KR102585552B1 - 가변 로프팅 용량을 갖는 열가소성 시트 및 물품 - Google Patents

가변 로프팅 용량을 갖는 열가소성 시트 및 물품 Download PDF

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KR102585552B1
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윤서 박
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한화 아즈델 인코포레이티드
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Abstract

열가소성 시트 또는 서로 커플링된 다수의 다공성 층을 포함하는 물품의 특정 구성이 본원에 기술되어 있다. 하나의 구성에서, 열가소성 물품은 코어 층, 당해 코어 층의 하나의 표면 위에 배치된 제1 층 및 상기 코어 층의 다른 표면 위에 배치된 제2 층을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각은 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함하며 임의로 또한 로프팅제를 포함할 수 있다. 상이한 층 속의 로프팅 용량이 바람직한 특성을 제공하기 위해 선택되거나 조절될 수 있다.

Description

가변 로프팅 용량을 갖는 열가소성 시트 및 물품
우선권 출원
본 출원은 다음에 관한 것이며 이에 대한 우선권 및 이의 이익을 청구한다: 미국출원번호 제62/199,767호(2015년 7월 31일자로 출원됨), 이의 전체 개시내용은 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된다.
기술분야
본 출원은 가변 로프팅 용량(lofting capacity)을 갖는 열가소성 시트 및 물품에 관한 것이다. 보다 특히, 본원에 기술된 특정의 실시형태는 상이한 층에 상이한 로프팅 용량을 갖는 다층 물품에 관한 것이다.
자동차 및 건축 재료 적용을 위한 물품은 전형적으로 다수의 경쟁적이고, 엄격한성능 사양을 충족시키도록 설계된다.
요약
상이한 층에서 다양한 로프팅 용량을 제공하는 다층 조립체, 및 이의 부품에 관한 특정 구성이 본원에 기술되어 있다. 특정의 구체적인 구성이 하기에 상세히 기술되어 있지만, 다양한 로프팅 용량은 하나 이상의 열가소성 재료 및/ 또는 보강 재료로부터 유도될 수 있다. 일부 예에서, 로프팅 용량은 층 속에 존재하는 열가소성 재료 및/ 또는 보강 재료 외에 첨가된 로프팅제를 포함시킴으로써 추가로 조정되거나 선택될 수 있다.
일 국면에서, 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조(open celled structure)의 웹(web)을 포함하는 코어 층(당해 코어 층은 로프팅제를 추가로 포함하고, 당해 코어 층은 또한 제1 표면 및 당해 제1 표면에 대치하는 제2 표면을 포함한다), 상기 코어 층의 제1 표면에 배치된 제1 층(당해 제1 층은 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함한다) 및 상기 코어 층의 제2 표면에 배치된 제2 층(당해 제2 층은 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함한다)을 포함하는 열가소성 시트가 제공된다.
특정의 실시형태에서, 제1 층의 기본 중량은 제2 층의 기본 중량과 실질적으로 동일(또는 상이)하다. 다른 구성에서, 코어 층의 기본 중량은 제1 층의 기본 중량보다 더 크고 제2 층의 기본 중량보다 더 크다. 특정의 실시형태에서, 제1 층, 제2 층 및 코어 층 각각의 보강 재료는 보강 섬유를 포함한다. 일부 예에서, 제1 층은 코어 층의 보강 섬유 재료보다 적어도 하나의 상이한 보강 섬유 재료를 포함한다. 다른 예에서, 제1 층, 제2 층 및 코어 층의 보강 섬유는 적어도 하나의 일반적인 보강 섬유 재료를 포함한다. 특정의 실시형태에서, 코어 층 속의 열가소성 재료는 제1 층 속의 열가소성 재료와는 상이하다. 일부 예에서, 제1 층 및 제2 층 속의 열가소성 재료는 동일하다. 다른 예에서, 제1 층 및 제2 층 속의 보강 재료는 동일하다. 일부 예에서, 제1 층 및 제2 층 속의 보강 재료는 상이하다. 특정 예에서, 제1 층, 제2 층 및 코어 층 각각의 속의 보강 재료는 보강 섬유를 포함한다. 일부 예에서, 제1 층은 코어 층의 보강 섬유와는 상이한 적어도 하나의 보강 섬유를 포함한다. 특정의 실시형태에서, 제1 층, 제2 층 및 코어 층의 보강 섬유는 적어도 하나의 일반적인 보강 섬유형을 포함한다. 다른 실시형태에서, 코어 층의 로프팅제는 확장가능한 미세구 및 확장가능한 흑연 재료 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 예에서, 제1 층 또는 제2 층 속에는 로프팅제가 존재하지 않는다. 다른 예에서, 제1 층 및 제2 층의 열가소성 재료 및 보강 재료는 제1 층 및 제2 층의 로프팅을 허용하도록 선택된다. 특정의 실시형태에서, 제1 층 및 제2 층의 열가소성 재료 및 보강 재료는 코어 층을 로프팅하는데 사용된 로프팅 온도와는 상이한 로프팅 온도에서 제1 층 및 제2 층의 로프팅을 허용한다. 일부 예에서, 시트는 제1 층과 코어 층 사이에 코어 층의 제1 표면 위에 배치된 제1의 접착층을 추가로 포함한다. 다른 예에서, 시트는 제2 층과 코어 층 사이에 코어 층의 제2 표면에 배치된 제2의 접착 층을 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 제1 층은 제1 접착 층에 직접 배치되며 제2 층은 제2 접착 층에 직접 배치되고, 여기서 제1 접착 층은 코어 층의 제1 표면에 직접 배치되고 여기서 제2 접착 층은 코어 층의 제2 표면에 직접 배치된다. 특정의 구조에서, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각의 열가소성 재료는 폴리올레핀 재료, 열가소성 폴리올레핀 배합 재료, 폴리비닐 중합체 재료, 부타디엔 중합체 재료, 아크릴 중합체 재료, 폴리아미드 재료, 폴리에스테르 재료, 폴리카보네이트 재료, 폴리에스테르카보네이트 재료, 폴리스티렌 재료, 아크릴로니트릴스티렌 중합체 재료, 아크릴로니트릴-부틸아크릴레이트-스티렌 중합체 재료, 폴리에테르 이미드 재료, 폴리페닐렌 에테르 재료, 폴리페닐렌 옥사이드 재료, 폴리페닐렌설파이드 재료, 폴리에테르 재료, 폴리에테르케톤 재료, 폴리아세탈 재료, 폴리우레탄 재료, 폴리벤즈이미다졸 재료, 및 이의 공중합체 및 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된다. 일부 실시형태에서, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각의 열가소성 재료는 독립적으로 수지 또는 섬유이다. 다른 실시형태에서, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각의 보강 재료는 유리 섬유, 탄소 섬유, 흑연 섬유, 합성 유기 섬유, 무기 섬유, 천연 섬유, 무기 섬유, 금속 섬유, 금속화된 무기 섬유, 금속화된 합성 섬유, 세라믹 섬유 및 이의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된다. 특정 예에서, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각에 존재하는 섬유는 약 5 마이크론 이상의 직경 및 약 5 mm 내지 약 200 mm의 길이를 포함한다. 다른 예에서, 시트는 제1 층에 배치된 스킨 층(skin layer)을 포함한다. 일부 예에서, 스킨 층은 패브릭, 스크림(scrim), 필름 및 이의 조합물을 포함한다. 다른 예에서, 시트는 제2 층에 배치된 추가의 스킨 층을 포함한다. 특정의 구조에서, 추가의 스킨 층은 패브릭, 스크림, 필름 및 이의 조합물을 포함한다. 일부 구조에서, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각에 존재하는 열가소성 재료는 폴리프로필렌을 포함하고, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각에 존재하는 보강 재료는 유리 섬유이고 코어 층의 로프팅제는 확장가능한 미세구를 포함한다. 다른 구조에서, 제1 및 제2 층 각각의 기본 중량은 약 500 gsm 내지 약 3000 gsm이고 코어 층의 기본 중량은 약 500 gsm 내지 약 1600 gsm이다.
추가의 국면에서, 구조적 보강을 제공하는 차량 적재 층(vehicle load floor)이 제공된다. 특정의 구조에서, 차량 적재 층은 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함하는 코어 층(당해 코어 층은 로프팅제를 추가로 포함하고, 당해 코어 층은 또한 제1 표면 및 당해 제1 표면과 대치되는 제2 표면을 포함한다), 코어 층의 제1 표면에 배치된 제1 층(당해 제1 층은 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함한다), 및 코어 층의 제2 표면에 배치된 제2 층(당해 제2 층은 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함한다)를 포함하고, 여기서 상기 코어 층, 제1 층 및 제2 층은 함께 220 kg, 예를 들면, 다음의 중량에서 약 25 mm 미만으로 처지는 차량 적재 층을 제공한다: 200-200 kg.
특정의 실시형태에서, 적재 층은 제1 층에 결합된 장식 층을 포함한다. 일부 예에서, 장식 층은 카페트를 포함한다. 특정 예에서, 적재 층은 장식 층과 제1 층 사이에 접착 층을 포함한다. 추가의 예에서, 적재 층은 제2 층에 커플링된 제2 장식층을 포함한다. 일부 예에서, 제2 장식 층은 카페트를 포함한다. 특정 예에서, 적재 층은 제2 장식 층과 제2 층 사이에 접착 층을 포함한다. 특정 예에서, 적재 층은 100 kg의 중량에서 약 15 mm 미만, 또는 150 kg의 중량에서 약 15 mm 미만, 또는 100 kg의 중량에서 약 10 mm 미만, 또는 220 kg의 중량에서 약 5 mm 미만으로 휜다. 일부 실시형태에서, 코어 층의 열가소성 재료는 제1 층에 존재하는 열가소성 재료와는 동일하거나 상이한 열가소성 재료를 적어도 하나 포함한다. 특정 예에서, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각은 공극 함량이 적어도 5%이다. 일부 실시형태에서, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각의 열가소성 재료는 폴리올레핀 재료, 열가소성 폴리올레핀 배합 재료, 폴리비닐 중합체 재료, 부타디엔 중합체 재료, 아크릴성 중합체 재료, 폴리아미드 재료, 폴리에스테르 재료, 폴리카보네이트 재료, 폴리에스테르카보네이트 재료, 폴리스티렌 재료, 아크릴로니트릴스티렌 중합체 재료, 아크릴로니트릴-부틸아크릴레이트-스티렌 중합체 재료, 폴리에테르 이미드 재료, 폴리페닐렌 에테르 재료, 폴리페닐렌 옥사이드 재료, 폴리페닐렌설파이드 재료, 폴리에테르 재료, 폴리에테르케톤 재료, 폴리아세탈 재료, 폴리우레탄 재료, 폴리벤즈이미다졸 재료, 및 이의 공중합체 및 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된다. 특정 예에서, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각의 열가소성 재료는 독립적으로 수지 또는 섬유이다. 일부 실시형태에서, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각의 보강 재료는 유리 섬유, 탄소 섬유, 흑연 섬유, 합성 유기 섬유, 무기 섬유, 천연 섬유, 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 무기 섬유, 금속화된 합성 섬유, 세라믹 섬유, 및 이의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 독립적으로 선택된다. 특정 예에서, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각에 존재하는 섬유는 약 5 마이크론 이상의 직경 및 약 5 mm 내지 약 200 mm의 길이를 포함한다. 일부 실시형태에서, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각에 존재하는 열가소성 재료는 폴리프로필렌을 포함하고, 코어 층, 제1 층 및 제2 층 각각에 존재하는 보강 재료는 유리 섬유이다. 특정 예에서, 제1 및 제2 층 각각의 기본 중량은 약 500 gsm 내지 약 3000 gsm이고 코어 층의 기본 중량은 약 500 gsm 내지 약 1600 gsm이다. 일부 예에서, 코어 층의 로프팅제는 확장가능한 미세구 또는 확장가능한 흑연 재료를 포함한다. 특정의 실시형태에서, 적재 층은 제1 층 및 제2 층 중 적어도 하나에 배치된 카페트 층을 포함한다. 일부 예에서, 제1 층은 접착 층을 통해 코어 층에 커플링되어 있고 제2 층은 접착 층을 통해 코어 층에 커플링되어 있다. 다른 예에서, 제1 층 및 제2 층은 어떠한 로프팅제도 포함하지 않으며, 여기서 제1 층 및 제2 층의 열가소성 재료 및 보강 재료는 제1 층 및 제2 층의 로프팅제의 부재하에서 제1 층 및 제2 층의 로프팅을 허용하기 위해 각각 선택된다.
다른 국면에서, 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함하는 코어 층(당해 코어 층은 로프팅제를 추가로 포함하고, 당해 코어 층은 또한 제1 표면 및 제1 표면에 대치되는 제2 표면을 포함한다), 상기 코어 층으로부터 분리되고 열 가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함하는 제1 층, 및 상기 코어 층 및 제1 층으로부터 분리되고 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함하는 제2 층, 및 제1 층을 코어 층의 제1 표면에 커플링하고 제2 층을 코어 층의 제2 표면에 커플링하기 위한 지시사항을 포함하는, 자동차 적재 층을 생산하기 위한 키트(kit)가 기술되어 있다.
특정의 실시형태에서, 키트는 코어 층, 제1 층, 및 제2 층으로부터 독립된 장식 층을 포함한다. 일부 예에서, 키트는 제1 층을 코어 층에 결합시키기에 효과적인 접착재를 포함한다. 특정 예에서, 키트의 제1 층은 키트의 제2 층과 동일하다. 일부 예에서, 키트는 스킨 층(skin layer)을 포함한다. 일부 예에서, 스킨 층은 패브릭, 스크림, 필름 및 이의 조합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 특정의 실시형태에서, 키트는 제2 코어 층을 포함하며, 여기서 상기 제2 코어 층은 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함하고, 상기 코어 층은 로프팅제를 추가로 포함하며, 상기 코어 층은 또한 제1 표면 및 이러한 제1 표면과 대치되는 제2 표면을 포함한다. 일부 예에서, 코어 층의 로프팅제는 제2 코어 층의 로프팅제와는 상이하다. 특정 예에서, 제1 코어 층 및 제2 코어 층은 동일한 열가소성 재료, 보강 재료 및 로프팅제를 포함한다. 다른 실시형태에서, 코어 층의 기본 중량은 제2 코어 층의 기본 중량과는 상이하다.
