JP2021006406A - 熱可塑性複合シートを提供する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2014年11月13日に出願された米国仮特許出願第62/079,288号に関し、その優先権を主張し、利益を主張するものであり、その全開示は、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
び多孔質コア層の少なくとも一方の面に配置された外板を備える熱可塑性複合シートが提供される。
、膨張したグラファイト材料、例えばEG粒子の5%未満を除去する。他の実施形態では、この方法は、攪拌された水性フォームを、EG粒子などの膨張可能グラファイト材料が攪拌された水性フォーム中に均一に分散するまで混合することを含む。いくつかの実施形態では、この方法は、対流加熱を用いてウェブを加熱することを含む。特定の実施形態において、この方法は、熱可塑性複合シートに圧力を加えることを含む。いくつかの実施例では、この方法は、放射加熱を用いて熱可塑性複合シートを加熱することを含む。他の構成では、この方法は、追加の膨張可能グラファイト材料、例えばEG粒子を熱可塑性複合シートの表面上に配置することを含む。いくつかの実施形態では、この方法は、撹拌された水性フォームにロフト剤を添加することを含む。さらなる実施例では、この方法は、熱可塑性複合シートを外板に結合させることを含む。いくつかの実施例では、この方法は、熱可塑性複合シートを熱可塑性材料、強化繊維、及びEG粒子などの膨張可能グラファイト材料を含む追加の熱可塑性複合シートに結合することを含む。いくつかの実施形態では、この方法は、粒子を含む熱可塑性材料を選択することと、膨張可能グラファイト粒子の平均粒径を熱可塑性材料の粒子の平均粒径とほぼ同じになるよう選択することとを含む。
性複合物品が記載されている。場合によっては、EG粒子などの膨張可能グラファイト材料は、非共有結合している膨張可能グラファイト材料、例えば、非共有結合している膨張可能グラファイト粒子である。
特定の実施形態は、添付の図面を参照して記載される。
は、例えば、同じ空気の流れを供給するようフュームフードを開くか、全開にすることができる。本明細書で特に明記されていない限り、FMVSS 302試験はSAE J369試験と互換性がある。これらの試験の結果は、DNI、SE/0、SE/NBR、SE/B、B、及びRBを含むいくつかの方法で分類できる。DNIは、15秒間の点火期間中または後に燃焼を維持しない材料、及び/または選択された距離までいずれかの面を横切って火炎面を伝えない材料を示す。SE/0は表面上で点火する物質を示しているが、炎は選択された距離を移動する前に自己消火する。SE/NBRは、タイミングの開始から60秒間燃焼する前に燃焼を停止し、タイミングが開始された時点から約50mm以上燃焼しない材料を示す。SE/Bは、先頭の火炎面が選択された距離を進んでいるが、第2の距離に達する前に自己消火するものを示す。Bは距離全体を燃やす材料を示す。RBは、急速に燃焼して燃焼速度を遅らせることはできない材料を示す。また、燃焼距離、燃焼時間、燃焼速度、及び材料が自己消火性であるかという点の1つ以上を測定できる。火炎が毎分約102mm未満で進む場合、試験片はFMVSS 302またはSAE J369試験に「適合する」または「合格する」とみなされる。試験片が102mm/分より速く燃焼すると、試験片は試験に合格できないものである。
熱条件下で実質的な程度にロフトしないが、EG材料を含むプリプレグ、コア及び物品は赤外線加熱条件下でロフトする。他の例では、EG材料を含むプリプレグ、コア及び物品は、第1の温度で実質的な程度にロフトせず、第2の温度で実質的な程度までロフトする。例えば、特定の自動車用途では、EG材料は、200℃で実質的にロフトせずに220℃でロフトするように選択することができる。いかなる特定の理論にも束縛されることを望まないが、第1及び第2の温度は、プリプレグ、コアまたは物品中に存在する熱可塑性材料に応じて変動させ得る。場合によっては、EG材料は、ロフト温度が熱可塑性材料の融点よりも約20℃またはそれより高くなるまで実質的にロフトが生じないように選択される。他の例では、EG材料は、ロフト温度が熱可塑性材料の融点よりも約40℃またはそれより高くなるまで実質的にロフトが生じないように選択される。さらなる例では、EG材料(及び/またはロフト条件)は、ロフト温度が熱可塑性材料の融点よりも約60℃またはそれより高くなるまで実質的にロフトが生じないように選択される。場合によっては、EG材料は、ロフト温度が熱可塑性材料の融点よりも約80℃またはそれより高くなるまで実質的にロフトが生じないように選択される。
含む。いくつかの例において、膨張可能グラファイト材料分散体は、プリプレグ100の第1の表面102から第2の表面104まで実質的に均質または実質的に均一であってもよい。本明細書でより詳細に説明するように、プリプレグ100内の膨張可能グラファイト材料のこのような実質的に均質なまたは実質的に均一な分布を達成するために、プリプレグ100の成分を一緒に混合して分散体を形成することができる。混合は、分散体が、分散体中の膨張可能グラファイト材料、熱可塑性材料及び繊維の実質的に均質または実質的に均一な混合物を含むまで実行することができる。次いでプリプレグ100は、例えば、適切な敷設プロセスを用いてワイヤスクリーン上に分散体を配置することによって、本明細書に記載されるように形成することができる。他の構成では、膨張可能グラファイト材料の表面102から表面104への勾配分布を提供して、より多くの膨張可能グラファイト材料が他の表面より表面102、104の一方に存在するようにすることが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、膨張可能グラファイト材料の実質的に均一な分布がプリプレグ100内に存在し、後に追加の膨張可能グラファイト材料がプリプレグ100の片面に加えられて勾配分布を提供する。このような追加の膨張可能グラファイト材料は、例えば、膨張可能グラファイト材料を含む溶液を噴霧またはコーティングすることによって、プリプレグ100に直接添加することができ、または、外板、追加のプリプレグ、または膨張可能グラファイト材料を含む他の成分を、プリプレグ100に結合することによって添加できる。例えば、また図2Aを参照すると、第1のプリプレグ210及び第1のプリプレグ210上に配置された第2のプリプレグ220が示されている。第1のプリプレグ210及び第2のプリプレグ220のそれぞれは、膨張可能グラファイト材料の実質的に均一な分布を含むが、プリプレグ210、220における膨張可能グラファイト材料の量は異なる。しかし、所望であれば、プリプレグ210、220の一方のみが膨張可能グラファイト材料を含み、他方のプリプレグがロフト剤を含まなくてもよく、または膨張可能グラファイト材料以外のロフト剤、例えばマイクロスフェアを含んでもよい。マイクロスフェアは、膨張可能グラファイト材料と組み合わせて存在してもよく、または膨張可能グラファイト材料なしにプリプレグ210、220の1つに存在してもよい。プリプレグ210、220の熱可塑性材料を溶融させて単一のプリプレグ250(図2B)を提供することができる。プリプレグ210、220が一緒に溶融した結果、プリプレグ250内の膨張可能グラファイト材料の勾配分布が存在することになり、表面254に隣接して存在する量と比較して、表面252に隣接する膨張可能グラファイト材料の量が多くなる。プリプレグ250の正確な全体の厚さを、使用される条件に依存して変化させてもよく、また、特定の厚さを図2Bに示唆することを意図しているのではない。
