JP2007521162A - 熱可塑性繊維のブランケット用表面処理 - Google Patents

Abstract

熱可塑性ブランケット（１００）に緻密表面層（１０４）を形成するための装置及び方法を提供する。装置（１０）は、第１及び第２連続ベルト（１２、１４）と、これらのベルトの間に構成された処理帯域（１６）と、第１及び第２加熱及び緻密ユニット（１８、２０）と、加熱及び緻密ユニットから下流のクーラー（５０）と、を含む。方法は、熱可塑性ブランケットの面に緻密表面層を形成する段階と、緻密表面層をもった熱可塑性ブランケットを厳密な寸法公差内の所望厚さにする段階と、を含む。緻密熱可塑性ブランケット製品をも開示する。

Description

本発明は、一般的には、熱可塑性ブランケット材料に関し、特に、熱可塑性ブランケットに緻密表面層を形成するための装置に、熱可塑性ブランケットの加工方法に、及び物理的特性の新規な組合せを示す新規な熱可塑性ブランケット材料に関する。

熱可塑性ブランケット材料は当該技術でよく知られている。このような材料は、機器及び車両への適用のために防音材及び断熱材及びライナーとして利用されてきた。これらの防音材及び断熱材及びライナーは、典型的には、消音を行うために、吸音、即ち入射音波を吸収する能力と、透過率の低下、即ち入射音波を反射する能力との両方に頼っている。防音材及び断熱材及びライナーはまた、種々の熱源（例えば、エンジン、トランスミッション、及び排気系統）からの熱の、車両適用では乗客室への伝達を防止し又は減少させる熱遮蔽特性に頼っている。

熱可塑性ブランケット材料から生産される比較的高い密度のボード製品は、機器の構造部品として、事務所の遮音仕切壁として、ボンネットの内張り、天井の内張り及び他の自動車及びトラックの用途に利用される。

本発明は、熱可塑性ブランケット材料の生産用の新規な装置、熱可塑性ブランケットの加工方法、及び最終製品を、多数の製品用途の要望を満たすようにより良く適合させる多数の新規な物理的特性及び性質を示す熱可塑性ブランケット製品に関する。

ここに記載するように、本発明の目的によれば、熱可塑性ブランケットに緻密表面層を形成するための装置を提供する。その装置は、第１連続ベルトと、第２連続ベルトと、第１ベルトと第２ベルトの間に構成される処理帯域と、を有する。加えて、装置は、第１加熱及び緻密ユニットと、第１加熱及び緻密ユニットから下流の第２加熱及び緻密ユニットと、第２加熱及び緻密ユニットから下流のクーラーと、を含む。第１及び第２連続ベルトから上流に熱可塑性ブランケットフィーダが設けられる。加えて、化粧材を熱可塑性ブランケットと第１連続ベルトの間で処理帯域に供給するための第１化粧材フィーダが設けられる。更に、装置は、化粧材を熱可塑性ブランケットと第２連続ベルトの間で処理帯域に供給するための第２化粧材フィーダを含む。

特に装置を説明すると、第１加熱及び緻密ユニットは、第１プラテンと、協同する第２プラテンと、前記第１プラテンを加熱するための手段と、前記第２プラテンを加熱するための手段と、前記第１プラテンを移動させるための手段と、を含む。同様に、第２加熱及び緻密ユニットは、第３プラテンと、第４プラテンと、前記第３プラテンを加熱するための手段と、前記第４プラテンを加熱するための手段と、前記第３プラテンを移動させるための手段と、を含む。クーラーは、冷却プラテン及び又はファンを含む。

１つの可能な実施形態では、第１及び第２ベルトは、ポリテトラフルオロエチレン、特に、クローズドウィーブポリテトラフルオロエチレンで構成される。加えて、第１及び第２連続ベルトは、重ね継ぎで構成される。ベルトを加熱するのに利用されるプラテンは、アルミニウムで構成される。

装置の他の側面によれば、第１プラテンを加熱するための手段は、第１可変電熱回路を含む。その回路は、プラテンの第１の９インチ（２２．８６cm）の間１インチ（２．５４cm）当たり１３．７ワット及びプラテンの次の２０インチ（５０．８０cm）の間１１．８５ワット、そしてプラテンの残部が平方インチ（６．４５平方cm）当たり５．５ワットである段階のワット密度を含む。同様に、第２プラテンを加熱するための手段は、第２可変電熱回路を含む。その第２可変電熱回路は、プラテンの第１の９インチ（２２．８６cm）の間１インチ（２．５４cm）当たり１３．７ワット及びプラテンの次の２０インチ（５０．８０cm）の間１１．８５ワット、プラテンの残部が平方インチ（６．４５平方cm）当たり５．５ワットである段階のワット密度を含む。

本発明の他の側面によれば、熱可塑性ブランケットを加工する方法を提供する。その方法は、成形前密度Ｄを有する熱可塑性ブランケットの２つの両面の各々に緻密表面層を連続的に且つ同時に形成する段階と、両緻密表面層の間の熱可塑性ブランケットのコアー部分を、形成に続いてＤの僅か約０−４０％、もっと典型的には、約０−１５％の密度増加に維持する段階と、を含む。