다른 국면에서, 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 수용액 속에서 합하여 코어 층을 형성시키는 단계, 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 수용액을 혼합하여 보강 섬유 및 로프팅제를 열가소성 중합체 속에 분산시킴으로써 수성 발포체 분산액을 제공하는 단계, 수성 발포체 분산액을 성형 소자 위에 배치시키는 단계, 배치된 수성 발포체로부터 액체를 제거하여 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 웹을 포함하는 코어 층을 제공하는 단계, 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 수용액 속에서 합하여 제1 층을 형성시키는 단계, 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 수용액을 혼합하여 보강 섬유 및 로프팅제를 열가소성 중합체 속에 분산시켜 수성 발포체 분산액을 제공하는 단계, 수성 발포체 분산액을 성형 소자에 배치시키는 단계, 배치된 수성 발포체로부터 액체를 제거하여 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 웹을 포함하는 제1 층을 제공하는 단계, 형성된 제1 층을 코어 층의 제1 표면에 배치시키는 단계, 및 다른 제1 층을 코어 층의 제2 표면에 배치시켜 열가소성 시트를 제공하는 단계를 포함하는, 열가소성 시트의 형성 방법이 개시되어 있다.
특정의 실시형태에서, 상기 방법은 제1 층을 코어 층의 제1 표면 위에 배치시키기 전에 코어 층을 당해 코어 층의 웹의 열가소성 중합체의 연화 온도 이상으로 가열시키는 단계를 포함한다. 다른 실시형태에서, 상기 방법은 제1 층을 코어 층의 제2 표면 위에 배치하기 전에 코어 층을 당해 코어 층의 웹의 열가소성 중합체의 연화 온도 이상으로 가열시키는 단계를 포함한다. 일부 예에서, 상기 방법은 제1 층을 제1 표면 위에 배치시키기 전에 접착 층을 코어 층의 제1 표면 위에 배치시키는 단계를 포함한다. 특정의 실시형태에서, 상기 방법은 제1 층을 제1 표면에 배치시키기 전에 접착 층을 제1 층 위에 배치시키는 단계를 포함한다. 일부 예에서, 상기 방법은 제1 층을 제2 표면에 배치시키기 전에 접착 층을 코어 층의 제2 표면 위에 배치시키는 단계를 포함한다. 특정 예에서, 상기 방법은 제1 층을 제2 표면에 배치시키기 전에 접착 층을 제1 층 위에 배치시키는 단계를 포함한다. 일부 예에서, 상기 방법은 열가소성 시트를 가열하여 코어 층 및 제1 층 각각을 로프팅(lofting)하는 단계를 포함한다. 특정의 실시형태에서, 상기 방법은 제1 층을 로프팅하기 위한 제1 로프팅 온도를 선택하는 단계를 포함하며, 여기서 제1 층은 어떠한 로프팅제도 결여한다. 일부 예에서, 상기 방법은 제2 로프팅 온도를 선택하여 코어 층을 로프팅하는 단계를 포함한다. 특정의 실시형태에서, 상기 방법은 제1 로프팅 온도를 선택하여 코어 층의 어떠한 실질적인 로프팅없이 제1 층을 로프팅하는 단계를 포함한다. 다른 실시형태에서, 상기 방법은 제1 층 중 하나 위에 장식 층을 배치시키는 단계를 포함한다. 특정의 예에서, 상기 방법은 복사 가열 또는 전도 가열을 사용하여 코어 층 위에배치된 제1 층을 로프팅하는 단계를 포함한다. 특정의 실시형태에서, 상기 방법은 적외선 가열을 사용하여 코어 층을 로프팅하는 단계를 포함한다. 일부 예에서, 상기 방법은 열가소성 시트를 압축시켜 이의 전체 두께를 감소시키는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 상기 방법은 압축된 열가소성 시트를 성형하는 단계를 포함한다. 특정 예에서, 상기 방법은 제1 층을 코어 층 위에 배치시키기 전에 코어 층을 압축시키는 단계를 포함한다. 특정 예에서, 상기 방법은 제1 층을 코어 층 위에 배치시키기 전에 제1 층을 압축시키는 단계를 포함한다. 일부 예에서, 상기 방법은 코어 층의 제1 표면에 배치된 제1 층 위에 스킨 층을 배치시키는 단계를 포함한다. 특정의 실시형태에서, 상기 방법은 코어 층의 제2 표면 위에 배치된 제1 층 위에 추가의 스킨 층을 배치시키는 단계를 포함한다.
추가의 국면에서, 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제(lofting agent)를 수용액 속에서 합하는 단계, 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 수용액을 혼합하여 보강 섬유 및 로프팅제를 열가소성 중합체 속에 분산시켜 수성 발포체 분산액을 제공하는 단계, 수성 발포체 분산액을 성형 소자 위에 배치시키는 단계, 배치된 수성 발포체로부터 액체를 제거하여 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 웹을 포함하는 코어 층을 제공하는 단계, 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 수용액 속에서 합함으로써 제1 층 및 제2 층 각각을 형성시키는 단계, 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 수용액을 혼합하여 보강 섬유 및 로프팅제를 열가소성 중합체 속에 분산시켜 수성 발포체 분산액을 제공하는 단계, 수성 발포체 분산액을 성형 소자 위에 배치시키는 단계, 배치된 수성 발포체로부터 액체를 제거하여 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 웹을 포함하는 제1 층을 제공하는 단계, 형성된 제1 층을 코어 층의 제1 표면 위에 배치시키는 단계, 및 형성된 제2 층을 코어 층의 제2 표면 위에 배치시켜 열가소성 시트를 제공하는 단계를 포함하는, 열가소성 시트의 형성 방법이 제공된다.
특정의 실시형태에서, 상기 방법은 제1 층을 코어 층의 제1 표면 위에 배치시키기 전에 코어 층을 당해 코어 층의 웹의 열가소성 중합체의 연화 온도 이상으로 가열시키는 단계를 포함한다. 일부 예에서, 상기 방법은 제2 층을 코어 층의 제2 표면 위에 배치시키기 전에 코어 층을 당해 코어 층의 웹의 열가소성 중합체의 연화 온도 이상으로 가열시키는 단계를 포함한다. 특정 예에서, 상기 방법은 제1 층을 제1 표면 위에 배치시키기 전에 접착 층을 코어 층의 제1 표면 위에 배치시키는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 상기 방법은 제1 층을 제1 표면 위에 배치시키기 전에 접착 층을 제1 층 위에 배치시키는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 상기 방법은 제2 층을 제2 표면에 배치시키기 전에 접착 층을 코어 층의 제2 표면에 배치시키는 단계를 포함한다. 일부 예에서, 상기 방법은 제2 층을 제2 표면 위에 배치시키기 전에 접착 층을 제2 층 위에 배치시키는 단계를 포함한다. 특정 예에서, 상기 방법은 열가소성 시트를 가열시켜 코어 층 및 제1 층 각각을 로프팅시키는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 상기 방법은 제1 로프팅 온도를 선택하여 제1 층을 로프팅시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 제1 층은 어떠한 로프팅제도 결여한다. 특정 예에서, 상기 방법은 제2 로프팅 온도를 선택하여 코어 층을 로프팅시키는 단계를 포함한다.
다른 국면에서, 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 수용액 속에서 합하여코어 층을 형성시키는 단계, 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 수용액을 혼합하여 보강 섬유 및 로프팅제를 열가소성 중합체 속에 분산시켜 수성 발포체 분산액을 제공하는 단계, 수성 발포체 분산액을 성형 소자 위에 배치시키는 단계, 배치된 수성 발포체로부터 액체를 제거하여 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 웹을 포함하는 코어 층을 제공하는 단계, 제1 층(당해 제1 층은 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함한다)을 코어 층의 제1 표면 위에 배치시키는 단계, 및 제2 층(당해 제2 층은 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 재료에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함한다)을 코어 층의 제2 표면 위에 배치시키는 단계를 포함하는, 열가소성 시트의 형성 방법이 개시되어 있다.
특정의 실시형태에서, 상기 방법은 제1 층을 코어 층의 제1 표면 위에 배치시키기 전에 코어 층을 당해 코어 층의 웹의 열가소성 중합체의 연화 온도 이상으로 가열시키는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 상기 방법은 제2 층을 코어 층의 제2 표면에 배치시키기 전에 코어 층을 당해 코어 층의 웹의 열가소성 중합체의 연화 온도 이상으로 가열하는 단계를 포함한다. 일부 예에서, 상기 방법은 제1 층을 제1 표면 위에 배치시키기 전에 접착 층을 코어 층의 제1 표면 위에 배치시키는 단계를 포함한다. 특정 예에서, 상기 방법은 제1 층을 제1 표면 위에 배치시키기 전에 접착 층을 제1 층에 배치시키는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 상기 방법은 제2 층을 제2 표면에 배치시키기 전에 접착 층을 코어 층의 제2 표면에 배치시키는 단계를 포함한다. 특정 예에서, 제2 층을 제2 표면 위에 배치시키기 전에 접착 층을 제2 층 위에 배치한다. 특정의 실시형태에서, 상기 방법은 열가소성 시트를 가열하여 코어 층 및 제1 층 각각을 로프팅시키는 단계를 포함한다. 일부 예에서, 상기 방법은 제1 로프팅 온도를 선택하여 제1 층을 로프팅시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 제1 층은 어떠한 로프팅제도 결여한다. 특정의 실시형태에서, 상기 방법은 제2 로프팅 온도를 선택하여 코어 층을 로프팅시키는 단계를 포함한다.
추가의 특징, 양상, 예 및 구성 및 실시형태가 하기에 보다 상세하게 기술된다.
특정 실시형태가 첨부된 도면을 참고로 기술되어 있다:
도1은 특정 예에 따르는, 다층 조립체를 도시한 것이다;
도2는 특정 실시예에 따르면, 고 로프팅 용량을 지닌 코어 층을 포함하는 다층 조립체를 도시한 것이다;
도3은 특정 실시예에 따르면, 저 로프팅 용량을 지닌 코어 층을 포함하는 다층 조립체를 도시한 것이다;
도4는 특정 실시예에 따르면, 로프팅 용량이 상이한 3개 층 각각을 포함하는 다층 조립체를 도시한 것이다;
도5a는 특정 구조에 따라서, 하나의 표면에 스킨을 포함하는 다층 조립체를 도시한 것이다;
도5b는 특정 구조에 따르는, 각각의 표면에 스킨을 포함하는 다층 조립체를 도시한 것이다;
도6은 특정 실시예에 따르면, 외부 층 위에 장식 층을 포함하는 다층 조립체를 도시한 것이다;
도7은 특정 실시예에 따르면, 4개의 층을 포함하는 물품을 도시한 것이다;
도8은 특정 실시예에 따르면, 4개의 층을 포함하는 다른 물품을 도시한 것이다;
도9는 특정 구조에 따르는, 5개 층을 포함하는 물품을 도시한 것이다;
도10은 특정 실시예에 따르면, 차량 바닥층(vehicle floor)을 도시한 것이다; 및
도11은 특정 구조에 따르는, 적재 층을 도시한 것이다.
본 개시내용의 이점을 고려하여, 관련 기술 분야의 통상의 기술자는 도면에서 특정 치수 또는 특징부가 확대되거나, 왜곡되거나 또는 달리 독특하거나 비-비례적 방식으로 도시되어 도면의 보다 사용자 친화적인 버전을 제공할 수 있음을 인식할 것이다. 어떠한 특정 두께, 폭 또는 길이도 도면에서 묘사에 의해서 의도되지 않으며, 도면 성분의 상대 크기가 도면에서 성분 중의 것의 크기를 제한하려는 의도는 없다. 치수 또는 값이 이하 설명에서 명시된 경우, 그 치수 또는 값은 단지 예시의 목적을 위해서 제공된다. 또한, 어떠한 특정 재료 또는 배열도 도면의 특정 부분의 음영법으로 인해서 요구되도록 의도되지 않으며, 도면에서 상이한 성분이 구별의 목적을 위해서 음영법을 포함할 수 있지만, 상이한 성분은 바람직하다면 동일한 재료 또는 상이한 재료를 포함할 수 있다.
특정 실시 형태가 본 명세서에 개시된 기술의 보다 사용자 친화적인 설명을 제공하기 위해서 단수 및 복수 용어와 관련하여 하기에 기술되어 있다. 이들 용어들은 단지 편의 목적으로 사용되며 본원에 기술된 특수한 구현예에 존재하는 것으로서 달리 나타내지 않는 한, 층, 조립체, 물품, 방법 및 다른 주제를 특정의 특징을 포함하거나 배제하는 것으로서 제한함을 의도하지는 않는다.
특정 예에서, 본원에 기술된 재료는 함께 사용되어 시트(sheet), 패널, 바닥 팬(floor pans), 적재 층 및 다른 물품을 제공할 수 있다. 예를 들면, 다층 조립체는 벽 또는 천장 패널로서, 바닥재(flooring), 바닥 하부(sub-floor)로서, 또는 예를 들면, 차량 적재 층 또는 차량의 하부 바닥 층과 같은 자동차 용으로서 사용될 수 있다. 조립체가 차량 적재 층으로서 사용되는 경우, 적재 층은 차량 캐빈 내 하부 조립체로서 존재할 수 있거나 차량의 하나 이상의 상이한 부품으로서 또는 영역 내에, 예를 들면, 차량의 후방 내 차량 저장실 내에 젖혀진 적재 층으로서 존재할 수 있다. 본원에 나타낸 바와 같이, 다층 조립체의 일부 구조는 어떠한 셀룰로즈 또는 종이계 재료의 사용 없이 생산될 수 있다. 다른 예에서, 다층 조립체는 어떠한 폴리우레탄 코어 성분의 사용 없이 또는 어떠한 폴리우레탄의 사용도 전혀 없이 생산될 수 있다.
