(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚紙と熱接着性織物繊維とを含む少なくとも１つの不織マットと、
前記少なくとも１つの不織マットに結合された、少なくとも１つの、生分解性高分子組成物のシートとを備え、
前記少なくとも１つの不織マットおよび前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物のシートは外周領域に沿ってかつ中央領域において互いを覆っており、前記少なくとも１つの不織マットの前記外周領域および前記中央領域は互いに対して異なる密度を有しており、前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物のシートの前記外周領域および前記中央領域は互いに対して均一または実質的に均一な密度を有している、複合部材。
【請求項２】
前記少なくとも１つの不織マットは、前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物のシートに、中間接着剤を介さずに結合される、請求項１に記載の複合部材。
【請求項３】
前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物のシートは、前記生分解性高分子組成物のシートを複数含む、請求項１または請求項２に記載の複合部材。
【請求項４】
前記少なくとも１つの不織マットにおいて、密度は一様でない、請求項１に記載の複合部材。
【請求項５】
前記少なくとも１つの不織マットは外周領域と中央領域とを有し、前記少なくとも１つの不織マットの前記外周領域の密度は前記中央領域の密度よりも高い、請求項４に記載の複合部材。
【請求項６】
前記少なくとも１つの不織マットにおいて密度は一様でなく、前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物のシートにおいて密度は実質的に均一である、請求項１に記載の複合部材。
【請求項７】
前記少なくとも１つの不織マットと、前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物のシートとのうち少なくとも一方は、厚みが一様でない、請求項１に記載の複合部材。
【請求項８】
前記少なくとも１つの不織マットは互いに反対側に位置する面を有し、前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物のシートは前記面のうち一方に取付けられ、前記複合部材は、前記生分解性高分子組成物の反対側の前記面に取付けられたスクリム層をさらに備える、請求項１に記載の複合部材。
【請求項９】
前記少なくとも１つの不織マットは互いに反対側に位置する面を有し、前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物のシートは前記面のうち一方に取付けられ、前記複合部材は、前記生分解性高分子組成物の反対側の前記面に取付けられたカーペット層をさらに備える、請求項１に記載の複合部材。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物のシートはタンパク質と第１の補強剤とを含む、請求項１に記載の複合部材。
【請求項１１】
前記厚紙はアジアの厚紙であって、前記アジアの厚紙は過去に再生された松材の厚紙、ならびに竹および稲の繊維からなる、請求項１に記載の複合部材。
【請求項１２】
複合パネルを構成する方法であって、
厚紙を粉砕して予め定められた大きさの細片にし、前記厚紙の細片を熱接着性織物繊維と混合するステップと、
前記厚紙の細片を前記熱接着性織物繊維とともに熱接着することにより、所望の厚さの少なくとも１つの不織マットを作るステップと、
タンパク質と第１の補強剤とを含む少なくとも１つの生分解性高分子組成物を調製するステップと、
前記少なくとも１つの不織マットおよび前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物のシートは外周領域に沿ってかつ中央領域において互いを覆うとともに、前記少なくとも１つの不織マットの前記外周領域および前記中央領域が互いに対して異なる密度を有し、前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物のシートの前記外周領域および前記中央領域が互いに対して均一または実質的に均一な密度を有するように前記生分解性高分子組成物を前記不織マットに結合するステップとを含む、複合パネルを構成する方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの不織マットを、前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物に、
別の中間接着剤を用いることなく結合するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複合パネルを最終形状になるように成形するステップをさらに含む、請求項１２または請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
二段プレスを用いて異なる圧力で前記不織マットを前記生分解性高分子組成物に結合するステップをさらに含む、請求項１２〜請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの生分解性高分子組成物のシートは、前記生分解性高分子組成物の複数のシートを含む、請求項１２〜請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１０年９月２０日に提出された米国仮出願第６１／３８４，５２１号の優先権を主張し、その全体を本明細書に引用により援用する。
【０００２】
発明の背景
１．技術分野
本発明は、概して多層パネルおよびその構成方法に関し、より具体的には、少なくとも一部が、環境に配慮した廃棄物成分と、タンパク質を環境に配慮した補強剤と組合わせたものを含む生分解性高分子組成物とから、構成された、吸音、断熱、および／または構造パネルに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術
不織布および不織材料の製造に関連するコストを削減し、かつ、環境に対する潜在的に有害な影響をできるだけ小さくするために、多くの消費者製品は再生された構成要素を用いて構成されている。たとえば、米国の自動車製造業者は、再生材料を用いて、吸音および／または断熱材料を含むさまざまな用途向けの不織布および不織材料を構成する。車両の吸音パネルを構成するのに用いられる再利用または再生材料の中には、たとえば、再生された布繊維からなる綿、ポリエステル、ナイロン、または混紡といった再生布を含むものがある。再生綿は、未使用のまたは再生された布のくずを結合して縫い合せることによって不織布にしたものである。再生された標準的な厚紙または繊維で構成された別の製品として、油の吸収に限定的に使用されるエコペーパー（Ecco paper）がある。エコペーパーを構成するプロセスにおいて、標準的な厚紙繊維は、従来の湿式再生技術を用いて粉砕され、再生厚紙の構成要素である結合剤成分は廃棄物の流れとともに流され、残った繊維がさまざまな添加剤と組合わされる。
【０００４】
米国の商社および消費者製品製造業者、たとえば自動車部品およびＯＥＭ製造業者は、たとえば中国および韓国といったさまざまなアジアの国から、低品質の「アジアの厚紙」で構成された箱または容器に入った非常に多くの輸入品を受取っている。アジアの厚紙の構成要素は、過去に再生された松材の厚紙ならびに竹および稲の繊維に由来する、非常に短く非常に細かい繊維である。このため、アジアの厚紙を、製紙のプロセスを通して、紙、厚紙、またはその他の構造パネル製品に再生しようとすると、失敗に終わっていた。すなわち、アジアの厚紙の非常に細かい構成要素は、紙／厚紙の製造プロセスにおいてパルプを受けるのに使用されるふるいまたは網を通り抜け、再生プロセスにおいて生じる廃棄物の流れを介して環境に流れ出してしまう。加えて、アジアの厚紙の細かい構成要素は、上記のように廃棄物の流れの中に流れ込むだけでなく、本質的には加工中に固まるので、アジアの厚紙の細かい構成要素から「厚く低密度の」最終製品を製造するのはさらに困難である。このため、少なくともこれらの理由から、アジアの厚紙は、一般的に廃棄物とみなされるので、比較的高い人件費をかけて標準の厚紙から選別されて、埋立地に送られる（選別中、アジアの厚紙は、比較的薄い構造で薄茶色または緑がかった色であるので、標準の厚紙と容易に区別できる）か、または、アジアの厚紙を含む梱包物全体は、もしその中に約５％を超えるアジアの厚紙があると推定されれば、通常の再生可能材料とともに、廃棄され、ここでも比較的高い人件費をかけて、製品の製造業者および環境双方に提供される。
【０００５】
環境の汚染および維持に関するさらなる関心が急速に高まっている。広範囲におよぶ研究の努力は、環境に優しく十分に持続可能な「環境に配慮した」高分子、樹脂、および複合品に向けられている。これらの高分子、樹脂、および複合品は、石油および木材を一次供給原料として使用せず、その代わりに植物といった持続可能な資源に由来する。このような植物由来の環境に配慮した材料は、一般的に生分解性であり、したがって、その耐用年数に達した時点で、環境に害を及ぼすことなく、容易に廃棄処分にするかまたは堆肥にすることができる。ジュート、亜麻、リネン、タイマ、竹等の、何世紀にもわたって使用されてきた繊維は、持続可能であるだけでなく、毎年再生できる。これらの機械的性質は並みの程度であるため、これら繊維をプラスチックの強化およびさまざまな用途での複合品の製造に使用することに努力が向けられている。このような繊維は、糸、布、または不織マットの構成要素として、単独で用いてもよく、またはさまざまに組合わせて用いてもよい。ジュート、亜麻、リネン、タイマ、竹、カポック等といった植物繊維ならびに修飾されたデンプンおよびタンパク質といった樹脂を用いて作られ、十分環境に配慮した複合品は、すでに実証され実用化されている。セルロース溶液をリン酸の中でスピンすることによって調製された高強度の液晶（ＬＣ）セルロース繊維は、複合品に対して十分に高い強度および剛性を付与することにより、この複合品を構造用途に役立つものにすることができる。しかしながら、天然繊維は一般的に、グラファイト、アラミド等の高強度の繊維と比較すると弱いため、これらを含む複合品の機械的特性は、木材に匹敵するかまたはそれよりも良いものの、比較的悪い。そのため、このような複合品は、高い機械的性能を必要としない用途、たとえば梱包材料、製品の包装材、筐体、および自動車のパネル等に適している。それでもなお、これら用途には大きな市場があり、生分解性天然材料を含む複合品の使用が増していることは、実質的に、石油系プラスチック／高分子消費の減少に貢献するはずである。
