(57)【要約】  吸音複合層（１２）と、第１の断熱層（１４）とから形成される多層絶縁材料（１０）の形成方法を提供する。吸音および絶縁層は、ポリマー系の熱可塑性材料と、強化繊維とから形成される。好ましくは、強化繊維は、ウェットユースチョップドストランドガラス繊維（ＷＵＣＳ）である。吸音複合層は、ＷＵＣＳ繊維を開繊し、強化繊維とポリマー繊維とを混合し、強化繊維とポリマー繊維とをシート状に成形し、次いで、シートを接着することによって、形成することができる。次いで、１つ以上のポリマー系熱可塑性有機材料から形成された第１の断熱層が、吸音複合層の第１の主表面上に配置される。ポリマー繊維からなる第２の断熱層（１６）は、選択的に、吸音複合層の第２の主表面上に配置される。多層吸音材料は、半構造および防音用途に利用することができる。【選択図】図３
2008520849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿潤強化繊維束（２００）を、少なくとも部分的に開繊するステップ（２１０）と、
前記湿潤強化繊維中に存在する水分の少なくとも一部分を除去して、脱水強化繊維を形成するステップと、
第１の熱可塑性ポリマー繊維（２４０）を、前記脱水強化繊維と混合して、吸音複合層（１２）を形成するステップと、
第２の熱可塑性ポリマー繊維の第１の断熱層（１４）を、前記吸音複合層の第１の主表面に付するステップと、を含み、
前記第２の熱可塑性ポリマー繊維は、前記第１の熱可塑性ポリマー繊維と同じ、または異なる、
ことを特徴とする断熱および吸音複合材（１０）の形成方法。
【請求項２】
前記混合ステップの後、前記第１の熱可塑性ポリマー繊維と、前記脱水強化繊維とを熱接着するステップ（２９０）を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記混合ステップは、
前記第１の熱可塑性ポリマー繊維と、前記脱水強化繊維とを混ぜて、前記第１の熱可塑性ポリマー繊維と前記脱水強化繊維との混合物を形成するステップと、
前記混合物をシート状に成形するステップと、を含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記シートを成形するステップは、前記混合物を少なくとも１つのシート成形機（２７０）に通すステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記シートを成形する前に、混合物を、充填箱タワー（２６５）に移送するステップを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記熱接着の前に、前記シートをニードリング（２８０）して、前記吸音複合層に構造的一体性を与えるステップを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記湿潤強化繊維は、ウェットユースチョップドストランドガラス繊維であり、前記第１および第２の熱可塑性ポリマー繊維は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニル／塩化ビニル繊維、低重合度のアクリル酸アルキルポリマー繊維、アクリロニトリルポリマー繊維、部分加水分解ポリ酢酸ビニル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリビニルピロリドン繊維、アクリル酸スチレン繊維、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリスルフィド、ポリカーボネート、レーヨンおよびナイロンからなる群より選択される、少なくとも１つの要素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の断熱層は、二成分繊維を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の熱可塑性ポリマー繊維は、様々な直径あるいは様々な長さを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の熱可塑性ポリマー繊維は、様々な長さと直径を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の熱可塑性ポリマー繊維を、前記脱水強化繊維と混合する前に、前記第１の熱可塑性ポリマー繊維を少なくとも部分的に開繊するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
第２の断熱層（１６）を、前記吸音複合層の第２の主表面に取付けるステップを更に含み、前記第２の主表面は、前記第１の主表面と反対側である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の断熱層は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリスルフィドおよびポリカーボネートからなる群より選ばれる１以上のポリマー材料を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の断熱層を形成する前記ポリマー材料は、様々な長さあるいは様々な直径を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の断熱層を形成する前記ポリマー材料は、様々な長さと直径とを有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
外装層を、前記第１の断熱層の露出面に付するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
湿潤強化繊維束を少なくとも部分的に開繊するステップと、
前記湿潤強化繊維から水分の少なくとも一部分を除去して、脱水強化繊維を形成するステップと、
第１のポリマー繊維を、前記脱水強化繊維と混合するステップと、
前記混合した第１のポリマー繊維と前記脱水強化繊維をシート状に成形するステップと、
前記シート中の前記第１のポリマー繊維と前記脱水強化繊維とを接着して、吸音複合層（１２）を形成するステップと、
第２の熱可塑性ポリマー繊維の第１の断熱層（１４）を、前記吸音複合層の第１の主表面に取付けて、複合材料を形成するステップと、
前記複合材料を成形して、所望の形状を有する半構造吸音複合製品を形成するステップと、を含む、
ことを特徴とする成形半構造吸音複合製品の形成方法。
【請求項１８】
