(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランダムに分布した強化用繊維と熱可塑性ポリマーとから形成されたウェブを含む繊維強化熱可塑性ポリマー多孔質コア層と、
前記コア層上に設けられており、かつ複数の無撚繊維を含む表面層と
を含む熱可塑性複合乗物物品であって、前記無撚繊維が、前記繊維の直接接触により互いに交差したり重畳したりしない複数の長繊維を含むことを特徴とする、熱可塑性複合乗物物品。
【請求項２】
前記長繊維が、前記繊維の直接接触により互いに交差したり重畳したりしない無撚ガラス長繊維である、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項３】
前記コア層上に設けられた前記表面層における繊維が、前記繊維の直接接触により互いに交差したり重畳したりしない分離した別個の無撚ガラス長繊維から実質的になる、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項４】
前記コア層上に設けられた前記表面層における繊維が、前記繊維の直接接触により互いに交差したり重畳したりしない分離した別個の無撚ガラス長繊維からなる、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項５】
前記コア層が、約０．１ｇｍ／ｃｍ3から約１．８ｇｍ／ｃｍ3の密度を有する、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項６】
前記コア層の気孔率が、０％より高くから約９５％までである、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項７】
前記コア層の前記熱可塑性ポリマーが、ポリオレフィン樹脂、熱可塑性ポリオレフィンブレンド樹脂、ポリビニルポリマー樹脂、ブタジエンポリマー樹脂、アクリルポリマー樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレンポリマー樹脂、アクリロニトリル−ブチルアクリレート−スチレンポリマー樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、または、それらのコポリマーもしくは混合物の少なくとも１種を含む、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項８】
前記コア層の前記強化用繊維が、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、合成有機繊維、無機繊維、天然繊維、鉱物繊維、金属繊維、金属化無機繊維、金属化合成繊維、セラミック繊維、またはその組み合わせの１種以上を含む、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項９】
前記複数の無撚繊維が、無撚炭素繊維、無撚グラファイト繊維、無撚合成有機繊維、無撚無機繊維、無撚天然繊維、無撚鉱物繊維、無撚金属繊維、無撚金属化無機繊維、無撚金属化合成繊維、無撚セラミック繊維、またはその組み合わせの１種以上を含む、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項１０】
前記複数の無撚繊維が、無撚ガラス繊維と、無撚炭素繊維、無撚グラファイト繊維、無撚合成有機繊維、無撚無機繊維、無撚天然繊維、無撚鉱物繊維、無撚金属繊維、無撚金属化無機繊維、無撚金属化合成繊維、無撚セラミック繊維、またはその組み合わせの１種以上とを含む、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項１１】
前記複数の無撚繊維が、無撚ガラス繊維を含み、前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレンを含む、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項１２】
前記コア層の前記強化用繊維が、無撚繊維を含み、前記コア層上に設けられた前記表面層の前記無撚繊維および前記コア層の前記無撚繊維が、少なくとも１つの同じ組成の無撚繊維を含む、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項１３】
前記コア層の前記強化用繊維が、無撚繊維を含み、前記コア層における前記無撚繊維が、前記コア層上に設けられた前記表面層における前記無撚繊維の配向と類似する方向に配向されている、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項１４】
