡剤中の９０重量％或いはそれ以上であることが好ましい。この事は、発泡に悪い影響を与える事無く、発泡層を薄くするのに有効である。
発泡剤混合物の他の成分としては不活性ガス、特に二酸化炭素及び窒素ガスがある。それらの使用量は２５重量％程度である。プラスチックの全量との関係、発泡厚みとの関係、及び発泡剤混合物の組成との関係から、発泡剤の使用量は３−１５重量％である。
【００２２】
発泡材の製造にはエクストルーダーを使用するのが好都合である。前記した物理発泡材は、液状で適当な箇所からエクストルーダー中に注入する事が好ましい。エクストルーダーの分散域又は均一化域が、効果的な注入をするのに適当である。エクストルーダーは微細な形状の発泡剤を溶融物中に配合する。この時の条件は、安定剤又は気泡形成剤によって支えられる。
【００２３】
エクストルージョンノズルの前部では、溶融物中で著しい圧力の増加が生じている。溶融物は、ノズルを通って、本質的に周囲の圧力が低い、好ましくは大気圧の空間に放出される。圧力低下によって、溶融物中に微細に分割された形で存在する発泡剤／発泡ガスは膨張する。溶融物中に小さなセルが発生する。セルの大きさや発生の程度（発生度）は、前記安定剤や核形成剤などを含む種々の補助的手段によって制御される。
【００２４】
上記した非架橋ＰＰ発泡体の製造は、所望の発泡程度が１工程で達成されるので、直接発泡と呼ぶことができる。これは、このような複合材料のためにこれから採用される架橋発泡材の製造とは本質的に異なる。従来の方法では、最初に発泡度の低い細長く伸ばされた発泡材ウエブが製造される。実際の発泡は第２工程の間、引き続いて炉の中を通過する間になされる。炉の中では、永久発泡のための前処理としての架橋が行われる。この方法においては、炉及び入出力装置がかさ高となる。比較すると、今まで使用されてきた方法は高エネルギー消費である。
【００２５】
本発明の複合材料は、公知の複合材料よりも耐熱性に優れている。公知の架橋ＰＰ発泡材と比較すると、非架橋発泡体はＰＰ含有量がより多く、より高い耐熱性を付与することによって、高延伸に関するより高い可能性を発泡体に付与する。
発泡体のセルの大きさは０．５〜４ミリであり、好ましくは０．５〜１．５ミリである。複合材料の厚みは０．５〜１０ミリであり、好ましくは２〜４ミリである。厚い方が、更にＰＰ発泡層を引き続き表面にラミネートするのに好都合である。
【００２６】
複合材料においては、表層部は少なくとも１２０グラム／ｍ^２、好ましくは少なくとも３２０グラム／ｍ^２、更に好ましくは少なくとも５２０グラム／ｍ^２である。繊維の場合には、面積あたりの重量記載は慣例上の特色付けに対応する。
均一であることから、面積あたりの重量はフィルムや細長く伸ばされたウェブにも適用される。面積あたりの重量に基づいて、当業者であれば、物質の比重や、フィルムや細長く伸ばされたウェブのｍ^２あたりの体積から、フィルムや細長く伸ばされたウェブの厚みを決定することができる。被覆層の面積あたりの重量が大きいほど、例えば、複合材料の強度や被覆層の強度というような、複合材料の種々の性質を強める事ができる。複合材料の比重は２０〜４００キログラム／ｍ^３、好ましくは３０〜１５０キログラム／ｍ^３である。
【００２７】
本発明の複合材料は、正方向及び負方向への高延伸に関し、高められた可能性を示す。この事は、ＰＰ被覆層方向へのフィルムの脹らみはもとより、ＰＰ発泡体方向へのフィルムの脹らみに応用できる。複合材料は架橋していないので、本発明の複合材料は容易にリサイクルすることができる。
【００２８】
複合材料は、加熱によって、その見える側の表面に装飾模様のような形状を施すことが好ましい。典型的な装飾模様は所謂グレインであり、レザーの外観をもたらす。必要な加熱は、所望の装飾模様が形成されるように、複合材料の上表面を、融点近辺或いはそれより若干高い温度に短時間過熱することが必要となる。
高耐熱性及び高延伸に関するより高い可能性は、前記したこれまでの公知の方法に比較して、新しい用途を提供する。
【００２９】