第２の断熱層（１６）を、前記第１の主表面と反対側である、前記吸音複合層の第２の主表面に取付けるステップを更に含み、前記第２の断熱層は、第３の熱可塑性繊維から形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第３の熱可塑性繊維は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリスルフィドおよびポリカーボネートからなる群より選ばれる１つ以上のポリマー材料を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記湿潤強化繊維は、ウェットユースチョップドストランドガラス繊維であり、前記第１および第２の熱可塑性ポリマー繊維は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニル／塩化ビニル繊維、低重合度のアクリル酸アルキルポリマー繊維、アクリロニトリルポリマー繊維、部分加水分解ポリ酢酸ビニル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリビニルピロリドン繊維、アクリル酸スチレン繊維、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリスルフィド、ポリカーボネート、レーヨンおよびナイロンからなる群より選ばれる少なくとも１つの要素を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記混合した第１のポリマー繊維と前記脱水強化繊維をシート状に成形するステップは、前記混合物を少なくとも１つのシート成形機に通すステップからなる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記シートを成形する前に、前記混合物を充填箱タワーに移送するステップを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
第１のポリマー繊維束を少なくとも部分的に開繊するステップと、
第２のポリマー繊維束を少なくとも部分的に開繊するステップと、
前記少なくとも部分的に開繊した第１と第２のポリマー繊維を混合して、前記少なくとも部分的に開繊した第１と第２のポリマー繊維の混合物を形成するステップと、
前記混合物をシート状に成形するステップと、
前記第１および第２のポリマー繊維を接着して、繊維ポリマーマットを形成するステップと、を含む、
ことを特徴とする繊維ポリマーマットを形成する方法。
【請求項２４】
前記接着ステップの前に、バインダー樹脂を前記シートに加えるステップを更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記成形ステップの前に、前記少なくとも部分的に開繊した第１と第２のポリマー繊維を、充填箱タワーに搬送するステップを更に含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記成形ステップは、前記混合物を、少なくとも１つのシート成形機に通すステップからなる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記接着ステップの前に、前記第１のポリマー繊維と前記第２のポリマー繊維とをニードリングして、前記繊維ポリマーマットを機械的に強化するステップを更に含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に吸音製品に関し、より詳細には、熱可塑性繊維とガラス繊維主体の第１のポリマー層と、第２の有機繊維層と、を含む、断熱吸音複合材料を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遮音材は、外部源からの騒音を低下させることが望まれる、様々な環境に用いられる。例えば、遮音材は、家の周辺地域に発せられた音を減少させるために、電気製品に、モータの機械音および道路のノイズを減少させるために、自動車に、電話の会話や事務機器の操作からなど、職場から発生する音を弱めるために、オフィスビルに、などの用途に用いられてきた。自動車では、絶縁材料はまた、熱遮蔽特性に頼って、自動車の様々な熱源（例えば、エンジン、トランスミッション、排気管など）から、車の客室の熱の伝達を減少させ、あるいは防止する。防音は、典型的には、吸音（すなわち、入射音波を吸収する能力）と伝達損失（すなわち、入射音波を反射させる能力）の両方に頼って、十分な音の減衰を提供する。
【０００３】
従来の防音材は、発泡体、圧縮繊維、繊維ガラス中入れ綿、フェルト、メルトブロー繊維のような不織繊維ウェブ、などの材料を含む。硬質絶縁材が望まれるときは、１以上の絶縁層と、１以上の硬質材層と、からなる積層体が、一般に用いられる。従来の防音材の例を以下に説明する。
【０００４】
オリンガー他の米国特許第５，６６２，９８１号には、強化繊維（例えば、ガラス繊維とポリマー繊維）を含む樹脂製芯層と、強化繊維をほぼ含まない樹脂製表面層とを有する、成形複合製品が記載される。表面層は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）またはポリカーボネートなどの熱可塑性または熱硬化性材料から形成することができる。
【０００５】
パテル他の米国特許第５，８８６，３０６号は、メルトブローまたはスパンボンド熱可塑性繊維（例えば、ポリプロピレン）層と、フィルム層、箔層、紙層またはスパンボンド熱可塑性繊維層との間に挟まれた、一連のセルロース繊維層を含む、層状吸音ウェブを開示する。
【０００６】
ティルトン他の米国特許第６，６６９，２６５号は、非常に高い防音部分と、水分障壁として機能することができる、比較的高密度のスキンと、を有する繊維材料を記載する。繊維材料は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ガラス繊維、天然繊維およびこれらの混合物を含む。
【０００７】
中村他の米国特許第６，６９５，９３９号は、基材と、基材に接着されたスキンとから形成される内装トリム材を開示する。基材は、熱可塑性繊維と無機繊維の混繊である、マット状の繊維構造体である。スキンは、基材の熱可塑性繊維の融点よりも高い融点を有する繊維から形成された高融点繊維シートである。高融点繊維は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維とすることができる。
【０００８】
ティルトン他の米国特許出願公開第２００３／００３９７９３号は、ポリマー繊維からなる、非積層防音および断熱層を含む、車用トリムパネル絶縁材を記載する。絶縁材は、比較的高密度の、ポリマー繊維からなる非積層スキンおよび／または、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、レーヨン、エチレン酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、繊維スクリム、金属箔およびこれらの混合物から形成された１層以上の外装層も含むことができる。
【０００９】
ティルトン他の米国特許出願公開第２００４／０００２２７４号は、（１）ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、繊維ガラス、天然繊維、ナイロン、レーヨン、およびこれらの混紡から形成されたベース層と、（２）外装層と、を含む、積層材料を開示する。ベース層は、約０．５〜１５．０ｐｃｆ（８．０〜２４０．３ｋｇ／ｍ3）の密度を有し、外装層は、約１０〜１００ｐｃｆ（１６０〜１６０２ｋｇ／ｍ3）の密度を有する。
【００１０】