前記コア層の前記強化用繊維が、無撚繊維を含み、前記コア層における前記無撚繊維が、前記コア層上に設けられた前記表面層の前記無撚繊維の配向とは異なる方向に配向されている、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項１５】
前記コア層上に設けられた前記表面層が、前記表面層において互いに垂直に配向された無撚繊維を含む、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項１６】
前記コア層上に設けられた前記表面層が、撚繊維をさらに含む、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項１７】
前記撚繊維が、縦方向と略平行に配向され、前記無撚繊維が、前記縦方向から約９０°で配向される、請求項１６に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項１８】
前記物品が、少なくとも４のウェーブスキャン値を有する、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項１９】
前記コア層の反対側の表面に設けられる追加層をさらに含む、請求項１に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項２０】
前記追加層が、複数の撚繊維を含む、請求項１９に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項２１】
前記物品が、乗物のボディパネルとして構成され、前記乗物のボディパネルが、前記複数の無撚繊維を含む前記表面層上に設けられる少なくとも１つの塗装層をさらに含む、請求項２０に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項２２】
前記物品が、乗物のボディパネルとして構成され、前記乗物のボディパネルが、前記複数の無撚繊維を含む前記表面層上に設けられる少なくとも１つの下塗層をさらに含む、請求項２０に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項２３】
前記下塗層上に設けられる少なくとも１つの塗装層をさらに含む、請求項２２に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項２４】
前記追加層が、分離した別個の複数の無撚長繊維を含む、請求項１９に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項２５】
前記複数の無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列された無撚繊維を含み、前記横方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接し、前記撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記横方向の撚繊維が、前記コア層に隣接している、請求項２０に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項２６】
前記複数の無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列された無撚繊維を含み、前記横方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接し、前記撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記縦方向の撚繊維が、前記コア層に隣接している、請求項２０に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項２７】
前記複数の無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列された無撚繊維を含み、前記縦方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接し、前記撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記横方向の撚繊維が、前記コア層に隣接している、請求項２０に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項２８】
