(57)【要約】  熱可塑性結合材料と強化繊維の束で形成された音及び熱吸収性チョップドストランドマット(295)を提供する。強化繊維は、好ましくはウェットユースのチョップドストランド(WUCS)ガラス繊維である。熱可塑性結合材料は、強化繊維より低い融点を有するいずれの熱可塑性又は熱硬化性材料でもよい。WUCS繊維を部分的に広げ、熱可塑性結合材料をフィラメント化し、該強化繊維と熱可塑性結合繊維をブレンドし、該強化繊維と熱可塑性結合繊維をシートに形成し、かつシートを結合することによって、チョップドストランドマットを形成することができる。結合工程の際、熱可塑性結合繊維の融点より高いが、ガラス繊維の融点より低い温度にシートを加熱する。融解した熱可塑性結合繊維が接着剤として作用してガラス繊維を束状態に維持する。このようにして形成されたチョップドストランドマットを自動車用途の強化材料として使用することができる。【選択図】図３
2008525663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用途で使うのに適した遮音及び断熱チョップドストランドマットの製造方法であって、以下の工程を含む方法：
ウェット強化繊維の束を少なくとも部分的に広げる工程(100)；
前記ウェット強化繊維の部分的に広げられた束から少なくとも一部の水を除去して、脱水した強化繊維束を形成する工程；
前記脱水した強化繊維束と熱可塑性結合材料を混合して、前記脱水した強化繊維束と前記熱可塑性結合材料の実質的に均一な混合物を形成する工程(110)；
前記脱水した強化繊維束と前記熱可塑性結合材料の前記混合物をシートに形成する工程(120)；及び
前記脱水した強化繊維束と前記熱可塑性結合材料の少なくとも一部を結合してチョップドストランドマットを形成する工程(140)。
【請求項２】
前記結合工程が、前記熱可塑性結合材料の融点より高く、かつ前記脱水した強化繊維束の融点より低い温度に前記シートを加熱して、前記熱可塑性結合材料を少なくとも部分的に融かし、かつ前記脱水した強化繊維束と前記熱可塑性結合材料の少なくとも一部を結合する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記形成工程が、前記脱水した強化繊維束と前記熱可塑性結合材料の前記混合物をシート形成機(270)に通す工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記形成工程の前に、前記脱水した強化繊維束と前記熱可塑性結合材料の前記混合物を装填ボックスタワー(260)に輸送する工程をさらに含み、前記装填ボックスタワーは、前記シート形成機に、前記混合物を容積測定して供給する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記結合工程の前に、前記シートをニードリングプロセス(280)に供して、前記脱水した強化繊維束と前記熱可塑性結合材料を機械的に結合する工程をさらに含み；かつ前記熱可塑性結合材料が、熱可塑性繊維、熱硬化性繊維及び二成分繊維から成る群より選択される少なくとも１種の材料である、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記結合工程が、前記シートをニードリングプロセスに供して、前記脱水した強化繊維束と前記熱可塑性結合材料を機械的に結合する工程を含み；かつ前記熱可塑性結合材料が、熱可塑性繊維、熱硬化性繊維及び二成分繊維から成る群より選択される少なくとも１種の材料である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記結合工程の前に、結合剤(285)を添加する工程をさらに含み、前記結合剤が、樹脂粉末、樹脂フレーク、ラテックスポリマー、樹脂顆粒、接着剤フォーム及び有機溶剤から成る群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記熱可塑性結合材料の束を広げて、前記熱可塑性結合材料をフィラメント化する工程をさらに含み、前記熱可塑性結合材料が、熱可塑性繊維、熱硬化性繊維及び二成分繊維から成る群より選択される少なくとも１種の材料である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ウェット強化繊維がウェットユースのチョップドストランドガラス繊維であり、かつ前記熱可塑性結合材料が、熱可塑性繊維、熱硬化性繊維及び二成分繊維から成る群より選択される少なくとも１種の材料である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
自動車用途で使うのに適した遮音及び断熱不織チョップドストランドマットであって、
脱水したウェット強化繊維の束(200)と、
前記脱水したウェット強化繊維の束の融点より低い融点を有する熱可塑性結合材料(210)とを含み、前記熱可塑性結合材料は、前記脱水したウェット強化繊維の束と前記熱可塑性結合材料の少なくとも一部を結合しており、かつ
前記脱水したウェット強化繊維の束と前記熱可塑性結合材料が、前記チョップドストランドマット全体に実質的に均一に分布している、前記チョップドストランドマット。
【請求項１１】
前記強化繊維が、ガラス繊維、ウールガラス繊維、天然繊維、金属繊維、セラミック繊維、鉱物繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリマーベース熱可塑性繊維及びこれらの組合せから成る群より選択される、請求項１０に記載のチョップドストランドマット。
【請求項１２】
前記脱水したウェット強化繊維が、全繊維の質量の約８０〜約９８質量％の量で前記チョップドストランドマット中に存在し、かつ前記熱可塑性結合材料が、全繊維の質量の約２〜約２０質量％の量で前記チョップドストランドマット中に存在する、請求項１０に記載のチョップドストランドマット。
【請求項１３】
前記チョップドストランドマットが、約８０〜約５００ｇ/ｍ2の重量分布を有する、請求項１２に記載のチョップドストランドマット。
【請求項１４】
前記脱水したウェット強化繊維が、脱水したウェットユースのチョップドストランドガラス繊維であり、かつ前記熱可塑性結合材料が二成分繊維である、請求項１０に記載のチョップドストランドマット。
【請求項１５】
前記二成分繊維が、ポリエチレンテレフタレート/ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレン、ポリプロピレン/ポリエチレン、コポリエステルポリエチレンテレフタレート/ポリエチレンテレフタレート(coPET/PET)、ポリ-1,4-シクロヘキサンジメチルテレフタレート/ポリプロピレン(PCT/PP)、高密度ポリエチレン/ポリエチレンテレフタレート(HDPE/PET)、高密度ポリエチレン/ポリプロピレン(HDPE/PP)、線状低密度ポリエチレン/ポリエチレンテレフタレート(LLDPE/PET)、ナイロン6/ナイロン6,6(PA6/PA6,6)、及びグリコール変性ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレンテレフタレート(6PETg/PET)から成る群より選択される、請求項１４に記載のチョップドストランドマット。