ティルトン他の米国特許出願公開第２００４／００２３５８６号およびブロック他の同第２００３／０００８５９２号は、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、繊維ガラス、天然繊維、ナイロンおよび／またはレーヨンから形成された第１の繊維層と、メルトブローポリプロピレン繊維層を有する、繊維ブランケット材を開示する。第２の繊維層が、第１の繊維層とメルトブロー繊維層との間に挟まれてもよい。ブランケット材は、特定の製品用途の音減衰を提供するように調整することができる。
【００１１】
シュミット他の米国特許出願公開第２００４／００７７２４７号は、約１．８ｄｐｆ（２．０ｋｇ／ｍ）未満の平均デニールを有する熱可塑性スパンボンドフィラメントから形成された第１の層と、約２．３ｄｐｆ（２．６ｋｇ／ｍ）より大きい平均デニールを有する熱可塑性多成分スパンボンドフィラメントを含む第２の層とを含む不織布積層体を記載する。積層体は、第１の層の密度が、第２の層の密度よりも大きく、且つ第２の層の厚さが第１の層の厚さよりも大きい、構造を有する。
【００１２】
当該技術分野に存在する多数の防音製品があるが、既存の絶縁製品のいずれも、自動車用途にとって、十分な構造特性を提供していない。かくして、優れた音減衰特性、改良された構造的および熱的特性を示し、且つ軽量でコストが低い防音材の要求が存在する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的は、吸音および半構造用途に用いることができる多層複合材を提供することである。多層複合材は、吸音複合層と第１の断熱層とから形成される。吸音複合層を形成する繊維材料は、ポリエステルおよびポリプロピレンのようなポリマー系熱可塑性材料およびガラス繊維のような強化繊維を含む。繊維材料は、４０〜６０％のガラス繊維を有するのがよい。第１の断熱層は、吸音複合層の第１の主表面上に位置する。第１の断熱層を形成する繊維材料は、吸音複合層に存在するような、ポリマー系熱可塑性有機材料を含む。好ましい実施形態では、第１の断熱層は、１００％ポリマー繊維で形成される。しかしながら、第１の断熱層を形成する繊維材料の成分として、二成分繊維を、全繊維の１０〜８０％の量含んでもよい。１種類以上のポリマー材料を用いて、第１の断熱層を形成してもよい。ポリマー材料は、異なる長さと直径を有してもよい。第２の断熱層を、選択的に、吸音複合層の第２の主表面上に配置してもよい。吸音複合層と第１および第２の断熱層とは、ランダムに配向された繊維の不織マットでもよいし、エアレイド、ウェットレイドまたはメルトブロー製法で形成されてもよい。
【００１４】
本発明のその他の目的は、吸音複合層と、第１の断熱層とから形成される断熱および吸音複合材料を形成する方法を提供することである。吸音複合層は、熱可塑性ポリマー繊維と強化繊維との混合物から形成され、且つ断熱層は、熱可塑性ポリマー繊維から全体が形成される。第１の断熱層中の熱可塑性ポリマー繊維は、吸音複合層に存在する熱可塑性ポリマー繊維と同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００１５】
好ましい実施形態では、強化繊維は、ウェットユースチョップドストランドガラス繊維である。湿潤強化繊維は、典型的には、個々のガラス繊維のベール、パッケージまたは束の形で塊状に集められている。吸音複合層を形成するためには、湿潤強化繊維を開繊して、湿潤強化繊維中に存在する水分の少なくとも一部分を除去する。少なくとも１つの例示的実施形態では、湿潤強化繊維束は、束を少なくとも部分的に開繊し、湿潤強化繊維をフィラメント化する第１の開繊機中に送り込まれる。次いで、第１の開繊機は、開繊された湿潤強化繊維束を、コンデンサーに送り込み、湿潤強化繊維から水分を除去する。次いで、強化繊維を更にフィラメント化し且つ分離する第２の開繊機に、強化繊維を選択的に移送してもよい。ポリマー繊維を開繊機に通すことによって、熱可塑性ポリマー繊維を、開繊するのがよい。開繊機は、当該技術分野で良く知られているような、ベールオープナーであるのがよい。
【００１６】
次いで、例えば、繊維を空気流中で混ぜることによって、強化繊維と熱可塑性ポリマー繊維を混合する。次いで、強化繊維とポリマー繊維との混合物を、繊維をシートに成形する、少なくとも１つのシート成形機に移送するのがよい。次いで、シートは、バーブニードルを、シートの繊維に押し通して、強化繊維とポリマー繊維とを絡ませる、ニードリング工程にかけられるのがよい。シートは、熱接着機を通過し、強化繊維とポリマー繊維とが熱的に接着されて、吸音複合層を形成することができる。次いで、第１の断熱層が、吸音複合層の第１の主表面に貼付される。
【００１７】
本発明の更に他の目的は、繊維ポリマーマットを形成する方法を提供することにある。この工程では、強化繊維は用いられない。第１のポリマー繊維束と、第２のポリマー繊維束とを、第１と、第２の開繊機とにそれぞれ通すことによって、開繊する。次いで、開繊された第１および第２のポリマー繊維を、混合し、送風ユニットなどによって、シート成形機へ移送する。シートは、機械的強化のため、ニードル加工装置に搬送されるのがよい。シートを熱接着機および／またはニードル機械に通す前に、バインダー樹脂を加えてもよい。バインダー樹脂は、当業者に知られたいかなる適当な方法によって、加えることができる。生成した繊維ポリマーマットは、カーペットの下の、および、自動車のトリムパネルのダッシュインシュレータ用マットとしてのみならず、第１の断熱層としても用いることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の利点は、望ましい吸音特性を供給するために必要とされる、サイクル時間、材料、および人件費が減少することである。多層複合材料の構造的および熱的特性が改良されたため、所望の音減衰、構造的能力または絶縁能力を達成するために、従来されていたのと同じように、二次材料を最終的な吸音部品に加える必要がない。これらの二次材料の除去により、自動車とＲＶ車の内装吸音および構造パネルを形成するのに必要とされる材料の量が減少し、且つ製造ステップを除去し、それによって、全体の生産力を増大させ、サイクル時間を減少させる。
【００１９】
本発明のその他の利点は、断熱および吸音複合材料は、吸音および絶縁層および断熱層の繊維の重量を変えることによって、あるいは、各層の繊維種類を変更することによって、特定製品の用途に必要とされる特性を最適化できることである。その上、成形複合部品の厚さ、成形複合部品の多孔度（例えば、空孔率）、および空気流路を、吸音複合材料のポリマー繊維の坪量および／またはガラス含有量を変更することによって制御することができる。
【００２０】
本発明の更なる利点は、断熱および吸音複合材料は、成形あるいはダイカットして、１ステップ工程で、所望の吸音および半構造最終部品を形成することができることである。
【００２１】