前記複数の無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列された無撚繊維を含み、前記縦方向の無撚繊維が、前記コア層と隣接し、前記撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記縦方向の撚繊維が、前記コア層と隣接している、請求項２０に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【請求項２９】
前記複数の無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列された無撚繊維を含み、前記横方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接し、前記無撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記追加層の前記横方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接している、請求項２４に記載の熱可塑性複合乗物物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権出願）
この出願は、それぞれの開示全体が参照によって本明細書に引用される、２０１２年１２月７日に出願された米国特許仮出願第６１／７３４，７１５号および２０１３年３月１４日に出願された米国特許仮出願第６１／７８２，１２９号のそれぞれに優先権を主張する。
【０００２】
（技術分野）
この出願は、無撚（ｕｎｔｗｉｓｔｅｄ）繊維を含む層を少なくとも１つ含む物品に関する。特定の実施形態では、物品は、熱可塑性コア層と、熱可塑性コア層上に設けられる、無撚ガラス繊維を含む層とを含むことができる。
【背景技術】
【０００３】
乗物および建設資材用途の物品は典型的に、いくつかの競合する厳密な性能仕様を満たすように設計される。
【発明の概要】
【０００４】
一態様では、強化用繊維および熱可塑性ポリマーを含む繊維強化熱可塑性ポリマーコア層と、コア層上に設けられて複数の無撚繊維を含む表面層とを含む熱可塑性複合品が提供される。
【０００５】
特定の実施形態では、複数の無撚繊維は無撚ガラス繊維を含む。特定の場合では、コア層に存在する実質的に全ての繊維は無撚繊維である。いくつかの構成では、表面層に存在する実質的に全ての繊維は無撚繊維である。他の実施形態では、コア層上に設けられる表面層における繊維は、実質的に無撚ガラス繊維からなる。追加の実施形態では、コア層上に設けられる表面層における繊維は無撚ガラス繊維からなる。その他の実施例では、コア層は約０．１ｇｍ／ｃｍ3から約１．８ｇｍ／ｃｍ3の密度を有する。いくつかの実施例では、コア層はコア層の体積比で約２０％から約８０％の気孔率を有する。必要に応じて、最終的に形成された物品は加工後に完全に圧密されてもよい、例えば、最終的な物品はコア層の成形作業または圧密作業後に完全に圧密または実質的に空洞を含まないようにされてもよい。特定の実施形態では、コア層の熱可塑性ポリマーは、ポリオレフィン樹脂、熱可塑性ポリオレフィンブレンド樹脂、ポリビニルポリマー樹脂、ブタジエンポリマー樹脂、アクリルポリマー樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレンポリマー樹脂、アクリロニトリル−ブチルアクリレート−スチレンポリマー樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂を少なくとも１種、またはそのコポリマーもしくは混合物を含む。
【０００６】
特定の実施例では、コア層の強化用繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、合成有機繊維、無機繊維、天然繊維、鉱物繊維、金属繊維、金属化無機繊維、金属化合成繊維、セラミック繊維を１種以上、またはその組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、表面層の複数の無撚繊維は、無撚炭素繊維、無撚グラファイト繊維、無撚合成有機繊維、無撚無機繊維、無撚天然繊維、無撚鉱物繊維、無撚金属繊維、無撚金属化無機繊維、無撚金属化合成繊維、無撚セラミック繊維を１種以上、またはその組み合わせを含む。特定の実施例では、複数の無撚繊維は無撚ガラス繊維、および、無撚炭素繊維、無撚グラファイト繊維、無撚合成有機繊維、無撚無機繊維、無撚天然繊維、無撚鉱物繊維、無撚金属繊維、無撚金属化無機繊維、無撚金属化合成繊維、無撚セラミック繊維を１種以上、もしくはその組み合わせを含む。いくつかの実施例では、複数の無撚繊維は無撚ガラス繊維を含み、熱可塑性樹脂はポリプロピレンを含む。