熱可塑性ブランケットを加工する方法はまた、熱可塑性ブランケットの一方の面に緻密表面層を連続的に形成する段階と、緻密表面層を持った熱可塑性ブランケットを±０．１５インチ（０．０３８１cm）の厳密な公差内の所望厚さＴにする段階と、を含む。

更に、熱可塑性ブランケットを加工する方法は、熱可塑性ブランケットのベース又はコアー部分を、形成に続いてＤのたった約０−４０％、もっと典型的には約０−１５％の密度増加に維持しながら、緻密表面層を約１０−６０秒の時間枠内で出発密度Ｄから約１０倍まで緻密にすることによって、熱可塑性ブランケットの一方の面に緻密表面層を連続的に形成する段階を含むものとして記載される。

更に、熱可塑性ブランケットを加工する方法は、熱可塑性ブランケットを２つの加工ベルト間に形成されたニップに導入する段階と、熱可塑性ブランケットの少なくとも一方の面に緻密表面層を形成するように加工ベルトを通して熱可塑性ブランケットに熱と圧力を加える段階と、を含むのがよい。

もっと詳細には、方法はまた、可塑性ブランケットを、緻密にされる面に沿って、約１８０°Ｆ（８２．２℃）乃至約４２０°Ｆ（２１５．５℃）の熱可塑性ブランケット軟化温度に加熱することを含む。例えば、利用されるコポリエステル結合繊維の種類に応じて、ブランケットを約２１０°Ｆ−２５０°Ｆ（９８．８℃−３７５°Ｆ）又は３２５°Ｆ−３７５°Ｆ（１６２．７℃−１９０．５℃）の温度に加熱するのがよい。加えて、本方法は、平方フィート当たり約０．５ないし１０ポンド（平方メートル当たり２．４ないし平方メートル当たり４８．８キログラム）の力で熱可塑性ブランケットの圧縮を行い、かつ約１０−６０秒間熱と圧力を加えることを含む。更に、本方法は、熱可塑性ブランケットを、圧力を解放する前に、熱可塑性ブランケットを構成する材料の軟化温度特性以下に冷却することを含む。

更に、熱可塑性ブランケットを加工する方法は、重ね継ぎを有するクローズドウイーブポリテトラフルオロエチレンで構成された２つの連続加工ベルトの間に形成されたニップに熱可塑性ブランケットを導入すること、熱可塑性ブランケットの少なくとも一方の面に緻密表面層を形成するように熱可塑性ブランケットに加工ベルトを通して熱と圧力を加えること、を含むものとして記載される。

本発明の更に他の側面によれば、第１緻密表面層と、第２緻密表面層と、第１緻密表面層と第２緻密表面層の間のベース層と、を有する熱可塑性ブランケットを提供する。その熱可塑性ブランケットは、立方フィート当たり約１．５−３０．０ポンド（立方メートル当たり２４．０−４８０．５キログラム）、もっと典型的には、立方フィート当たり３．０−１５．０ポンド（立方メートル当たり４８．０−２４０．２キログラム）の密度を有する第１及び第２緻密表面層と、立方フィート当たり約０．５−１０．０ポンド（立方メートル当たり８．０−１６０．１キログラム）の密度を有するベース層と、を特徴とする。第１及び第２緻密表面層は、約０．０１インチ（０．０２５cm）ないし約０．１インチ（０．２５cm）の厚さを有し、ベース層は、約０．２５インチ（０．６３cm）ないし約４．０インチ（１０．１６cm）の厚さを有するのがよい。

本発明の１つの実施形態によれば、熱可塑性ブランケットは、ポリマーベース熱可塑性材料で形成される。そのポリマーベース熱可塑性材料は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン テレフタレート、レーヨン、ナイロン、及びその任意の混合物からなる群から選択される。ポリマーベース熱可塑性材料は、ガラス繊維、天然繊維、及びその混合物からなる群から選択された繊維を含むのがよい。

加えて、熱可塑性ブランケットは、該熱可塑性ブランケットに化粧層を含むのがよい。その化粧層は、ポリエステル、レーヨン、金属箔、及びその混合物からなる群から選択されるのがよい。更に、ある用途のために、熱可塑性ブランケットは、熱可塑性ブランケットの第１面に第１化粧層を、熱可塑性ブランケットの第２面に第２化粧層を含むのがよい。

１つの可能な用途では、熱可塑性ブランケットのベース層は、熱硬化性ポリマー材料、ガラス繊維、ポリマー発泡体、鉱物繊維、厚紙及びその混合物からなる群から選択された材料から少なくとも部分的に構成される。

熱可塑性ブランケットはまた、立方フィート当たり約１．５ないし約３０．０ポンド（立方メートル当たり２４．０−４８０．５キログラム）、もっと典型的には、立方フィート当たり３．０−１５．０ポンド（立方メートル当たり４８．０−２４０．２キログラム）の密度及び約０．０１インチ（０．０２５cm）ないし約０．１インチ（０．２５cm）の厚さを有する緻密表面層と、立方フィート当たり約０．５−１０．０ポンド（立方メートル当たり８．０−１６０．１キログラム）の密度及び約０．２５インチ（０．６３cm）ないし約４．０インチ（１０．１６cm）の厚さを有するベース層と、を含むものとして記載されるのがよい。