本発明の更にその他の利点は、強化繊維材料として、ウェットユースチョップドストランドガラス繊維を用いるとき、ガラス繊維を容易に開繊することができ、ガラス繊維内に存在する水分のために、静電気が殆ど発生することなく、繊維にばらすことができることである。その上、乾燥繊維は、一般的に、切断される前に別のステップで乾燥されまとめられるので、ウェットユースチョップドストランドガラス繊維は、ドライチョップド繊維よりも製造するのが安い。従って、ウェットユースチョップドストランドガラス繊維を用いることで、複合製品をより低コストで製造することができる。
【００２２】
本発明の、上述の、およびその他の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な説明を考慮することにより、以下で更に十分に明らかとなるであろう。しかしながら、図面は、例示を目的としており、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきものではないと、はっきりと理解されなければならない。
【００２３】
本発明の利点は、以下の本発明の詳細な開示を考慮して、特に、添付図面と共に考慮したときに、明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
他で定義されなければ、ここで用いられる全ての技術および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。ここに記載される方法および材料と同様の、あるいは均等のいかなる方法および材料を、本発明の実施あるいは試験に用いることができるが、好ましい方法および材料をここに記載する。公開された、またはそれに相応する米国または外国の特許出願、発行された米国または外国の特許、またはいかなるその他の引用文献を含むここに引用される全ての引用文献は、各々、引用文献に示される全てのデータ、表、図面、および文章を含む全体として、援用される。
【００２５】
図面では、線、層、領域の厚さは、明瞭にするために誇張されているかも知れない。層、領域、基板、またはパネルのような要素が、その他の要素「上」にあると言及されるときは、直接、その他の要素上にあってもよいし、介在する要素が存在していてもよいことが理解されるであろう。「頂部」、「底部」、「側部」、その他の用語は、ここでは、説明のためのみに用いられる。図面中に見られる同じ番号は同じ要素を示すことが、留意されなければならない。「シート」、「マット」、「ベール」および「ウェブ」の語は、ここでは交換可能に用いることができる。
【００２６】
本発明は、（１）ポリマー系熱可塑性材料（例えば、ポリプロピレン）と強化繊維（例えば、ガラス繊維）とを含む、第１の複合層と、（２）第２の有機繊維層（例えば、ポリエチレンテレフタレート）と、から形成される、多層吸音材料に関する。多層複合材料は、電気製品、オフィスのスクリーンおよびパーティション、天井タイル、建築パネル、および自動車（例えば、ヘッドライナー、フードライナー、フロアライナー、トリムパネル、パーセルシェルフ、サンシェード、インストルメントパネル構造、ドアインナーなど）のような半構造用途、並びに、レクリエーション用車両（ＲＶ車）のウォールパネルやルーフパネルなどの多数の非構造吸音用途に利用することができる。
【００２７】
吸音複合層１２と第１の断熱層１４とから形成された多層断熱および吸音複合材料１０を、図１に示す。吸音複合層１２および第１の断熱層１４の命名は、ここでの議論を容易にするために用いられ、吸音複合層１２と第１の断熱層の両方とも吸音および断熱特性を提供する。その上、少なくとも吸音複合層１２は、構造的あるいは半構造的特性を最終吸音製品に提供する。
【００２８】
吸音複合層１２を形成する繊維材料は、ポリマー系熱可塑性材料、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、エチレン酢酸ビニル／塩化ビニル（ＥＶＡ／ＶＣ）繊維、低重合度のアクリル酸アルキルポリマー繊維、アクリロニトリルポリマー繊維、部分加水分解ポリ酢酸ビニル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリビニルピロリドン繊維、アクリル酸スチレン繊維、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリスルフィド、ポリカーボネート、レーヨン、ナイロン、およびこれらの混合物などのような、ポリマー系熱可塑性材料を含むが、これらに限定されない。かくして、吸音複合層１２には、１つ以上のポリマーが含まれてもよい。好ましくは、ポリマー繊維は、長さが約６〜７５ｍｍであり、より好ましくは、１８〜５０ｍｍである。その上、ポリマー繊維は、長さ当りの重量が、３〜３０デニールであるのがよく、好ましくは、３〜７デニールである。吸音複合層１２内の熱可塑性ポリマー繊維は、様々な長さ（例えば、アスペクト比）と直径を有するのがよい。ポリマー繊維は、吸音複合層１２中に、４０〜８０重量％の量存在するのがよく、好ましくは、４０〜６０重量％の量存在する。
【００２９】
ポリマー繊維を、例えば、マレイン酸あるいはアクリル酸のような酸でカルボキシル基を導入することによって、酸性基で官能基化してもよいし、あるいは、無水物基または酢酸ビニルを加えることによって、官能基化してもよい。ポリマー熱可塑性材料は、ポリマー繊維状ではなく、フレーク状、顆粒状、あるいは粉末状であってもよい。ポリマー繊維に加えて、フレーク状、顆粒状、および／または粉末状の樹脂を加えてもよい。
【００３０】
その上、吸音複合層１２を形成する繊維材料は、特定用途の特定性能要求を満たすように、例えば、ガラス繊維、天然繊維、金属繊維、セラミック繊維、鉱物繊維、炭素繊維、黒鉛繊維、またはこれらの組み合わせなどの強化繊維を含むが、これらに限定されない。好ましくは、強化繊維材料は、ガラス繊維である。Ａガラス繊維、Ｃガラス繊維、Ｅガラス繊維、Ｓガラス繊維、またはこれらを改質したものなどのいかなる種類のガラス繊維を、強化繊維材料として、吸音複合層１２中に含むことができる。本発明に関連して用いる、「天然繊維」の用語は、茎、種、葉、根あるいは靱皮を含むがこれらに限定されない、植物のいかなる部分からでも取り出した植物繊維を指す。強化繊維材料としての使用に適した天然繊維の例は、綿、ジュート、竹、カラムシ、麻、亜麻、およびこれらの組み合わせを含む。
【００３１】
繊維材料は、天然繊維、ガラス繊維、あるいは他の強化繊維を、２０〜６０％、好ましくは、４０〜６０％含むのがよい。強化繊維は、直径が約１１〜２５ミクロンで、長さが約１０〜１００ｍｍであるのがよい。好ましい実施形態では、強化繊維は、直径が１２〜１８ミクロンで、長さが２５〜５０ｍｍである。熱可塑性ポリマー繊維と同様に、吸音複合層１２内の強化繊維は、様々な長さと直径を有するのがよい。
【００３２】