【０００６】
多岐にわたる用途において、持続可能な供給源から得られる再生可能な材料の使用が増えつつある。バイオ複合材料は、自然界で作られるまたは合成によって製造することが可能な材料であり、その構造の中に天然繊維といったある種の自然発生材料を含む。バイオ複合材料は、天然セルロース繊維を、再生可能な原料に由来する生体高分子、樹脂、または結合剤といった他の資源と組合わせることによって、形成し得る。バイオ複合材料は、たとえば建築材料、構造および自動車部品、吸収剤、接着剤、結合剤、ならびに生分解性高分子といった、さまざまな用途に使用することが可能である。これらの材料の使用の増加は、エコロジーと経済のバランスの維持に役立つ。植物繊維の性質を物理学および化学の技術を用いて修正することにより、最終的に得られるバイオ複合材料の性能を改善することができる。バイオ複合材料を作るのに適した性質を有する植物繊維は、たとえば、タイマ、ケナフ、ジュート、亜麻、サイザル麻、バナナ、パイナップル、苧麻、およびカポックを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
タンパク質およびデンプンといったさまざまな天然植物源由来の生体高分子は、豊富にあり、再生可能であり、かつ安価であるため、石油プラスチックに代わる材料とみなされてきた。国内で大豆の栽培が広く行なわれているので、その副産物から得られる生体高分子の開発に関する研究が盛んに行なわれている。大豆タンパク質は、豊富にあり、再生可能であり、かつ安価であるため、石油系プラスチック材料の重要な代替品である。２０種類のアミノ酸を含む錯体高分子ポリペプチドである、大豆タンパク質は、生分解性プラスチックに変換できる。しかしながら、大豆タンパク質には、強度が低く吸湿性が高いという欠点がある。このため、今もなお、生分解性樹脂およびその複合材料に対する需要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
本発明のある局面に従い、結合された不織および生分解性樹脂繊維層を有する複合パネルを構成する方法が提供され、この構成されたパネルは、シート材料とも呼ばれ、構造および／または吸音および／または断熱パネルおよび／またはその他のパネル部材の形成に有用である。この方法は、厚紙を準備し、この厚紙を粉砕して予め定められた大きさの細片にすることを含む。さらに、厚紙の細片を熱接着性織物繊維と混合してマットを形成し、これら構成要素を熱接着することによって不織マットを形成することを含む。さらに、タンパク質と第１の補強剤とを含む生分解性高分子組成物を調製することを含む。次に生分解性高分子組成物を上記不織マットに結合することを含む。
【０００９】
本発明の別の局面に従うと、この方法は厚紙をアジアの厚紙として準備することを含む。
【００１０】
本発明の別の局面に従うと、この方法は、ニップロールを用いずに、スクリム層を、マットの少なくとも一方の面に貼り合わせ、このマットの、作られた当初の厚みを維持することを含む。
【００１１】
本発明の別の局面に従うと、この方法はタンパク質を大豆タンパク質以外のタンパク質として準備することを含む。
【００１２】
本発明の別の局面に従うと、この方法はタンパク質を植物由来のタンパク質として準備することを含む。
【００１３】
本発明の別の局面に従うと、この方法はタンパク質を動物由来のタンパク質として準備することを含む。
【００１４】
本発明の別の局面に従うと、この方法はタンパク質を大豆タンパク源から得られる大豆由来のタンパク質として準備することを含む。
【００１５】
本発明の別の局面に従うと、この方法は複合パネルを最終形状になるように成形することを含む。
【００１６】
本発明の別の局面に従うと、この方法は、結合するステップの間に、密度が異なる領域を有する複合パネルを形成することを含む。
【００１７】
本発明の別の局面に従うと、この方法は、結合するステップの間に、厚みが異なる領域を有する複合パネルを形成することを含む。
【００１８】
本発明の別の局面に従うと、この方法は、厚みおよび密度が均一である複合パネルを形成することを含む。
【００１９】
本発明の別の局面に従うと、この方法は、一段プレスを用いて実質的に一定の圧力でマットを生分解性高分子組成物に結合することを含む。
【００２０】
本発明の別の局面に従うと、この方法は、一段プレスを用いて異なる圧力でマットを生分解性高分子組成物に結合することを含む。
【００２１】
本発明の別の局面に従うと、この方法は、二段プレスを用いて異なる圧力でマットを生分解性高分子組成物に結合することを含む。
【００２２】
本発明の別の局面に従うと、この方法は、ステープルファイバを厚紙の細片および熱接着性織物繊維と混合して実質的に均質な混合物を形成した後、この混合物からウェブを形成することを含む。
【００２３】
本発明の別の局面に従うと、この方法は、難燃剤と殺生物剤と結合剤とを含む化学混合物を、不織マットの少なくとも１つの表面に塗布し、不織マットの、作られた当初の厚みを維持し、次にこの不織マットを乾燥させ硬化させることを含む。
【００２４】
本発明のさらに別の局面に従い、結合された不織および生分解性樹脂繊維層を有する複合パネルが提供される。このパネルは、厚紙と熱接着性織物繊維とを熱接着することにより形成された所望の厚みを有する不織マットを含む。さらに、このパネルは、マットに結合された、タンパク質と第１の補強剤とを含む生分解性高分子組成物を含む。
【００２５】
本発明の別の局面に従うと、ステープルファイバが、厚紙および熱接着性織物繊維と混合される。
【００２６】
本発明の別の局面に従い、難燃剤と殺生物剤と結合剤とを含む化学混合物を、不織マットの少なくとも１つの表面に塗布し、乾燥させ、硬化させる。
【００２７】
本発明の別の局面に従い、スクリム層を、生分解性高分子組成物の反対側の、マットの面に取付ける。
【００２８】
本発明の別の局面に従うと、厚紙はアジアの厚紙である。
本発明の別の局面に従うと、タンパク質は大豆タンパク質以外である。
【００２９】
本発明の別の局面に従うと、タンパク質は植物由来のタンパク質である。
本発明の別の局面に従うと、タンパク質は動物由来のタンパク質である。
【００３０】
本発明の別の局面に従うと、タンパク質は大豆由来のタンパク質である。
本発明の別の局面に従うと、複合パネルは「成形された」最終形状である。
【００３１】
本発明の別の局面に従うと、複合パネルは密度が異なる領域を有する。
本発明の別の局面に従うと、複合パネルは厚みが異なる領域を有する。
【００３２】
本発明の別の局面に従うと、複合パネルは厚みおよび密度が均一である。
本発明の別の局面に従うと、マットは、マットおよび生分解性高分子組成物とは別の接着剤成分を介さずに、生分解性高分子組成物に結合される。
【００３３】
このように、本発明は、積層複合パネル、たとえば吸音、断熱、または構造用途での使用に適した積層複合パネル、およびその構成方法を提供する。この方法では、少なくとも一部、厚紙、たとえばアジアの厚紙を再生し、これを圧力および温度によって生分解性樹脂組成物に結合することにより、吸音、断熱、および／または構造用途といったさまざまな用途に使用できるパネルを作る。
【００３４】
本発明の上記およびその他の局面、特徴、および利点は、現在好ましい実施の形態および最良の態様に関する以下の詳細な説明、続く特許請求の範囲および添付の図面と関連付けて考慮されると、より容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のある局面に従い構成された複合パネルの概略側面図である。
【図２】図１の複合パネルの不織層の部分斜視図である。
【図３】本発明の別の局面に従い不織層を構成する方法を示すプロセスフロー図である。
【図４】本発明の別の局面に従い図１の複合パネルを構成するプロセスを示す。
【図５】本発明の別の局面に従い複合パネルを構成するプロセスを示す。
【図５Ａ】図５のプロセスに従って構成された複合パネルを示す。
【図６Ａ】本発明のさらに別の局面に従い複合パネルを構成するプロセスの第１段階を示す。
【図６Ｂ】図６Ａの第１段階でプレスされた後の圧縮された生分解性層を示す。
【図６Ｃ】複合パネルを構成するための図６Ａのプロセスの第２段階を示す。
【図６Ｄ】図６Ａおよび図６Ｃのプロセスに従い構成された複合パネルを示す。
【図７】本発明のある局面に従い構成されたカーペット層を有する複合パネルの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
現在好ましい実施の形態の詳細な説明
図面をより詳しく参照すると、図１は、本発明のある局面に従い構成された、複合パネルまたは複合品１０とも呼ばれる複合部材を示す。複合パネル１０は、生分解性高分子組成物からなる少なくとも１つのシート１４に結合された少なくとも１つの不織シート１２を含む。これら別々の層１２、１４は、圧力（Ｐ）および温度によって互いに結合されるので、結合に別の中間接着層は不要である。したがって、本発明のある局面に従うシート１２、１４は、別の中間結合層なしで互いに結合される。複合パネル１０は、例として、限定されることなく、吸音、断熱、および／または構造用途といったさまざまな用途に合わせて構成することができ、かつ、さまざまな産業、たとえば自動車、軽自動車、大型およびオフハイウェイ車両、航空宇宙機、鉄道車両、建築物、ならびに比較的高い強度、吸音および／または断熱特性を有するパネルを必要とするその他の産業に合わせて、構成することができる。加えて、複合パネル１０は、構成が経済的でありかつ環境に優しい。
【００３７】
不織層とも呼ばれる不織シート１２は、好ましくは、「厚みが大きいおよび／または中程度の」（すなわち比較的低密度の）マット１６を有するものとして構成されるので、ノイズダンピングすなわち減衰特性を提供し、したがって、そのまま吸音パネルとして構成するのに適している。さらに、シート１２は、たとえば排気システムの近くまたは車両のエンジンルームの中といった高温環境での使用が意図されているのであれば、難燃性を有するものとして構成できる。シート１２は、少なくとも一部が、厚紙１８、たとえば標準の厚紙またはアジアの厚紙と、充填ファイバとも呼ばれるステープルファイバと、大まかに２０で示される（図２）熱接着性繊維、たとえば低温溶融高分子材料とで、構成される。さらに、示されているシート１２は化学混合物コーティング２２を含み、このコーティングは、難燃剤、殺生物剤、および結合剤を含み、シート１２の少なくとも１つの面に塗布し乾燥させ硬化させたものである。またさらに、示されているスクリム層２４が、マット１６の少なくとも一方側に接着される。スクリム層２４は、ローラまたはニップロールと呼ばれることが多いローラを用いずに接着することによって、スクリム層２４をマット１６に接着したときに、マット１６がその製造時の元の大きな厚みを保っているまたは実質的に保っていることが好ましい。したがって、シート１２は、低密度であり「厚みが大きいまたは中程度」であることにより、優れたノイズ減衰および断熱特性を提供する。さらに、シート１２は、その少なくとも一部が使用済みのまたは再生された厚紙１８、特に今まで一般的に廃棄物と考えられていたアジアの厚紙から構成されているので、回収した厚紙１８を埋立地に送らないまたは焼却しないという点で、環境にとって有益である。