以下の説明では、熱可塑性ブランケットを加工するための装置及び方法並びに本発明を示す加工されたブランケット製品の多数の異なる実施形態を示し且つ説明する。実現されるように、本発明は、他の異なる実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細は、発明から逸脱することなく種々の自明な側面全てで修正が可能である。従って、図面及び説明は本質的に例示と考えられ、限定とは考えられない。

明細書の一部に含まれそしてその一部をなす添付図面は、本発明のいくつかの側面を示し、そして説明とともに、発明の原理を説明するのに役立つ。

今、発明の現時点で好ましい実施形態を詳細に言及し、その例を添付図面に示す。

今、熱可塑性ブランケット材料に緻密表面層をけいせいするための本発明の装置１０を第略的に示す図１を参照する。装置１０は、第１又は上連続ベルト１２及び第２又は下連続ベルト１４を含む。参照番号１６で全体的に指定した処理帯域が２つのベルト１２、１４間に構成される。ベルト１２、１４は、ポリテトラフルオロエチレン、特にクローズドウィーブポリテトラフルオロエチレンで構成される。ベルト材料は厚さ約０．０２４５インチ（０．０６２２cm）であり、平方フィート当たり約９６．０グラム（平方メートル当たり１０３３グラム）のグラム重量を有する。ベルトは、例えば、９０インチの幅を有するのがよい。このような幅は、加工製品の殆どの引き続く適用のための熱可塑性ブランケット材料を加工するのに十分である。

連続ベルト１２、１４の各々は、ベルトの端を重ね合わせて接着剤で互いに固着した重ね継ぎを含む。クローズドウィーブポリテトラフルオロエチレンベルト材料及び重ね継ぎを完成するための適当な接着剤は、例えば、ミズーリ州セント ルイスのミドウエスト工業ゴムを含む多数の源から入手できる。ベルト１２は駆動プーリー１３によって作用矢印Ａの方向に駆動される。ベルト１４は、駆動プーリー１５によって作用矢印Ａの方向に駆動される。駆動プーリー１３、１５は、駆動モータ１７によって駆動されるから、ベルト１２、１４は同じ速度で駆動される。

図１に更に示すように、装置１０は、参照番号１８で全体的に指定された第１加熱及び緻密ユニットを含む。参照番号２０で全体的に指定された第２加熱及び緻密ユニットが第１加熱及び緻密ユニット１８の下流に設けられている。

第１加熱及び緻密ユニット１８は、第１プラテン２２と、第２プラテン２４と、これらのプラテン２２、２４をかねつするための手段２５、２６と、プラテン２２を移動させるための手段２８と、を含む。

第２加熱及び緻密ユニット２０は、第３プラテン３０と、第４プラテン３２と、プラテン３０、３２を加熱するための手段３３、３４と、プラテン３０を移動させるための手段３６と、を含む。

特に、第１対のプラテンのうちの第１又は上プラテン２２は、第１連続ベルト１２の背面と密着している加熱面３８を含む。第１対のプラテンのうちの第２プラテン２４は、第２ベルト１４の背面と密着している加熱面４０を含む。図示したように、プラテン２２、２４は互いに整列されているので、プラテン２２、２４間に処理帯域が部分的に画成される。

同様に、第２対のプラテンのうちの第３プラテン３０は、第１連続ベルト１２の背面と密着している加熱面４２を含み、第４プラテン３２は、第２ベルト１４の背面と密着している加熱面４４を含む。第２対のプラテンの２つのプラテン３０、３２は互いに整列され、且つ連続ベルト１２、１４の移動方向（作用矢印Ａに注目）に関して第１対のプラテン２２、２４から下流で、該プラテンに隣接して設けられる。

プラテン２２、２４、３０、３２の各々は、迅速な加熱及びベルト１２、１４への急速な熱伝達を可能にするようにアルミニウムで構成される。加えて、アルミニウムプラテン２２、２４、３０、３２は反りに抵抗し、それによって、寸法安定性を維持し、比較的厳密な公差内の所望厚さの最終製品の生産を可能にする。プラテン２２、２４、３０、３２は、例えば、４インチ（１０．１６cm）のガセットを、一様な熱伝達を与えるように配列した１×４８×９６インチ（２．５４×１２１．９２×２４３．８４cm）である。

図１に示す本発明の実施形態では、移動させる手段２８は、プラテン２２に連結され、プラテン２２を選択的に定置プラテン２４に近づけたり遠ざけたりする。同様に、移動させる手段３６は、プラテン３０に連結され、プラテン３０を選択的にプラテン３２に近づけたり、遠ざけたりする。一緒に、移動させる手段２８、３６により、各対のプラテン２２、２４及び３０、３２間の距離によって確立されるように所望厚さの最終製品の生産を可能にするために、オペレータは処理帯域の１６の寸法即ち高さを調整することができる。各対のプラテン２２、２４及び３０、３２が１つの移動可能なプラテン及び１つの定置プラテンを有するものとして図示されているが、各対の両方のプラテンが所望ならば移動可能であってもよいことは理解すべきである。