【０００７】
いくつかの実施形態では、コア層の強化用繊維は無撚繊維を含む。この開示の利益を与えられた当業者であれば、無撚繊維の切断が撚繊維の切断と類似する端形状を与え得るように認識するであろう。追加の実施形態では、コア層上に設けられる表面層の無撚繊維およびコア層の無撚繊維は、少なくとも１つの共通種類の無撚繊維を含む。いくつかの実施例では、コア層における無撚繊維はコア層上に設けられる表面層の無撚繊維の配向と類似する方向に配向されている。追加の実施例では、コア層における無撚繊維は、コア層上に設けられる表面層における無撚繊維の配向と異なる方向に配向されている。いくつかの実施形態では、コア層上に設けられる表面層は、表面層において互いに垂直に配向される無撚繊維を含む。他の実施形態では、コア層上に設けられる表面層は撚（ｔｗｉｓｔｅｄ）繊維をさらに含む。いくつかの実施形態では、撚繊維は機械方向（縦方向）と略平行に配向され、無撚繊維は機械方向から約９０°に配向されている。他の実施形態では、無撚繊維は機械方向と略平行に配向され、撚繊維は機械方向から約９０°に配向されている。追加の実施形態では、表面は少なくとも４のウェーブスキャン（ｗａｖｅ  ｓｃａｎ）値を有する。
【０００８】
いくつかの実施形態では、物品は、コア層とは反対側の表面に設けられる追加層を含むことができる。特定の実施例では、追加層は複数の撚繊維を含む。その他の実施例では、物品は、無撚繊維を含む層上に設けられる少なくとも１つの塗装層を含むことができる。いくつかの実施例では、物品は、無撚繊維を含む層上に少なくとも１つの下塗層を含むことができる。その他の実施例では、物品は、下塗層上に塗装層を含むことができる。その他の実施形態では、追加層は複数の無撚繊維を含む。いくつかの実施例では、無撚繊維を含む層は、横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、横方向の無撚繊維はコア層に隣接し、撚繊維を含む追加層は機械方向および横方向における繊維を含み、横方向の撚繊維はコア層に隣接する。その他の実施例では、無撚繊維を含む層は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、横方向の無撚繊維はコア層と隣接し、撚繊維を含む追加層は機械方向および横方向に繊維を含み、機械方向の撚繊維はコア層と隣接する。いくつかの実施形態では、無撚繊維を含む層は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、機械方向の無撚繊維はコア層と隣接し、撚繊維を含む追加層は機械方向および横方向に繊維を含み、横方向の撚繊維はコア層に隣接する。その他の実施形態では、無撚繊維を含む層は、横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、機械方向の無撚繊維はコア層に隣接し、撚繊維を含む追加層は、機械方向および横方向に繊維を含み、機械方向の撚繊維はコア層に隣接する。追加の実施形態では、無撚繊維を含む層は、横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、横方向の無撚繊維はコア層と隣接し、無撚繊維を含む追加層は機械方向および横方向に繊維を含み、追加層の横方向の無撚繊維はコア層と隣接する。さらなる実施形態では、無撚繊維を含む層は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、横方向の無撚繊維はコア層に隣接し、無撚繊維を含む追加層は機械方向および横方向に繊維を含み、追加層の機械方向の無撚繊維はコア層に隣接する。いくつかの実施形態では、無撚繊維を含む層は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、機械方向の無撚繊維はコア層と隣接し、無撚繊維を含む追加層は機械方向および横方向に繊維を含み、追加層の横方向の無撚繊維はコア層と隣接する。追加の実施形態では、無撚繊維を含む層は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、機械方向の無撚繊維はコア層と隣接し、無撚繊維を含む追加層は機械方向および横方向に繊維を含み、追加層の機械方向の無撚繊維はコア層と隣接する。
【０００９】