ＰＰ発泡層とＰＰ被覆層はラミネートする事によって結合する事ができる。ラミネートの間に、ＰＰ発泡層及び／又はＰＰ被覆層は、短時間の間軟化する。最小の加熱は融点の２０℃下である。ＰＰ発泡層との高温での接触によってＰＰ被覆層が加温されるように、ＰＰ被覆層は所望の温度に加温されても良い。熱は、ＰＰ被覆層の高温接触表面から、それより温度の低いＰＰ発泡層の接触表面へ流れるようにしても良い。
【００３０】
選択された材料がＴＰＯである場合には被覆層の融点は１２０〜１７０℃であり、ＰＰに対する溶融温度は１４５〜１７０℃である。両層の材料に対する選択はこのようにして行われるので、複合材料は１４０〜１８０℃の耐熱性を有する。この場合、ＰＰ発泡材料としては融点が１５５℃以上のものを使用する事が好ましく、特に１６５℃以上のものを使用する事が好ましい。
【００３１】
ラミネートされる表面がラミネート温度に加熱される短時間の間、材料に本質的に悪い影響を与えることなく、溶融温度が２５０℃にまで達する。短時間の加熱であるので、最表面の材料層のみが軟化し、その層より下の層は影響されない。加熱された両フィルムは適当なローラー又はシリンダーの間で直ちに互いに加圧される。ＰＰ発泡体及び／又はＰＰ被覆層が適当な温度に維持されない場合、即ち、一方又は他方の表面温度が融点より著しく低い場合も、本発明に包含される。従って、好ましいラミネート方法の場合より低い耐久性であったり再剥離するような結合も生じる。
ラミネート工程は、別の工程で行うこともできる。従って、上部表面の温度は、適当な熱源によってもたらされる。適当な熱源としては、例えば、熱輻射器や加熱空気ブロワなどがある。熱はまた、熱シリンダーとの接触や火炎処理によってもかけられる。
【００３２】
ＴＰＯフィルムのＰＰ発泡材への結合はカレンダーによっても行うことができる。カレンダー掛けによってＴＰＯフィルムが成形され、フィルム状のＰＰ発泡体が熱いＴＰＯフィルムに対して動かされる。この事が、ＰＰ発泡体の接触面を所望の温度にするのに、ＴＰＯフィルムの熱が利用されることを可能にする。ＴＰＯフィルムの接触面におけるＴＰＯフィルムの温度に依存して、冷えた（室温）又はラミネート温度以下に予熱されたＰＰ発泡体フィルムがラミネート温度にされる。
【００３３】
本発明の他の態様としては、発泡フィルムを被覆層の上に押し出す方法がある。この製造方法は、「クンストフテクニーク ターモプラスティッシェ パーティケルシャオムストッフェ」（プラスティックテクノロジー 熱可塑性樹脂粒子発泡体）、１９９６、ＶＤＩ フェルラーグ ＧｍｂＨ， ヂュッセルドルフ、「フェアファーレン ツア フェアブンデュバオタイル−エントヴィックルング」（複合材料諸要素の開発方法）、図９及びそれに伴う記述に記載されている。
上記の方法では、最表面に押し出されたプラスチック発泡体によって被覆層の接触表面が十分に加熱され、直接接合がなされる。また、結合は、被覆層の事前の加熱によって維持されても良い。
【発明の効果】
【００３４】
前記したように、応用の大きな分野は自動車である。その分野では、被覆材料、添加材料、サンバイザー、Ａ−コラム、Ｂ−コラム及びＣ−コラムの被覆、空間保護ベルトのような部分的な交換材料として、本発明の複合材料を供給する事ができる。
これによって得られる効果：角部の形状や、折れ曲がった箇所が少なくとも１箇所ある構造（Ｕｍｂｕｇ）、製造の単純化、コストの低減、消費エネルギーの節約、剛性の改善、工程の安全性と安定性、サイクル回数の低減、ヒンジ設置のための改善された条件、光の支持体或いは鏡の支持体、フレーム、クリップ、電気部品、他の材料のはめ込み細工、追加的に装着される諸要素、触感の改善、エコロジカルな利得、リサイクル可能性、装飾性の改善、より高次元の精度、軽量化、型としての純粋製作、プラスチック部品の特質除去との関係における節約、重畳形状の除去、均質性、物質との接着及び形状安定性に優れた複合材料。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の複合材料は、自動車分野の前記した応用に加え、上層表面の高められた性質や美観（装飾表面）を要求する種々の応用にも適している。このような他の応用としては、家具、子供用シート、あらゆるタイプのポケットやハンドバッグ、ガラスのようなものに使用するコンテナなどがあげられる。