【請求項１６】
以下の工程を含む、積層複合物の製造方法：
第１接着剤で形成された第１接着剤層(320)をスクリム(310)の上に置く工程；
前記第１接着剤層の上に第１チョップドストランドマット層(340)を置く工程、ここで前記チョップドストランドマットは、脱水したウェット強化繊維の束と、前記脱水したウェット強化繊維の融点より低い融点を有する熱可塑性結合材料とを含み、前記熱可塑性結合材料は熱処理されて、少なくとも部分的に融解し、前記脱水したウェット強化繊維の束と前記熱可塑性結合材料の少なくとも一部を結合している；
第２接着剤で形成された第２接着剤層(340)を前記第１チョップドストランドマット層の上に置く工程；及び
前記第２接着剤層の上にフォーム材料(350)を位置づけて積層複合物を形成する工程。
【請求項１７】
以下の工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法：
第３接着剤で形成された第３接着剤層(370)を前記フォーム材料の上に置く工程；
前記第３接着剤層の上に第２チョップドストランドマット層(295)を位置づける工程；及び
第４接着剤で形成された第４接着剤層(380)を前記第２チョップドストランドマット層の上に置く工程。
【請求項１８】
前記チョップドストランドマットを形成する工程をさらに含み、前記形成工程が以下の工程を含む、請求項１７に記載の方法：
ウェット強化繊維の束(200)を部分的に広げる工程；
前記ウェット強化繊維の部分的に広げられた束から少なくとも一部の水を除去して、脱水したウェット強化繊維の前記束を形成する工程；
前記脱水したウェット強化繊維束と前記熱可塑性結合材料を混合して、前記脱水したウェット強化繊維束と前記熱可塑性結合材料の実質的に均一な混合物を形成する工程(250)；
前記脱水したウェット強化繊維束と前記熱可塑性結合材料の前記混合物をシートに形成する工程(270)；及び
前記脱水したウェット強化繊維束と前記熱可塑性結合材料の少なくとも一部を結合して前記チョップドストランドマットを形成する工程(290)。
【請求項１９】
前記第１、第２、第３、及び第４接着剤が、フィルム形態及び粉末形態から成る群より選択される形態を有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記フォーム材料がポリウレタンフォームボードである、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記積層複合製品が自動車用ヘッドライナーであり、かつ前記方法が以下の工程をさらに含む、請求項１７に記載の方法：
前記積層複合製品をトリミングする工程；及び
前記トリミングした積層複合製品をヘッドライナーに成形する工程。
【請求項２２】
前記トリミング工程の前に、前記積層複合製品をラミネーションオーブンに通す工程をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
以下の工程を含む、積層複合製品の製造方法：
以下の工程を含む第１層状材料(400)を形成する工程：
第１接着剤で形成された第１接着剤層(410)を第１スクリム(310)の上に置く工程；
前記第１接着剤層の上に第１チョップドストランドマット層(295)を位置づける工程、ここで前記チョップドストランドマットは、脱水したウェット強化繊維の束と、前記脱水したウェット強化繊維の融点より低い融点を有する熱可塑性結合材料とを含み、前記熱可塑性結合材料は、前記脱水したウェット強化繊維の束と前記熱可塑性結合材料を結合している；及び
第２接着剤で形成された第２接着剤層(430)を前記第１チョップドストランドマット層の上に置く工程；
以下の工程を含む第２層状材料(435)を形成する工程：
第３接着剤で形成された第３接着剤層(440)をフォーム材料層(350)の上に置く工程；
前記第３接着剤層の上に第２チョップドストランドマット層(295)を置く工程；
第４接着剤で形成された第４接着剤層(450)を前記第２チョップドストランドマット層の上に置く工程；及び
前記第４接着剤層の上に第２スクリム(310)を置く工程；並びに
前記第２層状材料と前記第１層状材料を、前記フォーム材料層が前記第２接着剤層に隣接するように位置づけて、前記積層複合製品を形成する工程。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔発明の分野及び産業上の利用可能性〕
本発明は、一般的に音響製品に関し、さらに詳しくは、熱可塑性結合材料と、強化繊維の束とで形成され、かつ自動車及び産業用途で強化材料として使用可能な音及び熱吸収性チョップドストランドマットに関する。
【０００２】
〔発明の背景〕
外部起源からの騒音を鎮静させることが望まれる種々の環境で遮音材料が使用されている。例えば、家の周囲領域に発せられる音を減少させる用途、モーター及び道路の騒音といった機械音を減少させるため自動車内、及び電話の会話又は事務装置の操作等のような職場から生成される音を軽減するためオフィスビル内などの用途で遮音材料が使用されている。従来の遮音材料として、フォーム、圧縮繊維、ガラス繊維バット(batt)、フェルト、及びメルトブローン繊維のような繊維の不織ウェブ等の材料が挙げられる。遮音は、典型的に、音吸収(入射音波を吸収する能力)と伝送損(入射音波を反射する能力)の両方に依って十分な音の減衰を与える。
自動車内では、遮音材料は、自動車内の種々の熱源由来(例えば、エンジン、トランスミッション、排気管等から)の熱の該車輌のパッセンジャー・コンパートメントへの伝達を低減又は防止するための熱遮蔽特性にも依存する。このような遮蔽材は、一般的ににヘッドライナー、ダッシュライナー、又は防火壁ライナーとして自動車内で使用される。ライナーは典型的に、（１）所望の機械的強度特性を与えるための遮蔽材料の１又は２以上の層と、（２）自動車内での簡単かつ便利な据付け及び正確な機能遂行を可能にするための剛性材料の１又は２以上の追加層との積層で形成される。
慣習的に、移動コンベヤー上でスクリムの上に位置づけられた接着剤層の上にルーズなチョップドガラス繊維の層を置くことによって、積層材料を形成することができる。次に、第２接着剤層を前記ガラス繊維上に置いて適所にガラス繊維を保持する。積層品を用いて自動車用のヘッドライナーを形成する場合、第２接着剤の上にポリウレタンボードを置き、そのポリウレタンボードの上に接着剤、チョップドガラス繊維、及び接着剤の連続層を置く。次に、この層状材料をラミネーションオーブンに通し、熱と圧力を加えて複合材料を形成後、ヘッドライナーに形成することができる。
【０００３】