特定の実施形態では、物品は追加層に複数の撚繊維を含むことができる。その他の実施形態では、追加層の複数の撚繊維はコア層に隣接する。いくつかの実施例では、追加層の複数の無撚繊維はコア層に隣接する。追加の実施例では、物品はコア層上に設けられる表面層に複数の撚繊維を含むことができる。いくつかの実施例では、表面層の複数の撚繊維はコア層に隣接する。その他の実施形態では、追加層の複数の無撚繊維はコア層に隣接する。いくつかの実施例では、無撚繊維を含む表面のウェーブスキャン値は少なくとも４である。
【００１０】
別の態様では、熱可塑性ポリマーと熱可塑性ポリマー内に設けられる強化用繊維とを含む繊維強化熱可塑性ポリマーコア層と、コア層上に設けられる単層とを含み、単層は複数の無撚繊維を含み、複数の無撚繊維は横方向および横方向以外の方向に配向され、横方向に配向される無撚繊維はコア層に隣接する複合品を記載する。いくつかの構成では、単層に存在する実質的に全ての繊維は無撚繊維である。
【００１１】
特定の実施形態では、横方向以外の方向は、横方向に対して約９０°の方向である。いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーはポリプロピレンを含み、無撚繊維は無撚ガラス繊維を含む。特定の実施例では、コア層の熱可塑性ポリマーは、ポリオレフィン樹脂、熱可塑性ポリオレフィンブレンド樹脂、ポリビニルポリマー樹脂、ブタジエンポリマー樹脂、アクリルポリマー樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレンポリマー樹脂、アクリロニトリル−ブチルアクリレート−スチレンポリマー樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂の少なくとも１種、またはそのコポリマーもしくは混合物を含む。いくつかの実施例では、強化用繊維はガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、合成有機繊維、無機繊維、天然繊維、鉱物繊維、金属繊維、金属化無機繊維、金属化合成繊維、セラミック繊維の１種以上、またはその組み合わせを含む。特定の実施形態では、強化用繊維は無撚繊維を含む。特定の実施例では、単層における繊維は無撚ガラス繊維から実質的になる。いくつかの実施例では、単層における繊維は無撚ガラス繊維からなる。
【００１２】
特定の実施形態では、物品は単層に撚繊維を含むことができる。いくつかの実施例では、撚繊維はコア層に隣接し、無撚繊維は単層の外表面上にある。追加の実施例では、撚および無撚繊維は単層においてコア層に隣接する無撚繊維と挟まれて、単層の外表面に存在する。特定の実施例では、物品は単層が設けられる表面とは反対側のコア層上に設けられる追加層を含むことができる。いくつかの実施形態では、追加層は撚繊維を含む。特定の実施例では、追加層の繊維は撚繊維から実質的になる。その他の実施例では、追加層の繊維は撚繊維からなる。いくつかの実施例では、追加層は無撚繊維を含む。特定の実施形態では、物品は単層上に下塗層を含むことができる。その他の実施形態では、物品は下塗層上に塗装層を含むことができる。いくつかの実施例では、塗装層は下塗層を用いることなく、単層に設けることができる。特定の実施例では、物品は単層上に設けられる追加層を含むことができる。
【００１３】
別の態様では、強化用繊維と熱可塑性ポリマーとを攪拌液体含有発泡体に添加して熱可塑性ポリマーと強化用繊維との分散混合物を形成することと、強化用繊維およびポリマーの分散混合物を形成支持要素に付着させることと、液体を排出してウェブを形成することと、ウェブをポリマー樹脂の軟化温度より高く加熱することと、ウェブを所定の厚さに圧縮してポリマーコア層を形成することと、無撚ガラス繊維をポリマーコア層に設けて物品を得ることとを含む方法を提供する。
【００１４】
特定の実施例では、方法は物品を圧縮することを含むことができる。その他の実施例では、方法はローラーセットを用いて物品を圧縮することを含むことができる。追加の実施例では、方法は物品を有効圧力で圧縮して物品を完全に圧密させることを含むことができる。その他の実施形態では、方法は無撚ガラス繊維となるための無撚繊維を選択することを含むことができる。いくつかの実施例では、方法は無撚繊維が設けられるポリマーコア層とは反対側の層に繊維を設けることを含むことができる。特定の実施形態では、方法は撚ガラス繊維となるための、反対側の表面に設けられる繊維を選択することを含むことができる。特定の実施例では、方法は無撚ガラス繊維となるための、反対側の表面に設けられる繊維を選択することを含むことができる。その他の実施例では、方法はコア層上に設けられる無撚繊維を含む層上に加飾表皮（ｄｅｃｏｒａｔｉｖｅ  ｓｋｉｎ）を設けることを含むことができる。追加の実施例では、方法は、表面を少なくとも４のウェーブスキャン値を有するように構成することを含むことができる。