プラテン加熱手段２５、２６、３３、３４の各々は、可変電熱回路を有するのがよい。かかる可変電熱回路は、プラテンにわたって変化するワット密度に配列された多電熱器を含み、その各々は、独立の加熱制御帯域又は領域を形成する。各プラテンの加熱帯域のワット密度は、平方インチ当たり７−１１．５ワット（６．４５平方cm当たり７−１１．５ワット）に設定される。典型的には、プラテン２２、２４の前縁帯域のワット密度は、ベルト１２、２４及び加工される熱可塑性ブランケットの急速な加熱をもたらすために、平方インチ当たり１１．５ワット（６．４５平方cm当たり１１．５ワット）である。第２の隣接した帯域は、１インチ当たり９．５ワット（６．４５平方cm当たり９．５ワット）に、第３帯域（即ち下流の次の帯域）は、１インチ当たり９．０ワット（６．４５平方cm当たり９ワット）に、第４即ち最後の帯域は、１インチ当たり７ワット（６．４５平方cm当たり７ワット）に設計される。有利には、可変加熱回路により、プラテン２２、２４、３０、３２を可変的に加熱させる。例えば、第１プラテン２２、２４の上流部分又は領域は、ベルト１２、１４を通して熱可塑性ブランケット材料の迅速な加熱を行うために、より高い温度（例えば、６００°Ｆ（３１５．５℃）に加熱されるのがよい。その結果、熱可塑性ブランケット材料はその軟化温度に急速に達する。プラテン２２、２４及び３０、３２の下流領域又は帯域は、より低い加熱レベルを受けるので熱可塑性ブランケット材料を軟化温度以下に維持するのに十分な熱が与えられ、如何なる過熱及びエネルギー浪費を回避する。

図１に更に示すように、装置１０はまた、第２加熱及び緻密ユニット２０から下流にクーラー５０を含む。クーラー５０は、１つ以上の冷却プラテン（熱伝達を最大にする液体冷却装置を有する）及び又は１つ以上の冷却ファン又は他の適当な構造又は熱可塑性ブランケット材料を、熱可塑性ブランケット材料が処理帯域１６を去る前に材料の軟化温度以上の温度にベルト１２、１４を通して急速に冷却することのできる構造の組合せの形態をとるのがよい。かくして、熱可塑性ブランケット材料は、協同するベルト１２、１４によって与えられる圧縮から緩和される前にその新しい緻密表面形態になる。これは、最終製品が特定の所定厚さを有し、この厚さは、非常に厳密な公差内に維持される。例えば、最終製品は、約０．２５インチ（０．６３cm）乃至約４．０±０．１０インチ（１０．１６±０．０２cm）の厚さを有するのがよい。

２つの冷却プラテン５０が利用される場合には、処理帯域１６の高さ寸法、その結果、最終製品の厚さを調整するようにプラテン５０の少なくとも一方を他方に対して移動させるための手段４９が設けられる。

操作中、本発明の装置１０は、熱可塑性ブランケット材料を形成するのに利用される、当該技術で知られたタイプのオーブン（図示せず）から下流にそして熱可塑性ブランケット材料を貯蔵スプールに巻くのに利用される巻き取り機（図示せず）から上流に直列に並んで位置決めされる。勿論、長さ切り製品が生産される場合には、巻き取り機は利用されない。特に、熱可塑性ブランケット材料Ｍは、コンベヤー（図示せず）オーブンから送られ、そして処理帯域１６への入口を構成する、第１ベルト１２と第２ベルト１４との間に形成されたニップ５２の中へ導入される。移動させる手段２８、３６は、選択されたスパン又は高さ、即ち第１ベルト１２と第２ベルト１４の間の距離の処理帯域１６を画成するように前もって調整されている。熱可塑性ブランケット材料Ｍがベルト１２、１４によって処理帯域１６に送られると、ブラケット材料は、第１及び第２加熱及び緻密ユニット１８、２０によって、約３５０°Ｆ（１７６．６℃）と約４５０°Ｆ（２３２．２℃）の間の温度に、平方フィート当たり５ポンド（平方メートル当たり２．４キログラム）と平方フィート当たり１０ポンド（平方メートル当たり４８．８キログラム）の間の力で約１０−６０秒の時間同時に加熱され且つ圧縮される。特に、加熱手段２６は、第１対のプラテン２２、２４を加熱し、その熱はベルト１２、１４を通して熱可塑性ブランケット材料の表面層に急速に伝達される。同様に、加熱手段３４は、第２対のプラテン３０、３２を所望温度に加熱し、その熱は、熱可塑性ブランケットが駆動モータによって駆動されるベルト１２、１４の移動により処理帯域１６を通して下流に通るから、これらのプラテンからベルト１２、１４を通して熱可塑性ブランケット材料へ伝達される。

処理帯域１６を出る前に、熱可塑性ブランケット材料はクーラー５０による冷却を受けるので、ブラケットの材料は、その軟化温度以上の温度にされる。従って、ブラケット材料は、圧縮の解放前に、その新しい緻密状態になる。ブラケット材料はそれ自体比較的厳密な公差レベル内の所望厚さになる。