これらの積層複合材料の製造で直面する１つの問題は、前記チョップドガラス繊維を接着剤層の上に一様に分布させることである。ガラス繊維の均一な分布が与えられないと、最終的な複合材料が望ましくない特性を有しかねない。ルーズなチョップドガラスを使用する従来の方法の別の問題点は、製造プロセス中にチョップドガラスを添加すると、時間及び費用がかかることである。さらに、ルーズなガラスは、積層材料を形成する労働者と該繊維が接触すると、皮膚を刺激する可能性がある。
ルーズなチョップドガラスの使用に付随する問題に対する１つの解決法は、ルーズなチョップドガラスの代わりにガラスマットを使用している。ある従来法では、ガラスロービングをコンベヤーシステム上でチョップし、該ガラスのトップ上に薄い接着剤スパンボンド材料を置く。チョップドガラスの第２層を前記スパンボンド材料の上に位置づけ、チョップドガラス/スパンボンド接着剤/チョップドガラスのサンドイッチ様材料を形成する。この三層材料を積層オーブンに通してチョップドガラスマットを形成する。他の従来法で用いられるルーズなチョップドガラスの代替物として該マットをヘッドライナーの製造で使用できる。しかし、チョップドロービングを用いる従来のマットは、製造に費用がかかる。さらに、このマットは最終製品の音響性能に役立つ多孔性構造を持たない。
従って、当該技術では、優れた遮音特性を示し、改良された構造、音響、及び熱特性を有し、かつ軽量で低コストの、自動車用途のライナーで強化材料として使うための不織マットが要望されている。
【０００４】
〔発明の概要〕
本発明の目的は、強化繊維の束と、熱可塑性結合材料とを含むチョップドストランドマットの製造方法を提供することである。チョップドストランドマットを製造するため、ウェット強化繊維の束を部分的に広げ(open)又は“けば立てる(fluff)”が、フィラメント化せず、かつ該強化繊維から水を除去することによって、少なくとも部分的に脱水する。乾燥した強化繊維の束を、好ましくは高速空気流中で熱可塑性結合材料と混合し、強化繊維の束と熱可塑性結合材料との実質的に均一な混合物を形成する。少なくとも１つの典型例では、熱可塑性結合材料は繊維の束の形態であり、かつ脱水した強化繊維の束と混合する前にオープニング装置でフィラメント化される。強化繊維の束と熱可塑性結合材料の混合物をシート形成機に通すこと等によって、該混合物をシートに形成する。次に、該シートを前記熱可塑性結合材料の融点より高いが、前記強化繊維束の融点より低い温度に加熱して前記熱可塑性結合材料を少なくとも部分的に融かし、前記脱水した強化繊維束と熱可塑性結合材料を結合することができる。さらに、強化繊維束と熱可塑性結合材料を結合する前に、シートに結合剤を添加してよい。熱可塑性結合材料が熱可塑性結合繊維又は二成分繊維の場合の本発明のいくつかの実施態様では、強化繊維束と熱可塑性結合材料を結合する前、又は該繊維を結合する適所で、シートをニードリングプロセスに供して、脱水した強化繊維束と熱可塑性結合材料を機械的に結合してもよい。このようにして形成されたチョップドストランドマットは、自動車用のヘッドライナー等の自動車用途の強化材として使用することができる。
【０００５】
本発明の別の目的は、自動車用途で使うのに適した軽量の遮音及び断熱不織チョップドストランドマットを提供することである。このチョップドストランドマットは、脱水したウェット強化繊維の束と少なくとも１種の熱可塑性結合材料の実質的に均一な分布で形成される。ウェット強化繊維は有機、無機、熱可塑性、又は熱硬化性繊維でよく、かつ約11〜約75mmの長さと約8〜約35ミクロンの直径を有し得る。この強化繊維は、好ましくはウェットユースのチョップドストランドガラス繊維である。熱可塑性結合材料は、該熱可塑性材料の融点が強化繊維の融点より低い限り、いずれの熱可塑性材料でもよい。熱可塑性結合材料と強化繊維の束は、部分的に融解した熱可塑性結合材料に結合される。熱可塑性結合材料は繊維状形態でよく、或いはフレーク、顆粒、又は粉末の形態でよい。強化繊維の束は、全繊維の質量の約80〜約98質量%の量でチョップドストランドマット中に存在し得る。また熱可塑性結合材料は、全繊維の質量の約2〜約20質量%の量でチョップドストランドマット中に存在し得る。さらに、チョップドストランドマットは、好ましくは約80〜約500g/m2の重量分布を有し得る。
【０００６】
本発明のさらに別の目的は、スクリム、第１接着剤層、チョップドガラスマットの第１層、第２接着剤層、ポリウレタンボード、第３接着剤層、本発明のチョップドストランドマットの第２層、及び最終接着剤層の連続層を移動コンベヤー上で蓄積させる工程を含む、積層複合物の製造方法を提供することである。この層状複合製品をラミネーションオーブンに通し、熱と圧力を加えて最終的な積層複合材料を形成し得る。積層複合材料をさらに加工して、自動車用ライナー等の複合製品とすることができる。例えば、積層複合材料をトリミングし、ヘッドライナーに成形することができる。さらなる加工工程では、美的目的のため、布、ビニル、皮、又は壁紙などのヘッドライナーファブリック材料をヘッドライナーに施してよい。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、自動車用ヘッドライナーに形成し得る積層複合物の製造方法を提供することである。第１組立ラインでは、スクリム、第１接着剤、本発明のチョップドストランドマット、及び第２接着剤の連続層で形成される第１積層製品を作る。第２組立ラインでは、ポリウレタンフォーム材料、第３接着剤層、チョップドストランドマット層、第４接着剤層、及びスクリムで形成される第２積層製品を製造する。第１及び第２組立ラインをインライン合流させて、第２接着剤層がポリウレタンフォーム材料と向かい合うようにすることができる。このようにして形成された層状複合物は、スクリム、第１接着剤層、第１チョップドストランドマット層、第２接着剤層、ポリウレタンフォーム材料層、第３接着剤層、第２チョップドストランドマット層、第４接着剤層、及び第２スクリム層の連続層で構成される。この層状複合製品をラミネーションオーブンに通し、熱と圧力を加えて最終的な積層複合材料を形成することができる。積層複合材料を常法でさらに加工して自動車用ライナー等の複合製品とすることができる。例えば、積層複合材料をトリミングし、モールディング法などによってヘッドライナーに形成することができる。美的目的のためヘッドライナーにフォーム又は布を施すことができる。
【０００８】
本発明の利点は、チョップドストランドマットが、該チョップドマットで使用する強化材繊維及び/又は熱可塑性結合繊維の重量、長さ、及び/又は直径を変えることによって、該マットの物理的性質を最適化する及び/又はあつらえる能力を提供することである。結果として、種々多様なチョップドストランドマット及びチョップドストランドマット製の複合製品を製造することができる。
本発明のさらなる利点は、本チョップドストランドマットが、強化繊維束と熱可塑性結合材料の均一又は実質的に均一な分布を有し、改良された強度、音響及び熱的特性、剛性、耐衝撃性、及び音吸収性を与えることである。