【００１５】
追加の態様では、強化用繊維と熱可塑性ポリマーとを攪拌液体含有発泡体に添加して熱可塑性ポリマーと強化用繊維との分散混合物を形成することと、強化用繊維およびポリマーの分散混合物を形成支持要素に付着させることと、液体を排出してウェブを形成することと、ウェブをポリマー樹脂の軟化温度より高く加熱することと、ウェブを所定の厚さに圧縮してポリマーコア層を形成することと、ポリマーコア層に無撚繊維を含む層を設けて物品を得ることとを含む方法を開示する。
【００１６】
特定の実施形態では、方法は物品を圧縮することを含むことができる。その他の実施形態では、方法はローラーセットを用いて物品を圧縮することを含むことができる。いくつかの実施形態では、方法は物品を有効圧力で圧縮して物品を完全に圧密させることを含むことができる。追加の実施形態では、方法は無撚ガラス繊維となるための無撚繊維を選択することを含むことができる。いくつかの実施例では、方法は無撚繊維が設けられるポリマーコア層とは反対側の層に繊維を含む層を設けることを含むことができる。その他の実施例では、方法は撚ガラス繊維を含むために反対側の表面に設けられる層を選択することを含むことができる。特定の実施例では、方法は無撚ガラス繊維を含むために反対側の表面に設けられる層を選択することを含むことができる。その他の実施例では、方法はコア層上に設けられる無撚繊維を含む層上に加飾表皮を被膜することを含むことができる。追加の実施例では、方法は少なくとも４のウェーブスキャン値を有するように層を構成することを含むことができる。
【００１７】
別の態様では、強化用繊維と熱可塑性ポリマーとを含む繊維強化熱可塑性ポリマーコア層と、コア層に設けられて複数の無撚繊維を含む層とを含む熱可塑性複合品を得ることを含む、乗物部品の塗装後にクラスＡ仕上げを提供するのに有効な乗物部品の使用を容易にする方法を記載する。
【００１８】
特定の実施形態では、方法は乗物部品を乗物のフードとなるように構成することを含むことができる。その他の実施形態では、方法は乗物部品を乗物の外装サイドパネルとなるように構成することを含むことができる。さらなる実施形態では、方法は乗物部品を乗物のルーフ、例えばルーフ全体またはその一部となるように構成することを含むことができる。追加の実施形態では、方法は無撚ガラス繊維を含むために無撚繊維を構成することを含むことができる。いくつかの実施例では、方法は無撚ガラス繊維から実質的になるように無撚繊維を構成することを含むことができる。
【００１９】
追加の態様では、熱可塑性ポリマーと熱可塑性ポリマー内に設けられる強化用繊維とを含む繊維強化熱可塑性ポリマーコア層と、コア層上に設けられる単層とを含む複合品を提供することを含む、乗物部品の塗装後にクラスＡ仕上げを提供するのに有効な乗物部品の使用を容易にする方法であって、単層は複数の無撚繊維を含み、複数の無撚繊維は横方向および横方向以外の方向に配向され、横方向に配向される無撚繊維はコア層と隣接する方法を提供する。
【００２０】
特定の実施形態では、方法は乗物部品を乗物のフードとなるように構成することを含むことができる。さらなる実施形態では、方法は乗物部品を乗物のルーフ、例えばルーフ全体またはその一部分となるように構成することを含むことができる。その他の実施形態では、方法は乗物部品を乗物の外装サイドパネルとなるように構成することを含むことができる。いくつかの実施形態では、方法は無撚ガラス繊維を含むように、無撚繊維を横方向よりもの方向に構成することを含むことができる。特定の実施例では、方法は無撚ガラス繊維から実質的になるように、無撚繊維を横方向以外の方向に構成することを含むことができる。
【００２１】
本明細書中に記載の物品はまた、着色剤、染料、顔料、またはその他の材料を、必要に応じて含むことができる。
【００２２】
追加の特徴、態様、実施例、および実施形態は、以下により詳細に記載される。
【００２３】
特定の実施形態を、以下の添付図面を参照して記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】特定の実施例に係る、コア層と表面層とを含む物品の側面図である。
【図２】特定の実施例に係る、コア層と２つの表面層とを含む物品の側面図である。
【図３】特定の実施例に係る、コア層と、表面層と、コア層と表面層との間の層とを含む物品の側面図である。