粒径を有することができる。任意の特定の科学理論に拘束されることを望まないが、熱可塑性材料及び膨張可能グラファイト材料の粒径を一致させることによって、例えばプリプレグ中の膨張可能グラファイト材料の保持の向上を含むプリプレグの加工の向上を達成することができる。いくつかの例では、膨張可能グラファイト材料の平均粒径及び熱可塑性材料の平均粒径は約5%〜約10%変動でき、依然として加工の向上が達成され得る。特定の構成では、プリプレグ中の熱可塑性材料及び膨張可能グラファイト材料のそれぞれの平均粒径は、約50ミクロン〜約90ミクロン異なることができる。いくつかの構成では、膨張可能グラファイトの平均粒径は、加工の向上をもたらすために熱可塑性材料の粒子の平均粒径の少なくとも50%である。他の例では、熱可塑性材料の平均粒径とほぼ同じ平均粒径を有する膨張可能グラファイト材料を、熱可塑性材料の平均粒径とは異なる平均粒径の膨張可能グラファイト材料と共に存在させることができる。膨張可能グラファイト材料の平均粒径が異なっていても、膨張可能グラファイト材料の化学組成は、同じであっても異なっていてもよい。さらに他の構成では、異なる平均粒径を有する2種以上の熱可塑性材料が存在してもよい。所望であれば、熱可塑性材料の平均粒径と実質的に同じ平均粒径を有する2つの膨張可能グラファイト材料が存在してもよい。2つの膨張可能グラファイト材料は、化学的に同じであってもよいし、化学的に異なるものであってもよい。同様に、熱可塑性材料は、化学的に同じであってもよいし(ただし異なる平均粒径を有する)、化学的に異なるものであってもよい。
フトに移行すると、勾配が急になる傾向がある。対照的に、階段状ロフト剤の体積は、一般に、温度の関数として段階的に増加する。階段状の体積の増加は、プリプレグ全体の厚さの制御の向上をもたらし、過剰なロフトの可能性を低減する。膨張可能グラファイト材料を含むプリプレグを用いた所望の厚さは、適切な加工温度を選択することによって達成することができる。厚さが十分でないならば、多くの場合、より高い温度を適用して全体の厚さを所望の厚さまで増加させることができる。
散された繊維は、一般に、約5ミクロンを超える、より詳細には約5ミクロン〜約22ミクロンの直径、約5mm〜約200mmの長さを有し、より詳細には、繊維の直径は、約ミクロン〜約22ミクロンであり得、繊維の長さは、約5mm〜約75mmであり得る。
できる。いくつかの実施形態では、非ハロゲン化難燃剤はリン含有材料を含むことができるので、プリプレグはより環境に優しい可能性がある。非ハロゲン化または実質的にハロゲン不含有である難燃剤が存在する場合、難燃剤は難燃量で存在することが望ましく、難燃量は存在する他の成分に応じて変えることができる。例えば、実質的にハロゲン不含有である難燃剤は、約0.1重量%〜約15重量%(プリプレグの重量に基づいて)、より詳細にはプリプレグの重量に基づいて約1重量%〜約13重量%、例えば約5重量%〜約13重量%で存在する。所望であれば、実質的にハロゲン不含有である2種類の難燃剤をプリプレグに添加してもよい。場合によっては、本明細書に記載のプリプレグは、1種以上の実質的にハロゲン不含有である難燃剤と組み合わせて1種以上のハロゲン化難燃剤を含むことができる。2種類の難燃剤が存在する場合、2つの難燃剤の組み合わせは、存在する他の成分に応じて変えられる難燃量で存在し得る。例えば、存在する難燃剤の総重量は、(プリプレグの重量に基づいて)約0.1重量%〜約20重量%、より詳細にはプリプレグの重量に基づいて約1重量%〜約15重量%、例えば約2重量%〜約14重量%であってもよい。本明細書に記載のプリプレグに使用される難燃剤は、膨張可能グラファイト材料、熱可塑性材料及び繊維を含む混合物に添加することができる(ワイヤスクリーンまたは他の処理用の構成要素にある混合物を処分する前)か、プリプレグが形成された後に添加できる。
よって、本明細書に記載のように形成することができる。他の構成では、コアの1つの表面からコアの他の表面まで膨張可能グラファイト材料の勾配分布を提供することが望ましい場合がある。いくつかの構成では、膨張可能グラファイト材料の実質的に均一な分布がコアに存在し、次いで、追加の膨張可能グラファイト材料がコアの片側に加えられて、勾配分布を提供する。このような追加の膨張可能グラファイト材料は、例えば、膨張可能グラファイト材料を含む溶液を噴霧またはコーティングすることによって、コアに直接添加することができ、あるいは、外板、追加プリプレグまたはコアまたは膨張可能グラファイト材料を含む他の成分をコアに結合することで添加することができる。例えば、第1のコア及び第1のコア上に配置された第2のコアは、複合物品を提供することができる。コアの各々は、膨張可能グラファイト材料の実質的に均一な分布を含むことができるが、2つのコアにおける膨張可能グラファイト材料の量及び/またはタイプは異なっていてもよく、例えば充填率が異なっていても、材料自体が異なっていてもよい。しかし、所望であれば、一方のコアのみが膨張可能グラファイト材料を含み、他方のコアはロフト剤を含まなくてもよく、または膨張可能グラファイト材料以外のロフト剤、例えばマイクロスフェアを含んでもよい。マイクロスフェアは、膨張可能グラファイト材料と組み合わせて存在してもよく、または膨張可能グラファイト材料なしでコアのうちの1つに存在してもよい。コアの熱可塑性材料を溶融させて、2つのコアに由来する材料を含む単一の組み合わされたコアを提供することができる。コアが溶融する結果、膨張可能グラファイト材料の勾配分布を有する複合コアが生じる。他の構成では、膨張可能グラファイト材料を含む外板または他の材料をコアに結合することによって、コア内の膨張可能グラファイト材料の分布を提供することができる。他の例では、外板をコアに溶融して外板とコアを結合させて、実質的な接合面なしに、結合した外板/コア複合材料を残すことができる。所望であれば、以下でより詳細に説明するように、膨張可能グラファイト材料を含んでいてもいなくてもよい追加の外板を、第1の外板と反対側のコアに結合することもできる。
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説明的な値のボイド量または空隙率を含み得る。いくつかの例では、コアは、例えば完全には固化していない、0%を超え、約95%までの空隙率またはボイドの量を含む。別段の記載がない限り、特定のボイド量または空隙率を含むコアへの言及は、コアの全体積に基づくものであり、必ずしもコアとコアに結合されたいずれかの他の材料または層との合計体積に基づくものではない。プリプレグと比較して、コアの空隙率は同じであっても異なっていてもよい。例えば、多くの場合、プリプレグをローラのセットに通すことによって、またはプリプレグの一方の表面をプレスすることによって、プリプレグをコアに形成する。そのような場合、コアの空隙率はプリプレグの空隙率と異なる場合があり、例えば低くなることがある。いくつかの例では、コアの空隙率は、最終成形の物品または製品に含まれるコアのロフトの増加を提供する、匹敵するプリプレグよりも、低くなるように意図的に選択される。