특정 구조에서, 다층 조립체는 다른 층과는 상이한 로프팅 용량을 포함하는 층들중 하나와 서로 커플링된 3개 이상의 상이한 층을 포함할 수 있다. 다음 도와 관련하여: 도 1, 층(110), (120), 및 (130)을 포함하는 3개의 층 조립체(100)가 나타나 있다. 층(110)은 특정 예에서 2개의 층(120)과 (130) 사이에 존재하는 "코어 층"으로서 언급된다. 층(110) 내지 층(130)의 다양한 물리적 특성은 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들면, 층(110) 내지 (130) 중 어느 2개의 기본 중량은 동일하거나 상이할 수이었다. 다른 예에서, 층(110) 내지 (130)의 전체 두께는 동일하거나 상이할 수 있다. 하기에 보다 상세히 기술된 바와 같이, 층(110) 내지 (130) 각각은 열가소성 재료 및/ 또는 다수의 보강 재료, 예를 들면, 보강 섬유를 포함할 수 있다. 층(110) 내지 (130)에서 상이할 수 있는 이들 재료의 양 및/ 또는 특성을 선택함으로써, 층의 로프팅 용량은 상이한 층들에서 변할 수 있는데, 예를 들면, 조립체(100)는 상이한 층에서 다양한 로프팅 용량을 갖는다. 본원에 사용된 것으로서, 로프팅 용량은 가열과 같은 적합한 자극의 적용 후 층의 전체 두께를 증가시키는 능력을 말한다. 각각의 층에서 로프팅 용량을 제어하거나 선택하는 능력은 패널, 바닥 조립체 또는 하부 바닥 조립체로서 사용될 수 있는 감소된 중량 및 적합한 구조적 강성 및 기계적 특성을 지닌 조립체를 제공할 수 있다.
특정의 실시형태에서, 층(110) 내지 (130) 중 어떠한 하나 이상도 유리 매트 열가소성 복합재(GMT) 또는 광 중량 보강된 열가소재(LWRT)로서 구성(또는 사용)될 수 있다. 이러한 하나의 LWRT는 HANWHA AZDEL, Inc.에 의해서 제조되고, 상표명 SUPERLITE® 매트하에 판매된다. 이러한 GMT 또는 LWRT의 면적 밀도는 약 400그램/GMT 또는 LWRT 제곱미터(gsm) 내지 약 4000gsm 범위일 수 있지만, 면적 밀도는 특정 응용 요구에 따라서 400gsm 미만 또는 4000gsm 초과일 수 있다. 일부 실시형태에서, 상한 밀도는 약 4000gsm 미만일 수 있다. 특정 예에서, GMT 또는 LWRT는 GMT 또는 LWRT의 공극 공간내에 배치된 로프팅제 재료를 포함할 수 있다.
특정 예에서, LWRT는 함께 개방 셀 구조의 웹을 형성하는 열가소성 재료 및 다수의 보강 섬유를 전형적으로 포함한다. 예를 들면, 층(110) 내지 (130) 각각은 실질적인 양의 개방 셀 구조를 전형적으로 포함함으로써 공간이 층들 속에 존재하도록 한다. 예를 들면, 층 각각은 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% 또는 이들 예시적인 범위내 어떠한 나열된 값의 공극 함량 또는 다공성을 독립적으로 포함할 수 있다. 일부 예에서, 층(110) 내지 (130) 각각은 0% 이상의 다공성 또는 공극 함량을 포함하는데, 예를 들면, 약 95%까지 완전히 강화되지 않는다. 달리 기술하지 않는 한, 특정의 공극 함량 또는 다공성을 포함하는 층에 대한 참고는 층의 전체 용적을 기준으로 하며 필수적으로 다층 조립체의 총 용적을 기준으로 하지 않는다.
특정 예에서, 층(110) 내지 (130) 중 하나 이상은 GMT의 형태로 생산될 수 있다. 특정 예에서, GMT는 일반적으로 분쇄된 유리 섬유, 열가소성 재료, 임의로 로프팅제 및 임의의 열가소성 중합체 필름 또는 필름들 및/ 또는 예를 들면, 폴리프로필렌(PP) 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), PC/PBT의 배합물, 또는 PC/PET의 배합물과 같은 유리 섬유 또는 열가소성 수지 섬유로 제조된 제직되거나 제직되지 않는 섬유를 사용하여 제조할 수 있다. 일부 실시형태에서, PP, PBT, PET, PC/PET 블렌드 또는 PC/PBT 블렌드가 수지로서 사용될 수 있다. 유리 매트를 생산하기 위하여, 열가소성 재료 및 보강 재료를 가하거나 임펠러(impeller)가 장착된 개방 상부 혼합 탱크 속에 함유된 분산 발포체내로 첨가되거나 계량될 수 있다. 임의의 특정 이론에 얽매이고자 함은 아니지만, 발포체의 공기의 포획된 포켓의존재가 유리 섬유, 열가소성 재료 및 로프팅제를 분산시키는 것을 도울 수 있다. 일부 예에서, 유리 및 열가소성 재료의 분산된 혼합물은 분배 매니폴드(distribution manifold)를 통해 제지기의 전선 부분 위에 위치한 헤드-박스에 펌핑될 수 있다. 분산된 혼합물로서 이후에 제거될 수 있는, 섬유 및 열가소성 수지가 아닌 발포체는 진공을 사용하는 이동 와이어 스크린에 제공되어 균일한, 섬유상 습윤 웹을 생산한다. 습식 웹을 적합한 온도에서 건조기를 통해서 통과시켜서 수분 함량을 감소시키고 열경화성 재료를 용융 또는 연화시킬 수 있다.
특정의 실시형태에서, 층(110) 내지 (130) 속에 존재하는 고 다공성은 층의 전체중량을 감소시킬 수 있으며 공극 공간내에 제제의 혼입을 허용할 수 있다. 예를 들면, 로프팅제는 비-공유 결합된 방식으로 공극 공간내에 잔류할 수 있다. 열 또는 다른 교란의 적용은 궁극적으로 층의 전체 두께를 증가시키는 비-공유결합된 로프팅제의 용적을 증가시키도록 작용할 수 있는데, 예를 들면, 층은 로프팅제의 크기가 증가하고/하거나 추가의 공기가 프레프레그(prepreg) 내에 트래핑됨에 따라 증가한다. 바람직하게는, 난연제, 착색제, 연기 억제제 및 다른 재료가 층(110) 내지 (130)의공극 공간에 포함될 수 있다. 로프팅 전에, 층(110) 내지 (130) 중 특정의 하나 이상은 압축되어 이의 전체 두께를 감소시킬 수 있는데, 예를 들면, 층이 하나 이상의 다른 층에 커플링되기 전 또는 후에 압축될 수 있다.
특정의 실시형태에서, 본원에 기술된 층의 열가소성 재료는 적어도 부분적으로, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴스티렌, 부타디엔, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 둘 다 가소화되거나 가소화되지 않은, 폴리부틸렌테트라클로레이트, 및 폴리비닐 클로라이드, 및 이들 재료 서로 또는 다른 중합체 재료와의 배합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 적합한 열가소제는 폴리아릴렌 에테르, 폴리카보네이트, 폴리에스테르카보네이트, 열가소성 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 아크릴로니트릴-부틸아크릴레이트-스티렌 중합체, 무정형 나일론, 폴리아릴렌 에테르 케톤, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리아릴 설폰, 폴리에테르 설폰, 액체 결정성 중합체, PARMAX®로서 상업적으로 알려진 폴리(1,4 페닐렌) 화합물, Bayer's APEC® PC와 같은 고 열 폴리카보네이트, 고열 나일론, 및 실리콘, 및 또한 이들 재료 서로 또는 다른 중합체 재료와의 합금 및 배합물을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 층(110) 내지 (130)을 형성하는데 사용된 열가소성 재료는 분말형, 수지형, 로진형(rosin form), 섬유형 또는 다른 적합한 형으로 사용될 수 있다. 다양한 형태의 예시적인 열가소성 재료가 본원에 기술되어 있으며 또한 예를 들면, 다음에 기술되어 있다: 미국공보 번호20130244528 및 US20120065283. 층(110) 내지 (130) 속에 존재하는 열가소성 재료의 정확한 양은 변할 수 있으며 예시적인 양은 약 20중량% 내지 약 80 중량%, 예를 들면, 30 내지 70 중량% 또는 35 내지 65 중량%이다. 본원에 보다 상세히 나타낸 바와 같이, 상이한 층(110) 내지 (130) 내 열가소성 재료의 화학 조성 (및/ 또는 양)을 변화시킴으로써, 첨가된 로프팅제가 층(110) 내지 (130) 속에 존재하지 않는 경우에도 상이한 층(110) 내지 (130)은 상이한 로프팅 용량을 제공할 수 있다.
특정의 실시형태에서, 층(110) 내지 (130) 중 하나에 사용된 열가소성 재료는 다른 층에 사용된 열가소성 재료와 화학적으로 상이하다. 예를 들면, 층(110) 속에 존재하는 열가소성 재료는 층(120) 또는 층(130) 또는 둘 다에 존재하는 열가소성 재료와는 화학적으로 상이할 수 있다. 일부 예에서, 층(120), (130) 속에 존재하는 열가소성 재료는 동일할 수 있고, 층(110) 속에 존재하는 열가소성 재료는 상이할 수 있다. 특정 구조에서, 층(110) 내지 (130) 속에 존재하는 열가소성 재료는 화학적으로 상이할 수 있다. 층(110) 내지 (130) 속에 존재하는 열가소성 재료를 선택함으로써, 상이한 로프팅 용량을 지닌 층을 제공하는 것이 가능하다. 상이한 열가소성 재료가 층(110) 내지 (130)중 하나 이상에 존재할 수 있다고 해도, 하나 이상의 일반 재료 또한 층(110) 내지 (130) 속에 존재할 수 있다. 예를 들면, 층(110) 내지 (130)은 각각 제1의 폴리올레핀을 포함할 수 있고 층(120), (130)은 또한 제1 층(110) 속에 존재하지 않는 제2의 폴리올레핀을 포함할 수 있다.
다른 구현예에서, 층(110) 내지 (130) 중 하나에서 사용된 열가소성 재료는 층들 중 다른 하나에 존재하는 열가소성 재료와 화학적으로 동일할 수 있지만, 열가소성 재료의 양은 상이할 수 있다. 예를 들면, 층(110)은 다른 층(120), (130) 중 하나 속에 존재하는 제1의 열가소성 재료의 양과는 상이한 제1의 양(중량 기준)으로 존재하는 제1의 열가소성 재료를 포함할 수 있다. 층 속의 재료의 균형은 보강 섬유(하기 논의된 바와 같음)을 포함할 수 있거나 예를 들면, 다른 열가소성 재료, 로프팅제, 난연제 또는 바람직하게는 다른 재료와 같은 다른 재료를 포함할 수 있다. 어떠한 특수 이론에 얽메이지 않고, 층 속에 존재하는 특수한 열가소성 재료의 양을 선택함으로써, 개방 셀 구조의 웹의 전체 용적은 변화될 수 있다.
특정 예에서, 본원에 기술된 층(110) 내지 (130)의 보강 재료는 독립적으로 유리 섬유, 탄소 섬유, 흑연 섬유, 합성 유기 섬유, 특히 예를 들면, 파라- 및 메타-아라미드 섬유와 같은 고 모듈러스 유기 섬유, 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 또는 섬유, 다음과 같은 광물 섬유로서 사용하기에 적합한 본원에 기술된 고 용융 유동 지수 수지 중 어느 것을 포함할 수 있다: 현무암, 광물면(예를 들면, 암석 또는 슬래그 울(slag wool)), 규회석, 알루미나 실리카 등, 또는 이의 혼합물, 금속 섬유, 금속화된 천연 및/ 또는 합성 섬유, 세라믹 섬유, 얀 섬유(yarn fiber), 또는 이의 혼합물. 일부 실시형태에서, 상기에 언급된 섬유중 임의의 것은 사용 전에 화학적으로 처리되어 섬유에 목적하는 작용기를 제공하거나 또는 다른 물성을 부여할 수 있고, 예를 들어, 그들은 화학적으로 처리되어 열가소성 재료, 로프팅제 또는 둘 모두와 반응할 수 있다. 층(110) 내지 (130) 각각의 섬유 함량은 독립적으로 층의 약 20 중량% 내지 약 90 중량%, 보다 특히 층의 약 30 중량% 내지 약 70 중량%일 수 있다. 전형적으로, 층(110) 내지 (130)을 포함하는 다층 조립체의 섬유 함량은 조립체의 약 20 중량% 내지 약 90 중량%, 보다 특히 약 30 중량% 내지 약 80 중량%, 예를 들면, 조립체 당 약 40 중량% 내지 약 70 중량%에서 변한다. 사용된 섬유의 특수한 크기 및/ 또는 배향은 적어도 부분적으로, 사용된 열가소성중합체 재료 및/ 또는 수득되는 층(110) 내지 (130)의 바람직한 특성에 의존할 수 있다. 섬유의 적합한 추가 유형, 섬유 크기 및 양은 본 개시내용의 이익을 고려하여, 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해서 쉽게 선택될 것이다. 하나의 비-제한적인 예시에서, 층을 제공하기 위해 열가소성 재료 속에 분산된 섬유 및 로프팅제는 직경이 약 5 마이크론 이상, 보다 특히 약 5 마이크론 내지 약 22 마이크론 이고, 길이가 약 5 mm 내지 약 200 mm이며; 보다 특히, 섬유 직경은 약 5 마이크론 내지 약 22 마이크론 이며 섬유 길이는 약 5 mm 내지 약 75 mm일 수 있다.