床内ヒーターへの応用も可能である。床内ヒーターは、フローリング内にコイル状のヒーターが配されている。コイル状のヒーターを構造体の中に埋め込むのが通常である。このような構造体の上側表面には本発明の複合材料を使用することができる。
ドアの被覆において、及びラミネートされた繊維と共同して、本発明の複合材料を他の材料を置換するために供給することができる。同様に、膝当てや絶縁マットに使用される他の材料の代わりに、本発明の材料を使用することもできる。
【００３６】
応用に際する複合材料の使用は、例えば、カットされた材料形態に限定されるかもしれない。他の応用においては、複合材料は延伸されたウェブとして、或いはカットされた材料形態に、付加的に熱成形される。熱成形の間、複合材料は加熱された後、形作られる。複合材料の製造時の熱が残っている場合には、加熱条件は緩和される。熱成形は、メス型とオス型のプレスを用いる通常の方法によってなされる。熱成形は単独でなされるほか、付加的に、吸引（真空）、及び／又は反対面に（空気）圧を加えても良い。
【００３７】
更に他の応用においては、カットされた材料を他の完成又は部分完成した構造／作業片（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ／ｗｏｒｋ ｐｉｅｃｅｓ）に結合させる事もできる。構造／作業片なる用語は、広い意味に理解されるべきである。これらは、真直ぐな及び／又は円い及び／又は角部を有する部品であっても良い。また、繊維や他のフィルムからなっていても良い。本発明の複合材料は、背もたれやシートなどの家具部材の形成に供する事もできる。前述したＰＰ被覆層は、他の構造／作業片と共に使用する場合には、一般に外側に用いられる。被覆層は上側表面を飾る。従って、ＰＰ発泡層は内側に位置することになる。接着や溶接などの様々な結合技術が結合に適している。
【００３８】
組合わせが望まれる更に他の構造／作業片は、非発泡又は発泡プラスチックである。多くの材料は接着に対して問題がない。他の構造／作業片との結合は、溶接やラミネートによってもなされる。ラミネート及び溶接に関して既に述べたように、ラミネートや溶接によって他の構造／作業片に結合させるためには、予め接触表面を十分に加熱しておく必要がある。加熱手段は、ＰＰ被覆層とＰＰ発泡層の間がラミネートや溶接によって結合された場合に関する上記の手段と同じでよい。加熱の次に、溶接可能性及びラミネート可能性がそれぞれ必要である。材料中の最小ＰＰ使用量は、ＰＰ被覆層とＰＰ発泡層からなる複合材料の製造時と同じように適用される。特に、ＰＰ発泡体と他の構造／作業片に同じ組成の材料を使用した場合に良好な結果が得られる。従って、構造／作業片は少なくとも部分的にＰＰを含有する事が好ましい。
【００３９】
本発明の複合材料が、隣接する、構造／作業片の予め形成された表面と全面的に又は部分的に接触するという組合わせを考えると、複合材料は、先の熱成形による表面に調和させなければならない。熱成形を有効に行うために、本発明では下記公知の装置を使用する。「クンストフテクニーク サーモプラスティッシェ パーティクルシャオンストッフェ」〔プラスティック技術、熱可塑性発泡粒子材料〕、１９９６、ＶＤＩ−フェアラーク、ジーエムビーエッチ、デュッセルドルフ、「ノイエ フェアファーレン デア フェアブンドバオタイル−エントヴィクルング」〔複合材料開発の新しい手法〕、１３３−１６３頁。
熱成形は、各工程を適宜選択して実施される。熱成形には、工具や型枠の外で行われる複合材料の加熱が含まれても良い。このような加熱は均一な加熱を容易にするので、できた構造物の熱処理は不要である。
【００４０】
タイミングに関しては、熱成形は他の構造／作業片に対する結合の前に行い、複合材料を実際に再度冷却しても良い。その場合には、溶接やラミネートがなされる箇所に溶接やラミネートをするために、十分に再加熱されることが必要である。時間間隔が短い場合には、溶接やラミネートされる箇所の複合材料にはまだ熱成形時の余熱があるので、再加熱は多少低い再加熱ですむ。環境により、複合材料中に含有されるＰＰ発泡体中の温度を下げ、敏感なＰＰ発泡型が安定化するように、所望に応じて時間を掛けても良い。限界温度は幾つかの実験によって決定される。