【００３８】
厚紙が標準の厚紙であるか、混合厚紙であるか、または１００％アジアの厚紙であるかにかかわらず、厚紙の含有量は、構成するシート１２および複合パネル１０の望ましい特性に合わせて、ウェブの総重量の約２５〜９９重量％であることが好ましい。アジアの厚紙１８は、低品質の再生繊維、竹繊維、ジュート、稲繊維、および／またはその他のスクラップ／廃棄材料といった品質の劣る構成要素から構成されているので、低級の再生できない厚紙とみなされている。このため、一般的にアジアの厚紙は、それ自体でも、梱包されていても、そうでなければ回収された使用済みの厚紙の荷物に含まれていても、再利用できない深刻な汚染物質とみなされている。したがって、アジアの厚紙が米国の標準の厚紙とともに梱包されている場合、一般的にこの梱包物または荷物全体が再利用できない廃棄物とみなされる。アジアの厚紙は、その薄さと、特徴的な薄茶色、黄色、または緑がかった色によって、より高品質の米国の厚紙と区別できる。したがって、アジアの厚紙は一般的に、より高品質の米国の厚紙から分離されて埋立地に送られるか焼却されるかさもなければ廃棄される。
【００３９】
アジアの厚紙を再利用できない原因は、アジアの厚紙を構成するときに使用される、構成要素としての繊維が、一般的に非常に短くしたがって非常に弱い、低品質の繊維であることにある。アジアの厚紙に含まれる繊維およびその他の粉末状の構成要素は比較的細かいため、アジアの厚紙を、より長い繊維を有する標準の厚紙とともに、既知の湿式再生プロセスで加工すると、アジアの厚紙の比較的細かい構成要素がふるいを通って流れて廃棄物の流れの中に入る、および／または再生設備の詰まりかさもなければ破損を引起す。よって、本発明のある局面に従い、シート１２の構成を「乾式」プロセスで行なうことにより、典型的には繊維の長さが約０．２ｍｍ未満（「細かい」と表現する）の低品質のアジアの厚紙をシート１２の製造に利用できるようにする。
【００４０】
ステープルファイバは、任意の適切な織物材料から準備することができ、熱接着性繊維は、たとえば、ポリエチレン、ＰＥＴまたはナイロンの繊維といった低温溶融高分子材料として、および／またはたとえばポリプロピレンのように自身の融点を超える温度に加熱されるとその外側の層が溶ける、２つの成分からなる熱可塑性繊維として、準備することができる。図３のフローチャートに示されるように、シート１２を構成するプロセスは、粉砕された厚紙１８を、好ましくはステープルファイバおよび熱接着性繊維２０と混合またはブレンドしてウェブを形成することを含む。このウェブを形成するプロセスは、たとえばRandoマシン上で行なってもよく、ランダムに配向された厚紙１８の繊維を含む、均質に混合された繊維／紙マットまたはウェブを形成する。
【００４１】
次に、ウェブの形成後、このウェブを、たとえばオーブンの中で、熱接着性繊維２０を溶かすのに適した温度（たとえば２つの成分からなる低温溶融繊維の外側部分の融点は約１１０℃〜１８０℃）に加熱することにより、アジアの厚紙１８をステープルファイバおよび熱接着性繊維２０とブレンドしたものを、熱によって結合する。このため、マット１６は所望の厚さｔになる。
【００４２】
次に、マット１６の形成および冷却後、耐熱または難燃（ＦＲ）コーティングとしてたとえば硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、またはホウ酸と、殺生物剤と、結合剤として限定ではないが例としてＴｇが＋４１のＳＢＲとを含む化学混合物２２を、たとえば吹付けプロセスで、マット１６の少なくとも片側、好ましくは外面全体に塗布してもよい。化学混合物２２を吹付けによって塗布すると、マット１６の厚みｔが維持されそのノイズ減衰特性が保たれる。混合物２２の塗布後、混合物２２をマット１６の上で乾燥させ硬化させる。
【００４３】
次に、このようにして得られた、コーティングされた不織マット１６の片側または両側に、薄い不織布またはスクリム層２４を接着または結合してもよい。スクリム層２４は、大まかに２６で示されている適切な耐熱接着剤を用いて、マット１６の片側または両側に結合される。マット１６の厚みｔを、スクリム層２４の接着中に維持するまたは実質的に維持することにより、シート１２の吸音および／またはノイズ減衰特性を保つことが重要である。したがって、スクリム層２４のマット１６への結合は、圧縮ローラまたはニップローラを用いずに行なう。このローラは、マット１６を圧縮するまたはその厚みｔを減じることにより密度の増加を引起してそのノイズ減衰特性を低下させる傾向がある。
【００４４】
特定の実施の形態において、本発明は、タンパク質と第１の補強剤とを含む生分解性高分子組成物１４を提供する。ある実施の形態では、生分解性高分子組成物はさらに第２の補強剤を含む。ある実施の形態では、本発明は生分解性高分子組成物を含む樹脂を提供する。特定の実施の形態において、本発明は、提供された樹脂を含む複合品を提供する。このような、生分解性高分子組成物、補強剤、樹脂、および複合品について、以下で詳細に説明する。
【００４５】
他の局面において、本発明は、不織層と生分解性高分子組成物１４とを含む複合パネル１０を調製する方法を提供する。この方法は、タンパク質と第１の補強剤とを含む樹脂の水性混合物を調製するステップと、繊維マット１６にこの混合物をコーティングする／含浸させるステップと、含浸させたマット１６を加熱して水分を除去する（そうでなければ含浸させたマットを乾燥させる）ことにより、実質的に乾燥した中間シート（本明細書において「プレプレグ」とも呼ぶ）を形成するステップと、この中間シートを、生分解性高分子組成物を含む複合品を形成するのに有効な温度および圧力条件下に置くステップとを含む。本発明の上記およびその他の局面の詳細は、以下に示される。
【００４６】
定義
本明細書で使用される「生分解性」という用語は、環境に害を及ぼすことなく、水および／または自然界に存在する酵素によって徐々に分解され得ることを意味する。
【００４７】
本明細書で使用される「補強剤」という用語によって説明される材料は、本発明の生分解性高分子組成物に含まれることにより、この組成物の硬化によって形成された中実品について測定される特徴である、「最大荷重応力」、「破壊応力」、「破壊ひずみ」、「モジュラス」、および「靭性」のうちいずれかを、補強剤を含まない同様の組成物から得た硬化後の中実品について測定される対応する特徴と比較して、改善するものである。
【００４８】
本明細書で使用される「硬化」という用語は、本発明の組成物を、中実品の形成に有効な温度および圧力条件下に置くことを意味する。
【００４９】
本明細書で使用される「配列」という用語は、ネットワーク構造を意味する。
本明細書で使用される「マット」という用語は、接合された原料繊維の集合体を意味する。
【００５０】
本明細書で使用される「プレプレグ」という用語は、組成物の硬化の前に樹脂を含浸させた繊維構造を意味する。
【００５１】
本明細書で使用される「車両」という用語は、モータを備えているか否かにかかわらず、人、動物、および／または物を運ぶ任意の機械構造体を指す。ある実施の形態では、車両は自動車（たとえば乗用車またはトラック）である。他の実施の形態では、車両は、列車、航空機（たとえば飛行機、グライダーまたはヘリコプター）、カート、ワゴン、そり、船（たとえばモーターボート、帆船、手漕ぎ舟など）、タンカー、またはオートバイである。
【００５２】
樹脂
ある局面において、本発明は、生分解性高分子組成物を含む樹脂を提供する。ある実施の形態において、樹脂はタンパク質と第１の補強剤とを含む。このような樹脂はその全体が生分解性材料からなる。ある実施の形態では、樹脂は、毎年再生可能な資源を含む再生可能資源から作られる。ある実施の形態では、樹脂の成分の中に人体に有害なもの（すなわち一般的な刺激物、毒素、または発がん性物質）はない。特定の実施の形態において、提供される樹脂はホルムアルデヒドまたは尿素由来材料を含まない。
【００５３】
適切なタンパク質
概要を先に説明したように、提供される生分解性高分子組成物はタンパク質を含む。
【００５４】
提供される組成物において使用するのに適したタンパク質は一般的に、約２０種類のアミノ酸を含み、このアミノ酸の中には、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、および−ＯＨ基といった反応基を含むものが含まれる。一旦加工されると、タンパク質そのものが、アミノ酸システインの中にある−ＳＨ基を通して、かつ、デヒドロアラニン（ＤＨＡ）残渣を通して架橋結合を形成することができる。デヒドロアラニン残渣は、アラニンからα水素とメチル基の側鎖上の水素のうち１つとが失われてα，β不飽和アミノ酸を形成することによって、作られる。ＤＨＡは、リジノアラニン架橋およびランチオニン架橋を形成することによって、リジンおよびシステインそれぞれと反応することができる。アスパラギンおよびリジン同士が反応することによってアミド型の結合を形成することができる。これらの反応はすべて、タンパク質の硬化中に用いられる高い温度および圧力で発生し得る。しかしながら、架橋結合されたタンパク質は、非常に脆く強度が低い。
【００５５】
特定の理論によって拘束されることは望ましくないが、所与のタンパク質源のタンパク質濃度は、架橋結合の程度に正比例すると考えられている（タンパク質濃度が高いほど樹脂の架橋結合は大きい）。樹脂の中の架橋結合が大きいほど、得られる組成物の剛性および強度は高くなる。可塑剤に対するタンパク質の比率を変えることにより、当業者は、最終的に得られる組成物の剛性を選択し微調整することができる。ある実施の形態において、タンパク質の可塑剤に対する比率は４：１である。
【００５６】
タンパク質の自己架橋結合能力に加えて、反応基を利用することにより、タンパク質をさらに修飾して、所望の機械的および物理的特性を得ることができる。最も一般的なタンパク質の修飾は、架橋剤および内部可塑剤を追加すること、他の樹脂と混合すること、および他の架橋結合系を用いて相互貫通網目構造（ＩＰＮ）を形成することを含む。これら修飾は樹脂の機械的および物理的特性の改善を意図している。樹脂の特性は、ナノクレー粒子ならびにミクロフィブリル化セルロースおよびナノフィブリル化セルロース（ＭＦＣ、ＮＦＣ）を追加することによってさらに改善できる。これは、たとえば、Huang, X. and Netravali, A. N., "Characterization of flax yarn and flax fabric reinforced nano-clay modified soy protein resin composites," Compos. Sci. and Technol. 2007, 67, 2005、および、Netravali, A. N.; Huang, X.; and Mizuta, K., "Advanced Green Composites," Advanced Composite Materials 2007, 16, 269に記載されている。