특정의 실시형태에서, 층(110) 내지 (130) 중 적어도 2개는 상이한 섬유 재료 또는 상이한 섬유 적재를 포함할 수 있다. 상이한 섬유 재료가 존재하는 경우, 섬유는 전체적으로 상이한 섬유, 예를 들면, 하나의 층 속의 유리 섬유 및 다른 층 속의 탄소 섬유일 수 있거나, 개질된 동일한 기재 재료, 예를 들면, 하나의 층 속의 유리 섬유 및 다른 층 속의 화학적으로 처리된 유리 섬유를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 섬유는 동일한 섬유 재료일 수 있지만 섬유의 하나 이상의 물리적 특징은 상이할 수 있다. 예를 들면, 층(110)의 섬유는 층(110), (120) 속의 섬유 재료가 동일하거나 상이할 수 있는 경우에도 층(120) 속에 존재하는 섬유의 직경과는 상이한 제1 직경을 가질 수 있다. 다른 예에서, 층(110) 속의 섬유의 길이는 층(110), (120) 속에 존재하는 섬유 재료가 동일하거나 상이할 수 있는 경우에도 층(120) 속에 존재하는 섬유의 길이와는 상이할 수 있다. 추가의 예에서, 층(110) 속의 섬유의 길이 및 직경 둘 다는 층(110), (120) 속에 존재하는 섬유 재료가 동일하거나 상이할 수 있는 경우에도 층(120) 속의 섬유의 길이 및 직경과는 상이할 수 있다. 여전히 다른 예에서, 2개 이상의 섬유 형은 층(110), (120) 중 하나에 사용될 수 있으며 섬유의 단일 유형이 다른 층에 존재할 수 있다. 본원에 나타낸 바와 같이, 섬유의 양 및/ 또는 유형을 선택함으로써, 조립체의 상이한 층에 대해 상이한 로프팅 용량을 제공하는 것이 가능하다.
특정의 실시형태에서, 층(110) 내지 (130) 중 2개 이상은 상이한 로프팅 프로파일을 가질 수 있다. 예를 들면, 일부 예에서, 층(110)은 층(120)과는 상이한 온도에서 로프팅될 수 있다. 다른 예에서, 층(110)은 층(130)과는 상이한 온도에서 로프팅될 수 있다. 추가의 구조에서, 층(110) 내지 (130) 중 2개 이상은 동일한 온도에서 로프팅될 수 있지만 이들이 로프팅되는 정도는 상이할 수 있는데, 예를 들면, 층(110) 내지 (130) 중 하나의 로프팅 후 두께는 층 모두가 동일한 로프팅 온도에 적용되는 경우에도 다른 층들 중 하나의 로프팅 후 두께와는 상이할 수 있다.
일부 실시형태에서, 다양한 층(110) 내지 (130)의 로프팅 용량은 하나 이상의 첨가된 로프팅제를 포함함으로써 추가로 전향될 수 있다. 층에 사용된 로프팅제의 정확한 유형은 예를 들면, 바람직한 로프팅 온도, 바람직한 로프팅 정도 등을 포함하는 다수의 인자에 의존할 수 있다. 일부 예에서, 미세구 로프팅제, 예를 들면, 대류 가열에 대한 노출시 이들의 크기를 증가시킬 수 있는 확장가능한 미세구를 사용할 수 있다. 예시적인 상업적으로 이용 가능한 로프팅제는 다음으로부터 이용가능하다: KurehaCorp.(일본). 다른 예에서, 제1 평균 입자 크기를 갖는 제1 로프팅제, 및 제1 평균 입자 크기와 상이한 제2 평균 입자 크기를 갖는 제2 로프팅제를 사용할 수 있다. 다른 예에서, 로프팅제는 확장 가능한 흑연 재료일 수 있다.
일부 구조에서, 층(110) 내지 (130) 각각은 특정 적용을 위해 유해한 재료 요건에대한 제한을 충족시키기 위해 실질적으로 할로겐을 포함하지 않거나 할로겐을 포함하지 않는 층일 수 있다. 다른 예에서, 층(110) 내지 (130) 중 하나 이상은 예를 들면, F, Cl, Br, I, 및 At 중하나 이상을 포함하는 할로겐화된 난연재와 같은 할로겐화된 난연제 또는 이러한 할로겐을 포함하는 화합물, 예를 들면, 테트라브로모 비스페놀-A 폴리카보네이트 또는 모노할로-, 디할로-, 트리할로- 또는 테트라할로-폴리카보네이트를 포함하는 화합물을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 층(110) 내지 (130) 중 하나 이상에 사용된 열가소성 재료는 하나 이상의 할로겐을 포함함으로써 다른 난연제의 첨가없이 일부 난연성을 부여할 수 있다. 할로겐화된 난연제가 존재하는 경우, 난연제는 존재하는 다른 성분에 따라서 달라질 수 있는 난연제의 양으로 바람직하게 존재한다. 예를 들면, 할로겐화된 난연제는 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트(층의 중량을 기준으로 함), 보다 특히 약 1 중량 퍼센트 내지 약 13 중량 퍼센트, 예를 들면, 약 5 중량 퍼센트 내지 약 13 중량 퍼센트로 존재할 수 있다. 경우에 따라, 2개의 상이한 할로겐화된 난연제를 층에 가할 수 있다. 다른 예에서, 비-할로겐화된 난연제, 예컨대, 예를 들어, N, P, As, Sb, Bi, S, Se, 및 Te 중 하나 이상을 포함하는 난연제가 첨가될 수 있다. 일부 실시형태에서, 비-할로겐화된 난연제는 인화된 재료(phosphorated material)를 포함할 수 있으므로 층은 보다 환경친화적일 수 있다. 비-할로겐화되거나 또는 실질적으로 할로겐 무함유 난연제가 존재하는 경우, 난연제는 존재하는 다른 성분에 따라서 달라질 수 있는 난연제의 양으로 바람직하게 존재한다. 예를 들면, 실질적으로 할로겐을 포함하지 않는 난연제는 층의 중량을 기준으로하여 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트(층의 중량을 기준으로 함), 보다 특히 약 1 중량 퍼센트 내지 약 13 중량 퍼센트, 예를 들면, 층의 중량을 기준으로 하여 약 5 중량 퍼센트 내지 약 13 중량 퍼센트로 존재할 수 있다. 경우에 따라, 2개의 상이한 실질적으로 할로겐을 함유하지 않는 난연제를 층(110) 내지 (130) 중 하나 이상에 가할 수 있다. 특정 예에서, 본원에 기술된 층(110) 내지 (130) 중 하나 이상은 하나 이상의 실질적으로 할로겐을 포함하지 않는 난연제와 함께 하나 이상의 할로겐화된 난연제를 포함할 수 있다. 2종 이상의 난연제가 존재하는 경우, 2종 이상의 난연제의 조합물이 난연성 양으로 존재할 수 있고, 이것은 존재하는 다른 성분에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들면, 존재하는 난연제의 총 중량은 (층의 중량을 기준으로 하여) 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 20 중량 퍼센트, 보다 특히, 층의 중량을 기준으로 하여, 약 1 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트, 예를 들면, 약 2 중량 퍼센트 내지 약 14 중량 퍼센트일 수 있다. 본원에 기술된 층에 사용된 난연제는 열가소성 재료 및 섬유(혼합물을 와이어 스크린 또는 다른 가공 부품 위에 배치하기 전)를 포함하는 혼합물에 가할 수 있거나 층이 형성된 후에 가할 수 있다.
수개의 상이한 예시적인 층 조립체를 다양한 로프팅 용량을 지닌 다층 조립체의가능한 구조 중 추가로 일부를 나열하기 위해 이제 기술한다. 추가의 구조는 본 개시내용의 이점을 제공하면서, 당해 분야의 숙련가에 의해 인식될 것이다. 다음 도와 관련하여: 2, 층(210), (220) 및(230)을 포함하는 복합체 물품(200)이 나타나 있다. 당해 예에서, 층(220) 및 (230)은 층(210)의 표면에 배치된 층(220), (230) 중 각각 하나와 동일하도록 선택된다. 하기 도에 나타낸 구조에서: 2, 코어 층(210)은 층(220), (230) 보다 더 큰 로프팅 용량을 가지도록 선택된다. 열 또는 다른 로프팅 자극에 대한 노출 시, 층(210)의 로프팅 후 두께는 층(220, (230)보다 더 클 것이다. 예를 들면, 로프팅 전에 층(210)의 두께는 약 1-2mm일 수 있으며 로프팅 후에는 약 10-15 mm일 수 있다. 로프팅 전 층(220), (230)의 두께는 또한 약 1-2 mm일 수 있고 로프팅 후 약 6-8 mm일 수 있다. 이들 두께 변화는 어떠한 첨가된 로프팅제의 부재하에서도 발생할 수 있다. 예를 들면 및 어떠한 특정 이론에 얽메이지 않고, 로프팅 동안 열가소성 재료는용융되어 보강 재료에 대한 이들의 유지력을 해제하여 보강 재료가 더 많은 용적을 차지하도록 한다. 열가소성 재료의 후속적인 냉각은 로프팅 전 웹보다 더 큰 용적을 지닌 개방 셀 구조의 웹의 재형성을 초래할 수 있다. 층(210) 내의 열가소성 재료 및/ 또는 보강 재료의 수준을 조절함으로써, 층(210)의 용적이 증가할 수 있는 정도를 선택할 수 있다. 비교시, 층(220), (230) 속에 존재하는 열가소성 재료 및/ 또는 보강 재료의 양을 선택함으로써 로프팅 동안 열가소성 재료의 용융이 전체 용적에서 실질적으로 증가하도록 할 수 있다. 층(220), (230)의 웹이 로프팅 후 재형성됨에 따라, 수득되는 로프팅 후 웹 용적은 로프팅전 웹 용적과는 실질적으로 상이하지 않다. 경우에 따라, 층(210) 내지 (230) 중 하나 이상은 전체 용적을 추가로 증가시키기위해 첨가된 로프팅제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 층(210)은 로프팅 후 전체 용적을 추가로 선택하기 위한 첨가된 로프팅제를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 충분한 로프팅제가 존재하면 로프팅 후 층(210)은 약 20-25 mm의 두께를 갖는다. 일부 예에서, 층(210)은 폴리올레핀, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함할 수 있고, 층(220), (230)은 폴리올레핀(이는 층(210) 속의 폴리올레핀과 동일하거나 상이할 수 있다) 및 보강 재료를 포함할 수 있다. 특정 구조에서, 층(210) 내지 (230) 각각에 존재하는 폴리올레핀은 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀 공중합체일 수 있다. 일부 실시형태에서, 층(210) 내지 (230) 각각의 보강 재료는 임의로 다른 섬유와 함께 유리 섬유를 포함할 수 있다. 층(210) 내지 (230) 각각에서 열가소성 재료 및 보강 재료의 정확한 중량 퍼센트는 변할 수 있으며, 층(220), (230)에서 예시적인 중량 퍼센트는 약 40 내지 60 중량 퍼센트이고 열가소성 재료는 보강 재료와 균형을 이룬다. 층(210) 속에 존재하는 재료의 중량 퍼센트는 변할 수 있으며 예시적인 범위는 약 45 내지 65 중량 퍼센트를 포함하나 이에 한정되지 않고, 균형을 이루는 열가소성 재료는 보강 재료 및 임의로 로프팅제(이는 전형적으로 0.1 내지 약 15 중량 퍼센트로 존재한다)이다.
특정 예에서, 다층 조립체의 다른 구조는 하기 도에 나타낸다: 3. 층(310), (320) 및 (330)을 포함하는 물품(300)이 나타나 있다. 당해 예에서, 층(320) 및 (330)은 층(310)의 표면에 배치된 층(320), (330) 중 각각 하나와 동일하도록 선택된다. 하기 도에 나타낸 구조에서: 3, 코어 층(310)은 이것이 층(320), (330)보다 더 적은 로프팅 용량을 가지도록 선택된다. 열 또는 다른 로프팅 자극에 대한 노출 시, 층(310)의 로프팅 후 두께는 층(320), (330)의 두께 미만이 될 것이다. 예를 들면, 로프팅 전 층(310)의 두께는 약 1 내지 2mm일 수 있고 로프팅 후에는 약 6 내지 8 mm일 수 있다. 로프팅 전 층(320), (330)의 두께는 또한 약 1 내지 2 mm일 수 있고 로프팅 후 약 10 내지 15 mm일 수 있다. 층(320), (330)에서의 이러한 두께 변화는 어떠한 첨가된 로프팅제의 부재하에서도 일어날 수 있다. 예를 들면 및 어떠한 특수 이론에 얽메이지 않고, 로프팅 동안 층(320), (330)의 열가소성 재료는 용융할 수 있고 보강 재료 위에 이들의 보유물을 방출하여 보강 재료가 더 많은 용적을 차지하도록 할 수 있다. 열가소성 재료의 후속적인 냉각은 로프팅 전 웹보다 더 큰 용적을 지닌 개방 셀 구조의 웹의 재형성을 초래할 수 있다. 층(320), (330) 속의 열가소성 재료 및/ 또는 보강 재료의 수준을 조절함으로써, 층(320), (330)의 용적이 증가할 수 있는 정도를 선택할 수 있다. 비교시, 층(310)에 존재하는 열가소성 재료 및/ 또는 보강 재료의 양은, 로프팅 동안 열가소성 재료의 용융이 전체 용적에 있어서 실질적인 증가를 초래하지 않도록 선택될 수 있다. 층(310)의 웹이 로프팅 후 재형성되면서, 수득되는 로프팅 후 웹 용적은 로프팅전 웹 용적과는 실질적으로 상이하지 않다. 경우에 따라, 층(310) 내지 (330) 중 하나 이상은 첨가된 로프팅제를 포함함으로써 전체 용적을 추가로 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 층(320), (330) 중 하나 또는 둘 다는 첨가된 로프팅제를 포함함으로써로프팅 후 용적 전체를 추가로 선택할 수 있다. 일부 예에서, 충분한 로프팅제가 존재하므로 로프팅 후 층(320), (330) 각각은 약 20 내지 25 mm의 두께를 갖는다. 일부 예에서, 층(310)은 폴리올레핀, 및 보강 섬유를 포함할 수 있으며, 층(320), (330)은 폴리올레핀(이는 층(310) 속의 폴리올레핀과는 동일하거나 상이할 수 있다), 보강 재료 및 로프팅제를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 층(320), (330) 중 하나 만이 로프팅제를 포함한다. 특정 구조에서, 층(310) 내지 (330) 각각에 존재하는 폴리올레핀은 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀 공중합체일 수 있다. 일부 실시형태에서, 층(310) 내지 (330) 각각의 보강 재료는 임의로 다른 섬유와 함께 유리 섬유를 포함할 수 있다. 층(310) 내지 (330) 각각의 열가소성 재료 및 보강 재료의 정확한 중량 퍼센트는 변할 수 있으며, 층(320) 및 (330)내 예시적인 중량 퍼센트는 약 45 내지 65 중량%이고 열가소성 재료는 보강 재료 및 임의로 로프팅제(이는 전형적으로 0.1 내지 약 15 중량 퍼센트로 존재한다)와 균형을 이룬다. 층(310) 속에 존재하는 재료의 중량 퍼센트는 변할 수 있으며 예시적인 범위는 약 35 내지 60 중량 퍼센트이나 이에 한정되지 않고 열가소성 재료는 보강 재료와 균형을 이룬다.