多数の異なる最終製品が本発明の装置１０で作られる。これらの熱可塑性ブランケットの例を図２ａ−２ｄに示す。

図２ａは、比較的緻密でないベース層又はコア部分１０２及び単一の比較的緻密な表面層１０４を有する熱可塑性ブランケット１００を開示する。このような製品は、熱可塑性ブランケット材料を処理帯域１６に通し、材料の片側を材料の軟化温度以上に加熱するだけで、図１に示す装置１０で加工される。かくして、材料は、例えば、加熱プラテン２２、３０によって図１に示すように材料の上面にそって加熱されてもよい。別の例として、加熱は、プラテン２４、３２を通して加熱することによってブランケット材料の反対側の面に行われてもよい。

選択的な化粧層１０６が緻密表面層１０４に加えられてもよいし或いは１０８で示すようにベース層の反対側の面に加えられてもよい。化粧層１０６又は１０８は直列の工程の一部として加えられるのがよい。特に、図１に示すように、第１化粧材フィーダ５４が第１ベルト１２に隣接して設けられて、化粧材を供給ロール５６から処理帯域１６の入口のニップ５２に送り込む。同様に、第２化粧材フィーダ５８が第２ベルト１４に隣接して設けられる。フィーダ５８は、化粧材のロール６０を保持し、化粧材を処理帯域１６に至るニップ５２に送り込むアイドラー又は他の緊張プーリー６２を含むのがよい。化粧材１０６、１０８は熱可塑性ブランケットとの良好な結合を確保するのに適当な接着剤を含むのがよい。

他の熱可塑性ブランケット最終製品２００を２ｂに示す。製品２００は、第１緻密表面層２０４と第２緻密表面層２０６の間に挟まれた比較的緻密でない材料のベース層２０２を含む。理解すべきこととして、２つの緻密表面層２０４、２０６は熱可塑性ブランケット２００の２つの両面に連続的に且つ同時に形成される。これは、プラテンを、熱可塑性ブランケットをベルトと密着してその材料の表面にそって軟化させるのに十分な熱をベルト１２、１４を通して伝達するのに必要な温度に加熱することによって達成される。熱可塑性ブランケット材料が処理帯域１６の中を通るとき、熱可塑性ブランケットは圧縮を受ける。処理帯域を出る前に、材料は、クーラー５０によって軟化温度以上の温度に冷却される。これは、熱可塑性ブランケット材料、特に緻密表面層２０４、２０６を圧縮状態にするのに役立ち、それによって、所望厚さの最終製品を産出する。

図２ｂに示す製品について上述したように、製品２００はまた第１緻密層２０４に選択的な化粧材２０８を、及び又は第２緻密層２０６に選択的な化粧材２１０を有してもよい。

本発明の更に他の熱可塑性ブランケット製品を図２ｃに示す。この熱可塑性ブランケット製品３００は、熱可塑性ブランケット材料の外層３０４、３０６間に挟まれた熱硬化性ポリマー材料、ガラス繊維、発泡体、鉱物繊維、厚紙及びその混合物の内層３０２で構成された多層ベースを含む。図３の実施形態に示すように、製品３００は、単一の緻密表面層３０８を含む。更に、選択的な化粧層３１０が緻密表面層３０８に及び又はベース層３０６の表面に設けられてもよい。

図２ｄの熱可塑性ブランケット製品４００は、図２ｃの製品と似ていて、熱可塑性ブランケット材料の層４０４、４０６間に挟まれた熱硬化性ポリマー材料、ガラス繊維、発泡体、鉱物繊維、厚紙及びその混合物で構成された内ベース層４０２を含む。緻密表面層４０８がベース層４０４に設けられ、緻密表面層４１４が熱可塑性ブランケット層４０６に設けられる。選択的な化粧材４１０及び又は４１２が図示のように緻密表面層４０８、４１４のいずれかに又は両方に設けられてもよい。

一般的に、図２ａ−２ｄに示すものを含む本発明の製品のどれもポリマーベースの熱可塑性材料で形成されるのがよい。このような材料は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン テレフタレート、レーヨン、ナイロン、及びその任意の混合物を含む群から選択されるのがよい。材料はまた、ガラス繊維、天然繊維、及びその混合物からなる群から選択された繊維を含むのがよい。

本発明の最終製品に有用な化粧材は、ポリエステル、レーヨン、金属箔、及びその混合物を含むが、これらに限定されない。上述したように、本方法の最終製品は、熱硬化性ポリマー材料、ガラス繊維、ポリマー発泡体、鉱物繊維、厚紙及びその混合物から少なくとも部分的に構成されたコア部分を含む事すらある。

本発明の新規な装置及び方法の結果、最終製品は、比較的高嵩張りのベース層又はコアー部分を含む多数の新規な物理的特性を有する。特に、出発密度Ｄの熱可塑性ブランケット材料から加工するのに続いて、ベース層又はコアー部分は、たった約０−４０％、もっと典型的には、０−１５％Ｄの密度増加に維持される。顕著なこととして、これは、緻密表面層の密度がもとの密度Ｄの約２倍乃至１０倍まででも達成される。このような製品は、新規且つ有用な取扱い、強度及び絶縁特性を示す。