吸音複合層１２は、エアレイド、ウェットレイドまたはメルトブロー不織マット、あるいはランダムに配向した熱可塑性繊維とガラス繊維からなるウェブから形成することができる。少なくとも１つの例示的実施形態では、吸音複合層１２は、ウェットレイド工程によって形成される。例えば、チョップドガラス繊維と熱可塑性繊維とを、バインダーと、分散剤、粘度調整剤、消泡剤、および／またはその他の化学剤を含む水溶液中に分散させ、撹拌して、スラリーを形成する。次いで、スラリー中の熱可塑性繊維とガラス繊維を、移動スクリーン上に堆積させ、それによって、水を除去してマットを成形するのがよい。選択的に、マットをオーブンで乾燥させる。次いで、マットを、バインダー組成物中に浸漬するのがよく、するとマットにバインダーが浸漬する。次いで、マットを乾燥させて、いかなる残留水分をも除去し、バインダーを硬化させる。得られた不織マット（例えば、吸音複合層１２）は、分散した熱可塑性繊維とガラスフィラメントの集合体である。
【００３３】
変形例では、吸音複合層１２は、エナムル・ハクの「ドライレイド工程でのウェットユースチョップドストランドガラスを用いた熱可塑性複合体の開発」と題した米国特許出願公開第２００５−００８２７２１号に記載され且つ開示されるように、ドライレイド工程でウェットユースチョップドストランドガラス繊維（ＷＵＣＳ）を用いることによって形成される。このような工程は、一般的に、図２に示すように、強化繊維とポリマー（樹脂）繊維とを開繊し（ステップ１００）、強化繊維と樹脂繊維とを混合し（ステップ１１０）、強化繊維と樹脂繊維とをシート状に成形し（ステップ１２０）、選択的に、該シートをニードリングして、シートに構造的一体性を与え（ステップ１３０）、シートを熱的に接着する（ステップ１４０）。
【００３４】
今、図３を参照すると、湿潤強化繊維とポリマー繊維との開繊を、最も良く見ることができる。図３は、ウェットユースチョップドストランドガラス繊維（ＷＵＣＳ）の開繊を示しているが、好ましい湿潤強化繊維、当業者によって同一に扱われることができるいかなる適当な湿潤強化繊維も、図示した工程で利用することができる。本発明に用いられるような湿潤強化繊維は、典型的には、個々のガラス繊維のベール、パッケージ、または束の形に、塊状に集められている。ここで用いる「束」という用語は、当業者が容易に特定でき、理解できるであろう、いかなる種類の湿潤強化繊維の塊状も指すことを意味する。強化繊維として用いるウェットユースチョップドストランドガラス繊維は、当該技術分野で知られている在来の工程によって形成することができる。好ましくは、ウェットユースチョップドストランドガラス繊維は、５〜３０％の含水量を有し、より好ましくは、５〜１５％の含水量を有する。
【００３５】
ウェットユースチョップドストランドガラス繊維を開繊するために、典型的には個々のガラス繊維のベール、パッケージ、または束の形のＷＵＣＳガラス繊維２００を、第１の開繊機２１０に送り込み、該開繊機は、ＷＵＣＳガラス繊維２００を少なくとも部分的に開繊し、そしてフィラメント化する（例えば、個別化する）。次いで、第１の開繊機２１０は、ＷＵＣＳガラス繊維２００を、コンデンサー２２０に投入または送り込み、ここでＷＵＣＳガラス繊維２００から水分が除去される。例示的実施形態では、７０％より多くの、遊離水分、例えば、ガラス繊維の外部の水分が除去される。しかしながら、好ましくは、コンデンサー２２０によって、ほぼ全ての水分が除去される。ここで用いられるように「ほぼ全ての水分」という句は、全てまたはほぼ全ての遊離水分を除去することを示すことを意味することに、留意すべきである。
【００３６】
一旦、ＷＵＣＳガラス繊維２００がコンデンサー２２０を通過したら、次いで、ＷＵＣＳガラス繊維２００を、第２の開繊機２３０に通すのがよい。第２の開繊機２３０は、更に、ＷＵＣＳガラス繊維２００をフィラメント化し、分離する。
【００３７】
ポリマー繊維２４０を開繊するために、ポリマー繊維２４０を、第３の開繊機２５０に通し、ここでポリマー繊維２４０を開繊して、フィラメント化する。樹脂がフレーク状、顆粒状あるいは粉末状である変形実施形態では、第３の開繊機２５０を、ポリマー繊維２４０をＷＵＣＳガラス繊維２００と混ぜる送風ユニット２６０に分配するのに適当な装置に置き換えてもよい。適当な装置は、当業者によって容易に特定することができる。ポリマー繊維２４０に加えてフレーク状、顆粒状あるいは粉末状の樹脂が用いられる実施形態では、フレーク、顆粒あるいは粉末を分配する装置は、第３のベール開繊機２５０に置き換わらない。変形例では、樹脂粉末、フレークあるいは顆粒を、ポリマー繊維２４０に加えて、あるいはその代わりに、熱接着機２９０での熱接着の前に加えてもよい。
【００３８】
チョップドロービング、ドライユースチョップドストランドガラス（ＤＵＣＳ）、Ａガラス繊維、Ｃガラス繊維、Ｅガラス繊維またはＳガラス繊維、天然繊維（例えば、ジュート、麻、ケナフ）、アラミド繊維、金属繊維、セラミック繊維、鉱物繊維、炭素繊維、黒鉛繊維、ポリマー繊維、またはこれらの組み合わせのような、その他の種類の繊維を、吸音複合層１２の所望の組成に依存して、付加的な開繊機（図示せず）によって開繊して、フィラメント化することができる。これらの繊維を、ポリマー繊維２４０に関して後述するように、送風ユニット２６０の空気流に加えて、ＷＵＣＳガラス繊維２００と混ぜる。このような繊維が加えられるとき、空気流中の繊維の約１０〜３０％が、これらの追加繊維からなることが好ましい。
【００３９】
第１、第２、第３の開繊機（２１０、２３０、２５０）は、好ましくは、ベールオープナーであるが、湿潤強化繊維束を開繊するのに適したいかなる種類の開繊機でもよい。開繊機の設計は、開繊される繊維の種類と物理特性に依存する。本発明に用いるのに適した開繊機は、計量装置を有するまたは有しない、いかなる在来の標準タイプのベールオープナーをも含む。ベールオープナーは、様々な精密開繊機を備え、１つ以上のリッカーインドラムあるいは鋸歯状ドラムを選択的に収容してもよい。ベールオープナーは、送りローラあるいは送りローラとノーズバーとの組み合わせを備えるのがよい。コンデンサー２２０は、例えば、空気乾燥機、オーブン、ローラ、吸引ポンプ、加熱ドラム乾燥機、赤外線加熱源、熱風ブロワー、またはマイクロ波放射源のような、当該技術分野で知られているいかなる既知の乾燥または水分除去装置であってもよいが、これに限定されない。
【００４０】
ＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０とを開繊し、フィラメント化した後、これらの繊維は、送風ユニット２６０に移送され、ここでＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０とが空気流中で混合される（図２のステップ１１０）。次いで、混合されたＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０は、送風ユニット２６０からの空気流によって、第１のシート成形機２７０に移送され、ここで繊維はシートに成形される（図２のステップ１２０）。本発明の１つの例示的実施形態では、開繊されたＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０は、送風ユニット２６０から充填箱タワー２６５に移送されて、ＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０とを、例えば、電子計量装置によって、第１のシート成形機２７０に容積測定して送り込む。充填箱タワー２６５が、第１のシート成形機２７０内に配置されてもよいし、あるいは第１のシート成形機２７０の外に配置されてもよい。更に、充填箱タワー２６５は、第１のシート成形機２７０に入る前に、ＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０とを更に混合して混ぜる、バッフルを含んでもよい。