また、本発明のチョップドストランドマットが従来のチョップドストランドガラスマットに比べて均一な重量一貫性と均一な特性を有することも本発明の利点である。
本発明の別の利点は、ウェットユースのチョップドストランドガラス繊維を強化繊維として使用すると、該ガラス繊維中に存在する湿分のためほとんど静電気を生じずにガラス繊維を容易に広げて繊維状にし得ることである。さらに、ウェットユースの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安価に製造される。ドライ繊維は、典型的に、チョップする前に別個の工程で乾燥させて包装されるからである。従って、ウェットユースのチョップドストランドガラス繊維の使用により、ライナーを低コストで製造することができる。
本発明の上記及び他の目的、特徴、及び利点は、以下の詳細な説明を考慮することでさらに完全に明らかになるだろう。しかし、図面は説明の目的のためであり、かつ本発明の限界を定義するものと解釈すべきでないことを明白に理解すべきである。
本発明の以下の詳細な説明を考慮すると、特に添付図面と共に考慮すると、この発明の利点が明白になるだろう。
【０００９】
〔発明の詳細な説明及び好ましい実施態様〕
特に定義しない限り、本明細書で使用するすべての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。本発明の実施又は試験では、本明細書で述べるものと同様又は均等ないずれの方法及び材料も使用できるが、本明細書では好ましい方法と材料について述べる。
図面中、線、層、及び領域の厚さは明瞭さのため拡大されていることがある。図面全体を通じて同様の符号は同様の要素を示すことに注意すべきである。用語“トップ”、“ボトム”、“サイド”等は、本明細書では説明目的のためだけに使用される。層、領域、基材、又はパネル等の要素が別の要素の“上”であると表されている場合、該要素は、直接別の要素の上にあってもよく、或いは介在要素が存在し得ることが分かるだろう。要素若しくは層が別の要素若しくは層“に隣接して”又は“と向かい合って”いると記述されている場合、当該要素若しくは層が別の要素若しくは層に直接隣接し、又は別の要素若しくは層と直接向かい合っていてもよく、或いは介在要素が存在し得ることを理解すべきである。層、領域、又は基材などの要素が別の要素の上方にあると表されている場合、該要素は、直接別の要素の上方にあってもよく、或いは介在要素が存在し得ることも分かるだろう。
用語“シート”及び“マット”は、本明細書では相互交換可能に使用され得る。さらに、用語“熱可塑性結合繊維(thermoplastic bonding fiber)”及び“熱可塑性結合繊維(thermoplastic binding fiber)”は相互交換可能に使用され、用語“強化繊維(reinforcing fiber)”及び“強化繊維(reinforcement fiber)”も同様である。
【００１０】
本発明は、強化繊維と熱可塑性結合材料とで形成されるチョップドストランドマットに関する。強化繊維は、良い構造品質並びに良い音響的及び熱的特性を与えるために適したいずれのタイプの繊維でもよい。強化繊維は、該強化繊維の融点が熱可塑性結合材料の融点より高い限り、いずれのタイプの有機、無機、熱可塑性、又は熱硬化性繊維でもよい。強化繊維の好適例として、ガラス繊維、ウールガラス繊維、天然繊維、金属繊維、セラミック繊維、鉱物繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、及びポリマーベース熱可塑性材料、例えば、限定するものではないが、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ポリフェニレンスルフィド(PPS)繊維、ポリ塩化ビニル(PVC)繊維、及びエチレン酢酸ビニル/塩化ビニル(EVA/VC)繊維、及びその混合物が挙げられる。チョップドストランドマットは、全体的に１種の強化繊維（例えば、天然繊維又はガラス繊維）で形成され、或いは、チョップドストランドマットの形成で１種より多くの強化繊維を使用してもよい。本発明と共に使用される場合、用語“天然繊維”は植物のいずれの部分から抽出される植物繊維をも指し、植物の部分としては、限定するものではないが、幹、種、葉、根、又は靭皮が挙げられる。好ましくは、強化繊維材料はガラス繊維である。
強化繊維は、個々の長さが約11〜約75mmの長さ、好ましくは約12〜約30mmの長さを有するチョップド繊維でよい。さらに、強化繊維は、約8〜約35ミクロンの直径、好ましくは約12〜約23ミクロンの直径を有し得る。さらに、強化繊維はチョップドストランドマット内で相互に変化する長さ(アスペクト比)と直径を有し得る。強化繊維は、全繊維の質量の約80〜約98質量%の量でチョップドストランドマット中に存在し、好ましくは約85〜約95質量%の量でチョップドストランドマット中に存在し得る。
【００１１】
熱可塑性結合材料は、前記強化繊維より低い融点を有するいずれの熱可塑性又は熱硬化性材料でもよい。チョップドストランドマットで使うための熱可塑性及び熱硬化性結合材料の非限定例として、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ポリエチレンスルフィド(PPS)繊維、ポリ塩化ビニル(PVC)繊維、エチレン酢酸ビニル/塩化ビニル(EVA/VC)繊維、低級アルキルアクリレートポリマー繊維、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、スチレンアクリレート繊維、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、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、並びにスチレン/ブタジエンゴム(SBR)及びブタジエン/アクリロニトリルゴム(NBR)等のブタジエンコポリマーが挙げられる。１種以上の熱可塑性又は熱硬化性材料を用いてチョップドストランドマットを形成することができる。さらに、熱可塑性結合材料が熱可塑性結合繊維の場合、例えば、マレイン酸又はアクリル酸等の酸でカルボキシル化することによって、該繊維を酸性基で官能化してもよく、或いはアンヒドリド基又は酢酸ビニルを加えて熱可塑性結合材料を官能化してもよい。熱可塑性結合材料は、熱可塑性ポリマー繊維の形態ではなく、フレーク、顆粒、又は粉末の形態でもよい。
【００１２】
熱可塑性結合材料は、多成分繊維の形態、例えば、二成分繊維、三成分繊維、又は熱可塑性樹脂被覆ガラス繊維のようなプラスチック被覆鉱物繊維の形態でもよい。二成分繊維は、鞘-核(sheath-core)、サイドバイサイド(side-by-side)、アイランドインザシー(islands-in-the-sea)、又はセグメント化パイ(segmented-pie)配列で配置されていてよい。好ましくは、二成分繊維は鞘-核配列で形成され、鞘が第１ポリマー繊維で形成され、この第１ポリマー繊維が、第２ポリマー繊維で形成された核を実質的に取り囲んでいる。鞘繊維が全体的に核繊維を取り囲んでいる必要はない。第１ポリマー繊維は第２ポリマー繊維の融点より低い融点を有するので、該二成分繊維を第１ポリマー繊維(鞘繊維)の融点より高く、かつ第２ポリマー繊維(核繊維)の融点より低い温度に加熱すると、第１ポリマー繊維は軟化又は融解するが、第２ポリマー繊維は元のままである。この第１ポリマー繊維(鞘繊維)の軟化が第１ポリマー繊維を粘着性にして第１ポリマー繊維をそれ自体及び密接している他の繊維に結合させるだろう。