【００５７】
ある実施の形態において、タンパク質は植物由来のタンパク質である。ある実施の形態では、提供される植物由来のタンパク質は、種子、茎、実、根、殻、かいば、葉、幹、球根、花または藻から得られ、これらは自然発生したものでもバイオ工学によって栽培されたものであってもよい。ある実施の形態において、植物由来のタンパク質は大豆タンパク質である。
【００５８】
大豆タンパク質
大豆タンパク質は、過去さまざまなやり方で修飾され樹脂として使用されてきた。これは、たとえば、Netravali, A. N. and Chabba, S., Materials Today, pp. 22-29, April 2003、Lodha, P. and Netravali, A. N., Indus. Crops and Prod. 2005, 21, 49、Chabba, S. and Netravali, A. N., J. Mater. Sci. 2005, 40, 6263、Chabba, S. and Netravali, A. N., J. Mater. Sci. 2005, 40, 6275、および、Huang, X. and Netravali, A. N., Biomacromolecules, 2006, 7, 2783に、記載されている。
【００５９】
本発明において有用な大豆タンパク質は、市販の大豆タンパク質源から得られる大豆タンパク質を含む。大豆タンパク質源のタンパク質含有量は、結果として得られる複合板の強度および剛性に比例する。なぜなら、それに伴い樹脂の架橋結合が多くなるからである。ある実施の形態において、大豆タンパク質源を加工して炭水化物を取除くことにより、大豆源のタンパク質レベルを高める。他の実施の形態では、大豆タンパク質源は加工しない。
【００６０】
ある実施の形態において、大豆タンパク質源における大豆タンパク質の濃度は約９０〜９５％である。他の実施の形態において、大豆タンパク質源における大豆タンパク質の濃度は約７０〜８９％である。さらに他の実施の形態において、大豆タンパク質源における大豆タンパク質の濃度は約６０〜６９％である。さらに他の実施の形態では、大豆タンパク質源における大豆タンパク質の濃度は約４５〜５９％である。
【００６１】
ある実施の形態において、大豆タンパク質源は大豆タンパク質分離物である。
ある実施の形態において、大豆タンパク質源は大豆タンパク質濃縮物である。ある実施の形態では、大豆タンパク質濃縮物は、たとえば、Archer Daniels Midlandから得られるArcon S（登録商標）またはArcon F（登録商標）等、市販されているものである。
【００６２】
ある実施の形態において、大豆タンパク質源は大豆粉である。
代替タンパク質
上記のように、本発明で使用するのに適したタンパク質は、植物由来のタンパク質を含む。特定の実施の形態において、植物由来のタンパク質は、大豆由来のタンパク質以外である。ある実施の形態において、提供される植物由来のタンパク質は、種子、茎、実、根、殻、かいば、葉、幹、藻、球根、または花から得られ、これらは自然発生したものでもバイオ工学によって栽培されたものであってもよい。ある実施の形態では、種子から得られる植物由来のタンパク質は、キャノーラまたはひまわりのタンパク質である。他の実施の形態において、穀物から得られる植物由来のタンパク質は、ライ麦、小麦、またはトウモロコシのタンパク質である。さらに他の実施の形態では、植物由来のタンパク質は、タンパク質を生成する藻から分離されたものである。
【００６３】
ある実施の形態において、本発明で使用するのに適したタンパク質は、コラーゲン、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、絹、およびエラスチンといった、動物由来のタンパク質を含む。
【００６４】
ある実施の形態において、本発明で使用するタンパク質は、微生物によって作られるタンパク質を含む。ある実施の形態では、このような微生物は、藻、バクテリア、およびイーストといった菌を含む。
【００６５】
さらに他の実施の形態において、本発明で使用するタンパク質は、バイオディーゼル副産物を含む。
【００６６】
補強剤
概要を先に説明したように、提供される樹脂は第１の補強剤を含む。１つの実施の形態では、補強剤は植物多糖類である。別の実施の形態では、補強剤はカルボン酸である。さらに別の実施の形態では、補強剤はナノクレーである。さらに別の実施の形態では、補強剤はミクロフィブリル化セルロースまたはナノフィブリル化セルロースである。ある実施の形態において、本発明の生分解性高分子組成物における、大豆タンパク質の、第１の補強剤に対する重量比は、約２０：１〜約１：１である。
【００６７】
環境に配慮した多糖類
１つの実施の形態において、第１の補強剤は環境に配慮した多糖類である。１つの実施の形態では、補強剤は可溶性である（すなわちｐＨ約７．０以上の水に実質的に溶ける）。ある実施の形態において、環境に配慮した多糖類は、カルボキシル基含有多糖類である。別の実施の形態において、環境に配慮した多糖類は、寒天、ジェラン、またはその混合物である。
【００６８】
ジェランガムは、Sigma-Aldrich BiotechnologyからPhytagel（商標）として市販されている。これは、細菌発酵によって製造され、グルクロン酸、ラムノース、およびグルコースで構成され、一般的には電気泳動のためのゲル化剤として使用される。その化学的性質に基づき、硬化したPhytagel（商標）は完全に分解可能である。ジェランは、グルクロン酸、グルコース、およびラムノース単位を含む直鎖状の四糖類であり、ほとんどの植物組織および培地において自然に存在する二価の陽イオンを用いるグルクロン酸部位でのイオン架橋によってゲルを形成するものとして知られている。二価の陽イオンがなければ、ジェランの濃度が高くなり、これが水素結合を介して強いゲルを形成することも知られている。
【００６９】
ジェランを大豆タンパク質分離物と混合すると機械的特性が向上することが、明らかにされている。例としてHuang, X. and Netravali, A. N., Biomacromolecules, 2006, 7, 2783およびLodha, P. and Netravali, A. N., Polymer Composites, 2005, 26, 647参照。硬化中に、タンパク質においても多糖類においても個々に架橋結合が生じることにより、硬化したタンパク質の配列および多糖類の配列が形成される。これら２つの配列が混合されて混ざり合う。水素結合が、形成された硬化タンパク質の配列と硬化多糖類の配列との間に生じる。なぜなら、これらの配列はいずれも、−ＣＯＯＨおよび−ＯＨ基、タンパク質の場合は−ＮＨ２基といった極性基を含むからである。
【００７０】
他の実施の形態において、環境に配慮した多糖類は、カラゲナン、寒天、ジェラン、アガロース、アルギン酸、アルギン酸アンモニウム、アナカルジウムオクシデンタルガム、アルギン酸カルシウム、カルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルビン（carubin）、酢酸キトサン、乳酸キトサン、Ｅ４０７ａ加工ユーケマ藻類、ゲルライト、グアーガム、グアラン、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、イサゴール、ローカストビーンガム、ペクチン、プルロン酸ポリオールＦ１２７、ポリオース、アルギン酸カリウム、プルラン、アルギン酸ナトリウム、カルメロースナトリウム、トラガカントゴム、キサンタンガム、およびその混合物を含む群から選択される。ある実施の形態において、多糖類は、海草およびその他の水生植物から抽出してもよい。ある実施の形態では、多糖類は寒天である。
【００７１】
カルボン酸およびカルボン酸エステル
ある実施の形態において、第１の補強剤はカルボン酸またはカルボン酸エステルである。カルボン酸またはカルボン酸エステルを含有する補強剤は、タンパク質上の適切な基と架橋結合できる。ある実施の形態では、カルボン酸またはカルボン酸エステルの補強剤は、カプロン酸、カプロン酸エステル、トウゴマ油、魚油、乳酸、乳酸エステル、ポリＬ乳酸（ＰＬＬＡ）、およびポリオールを含む群から選択される。
【００７２】
その他高分子
さらに他の実施の形態において、第１の補強剤は高分子である。ある実施の形態において、高分子は生体高分子である。１つの実施の形態では、第１の補強剤はリグニン等の高分子である。他の実施の形態では、生体高分子はゼラチンまたは別の適切なタンパク質ゲルである。
【００７３】
ナノクレー
ある実施の形態において、第１の補強剤はクレーである。他の実施の形態において、クレーはナノクレーである。ある実施の形態において、ナノクレーの乾燥粒径は、９０％が１５ミクロン未満である。上記組成物は環境に配慮していることを特徴とし得る。なぜなら、ナノクレー粒子は、天然であり、廃棄されるまたは堆肥にされると土壌の粒子になるだけであるためである。ナノクレーは、架橋結合の一部にはならずに、強化添加剤および充填剤として存在する。本明細書で使用される「ナノクレー」という用語は、ナノメートルの厚さのシリケート小板を有するクレーを意味する。ある実施の形態において、ナノクレーはモンモリロナイトといった天然クレーである。他の実施の形態では、ナノクレーは、フルオロヘクトライト、ラポナイト、ベントナイト、バイデル石、ヘクトライト、サポナイト、ノントロナイト、ソーコナイト、バーミキュライト、レディカイト、ナガダイト、ケニヤアイト、およびスティーブンサイトを含む群から選択される。
【００７４】
セルロース
ある実施の形態において、第１の補強剤はセルロースである。ある実施の形態では、セルロースはミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）またはナノフィブリル化セルロース（ＮＦＣ）である。ＭＦＣは、セルロースのフィブリルを、異なるいくつかの植物種から分離（切断）することによって製造される。さらに精製し切断するとナノフィブリル化セルロースになる。ＭＦＣとＮＦＣの違いは、大きさ（マイクロメートルｖｓナノメートル）だけである。組成物が環境に配慮したものである理由は、ＭＦＣおよびＮＦＣが、堆肥媒質および湿潤環境において微生物活動を通して分解するからである。（未硬化タンパク質プラス環境に配慮した補強剤に対して）最大６０重量％のＭＦＣまたはＮＦＣは、組成物の機械的特性を大幅に向上させる。ＭＦＣおよびＮＦＣはどの架橋結合の一部にもならずに、補強添加剤または充填剤として存在する。しかしながら、これらは、生分解性組成物の中で本質的に均一的に分散し、その大きさおよびアスペクト比によって、補強の役割を果たす。