スルホン、ポリエーテルスルホン、液晶ポリマー、PARMAX(登録商標)として商業的に知られているポリ(1,4−フェニレン)化合物、BayerのAPEC(登録商標)PCなどの耐熱性ポリカーボネート、耐熱性ナイロン及びシリコーン、ならびにこれらの材料と互いとのまたは他のポリマー材料とのアロイ及びブレンドを含むが、これらに限定されない。コアを形成するために使用される熱可塑性材料は、粉末形態、樹脂形態、ロジン形態、繊維形態または他の適切な形態で使用することができる。様々な形態の例示的な熱可塑性材料が本明細書に記載されており、例えば、米国特許出願公開第20130244528号明細書、及び米国特許出願公開第20120065283号明細書にも記載されている。コア中に存在する熱可塑性材料の正確な量は変えてもよく、例示的な量は約20重量%〜約80重量%の範囲である。
の膨張可能グラファイト材料の保持の向上を達成することができる。コアに使用される膨張可能グラファイト材料の正確なタイプは、例えば、所望のロフト温度、所望の難燃性の程度、所望の目付及び他の要因を含む多くの要因に依存し得る。コアに存在し得る例示的な市販の膨張可能グラファイト材料は、Nyacol Nano Technologies,Inc.(Ashland、マサチューセッツ州)から市販されており、例えば、35、200、249、250、251、KP251及び351のグレードの膨張可能グラファイト材料を含む。追加の膨張可能グラファイト材料は、Graftech International(Lakewood、オハイオ州)から商業的に購入することができる。コア中に存在する膨張可能グラファイト材料材料は、一般に、積層分子層として存在する。本明細書に記載の熱可塑性コア中の膨張可能グラファイト材料の加熱は、層の間の分離の増加と結果的にコアの厚さの増加をもたらす可能性がある。膨張可能グラファイト材料は、フレーク形態、粒子形態または他の形態を含む多くの形態で存在することができる。いくつかの例では、コア中の膨張可能グラファイト材料は、フレークまたは粒子の形態で存在し、例えば、少なくとも300ミクロンの平均粒径を含んでいてもよく、またはコア中の熱可塑性材料の平均粒径に実質的に類似の平均粒径を含んでいてもよい。
コアのボイド空間に配置された膨張可能グラファイト材料を含むプリプレグまたはコア310を含む。物品300は、プリプレグまたはコア310上に配置された第1の外板320を含む。外板320は、例えば、フィルム(例えば、熱可塑性フィルムまたはエラストマーフィルム)、フリム、スクリム(例えば、繊維ベースのスクリム)箔、織布、不織布を含むことができ、またはプリプレグまたはコア310上に配置された無機コーティング、有機コーティングまたは熱硬化性コーティングとして存在することができる。他の例では、外板320は、1996年のISO 4589に従って測定して、約22を超える限界酸素指数を含むことができる。熱可塑性フィルムが外板320(またはその一部)として存在する場合、熱可塑性フィルムは、ポリ(エーテルイミド)、ポリ(エーテルケトン)、ポリ(エーテル−エーテルケトン)、ポリ(フェニレンスルフィド)、ポリ(アリーレンスルホン)、ポリ(エーテルスルホン)、ポリ(アミド−イミド)、ポリ(1,4−フェニレン)、ポリカーボネート、ナイロン、及びシリコーンの少なくとも1つを含み得る。繊維ベースのスクリムが外板320として(またはその一部として)存在する場合、繊維ベースのスクリムは、ガラス繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、無機鉱物繊維、金属繊維、金属化された合成繊維、及び金属化された無機繊維の少なくとも1つを含み得る。熱硬化性コーティングが外板320(またはその一部)として存在する場合、コーティングは、不飽和ポリウレタン、ビニルエステル、フェノール及びエポキシの少なくとも1つを含むことができる。無機コーティングが外板320(またはその一部)として存在する場合、無機コーティングは、Ca、Mg、Ba、Si、Zn、Ti及びAlから選択される陽イオンを含む無機物を含んでもよく、または石膏、炭酸カルシウム及びモルタルの少なくとも1つを含んでもよい。不織布が外板320(またはその一部)として存在する場合、不織布は、熱可塑性材料、熱硬化性のバインダー、無機繊維、金属繊維、金属化された無機繊維及び金属化された合成繊維を含むことができる。プリプレグまたはコア310は、プリプレグまたはコアに関連して本明細書に記載した材料のいずれか、例えば熱可塑性材料、強化繊維及び、プリプレグまたはコア310に分散された膨張可能グラファイト材料、例えばプリプレグまたはコア310の一方の表面から他方の表面まで実質的に均一な分布で分散している膨張可能グラファイト材料を含み得る。所望であれば、外板320も、膨張可能グラファイト材料を含むことができる。
)存在する場合、繊維ベースのスクリムは、ガラス繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、無機鉱物繊維、金属繊維、金属化された合成繊維、及び金属化された無機繊維の少なくとも1つを含み得る。熱硬化性コーティングが外板420または外板430(またはその両方)として(または外板420の一部として)存在する場合、コーティングは不飽和ポリウレタン、ビニルエステル、フェノール及びエポキシの少なくとも1つを含むことができる。無機コーティングが外板420または外板430(またはその両方)として(または外板420の一部として)存在する場合、無機コーティングは、Ca、Mg、Ba、Si、Zn、Ti及びAlから選択される陽イオンを含む無機物を含むことができ、またはそれらは石膏、炭酸カルシウム及びモルタルの少なくとも1つを含み得る。不織布が外板420または外板430(またはその両方)として(または外板420の一部として)存在する場合、不織布は、熱可塑性材料、熱硬化性のバインダー、無機繊維、金属繊維、金属化された無機繊維及び金属化された合成繊維を含み得る。所望であれば、外板420、430の一方または両方は、膨張可能グラファイト材料も含むことができる。
0はまた、スパンボンド、サーマルボンド、スパンレース、メルトブロー、湿式及び/または乾式法を用いて製造することもできる。
パンチなどの後の有機繊維不織布、起毛織物、編物、フロックまたは他のそのような材料などの布は、フォームコアに結合されてもよい。また、布は感圧接着剤及びホットメルト接着剤、例えばポリアミド、変性ポリオレフィン、ウレタン及びポリオレフィンを含む熱可塑性接着剤でフォームコアに結合されてもよい。装飾層はまた、スパンボンド、熱接着、スパンレース、メルトブロー、湿式及び/または乾式法を用いて製造することもできる。
ィン、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性フィルムから形成される。装飾層はまた、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンなどから形成されるフォームコアを含む多層構造であってもよい。天然繊維及び合成繊維から作られた織布、ニードルパンチなどの後の有機繊維不織布、起毛織物、編物、フロックまたは他のそのような材料などの布は、フォームコアに結合されてもよい。また、布は感圧接着剤及びホットメルト接着剤、例えばポリアミド、変性ポリオレフィン、ウレタン及びポリオレフィンを含む熱可塑性接着剤でフォームコアに結合されてもよい。装飾層はまた、スパンボンド、熱接着、スパンレース、メルトブロー、湿式及び/または乾式法を用いて製造することもできる。