【００４１】
変形例では、混合したＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０は、第１のシート成形機２７０に入る前に、カーディング工程におけるように、繊維を平行列にカーディングする細い針金あるいは歯で覆われた、ドラム、または一連のドラム上に、吹き付けられる（図示せず）。
【００４２】
少なくとも１つの例示的実施形態では、第１のシート成形機２７０によって成形されたシートは、第２のシート成形機２７５に移送される。第２のシート成形機２７５によって、シートは、ＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０のほぼ均一な分布を有するようにされる。その上、第２のシート成形機２７５によって、吸音複合層１２は、高度な構造的一体性を有するようにされる。特に、成形された吸音複合層１２は、１００〜３０００ｇ／ｍ2の重量分布を有するのがよく、好ましい重量分布範囲は、約６００〜２０００ｇ／ｍ2である。
【００４３】
第１と第２のシート成形機２７０、２７５は、２〜４つのふるいドラムを有する、少なくとも１つのリッカーインドラムを含むのがよい。用いられる強化繊維に依存して、第１と第２のシート成形機２７０、２７５は、以下の１つ以上を備えてもよい：コンデンサー、分配コンベア、粉末散布機、および／またはチップ散布機。コンデンサーと分配コンベアを有するシート成形機は、典型的には、充填箱タワー２６５へのより高い水準の繊維送り込みと、充填箱２６５を通る空気量の増加を達成するために用いられる。開繊した繊維の改善したクロス分布を達成するために、分配コンベアは、シートの方向と直交して走ることができる。その結果、開繊した繊維は、殆どあるいは全く圧力をかけること無しに、コンデンサーから、充填箱タワー２６５に移送される。
【００４４】
第１のシート成形機２７０と第２のシート成形機２７５とを出たシートは、選択的に、ニードリング工程にかけられ、ニードルが、シートの繊維に押し通されて、ＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０とをからませる（図２のステップ１３０）。ニードリング工程は、ニードルフェルト装置２８０で起こる。ニードルフェルト装置２８０は、ウェブ送り込み機構、ニードルボードを有するニードルビーム、数が機械幅のメートル当り約５００本乃至メートル当り約７５００本のバーブフェルトニードル、ストリッパープレート、ベッドプレート、および、巻取り機構を含むのがよい。ＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０の機械的な結合は、バーブフェルトニードルを、繰り返しシートに出入れすることによって、達成される。本発明の工程に用いるために選ばれた、特定の強化繊維とポリマー繊維について用いる、最適なニードルの選択は、当業者に容易に特定されるであろう。
【００４５】
シート成形ステップ１２０（図２）または選択的なニードリングステップ１３０（図２）の後、シートを、熱接着機２９０に通して、ＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０とを熱接着するのがよい。熱接着では、ポリマー繊維の熱可塑性特性を用いて、加熱時に、強化繊維（例えば、ＷＵＣＳガラス繊維２００）との接着を形成する。熱接着機２９０は、例えば、オーブン接着、強制空気を用いるオーブン接着、赤外線加熱、熱カレンダー、ベルトカレンダー、超音波接着、マイクロ波加熱、および加熱ドラムなどの、当該技術で知られた、いかなる既知の加熱および接着方法をも含むことができる。選択的に、これらの接着方法の２つ以上を組み合わせて用いて、シートのＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０を接着してもよい。熱接着機２９０の温度は、使用する特定のポリマー繊維の融点に依存して、約１００℃〜約２５０℃の範囲であるのがよい。
【００４６】
ポリマー繊維２４０の熱可塑性特性を用いて、ＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０を接着することができるが、単一成分結合繊維、二成分結合繊維および／または粉末化したポリマーをシートに加えて、更に、ＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０を接着してもよい。このような繊維の典型的な例は、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、およびポリプロピレン−ポリエチレン繊維を含む。このような繊維は、送風ユニット２６０で、ＷＵＣＳガラス繊維２００とポリマー繊維２４０の初期の混合中、加えられるのがよい。
【００４７】
シートが、第１のシート成形機２７０あるいは第２のシート成形機２７５から出た後に、シートの強度を増すために用いられてもよいその他の方法は、化学的接着である。化学的接着では、接着剤を、シートまたはウェブに塗布して、強化繊維と樹脂繊維とを接着する。液体主体の接着剤、粉末接着剤、フォーム、ときには、有機溶剤を、化学的接着剤として用いることができる。もし、接着剤が、粉末状またはフレーク状であれば、シートが熱接着機２９０に入る前に、シートに加えることができる。化学的接着剤の適当な例は、アクリレート重合体、共重合体、スチレンブタジエン共重合体、酢酸ビニルエチレン共重合体、およびこれらの組み合わせを含むが、これに限定されない。例えば、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、エチレン酢酸ビニル／塩化ビニル（ＥＶＡ／ＶＣ）、低重合度のアクリル酸アルキルポリマー、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルポリマー、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、他のモノマーとの塩化ビニリデン共重合体、部分加水分解ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエステル樹脂、アクリル酸スチレンを、接着剤として用いることができる。化学的接着剤は、シートを含浸させ、コーティングし、あるいはスプレーすることによって、均一に塗布することができる。接着剤を収容するシートが熱接着機２９０に通されるとき、接着剤は、ＷＵＣＳガラス繊維とポリマー繊維２４０を更に接着する。化学的接着を開始するために必要な温度は、強化繊維と樹脂繊維との熱的接着のために必要な温度よりも概して低いが、化学的接着工程は、余分な接着剤の除去と更にシートの乾燥を必要とするので、熱的接着ほど望ましくはない。