要約すると、種々の利点が本発明の概念を具体化することから生ずる。本発明の方法は連続直列操作を可能にし、今迄の所、毎分４５フィート（毎分１３．７メートル）までのブランケット加工速度であることが証明された。装置１０及び方法は、直線で、材料の異なる層及び又は化粧材とコポリマー材料との結合を可能にし、かつ比較的厳密な公差内の生産線速度で連続の平らなボードタイプ製品の成形をも可能にする。

加えて、本方法は、ベース又はコアー層のふくらみを維持しながら、熱可塑性ブランケット材料の表面のみに緻密さを効果的に与える。これは、当該技術でこれまで得られなかった強さと防音特性の特に興味をそそる組合せを持った製品の生産を可能にする。

加熱プラテン２２、２４、３０、３２及び冷却プラテン５０の各々は、独立に温度制御される。更に、プラテン２２、３０、５０を移動させるための各手段２８、３６、４９は、それぞれ独立に制御される。その結果、装置１０は、多数の異なる表面緻密層を設けることができるように加工において最大の融通性を提供する。

最終製品はまた、高められた扱い特性を享受する。緻密表面層には、ばら繊維がなく、その結果、そのようなばら繊維は目的物に引っ掛かからず、例えば、機器又は車両に取付け中ブランケットか引っ張りだされない。したがって、ポリマーダストが著しく減ぜられる。

緻密表面層は、最終製品の剛性を大変増し、本方法による加工に続くブランケット材料の引っ張り強度は、機械方向と機械直交方向の両方に２のファクターだけ増大する事が分かった。これは、最も量の少ない緻密表面層についても当てはまる。

緻密表面層はまた、弾性記憶を最終製品に与える。かくして、製品は、取付け中撓まされ、次いで適切な形状に戻る。これは、重要な製造利点である。緻密表面層はまた、改良された積層結果及びより良いグラフィックス表示のための大きな接触面積をもった大変平滑な表面を提示する。

次の表は、本発明の方法での３つの異なる出発材料の加工を明示する。

緻密表面層の全体の厚さは、プラテンの温度、装置の中を通る熱可塑性ブランケット材料の加工速度、及びその材料が処理帯域の中を通る時プラテンによって熱可塑性ブランケット材料に加えられる圧縮の程度を含む多数のパラメータによって制御される。有利には、熱可塑性ブランケット材料を、該材料が処理帯域を出る前及びプラテンによって与えられた圧縮の解放前にその材料の軟化温度以上の温度に冷却することによって、ブランケット材料刃、厳密な公差内の所望な厚さに設定する。これは、出来た製品を、車両及び機器におけるような引き続いて製造される装置の断熱及び又は防音構成要素として利用するとき実質的な利点を提供する。

本発明の好ましい実施形態の以上の説明は図示及び説明の目的のために呈示された。本発明を、開示した正にその形態に限定するものではない。上記の教示に照らして種々の修正又は変形が可能である。

実施形態は、発明の原理の最良の例示及びその実例を提供し、それによって、当業者が発明を、種々の実施形態に、企画される特定な用途に適するような種々の修正をもって利用することができるようにするように選択され且つ説明される。あらゆるこのような修正及び変形は、特許請求の範囲が正しく法律的に且つ公平に与えられる広さに従って解釈されるとき、請求の範囲によって決定されるような発明の範囲内である。

本発明の装置の概略図である。 本発明の熱可塑性ブランケット材料の概略図である。 本発明の熱可塑性ブランケット材料の概略図である。 本発明の熱可塑性ブランケット材料の概略図である。 本発明の熱可塑性ブランケット材料の概略図である。

Claims (52)