i、Zn、Ti及びAlから選択される陽イオンを含む無機物を含むことができ、または石膏、炭酸カルシウム及びモルタルの少なくとも1つを含み得る。不織布が外板820または外板840(またはその両方)として、またはその中に存在する場合、不織布は、熱可塑性材料、熱硬化性のバインダー、無機繊維、金属繊維、金属化された無機繊維及び金属化された合成繊維を含み得る。図示されていないが、装飾層は、外板820または外板840(またはその両方)に結合することができる。本明細書で述べるように、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ーなどの熱可塑性フィルムから形成することができる。装飾層はまた、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンなどから形成されるフォームコアを含む多層構造であってもよい。天然繊維及び合成繊維から作られた織布、ニードルパンチなどの後の有機繊維不織布、起毛織物、編物、フロックまたは他のそのような材料などの布は、フォームコアに結合されてもよい。また、布は感圧接着剤及びホットメルト接着剤、例えばポリアミド、変性ポリオレフィン、ウレタン及びポリオレフィンを含む熱可塑性接着剤でフォームコアに結合されてもよい。装飾層はまた、スパンボンド、熱接着、スパンレース、メルトブロー、湿式及び/または乾式法を用いて製造することもできる。
つを含み得る。繊維ベースのスクリムが層920または外板940(またはその両方)として、またはそれに存在する場合、繊維ベースのスクリムは、ガラス繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、無機鉱物繊維、金属繊維、金属化された合成繊維、及び金属化された無機繊維の少なくとも1つを含み得る。熱硬化性コーティングが層920または外板940(またはその両方)として、またはそれに存在する場合、コーティングは、不飽和ポリウレタン、ビニルエステル、フェノール及びエポキシの少なくとも1つを含むことができる。無機コーティングが層920または外板940(またはその両方)として、またはその中に存在する場合、無機コーティングは、Ca、Mg、Ba、Si、Zn、Ti及びAlから選択される陽イオンを含む無機物を含むことができ、石膏、炭酸カルシウム及びモルタルの少なくとも1つを含み得る。不織布が層920または外板940(またはその両方)として、またはその中に存在する場合、不織布は、熱可塑性材料、熱硬化性のバインダー、無機繊維、金属繊維、金属化された無機繊維及び金属化された合成繊維を含み得る。図示されていないが、装飾層を外板920またはプリプレグまたはコア930(またはその両方)に結合することができる。本明細書で述べるように、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ーなどの熱可塑性フィルムから形成することができる。装飾層はまた、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンなどから形成されるフォームコアを含む多層構造であってもよい。天然繊維及び合成繊維から作られた織布、ニードルパンチなどの後の有機繊維不織布、起毛織物、編物、フロックまたは他のそのような材料などの布は、フォームコアに結合されてもよい。また、布は感圧接着剤及びホットメルト接着剤、例えばポリアミド、変性ポリオレフィン、ウレタン及びポリオレフィンを含む熱可塑性接着剤でフォームコアに結合されてもよい。装飾層はまた、スパンボンド、熱接着、スパンレース、メルトブロー、湿式及び/または乾式法を用いて製造することもできる。
い。所望であれば、相乗的材料を存在させてプリプレグまたはコアの物理的性質を高めることができる。例えば、膨張可能グラファイト材料の難燃性を高める相乗剤が存在してもよい。所望であれば、ロフト能力を高める相乗的材料が存在してもよい。例示的な相乗的材料には、トリクロロベンゼンスルホン酸ナトリウムカリウム、ジフェニルスルホン3−スルホネート、及びそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。
度を変化させたり、さもなければ分散物またはプリプレグ、コアまたは物品に所望の物理的または化学的性質を付与するために、1種以上の非水性の流体を存在させることもできる。
理論に縛られることを望むものではないが、気泡の閉じ込められたポケットが存在するため、ガラス繊維、熱可塑性材料及び膨張可能グラファイト材料の分散が促進できる。いくつかの実施例では、ガラスと樹脂との分散混合物は、分配マニホールドを介して抄紙機のワイヤの部分より上に配置されたヘッドボックスに圧送することがある。次いで、分散された混合物を真空を利用して可動式ワイヤスクリーンに供給しながら、ガラス繊維、膨張可能グラファイト材料または熱可塑性物質ではなく、フォームを除去して、均一な繊維状の湿式ウェブを連続的に製造することができる。湿式ウェブは、適切な温度の乾燥機に通して、含水量を減少させ、熱可塑性材料を溶融または軟化させることができる。高温のウェブが乾燥機を出るとき、ガラス繊維のウェブ、膨張可能グラファイト材料、熱可塑性材料及びフィルムを加熱ローラのセットのニップに通すことにより、例えばフィルムなどの表面層をウェブ上に積層することができる。所望であれば、ガラス繊維強化マットの取り扱いを容易にするために、例えば、不織布及び/または織布層のような追加の層を、ウェブの片側または両側に、フィルムと共に取り付けることもできる。その後、複合材をテンションロールに通し、後に最終製品の物品に成形するために、所望のサイズに連続的に切断(ギロチン加工)することができる。このようなGMT複合材の製造に関するさらなる情報は、このような複合材の形成に使用される適切な材料及び加工条件を含め、例えば、米国特許第6,923,494号、同第4,978,489号、同第4,944,843号、同第4,964,935号、同第4,734,321、同第5,053,449、同第4,925,615、同第5,609,966、及び米国特許出願公開第2005/0082881号明細書、米国特許出願公開第2005/0228108号明細書、米国特許出願公開第2005/0217932号明細書、米国特許出願公開第2005/0215698号明細書、米国特許出願公開第2005/0164023号明細書、米国特許出願公開第2005/0161865号明細書に記載されている。
ンブリの他の層との間のより良好な接着を達成することができる。
ポリプロピレン樹脂及びガラス繊維を用いて、異なる組成物を製造した。1つの組成物(H1100)は、5重量%で存在する液体炭化水素のコアポリマーマイクロスフェアを含む。第2の組成物は、5重量%で存在するEG−249C膨張可能グラファイト(EG)材料を含んでいた。第3の組成物は、10重量%で存在するEG−249C膨張可能グラファイト材料を含んでいた。第4の組成物は、15重量%で存在するEG−249C膨張可能グラファイト材料を含んでいた。第5の組成物は、10重量%で存在するEG−HV膨張可能グラファイト材料を含んでいた。約60重量%のポリプロピレン及び40重量%のガラス繊維が各組成物中に存在した。各組成物中のEGの重量%は、ポリプロピレンとガラス繊維の総重量を基準にしたものであり、例えば5重量%のEGの組成物は、5gのEGを、40gのガラス繊維及び60gのポリプロピレンを含む組成物に加えることによって、製造し得る。各組成物は、約800gsmの目付を有するシートに製造された。
一連のボードを、実施例1に記載の方法を用いて製造した。ボードはそれぞれ、実施例1に示したのと同様の量のポリプロピレン及びガラス繊維を含んでいた。3種のボードを