【００４１】
再加熱の場合には、ＰＰ発泡体の熱伝導率が低いので、溶接又はラミネートされる箇所の温度が短時間熱成形温度より高くなっても問題はない。
複合材料の熱成形／高倍率延伸の間に、１つの工程で他の構造／作業片に結合させる事もできる。その工程の間に最適な加熱が行われる。
高倍率延伸又は熱成形の間、多少複合材料から成形温度に熱が浸透する。同様の複合材料の熱成形及びそれを他の構造／作業片に結合させる際に、ラミネートの加熱より著しく低い温度における高倍率の延伸工程に材料の熱を浸透させる事は、熱成形時の温度とラミネート時の温度に対する要求が異なるので利点がある。温度は、例えば２０℃以上、前記ラミネート温度以下である。正しい温度は、幾つか実験を行うことによって決定される。驚くべき事に複合材料の熱処理された泡は壊れない。
【００４２】
熱成形／高倍率延伸に要求される熱は、複合材料の両面にかけることが好ましい。複合材料は高倍率延伸装置の外で、及び／又は高倍率延伸装置内で加熱されても良い。高倍率延伸装置の外で加熱される場合には、加熱装置は動かない。高倍率延伸モールド内で加熱される場合には、オープンモールドにまで移動可能な可動の加熱装置が好ましく使用される。
【００４３】
高倍率延伸装置は圧縮力又は引っ張り力によって操作される。引っ張り力を作り出すためには、加熱された複合材料に真空が適用される。複合材料と高倍率延伸モールドの間に必要なシールドは、材料の適当な周囲締め具によって達成される。真空は、０．１バール以下であれば十分である。真空を適用する観点からは、高倍率延伸モールドは多孔質材料からなるか孔が開けられていることが好ましい。モールドの壁は、多孔質樹脂、焼結金属、格子構造、直後に穿孔されたツール、或いは挿入するツールからなっても良い。本来の圧縮ツールとは対照的に、複合材料には、細かな輪郭の形成、厚みの変動、及び少なくとも１箇所の曲がった箇所（Ｕｍｂｕｇ）（小さな半径で形成された場所での物質の流れ）を有する部位の充填が保証されるだろう。
【００４４】
少なくとも１つの曲がった箇所は（Ｕｍｂｕｇ）、例えばサンバイザーでは、好ましくはスリーブ型構造（Ｍａｎｓｃｈｅｔｔｅ）或いは眼鏡型構造（Ｂｒｉｌｌｅ）を用いて製造される。ツールの分離板、製品の見える側を飾るツール部分の分離板、或いはツールの周囲の分離端部の間に、スリーブ型構造又は眼鏡型構造が配置される。スリーブ型構造又は眼鏡型構造の内側の直径は、製造される成形体の外側の大きさよりも、少なくとも１箇所の曲がった箇所を有するように構築されるべき箇所の分だけ小さい。高度に延伸されるべき複合材料はこのスリーブ型構造体によってメス型構造体の中に圧入され、真空によって反対側のモールド部分に押し付けられ、このようにして略スリーブ型構造に配置される。映写フィルムは所望に応じて切断され、組み立てられる間又は他の構造体に結合された後、見えない自由空間に残る。配置、或いは被覆層又は複合材料の屈曲は適当な形状のツールによって有効にされる。
【００４５】
本発明の更に他の態様では、複合材料が結合する構造／作業片は、選択によって、高度延伸モールドの一部であっても、高度延伸工程の助けとなるものであっても良い。この場合、構造／作業片は、高倍率の延伸の間、複合材料が構造／作業片に押し付けられるように動かされ接触した位置に配されるように、構造／作業片は高倍率延伸装置内に配される。選択により、この方法は、前記したような溶接又はラミネートによる結合をさせるように使用される。
【００４６】
記載された真空を伴う高倍率の延伸は高倍率延伸装置内で種々の方法によってなされる。基本的には、高倍率延伸装置に真空溝が設けられる。複合材料と他の構造／作業片との間の脱気が短時間で完全に行われるように、他の構造／作業片は、トラップされた空気の脱気が助長されるような適当な上側表面を有する。例えば、脱気は、上側表面の適当な粗面、微細な孔、及び／又は構造／作業片が完全に又は部分的に透気性であることによって助長される。
【００４７】