특정의 실시형태에서, 다층 조립체의 추가의 구조는 다음 도에 나타나 있다: 4. 층(410), (420) 및 (430)을 포함하는 물품(400)이 나타나 있다. 당해 실시예에서, 층(410) 내지 (430) 각각은 상이한 로프팅 용량을 갖는다. 하기 도에 나타낸 하나의 구조에서: 4, 코어 층(410)은 최대 로프팅 용량을 가지며 이어서 층(420) 및 층(430)이 뒤따른다. 상이한 구조에서, 코어 층(410)은 최대 로프팅 용량을 가지며 이어서 층(430) 및 이후에 층(420)이 뒤따른다. 다른 구조에서, 층(420)은 최대 로프팅 용량을 가지며 이어서 층(410) 및 이후에 층(430)이 뒤따른다. 상이한 구조에서, 층(420)은 최대 로프팅 용량을 가지며 이어서 층(430) 및 이후에 층(410)이 뒤따른다. 일부 구조에서, 층(430)은 최대 로프팅 용량을 가지며 이어서 층(410) 및 이후에 층(420)이 뒤따른다. 상이한 구조에서, 층(430)은 최대 로프팅 용량을 가지며 이어서 층(420) 및 이후에 층(410)이 뒤따른다. 열 또는 다른 로프팅 자극에 대한 노출 시, 최대 로프팅 용량을 갖는 층의 로프팅후 두께는 다른 층 보다 더 클 것이다. 예를 들면, 최대 로프팅 용량을 갖는 층의 두께는 약 1 내지 2mm일 수 있고 로프팅 후 약 10 내지 15 mm 또는 20 내지 25 mm일 수 있으며, 여기서 로프팅제가 존재한다. 로프팅 전 두 번째로 최대의 로프팅 용량을 갖는 층의 두께는 또한 약 1 내지 2 mm일 수 있으며 로프팅 후 약 6 내지 8 mm일 수 있다. 로프팅 전 최저 최대 로프팅 용량을 지닌 층의 두께는 또한 약 1 내지 2 mm일 수 있고 로프팅 후 약 3 내지 5 mm일 수 있다. 다양한 층(410) 내지 (440)에서 열가소성 재료 및/ 또는 보강 재료의 수준을 조절함으로써, 층의 용적을 증가시킬 수 있는 수준을 선택할 수 있다. 일부 예에서, 층(410) 내지 (430) 각각은 폴리올레핀 및 보강 섬유를 포함할 수 있다. 특정 구조에서, 최대 로프팅 용량을 갖는 층은 또한 로프팅제를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 층 각각의 열가소성 재료는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀일 수 있지만, 각각의 층(410) 내지 (430) 내 폴리프로필렌의 양은 상이할 수 있다. 일부 실시형태에서, 층(410) 내지 (430) 각각의 보강 재료는 임의로 다른 섬유와 함께 유리 섬유를 포함할 수 있다. 층(410) 내지 (430) 각각의 열가소성 재료 및 보강 재료의 정확한 중량 퍼센트는 층(410) 내지 (430) 각각의 바람직한 로프팅 용량을 제공하도록 변할 수 있다.
특정 구조에서, 본원에 기술된 다층 조립체 중 어느 하나 이상은 다른 층 중 하나에 배치된 스킨 층을 포함할 수 있다. 다음 도와 관련하여: 5a, 층(510) 내지 (530) 및 층(520) 위에 배치된 스킨(540)을 포함하는 물품(500)의 예가 나타나 있다. 바람직하게는 스킨은 층(530) 위에 대신 배치될 수 있다. 설명할 목적으로, 다음 도를 참고로 기술된 층들과 유사하게 구조화된 층(510) 내지 (520)이 나타나 있으나: 2, 본원에 기술된 다른 다층 구조 중 어느 것도 또한 스킨과 함께 사용될 수 있다. 경우에 따라, 접착층(나타내지 않음)이 층(520)과 스킨(540) 사이에 존재할 수 있다. 스킨(540)은 예를 들면, 필름(예를 들면, 열가소성 필름 또는 탄성 필름), 프림(frim), 스크림(scrim)(예를 들면, 섬유계 스크림), 호일, 직물, 부직포를 포함할 수 있거나 무기 코팅, 유기 코팅, 또는 열 경화성 코팅으로서 존재할 수 있다. 다른 예에서, 스킨(540)은 1996년 ISO 4589에 따라서 측정되는 경우, 약 22를 초과하는 한계 산소 지수를 포함할 수 있다. 열가소성 필름이 스킨(540)(또는 이의 일부)로서 존재하는 경우, 열가소성 필름은 폴리(에테르 이미드), 폴리(에테르 케톤), 폴리(에테르-에테르 케톤), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리(아릴렌 설폰), 폴리(에테르 설폰), 폴리(아미드-이미드), 폴리(1,4-페닐렌), 폴리카보네이트, 나일론, 및 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 섬유계 스크림이 스킨(540)으로서(또는 그의 일부로서) 존재하는 경우, 섬유계 스크림은 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광물 섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 열 경화성 코팅이 스킨(540)으로서(이의 일부로서) 존재하는 경우, 코팅은 불포화된 폴리우레탄, 비닐 에테르, 페놀릭 및 에폭사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무기 코팅이 스킨(540)으로서(또는 그의 일부로서) 존재하는 경우, 무기 코팅은 Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti 및 Al로부터 선택된 양이온을 함유하는 미네랄을 포함할 수 있거나, 또는 석고, 탄산칼슘 및 모르타르 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 부직포가 스킨(540)으로서(또는 그의 일부로서) 존재하는 경우, 부직포는 열가소성 재료, 열경화성 결합제, 무기 섬유, 금속 섬유, 금속처리된 무기 섬유 및 금속처리된 합성 섬유를 포함할 수 있다. 바람직한 경우, 스킨(540)은 또한 마찬가지로 로프팅제를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 제2 스킨은 다층 조립체의 대치되는 표면에 존재할 수 있다. 다음 도와 관련하여: 5b, 물품(550) 위에 존재하는 제2 스킨(560)이 나타나 있다. 경우에 따라, 접착 층(나타내지 않음)이 층(530)과 스킨(560) 사이에 존재할 수 있다. 스킨(540), (560)은 예를 들면, 필름(예를 들면, 열가소성 필름 또는 탄성 중합체 필름), 프림, 스크림(예를 들면, 섬유계 스크림), 호일, 직물 또는 부직포를 독립적으로 포함할 수 있거나, 무기 코팅, 유기 코팅, 또는 열경화성 코팅으로서 존재할 수 있다. 다른 예에서, 스킨(540, 560)은 1996년 ISO 4589에 따라서 측정되는 경우, 약 22를 초과하는 한계 산소 지수를 독립적으로 포함할 수 있다. 열가소성 필름이 스킨(540)(또는 이의 일부)로서 존재하는 경우, 열가소성 필름은 폴리(에테르 이미드), 폴리(에테르 케톤), 폴리(에테르-에테르 케톤), 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리(아릴렌 설폰), 폴리(에테르 설폰), 폴리(아미드-이미드), 폴리(1,4-페닐렌), 폴리카보네이트, 나일론, 및 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 섬유계 스크림이 스킨(540), (560) 중 하나 또는 둘 다로서(또는 이의 일부로서) 존재하는 경우, 섬유계 스크림은 유리 섬유, 아라미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 무기 광섬유, 금속 섬유, 금속화된 합성 섬유, 및 금속화된 무기 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 열 경화성 코팅이 스킨(540), (560) 중 하나 또는 둘 다로서(또는 이의 일부로서) 존재하는 경우, 코팅은 불포화된 폴리우레탄, 비닐 에스테르, 페놀릭 및 에폭사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무기 코팅이 스킨(540), (560) 중 하나 또는 둘 다로서(또는 이의 일부로서) 존재하는 경우, 무기 코팅은 Ca, Mg, Ba, Si, Zn, Ti 및 Al로부터 선택된 광물 함유 양이온을 포함할 수 있거나, 석고, 탄산칼슘 및 모르타르 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 부직포가 스킨(540), (560) 중 하나 또는 둘 다로서(또는 이의 일부로서) 존재하는경우, 부직포는 열가소성 재료, 열 경화성 결합제, 무기 섬유, 금속 섬유, 금속화된 무기 섬유 및 금속화된 합성 섬유를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 스킨(540), (560) 중 하나 또는 둘 다는 또한 로프팅제를 포함할 수 있다.
특정 예에서, 다층 조립체는 당해 다층 조립체 속에 존재하는 스킨에 배치된 장식 층을 포함할 수 있다. 다음 도와 관련하여: 6, 물품(600)은 층(610) 내지 (630), 층(620) 위에 배치된 스킨(640) 및 스킨(640) 위에 배치된 장식 층(650)을 포함한다. 본원에 기술된 바와 같이, 층(610) 내지 (630) 중 하나 이상은 가변 로프팅 용량, 예를 들면, 상이한 양의 재료 및/ 또는 로프팅제의 존재 중의 어느 것일 수 있다. 스킨(640)은 다음 도의 스킨(540)과 관련하여 기술된 스킨 중 어느 것일 수 있다: 5a 및 5b, 예를 들면, 필름, 스크림, 프림, 호일, 제직물, 코팅 등. 장식층(650)은 예를 들어, 폴리비닐 클로라이드, 폴리올레핀, 열가소성 폴리에스테르, 열가소성 엘라스토머 등의 열가소성 필름으로부터 형성될 수 있다. 장식층(650)은 카페트, 고무(rubber) 또는 다른 심미적 커버링을 포함할 수 있다. 장식층(650)은 또한 예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄 등으로부터 형성된 발포체 코어를 포함하는 다층 구조일 수 있다. 직물은 발포체 코어, 예컨대 천연 섬유 및 합성 섬유, 니들 펀칭(needle punching)등 후의 유기 섬유 부직포, 레이즈드(raised) 직물, 편직 제품, 플로킹된(flocked) 직물, 또는 다른 그러한 재료로부터 제조된 제직물에 결합될 수 있다. 직물은 또한 감압성 접착제 및 핫 멜트 접착제(hot melt adhesive), 예컨대 폴리아미드, 개질된 폴리올레핀, 우레탄 및 폴리올레핀을 비롯한 열가소성 접착제를 사용하여 발포체 코어에 결합될 수 있다. 장식층((650)은 또한 스펀본드(spunbond), 열 결합, 스펀 레이스(spun lace), 용융-취입(melt-blown), 습식-레이드(wet-laid), 및/ 또는 건식-레이드(dry-laid) 공정을 사용하여 제조할 수 있다.
일부 실시형태에서, 본원에 기술된 다양한 층 및 부품은 어떠한 개입층 또는 재료없이 서로 직접 배치되어 부품을 커플링시킬 수 있다. 예를 들면, 어떠한 접착제의 사용없이 서로 인접하게 존재하여 층들을 서로 커플링시킬 수 있다. 예를 들면, 접착제가 바람직한 경우, 하나 이상의 열가소성 중합체 접착제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 스킨 층 또는 장식 층을 접착제를 사용하여 조립체에 커플링시키는 것이 바람직할 수 있다. 일부 예에서, 접착제 층의 열가소성 성분은 열가소성 중합체, 예컨대 예를 들어, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 접착제 층의 열가소성 중합체는 폴리스타이렌, 아크릴로나이트릴스타이렌, 부타다이엔, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테트라클로레이트, 및 폴리비닐 클로라이드, 가소화된 폴리비닐 클로라이드와 비가소화된 폴리비닐 클로라이드 둘 모두, 및 이들 재료와 서로 또는 다른 중합체 재료의 블렌드를 포함할 수 있다. 접착제 층에서 사용하기 위한 다른 적합한 열가소성 중합체는 폴리아릴렌 에터, 폴리카보네이트, 폴리에스터카보네이트, 열가소성 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에터이미드, 폴리아마이드, 아크릴로나이트릴-부틸아크릴레이트-스타이렌중합체, 비정질 나일론, 폴리아릴렌에터케톤, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아릴설폰, 폴리에터설폰, 액정중합체, PARMAX®로서 상업적으로 공지된 폴리(1,4 페닐렌) 화합물, 고열 폴리카보네이트, 예컨대 바이엘의 APEC® PC, 고 온도 나일론, 및 실리콘, 뿐만 아니라 이들 재료와 서로 또는 다른 중합체 재료의 합금 및 블렌드를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 경우에 따라, 접착제는 또한 에폭시드, 에폭시 수지, 폴리에스테르, 폴리에스테르수지, 우레탄, 폴리우레탄, 디알릴-프탈레이트, 폴리이미드, 시아네이트 에스테르, 폴리시아누레이트 및 이의 배합물을 포함하나, 이에 한정되지 않는 일부 열경화성 재료를 포함할 수 있다.
