(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリプロピレン繊維（ＰＰＦ）及びガラス繊維（ＧＦ）を含む繊維不織物のプライＡがその両面に結合したガラス繊維織物のプライＢを有する芯層を備える熱塑性変形可能な複合材料であって、前記芯層が、ポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴＦ）及びポリプロピレン繊維（ＰＰＦ）を含む不織物として形成された少なくとも１つの被覆層Ｄに結合されていることを特徴とする熱塑性変形可能な複合材料。
【請求項２】
前記芯層及び前記被覆層の間にＧＦ及びＰＰＦを含む中間層Ｃが介装されていることを特徴とする請求項１に記載の複合材料。
【請求項３】
前記個々の層又はプライが、次に示す組成：
プライＡ：３０〜６０重量％のＧＦ及び７０〜４０重量％のＰＰＦ、
プライＢ：１００重量％のガラス繊維織物、
任意選択的な中間層Ｃ：５〜４０重量％のＧＦ及び９５〜６０重量％のＰＰＦ、
被覆層Ｄ：２０〜６０重量％のＰＥＴＦ及び８０〜４０重量％のＰＰＦ
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の複合材料。
【請求項４】
前記個々のプライ又は層が、次に示す目付：
プライＡ：２００〜２０００ｇ／ｍ２、
プライＢ：２００〜１０００ｇ／ｍ２、
任意選択的な中間層Ｃ：１００〜５００ｇ／ｍ２、
被覆層Ｄ：２０〜５００ｇ／ｍ２
を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の複合材料。
【請求項５】
前記個々の層又はプライが、次に示す空隙率：
プライＡ：４０〜８０体積％、
任意選択的な中間層Ｃ：５〜５０体積％、
被覆層Ｄ：０〜２０体積％
を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の複合材料。
【請求項６】
前記層が互いに熱的に結合していることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の複合材料。
【請求項７】
前記層が更に互いにニードリングされていることを特徴とする請求項６に記載の複合材料。
【請求項８】
一方の面のみに被覆層Ｄを有し、他方の面にポリプロピレン箔が配されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の複合材料。
【請求項９】
不織物Ｄ及びＡ並びに織物Ｂを最初に結合させ、不織物Ｄ及びＡも結合させ、次いで、こうして得られた２つの構造体をニードリングにより一体化させ、最後に、前記ニードリング処理された複合体を１８０〜２１０℃の温度に加熱することによりポリプロピレンを溶融させて前記繊維を結合させることにより一体化させることを特徴とする請求項１に記載の複合材料を製造するための方法。
【請求項１０】
不織物Ｄ、Ｃ及びＡを最初に結合させ、不織物Ｄ及びＣを結合させ、不織物Ａ及び織物Ｂを結合させ、次いで、こうして得られた３つの構造体をニードリングで一体化させ、最後に、前記ニードリング処理された複合体を１８０〜２１０℃の温度に加熱することによりポリプロピレンを溶融させて前記繊維を結合させることにより一体化させることを特徴とする請求項２に記載の複合材料を製造するための方法。
【請求項１１】
自動車部品、特に、エンジン被包体を製造するため及びアンダーボディの保護として、請求項１〜８の何れか一項に記載の複合材料を使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯層と、少なくとも１つの更なる被覆層とを備える熱塑性変形可能な複合材料であって、芯層が、ガラス繊維織物のプライを含み、このガラス繊維織物のプライの両面に繊維不織物のプライが結合した複合材料に関する。更に本発明は、この種の複合材料を製造するためのプロセス及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、好ましくはガラス繊維織物のプライＢから作製され、その両面に繊維不織物のプライＡがニードリングされている複合材料が記載されている。この複合材料は、例えば、自動車分野において使用することができる。
【０００３】