【００７５】
本発明の樹脂が、補強剤のさまざまな組合せを含む樹脂も含むことが当業者に理解されるであろう。これは例にすぎないが、１つの実施の形態において、樹脂組成物は、（未硬化タンパク質プラス第１の補強剤に対して）９８重量％〜２０重量％のタンパク質と、（未硬化タンパク質プラス第１の補強剤に対して）２重量％〜８０重量％の第１の補強剤とを含み、第１の補強剤は、（未硬化タンパク質プラスナノクレープラス多糖類に対して）１．９重量％〜６５重量％の環境に配慮した硬化多糖類と、０．１重量％〜１５重量％のナノクレーとからなる。
【００７６】
別の実施の形態において、樹脂組成物は、（未硬化タンパク質プラス第１の補強剤に対して）９８重量％〜２０重量％のタンパク質と、（未硬化タンパク質プラス第１の補強剤に対して）２重量％〜８０重量％の第１の補強剤とを含み、第１の補強剤は、（未硬化タンパク質プラス多糖類プラスＭＦＣまたはＮＦＣに対して）０．１重量％〜７９．９重量％の環境に配慮した硬化多糖類と、０．１重量％〜７９．９重量％のミクロフィブリル化またはナノフィブリル化セルロースとからなる。
【００７７】
可塑剤
上記のように、タンパク質と第１の補強剤とを含む樹脂は、任意でさらに可塑剤を含む。特定の理論によって拘束されることは望ましくないが、可塑剤を追加することによって、架橋結合されたタンパク質の脆性が減じられ、これにより、組成物の強度および剛性が増すと考えられている。ある実施の形態において、可塑剤：（タンパク質＋第１の強化剤）の重量比は、約１：２０〜約１：４である。本発明での使用に適した可塑剤は、親水性または疎水性ポリオールを含む。ある実施の形態において、提供されるポリオールは、Ｃ１−３ポリオールである。１つの実施の形態では、Ｃ１−３ポリオールはグリセロールである。他の実施の形態において、提供されるポリオールはＣ４−７ポリオールである。１つの実施の形態では、Ｃ４−７ポリオールはソルビトールである。
【００７８】
さらに他の実施の形態において、可塑剤は、環境に対して安全なフタル酸、フタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ）およびフタル酸ジイソデシル（ＤＩＤＰ）、食品添加材として、アセチル化モノグリセリド、クエン酸アルキル、クエン酸トリエチル（ＴＥＣ）、クエン酸アセチルトリエチル（ＡＴＥＣ）、クエン酸トリブチル（ＴＢＣ）、クエン酸アセチルトリブチル（ＡＴＢＣ）、クエン酸トリオクチル（ＴＯＣ）、クエン酸アセチルトリオクチル（ＡＴＯＣ）、クエン酸トリヘキシル（ＴＨＣ）、クエン酸アセチルトリヘキシル（ＡＴＨＣ）、クエン酸ブチリルトリヘキシル（ＢＴＨＣ）、クエン酸トリメチル（ＴＭＣ）、アルキルスルホン酸フェニルエステル（ＡＳＥ）、リグノスルホン酸塩、蜜蝋、油、砂糖、ソルビトールおよびグリセロールといったポリオール、低分子量多糖類、またはその組合せを含む群から選択される。
【００７９】
抗湿剤
提供される樹脂は、任意でさらに、複合品の水分吸収を抑制する抗湿剤を含む。抗湿剤は、任意で、タンパク質の使用を原因とする臭気も減じるものであってもよい。ある実施の形態において、抗湿剤は蝋または油である。他の実施の形態において、抗湿剤は植物由来の蝋または植物由来の油である。さらに他の実施の形態において、抗湿剤は石油から得た蝋または石油由来の油である。さらに他の実施の形態において、抗湿剤は動物由来の蝋または油である。
【００８０】
ある実施の形態では、植物由来の抗湿剤は、カルナウバ蝋、チャノキ油、大豆蝋、大豆油、ラノリン、パーム油、パーム蝋、落花生油、ひまわり油、なたね油、キャノーラ油、藻油、ヤシ油、およびカルナウバ油を含む群から選択される。
【００８１】
ある実施の形態において、石油由来の抗湿剤は、パラフィン蝋、パラフィン油、および鉱油を含む群から選択される。
【００８２】
ある実施の形態において、動物由来の抗湿剤は、蜜蝋および鯨油を含む群から選択される。
【００８３】
抗菌剤
本発明に従い、タンパク質樹脂は任意で抗菌剤を含んでいてもよい。ある実施の形態において、抗菌剤は環境に対して安全な助剤である。ある実施の形態では、抗菌剤はグアニジン高分子である。ある実施の形態では、グアニジン高分子はTeflex（登録商標）である。他の実施の形態において、抗菌剤は、チャノキ油、パラベン、パラベン塩、第四アンモニウム塩、アリルアミン、エキノカンジン、ポリエン系抗真菌物質、アゾール、イソチアゾリノン、イミダゾリウム、ケイ酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、ヨウ化カリウム、銀、銅、硫黄、グレープフルーツ種子エキス、レモンマートル、オリーブ葉エキス、パチョリ、シトロネラ油、オレンジ油、パウダルコおよびニーム油を含む群から選択される。ある実施の形態において、パラベンは、メチル、エチル、ブチル、イソブチル、イソプロピルおよびベンジルパラベン、ならびにその塩を含む群から選択される。ある実施の形態において、アゾールは、イミダゾール、トリアゾール、チアゾール、およびベンゾイミダゾールを含む群から選択される。
【００８４】
複合品
提供される樹脂は、環境に配慮した補強材料と組合わせて複合パネル１０を形成するのに有用である。
【００８５】
繊維
本発明は、本明細書に記載の、生分解性高分子組成物１４からなる少なくとも１つの層を含む、複合パネルとも呼ばれる複合品１０を提供する。特定の実施の形態において、組成物１４は、タンパク質と、第１の補強剤と、任意で天然の第２の補強剤とからなり、これは、粒状材料、繊維、またはその組合せであってもよい。より正確には、天然の第２の補強剤は、環境に配慮した強化繊維、フィラメント、糸、およびその平行配列、毛織物、編物、および／またはタンパク質と異なる環境に配慮した高分子からなる不織布、またはその組合せを含む。
【００８６】
ある実施の形態において、第２の補強剤は、織られたまたは織られていない、洗い上げられたまたは洗い上げられていない、天然繊維である。ある実施の形態では、天然の洗い上げられた不織繊維はセルロース系繊維である。他の実施の形態では、天然の洗い上げられた不織繊維は動物由来の繊維である。
【００８７】
ある実施の形態において、セルロース系繊維は、たとえば、包装されていない、梱包された、袋に入れられた、または箱に入れられた繊維といったように、さまざまな包装形態で入手できる、市場の供給業者から得られる繊維である。他の実施の形態において、セルロース系繊維は、ケナフ、タイマ、亜麻、羊毛、絹、綿、苧麻、モロコシ、ラフィア、サイザル麻、ジュート、サトウキビのバガス、ココヤシ、パイナップル、マニラ麻（バナナ）、ひまわりの茎、ひまわりの殻、落花生の殻、麦わら、燕麦のわら、フラ草（hula grass）、ヘネッケン、トウモロコシ茎葉、竹およびおがくずを含む群から選択される。他の実施の形態において、セルロース系繊維は、衣類、木製品および紙製品から再生された繊維である。さらに他の実施の形態では、セルロース系繊維は堆肥である。さらに他の実施の形態では、セルロース系繊維は、ビスコースレーヨンおよびリヨセル等の再生セルロース繊維である。
【００８８】
ある実施の形態において、動物由来の繊維は、毛または毛皮、絹、鶏および七面鳥を含むさまざまな家禽の羽から得られる繊維、およびクモの糸および羊毛といった再生材料を含む。
【００８９】
ある実施の形態において、不織繊維から不織マット１６を形成してもよい。
ある実施の形態において、不織繊維は既に洗い上げられた状態で供給業者から得られる。他の実施の形態において、不織繊維は、繊維を覆っている天然のリグニンおよびペクチンを除去するために洗い上げられる。さらに他の実施の形態において、不織繊維は洗い上げずに用いる。
【００９０】
さらに他の実施の形態において、本発明で使用される繊維は、洗い上げられたまたは洗い挙げられていない織布である。ある実施の形態では、織布は、バーラップ、リネンまたは亜麻、羊毛、綿、タイマ、絹、およびレーヨンを含む群から選択される。ある実施の形態では、織布はバーラップである。別の実施の形態では、織布は染色されたバーラップ布である。さらに他の実施の形態では、織布は洗い上げられていないバーラップ布である。
【００９１】
さらに他の実施の形態において、本発明で使用される繊維は、不織繊維と織布との組合せである。
【００９２】
ある実施の形態において、この織布は、以下で説明するように、タンパク質と第１の補強剤とを含む、提供された樹脂と混合され、プレスされて複合品になる。
【００９３】
特定の実施の形態において、複合品１０は、提供された、タンパク質と、第１の補強剤と、任意で第２の補強剤とを含む樹脂からなり、第２の補強剤に、提供された樹脂を含浸させることにより、プレプレグとして知られているマットを形成する。任意で、２つ以上のプレプレグを積重ねることによって所望の厚さにしてもよい。任意で、これらプレプレグを、積重ねるかまたは任意で含浸させた織布１つ以上を間に入れて積層することにより、より強くより耐久性のある複合品にする。ある実施の形態において、プレプレグの間に任意で含浸させた織られたバーラップを挟む。ある実施の形態において、プレプレグの積層体の外面を、布または化粧板といった装飾的なまたは見た目に美しい層で覆う。ある実施の形態では、布にシルクスクリーンを施すことによって、ユーザの注文に応じた複合品を作る。重要なことは、本発明がさらに、ホルムアルデヒド系接着剤を用いずに複合品のプレスおよび化粧張りを一工程で行なうプロセスを提供することである。なぜなら、樹脂そのものがプレプレグを化粧板と架橋結合することにより、生分解性の化粧張りされた複合品が得られるからである。他の実施の形態では、化粧板をたとえば木工用接着剤等の適切な接着剤を用いて複合品に取付ける。
【００９４】
他に取り得る形態として、複合品は、タンパク質と、第１の補強剤と、任意で第２の補強剤とを含む乾燥樹脂からなり、第２の補強剤と乾燥樹脂との組合せによって、樹脂／繊維合成物を形成し、これを、任意で、複合品を形成するのに十分な温度、湿度、および／または圧力条件下に置く前に、水で湿らせてもよい。２つ以上の樹脂／繊維合成物を、任意で積重ねるかまたは組合わせることによって所望の厚さにしてもよい。任意で、樹脂／繊維合成物を、積重ねるかまたは任意で含浸させた織布１つ以上を間に入れて積層することにより、より強くより耐久性のある複合品にする。ある実施の形態において、樹脂／繊維構造合成物の間に任意で含浸させた織られたバーラップを挟む。ある実施の形態において、樹脂／繊維合成物の積層体の外面を、布または化粧板といった装飾的なまたは見た目に美しい層で覆う。ある実施の形態では、布にシルクスクリーンを施すことによって、ユーザの注文に応じた複合品を作る。重要なことは、本発明がさらに、ホルムアルデヒド系接着剤を用いずに複合品のプレスおよび化粧張りを一工程で行なうプロセスを提供することである。なぜなら、樹脂そのものがプレプレグを化粧板と架橋結合することにより、生分解性の化粧張りされた複合品が得られるからである。他の実施の形態では、化粧板をたとえば木工用接着剤等の適切な接着剤を用いて複合品に取付ける。