특정 예에서, 본원에 기술된 다층 조립체는 3개 이상의 층을 포함할 수 있는데, 예를 들면, 로프팅될 수 있는 4개, 5개, 6개 이상의 층을 포함할 수 있으며, 여기서 층들 중 적어도 하나는 다른 층과는 상이한 로프팅 용량을 갖는다. 다음 도와 관련하여: 7, 물품(700)은 층(710) 내지 (740)을 포함하고 층(710), (740)은 동일하며 층(720), (730)은 동일하다. 일부 예에서, 층(710), (740)의 로프팅 용량은 층(720), (730)의 것보다 더 높지만, 다른 구조에서, 층(720), (730)의 로프팅 용량은 층(710), (740)의 것보다 더 높다. 층(710) 내지 (740) 각각은 다른 층과 함께 본원에 나타낸 바와 같은 열가소성 재료 및 보강 재료를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 로프팅 용량이 더 큰 층은 로프팅제 또는 로프팅 용량이 더 작은 층보다 더 많은 로프팅제를 포함할 수 있다. 나타내지 않았지만, 스킨은 물품(700)의 표면 하나 또는 둘 다에 존재할 수 있으며, 장식 층이 또한 경우에 따라 존재할 수 있다.
다음 도와 관련하여: 8, 층(810) 내지 (840)을 포함하는 물품(800)의 다른 구조가 나타나 있으며 층(810), (820)은 동일하고 층(830), (840)은 동일하다. 일부 예에서, 층(810), (820)의 로프팅 용량은 층(830), (840)의 것보다 더 높은 반면, 다른 구조에서 층(830), (840)의 로프팅 용량은 층(810), (820)의 것보다 더 높다. 층(810) 내지 (840) 각각은 다른 층과 함께 본원에 나타낸 바와 같은 열가소성 재료 및 보강 재료를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 로프팅 용량이 더 큰 층은 로프팅제 또는 로프팅 용량이 더 작은 층보다 더 많은 로프팅제를 포함할 수 있다. 나타내지 않았지만, 스킨은 물품(800)의 표면 하나 또는 둘 다에 존재할 수 있으며, 경우에 따라 장식 층이 또한 존재할 수 있다.
다음 도와 관련하여: 9, 층(810) 내지 (850)을 포함하는 물품(800)의 다른 구조가 나타나 있으며 층(910), (940)은 동일하고 층(920), (930), (950)은 동일하다. 일부 예에서, 층(910), (940)의 로프팅 용량은 층(920), (930), (950)의 것보다 더 높은 반면, 다른 구조에서, 층(920), (930), (950)의 로프팅 용량은 층(910), (920)의 것보다 더 높다. 층(910) 내지 (940) 각각은 다른 층과 함께 본원에 나타낸 바와 같은 열가소성 재료 및 보강 재료를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 로프팅 용량이 더 큰 층은 로프팅제 또는 로프팅 용량이 더 작은 층보다 더 많은 로프팅제를 포함할 수 있다. 나타내지 않았지만, 스킨은 물품(900)의 표면 하나 또는 둘 다에 존재할 수 있고, 경우에 따라 장식 층이 또한 존재할 수 있다.
일부 실시형태에서, 층은 추가의 재료 또는 첨가제를 포함하여 바람직한 물리적 또는 화학적 특성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 1종 이상의 염료, 텍스처화제, 착색제, 점도 개질제, 매연 억제제, 상승작용적 재료, 로프팅제, 입자, 분말, 살생물제, 발포체 또는 다른 재료를 프리프레그 또는 코어와 혼합할 수 있거나 또는 이것에 첨가할 수 있다. 일부 예에서, 층은 약 0.2 중량 퍼센트 내지 약 10 중량 퍼센트의 양의 하나 이상의 매연 억제제 조성물을 포함할 수 있다. 예시적인 매연 억제제 조성물은 스테네이트, 징크보레이트, 징크몰리브데이트, 마그네슘실리케이트, 칼슘징크몰리브데이트, 칼슘실리케이트, 칼슘하이드록사이드, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 바람직한 경우, 상승 작용제 재료가 프리프레그 또는 코어의 물성을 향상시키기 위해서 존재할 수 있다. 바람직한 경우, 로프팅 능력을 향상시키는 상승 작용제 재료가 존재할 수 있다. 예시적인 상승 작용제 재료는 소듐트라이클로로벤젠설포네이트포타슘, 다이페닐설폰-3-설포네이트, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
특정 예에서, 다층 조립체의 층 각각은 별도로 생산되어 함께 결합됨으로써 다층조립체를 형성할 수 있거나 층들은 서로의 위에서 형성되어 다층 조립체를 건축할 수 있다. 예를 들면, 층 각각은 습식 레이드 또는 다른 공정에서 별도로 생산된 다음 함께 결합됨으로써 다층 조립체를 제공할 수 있다. 본원에 기술된 다양한 층을 생산할 때, 습식-레이드 공정을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 분산된 재료, 예를 들면, 열가소성 재료, 섬유 및 임의로 로프팅제 재료와 임의로 본원에 기술된 어떠한 하나 이상의 첨가제(예를 들면, 다른 로프팅제 또는 난연제)를 가스, 예를 들면, 공기 또는 다른 가스의 존재하에 교반하거나 진탕할 수 있다. 이어서 분산물을 지지체, 예를 들어, 와이어 스크린 또는 다른 지지 재료 상에 놓을 수 있다. 교반된 분산액은 하나 이상의 활성제, 예를 들면, Industrial Soaps Ltd.에 의해 ACE liquid의 명칭으로 시판되는 것, Glover Chemicals Ltd.에 의해 TEXOFOR® FN 15 재료로서 시판되는 것, 및 Float-Ore Ltd.에 의해 AMINE Fb 19 재료로 시판되는 것과 같은 예컨대, 음이온성, 양이온성, 또는 비-이온성을 포함할 수 있다. 이들 제제는 액체 분산액 속에 공기의 분산을 보조할 수 있다. 성분들을 공기의 존재 하에서 혼합 탱크, 플로테이션 셀(flotation cell) 또는 다른 적합한 장치에 첨가하여 분산물을 제공할 수 있다. 수성 분산액을 바람직하게 사용하지만, 하나 이상의 비-수성 유체가 또한 분산을 보조하거나, 유체의 점도를 변경시키거나 달리는 바람직한 물리적 또는 화학적 특성을 분산액 또는 층에 부여하기 위해 존재할 수 있다.
특정 예에서, 충분한 기간 동안 분산물을 혼합한 후, 현탁된 재료를 갖는 유체를스크린, 움직이는 와이어 또는 다른 적합한 지지 구조 상에 배치하여 레이드다운 재료의 웹을 제공할 수 있다. 흡인 또는 감압을 웹에 제공하여 레이드다운 재료로부터의 임의의 액체를 제거하여 열가소성 재료, 로프팅제 및 예를 들어, 섬유, 첨가제 등이 존재하는 임의의 다른 재료를 남길 수 있다. 수득되는 웹은 요구되는 층 또는 물품을 제공하기 위해 추가로 건조, 압축, 로프팅, 라미네이트, 사이징 또는 달리 가공될 수 있다. 일부 예에서, 첨가제 또는 추가의 로프팅제 재료를 건조, 강화, 압축, 로프팅, 라미네이팅, 사이징 또는 다른 추가의 가공 전에 웹에 가하여 바람직한 층 또는 물품을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 로프팅제를 웹에 가한 후 건조, 강화, 압축, 로프팅, 라미네이팅, 사이징 또는 달리 추가로 가공하여 바람직한 층 또는 물품을 제공할 수 있다. 습식 레이드 공정이 사용될 수 있지만, 존재하는 열가소성 재료, 로프팅제 재료 및 다른 재료의 특성에 따라서, 대신 에에어레이드 공정, 드라이 블렌드 공정, 카딩 및 니들 공정, 또는 부직포 제품을 제조하기 위해서 사용되는 다른 공지된 공정을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
일부 구조에서, 본원에 기술된 층은 열가소성 재료, 섬유, 및 임의의 미세구 로프팅제를 수용액 또는 발포체 중 계면활성제의 존재 하에서 결합시켜 생산할 수 있다. 다양한 재료를 분산시키고, 재료의 실질적으로 균질한 수성 혼합물을 제공하기에충분한 시간 동안 배합된 성분을 혼합 또는 아지테이션할 수 있다. 이어서, 분산된 혼합물을 임의의 적합한 지지 구조, 예를 들어, 목적하는 공극률을 갖는 와이어 메시 또는 다른 메시 또는 지지체 아래에 놓을 수 있다. 이어서, 물을 와이어 메시를 통해서 제거하여 웹을 형성할 수 있다. 웹을 건조시키고, 열가소성 분말의 연화 온도를 초과하게 가열한다. 이어서, 웹을 냉각시키고, 미리 결정된 두께로 프레싱하여 약 1% 내지 약 95%의공극 함량을 갖는 복합 시트를 제조한다. 대안의 실시 형태에서, 수성 발포체는 또한 결합제 재료를 포함한다. 일부 구성에서, 웹을 열가소성 분말의 연화 온도를 초과하게 가열한 후, 이어서 열가소성 중합체 및 열경화성 재료를 포함하는 접착제 층을 웹 상에 배치할 수 있다.
특정 예에서, 층들 중 하나 이상은 GMT의 형태로 생산될 수 있다. 특정 예에서, GMT는 일반적으로 쵸핑된 유리 섬유, 열가소성 재료, 로프팅제 및 임의적인 열가소성 중합체 필름 또는 필름 및/ 또는 유리 섬유 또는 열가소성 수지 섬유, 예컨대, 예를 들어, 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), PC/PBT의 블렌드, 또는 PC/PET의 블렌드로 제조된 제직물 또는 부직포를 사용하여 제조될 수 있다. 일부 실시형태에서, PP, PBT, PET, PC/PET 블렌드 또는 PC/PBT 블렌드가 수지로서 사용될 수 있다. 유리 매트를 제조하기 위해서, 열가소성 재료, 보강 재료, 로프팅제 및/ 또는 다른첨가제를 임펠러가 장치된 개방된 상부 혼합 탱크 내에 함유된 분산 발포체 내에 첨가 또는 계량 투입될 수 있다. 임의의 특정 이론에 얽매이고자 함은 아니지만, 발포체의 공기의 포획된 포켓의존재가 유리 섬유, 열가소성 재료 및 로프팅제를 분산시키는 것을 도울 수 있다. 일부 예에서, 유리와 수지의 분산된 혼합물을 분포 매니폴드를 통해서 제지기의와이어 섹션 위에 위치된 헤드-박스로 펌핑할 수 있다. 이어서, 분산된 혼합물을 진공을 사용하여 움직이는 와이어 스크린에 제공하는 동안 발포체(유리섬유, 로프팅제 또는 열가소물 아님)를 제거하여, 균일한 섬유 습식 웹을 연속적으로 제공할 수 있다. 습식 웹을 적합한 온도에서 건조기를 통해서 통과시켜서 수분 함량을 감소시키고 열경화성 재료를 용융 또는 연화시킬 수 있다. 고온 웹이 건조기를 빠져나올때, 유리 섬유, 로프팅제, 열가소성 재료 및 필름의 웹을 가열된 롤러의 닙을 통해서 통과시키고, 그후 접착제를 웹의 표면 상에 분사함으로써 표면 층, 예컨대, 예를 들어, 열가소성 중합체 및 열경화성 재료를 포함하는 접착제 층을 웹 상에 놓을 수 있다. 바람직한 경우, 추가 층, 예컨대, 예를 들어, 부직포 및/ 또는 제직물 층 또는 스킨층을 또한 웹의 한면 또는 양면에 부착하여 유리 섬유-보강된 매트의 취급 용이성을 가능하게 할 수 있다. 이어서, 복합체를 장력 롤을 통해서 통과시키고, 최종 생성물 물품으로의 후반 형성을 위해서 목적하는 크기로 연속적으로 절단(절단기로 절단)할 수 있다. 이러한 복합체를 형성하는데 사용된 적합한 재료 및 가공 조건을 포함하는, 이러한 GMT 복합체의 제조에 관한 추가의 정보는 예를 들면, 다음에 기술되어 있다: 미국특허번호들6,923,494, 4,978,489, 4,944,843, 4,964,935, 4,734,321, 5, 053,449, 4,925,615, 5,609,966 및 미국 특허출원 공개US 2005/0082881, US2005/0228108, US 2005/0217932, US 2005/0215698, US 2005/0164023, 및 US 2005/0161865.
일부 예에서, 층들 각각은 시트로서 별도로 형성될 수 있으며 이후 이를 사용하여 다층 물품을 제공할 수 있다. 예를 들면, 습식 레이드 공정을 사용하여 로프팅 용량이 낮은 제1 시트를 생산할 수 있다. 습식 레이트 공정을 또한 사용하여 제1 시트보다 로프팅 용량이 더 높은 제2 시트를 생산할 수 있다. 각각의 시트는 서로 커플링하기 전에 가공될 수 있다. 예를 들면, 각각의 시트는 압축되어 바람직한 두께를 제공할 수 있다. 제1 시트들 중 2개는 제2 시트에 커플링되어 다음 도에 나타낸 것과 유사한 3-층조립체를 제공할 수 있다: 도2. 일부 예에서, 커플링 공정이 변할 수 있지만, 하나의 제1 시트를 열 가소성 성분이 연화되는 온도로 가열한다. 이후에, 제2 시트를 가열된 제1 시트에 배치하고 추가의 가열을 적용시켜 배치된 제2 시트를 연화시킨다. 이후에, 다른 제1 시트를 가열하면서 가열된 제2 시트 위에 배치한다. 3개 층을 함께 "용융"시켜 층을 서로에 대해 커플링한다. 압력 및/ 또는 온도를 성형, 열성형 등과 같은 가공을 사용하여 적용시킴으로써 시트가 서로에 대해 커플링하는 것을 보조한다. 다른 예에서, 하나의 시트는 재료를 액체 슬러리 형태의 시트에 배치하고 물을 증발시켜 열가소성 재료 및 보강 재료가 뒤에 남도록 한다. 일단 슬러리가 경화되면, 추가의 시트를 유사한 방법을 사용하여 경화된 시트의 상부에 형성시킬 수 있다.