特許文献２には、多孔質の芯層及び被覆層を含む自動車用ライニング部材が記載されている。この芯層は、ガラス繊維及びポリプロピレン繊維から作製された多孔質の繊維不織物からなるか又はプラスチックフォームからなるかの何れかであり、被覆層は、ガラス繊維で強化されたポリプロピレン繊維の不織物からなるか又はアルミニウムもしくは高融点ポリマーから作製された箔からなるかの何れかである。ライニング部材は、ポリエチレンテレフタレート不織物から作製された薄肉の被覆を更に含むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００６／１１１０３７号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００６／０４８３０４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、高い吸音性、石跳ねに対する十分な耐チッピング性、高い引裂伝播強度、良好な耐水性及び耐油性を有し、防炎手段に適合させることが可能な、エンジン被包体（ｅｎｇｉｎｅ  ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）に特に好適な、改善された複合材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明の複合材料を用いることによって達成される。従って、本発明の主題は、ガラス繊維織物のプライＢを有する芯層を含み、プライＢの両面が、ポリプロピレン繊維（ＰＰＦ）及びガラス繊維（ＧＦ）を含む繊維不織物のプライＡに結合した熱塑性変形可能な複合材料にある。
【０００７】
この複合材料は、芯層がポリエチレンテレフタレート繊維（ＰＥＴＦ）及びＰＰＦを含む不織物として形成された少なくとも１つの被覆層Ｄに結合していることを特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
特定の実施形態においては、芯層及び被覆層の間に、ＧＦ及びＰＰＦを含む不織物として形成された中間層Ｃが介装されている。
ガラス繊維織物のプライＢは、好ましくは、その目付が２００〜１０００ｇ／ｍ２、特には、４００〜８００ｇ／ｍ２である。繊維は、好ましくは、その繊度が３０〜３０００ｔｅｘである繊維束として存在する。織物は、その経糸／緯糸の比率（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ／ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｂａｌａｎｃｅ）が４／１の平織物とすることができる。この比率を１／１とすることも可能である。ガラス繊維織物を用いることにより、複合材料に高い耐衝撃性及び引裂伝播強度が付与される。
【０００９】
繊維不織物のプライＡは、好ましくは、３０〜６０重量％のＧＦ及び７０〜４０重量％のＰＰＦ、特には、４０〜５５重量％のＧＦ及び６０〜４５重量％のＰＰＦからなる。それらの目付は、好ましくは、２００〜２０００ｇ／ｍ２、特には、５００〜１０００ｇ／ｍ２である。繊維不織物のプライＡはカーディング又はエアレイ法により製造され、それによって空隙率が好ましくは４０〜８０体積％、特には５０〜７０体積％の連続した帯状体が得られる。
【００１０】
被覆層Ｄは、好ましくは、２０〜６０重量％のＰＥＴＦ及び８０〜４０重量％のＰＰＦ、特には、３０〜５０重量％のＰＥＴＦ及び７０〜５０重量％のＰＰＦからなる。その目付は、好ましくは２０〜５００ｇ／ｍ２、特には、３０〜３００ｇ／ｍ２である。この複合材料は、好ましくは、両面に被覆層Ｄを有するが、一方の面のみに被覆層Ｄを設け、他方の面にポリプロピレン箔を配することも可能である。この箔は、芯層に十分に接着すると同時に密閉封止層として作用するように芯層に融着させる。
【００１１】
被覆層Ｄは、好ましくは、その空隙率が０〜２０体積％、特には１〜１５体積％である。これにより、複合材料に高い吸音性、石跳ねに対する良好な耐チッピング性並びに十分な耐水性及び耐油性が付与される。
【００１２】
代替的な実施形態において芯層及び被覆層の間に介装される中間層Ｃは、好ましくは、５〜４０重量％のＧＦ及び９５〜６０重量％のＰＰＦ、特には、１０〜３０重量％のＧＦ及び９０〜７０重量％のＰＰＦを含む。空隙率は、好ましくは、５〜５０体積％、特には、１０〜３０体積％である。任意選択的な中間層Ｃを用いることにより、複合材料に良好な剛性が付与されると共に吸音性が改善される。
【００１３】