【図４】特定の実施例に係る、コア層と、第１の表面層と、コア層と第１の表面層との間の層と、コア層の反対側の表面上の第２の表面層とを含む物品の側面図である。
【図５】特定の実施例に係る、コア層のそれぞれの側に設けられる２つの層を含む物品の側面図である。
【図６】特定の実施例に係る、無撚繊維と、樹脂に富んだ層とを有するテープの走査型電子顕微鏡像である。
【図７】特定の実施例に係る、二層テープを含み、そのテープがテープ内の無撚繊維の０／９０配向を含む物品の走査型電子顕微鏡像である。
【図８】特定の実施例に係る、一方側に無撚繊維と樹脂に富む層を１つ含む物品の走査型電子顕微鏡像である。
【図９】特定の実施例に係る、０／９０の撚繊維を含む従来の物品の走査型電子顕微鏡像である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この開示の利益を与えられた当業者であれば、図面における特定の寸法または特徴が、図面をより分かりやすいものとするべく、拡大、歪曲またはその他の自由または非比例的な様態で示され得ると認識するであろう。図面の図示によって特定の厚さ、幅または長さは意図されておらず、図面の構成要素の相対的な大きさは図面におけるいかなる構成要素の大きさを限定するように意図するものではない。以下の記載にて寸法または値が具体的に記載されている場合は、その寸法または値は図示目的のみで提供される。さらに、図面の特定部分における網掛けは何ら特定な材料または構成を必要とするように意図せず、区別する目的で図面において異なる構成要素を網掛けしていたとしても、必要に応じて、異なる構成要素は同一または類似する材料を含むことができる。
【００２６】
以下に、本明細書に開示される技術のより分かりやすい説明を提供するべく、単数形および複数形の用語を参照して特定の実施形態を記載する。これらの用語は便宜上用いられているだけであり、本明細書中に記載の特定の実施形態において存在すると記載されない限りは、特定の特徴を含むまたは除外するものとして、物品、複合体およびその他の構成要素を限定する意図はない。
【００２７】
特定の実施形態では、本明細書に記載の物品のさまざまな層は、天然繊維、合成繊維、不連続繊維、短繊維、またはその組み合わせを含み得る１つ以上の異なる繊維の種類を含むことができる。繊維が無撚繊維として存在する場合、一般的に無撚繊維は、繊維が直接接触して互いを交差したり重畳したりしない複数の長繊維として特徴付けられるが、異なる無撚繊維はｘｙ寸法において互いに覆いかぶさったり、一般的に同一のｘｙ面に位置されていてもよい。表面層に無撚繊維が存在する場合、同一の一般的な組成および種類の撚繊維が表面にある表面の平滑性に比べてより滑らかな表面を提供するために、無撚繊維は有効な深さで存在し得る。必要に応じて、無撚繊維は平滑な表面を提供するために有効な表面深さで存在することができ、撚繊維は無撚繊維の下に平らに置かれるか配置されていてもよい。いくつかの構成では、コア層に無撚繊維が存在する場合、コア層における実質的に全ての繊維は無撚繊維であることができる、例えば、コア層における繊維の９５重量％、９６重量％、９５重量％、９８重量％または９９重量％は無撚繊維であってもよい。特定の構成では、表面層またはコア層上に設けられるその他の層に無撚繊維が存在する場合、表面／その他の層における実質的に全ての繊維が無撚繊維であってもよい、例えば、表面／その他の層における繊維の９５重量％、９６重量％、９５重量％、９８重量％または９９重量％以上が無撚繊維であってもよい。
【００２８】
特定の実施形態では、本明細書に記載の物品は、単層またはテープを、コア層の１つの表面に、もしくは単層またはテープをコア層の２つ以上の表面、例えばコア層の最上表面および底表面上に含むことができる。物品に無撚繊維が存在する場合、無撚繊維は１つの層またはテープ、両方の層またはテープ、もしくはテープの単層内に複数方向で存在してもよい、例えば、無撚繊維は単層内に積層された無撚繊維として互いに０／９０の配向で存在することができる。いくつかの実施形態では、物品の表面層における全ての繊維は無撚繊維であってもよく、一方でその他の実施例では表面の外側部分における繊維のみが無撚であってもよい。例えば、表面層はコア層と隣接しておよび／またはその中に短繊維を含んでいてもよく、下塗剤、塗料、またはその他の仕上げを受ける表面に隣接してまたはその近くに無撚長繊維を含んでいてもよい。いくつかの実施例では、明細書中に記載の物品は短繊維、例えば天然または合成繊維を含むコア層、およびコア層の平面それぞれに設けられる層を含むことができる。コア層上に設けられる層は同一でも異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、コアに設けられる層それぞれは無撚繊維の０／９０構成を含む。０°繊維がコア層に隣接して配置されてもよく、９０°繊維がコア層に隣接して配置されてもよい。一実施形態では、一方の層はコア層に隣接する０°繊維を含み、他方の層はコア層に隣接する９０°繊維を含む。他の実施形態では、異なる層における０°繊維または９０°繊維の両方がコア層に隣接する。