본원에 기술된 제품은 성형, 열성형, 연신(drawing) 또는 다른 성형 공정을 포함하나, 이에 한정되지 않는 적합한 공정을 사용하여 바람직한 구조 또는 형태로 가공할 수 있다. 일부 예에서, 이러한 공정을 사용하여 바람직한 구조를 부여하고/하거나 물품의 다양한 층에 로프팅한다. 예를 들면, 물품을 차량 층으로서 기능하도록 설계하는 경우, 바닥은 바람직한 방식으로 성형되고/되거나 절단될 수 있다. 다음 도와 관련하여: 10, 부품(1005a), (1005b)를 포함하는 비히클 프레임에 배치되어 커플링된 차량 층(1000)이 나타나 있다. 층(1000)은 일반적으로 다음 중 하나 이상을 포함하는 평면 구조이다: 본원에 기술된 다층 조립체, 예컨대, 다음 도와 관련하여 나타내고 기술된 것: 도1 내지 9, 또는 당해 분야의 통상의 기술자에 의해 선택될 다른 유사한 다층 조립체, 이들은 본 개시내용의 이익을 제공한다. 층(1000)은 볼트, 스크류 등 및 임의로 하나 이상의 접착제와 같은 적합한 패스너(fastener)를 통해 골격에 커플링될 수 있다. 일부 예에서, 차량의 도어, 루프 조립체 및 다른 부품이 층(1000)에 배치되어 사용자 캐빈을 제공할 수 있다. 경우에 따라, 카페트, 발포체 패딩(foam padding) 등을 심미적 또는 다른 이유로층(1000)에 커플링시킬 수 있다.
일부 실시형태에서, 후방 저장 구획용 적재 층을 본원에 기술된 물품을 사용하여 생산할 수 있다. 다음 도와 관련하여: 11, 적재 층으로서 사용될 수 있는 딥 연신된 물품(deep drawn article)(1100)이 나타나 있다. 물품(1100)은 전형적으로 차량의 후방 부위, 예를 들면, 스포츠 유틸리티 차량 또는 미니 밴의 후방 저장 부위에 위치하며, 저장을 위해, 부품, 기어, 수하물, 스페어 타이어 등을 수용하도록 설계된다. 뚜껑 또는 커버링(나타내지 않음)이 또한 존재하여 적재 층(1100) 내 부품을 둘러싸서 이들을 시야로부터 차폐시킨다. 적재 층(1100)은 예를 들면, 다음 중 어느 것도 포함할 수 있다: 예를 들면, 본원에 기술된 다층 조립체, 예컨대, 다음 도와 관련하여 나타내고 기술된 것: 1 내지 9, 또는 당해 분야의 통상의 기술자에 의해 선택될 다른 유사한 다층 조립체, 이들은 본 개시내용의 이익을 제공한다.
일부 실시형태에서, 적재 층은 경우에 따라 추가의 강도를 제공하는 구조적 부재 또는 슬랫(slat)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 1, 2, 3개 이상의 금속 바아 또는 부재는 예컨대 코어 층 또는 어떠한 다른 층내 적재 층 내에 위치하여 추가의 강도를 제공할 수 있다. 하기 실시예에 보다 상세히 기술된 바와 같이, 적재 층의 특정 구조는 예컨대, 2010년 4월 1일자로 ASTM D790-10을 사용하여 시험한 것으로서, 선택된 중량 하에서 바람직한 양 이하의 처짐을 제공할 수 있다. 특정 적재 층 구조가 100kg의 하중 하에서 바람직한 양 이상, 예컨대 10mm 이하로 처지는 경우, 코어 층 또는 다른 층은 예컨대, 재료를 변경하고/하거나 구조적 부재를 포함시킴으로써 변경하여 바람직한 사양을 충족하는 적재 층을 제공할 수 있다.
일부 실시형태에서, 본원에 기술된 물품은 차량 외장 또는 선체, 예를 들면, 레크리에이션 차량 외장 패널, 보트 선체 또는 일부 중량 또는 힘을 견딜 필요가 있을 수 있는 다른 구조 패널의 형태로 구성될 수 있다. 패널은 코어 층이 일반적으로 수분 노출에 민감하지 않고 특성이 물에 노출 시 상당한 정도로 변하지 않으므로 습도가 높은 환경에서 사용하기에 특히 바람직하다.
특정 예에서, 선택된 코어 층 및 다른 층의 정확한 특성은 적어도 부분적으로, 다양한 층을 포함하는 물품의 바람직한 음향 특성에 의존할 수 있다. 예를 들어, 본원에 기술된 코어 층의 특정 구성은 탁월한 흡음을 제공할 수 있지만 바람직한 음향 장벽 특성을 가지지 않을 수 있다. 우수한 흡음성 및 음향 장벽 특성을 갖는 복합체 구조를 제공하기 위해, 이의 음향 특성이 코어 층의 음향 특성을 보완하는 스킨 또는 다른 층을 선택할 수 있다.
일부 실시형태에서, 본원에 기술된 물품의 코어 층은 방수성일 수 있다. 예를 들면, 적재 층의 많은 구성에서, 코어 층은 종이계 재료일 수 있다. 종이계 재료를 물에 노출시키는 것은 코어 층 강도를 크게 감소시켜 곰팡이 성장을 촉진할 수 있다. 본원에 기술된 코어 층을 사용함으로써, 물의 노출은 물품의 전체 강도를 변경시키지 않는다.
본 명세서에 기술된 신규 양상 및 구성 중 일부를 보다 잘 설명하기 위해서 특정실시예가 하기에 기술되어 있다.
실시예 1
차량 적재 층을 스킨 및 폴리우레탄 발포체 블록(평방 피트당 6 파운드)으로서 SuperliteTM 재료(Hanwha Azdel, Inc.로부터 이용가능함)을 사용하여 생산하였다. SuperliteTM 재료는 폴리우레탄 발포체 블록의 양쪽 면에 존재하였다. 전체 패널 두께는 21.5 mm이었고, 패널 중량은 약 5332 gsm이었으며 패널 밀도는 0.24 g/cm3이었다. 45 kg의 부하(지지체 너비 815mm 및 지지체 길이 380mm를 사용함) 하에서, 1.8 mm의 처짐을 관찰하였다(또는 0.34 mm/1000 gsm의 질량). 60 kg의 하중에서, 처짐은 2.39 mm이었다. 당해 실시예 1 및 하기 실시예에서, 적재 층의 쿠폰을 특정한 치수의 지지체 위에 두고, 중량을 스팬(span) 위에 두었다. 이후에, 처짐의 거리를 측정하였다.
실시예 2
실시예 1과 비교하기 위해 수개의 비교 적재 층에 대한 처짐 값을 측정하였다. 제1 적재 층 및 제2 적재 층 각각은 유리 섬유 보강된 폴리우레탄 스킨 재료 및종이 벌집 코어 층을 포함하였다. 제1 적재 층(비교 적재 층 #1)은 두께가 20 mm이었고, 중량이 약 3235 gsm이었으며 보드 밀도(board density)가 약 0.14 g/cm3이었다. 제2 적재 층(비교 적재 층 #2)은 두께가 약 16.6 mm이었고, 중량이 약 3950 gsm이었으며 보드 밀도가 약 0.25 g/cm3이었다. 제3 보드 층을 또한 폴리프로필렌 취입 성형 공정을 사용하여 생산함으로써 스킨을 생산하였다. 제3 적재 층(비교 적재 층 #3)은 중공(hollow)이었고 18.6mm의 두께, 5520 gsm의 중량 및 0.3 g/cm3의 보드 밀도를 포함하였다. 동일한 45 kg 하중, 60 kg 하중 및 실시에 1의 하중 조건 하에서 처짐 결과를 표1에 나타낸다.
표 1의 결과를 실시예 1의 결과와 비교시, 비교 적재 층의 어느 것과 비교하여 실시예 1 적재 층에서 처짐이 거의 관찰되지 않았다. 또한, 실시예 1 적재 층의 처짐/1000 gsm 질량은 다음의 가장 우수한 비교 적재층보다 약 30% 이상 더 작았다.
실시예 3
열 순환을 실시예 1 및 실시예 2의 적재 층(실시예 1 적재 층 및 비교 적재 층#1 및 #2) 3개 각각으로부터 절단된 쿠폰(너비 3 인치 및 길이 14 인치)에서 수행하였다. 사용된 시험 조건은 다음의 시간 동안 40 +/- 2 ℃에서 95 +/- 3% 상대 습도이었다: 18 시간. 이후에, 10 kg 중량을 각각의 쿠폰 위에 두었다. 실시예 1의 적재 층으로부터의 쿠폰은 최소의 처짐으로 10 kg 중량을 견뎠다. 비교 적재 층 #2 및 #3 둘 다로부터의 쿠폰은 10 kg 중량 하에서 실패하였다(파괴되었다).
실시예 4
실시예 1의 적재 층으로부터의 쿠폰을 더 무거운 중량 하에서 시험하여 처짐을 측정하였다. 220 kg에서, 처짐은 3.1 mm인 것으로 측정되었다. 220 kg의 중량을 제거한 후, 적재 층의 쿠폰은 약 0.1 mm의 영구적인 처짐(실시예 1 내지 3에서 다른 중량을 사용하여 발생한 영구적인 처짐과 유사함)을 나타내었다.
실시예 5
복합체 패널을 2개의 SuperliteTM 스킨과 XL4 코어(폴리프로필렌/유리섬유 재료)를 결합하여 생산하였으며, 이들 각각은 다음으로부터 상업적으로 이용가능하다: Hanwha Azdel, Inc.(버지니아주 포레스트 소재). SuperliteTM 스킨의 중량은 약 500 gsm 내지 약 3000 gsm으로 변하며, XL4 코어 층의 중량은 약 500 gsm 내지 약 1600 gsm으로 변한다. XL4 코어 층의 각각의 면에서 SuperliteTM 스킨의 중량은 거의 동일하다. 정확한 치수는 변할 수 있으며 예시적인 전체 치수는 약 18 인치 내지 약 36 인치의 길이, 약 8 인치 내지 약 22 인치의 너비 및 약 6 mm 내지 약 50 mm의 두께를 포함한다.
실시예 6
복합체 패널은 2개의 SuperliteTM 스킨을 XL4 코어(모두 Hanwha Azdel, Inc.로부터 상업적으로 구입 가능함)와 결합하여 생산한다. SuperliteTM스킨의 중량은 약 500 gsm 내지 약 3000 gsm으로 변하며, XL4 코어 층의 중량은 약 500 gsm 내지 약 1600 gsm으로 변한다. XL4 코어의 하나의 면에서 하나의 SuperliteTM 스킨의 중량은 XL4 코어 층의 다른 면에서 다른 SuperliteTM 스킨의 중량과는 상이하다. 정확한 치수는 변할 수 있으며 예시적인 전체 치수는 약 18 인치 내지 약 36 인치의 길이, 약 8 인치 내지 약 22 인치의 너비 및 약 6 mm 내지 약 50 mm의 두께를 포함한다.
실시예 7
복합체 패널은 2개의 SuperliteTM 스킨을 XL4 코어(모두 Hanwha Azdel, Inc.로부터 상업적으로 구입 가능함)와 결합하여 생산한다. SuperliteTM스킨의 중량은 약 500 gsm 내지 약 3000 gsm으로 변하며, XL4 코어 층의 중량은 약 500 gsm 내지 약 1600 gsm으로 변한다. XL4 코어의 하나의 면에서 하나의 SuperliteTM 스킨의 중량은 XL4 코어 층의 다른 면에서 다른 SuperliteTM 스킨의 중량과 동일하거나 상이하다. 장식 층, 예컨대, 부직포가 SuperliteTM 스킨 중 적어도 하나에 첨가된다. 정확한 치수는 변할 수 있으며 예시적인 전체 치수는 약 18 인치 내지 약 36 인치의 길이, 약 8 인치 내지 약 22 인치의 너비 및 약 6 mm 내지 약 50 mm의 두께를 포함한다.
실시예 8
복합체 패널은 2개의 SuperliteTM 스킨을 확장가능한 미세구 로프팅제를 포함하는 XL4 코어와 결합시켜 생산하며, 이들 각각은 다음으로부터 상업적으로 이용가능하다: Hanwha Azdel, Inc.(버지니아주 포레스트 소재). SuperliteTM 스킨의 중량은 약 500 gsm 내지 약 3000 gsm으로 변하며, XL4 코어 층의 중량은 약 500 gsm 내지 약 1600 gsm으로 변한다. XL4 코어 층의 각각의 면에서 SuperliteTM 스킨의 중량은 거의 동일하다. 정확한 치수는 변할 수 있으며 예시적인 전체 치수는 약 18 인치 내지 약 36 인치의 길이, 약 8 인치 내지 약 22 인치의 너비 및 약 6 mm 내지 약 50 mm의 두께를 포함한다.
실시예 9
복합체 패널은 2개의 SuperliteTM 스킨을 확장가능한 미세구 로프팅제(모두 Hanwha Azdel, Inc.로부터 상업적으로 이용가능함)를 포함하는 XL4 코어와 결합시켜 제조한다. SuperliteTM스킨의 중량은 약 500 gsm 내지 약 3000 gsm으로 변하며, XL4 코어 층의 중량은 약 500 gsm 내지 약 1600 gsm으로 변한다. XL4 코어의 하나의 면에서 하나의 SuperliteTM 스킨의 중량은 XL4 코어 층의 다른 면에서 다른 SuperliteTM 스킨의 중량과는 상이하다. 정확한 치수는 변할 수 있으며 예시적인 전체 치수는 약 18 인치 내지 약 36 인치의 길이, 약 8 인치 내지 약 22 인치의 너비 및 약 6 mm 내지 약 50 mm의 두께를 포함한다.