個々のプライ又は層は互いに熱的に結合されており、好ましくは、更にニードリングによって結合されている。ニードリングを行うことによってガラス繊維の一部がｚ軸方向に配向し、それによって、後に複合材料を処理する際、最終部品を製造するためにプレス成形により再び加熱した後に、繊維の復元力を効果的に作用させることができる。この好ましい実施形態においては、最初に不織物Ｄ及びＡ並びに織物Ｂを結合させ、不織物Ｄ及びＡも結合させ、次いで、こうして得られた２つの構造体をニードリングによって一体化する。次いで、ニードリング処理された複合体を、短時間、例えば３０〜３６０秒間、例えば、熱風循環オーブンで、又は赤外線照射により、１８０〜２１０℃に加熱し、それによってポリプロピレンを溶融させる。こうして得られた溶融物にガラス繊維が浸漬され、それによってこれらが結合して一体化する。代替的な実施形態においては、最初に不織物Ｄ、Ｃ及びＡ、不織物Ｄ及びＣ並びに不織物Ａ及び織物Ｂを結合させ、次いでこうして得られた３つの構造体をニードリングによって一体化する。次いで、ニードリング処理された複合体を上述したように加熱することによって、ポリプロピレンを溶融させる。
【００１４】
次いで、この多孔質複合材料を、低圧の積層装置、例えば、ダブルベルトプレス又はラミネート装置で、好ましくは５〜６０秒間、０．０５×１０５〜１×１０５Ｐａ（０．０５〜１バール）でプレスする。ｚ軸方向に配向したガラス繊維の復元力により、空隙のほとんどが維持される。加熱及びプレスに関する個々の手法及び手順は欧州特許第１８６８７９６号明細書に詳述されている。この積層装置による処理時間は、溶融したポリプロピレンマトリックスが強化繊維と効果的に結合してプライを被覆するのに十分であり、それによって、複合材料中の空隙及び繊維が均一に分布する。
【００１５】
一方の被覆層Ｄに替えてポリプロピレン箔を適用しようとする場合は、この種のポリプロピレン箔を、オーブン処理を行った後に、例えばダブルベルトプレスに挿入し、依然として高温（約１８０℃すなわち融点を超える）の不織物の芯に融け込ませるか、又は温度を約１５０℃すなわち融点未満に調整したダブルベルトプレスを用いて外面に融け込ませる。
【００１６】
本発明のシート状複合材料は、予め裁断された部品として保管することができる。これは、自動車の外部部品、特にエンジン被包体の製造及びアンダーボディの保護に特に有用である。そのためには、この材料を、例えば、二つ割り金型を用いるか又は深絞り成形により熱可塑的に賦形することによって最終部品とする。加圧下に成形を行うと、高温が印加されることにより強化繊維が復元力によって成形品を再び膨張させるので、内部に含まれる空隙は最終部品においても音響効果を維持する。
【００１７】
以下に示す表に、個々の層を、それらの構造、不織物の組成、それらの目付及びそれらの空隙率と共に示す。より理解しやすくするために、両面に配することができる層に順に番号が振られている。例えば、添字１は芯層Ｂの「上側」を指すものと理解することができ、添字２は「下側」を指すものと理解することができる。層はニードリングで一体化される。
【００１８】
【表１】
0005504384.tif 000002
石跳ねに対する耐チッピング性
ＩＳＯ標準６６０３−２に準拠してパンクチャー衝撃試験（ｐｕｎｃｔｕｒｅ  ｔｅｓｔ）を室温で実施した。このために、厚みが２．０ｍｍ、４．０ｍｍ及び６．０ｍｍの試験片を使用した。統計的な精度を高めるために、各試験に９個の試験片を用いた。本発明による試験片は、次に示す構造（上述した表記に従う）を有するものとした（Ｄ１−Ａ１−Ｂ−Ａ２−Ｄ２）。
【００１９】
【表２】
0005504384.tif 000003
パンクチャー衝撃試験の結果を次のようにまとめることができる＊。
【００２０】
【表３】
0005504384.tif 000004
上述したパンクチャー衝撃試験値は、完全に一体化した状態（２．０ｍｍ）においても４．０ｍｍ〜６．０ｍｍの範囲の厚みにおいても、強化層Ｂを有しない対応する試験片よりも４０％を超えて高い。
【要約】
本発明は、ガラス繊維織物のプライを有し、このガラス繊維織物のプライの両面にポリプロピレン繊維及びガラス繊維を含む繊維不織物のプライが結合している芯層から作製された、熱塑性変形可能な複合材料に関する。芯層は、ポリプロピレン繊維及びポリエチレンテレフタレート繊維を含む少なくとも１つの被覆層に結合している。更に本発明は、個々の層をニードリングし、ポリプロピレン繊維が溶融するまで加熱することにより、この材料を製造するための方法及びこの材料を自動車部品に使用する方法に関する。