製造した。H1100マイクロスフェアを含むもの、N351膨張可能グラファイト材料を含むもの、N400膨張可能グラファイト材料を含むものである。各ボードを200℃の対流加熱によりステージ1のロフトについて検証した。結果を表1に示す。試験片として、直径99mmの丸型パックを用いた。厚さは、キャリパーを用いて3つの異なる領域で測定した。
実施例2の3つのボードの予備的ロフト能力(追加の厚さがどれだけ達成できるか)を判定するために、各ボードを室温で1日冷却した。次いでボードを、対流加熱により200℃で3分(H1100ボードの場合)、IR加熱によって約220℃で1.5分(EGボードの場合)ステージ2のロフトに付した。マイクロスフェアボード(H1100)は、マイクロスフェアを破裂させることなく最大のロフトを可能にするために、異なる加熱条件に供された。結果を表2に示す。
追加の試験を、実施例2のボードを使用して実施した。これらの試験は、加熱中の各ボードの目付及び灰分含量の測定、ならびにオーブンで対流加熱を用いて200℃の温度でボードをロフトした後のロフト指数の判定を含んだ。直径99mmのパックを試験サンプ
ルとして使用し、各実験で10個のパックを使用した。すべてのデータで、厚さの値は10個のパックすべての平均測定値に基づいている。目付、変動係数(COV)、厚さ、ロフト比(ロフトした厚さをもとの厚さで割った値)、灰分含量(サンプルを800℃のオーブンに配置して燃焼することで測定−ガラス繊維のみが残り、残っているのは重量百分率のガラス繊維のみ)、ロフト指数1(ロフト比を灰分含量で割ったもの)、ロフト剤含量(MS含量として図12の表3に示す)、及びロフト指数2(ロフト剤含量によりロフト指数1を除算)を判定した。ロフト指数の使用によって、各ボードの合計gsmの変動を排除(または正規化)して、直接的に比較し得る結果を導くことができる。マイクロスフェア含量(H1100)は、マイクロスフェアが破裂する前後の重量を測定して、サンプル中のマイクロスフェア含量を計算することによって判定した。EG(N351及びN400)の7%含量は、その量のEGを試験サンプルに添加することに基づいていた。その結果を図12の表3に示す。
実施例2のボードを使用して、追加の試験を行った。これらの試験は、加熱中の各ボードの目付及び灰分含量の測定、ならびにオーブンで対流加熱を用いて220℃の温度でボードをロフトした後のロフト指数の測定を含んだ。結果は、実施例4に関連して記載したように得られた/判定された。結果を図13の表4に示す。
異なるタイプの膨張可能グラファイト材料を、実施例2のボードと同様のボードを製造することによって検証した。ボード中の各膨張可能グラファイト材料の重量百分率は、8重量%であった。H1100マイクロスフェアコントロールボードは、24重量%のマイクロスフェアを含んでいた。各ボードの目付は約800gsmであった。ロフトは、表5に列挙した様々な条件下で測定した。TMAは、ロフトの開始が始まる実際の温度を測定すべく熱機械分析器を用いて判定した開始温度を指す。NYACOL値は、供給者によって提供された対応する値である。
熱可塑性複合物品に難燃性を付与するための膨張可能グラファイト材料(難燃剤の不在下での)の能力を検証した。H1100マイクロスフェア及び種々の膨張可能グラファイト材料を含む試験用ボードを含むコントロールボードを検証した。結果を図15の表6に示す。括弧は、各ボードにおける膨張可能グラファイト材料の充填の重量百分率を表す。各ボードは約800gsmの目付を含み、約2mmの厚さに成形された。燃焼速度は、本明細書に記載の1991年のFMVSS 302試験に示されるように、1分当たりのインチで測定した。燃焼距離は、FMVSS−302の試験方法に示されているようにインチ単位で測定した。
追加のボードのセットを難燃性について検証した。使用された材料及びそれらを充填した重量は、図16の表7に示されている。膨張可能グラファイト材料ボードはすべて、ボードが2mmに成形されたときに自己消火性であった。ボードの空隙率が増加すると、一般に、自己消火試験に合格することはより困難になる。膨張可能グラファイト材料ボードを、より多くの空気またはより高い空隙率が存在することを意味する8mmの全体の厚さまでロフト及び成形した場合でも、すべての膨張可能グラファイト材料ボードは自己消火性があった。
いくつかのボードの油の有無での燃焼性について検証した。ボードの目付は約1310gsmであった。ボードはそれぞれ約10重量%のAsbury 3335膨張可能グラファイト材料と組み合わせたSuperlite(商標)コア(ポリプロピレンと約55重量%のガラス繊維の混合物)を含んでいた。ボードを熟成させた後、縦方向または横方向での引張強度の低下はなかった。熟成は、38+/−2℃、相対湿度95+/−2%で48時間ということを含む、異なる時間と湿度の値で、熱及び水にボードを曝すことを含んでいた。150℃で7日間という長い加熱サイクルも、ボードの熟成に採用された。次いで、ボードを室温で48時間、蒸留水中に浸漬した。
同様の量の膨張可能グラファイト材料を含むが、ロフトの厚さが異なるいくつかの追加のボードが製造された。製造されたボードには、EG材料と組み合わせたSuperlite(商標)コアが含まれていた。ボードのリストを表9に示す。
ボードは、約1200gsmのコア重量で製造することができ、ガラス繊維(40〜60重量%)、5〜15重量%の膨張可能グラファイト材料、場合によっては0〜5重量%のマイクロスフェアロフト剤を含み、残りは例えばポリプロピレンなどのポリオレフィンのような熱可塑性材料を含む。所望であれば、例えばスクリムのような外板の材料をコア材の1つ以上の側面に付着させることができる。場合によっては、難燃性スクリムを一方の面に配置し、非難燃性スクリムを反対の面に配置することができる。スクリムの正確な目付は、約20gsmから約100gsmまで異なり得る。他の例では、コアの一方の側はポリオレフィンフィルムのようなフィルムを含むことができる。
温度上昇の関数としての、3つの異なる膨張可能グラファイト材料の膨張率を検証した。結果を図18に示す。種々のEG材料を比較すると、3335材料は、160℃と220℃の間の温度範囲で低い膨張率であった。これらの結果は、特定の処理温度に対して適切なロフト温度を有する膨張可能グラファイト材料を選択することに相当する。例えば、170℃未満でロフトが所望される場合、Nyagraph KP251を使用することができる。180℃未満でロフトが必要な場合、Nyagraph KP251かAsbury 3721のいずれか(またはその両方)を使用できる。
Claims (100)
- 複数の強化繊維及び熱可塑性材料を含む多孔質コア層を含み、前記多孔質コア層が、前記多孔質コア層内に均一に分散された膨張可能グラファイト粒子をさらに含む、熱可塑性複合物品。