1. 第１連続ベルト（１２）と、
   第２連続ベルト（１４）と、
   第１ベルトと第２ベルトの間に構成される処理帯域（１６）と、
   第１加熱及び緻密ユニット（１８）と、
   第１加熱及び緻密ユニットから下流の第２加熱及び緻密ユニット（２０）と、
   第２加熱及び緻密ユニットから下流のクーラーと、を含む、
   熱可塑性ブランケット（１００）に緻密表面層（１０４）を形成するための装置（１０）。
2. 第１及び第２連続ベルトから上流に熱可塑性ブランケットフィーダを更に含む、請求項１に記載の装置。
3. 化粧材（１０６）を熱可塑性ブランケットと第１連続ベルトの間で処理帯域に供給するための第１化粧材フィーダ（５４）を更に含む、請求項１に記載の装置。
4. 化粧材（１０８）を熱可塑性ブランケットと第２連続ベルトの間で処理帯域に供給するための第２化粧材フィーダ（５８）を更に含む、請求項１に記載の装置。
5. 化粧材（１０６）を熱可塑性ブランケットと第１連続ベルトの間で処理帯域に供給するための第１化粧材フィーダ（５４）と、化粧材（１０８）を熱可塑性ブランケットと第２連続ベルトの間で処理帯域に供給するための第２化粧材フィーダ（５８）を更に含む、請求項２に記載の装置。
6. 第１加熱及び緻密ユニットは、第１プラテン（２２）と、第２プラテン（２４）と、前記第１プラテンを加熱するための手段（２５）と、前記第２プラテンを加熱するための手段（２６）と、前記第１プラテンを移動させるための手段と、を含む、請求項１に記載の装置。
7. 第２加熱及び緻密ユニットは、第３プラテン（３０）と、第４プラテン（３２）と、前記第３プラテンを加熱するための手段（３３）と、前記第４プラテンを加熱するための手段（３４）と、前記第３プラテンを移動させるための手段と、を含む、請求項１に記載の装置。
8. 前記クーラーは、ファン（５１）を含む、請求項１に記載の装置。
9. 前記第１ベルトはポリテトラフルオロエチレンで構成される、請求項１に記載の装置。
10. 前記第１ベルトはクローズドウィーブポリテトラフルオロエチレンで構成される、請求項１に記載の装置。
11. 前記第２ベルトはポリテトラフルオロエチレンで構成される、請求項１に記載の装置。
12. 前記第２ベルトはクローズドウィーブポリテトラフルオロエチレンで構成される、請求項１に記載の装置。
13. 前記第１ベルトは、重ね継ぎを有する連続ベルトである、請求項１０に記載の装置。
14. 前記第２ベルトは重ね継ぎを有する連続ベルトである、請求項１２に記載の装置。
15. 前記プラテンは、アルミニウムで構成される、請求項６に記載の装置。
16. 前記プラテンは、アルミニウムで構成される、請求項７に記載の装置。
17. 前記第１プラテンを加熱するための前記手段は、第１可変電熱回路を含む、請求項６に記載の装置。
18. 前記第１可変電熱回路は、プラテンの第１の９インチ（２２．８６cm）の間１インチ（２．５４cm）当たり１３．７ワット及びプラテンの次の２０インチ（５０．８０cm）の間１１．８５ワット、そしてプラテンの残部が平方インチ（６．４５平方cm）当たり５．５ワットである段階のワット密度を含む、請求項１７に記載の装置。
19. 前記第２プラテンを加熱するための前記手段は、第２可変電熱回路を含む、請求項７に記載の装置。
20. 前記第２可変電熱回路は、プラテンの第１の９インチ（２２．８６cm）の間１インチ（２．５４cm）当たり１３．７ワット及びプラテンの次の２０インチ（５０．８０cm）の間１１．８５ワット、プラテンの残部が平方インチ（６．４５平方cm）当たり５．５ワットである段階のワット密度を含む、請求項１９に記載の装置。
21. 成形前密度Ｄを有する熱可塑性ブランケットの２つの両面の各々に緻密表面層（２０４、２０６）を連続的に且つ同時に形成する段階と、
    両緻密表面層の間の熱可塑性ブランケットのコアー部分（２０２）を、形成に続いてＤの僅か約０−１５％の密度増加に維持する段階と、を含む、熱可塑性ブランケット（２００）を加工する方法。
22. 熱可塑性ブランケットの一方の面に緻密表面層（１０４）を連続的に形成する段階と、
    緻密表面層を持った熱可塑性ブランケットを±０．１５インチ（０．０３８１cm）の厳密な公差内の所望厚さＴにする段階と、を含む、熱可塑性ブランケット（１００）を加工する方法。
23. 熱可塑性ブランケットのベース又はコアー部分を、形成に続いてＤのたった約０−１５％の密度増加に維持しながら、緻密表面層を約１０−６０秒の時間枠内で出発密度Ｄから約２倍ないし約１０倍緻密にすることによって、熱可塑性ブランケットの一方の面に緻密表面層を連続的に形成することを含む、熱可塑性ブランケット（１００）を加工する方法。
24. 熱可塑性ブランケットを２つの加工ベルト（１２、１４）間に形成されたニップ（５２）に導入し、熱可塑性ブランケットの少なくとも一方の面に緻密表面層（１０４）を形成するように加工ベルトを通して熱可塑性ブランケットに熱と圧力を加えることを含む、熱可塑性ブランケット（１００）を加工する方法。
25. 前記熱可塑性ブランケットを、緻密にされるべき面に沿って、約３５０°Ｆ（１７６．６℃）ないし約４５０°Ｆ（２３２．２℃）の温度に加熱することを含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記熱可塑性ブランケットを、平方フィート当たり約０．５ポンドないし平方フィート当たり１０．０ポンド（平方cm当たり２．４ないし平方cm当たり４．８キログラム）の力で圧縮することを含む、請求項２５に記載の方法。
27. 前記熱と圧力を約１０−６０秒間加えることを含む、請求項２６に記載の方法。
28. 熱可塑性ブランケットを、圧力を解放する前に、熱可塑性ブランケットを構成する材料の軟化温度特性以下に冷却することを含む、請求項２４に記載の方法。