二成分ポリマー繊維を調製するため、多くの材料の組合せ、例えば、限定するものではないが、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリスルフィド、ポリオレフィン、及びポリエチレン繊維を用いた組合せを使用することができる。二成分繊維のための特定ポリマーの組合せとして、ポリエチレンテレフタレート/ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレン、及びポリプロピレン/ポリエチレンが挙げられる。他の非限定的な二成分繊維の例として、コポリエステルポリエチレンテレフタレート/ポリエチレンテレフタレート(coPET/PET)、ポリ-1,4-シクロヘキサンジメチルテレフタレート/ポリプロピレン(PCT/PP)、高密度ポリエチレン/ポリエチレンテレフタレート(HDPE/PET)、高密度ポリエチレン/ポリプロピレン(HDPE/PP)、線状低密度ポリエチレン/ポリエチレンテレフタレート(LLDPE/PET)、ナイロン6/ナイロン6,6(PA6/PA6,6)、及びグリコール変性ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレンテレフタレート(6PETg/PET)が挙げられる。
二成分ポリマー繊維は、約1〜約18デニール及び約2〜約4mmの長さを有し得る。第１ポリマー繊維(鞘繊維)は約66〜約200℃(約150〜約400°F)の範囲の融点を有することが好ましく、さらに好ましくは約77〜約150℃(約170〜約300°F)の範囲である。第２ポリマー繊維(核繊維)は、より高い融点を有し、好ましくは約177℃(約350°F)より高い。
熱可塑性結合材料は、全繊維の質量の約2〜約20質量%、好ましくは約2〜約5質量%の量でチョップドストランドマット中に存在し得る。
【００１３】
チョップドストランドマットは、ドライレイド(dry-laid)法、例えば、Enamul Haqueの表題“ドライレイド法でウェットユースのチョップドストランドガラスを用いた熱可塑性複合物の開発(Development Of Thermoplastic Composites Using Wet Use Chopped Strand Glass In A Dry Laid Process)”の米国特許公開第2005-0082721号に記載されているドライレイド法によって形成される。好ましい実施態様では、チョップドストランドマットを形成するために使用する強化繊維はウェット強化繊維であり、最も好ましくはウェットユースのチョップドストランドガラス繊維である。強化繊維として使うウェットユースのチョップドストランドガラス繊維は、技術上周知の常法で形成される。該ウェットユースのチョップドストランドガラス繊維は、約5〜約30%の含水率、さらに好ましくは約5〜約15%の含水率を有することが望ましい。
チョップドストランドマットの典型的な製造方法は図１に一般的に示され、強化繊維と熱可塑性結合繊維を部分的に広げる工程(工程100)、強化繊維と熱可塑性結合繊維をブレンドする工程(110)、強化繊維と熱可塑性結合繊維をシートに形成する工程(工程120)、任意に、前記シートをニードリングして該シートに構造的統合性を与える工程(工程130)、及び強化繊維と熱可塑性結合繊維を結合する工程(工程140)を含む。
強化繊維と、熱可塑性結合材料を形成する繊維は、典型的に、個々の繊維の束の形態で集塊している。チョップドストランドマットの形成では、強化繊維及び熱可塑性結合繊維の束を、該業界で共通のバンドルオープニングシステム等のオープニングシステムで部分的に広げる。オープニングシステムが働いて、クラスター化繊維の結合を減らし、繊維毎の接触を増強する。
さて、図２に戻ると、ウェット強化繊維と熱可塑性結合繊維のオープニングが最も良く分かる。ウェット強化繊維200を第１オープニングシステム220に供給し、熱可塑性結合繊維210を第２オープニングシステム230に供給して、ウェット強化繊維束と熱可塑性結合繊維束をそれぞれ少なくとも部分的に広げる。第１オープニングシステム220は、ウェット強化繊維200の束を部分的に広げるが、フィラメント化しないことが望ましい。図１及び２に示される典型的な方法は熱可塑性結合繊維210を第２オープニングシステム230で広げる工程を示しているが、熱可塑性結合繊維210がフィラメント形態で存在又は得られ（図示せず）、束の形態で存在又は得られない場合、熱可塑性結合繊維210を繊維移動システム250に直接供給してよいことに留意すべきである。このような実施態様は、本発明の範囲内であると考えられる。
第１及び第２オープニングシステム220、230は、好ましくはバンドルオープナーであるが、熱可塑性結合繊維210及びウェット強化繊維200の束を広げるのに適したいずれのタイプのオープナーでもよい。オープナーのデザインは、広げる繊維のタイプと物理的性質によって決まる。本発明で使うのに適したオープナーには、秤量デバイスがあるか又は無い通常の標準的ないずれのタイプのバンドルオープナーも含まれる。秤量デバイスが働いて、部分的に広げられた繊維が該バンドルオープナーを通過するとき、該部分的に広げられた繊維を連続的に秤量して、次の処理工程に進む繊維の量をモニターする。バンドルオープナーは、種々の微細オープナー、１種以上のリッカイン(licker-in)ドラム又は鋸歯状ドラム、フィーディング(feeding)ローラー、及び/又はフィーディングローラーとノーズバー(nose bar)の組合せを備え得る。
【００１４】
これとは別の、熱可塑性結合材料がフレーク、顆粒、又は粉末であって(図２に示さず)、熱可塑性結合繊維でない場合の実施態様では、第２オープニングシステム230を強化繊維200と混合するための繊維移動システム250に該粉末又はフレーク状の熱可塑性結合材料を配給するのに適した装置と置き換えることができる。当業者は、好適な装置を容易に特定するだろう。熱可塑性結合繊維210に加え、フレーク、顆粒、又は粉末状態の樹脂を使用する実施態様(図２に示さず)では、フレーク、顆粒、又は粉末を配給するための装置は、第２オープニングシステム230の代わりをしない。該熱可塑性フレーク、顆粒、又は粉末を、強化繊維束と熱可塑性結合材料を混合するための繊維移動システム250に直接供給してよい。