【００４８】
第１の断熱層１４を形成する繊維材料は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリスルフィド、ポリカーボネート、およびこれらの混合物などのポリマー系熱可塑性有機材料を含むが、これらに限定されない。１種類以上のポリマー材料を、第１の断熱層１４を形成するために用いることができる。第１の断熱層１４を形成するポリマーは、同じ、あるいは異なる長さおよび／または直径を有してもよい。例えば、第１の断熱層１４は、ポリマー繊維が異なる長さおよび／または直径を有する、単一のポリマー繊維材料（例えば、ＰＥＴ）から形成されてもよい。その他の例として、第１の断熱層１４は、２つ以上の異なるポリマーから形成されてもよく、ポリマーの各々は、同じ長さと直径を有してもよいし、あるいは、変形例として、ポリマーは、異なる長さおよび／または直径を有していてもよい。複合製品の吸音作用は、ポリマー繊維の長さとデニールを変えることによって、細かく調整することができる。更に、第１の断熱層１４に存在するポリマー繊維材料の割合を、特定の吸音特性を達成するように、変化させることができる。第１の断熱層１４中のポリマー繊維は、直径が、約２〜３０デニールであるのがよく、好ましくは３〜７デニールであり、長さは、６〜７５ｍｍであるのがよく、好ましくは１８〜５０ｍｍである。好ましい実施形態では、第１の断熱層１４中のポリマー繊維の長さは、吸音複合層１２中に存在する強化繊維とほぼ同じ長さである。
【００４９】
その上、第１の断熱層１４の繊維材料は、二成分繊維のような、熱融着性繊維を含んでもよい。二成分繊維は、一方のポリマーからなる芯と、他方のポリマーからなる周囲鞘とを有する繊維を形成するように結合された２つのポリマーを含む。二成分繊維が、第１の断熱層１２の成分として用いられるとき、二成分繊維は、全繊維の１０〜８０％の量、存在するのがよい。
【００５０】
第１の断熱層１４は、エアレイド、ウェットレイド、あるいはメルトブロー工程によって形成されてもよい不織マットであり、望ましくは、上述したように、ポリマー系熱可塑性材料から１００％形成される。好ましくは、第１の断熱層１４は、エアレイド工程で形成される。例えば、熱可塑性繊維のエアレイドマットは、ポリマー材料を溶融室あるいは金型内で溶融し、複数のオリフィスを通して押し出して、連続フィラメントを形成することによって、作ることができる。ポリマーフィラメントがオリフィスを出ると、フィラメントは、フィラメントを繊細化し、別々の、個々のポリマー繊維を形成する、高速空気流中に、直接導入される。次いで、ポリマー繊維は、空気透過性コンベアあるいはスクリーン上で冷却、収集されて、第１の断熱層１４を形成する。
【００５１】
ドライレイド工程で、２つのポリマー繊維を用いて、第１の断熱層１４を形成する１つの例示的実施形態を図４に示す。第１の断熱層１４を形成するために、追加のポリマー繊維を用いてもよいこと、および図４での２つのポリマー繊維の描写は、例示のためのみであることが、理解されなければならない。第１のポリマー繊維３００と第２のポリマー繊維４００は、第１のポリマー繊維３００と第２のポリマー繊維４００とを、典型的には個々の繊維のベール、パッケージ、あるいは束の形で、第１の開繊機２１０と第２の開繊機４１０とにそれぞれ通すことによって、開繊することができる。第１のポリマー繊維３００と第２のポリマー繊維４００とは、同じでも異なっていてもよく、上述したように、互いに異なる長さおよび／または直径を有してもよい。次いで、ポリマー繊維３００、４００は、送風ユニット２６０によって、第１のシート成形機２７０に搬送される。変形例では、第１と第２のポリマー繊維３００、４００は、充填箱タワー２６５に搬送されて、シート成形機２７０に容積測定されて送り込まれるのがよい。次いで、シート成形機２７０を出たシートは、選択的に、機械的強化のために、第２のシート成形機（図示せず）および／またはニードルフェルト装置２８０（図示せず）に、搬送されるのがよい。
【００５２】
シートを熱接着機２９０に通す前に、バインダー樹脂３５０を加えるのがよい。バインダー樹脂３５０は、例えば、フラッド抽出法のような適当な方法によって、あるいは、シート上にバインダー樹脂３５０をスプレーすることによって、加えられるのがよい。ポリマー繊維３００、４００を結合することのできる、いかなるバインダー樹脂も用いることができる。適当な例は、単一成分および二成分繊維あるいは粉末を含む。更に、加えられるバインダーの量を、所望のマットの種類に依存して、変化させるのがよい。次いで、シートは、熱接着機２９０に通されて、バインダー樹脂３５０を硬化させ、ポリマー繊維３００、４００に構造的一体性を与える。変形例では、硬化速度と、硬化したバインダー樹脂の質を改良するために、塩化アンモニウム、ｐ−トルエン、スルホン酸、硫酸アルミニウム、リン酸アンモニウム、あるいは硝酸亜鉛などの触媒を用いてもよい。
【００５３】
第１の断熱層１４は、吸音複合層１２の主表面に配置され、例えば、ニップロールシステムによって、あるいはラミネータを用いることによって、吸音複合層１２に取付けられる。更に、Ｐｌｅｘａｒ（登録商標）（クオンタムケミカル社から商業的に入手可能）、Ａｄｍｅｒ（登録商標）（三井石油化学工業から商業的に入手可能）、Ｂｙｎｅｌ（登録商標）（デュポンから商業的に入手可能な無水変性ポリオレフィン）のような樹脂結合層、スプレー接着剤、感圧性接着剤、超音波および振動溶接、あるいはその他の一般的に用いられる固定技術を、２つの熱可塑性層を一緒に保持するために、用いることができる。第１の断熱層１４は、製造効率を改善させるために、吸音複合層１２にインラインで取付けられるのが好ましい。
【００５４】
選択的に、第２の断熱層１６が、図５に示すように、吸音複合層１２の第２の主表面上に配置されてもよい。第２の断熱層１６は、第１の断熱層１４に関して上述したような熱可塑性有機ポリマーから１００％形成され、第１の断熱層１４と同じでも、異なっていてもよい。第２の断熱層１６を形成するために用いられる、ポリマー系熱可塑性、有機材料の限定しない例は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリスルフィド、ポリカーボネート、およびこれらの組み合わせを含む。第２の断熱層１６は、ニップロールシステムによって、ラミネータによって、あるいは、上述したような樹脂結合層によって、吸音および絶縁層１２に接着することができる。
【００５５】
更に、吸音複合材料１０は、断熱層１４、１６の一方または両方の上に、外装層（図示せず）を含むこともできる。外装層は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）の共重合体のような膜の形でもよいし、例えば、これらに限定はされないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）あるいはナイロンなどから形成された織布であってもよい。更に、外装層は、ビニール、皮、紙系であってもよい。外装層は、特定用途の要求に合うように調整できるように、吸音複合材料１０の吸音特性を変えるのを助けることができる。更に、外装層は、外装層の材料に依存して、例えば、これらに限定はされないが、水の透過率あるいは不透過率、摩耗抵抗、および／または熱抵抗などの、吸音複合材料１０の物理特性を改善することができる。