【００９５】
ある実施の形態において、積重ねられたプレプレグをそのまま型に押込むことにより、湾曲した輪郭を有する複合品にすることができる。さらなる実施の形態では、１つの工程で、プレプレグに対して化粧張りおよび成形双方を行なうことができる。化粧板の層に用いる木材は、任意の硬材、軟材または竹材を含むがこれに限定されない。ある実施の形態において、化粧板は、竹材、松材、ホワイトメープル、レッドメープル、ポプラ、クルミ材、オーク、セコイア、カバノキ、マホガニー、黒檀、およびサクラ材である。
【００９６】
ある実施の形態において、複合品１０は、その一枚の板全体の中で、密度が一様でなくてもよい。ある実施の形態では、この一様でない密度を型によって作り出すことができる。この型は、一方の面が湾曲した平坦でない面であり他方の面が平坦であることによって、湾曲した面に一様でない圧力が加わる。他の実施の形態では、この一様でない密度を、平坦でないプレプレグ層を積上げることによって作り出す。この場合、より多く積層された領域、したがって厚い領域に、複合板の中で密度が高い部分が生じる。
【００９７】
ある実施の形態において、プレプレグのプレスは工具仕上げ工程を含み、工具仕上げ工程は、プレスまたは硬化工程の前または後であってかつ複合品を型から取出す前またはその後に行なわれる。ある実施の形態において、工具仕上げ工程は、プレプレグを型に入れた後であってかつプレスまたは硬化の工程の前に行なわれる。このような工程は、プレプレグを含む型を工具仕上げ装置に送ることを含み、工具仕上げ装置が、プレスまたは硬化時のプレプレグの外縁をトリミングすることにより、さらに成形または研磨しなくとも、プレプレグから複合品が得られる。ある実施の形態において、型の外側からトリミングされたプレプレグ材料を、粉砕し樹脂に戻すことによって、再利用することができる。
【００９８】
他の実施の形態において、工具仕上げ工程は、複合品のプレスまたは硬化の後であってかつ複合品を型から取出す前に行なわれる。
【００９９】
生分解性複合品の用途
生分解性組成物を含む複合品１０が消費者製品の製造に有用であることが、当業者に理解されるであろう。生分解性組成物を含む複合品からなる消費者製品は、木板または削片板等の従来の材料と比較して、難燃性である。特に、生分解性組成物を含む複合品からなる消費者製品、たとえば家具、スポーツ用品、および室内装飾は、耐用年数に達すると再生するかまたは堆肥にすることができるので、埋立廃棄物が減少する。さらに、生分解性組成物を含むこのような複合品は、ホルムアルデヒドまたは他の有害化学薬品、たとえばイソシアネートもしくはエポキシ樹脂に含まれる有害化学薬品を用いずに、製造される。
【０１００】
本発明に従うある用途は、提供される複合品を含む車両パネルを提供する。特に、提供される、生分解性組成物を含む複合品からなる車両パネルは、耐用年数に達すると再生するかまたは堆肥にすることができるので、埋立廃棄物が減少する。さらに、提供される、生分解性組成物を含むこのような複合品は、ホルムアルデヒドまたは他の有害化学薬品を用いずに製造されるので、ホルムアルデヒドを環境に排出または放出しない。
【０１０１】
本発明に従うと、車両パネルは、生分解性高分子組成物１４を含む複合層１０を含む。ある実施の形態において、車両パネルは任意で密度が一様でない領域を含む。ある実施の形態において、車両パネルは、第１の密度を有する第１の領域と第２の密度を有する第２の領域とを含む。したがって、ある実施の形態において、本発明の車両パネルは、密度が異なる少なくとも２つの領域を含む。ある実施の形態において、本発明の車両パネルは、密度が異なる少なくとも２つの領域を含み、密度が低い方の領域の表面は密度が高い方の領域と同一面にない。ある実施の形態において、本発明の車両パネルは、密度が異なる少なくとも２つの領域を含み、密度が低い方の領域の１つの表面は密度が高い方の領域と同一面にあり、対応する、対向する表面は平坦でない。ある実施の形態において、車両パネルは曲線状である。ある実施の形態では、密度が異なる少なくとも２つの領域を含む本発明の車両パネルは曲線状である。ある実施の形態において、車両パネルは実質的に直線状である。ある実施の形態では、密度が異なる少なくとも２つの領域を含む本発明の車両パネルは実質的に直線状である。ある実施の形態において、車両パネルは直線状の端部および曲線状の端部双方を含む。他の実施の形態において、車両パネルは実質的に直線状の端部を含む。さらに他の実施の形態において、車両パネルは曲線状の端部を含む。本発明に従い、車両パネルは任意で突起を含み得る。ある実施の形態において、車両パネルは任意で開口を含み得る。ある実施の形態では、この突起が開口を定める。ある実施の形態において、車両パネルは任意で少なくとも１つの突起を含む。ある実施の形態において、車両パネルは任意で少なくとも１つの開口を含む。ある実施の形態において、車両パネルは任意で少なくとも１つの開口と少なくとも１つの突起とを含む。ある実施の形態では、この開口は、孔、隙間、空隙、キャビティ、または中実体の中の中空の場所である。ある実施の形態において、この開口は車両パネルを貫通している。ある実施の形態において、この開口は車両パネルの一部を貫通している。ある実施の形態において、開口の直径は約０．１２５インチ〜約６インチの範囲である。ある実施の形態において、開口の直径は０．５インチ〜約３インチである。他の実施の形態において、開口の直径は３インチと５インチの間である。ある実施の形態において、開口の直径は５インチと１２インチの間である。ある実施の形態において、開口の直径は、１２インチと３６インチの間である。ある実施の形態において、開口の大きさはほぼリベットまたはネジの大きさである。ある実施の形態において、開口の大きさはほぼハンドルの大きさである。ある実施の形態において、開口の大きさはほぼスピーカの大きさである。ある実施の形態において、開口の大きさはほぼ窓の大きさである。ある実施の形態において、開口の大きさはほぼサンルーフの大きさである。ある実施の形態において、開口の大きさはほぼスペアタイア等のタイヤの大きさである。開口は、円筒形、正方形、三角形、矩形、対称または非対称の多面体の突起によって定められるものであってもよい。ある実施の形態において、車両パネルはドアパネルである。ある実施の形態では車両パネルは内部ドアパネルである。このようなある実施の形態において、内部ドアパネルは、１つの複合シートからなる。ある実施の形態において、ドアパネルは開口を含む。このようなある実施の形態において、上記開口の大きさはほぼ窓の大きさである。ある実施の形態に置いて、車両パネルはダッシュボートまたはコンソールである。
【０１０２】
ある実施の形態において車両パネルはさらに、スピーカ、ドアハンドル、窓、ラジオ／ＣＤ／ＭＰ３プレーヤー、ＧＰＳまたはナビゲーションシステム、カップホルダ、収納室、通気孔、温度調節用ノブまたはボタン、車両の機械的性能および／または測定値を表示する機器または計器といった付属装置のために、注文に応じて成形された開口または空間を含む。
【０１０３】
ある実施の形態において、車両パネルはルーフパネルである。ある実施の形態において、ルーフパネルはさらに開口を含む。このようなある実施の形態において、上記開口の大きさは、ほぼ、たとえばサンルーフの窓の大きさである。
【０１０４】
ある実施の形態において、車両パネルはフロアパネルである。
ある実施の形態において、車両パネルは外部パネルである。ある実施の形態において、外部パネルはドアパネルまたはルーフパネルである。
【０１０５】
ある実施の形態において、本発明は、生分解性組成物を含む複合品を備える車両パネルを製造する方法を提供し、この方法は、（ｉ）１つ以上のプレプレグを、２つの工具要素の間に積重ねるステップと、（ｉｉ）複合品を形成するのに十分な圧力をこれら工具要素に加えるステップとを含む。
【０１０６】
ある実施の形態において、生分解性組成物を含む複合品を備える車両パネルを製造する方法は、（ｉ）１つ以上のプレプレグを２つの工具要素の間に積重ねるステップと、（ｉｉ）複合品を形成するのに十分な圧力をこれら工具要素に加えるステップとを含み、これら工具要素の、対向する表面の間の距離は、一定でない。
【０１０７】
ある実施の形態において、本発明は、生分解性組成物を含む複合品を備える車両パネルを製造する方法を提供し、この方法は、（ｉ）１つ以上のプレプレグを２つの工具要素の間に積重ねるステップと、（ｉｉ）第１の密度を特徴とする第１の領域と第２の密度を特徴とする第２の領域とを有する複合品を形成するのに十分な圧力をこれら工具要素に加えるステップとを含む。
【０１０８】
他の実施の形態において、生分解性組成物を含む複合品は、家具に組込まれる。ある実施の形態において、家具は、テーブル、デスク、椅子、棚、カウンター、水道設備のあるカウンター、ベンチ、チェスト、化粧台、スツール、ドレッサー、ベッドフレーム、マットレスフレーム、ベビーベット、娯楽台、本棚等を含み得る。ある実施の形態では、家具は、生分解性組成物を含む複合品からなるフレームを含むカウチおよびリクライニングチェアを含み得る。ある実施の形態では、家具は仕切り壁といったオフィス家具であってもよい。ある実施の形態において、仕切り壁は、押しピンに対応できるよう、密度は一様でない。仕切り壁は、ワイヤおよびケーブルを隠すことができる複数の溝も含み得る。他の実施の形態では、オフィス家具はデスク、椅子、または棚であってもよい。ある実施の形態において、複合品は、注文に応じた嵌め込み細工、ロゴ、色、デザイン等を有する。
【０１０９】
ある実施の形態において、生分解性組成物を含む複合品は、室内装飾品を作るのに使用される。このような室内装飾品は、絵画用額縁、壁紙、キャビネット、キャビネットの扉、装飾的なテーブル、配膳盆および大皿、食卓用三脚、テーブルマット、屏風、装飾的な箱、コルク板等を含む。ある実施の形態において、複合品は、注文に応じた嵌め込み細工、ロゴ、色、デザイン等を有する。
【０１１０】
ある実施の形態において、生分解性組成物を含む複合品は、梯子、ハンマーやナイフやほうきの柄といった工具の柄、鋸台等を含む、工具および産業機器の製造に有用である。
【０１１１】
ある実施の形態において、生分解性組成物を含む複合品は、ギター、ピアノ、ハープシコード、バイオリン、チェロ、バス楽器、ハープ、ビオラ、バンジョー、リュート、マンドリン、および楽器の弓を含む、楽器の製造に有用である。