次に、部分的に広げられたウェット強化繊維200を第１オープニングシステム220から凝縮ユニット240に供給して、該ウェット繊維から水を除去し得る。典型的な実施態様では、約70%を超えるフリーな水(強化繊維の外部にある水)が除去される。しかし、好ましくは、実質的にすべての水が凝縮ユニット240で除去される。ここで使用する用語“実質的にすべての水”とは、フリーな水のすべて又はほとんどすべてが除去される意であることに留意すべきである。凝縮ユニット240は技術上周知のいずれの乾燥デバイス又は水除去デバイスでもよく、限定するものではないが、エアドライヤー、オーブン、ローラー、吸引ポンプ、加熱ドラムドライヤー、赤外線加熱源、ホットエアブロワー、又はマイクロ波放出源が挙げられる。
【００１５】
強化繊維200の束と熱可塑性結合繊維210を一緒に繊維移動システム250でブレンドする。好ましい実施態様では、高速空気流内で繊維をブレンドする。繊維移動システム250は、熱可塑性結合繊維210と強化繊維200の束をシート形成機270に輸送する導管として働くと共に、空気流内で繊維を実質的に均一に混合するために働く。強化繊維200と熱可塑性結合繊維210をできる限り均一に分布させることが望ましい。第１及び第２オープニングシステム220、230について上述した秤量デバイスによって、或いは繊維が第１及び第２オープニングシステム220、230を通過するときの量及び/又は速度によって、繊維移動システム250内の気流に入る強化繊維200と熱可塑性結合繊維210の比を制御することができる。好ましい実施態様では、空気流中に存在する強化繊維200の熱可塑性結合繊維210に対する比は90:10である。
【００１６】
繊維移動システム250内の空気流によって、強化繊維200と熱可塑性結合繊維210の混合物をシート形成機270に移動することができ、シート形成機270で繊維がシートに形成される。チョップドストランドマットの形成で、１又は２以上のシート形成機を利用し得る。本発明のいくつかの実施態様では、シート形成機270に入る前に、ブレンドされた繊維を繊維移動システム250で装填ボックスタワー260に輸送し、そこで強化繊維200の束と熱可塑性結合繊維210を、例えばコンピューター監視電子秤量装置によって容積測定してシート形成機270に供給する。シート形成機270の内部に装填ボックスタワー260を配置してもよく、或いはシート形成機270の外部に装填ボックスタワー260を配置してもよい。いくつかの実施態様では、凝縮器と分配コンベヤーを有するシート形成機270を用いて、装填ボックスタワー260への繊維の供給を高め、かつ装填ボックスタワー260を通る空気の量を増やすことができる。広げられた繊維の交差分布を高めるため、シートの方向に対して横断的に分配コンベヤーを動かしてもよい。結果として、熱可塑性結合繊維210と強化繊維200の束がほとんど又は全く圧力なしで最小限の繊維破損で装填ボックスタワー260に移動し得る。
シート形成機270で形成されたシートは、強化繊維の束200と熱可塑性結合繊維210の所望の比と重量分布の実質的に均一な分布を含む。シート形成機270で形成されたシートは、約80〜約500g/m2の重量分布、好ましくは約80〜約300g/m2の重量分布を有し得る。
本発明の１又は２以上の実施態様では、シート形成機270を出るシートを任意にニードルフェルティング(needle felting)装置280におけるニードリング(needling)プロセスに供して、有刺針又はフォーク状針を下向き又は上向きの動きでシートの繊維に通して押し出して、強化繊維200と熱可塑性結合繊維210をもつれさせ又は絡み合わせて、マットに機械的な強度と統合性を与える。ニードルフェルティング装置280は、ウェブ供給機構と、ニードルボード、機械の幅１メートル当たり約500〜約7,500個の範囲の有刺フェルティングニードルを有するニードルビームと、ストリッパープレートと、ベッドプレートと、巻取機構とを含み得る。
熱可塑性結合材料210を用いて強化繊維200を相互に結合するが、熱結合システム290にシートを進める前に、追加の結合剤としてバインダー樹脂285を添加し得る。バインダー樹脂285は樹脂の粉末、フレーク、顆粒、フォーム、又は液体スプレーの形態でよい。例えば、フラッド及び抽出法のようないずれの適切な方法によってもバインダー樹脂285を添加することができ、或いはシート上にバインダー樹脂285を噴霧することによってバインダー樹脂285を添加してもよい。シートに添加するバインダー樹脂285の量は、チョップドストランドマットの所望特性によって変化し得る。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、又は硝酸亜鉛などの触媒を用いて、硬化速度及び硬化したバインダー樹脂285の品質を高めることができる。
強化繊維200をさらに結合するために利用し得る単独の、又は本明細書で述べる他の結合法に加えて行う別の方法は、ラテックス結合法である。ラテックス結合法では、エチレン(Tg -125℃)、ブタジエン(Tg -78℃)、アクリル酸ブチル(Tg -52℃)、アクリル酸エチル(Tg -22℃)、酢酸ビニル(Tg 30℃)、塩化ビニル(Tg 80℃)、メタクリル酸メチル(Tg 105℃)、スチレン(Tg 105℃)、及びアクリロニトリル(Tg 130℃)等のモノマーから形成されたポリマーを結合剤として使用する。ガラス転移温度(Tg)が低いほど軟らかいポリマーをもたらす。シートが熱結合システム290に入る前に、ラテックスポリマーをスプレーとして添加することができる。シートが熱結合システム290に入ると、ラテックスポリマーが融けて強化繊維200を互いに結合する。
単独で、又は本明細書で述べる他の結合法と組み合わせて使用し得るさらなる任意の結合法は化学結合法である。液体ベース結合剤、粉末接着剤、フォーム、及びいくつかの例では、有機溶剤を化学結合剤として使用できる。化学結合剤の好適な例として、限定するものではないが、アクリレートポリマー及びコポリマー、スチレン-ブタジエンコポリマー、酢酸ビニルエチレンコポリマー、及びその組合せが挙げられる。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)、低級アルキルアクリレートポリマー、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、及び塩化ビニリデンと他のモノマーのコポリマー、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、及びスチレンアクリレートを化学結合剤として使用し得る。化学結合剤を含浸させ、コーティングし、又は噴霧することによって、化学結合剤をシートに均一に施すことができる。
シートがシート形成機270を出た後、又はシートの任意的なニードリングの後、シートを熱結合システム290に進めて強化繊維200と熱可塑性結合繊維210を結合してチョップドストランドマット295を形成することができる。しかし、ニードルフェルティング装置280内でシートがニードリングされて、強化繊維200と熱可塑性結合繊維210が機械的に結合している場合、チョップドストランドマット295を形成するためにシートを熱結合システム290を通過させる必要がないことを理解すべきである。