- 前記膨張可能グラファイト粒子が、放射加熱後に前記多孔質コア層の厚さを少なくとも50%増加させるのに有効である、請求項1に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記膨張可能グラファイト粒子が、対流加熱時にロフトに対して実質的に不感応であるように選択される、請求項1に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記複数の強化繊維が、ガラス繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、無機鉱物繊維、金属繊維、金属化された合成繊維、及び金属化された無機繊維の少なくとも1つを含む、請求項1に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記熱可塑性材料が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、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レート、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、ポリビニルクロリド、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポリエステル、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、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ(1,4−フェニレン)化合物、シリコーン及びそれらの混合物の少なくとも1つを含む、請求項1に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記熱可塑性材料が粒子を含み、前記熱可塑性材料の粒子の平均粒径が前記膨張可能グラファイト粒子の平均粒径に類似し、50%未満の差異を有する、請求項1に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記多孔質コア層が難燃性を提供し、ハロゲン不含有である、請求項1に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記多孔質コア層中に難燃剤をさらに含み、前記難燃剤がN、P、As、Sb、Bi、S、Se、またはTeの少なくとも1つを含む、請求項7に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記多孔質コア層が難燃性を提供し、難燃剤を含まない、請求項1に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記多孔質コア層中にロフト剤をさらに含む、請求項1に記載の熱可塑性複合物品。
- 熱可塑性材料によって一緒に保持された強化繊維のランダム交差を含む連続気泡構造のウェブを含む多孔質コア層であって、前記連続気泡構造の前記ウェブに均一に分散された膨張可能グラファイト粒子をさらに含む前記多孔質コア層を含む、熱可塑性複合物品。
- 前記膨張可能グラファイト粒子が、放射加熱後に前記多孔質コア層の厚さを少なくとも50%増加させるのに有効である、請求項11に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記膨張可能グラファイト粒子が、対流加熱時にロフトに対して実質的に不感応であるように選択される、請求項11に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記複数の強化繊維が、ガラス繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、無機鉱物繊維、金属繊維、金属化された合成繊維、及び金属化された無機繊維の少なくとも1つを含む、請求項11に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記熱可塑性材料が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、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レート、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、ポリビニルクロリド、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポリエステル、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、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ(1,4−フェニレン)化合物、シリコーン及びそれらの混合物の少なくとも1つを含む、請求項11に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記熱可塑性材料が粒子を含み、前記膨張可能グラファイト粒子の平均粒径が前記熱可塑性材料粒子の平均粒径の少なくとも50%である、請求項11に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記多孔質コア層が難燃性を提供し、ハロゲン不含有である、請求項11に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記多孔質コア層中に難燃剤をさらに含み、前記難燃剤がN、P、As、Sb、Bi、S、Se、またはTeの少なくとも1つを含む、請求項17に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記多孔質コア層が難燃性を提供し、難燃剤を含まない、請求項11に記載の熱可塑性複合物品。
- 前記多孔質コア層中にロフト剤をさらに含む、請求項11に記載の熱可塑性複合物品。
- 熱可塑性複合シートであって、
複数の強化繊維及び熱可塑性材料を含む多孔質コア層であって、前記多孔質コア層のボイド空間内に均一に分散された膨張可能グラファイト粒子をさらに含む前記多孔質コア層、及び
前記多孔質コア層の少なくとも1つの表面上に配置された外板
を含む、前記熱可塑性複合シート。 - 前記多孔質コア層と前記外板との間に配置された追加の多孔質コア層をさらに含む、請求項21に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記追加の多孔質コア層が、熱可塑性材料、複数の強化繊維及び膨張可能グラファイト粒子を含む、請求項22に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記追加の多孔質コア層の前記膨張可能グラファイト粒子が、前記追加の多孔質コア層内に均一に分散されている、請求項23に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記追加の多孔質コア層の前記膨張可能グラファイト粒子が、前記追加の多孔質コア層内に勾配分布している、請求項23に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記多孔質コア層が難燃性を提供し、ハロゲン不含有である、請求項21に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記多孔質コア層が難燃性を提供し、難燃剤を含まない、請求項21に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記膨張可能グラファイト粒子が、前記膨張可能グラファイト粒子のロフト開始温度を超える放射加熱後に前記多孔質コア層の厚さを少なくとも50%増加させるのに有効である、請求項21に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記多孔質コア層中にロフト剤をさらに含む、請求項21に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記外板が膨張可能グラファイト粒子を含む、請求項21に記載の熱可塑性複合シート。