構造体は、それが粒状の泡を含有する場合でも、十分透気性であることは驚くべきことである。粒状泡は、直径が例えば０．５〜１５ミリメータの小さな泡粒子からなっている。小さな泡粒子はそれぞれ別々に製造され、構造を形作るためにモールドに充填される。これは通常、圧縮空気による加圧下でモールドが完全に充填される迄実施される。空気の除去は次に実施される。圧縮空気は逃げ、或いは熱水蒸気によって除去される。熱水蒸気は粒子の表面が溶融するような温度である。結果として生じる圧力は泡粒子を互いに溶接する。しかしながら、全域に渡って溶接が完全になされるわけではない。小さなマチの領域が残る。高倍率延伸モールドの脱気が、このような粒子状泡構造を通してなされることは驚くべき事である。
【００４８】
選択により、他の構造／作業片を本発明の複合材料に結合させる事ができる。この考えは、プラスチック構造体の製造のための慣例的な成型に由来する。これは次のようなものである。
（ａ） その中に溶融物質が、発泡剤と共に又は発泡剤なしに注入される注入鋳型
（ｂ） 前記したように、プラスチック発泡粒子が導入され、水蒸気によって該発泡粒子が互いに結合させられる、自動成形機械
【００４９】
これらの場合には、複合材料は、裁断された材料として或いは熱成形され裁断された材料としてのみ導入される。複合材料のラミネート表面或いは溶接表面は、鋳型に導入される前或いは鋳型内でこのような温度にされるので、注入成形によって導入された溶融プラスチック、プラスチック発泡体、或いは導入された発泡粒子は複合材料と結合する。
【００５０】
複合材料の対応する表面の加熱は、ラミネーティングについて上記したものと同様にしてなされる。更に、自動モールディング機械内における複合材料のこれら表面の加熱は、それらの水蒸気装置によってなされる。特に、発泡粒子を充填する前に、複合材料の対応する表面を予め加熱するために、１又は数回水蒸気の破裂を発生させる事が好ましい。自動成形機械中での注入成形又は注入発泡、若しくは発泡粒子の水蒸気処理の間、複合材料の対応する表面の加熱に適当な十分な熱が利用できる場合には、鋳型中の複合材料の対応する表面の予熱はなくても良い。
【００５１】
発泡体の製造においては、上記した工程は発泡体裏打ちの製造に関係する。発泡体の裏打ちは、例えばサイドカバーやサンバイザーなどの、自動車のカバー類では通常のことである。これはまた、繊維の裏打ちにも応用される。複合材料が鋳型の周囲壁面から離れている場合には、プラスチックの塊或いはプラスチック発泡体はその間を動く。発泡体製造におけるこの動作は発泡環境と呼ばれる。
【００５２】
上記した自動成形機械には、多孔質材料からなるか孔が開けられているメス型構造体が製造されるべき製品の外形に対応するように構成された、選択し得る成形ツールが含まれる。ここでは、多孔質樹脂、焼結金属、格子構造、後で孔を開けられるかツールを挿入されるツール類などが使用される。ツールの半割体の製造は、母型を製造し、多孔質又は孔開き樹脂を用いて成形するか、例えば樹脂又は焼結金属からなる多孔質の半分処理された製品を平削りする事によって製造される。ツール又はその部分の上側表面の構築は、ツール又は母型の上側表面をエッチングする事によってなされる。母型の上側表面の構築は、構造物を製造するラッカーを塗布する事によっても達成される。
上記の結果物は、十分に処理された構造物であるか、半ば処理され更に処理される構造物である。更なる処理は、ラッカー、フィルム、繊維などの更なる物質層の適用である。これらは、被覆層の耐擦過性や耐ＵＶ照射性の改善に寄与する。
【実施例】
【００５３】
リッター当たり、それぞれ５０ｇの密度を有する、非架橋ＰＰからなる３枚の発泡フィルムが、フレームラミネーティングによって互いに溶接され、厚さ９ミリメータの複合材料とした。次いで、ポリプロピレンをマトリックスとするＴＰＯ層を、ＰＰフィルムの上に、幅広のスロットノズルから厚さ１ミリメートルで直接ラミネートした。挿入構造を有するサンバイザーハーフシェル用裁断材料として、複合材料が加熱炉の中で２５分間１５５℃に加熱された。時間経過後、１８５℃で４５秒間表面を後加熱した。その後直ちに、複合材料を熱成形装置に入れ、両側を真空にして成形した。真空処理は、閉じた操作の中で準備された。

Claims (33)