熱結合システム290では、熱可塑性結合繊維210の融点より高いが、強化繊維200の融点より低い温度にシートを加熱する。熱可塑性結合繊維210として二成分繊維を使用する場合、熱結合システム290内の温度は、鞘繊維の融点より高いが、強化繊維200の融点より低い温度に上げられる。熱可塑性結合繊維210をその融点、又は熱可塑性結合繊維210が二成分繊維の場合は鞘繊維の融点より高い温度に加熱すると、熱可塑性結合繊維210が接着性になって、熱可塑性結合繊維210をそれ自体及び隣接する強化繊維200に結合させる。融解した熱可塑性結合繊維210が接着剤として作用して、分散したガラス繊維を束状態で保持する。熱可塑性結合繊維210が完全に融解すると、融解した繊維は、強化繊維200を包み込むことができる。熱結合システム290内の温度が強化繊維及び/又は核繊維の融点ほどには上昇しない限り、これら繊維は、熱結合システム290及びチョップドストランドマット295内で繊維状態のままだろう。
熱結合システム290は、技術上周知のいずれの加熱及び/又は結合法をも包含し得る。例えば、オーブン結合法、強制空気を用いるオーブン結合法、赤外線加熱法、熱カレンダー法、ベルトカレンダー法、超音波結合法、マイクロ波加熱法、及び加熱ドラムが挙げられる。任意に、これら結合法の２種以上を併用して強化繊維200と熱可塑性結合繊維210を結合することができる。熱結合システム290の温度は、使用する個々の熱可塑性結合繊維210、バインダー樹脂、及び/又はラテックスポリマー、並びにシート内に二成分繊維が存在するか否かによって変化する。熱結合システム290から出現するチョップドストランドマット295は、束状態で分散した熱可塑性結合繊維と強化繊維を含む。ウェットユースのチョップドストランドガラスをウェット強化繊維200として使用する場合、熱結合システム290から出現するチョップドマット295は、束状態で分散した熱可塑性結合繊維210とガラスフィラメントを含む。
【００１７】
代替実施態様では（図示せず）、ウェットレイド(wet-laid)法でチョップドストランドマットを形成する。例えば、バインダーのみならず、分散剤、粘度変性剤、消泡剤、及び/又は他の化学薬剤を含む水溶液に強化繊維と熱可塑性結合繊維を分散させ、かつ撹拌してスラリーを形成する。次に、スラリー中にある熱可塑性結合繊維と強化繊維を移動スクリーン上に置いて水を除去する。任意に、マットをオーブンで乾燥させてよい。次に、マットをバインダー組成物に浸して該マットにバインダー組成物を含浸させ得る。次に、マットを硬化オーブンに通して如何なる残存水をも除去し、バインダーを硬化させ、かつ熱可塑性結合繊維の少なくとも一部を融かして、強化繊維と熱可塑性結合繊維を互いに結合する。結果として生じるチョップドストランドマットは、束状態で分散した熱可塑性繊維とガラス繊維の集合である。
さらなる代替実施態様では（図示せず）、上記ウェットレイド法であるが、熱可塑性結合繊維を使用しないウェットレイド法でチョップドストランドマットを形成する。該実施態様では、硬化オーブン内でのバインダーの硬化が、強化繊維に統合性を与え、かつチョップドストランドマットを形成するのに十分である。
【００１８】
チョップドストランドマット295は、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、パーセル棚、日除け、機器パネル構造、ドア内部等のような自動車用途、並びにマリーン産業(ボートビルディング)、真空及び加圧袋詰め、冷却プレス成形、マッチドメタルダイ成形、及び遠心鋳造における強化材料のような多くの用途で使用される。チョップドストランドマット295は、オフィスのスクリーン及び仕切り壁、天井のタイル、及び建築パネル等の用途のいくつかの非構造的音響用途でも使用される。
【００１９】
本発明の１つの典型的な実施態様では、チョップドストランドマット295をドライレイドポリウレタンフォーム積層法で利用してヘッドライナー等の自動車用ライナーを形成する。自動車用ライナーを製造するためのドライレイドポリウレタンフォーム積層法の一例を図３に示す。移動コンベヤーベルト300上にあるスクリム310上に第１接着剤層320を供給する。ロール330から供給されたチョップドストランドマット295を第１接着剤層320上に積層し、かつ第２接着剤層340で覆って、チョップドストランドマット295の第１層が第１及び第２接着剤層320、340でサンドイッチされるようする。次に、ポリウレタンフォーム材料分配装置360によって、ポリウレタンフォームボード350のような半剛性ポリウレタンフォーム材料を第２接着剤層340上に位置づけ、第３接着剤層370をポリウレタンボード350上に置く。該ポリウレタンフォームボード350の代わりに他の構造ボード又は構造層を用い得ることが分かり、かつ該構造ボード又は層を含む層状複合製品395はこの発明の範囲内であると考えられる。次に第２チョップドストランドマット層を第３接着剤層370上に置く。最後の接着剤層380を第２チョップドストランドマット層上に位置づけることによって第３接着剤層370と最後の接着剤層380との間に第２チョップドストランドマット層を置く。このようにして、図４に概略が示されるように、層状複合製品395は、スクリム310、第１接着剤層320、チョップドストランドマット295で形成された層、第２接着剤層340、ポリウレタンボード350、第３接着剤層370、チョップドストランドマット295で形成された第２層、及び最後の接着剤層380の連続層で形成される。
層状複合製品395をラミネーションオーブン（図示せず）に通して熱と圧力を加えて最終的な積層複合材料（図示せず）を形成し得る。積層複合材料を常法でさらに加工して、自動車用ライナー等の複合製品とすることができる。例えば、積層複合材料をトリミングし、かつモールディング法などでヘッドライナーに形成することができる。さらなる加工工程では、布、ビニル、皮、フォーム、又は壁紙などのヘッドライナーファブリック材料を音響目的で最後の接着剤層380上に位置づけることができる。
第１、第２、第３、及び最後の接着剤層は、それぞれ第１、第２、第３、及び第４接着剤で形成される。接着剤は、好ましくはフィルム形態であるが、粉末形態でもよい。好適な接着剤として、限定するものではないが、ポリエチレン又はその誘導体、エチレンと酢酸ビニルのコポリマー(EVA)、エチレンと酢酸のコポリマー(EAA)、酸変性ポリエチレン、コポリアミド、及びアクリル酸エチルが挙げられる。第１、第２、第３、及び最後の接着剤層は、同一の接着剤又は異なる接着剤で形成され得る。
【００２０】