29. 重ね継ぎを有するクローズドウイーブポリテトラフルオロエチレンで構成された２つの連続加工ベルト（１２、１４）の間に形成されたニップ（５２）に熱可塑性ブランケットを導入し、
    熱可塑性ブランケットの少なくとも一方の面に緻密表面層（１０４）を形成するように熱可塑性ブランケットに加工ベルトを通して熱と圧力を加えること、を含む、熱可塑性ブランケット（１００）を加工する方法。
30. 前記熱可塑性ブランケットを、緻密にされるべき面に沿って、約３５０°Ｆ（１７６．６℃）ないし約４５０°Ｆ（２３２．２℃）の温度に加熱することを含む、請求項２９に記載の方法。
31. 前記熱可塑性ブランケットを、平方フィート当たり約０．５ポンドないし平方フィート当たり１０．０ポンド（平方cm当たり２．４ないし平方cm当たり４．８キログラム）の力で圧縮することを含む、請求項３０に記載の方法。
32. 前記熱と圧力を約１０−６０秒間加えることを含む、請求項３１に記載の方法。
33. 熱可塑性ブランケットを、圧力を解放する前に、熱可塑性ブランケットを構成する材料の軟化温度特性以下に冷却することを含む、請求項２９に記載の方法。
34. 第１緻密表面層（２０４）と、
    第２緻密表面層（２０６）と、
    第１緻密表面層と第２緻密表面層の間のベース層（２０２）と、を有する熱可塑性ブランケット（２００）であって、
    前記熱可塑性ブランケットは、前記第１及び第２緻密表面層が、立方フィート当たり約１．５−３０．０ポンド（立方メートル当たり約２４．０−約４８０．５キログラム）の密度を有し、前記第１及び第２緻密表面層は、約０．０１インチ（０．０２５cm）ないし約０．１インチ（０．２５cm）の厚さを有し、ベース層は、立方フィート当たり約０．５−１０．０ポンド（立方メートル当たり約８．０−約１６０．１キログラム）の密度を有することを特徴とする、熱可塑性ブランケット。
35. 前記第１及び第２緻密表面層は、約０．０１インチ（０．０２４cm）ないし約０．１インチ（０．２４cm）の厚さを有市、前記ベース層は、約０．２５インチないし約４．０インチ（約０．６３cmないし約１０．１６cm）の厚さを有する、請求項３４に記載の熱可塑性ブランケット。
36. 前記熱可塑性ブランケットは、ポリマーベース熱可塑性材料で形成される、請求項３５に記載の熱可塑性ブランケット。
37. 前記ポリマーベース熱可塑性材料は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン テレフタレート、レーヨン、ナイロン、及びその任意の混合物からなる群から選択される、請求項３６に記載の熱可塑性ブランケット。
38. ポリマーベース熱可塑性材料は、ガラス繊維、天然繊維、及びその混合物からなる群から選択された繊維を含む、請求項３７に記載の熱可塑性ブランケット。
39. 前記熱可塑性ブランケットに化粧層を更に含む、請求項３５に記載の熱可塑性ブランケット。
40. 前記化粧層は、ポリエステル、レーヨン、金属箔、及びその混合物からなる群から選択される、請求項３９に記載の熱可塑性ブランケット。
41. 熱可塑性ブランケットの第１面に第１化粧層を、熱可塑性ブランケットの第２面に第２化粧層（２１０）を含む、請求項３５に記載の熱可塑性ブランケット。
42. 前記第１及び第２化粧層は、ポリエステル、レーヨン、金属箔、及びその混合物からなる群から選択される、請求項４１に記載の熱可塑性ブランケット。
43. 前記ベース層は、熱硬化性ポリマー材料、ガラス繊維、ポリマー発泡体、鉱物繊維、厚紙及びその混合物からなる群から選択された材料から少なくとも部分的に構成される、請求項３５に記載の熱可塑性ブランケット。
44. 立方フィート当たり約１．５ないし約３０．０ポンド（立方メートル当たり２４．０−４８０．５キログラム）の密度及び約０．０１インチ（０．０２４cm）ないし約０．１インチ（０．２４cm）の厚さを有する緻密表面層（２０４）と、
    立方フィート当たり約０．５−立方フィート当たり約１０．０ポンド（立方メートル当たり約８．０−約１６０．１キログラム）の密度及び約０．２５インチないし約４．０インチ（約０．６３cmないし約１０．１６cm）の厚さを有するベース層（２０２）と、を含む、熱可塑性ブランケット（２００）。
45. 前記熱可塑性ブランケットは、ポリマーベース熱可塑性材料で形成される、請求項４４に記載の熱可塑性ブランケット。
46. 前記ポリマーベース熱可塑性材料は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン テレフタレート、レーヨン、ナイロン、及びその任意の混合物からなる群から選択される、請求項４５に記載の熱可塑性ブランケット。
47. ポリマーベース熱可塑性材料は、ガラス繊維、天然繊維、及びその混合物からなる群から選択された繊維を含む、請求項４６に記載の熱可塑性ブランケット。
48. 前記熱可塑性ブランケットに化粧層を更に含む、請求項４４に記載の熱可塑性ブランケット。
49. 前記化粧層は、ポリエステル、レーヨン、金属箔、及びその混合物からなる群から選択される、請求項４８に記載の熱可塑性ブランケット。
50. 熱可塑性ブランケットの第１面に第１化粧層を、熱可塑性ブランケットの第２面に第２化粧層（２１０）を含む、請求項４４に記載の熱可塑性ブランケット。
51. 前記第１及び第２化粧層は、ポリエステル、レーヨン、金属箔、及びその混合物からなる群から選択される、請求項５０に記載の熱可塑性ブランケット。
52. 前記ベース層は、熱硬化性ポリマー材料、ガラス繊維、ポリマー発泡体、鉱物繊維、厚紙及びその混合物からなる群から選択された材料から少なくとも部分的に構成される、請求項４４に記載の熱可塑性ブランケット。

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