【０１１２】
ある実施の形態において、生分解性組成物を含む複合品は、棺すなわち棺桶の製造に有用である。特に、棺は、その中にあるものと同じまたは少し遅い速度で生分解するように設計されることがわかるであろう。ある実施の形態において、棺は、成形／プレスプロセス中に化粧張りされる。
【０１１３】
ある実施の形態において、生分解性組成物を含む複合品は、スポーツ用品の製造に有用である。このようなスポーツ用品は、スケートボード、スノーボード、雪上スキー、テニスラケット、ゴルフクラブ、自転車、スクーター、肩、肘、および膝パッド、バスケットボールのバックボード、ラクロス用スティック、ホッケー用スティック、スキムボード、ウェイクボード、水上スキー、ハーフサイズのボード、サーフボード、ウェイクスケート、スノースケート、スノーシューズ等を含む。ある実施の形態において、複合品は、注文に応じた嵌め込み細工、ロゴ、色、デザイン等を有する。
【０１１４】
他の実施の形態において、生分解性組成物を含む複合品は、製品の箱、包装、およびの大量の使い捨て商品の製造に有用である。
【０１１５】
ある実施の形態において、生分解性組成物を含む複合品は、建築材料の製造に有用である。
【０１１６】
他の実施の形態において、生分解性組成物を含む複合品は、自動車、飛行機、列車、自転車、または宇宙船の部品の製造に有用である。
【０１１７】
提供される複合品を調製するための一般的なプロセス
本発明の樹脂の調製において、第１の補強剤を水に溶かすことにより、第１の補強剤の濃度に応じて溶液または弱いゲルを形成し、任意で、抗湿剤、抗菌剤、および追加の補強剤も加える。こうして得られた溶液またはゲルを、最初のタンパク質懸濁液に、可塑剤とともにまたは可塑剤なしで、すべての成分を溶かすのに有効な条件で、加えることにより、生分解性高分子組成物を含む水性樹脂を作る。
【０１１８】
このようにして作られた水性樹脂混合物を繊維構造体に含浸させ、次に、この繊維構造体を任意で乾燥することにより、上記プレプレグを作る。これらプレプレグを、複合体の形成に十分な温度および／または圧力下に置く前に、任意で積重ねるまたは組合わせることによって、所望の厚さにする。
【０１１９】
ある実施の形態において、樹脂を任意で乾燥して粉末にする。ある実施の形態では、樹脂をスプレー乾燥する。他の実施の形態では、樹脂を凍結乾燥する。さらに他の実施の形態では、樹脂を周囲空気の中で乾燥する。さらに他の実施の形態では、樹脂をドラム乾燥する。
【０１２０】
次に、このようにして作られた乾燥樹脂を、任意で、織られたまたは織られていない繊維からなる第２の補強剤と組合わせる。任意で、含浸のプロセスは、乾燥樹脂系と繊維の表面とが確実に十分接触するようにする湿潤剤を含む。湿潤剤は、含浸プロセスの時間を短縮することができ、結果として、より十分に含浸させた繊維／樹脂合成物が得られる。任意で、この樹脂／繊維合成物を適切な湿潤剤で湿らせる。この湿潤剤は、プロピレングリコール、アルキルフェノールエトキシレート（ＡＰＥ）、エポレンＥ−４３、ヤシ油、クフェア油、ベルノニア油、およびパーム核油等のラウリン酸含有油、ドデシル硫酸ナトリウムおよびポリソルベート８０等のイオン性および非イオン界面活性剤、エポキシ化大豆油およびエポキシ化脂肪酸等の大豆系乳化剤、大豆油、亜麻仁油、トウゴマ油、Ｚ−６０７０等のシラン分散剤、Petrolite Corporationから市販されているエトキシ化アルコールUNITHOX（商標）４８０およびUNITHOX（商標）750ならびに酸アミドエトキシレートUNICID（商標）等のポリ乳酸、Dupont, Inc.のzonyl FSM等のエトキシ化フルオロ化合物、エトキシ化アルキルフェノールおよびアルキルアリルポリエーテル、ラウリン酸、オレイン酸、パルミチン酸またはステアリン酸等のＣ１２−Ｃ２５カルボン酸、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミタート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエートまたはソルビタントリオレエート等のソルビタンＣ１２−Ｃ２５カルボン酸塩、ジェミニ界面活性剤、ステアリン酸亜鉛、BYK USAから市販されているDISPERBYK-10、DISPERBYK-107およびDISPERBYK-108等の高分子量湿潤剤、Cognis Corporationから市販されているStarfactant（商標）等の超分岐ポリマー、Consos, Inc.から市販されているConsamine CA、Consamine CW、Consamine DSNT、Consamine DVS、Consamine JDA、Consamine JNF、Consamine NF、Consamine PA、Consamine X、およびConsowet DY等の界面活性剤、Luwax PEおよびモンタンワックス等の蝋、Buckman Laboratoriesから市販されているBusperse 47、Struktol Company of Americaから市販されているTR041、TR251およびTR255等の非イオンまたは陰イオン性湿潤剤、Hydropalat（登録商標）120、Stepanから市販されているIgepal CO 630、Harcros Chemicalから市販されているPolytergent B-300、Union Carbideから市販されているTriton X-100、Byk-Chemieから市販されているBYK A-525およびBYK W-980等のアルキル化シリコンシロキサン共重合体、Kenrich Petrochemicals, Inc.から市販されているKen React LZ-37、Ken React LZ-97およびLICA 44等のネオアルコキシジルコネートおよびネオアルコキシチタネート結合剤、Henkel Corporationから市販されているPerenol F-40等のコポリアクリル酸エステル、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、Morton Internationalから市販されているPave 192、DeForest, Inc.から市販されているDeTHOX DA-4およびDeTHOX DA-6等のデシルアルコールエトキシレート、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、GAF Corp.から市販されているIgepal CO-430、Dow Corning Corpから市販されているZ-6173等の分散補助剤、ポリカプロラクトン、ポリアルカン酸およびポリ乳酸等の脂肪酸および低分子量直鎖脂肪族ポリエステルを含む群から選択される。
【０１２１】
含浸に続いて、繊維／樹脂合成物を任意で切断して所望の大きさおよび形状にしてもよい。次に、樹脂／繊維合成物を、シートになるように形成する。これは、熱または熱と圧力との組合せによって硬化させると１つの層を形成するものである。より厚い複合シートを得るためには、複数のシートを積重ねて硬化すればよい。これらのシートは、異なる層では角度が異なる単一方向の繊維および糸とともに積重ねてもよい。
【０１２２】
ある実施の形態において、乾燥樹脂を、繊維または布に含浸させる前に、水を用いて再構成する。他の実施の形態では、乾燥樹脂を直接乾燥繊維または布に与える。さらに他の実施の形態では、乾燥樹脂を乾燥繊維または布に与え最小量の水を加えて硬化工程を容易にする。
【０１２３】
波形パネル
波型パネルは、２つの平行な面と、これらを繋ぐ材料からなるジグザグ状のウェブで構成される。このパネルを作るプロセスにおいて、１組の台形フィンガの周りに材料が形成される。具体的には、１つのプレプレグ層を、加熱された平らなプラテンの上に置く。一組の平行な台形フィンガをこの第１のプレプレグの最上部の上に置く。もう１つのプレプレグを、上記第１の組のフィンガの最上部の上に設ける。次に、第２の組のフィンガを、前のプレプレグの最上部の上に置く。この第２の組のフィンガを底の組のフィンガと交互にすることにより、フィンガとフィンガの間にあるプレプレグが、外側のプレプレグを接続するジグザグ状のウェブを形成する。最後のプレプレグを第２の組のフィンガの最上部の上に置く。最後に、最上部の加熱されたプラテンを最も上のプレプレグの最上部の上に置く。このように積重ねたものに対して上記のように温度および圧力を加える。プレス中、第１の組のフィンガの最上部と第２の組のフィンガの最下部とが整列し、逆も同様に整列する。この部品を硬化させると、フィンガが側部から外に引き出され（最終部品の端部に対して垂直）、この部品は完成する。
【０１２４】
密度が一様でない複合品
硬化中に、ある部分の中の異なる領域を、より高いまたはより低い圧力に晒すことによって、一様でない密度部分が生じる。この圧力の違いは、いくつかのやり方で得ることができる。第１の方法は、プレプレグ材料の厚みを一定に保ちながら、工具要素同士の間の距離を変化させることを含む。工具要素同士の間の距離を小さくすると、密度は高くなり完成した部分の断面は薄くなる。一様でない密度を作り出す第２の方法は、工具の型の中に置くプレプレグ材料の量を変化させることを含む。工具要素同士の間の距離を一定にしたままで、型の１つの領域の中の材料の量を倍にすると、材料が追加された完成部分の密度は倍になる。密度を変えるこれら２つの方法を組合わせることにより、密度および厚み双方を変化させることができる。
【０１２５】
厚みを変化させることに加え、工具要素を用いて、完成したものに切抜いた部分または穴を作ることができる。この特徴を得るには、型の２つの部分を閉じるときに工具要素同士の間の距離をゼロにするだけでよい。
【０１２６】
次に、タンパク質と第１の補強剤とを含み、さらに任意で抗湿剤、抗菌剤、および追加の補強剤を含む樹脂を、任意で、織られたまたは織られていない繊維からなる第２の補強剤に含浸させる。含浸させた繊維構造を、任意で乾燥させてもよく、任意で所望の大きさおよび形状になるように切断してもよい。次に、含浸させた繊維構造から、樹脂を含浸させた生分解性で再生可能な天然繊維のシートを形成する。このシートを、熱または熱と圧力とを加えることによって硬化させて１つの層を形成する。より厚い複合シートを得るためには、複数のシートを積重ねて硬化させればよい。これらのシートを、異なる層では角度が異なる単一方向の繊維および糸とともに積重ねてもよい。
【０１２７】
具体例
本発明に従う生分解性樹脂は、例示する以下の手順によって調製し得る。
【０１２８】
実施例１
別の容器において、適量の寒天を適量の水と室温以下で混合することによって、寒天混合物を調製した。
【０１２９】