- 熱可塑性複合シートであって、
熱可塑性材料によって一緒に保持された強化繊維のランダム交差を含む連続気泡構造のウェブを含む多孔質コア層であって、連続気泡構造の前記ウェブに均一に分散された膨張可能グラファイト粒子をさらに含む前記多孔質コア層、及び
前記多孔質コア層の少なくとも1つの表面上に配置された外板
を含む、前記熱可塑性複合シート。 - 前記多孔質コア層と前記外板との間に配置された追加の多孔質コア層をさらに含む、請求項31に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記追加の多孔質コア層が、熱可塑性材料、複数の強化繊維及び膨張可能グラファイト粒子を含む、請求項32に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記追加の多孔質コア層の前記膨張可能グラファイト粒子が、前記追加の多孔質コア層内に均一に分散している、請求項33に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記追加の多孔質コア層の前記膨張可能グラファイト粒子が、前記追加の多孔質コア層内に勾配分布している、請求項33に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記多孔質コア層が難燃性を提供し、ハロゲン不含有である、請求項31に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記多孔質コア層が難燃性を提供し、難燃剤を含まない、請求項31に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記膨張可能グラファイト粒子が、前記膨張可能グラファイト粒子のロフト開始温度を超える放射加熱後に前記多孔質コア層の厚さを少なくとも50%増加させるのに有効である、請求項31に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記多孔質コア層中にロフト剤をさらに含む、請求項31に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記外板が膨張可能グラファイト粒子を含む、請求項31に記載の熱可塑性複合シート。
- 熱可塑性材料によって一緒に保持された強化繊維のランダム交差を含む連続気泡構造のウェブを含む多孔質コア層であって、連続気泡構造の前記ウェブに均一に分散された非共
有結合している膨張可能グラファイト粒子をさらに含む前記多孔質コア層、及び
前記多孔質コア層の少なくとも1つの表面上に配置された外板
を含む、熱可塑性複合シート。 - 前記ウェブに分散された共有結合している膨張可能グラファイト粒子をさらに含む、請求項41に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記非共有結合している膨張可能グラファイト粒子と前記共有結合している膨張可能グラファイト粒子がほぼ同じ量で存在する、請求項42に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記共有結合したグラファイト粒子が前記ウェブ中に勾配分布で存在する、請求項42に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記非共有結合している膨張可能グラファイト粒子が難燃量で存在する、請求項41に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記多孔質コア層が難燃性を提供し、ハロゲン不含有である、請求項41に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記多孔質コア層中に難燃剤をさらに含み、前記難燃剤がN、P、As、Sb、Bi、S、Se、またはTeの少なくとも1つを含む、請求項46に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記膨張可能グラファイト粒子が、前記膨張可能グラファイト粒子のロフト開始温度を超える放射加熱後に前記多孔質コア層の厚さを少なくとも50%増加させるのに有効である、請求項41に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記多孔質コア層中にロフト剤をさらに含む、請求項41に記載の熱可塑性複合シート。
- 前記外板が、共有結合している膨張可能グラファイト粒子または非共有結合している膨張可能グラファイト粒子を含む、請求項41に記載の熱可塑性複合シート。
- 熱可塑性材料、強化繊維及び膨張可能グラファイト粒子を混合物中で混ぜ合わせて、撹拌された水性フォームを形成すること、
前記撹拌された水性フォームをワイヤ支持体上に配置すること、
水分を排除してウェブを形成すること、
前記ウェブを前記熱可塑性材料の前記溶融温度以上の第1の温度に加熱することであって、前記第1の温度がロフトが実質的に生じないように選択されるよう前記加熱すること、及び
前記ウェブに圧力を加えて、前記ウェブ中に均一に分散した前記膨張可能グラファイト粒子を含む熱可塑性複合シートを提供することを含む方法。 - 前記排除する工程が、前記ワイヤ支持体上に配置された前記攪拌された水性形態の前記膨張グラファイト粒子を5%未満除去する、請求項51に記載の方法。
- 前記攪拌された水性フォームを、前記膨張可能グラファイト粒子が前記攪拌された水性フォーム中に均一に分散するまで混合することをさらに含む、請求項51に記載の方法。
- 対流加熱を用いて前記ウェブを加熱することをさらに含む、請求項51に記載の方法。
- 前記加熱された熱可塑性複合シートに圧力を加えることをさらに含む、請求項54に記載の方法。
- 放射加熱を使用して前記熱可塑性複合シートを加熱することをさらに含む、請求項51に記載の方法。
- 前記熱可塑性複合シートの表面上に追加の膨張可能グラファイト粒子を配置することをさらに含む、請求項51に記載の方法。
- 前記撹拌された水性フォームにロフト剤を添加することをさらに含む、請求項51に記載の方法。
- 前記熱可塑性複合シートを外板に結合することをさらに含む、請求項51に記載の方法。
- 前記熱可塑性複合シートを、熱可塑性材料、強化繊維及び膨張可能グラファイト粒子を含む追加の熱可塑性複合シートに結合することをさらに含む、請求項51に記載の方法。
- 粒子を含む前記熱可塑性材料を選択することと、前記膨張可能グラファイト粒子の平均粒径を熱可塑性材料の前記粒子の平均粒径の少なくとも50%にするよう選択することとをさらに含む、請求項51に記載の方法。
- 熱可塑性材料と、強化繊維と、膨張可能グラファイト粒子とを混合物中で混ぜ合わせること、
前記混合物中の前記膨張可能グラファイト粒子の実質的に均一な分散を提供するために前記混合物を混合すること、
前記混合物をワイヤ支持体上に配置すること、
処分された前記混合物から水分を排除してウェブを形成すること、
前記膨張可能グラファイト粒子を実質的にロフトすることなく前記熱可塑性材料を溶融するために第1の加熱条件下で前記ウェブを加熱すること、及び
前記ウェブに圧力を加えて、前記ウェブ中に分散された前記膨張可能グラファイト粒子を含む熱可塑性複合シートを提供すること
を含む方法。 - 前記排除する工程は、前記ワイヤ支持体上に配置された前記混合物中の前記膨張グラファイト粒子の5%未満を除去する、請求項62に記載の方法。