1. 下記（ａ）〜（ｅ）からなり、２以上の層を有する複
   合材料の製造方法。
   （ａ） 特にＴＰＯフィルム及び／又は好ましくは織物又は毛からなる繊維をラミネート又は溶接する事のできるＰＰ被覆層
   （ｂ） ｍ^２あたり好ましくは少なくとも１２０ｇ、更に好ましくは少なくとも３２０ｇ、特に好ましくはｍ^２あたり少なくとも５２０ｇの被覆層を有し
   （ｃ） 好ましくはフィルム又は細長いウェブ状のＰＰ発泡層を有し
   （ｄ） 溶融テストにおける溶融強度が少なくとも５ｃＮである非架橋ＰＰの発泡体を、開口幅１ミリメータで長さ２０ミリメータのノズルに２００℃で吐出量が毎分１ｃｍ^３となるように、コンテナからＰＰ溶融物と共に圧入し押し出し、そして捨てる溶融物の束を掴み、引っ張り強度の測定下、ちぎれるまで加速されながら除去される
   （ｅ） そして、２つの層間結合がラミネート結合又は溶接結合である
2. 混合材料を用いる請求項１に記載された方法であって、被覆層及び／又は発泡層中のＰＰの割合が、各層における全樹脂に対して少なくとも５重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、特に好ましくは５０重量％であることを特徴とする方法。
3. 前記ＰＰ発泡体としてＰＰ ＨＭＳ、好ましくはＰＰ共重合体とＰＰ単独重合体の混合物、更に好ましくはＰＰ単独重合体のみを用い、混合物中のＰＰ成分が全プラスチックの５〜７０重量％であることを特徴とする、請求項１又は２に記載された方法。
4. 複合材料が、一部のみがプラスチックであり、残りがプラスチックではない充填剤の混合物からなることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載された方法。
5. ＰＰ複合材料が、１５５〜１６５℃の耐熱性を有するものの中から選択されることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載された方法。
6. 全発泡剤に対して炭化水素を少なくとも５０重量％、好ましくは９０重量％以上含有する発泡剤をＰＰ発泡体の製造のために使用することを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載された方法。
7. 全発泡剤に対して、２５重量％以下の不活性ガスを発泡剤として使用することを特徴とする、請求項６に記載された方法。
8. 二酸化炭素及び／又は窒素ガスを不活性ガスとして使用することを特徴とする、請求項７に記載された方法。
9. 押し出される発泡体が、セルサイズが０．４〜４ミリメータ、好ましくは０．５〜１．５ミリメータ、及び／又は、厚みが０．５〜１０ミリメータ、好ましくは２〜４ミリメータ、及び／又は、比重が１ｍ^３当たり２０〜４００ｋｇ、好ましくは３０〜１５０ｋｇであることを特徴とする、請求項１〜８の何れかに記載された方法。
10. 複合材料に予定されるＰＰ発泡層が、押し出しノズルを離れる際に、複合材料に対して明確に記載された発泡体厚みで直接適用されることを特徴とする、請求項１〜９の何れかに記載された方法。
11. 下記（ａ）〜（ｃ）によって特徴付けられる、請求項１〜１０の何れかに記載された方法。
    （ａ） ＰＰ被覆層、ＰＰ発泡層及びＴＰＯフィルムが、それぞれの接触面を溶融温度の下２０℃まで短時間過熱した後、ラミネート又は溶接によって互いに結合される
    （ｂ） ＰＰ発泡層用の発泡体が、被覆層の上に発泡体として直接適用されるか、または
    （ｃ）被覆層が発泡フィルム上に押し出される
12. ＰＰ材料が、融点が１５５℃以上、好ましくは１６５℃以上となるように選択されると共に、複合材料の耐熱性が１４０〜１８０℃となるように、被覆材料としてＴＰＯ材料が選択されることを特徴とする、請求項１〜１１の何れかに記載された方法。
13. ＴＰＯフィルムのカレンダー掛けの間又は後に、ＰＰ発泡フィルムが熱いＴＰＯフィルムに押し付けられるように移動させられることを特徴とする、請求項１〜１２の何れかに記載された方法。
14. 下記（ａ）、（ｂ）を特徴とする、請求項１〜１３の何れかに記載された方法。