실시예 10
복합체 패널은 2개의 SuperliteTM 스킨을 확장가능한 미세구 로프팅제(모두 Hanwha Azdel, Inc.로부터 상업적으로 이용가능함)를 포함하는 XL4 코어와 결합시켜 제조한다. SuperliteTM스킨의 중량은 약 500 gsm 내지 약 3000 gsm으로 변하며, XL4 코어 층의 중량은 약 500 gsm 내지 약 1600 gsm으로 변한다. XL4 코어의 하나의 면에서 하나의 SuperliteTM 스킨의 중량은 XL4 코어 층의 다른 면에서 다른 SuperliteTM 스킨의 중량과 동일하거나 상이하다. 장식 층, 예컨대, 부직포가 SuperliteTM 스킨 중 적어도 하나에 첨가된다. 정확한 치수는 변할 수 있으며 예시적인 전체 치수는 약 18 인치 내지 약 36 인치의 길이, 약 8 인치 내지 약 22 인치의 너비 및 약 6 mm 내지 약 50 mm의 두께를 포함한다.
본 명세서에 개시된 예의 요소를 포함시키는 경우, 단수 표현 및 "상기"는 요소의하나 이상이 존재하는 것을 의미하도록 의도된다. 용어 "포함하는", "비롯한" 및 "갖는"은 개방형이도록 의도되며, 열거된 요소가 아닌 추가 요소가 존재할 수 있음을 의미한다. 본 개시내용의 이점을 고려하여, 예의 다양한 성분이 다른예에서 다양한 성분과 교환되거나 또는 그것으로 대체될 수 있음이 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 인지될 것이다.
특정 양상, 예 및 실시형태가 상기에 기술되어 있지만, 본 개시 내용의 이점을 고려하여, 개시된 예시적 양상, 예 및 실시 형태의 추가, 치환, 변형 및 변경이 가능함이 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 인지될 것이다.

Claims (120)

  1. 다음을 포함하는 열가소성 시트:
    열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 무기 보강 섬유에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함하는 다공성 코어 층,
    상기 다공성 코어 층은 로프팅제를 추가로 포함하고, 상기 다공성 코어 층은 또한 제1 표면 및 제1 표면과 대치되는 제2 표면을 포함하고, 상기 다공성 코어 층의 로프팅제는 확장가능한 미세구 및 확장가능한 흑연 재료 중 적어도 하나를 포함한다;
    다공성 코어 층의 제1 표면 위에 배치된 다공성 제1층,
    상기 다공성 제1층은 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 섬유에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함한다; 및
    다공성 코어 층의 제2 표면 위에 배치된 다공성 제2층,
    상기 다공성 제2층은 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 섬유에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함한다;
    상기 다공성 코어 층, 다공성 제1층 및 다공성 제2층 중 2 이상의 로프팅 용량은 상이하고, 그 결과, 상기 열가소성 시트의 로프팅 후의 다공성 코어 층, 다공성 제1층 및 다공성 제2층 중 2 이상의 전체 두께는 상이하다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다공성 제1 층의 기본 중량은 다공성 제2 층의 기본 중량과 동일한 것인, 열가소성 시트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다공성 코어 층의 기본 중량은 다공성 제1 층의 기본 중량보다 더 크고 다공성 제2 층의 기본 중량보다 더 큰 것인, 열가소성 시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 다공성 제1 층, 다공성 제2 층 및 다공성 코어 층 각각의 보강 섬유는 보강 유리 섬유를 포함하는 것인, 열가소성 시트.
  5. 제4항에 있어서, 상기 다공성 제1 층은 다공성 코어 층의 보강 섬유와는 상이한 적어도 하나의 보강 섬유를 포함하는 것인, 열가소성 시트.
  6. 제4항에 있어서, 상기 다공성 제1 층, 다공성 제2 층 및 다공성 코어 층의 보강 섬유는 보강 유리 섬유 외에 추가적인 보강 섬유를 포함하는 것인, 열가소성 시트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 다공성 코어 층 속의 열가소성 재료는 다공성 제1 층 속의 열가소성 재료와는 상이한 것인, 열가소성 시트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 다공성 제1 층 및 다공성 제2 층 속의 열가소성 재료는 동일한 것인, 열가소성 시트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 다공성 제1 층 및 다공성 제2 층 속의 보강 섬유는 동일한 것인, 열가소성 시트.
  10. 제8항에 있어서, 상기 다공성 제1 층 및 다공성 제2 층 속의 보강 섬유는 상이한 것인, 열가소성 시트.
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  31. 제1항의 열가소성 시트를 포함하는 구조적 보강을 제공하는 차량 적재 층(vehicle load floor):
    상기 열가소성 시트의 다공성 코어 층, 다공성 제1 층 및 다공성 제2 층은 함께 220 kg 이하의 중량에서 25 mm 미만으로 처지는 차량 부재 층을 제공한다.
  32. 제31항에 있어서, 상기 차량 적재층은 다공성 제1 층에 커플링된 장식 층을 추가로 포함하는 것인, 차량 적재 층.
  33. 제32항에 있어서, 상기 장식 층은 카페트를 포함하는 것인, 차량 적재 층.
  34. 제32항에 있어서, 상기 차량 적재 층은 장식 층과 다공성 제1 층 사이에 접착 층을 추가로 포함하는 것인, 차량 적재 층.
  35. 제32항에 있어서, 상기 차량 적재 층은 다공성 제2 층에 커플링된 제2 장식 층을 추가로 포함하는 것인, 차량 적재 층.
  36. 제35항에 있어서, 상기 제2 장식 층은 카페트를 포함하는 것인, 차량 적재 층.
  37. 제35항에 있어서, 상기 차량 적재 층은 제2 장식 층과 다공성 제2 층 사이에 접착 층을 추가로 포함하는 것인, 차량 적재 층.
  38. 제31항에 있어서, 상기 차량 적재 층은 100 kg의 중량에서 15 mm 미만으로 처지는 것인, 차량 적재 층.
  39. 제31항에 있어서, 상기 다공성 코어 층의 열가소성 재료는 다공성 제1 층 속에 존재하는 열가소성 재료와 동일 또는 상이한 열가소성 재료를 포함하는 것인, 차량 적재 층.
  40. 제31항에 있어서, 상기 다공성 코어 층, 다공성 제1 층 및 다공성 제2 층은 각각이 적어도 5%의 공극 함량을 포함하는 것인, 차량 적재 층.
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  51. 제1항의 열가소성 시트를 포함하는, 차량 적재 층을 생산하기 위한 키트.
  52. 제51항에 있어서, 상기 키트는 다공성 코어 층, 다공성 제1 층, 및 다공성 제2 층과는 별개의 장식 층을 추가로 포함하는 것인, 키트.
  53. 제51항에 있어서, 상기 키트는 다공성 코어 층에 다공성 제1 층을 결합시키기위한 접착재료를 추가로 포함하는 것인, 키트.
  54. 제51항에 있어서, 상기 키트의 다공성 제1 층은 키트의 다공성 제2 층과 동일한 것인, 키트.
  55. 제51항에 있어서, 상기 키트는 스킨 층을 추가로 포함하는 것인, 키트.
  56. 제55항에 있어서, 상기 스킨 층은 직물, 스크림(scrim), 필름 및 이의 조합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것인, 키트.
  57. 제55항에 있어서, 상기 키트는 다공성 제2 코어 층을 추가로 포함하고, 상기 다공성 제2 코어 층은 열가소성 재료와 함께 결합된 다수의 보강 섬유에 의해 형성된 개방 셀 구조의 웹을 포함하며, 다공성 제2 코어 층은 로프팅제를 추가로 포함하고, 다공성 제2 코어 층은 또한 제1 표면 및 제1 표면과 대치되는 제2 표면을 포함하는 것인, 키트.
  58. 제57항에 있어서, 상기 키트의 다공성 코어 층의 로프팅제는 다공성 제2 코어 층의 로프팅제와는 상이한 것인, 키트.
  59. 제57항에 있어서, 상기 키트는 다공성 코어 층 및 다공성 제2 코어 층이 동일한 열가소성 재료, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 것인, 키트.
  60. 제59항에 있어서, 상기 다공성 코어 층의 기본 중량은 다공성 제2 코어 층의 기본 중량과는 상이한 것인, 키트.
  61. 다음을 포함하는 제1항의 열가소성 시트의 형성 방법:
    다음에 의해 다공성 코어 층을 형성시키는 단계:
    열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 수성 용액 중에서 배합하는 단계;
    열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 수용액을 혼합하여 열가소성 중합체에 보강 섬유 및 로프팅제를 분산시켜서 수성 발포체 분산액을 제공하는 단계;
    수성 발포체 분산액을 형성 부재 상에 배치하는 단계;
    배치된 수성 발포체로부터 액체를 제거함으로써 열가소성 중합체, 보강 섬유 및 로프팅제를 포함하는 웹을 포함하는 코어 층을 제공하는 단계;
    다음에 의해 다공성 제1 층을 형성시키는 단계:
    열가소성 중합체 및 보강 섬유를 수성 용액 중에서 배합하는 단계;
    열가소성 중합체 및 보강 섬유를 포함하는 수용액을 혼합하여 열가소성 중합체에 보강 섬유를 분산시켜서 수성 발포체 분산액을 제공하는 단계;
    수성 발포체 분산액을 형성 부재 상에 배치하는 단계;
    배치된 수성 발포체로부터 액체를 제거하여 열가소성 중합체 및 보강 섬유를 포함하는 웹을 포함하는 다공성 제1 층을 제공하는 단계;
    다음에 의해 다공성 제2 층을 형성시키는 단계:
    열가소성 중합체 및 보강 섬유를 수성 용액 중에서 배합하는 단계;
    열가소성 중합체 및 보강 섬유를 포함하는 수용액을 혼합하여 열가소성 중합체에 보강 섬유를 분산시켜서 수성 발포체 분산액을 제공하는 단계;
    수성 발포체 분산액을 형성 부재 상에 배치하는 단계;
    배치된 수성 발포체로부터 액체를 제거하여 열가소성 중합체 및 보강 섬유를 포함하는 웹을 포함하는 다공성 제2 층을 제공하는 단계;
    형성된 다공성 제1 층을 다공성 코어 층의 제1 표면에 배치시키는 단계; 및
    형성된 다공성 제2 층을 다공성 코어 층의 제2 표면 위에 배치시켜 열가소성 시트를 제공하는 단계.
  62. 제61항에 있어서, 상기 방법은 형성된 다공성 제1 층을 다공성 코어 층의 제1 표면 위에 배치하기 전에 다공성 코어 층을 다공성 코어 층의 웹의 열가소성 중합체의 연화 온도 이상으로 가열하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  63. 제62항에 있어서, 상기 방법은 형성된 다공성 제2 층을 다공성 코어 층의 제2 표면 위에 배치하기 전에 다공성 코어 층을 다공성 코어 층의 웹의 열가소성 중합체의 연화 온도 이상으로 가열하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  64. 제61항에 있어서, 상기 방법은 다공성 제1 층을 제1 표면 위에 배치하기 전에 접착 층을 다공성 코어 층의 제1 표면 위에 배치시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  65. 제61항에 있어서, 상기 방법은 다공성 제1 층을 제1 표면 위에 배치하기 전에 접착 층을 다공성 제1 층 위에 배치시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  66. 제65항에 있어서, 상기 방법은 다공성 제2 층을 제2 표면 위에 배치시키기 전에 접착 층을 다공성 코어 층의 다공성 제2 표면 위에 배치시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  67. 제65항에 있어서, 상기 방법은 형성된 다공성 제2 층을 제2 표면에 배치시키기 전에 접착 층을 형성된 다공성 제2 층 위에 배치시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  68. 제61항에 있어서, 상기 방법은 열가소성 시트를 가열하여 다공성 코어 층, 다공성 제1 층 및 다공성 제2 층 각각을 로프팅시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  69. 제68항에 있어서, 상기 방법은 다공성 제1 층을 로프팅하기 위한 제1 로프팅 온도를 선택하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 다공성 제1 층은 어떠한 로프팅제도 결여하는 것인, 방법.
  70. 제69항에 있어서, 상기 방법은 다공성 코어 층을 로프팅하기 위한 제1 로프팅 온도를 선택하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  71. 제69항에 있어서, 상기 방법은 다공성 코어 층의 어떠한 로프팅 없이 다공성 제1 층을 로프팅하기 위한 제1 로프팅 온도를 선택하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  72. 제61항에 있어서, 상기 방법은 다공성 제1 층 및 다공성 제2층 중 하나 위에 장식 층을 배치시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  73. 제61항에 있어서, 상기 방법은 복사 가열(radiant heating) 또는 전도 가열을 사용하여 다공성 코어 층 위에 배치된 다공성 제1 층 및 다공성 제 2층을 로프팅하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  74. 제73항에 있어서, 상기 방법은 적외선 가열을 사용하여 다공성 코어 층을 로프팅하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  75. 제61항에 있어서, 상기 방법은 열가소성 시트의 전체 두께를 감소시키기 위해 열가소성 시트를 압축시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  76. 제75항에 있어서, 상기 방법은 압축된 열가소성 시트를 성형시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  77. 제71항에 있어서, 상기 방법은 다공성 코어 층 위에 다공성 제1 층을 배치시키기 전에 다공성 코어 층을 압축시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  78. 제77항에 있어서, 상기 방법은 다공성 코어 층 위에 다공성 제1 층을 배치하기 전에 다공성 제1 층을 압축시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  79. 제71항에 있어서, 상기 방법은 다공성 코어 층의 제1 표면 위에 배치된 다공성 제1 층 위에 스킨 층을 배치시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
  80. 제79항에 있어서, 상기 방법은 다공성 코어 층의 제2 표면 위에 배치된 다공성 제2 층 위에 추가의 스킨 층을 배치시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 방법.
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