５０Ｌの混合ケトルに２５Ｌの水を入れて約５０℃〜約８５℃に加熱した。適量のタンパク質の２分の１を加え、この混合物のｐＨを、たとえば１Ｎの水酸化ナトリウム溶液といった適切な塩基を用いて約７〜１４に調節した。得られた混合物に、Teflex（登録商標）およびソルビトールを加え、続けて予め形成された寒天混合物を加えた。次に、タンパク質の残りを加え、この混合物に十分な量の水を加えることにより総体積を約５５Ｌにした。得られた混合物を、約７０℃〜約９０℃で３０〜６０分間攪拌されるようにした。次に、蜜蝋を加え、この樹脂混合物を、約７０℃〜約９０℃で約１０〜３０分間攪拌されるようにした。
【０１３０】
このようにして得られた樹脂溶液を、マットまたはシートといった繊維構造に、繊維構造全体に含浸させその表面全体を覆うのに十分な量だけ、与えた。繊維マットを、含浸器内の樹脂に約５分間晒した後、緩く巻き約０〜５時間放置した。次に、任意で、樹脂を含浸させたマットを、もう一度含浸器に通すことによって樹脂に晒した後、緩く巻き、任意で約０〜５時間放置した。ある実施の形態では、プレプレグを、たとえば、ベルトコンベヤ等の常に動いている機械を利用する高生産性プロセスにおいて、放置するまたは休ませる工程なしで加工する。
【０１３１】
このようにして処理された繊維構造を、たとえばオーブンの中で温度約３５〜７０℃で乾燥させることによって前加工することにより、プレプレグと呼ぶものを形成する。別の実施の形態では、プレプレグを蒸気の熱で乾燥させる。さらに別の実施の形態では、プレプレグをマイクロ波技術を用いて乾燥させる。さらに他の実施の形態では、プレプレグを赤外線技術を用いて乾燥させる。これらに代わるやり方としては、この構造体を、１つ以上の乾燥ラックの上で室温または屋外温度で乾燥させる。
【０１３２】
乾燥すると、樹脂を含浸させたマットは、均一な乾燥状態に調節されているまたは均一な乾燥状態に対応するようにされている。ある実施の形態では、マットを約０〜７日間調節した。調節すると、プレプレグの水分は２％と４０％の間である。ある実施の形態では、乾燥させたプレプレグの水分は約５％と１５％の間である。他の実施の形態では、乾燥させたプレプレグの水分は約５％と１０％の間である。
【０１３３】
積層したプレプレグと任意の装飾用被覆を、約１１０℃〜約１４０℃の温度と、１平方フィートあたり約０．００１〜２００トンの圧力で、プレスした。こうして得られた複合品の強度および密度は、プレプレグに加えた圧力に比例する。したがって、低密度の複合品が必要な時、圧力は少し加えるか全く加えない。
【０１３４】
実施例２
上記のような厚みが中程度のおよび厚みが大きい不織シートに、それぞれ含有量２５％および５０％の樹脂を含浸させ、これを乾燥させて水分量が８％未満になるようにした。次に、それぞれのプレプレグを、たとえば上記のように均一的な圧力および変化させた圧力双方を用いてプレスすることにより、硬化させたときに得られる複合パネルの所望の構成を形成した。
【０１３５】
実施例３
上記のような厚みが大きい不織シートに、含有量５０％の樹脂を含浸させ、これを乾燥させて水分量が８％未満になるようにした。次に、このシートを切断して大きさが等しい４つの層にした。これらの層を積重ね、均一的な圧力５０ｔｏｎ／ｆｔ２で、１３分間、セ氏１２５度でプレスすることにより、複合パネルを形成した。加えて、別の複合パネルを形成した。このとき、プレスにポジティブストップを配置して先の複合パネルに０．０６２５インチ加えることによって、厚みが増し密度が低下したパネルを提供した。加えて、さらに別の複合パネルを形成した。このとき、ポジティブストップを設け、元の４層複合パネルに０．１２５インチ追加することによって、複合パネルの密度をさらに低くした。これらストップを、樹脂含有量がそれぞれ２５重量％および５０重量％の媒質および厚みが大きい不織シート１２の形成に用いることにより、剛性が高い複合パネルを製造した。このとき、得られる複合パネルは、周縁部の大きさおよび形状が一様でなく任意の形状および大きさの複合パネルになるように形成できる。さらに、複合パネルは、波打った面を有するまたは有さないように、成形／形成することもできる。
【０１３６】
図４に示されるように、別の複合パネル１０を、少なくとも１つの不織シート１２を、少なくとも１つ、図では複数の、生分解性高分子組成物シート１４（一例として約５３％の樹脂と４７％の漂泊ケナフ繊維とを含むがこれに限定されない）とともにプレスすることにより、構成した。図ではシート１４の数は例として３であるがこれに限定されない。それぞれのシート１２、１４を、対向するプレス部材２９の間で、一定の均一的な圧力（Ｐ）５０ｔｏｎ／ｆｔ２で約１３分間プレスし、加熱要素３１を介しセ氏約１２５℃で加熱することにより、複合パネル１０を形成した。その後、圧縮され結合されたシート１２、１４を、意図する用途の要求に応じて切断および／または成形／形成することができる。
【０１３７】
図５Ａに示されるように、別の複合パネル１０を、少なくとも１つの不織シート１２を、少なくとも１つ、図では複数の、生分解性高分子組成物シート１４とともに、１段プレスプロセスによってプレスすることにより、構成した。図５ではシート１４の数は例として３であるがこれに限定されない。それぞれのシート１２、１４を、対向するプレス部材の間に配置することに加え、フレーム部材２８を、対向するプレス部材２９の間に挿入し、シート１２、１４のうち少なくとも１つの周囲と位置合わせする。図では一例として不織シート１２の外周と位置合わせしている。フレーム部材２８は、たとえば１インチ平方のアルミニウムから、全体的に正方形のフレームとして構成された。このため、プレス力をシート１２、１４に加えている間、一様でない圧力がシート１２、１４に加わる。すなわち、フレーム部材２８があるのでシート１２、１４の外周に加えられる圧力が増し、フレーム部材２８の径方向内側ではシート１２、１４に加えられる圧力は減少する。これにより、フレーム部材２８に接している外周領域では、圧縮されたシート１２、１４に高密度外周部３０が形成され、フレーム部材２８の径方向内側では、シート１２、１４の中央領域に、相対的に密度が低い領域３２が形成される（図５Ａ）。このように、圧縮された高密度領域３０（作られたサンプルでは厚みおよそ０．２インチ）は、硬質で剛性が高く強い外周部３０を提供し、内側の密度が低い領域３２（作られたサンプルでは厚みおよそ１．２インチ）は、軟質で吸音性と断熱性を有する領域３２を提供する。それぞれのシート１２、１４を、圧力５０ｔｏｎ／ｆｔ２で、約１３分間、セ氏約１２５度でプレスすることにより、複合パネル１０を形成した。その後、パネル１０を意図する用途の要求に応じて切断および／または成形／形成することができる。
【０１３８】
図６Ｄに示されるように、別の複合パネル１０を、少なくとも１つの不織シート１２を、少なくとも１つ、図では複数の、生分解性高分子組成物シート１４とともに、２段プレスプロセスによってプレスすることにより、構成した。図ではシート１４の数は例として３であるがこれに限定されない。２段プロセスの第１段階（図６Ａ）では、生分解性高分子組成物シート１４およびフレーム部材３４を、対向するプレス部材２９の間に配置した。前の実施の形態と異なり、フレーム部材３４は、シート１４の中央内部領域３６全体に位置合わせして構成されており、シート１４の外周部３８はフレーム部材３４の横方向外側に延びている。フレーム部材３４は、一例として中実で正方形のアルミニウム片として設けられているがこれに限定されない。このため、プレス力（Ｐ）をシート１４に加えている間、一様でない圧力がシート１４に加わる。すなわち、フレーム部材３４があるので積重ねられたシート１４の中央領域３６に加えられる圧力が増し、フレーム部材３４の径方向外側ではシート１４の外周領域３８に加えられる圧力は減少するまたはない。これにより、フレーム部材３４と位置合わせされている中央領域３６全体において、圧縮されたシート１４の高密度領域が形成され、フレーム部材３４の径方向外側において、外周領域３８に、相対的に密度が低く、圧縮されていないまたはほとんど圧縮されていない領域が残る。次に、本発明のさらなる局面に従い、プレスされ結合されたシート１４を、不織シート１２と周囲に延在するフレーム部材２８とともに、第２段のプレス機に配置する（図６Ｃ）。フレーム部材２８は、概ね先の実施の形態のものと同じであるため、同じ参照番号で示されており、圧縮され結合されたシート１４の、圧縮されていない外周領域３８と位置合わせして構成されている。不織層１２はフレーム部材２８と結合されたシート１４との間に配置され、フレーム部材２８は、圧縮されていない外周部３８および不織層１２の外周部と位置合わせして構成されている。次に、シート１２、１４を、プレス部材２９の間において、圧力（Ｐ）約７００ｐｓｉで、１３分間、セ氏約１２５度で圧縮することにより、複合パネル１０を形成した（図６Ｄ）。その後、圧縮され結合された複合品１０を、意図する用途の要求に応じて切断および／または成形／形成することができる。得られた複合パネル１０は、その外周領域３８に沿う部分も、外周領域３８に囲まれた中央領域３６の中も、強く高密度である。上記外周領域３８に沿う部分は、アルミニウムのフレーム部材２８が層１２、１４の材料に対してプレスされる部分であり、上記中央領域３６の中は、アルミニウムのフレーム部材３４が第１のプレス段において層１４に対してプレスされる部分である。中央領域３６においても外周領域３８においても圧縮されているシート１４は、圧縮されていることによって強度が増していることに加え、厚みおよび密度が均一または実質的に均一である。さらに、不織層１２の中央領域は、外周フレーム部材２８からの圧縮を受けていないので、複合パネル１０は、不織層１２が全くまたは実質的に圧縮されていない部分において、厚みが大きく軟質で吸音性の中央領域３２を有する。
【０１３９】
実施例４
本発明の別の局面に従い、図７に示されるように本発明に従って構成された別の複合部材１０が示されている。この複合品１０は、カーペット４０と、構造層と、断熱層とを含む、結合された層の積層体を含む。生分解性高分子組成物シート１４および不織層１２はそれぞれ、構造層および断熱層を提供する。カーペット４０の層を層１２、１４にまず結合し、次に、カーペットと層１２、１４とを含む結合された層を、複合立体構成になるように形成することによって、複合非平面形状を容易に形成できることがわかっている。カーペット４０は、補助的な接着剤の力を借りずに直接熱と圧力によって樹脂層１４を介して結合できる。たとえばにかわ、複合繊維、低融点繊維といった補助的な接着剤は、必要に応じて使用できる。
【０１４０】
本発明には上記教示に照らして数多くの修正および変形が可能であることは明らかである。したがって、本発明は具体的に記載されているものではなく以下の請求項の範囲内で実施し得ることが理解されるはずである。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図３】
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