    （ａ） 複合材料が他の構造又は作業片に結合しており、接合は特にラミネート又は溶接からなっており、或いは
    （ｂ） 他の構造又は作業片がモールディングによって複合材料に付加される
15. 複合材料が、その製造時に熱成形されるか、他の構造又は作業片と結合する前、及び／又は他の構造又は作業片と結合する間に熱成形されることを特徴とする、請求項１４に記載された方法。
16. 鋳型内での複合材料の熱成形が、圧縮空気及び／又は吸引の手段によることを特徴とする、請求項１５に記載された方法。
17. 複合材料の成形温度及び／又は溶接温度若しくはラミネート温度への加熱が、鋳型内及び／又は鋳型の前、特に加熱炉内でなされることを特徴とする、請求項１４〜１６の何れかに記載された方法。
18. 複合材料の溶接温度又はラミネート温度への加熱に熱成形段階の熱が利用されることを特徴とする、請求項１７に記載された方法。
19. 熱成形に供される他の構造または作業片が鋳型の中に配され、複合材料がその他の構造又は作業片に押され又は引かれて押し付けられ、全面的に又は部分的にそこで接触することを特徴とする、請求項１７又は１８に記載された方法。
20. 他の構造又は作業片の表面が空気案内性及び／又は構造又は作業片が透気性であることを特徴とする、請求項１９に記載された方法。
21. 鋳型で作られた、透気性で粒子発泡構造の部品を使用することを特徴とする、請求項２０に記載された方法。
22. 複合材料が、（ａ）自動成形機械中に配されており、そしてモールドキャビティが発泡粒子で満たされ、スチームによって発泡粒子が互いにそして複合材料に溶接し、（ｂ）注入モールディングモールド中に配され、そして複合材料に溶接する溶融プラスチック、好ましくは発泡剤を含有する溶融物がモールドキャビティに注入されることを特徴とする、請求項１４〜２１の何れかに記載された方法。
23. 他の構造又は作業片に結合する複合材料の溶接箇所を予熱することを特徴とする、請求項１４〜２２の何れかに記載された方法。
24. 熱成形の間に、複合材料表面にエンボス、特に木目をつける、請求項１４〜２３の何れかに記載された方法。
25. 複合材料の表面エンボスのために、熱成形温度まで複合材料を浸透加熱する際に、エンボスされる表面をエンボス温度に付加的に加熱することを特徴とする、請求項２４に記載された方法。
26. 熱成形及び／又は他の構造若しくは作業片との接合、及び／又は他の構造若しくは作業片との結合のために、多孔質モールド及び又は穴あきモールドが使用されることを特徴とする、請求項１４〜２５の何れかに記載された方法。
27. モールドが多孔質の樹脂、特に穴あき樹脂でできているか、金属特に焼結金属でできていることを特徴とする、請求項２６に記載された方法。
28. モールドを造るために、母型モールドが造られるか、材料を除去する事によって半完成体からつくられることを特徴とする、請求項２６または２７に記載された方法。
29. 複合材料の熱成形のために、形成される複合材料の外形に対応する内形を有するスリーブ−タイプ構造（Ｍａｎｓｃｅｔｔｅ）又は眼鏡−タイプ構造（Ｂｒｉｌｌｅ）のモールドを使用することを特徴とする、請求項１４〜２８に記載された方法。
30. モールドの分けられた場所、好ましくはモールド構成要素或いは製品の見える側に位置したモールド半割体に配されるスリーブ−タイプ構造（Ｍａｎｓｃｅｔｔｅ）又は眼鏡−タイプ構造（Ｂｒｉｌｌｅ）のモールドとして分割可能なモールドが使用されることを特徴とする、請求項２９に記載された方法。
31. モールド中の発泡層を反映したＴＰＯフィルム端部の少なくとも１箇所の屈曲部（Ｕｍｂｕｇ）、又は他の構造／作業片を反映した複合材料の端部の少なくとも１箇所の屈曲部（Ｕｍｂｕｇ）を特徴とする、請求項２９または３０に記載された方法。
32. スライド手段によって少なくとも１箇所の屈曲部（Ｕｍｂｕｇ）を作ることを特徴とする請求項３１に記載された方法。
33. 自動車部品、家具品目、子供用シート、各種ポーチ、ガラス、床暖房システム、ドアの被覆、膝当て、絶縁マットなどのケース類の製造に使用することを特徴とする、請求項１〜３２の何れかに記載された方法。