【００５６】
吸音複合層１２、第１の断熱層１４、選択的な第２の断熱層１６を製造する工程は、インライン、すなわち、連続する方法で、あるいは個々のステップで、行うことができる。好ましくは、工程は、インラインで行う。更に、特殊フィルム、スクリム、および／または布を加えるような、いかなる付加的な工程ステップも、本発明の範囲内であると考えられる。
【００５７】
吸音複合材料１０は、吸音複合層１２と第１の断熱層１４とが膨らむあるいは広がるように、強制空気、対流、あるいは赤外線オーブンで加熱するのがよい。次いで、膨らんだ断熱および吸音複合材料１０は、表面材料とともに、あるいは無しで、成形（例えば、熱成形、熱スタンプ）あるいはダイカットされ、例えば、ヘッドライナー、フードライナー、フロアライナー、トリムパネル、パーセルシェルフ、サンシェード、インストルメントパネル構造物、ドアインナーあるいは、レクリエーション用車両のウォールパネルあるいはルーフパネルなどの所望の吸音、半構造最終部品を、１ステップ工程で形成することができる。
【００５８】
本発明の断熱および吸音複合材料１０は、所望の吸音特性を提供するのに必要とされるサイクル時間と材料と人件費とを減少させる。例えば、自動車のインテリアパネルあるいは荷台フロアが、従来通りに製造されるとき、綿ショディあるいはポリマー繊維系マットのような材料の付加的な層が、客室の騒音を減少させるために、加えられる。複合材料１０の高吸音性能によって、所望の音減衰を達成するために最終吸音部品（例えば、インテリアトリムパネルあるいはヘッドライナー）に二次材料を加える必要がない。更に、レクリエーション用車両のインテリアサイドウォールなどの従来の構造的用途では、絶縁能力を増大させるために、発泡材がサイドパネルの後ろに加えられる。複合材料１０の改良された構造的および断熱特性のため、このような発泡材の使用は、不要である。これらの二次材料の除去は、自動車およびＲＶ車用の、インテリア吸音、構造パネルを形成するために必要な材料の量を減らし、製造ステップ（すなわち、二次材料を据付けること）を除去し、従って、全体の生産性を増大させ、サイクル時間を減少させる。
【００５９】
更に、断熱および吸音複合材料１０は、製品の製造中、異なる層中の繊維の重量を変えることによって、ガラス含有量および／または、ガラスの長さあるいは直径を変化させることによって、ポリマー繊維の長さあるいはデニールを変えることによって、あるいは、各々の層の繊維の調合物を変化させることによって、特定用途に必要とされる特性を最適化する能力を提供する。形成された複合部品の厚さ、形成された複合部品の多孔度（例えば、空孔率）および空気流路は、ポリマー繊維の坪量および／または断熱および吸音複合材料１０のガラス含有量を変化させることによって、制御することができる。例えば、断熱および吸音複合材料１０の重量とガラス含有量を増大させることは、最終吸音部品の厚さを増大させることができ、言い換えると、最終部品の多孔度を増加させることができる。更に、吸音複合層１２中のガラス繊維の方向は、エアレイド工程で指向的に配置されて、空気流路を変化させ、所望の吸音特性を達成し、あるいは、特定用途の要求に合うように、複合材料１０を調整する。典型的には、ガラス繊維は、Ｘ−Ｙ方向に置かれる。しかしながら、Ｚ方向を、層１２、１４に加えることは、流れ抵抗を増大させ、吸音特性を改善させる。
【００６０】
複合材料１０は、改良された構造的および断熱特性を示す、最終製品を形成する。理論で束縛されたくないが、最終部品の改良された構造的特性（例えば、曲げ、引張り特性）は、吸音複合層１２中の異なる物理特性（例えば、長さ、直径）のポリマー繊維とガラス繊維との様々な組み合わせに帰すると思われる。また、最終部品の改良された断熱特性は、断熱層１４中のポリマー繊維に帰すると思われる。断熱層１４は、改良されたエンドユース温度能力（例えば、熱たわみ温度）と、吸音特性とを提供する。
【００６１】
ウェットユースチョップドストランドガラス繊維を、強化繊維材料として用いるとき、ガラス繊維中に存在する湿分により、静電気が殆ど生じずに、ガラス繊維を、容易に開繊し、繊維にばらすことができるのが、本発明の利点である。更に、乾燥繊維は、一般的に、切断される前に、別のステップで、乾燥され、まとめられるので、ウェットユースチョップドストランドガラス繊維は、ドライチョップド繊維よりも製造するのが、より安価である。従って、ウェットユースチョップドストランドガラス繊維の使用によって、複合製品をより低いコストで製造することができる。
【００６２】
断熱および吸音複合材料は、１ステップ工程で、成形（例えば、熱成形、あるいは熱スタンプ）あるいはダイカットされて、所望の吸音および半構造最終部品を形成することができるのが、本発明の更なる利点である。
【００６３】
断熱および吸音複合材料は、製品の製造中、異なる層中の繊維の重量を変えることによって、あるいは、各々の層の繊維の調合物を変化させることによって、特定用途に必要とされる特性を最適化するのが、本発明の別の利点である。成形された複合部品の厚さ、成形された複合部品の多孔度（例えば、空孔率）、空気流路は、ポリマー繊維の秤量および／または吸音複合材料のガラス含有量を変化させることによって、制御することができる。
【００６４】
本願発明を、包括的に、および特定実施形態に関しての両方で上述した。本発明は、好ましい実施形態と思われることにおいて記載されているが、当業者に知られた変形例の広範な変化が、包括的な開示内で選択されることができる。本発明は、以下の特許請求の範囲の記載を除いて、別の方法では限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の少なくとも１つの例示的実施形態による、吸音複合層と断熱層から形成された複合材料の概略図である。
【図２】本発明の１つの態様による、ドライレイド工程で湿潤強化繊維を用いるステップを示すフロー図である。
【図３】本発明の少なくとも１つの例示的実施形態による、ウェットユースチョップドストランドガラス繊維を用いて吸音複合層を形成する、エアレイド工程の概略図である。
【図４】本発明の少なくとも１つの例示的実施形態による、２種類のポリマー繊維を用いて第１の断熱層を形成する、エアレイド工程の概略図である。
【図５】本発明の少なくとも１つの例示的実施形態による、吸音複合層の第１と第２の表面上の断熱層を含む複合材料の概略図である。
【図１】
2008520849.tif 000003
【図２】
2008520849.tif 000004
【図３】
2008520849.tif 000005
【図４】
2008520849.tif 000006
【図５】
2008520849.tif 000007
【国際調査報告】
2008520849.tif 000008
2008520849.tif 000009
2008520849.tif 000010