- 前記ウェブ中の前記膨張可能グラファイト粒子を前記熱可塑性材料または前記強化繊維に結合させることなく圧力を加えることをさらに含む、請求項62に記載の方法。
- 対流加熱を用いて前記ウェブを加熱することをさらに含む、請求項62に記載の方法。
- 前記加熱された熱可塑性複合シートに圧力を加えることをさらに含む、請求項65に記載の方法。
- 放射加熱を使用して前記熱可塑性複合シートを加熱することをさらに含む、請求項66に記載の方法。
- 前記熱可塑性複合シートの表面上に追加の膨張可能グラファイト粒子を配置することを
さらに含む、請求項62に記載の方法。 - 前記混合物にロフト剤を添加することをさらに含む、請求項62に記載の方法。
- 前記熱可塑性複合シートを外板に結合することをさらに含む、請求項62に記載の方法。
- 前記熱可塑性複合シートを、熱可塑性材料、強化繊維及び膨張可能グラファイト粒子を含む追加の熱可塑性複合シートに結合することをさらに含む、請求項62に記載の方法。
- 粒子を含む前記熱可塑性材料を選択することと、前記膨張可能グラファイト粒子の平均粒径を熱可塑性材料の前記粒子の平均粒径とほぼ同じになるよう選択することとをさらに含む、請求項62に記載の方法。
- 複数の強化繊維及び熱可塑性材料を含む多孔質コア層を含み、前記多孔質コア層が、前記多孔質コア層のボイド空間に分散された膨張可能グラファイト粒子をさらに含む、熱可塑性複合物品。
- 前記膨張可能グラファイト粒子が、非共有結合している膨張可能グラファイト粒子である、請求項73に記載の熱可塑性複合物品。
- 熱可塑性材料によって一緒に保持された強化繊維のランダム交差を含む連続気泡構造のウェブを含む多孔質コア層であって、連続気泡構造の前記ウェブに分散された膨張可能グラファイト粒子をさらに含む前記多孔質コア層を含む熱可塑性複合物品。
- 前記膨張可能グラファイト粒子が、非共有結合している膨張可能グラファイト粒子である、請求項75に記載の熱可塑性複合物品。
- 熱可塑性複合シートであって、
複数の強化繊維及び熱可塑性材料を含む多孔質コア層であって、前記多孔質コア層に分散された膨張可能グラファイト粒子をさらに含む前記多孔質コア層、及び
前記多孔質コア層の少なくとも1つの表面上に配置された外板
を含む前記熱可塑性複合シート。 - 前記膨張可能グラファイト粒子が、非共有結合している膨張可能グラファイト粒子である、請求項77に記載の熱可塑性複合物品。
- 熱可塑性複合シートであって、
熱可塑性材料によって一緒に保持された強化繊維のランダム交差を含む連続気泡構造のウェブを含む多孔質コア層であって、連続気泡構造の前記ウェブに分散された膨張可能グラファイト粒子をさらに含む前記多孔質コア層、及び
前記多孔質コア層の少なくとも1つの表面上に配置された外板
を含む前記熱可塑性複合シート。 - 前記膨張可能グラファイト粒子が、非共有結合している膨張可能グラファイト粒子である、請求項79に記載の熱可塑性複合物品。
- 熱可塑性材料によって一緒に保持された複数の強化繊維によって形成された連続気泡構造のウェブを含み、連続気泡構造の前記ウェブに分散された膨張可能グラファイト粒子を含むプリプレグ。
- 前記膨張可能グラファイト粒子が、非共有結合している膨張可能グラファイト粒子である、請求項81に記載のプリプレグ。
- 複数の強化繊維及び熱可塑性材料を含む多孔質コア層であって、前記多孔質コア層中に均一に分散された膨張可能グラファイト粒子をさらに含む前記多孔質コア層であって、前記膨張可能グラファイト粒子が、物品が1991年の米国自動車安全基準302(FMVSS 302)の燃焼性試験に適合できる有効量で存在する前記多孔質コア層を含む、熱可塑性物品。
- 前記膨張可能グラファイト粒子が、非共有結合している膨張可能グラファイト粒子である、請求項83に記載の物品。
- 熱可塑性材料によって一緒に保持された強化繊維のランダム交差を含む連続気泡構造のウェブを含む多孔質コア層であって、連続気泡構造の前記ウェブに均一に分散された膨張可能グラファイト粒子をさらに含む前記多孔質コア層であって、前記膨張可能グラファイト粒子が、1991年の米国自動車安全基準302(FMVSS 302)の燃焼性試験に適合させるのに有効な量で存在する前記多孔質コア層を含む、熱可塑性物品。
- 前記膨張可能グラファイト粒子が、非共有結合している膨張可能グラファイト粒子である、請求項85に記載の物品。
- 熱可塑性複合シートであって、
複数の強化繊維と熱可塑性材料を含む多孔質コア層であって、前記多孔質コア層のボイド空間内に均一に分散された膨張可能グラファイト粒子をさらに含む前記多孔質コア層であって、前記膨張可能グラファイト粒子が、物品が1991年の米国自動車安全基準302(FMVSS 302)の燃焼性試験を満たせる有効量で存在する前記多孔質コア層、及び
前記多孔質コア層の少なくとも1つの表面上に配置された外板
を含む、前記熱可塑性複合シート。 - 前記膨張可能グラファイト粒子が、非共有結合している膨張可能グラファイト粒子である、請求項87に記載の物品。
- 熱可塑性複合シートであって、
熱可塑性材料によって一緒に保持された強化繊維のランダム交差を含む連続気泡構造のウェブを含む多孔質コア層であって、連続気泡構造の前記ウェブに均一に分散された膨張可能グラファイト粒子をさらに含む前記多孔質コア層であって、前記膨張可能グラファイト粒子が、物品が1991年の米国自動車安全基準302(FMVSS 302)の燃焼性試験に適合できる有効量で存在する多孔質コア層、及び
前記多孔質コア層の少なくとも1つの表面上に配置された外板
を含む、前記熱可塑性複合シート。 - 前記膨張可能グラファイト粒子が、非共有結合している膨張可能グラファイト粒子である、請求項89に記載の物品。
- 強化繊維、熱可塑性材料及び膨張可能グラファイト粒子を前記熱可塑性材料の融点より上で、前記膨張可能グラファイト粒子のロフト開始温度よりも低い第1の温度に加熱することによって、前記複数の強化繊維、前記熱可塑性材料及び前記膨張可能グラファイト粒子を含む熱可塑性複合物品を製造する方法。
- 前記熱可塑性物品をロフトするために、前記膨張可能グラファイト粒子の前記ロフト開始温度より上の第2の温度に前記製造した物品を加熱することをさらに含む、請求項91に記載の方法。
- 前記第2の温度を、前記第1の温度より少なくとも20℃高い温度に選択することをさらに含む、請求項92に記載の方法。
- 前記第2の温度を、前記第1の温度よりも少なくとも40℃高い温度に選択することをさらに含む、請求項92に記載の方法。
- 前記第2の温度を、前記第1の温度より少なくとも60℃高い温度に選択することをさらに含む、請求項92に記載の方法。
- 強化繊維、熱可塑性材料及び膨張可能グラファイト粒子を、前記膨張可能グラファイト粒子の実質的なロフトを避けながら、前記熱可塑性材料を溶融させるため第1の加熱条件下で加熱することによって、前記複数の強化繊維、前記熱可塑性材料及び前記膨張可能グラファイト粒子を含む熱可塑性複合物品を製造する方法。
- 前記第1の加熱条件が対流加熱を含む、請求項96に記載の方法。
- 前記膨張可能グラファイト粒子をロフトするための第2の加熱条件下で前記製造された物品を加熱することをさらに含む、請求項96に記載の方法。
- 前記第2の加熱条件が放射加熱を含む、請求項98に記載の方法。
- 前記第1の加熱条件が対流加熱を含む、請求項99に記載の方法。
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