別の典型的な実施態様では、自動車用ライナーを製造するためのウェットレイドポリウレタンフォーム積層法でチョップドストランドマット295を使用し得る。該ウェットレイドポリウレタンフォーム積層法の一例を図５に示す。第１組立ライン400では、接着剤分配装置420を介して第１液体接着剤層410をスクリム310上に置く。ロール330から供給されたチョップドストランドマット295を第１液体接着剤層410上に積層し、第２液体接着剤層430で覆って、チョップドストランドマット295の層が第１及び第２液体接着剤層410、430でサンドイッチされるようにする。このようにして製造された第１積層製品は、スクリム310、第１液体接着剤層410、チョップドストランドマット295で形成された層、及び第２液体接着剤層430の連続層で形成される。
第２組立ライン435では、接着剤分配装置420を介して第３液体接着剤層440を半剛性ポリウレタンフォーム材料(例えば、ポリウレタンフォームボード350)上に置く。該ポリウレタンフォームボード350の代わりに他の構造ボード又は構造層を用い得ることが分かり、かつ該構造ボード又は層を含む層状複合製品460はこの発明の範囲内であると考えられる。ロール330から供給されたチョップドストランドマット295を第３液体接着剤層410上に積層し、かつ第４接着剤層450で覆う。次に、スクリム310を第４液体接着剤層450上に位置づけて、ポリウレタンボード350、第３液体接着剤層440、チョップドストランドマット295で形成された層、第４液体接着剤層450、及びスクリム310の連続層を含む第２積層製品を形成する。
図５に示されるように、第１及び第２組立ラインをインライン合流させて、第２接着剤層430がポリウレタンボード350に隣接されるようにすることができる。図６に概略が示される層状複合製品460は、スクリム310、第１液体接着剤層410、チョップドストランドマット295で形成された層、第２液体接着剤層430、ポリウレタンボード350、第３液体接着剤層440、チョップドストランドマット295で形成された第２層、第４液体接着剤層450、及びスクリム310の連続層で形成される。第１液体接着剤層410、第２液体接着剤層430、第３液体接着剤層440、及び第４液体接着剤層450を形成する第１、第２、第３、及び第４液体接着剤は、好ましくはポリウレタンベース接着剤であり、これら接着剤は相互に同一又は異なってよい。層状複合材料460をラミネーションオーブン（図示せず）に通し、熱と圧力を加えて最終的な積層複合材料（図示せず）を形成し得る。この積層複合材料を常法でさらに加工して、自動車用ライナー等の複合製品に形成することができる。例えば、積層複合材料をトリミングし、かつモールディング法などによってヘッドライナーに形成することができる。次に、音響目的のためヘッドライナーにフォーム又はファブリックを適用してよい。上記ドライレイド及びウェットレイドフォーム積層法について好ましいと考えられる実施態様で述べたが、当業者がこれらの方法と同一視し得る他の変形及び代替法も本発明の範囲内であると考えられることを理解すべきである。
【００２１】
上述したように形成されるチョップドストランドマットは、従来のチョップドストランドマットに比し、均一な重量一貫性を有することが本発明の利点である。本発明のチョップドストランドマットの均一な重量一貫性は、最終製品の均一な特性をもたらす。例えば、均一な重量一貫性は、該マットから形成されるヘッドライナーが、DVDケイパビリティ又はヘッドライナーサイドから展開されるカーテンエアバッグを有する予定である場合に有利である。均一な重量一貫性でないと、カーテンエアバッグが目標とする展開速度で展開しないかもしれない。
さらに、本発明のチョップドストランドマットの均一な特性は、伝統的なチョップドストランドマットより低重量の強化材の使用で役立つ。さらに、本発明のチョップドストランドマットは、全体的なヘッドライナー基材の流れと順応性を高め、その結果、自動車製造業者にデザインとスタイリングの自由をもたらすこととなる。また、本発明のチョップドストランドマットは、延伸比(draw rate)を高めることによって成形能力を向上させ、かつヘッドライナーの形状に適合させてもなお均一な特性を与え得る。
さらに、本チョップドストランドマットは、該チョップドストランドマットで使用する強化繊維及び/又は熱可塑性結合繊維の重量、長さ、及び/又は直径を変えることによって、特有の用途に必要な物理的性質を最適化及び/又はあつらえる能力を提供する。さらに、強化繊維のサイジング化学は、個々のタイプの熱可塑性結合繊維の特性に合うように容易に適合させることができる。結果として、多様なチョップドストランドマットと該チョップドストランドマットから形成される複合製品を形成することができる。さらに、本チョップドストランドマットは、強化繊維束と結合繊維の均一又は実質的に均一な分布を有するので、改良された強度並びに改良された音響及び熱的特性、強度、剛性、耐衝撃性、及び音吸収性を与える。
【００２２】
さらに、ウェットユースのチョップドストランドガラス繊維の使用は、従来のドライレイドガラス法を超える費用上の利点がある。例えば、ウェットユースの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製造費用が安い。ドライ繊維は典型的にチョップするまえに個別工程で乾燥かつ包装されるからである。さらに、ウェットユースのチョップドストランドガラス繊維は、ガラス繊維中に存在する湿分のためほとんど静電気を生じずに容易に広げられる。結果として、ウェットユースのチョップドストランドガラス繊維の使用により、低コストでチョップドストランドマットを製造することができる。また、強化（ガラス）繊維はフィラメント化されていないので、該強化繊維はシート（ポリウレタンフォーム）内の他成分で湿る能力を有する。強化繊維がシートの熱可塑性結合成分を湿らせない場合、最終製品の離層及び不十分なメカニズムの遂行と成り得る。
この出願の発明を一般的及び特定実施態様に関して上述した。本発明を好ましい実施態様と考えられることで示したが、一般的な開示内で、当業者に周知の種々多様な代替物を選択することができる。本発明は、添付の特許請求の範囲の記述を除き、その他の点では制限されない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一局面のドライレイド法でウェット強化繊維を使用するための工程を示す流れ図である。
【図２】本発明の少なくとも１つの典型的な実施態様のチョップドストランドマットを形成するためのウェット強化繊維を用いるエアレイド(air-laid)法の概略図である。
【図３】本発明の一局面のガラス/ポリウレタン層状複合製品を製造するためのドライレイドポリウレタン積層法の概略図である。
【図４】図３に示される典型的な方法で形成されるガラス/ポリウレタン層状複合製品の概略図である。
【図５】本発明の少なくとも１つの他の典型的な実施態様のガラス/ポリウレタン層状複合製品を製造するためのウェットレイドポリウレタン積層法の概略図である。
【図６】図５に示される典型的な方法で形成されるガラス/ポリウレタン層状複合製品の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2008525663.tif 000010
2008525663.tif 000011