【００２９】
無撚繊維が存在することで表面の平滑性を向上させることはできるが、最終仕上げ剤または下塗剤を塗布する前に表面を研磨するか滑らかにすることも望ましい場合がある。好適な研磨方法および技術は当業者によって容易に選択されるであろう。
【００３０】
特定の実施形態では、本明細書中に記載の物品は、下塗剤、塗料または両方を受けるのに有効であり、乗物の外装部品に使用するのに好適な表面品質を提供するクラスＡ適用される仕上げを得ることができる。用語「クラスＡ」は一般的に従来理解されており、いかなる特定の科学理論に縛られる意図なく、例えばボディパネルなどの、比較的滑らかであり、凹凸の少ない塗装表面に言及する。クラスＡの表面は一般的に、制御された照明条件下で明確な画像および光沢度を有する。クラスＡの表面は目視観測で判定されてもよいが、いくつかの実施形態では、表面の曲率を例えばレーザー表面分析器または反射像分析器を用いた表面ウェーブスキャンなどの１つ以上の好適な方法を用いて測定可能である。例えば、クラスＡの表面は、共通線に沿う各点が実質的に類似する曲率半径を有するように、表面に連続的な曲率を有するように期待される。他の実施形態では、表面の波形は、波長の関数として表面の短期波形を用いて測定可能である。図示的な好適な機器が、ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ  ＧｍｂＨ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，Ｍｄ．ａｎｄ  Ｇｅｒｅｔｓｒｉｅｄ、ドイツ）およびＡｓｈｌａｎｄ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｄｕｂｌｉｎ、ＯＨ）より入手可能である。
【００３１】
いくつかの実施形態では、本明細書中に記載の物品は、一度下塗りおよび／または塗装されたクラスＡの表面を提供するために、表面の連続性を向上させるべく無撚繊維の表面層を１つ以上含むことができる。特定の実施例では、熱可塑性複合品において用いられる典型的な繊維は製造方法によって撚られている。外装面に無撚繊維を含む層を含むことで、表面特性を一般的に改善することができる。特定の実施形態で無撚繊維が表面に存在していてもよいが、本明細書中に記載の物品は撚繊維を含む層を１つ以上、それでも含むことができる。例えば、物品は撚繊維を含む第１の層と、無撚繊維を含み撚繊維をも含み得る第２の層とを含むことができる。
【００３２】
特定の実施例では、本明細書中に記載の物品は、無撚繊維から実質的になる繊維を含む表面層を含むことができる、例えば、表面層において存在する繊維の約９８重量％以上が無撚繊維である。その他の実施形態では、表面層は無撚繊維からなる繊維を含むことができる、例えば、繊維の９９重量％より多くが無撚繊維である。表面層が無撚繊維から実質的になるかそれからなる実施形態では、例えば、バインダ、熱可塑性ポリマー、着色剤、染料、添加物などが挙げられるがこれらに限られないその他の非繊維構成要素もまた存在していてもよい。
【００３３】
特定の実施形態では、無撚繊維を含む表面層は、図１に示すようにコア層に設けることができる。物品１００はコア層１２０上に設けられる無撚繊維を含む表面層１１０を含む。いくつかの例では、表面層１１０はコア層１２０と連結されていてもよい。いくつかの実施形態では、表面層１１０は、表面層１１０とコア層１２０の片方または両方をそれぞれの軟化温度または融点に加熱して層１１０、１２０が互いに結合または接着できるようにすることで、コア層１２０と結合される。その他の実施例では、コア層１２０は、接着剤、糊、またはその他の好適な材料を１つ以上用いることで表面層１１０に接着されてもよい。その他の構成では、異なる層１１０、１２０を互いに超音波溶接して、次に表面層１１０をコア層１２０に積層または押し付けるように１つ以上のローラーセットを通過させてもよい。図１に示す図示では、無撚繊維は機械方向、例えば、物品が加工機器を下流に進む方向に構成されて示す。しかしながら、その他の実施形態では、無撚繊維を横方向、例えば機械方向に実質的に垂直な方向、または機械方向と横方向との間の任意の方向、つまり０°（機械方向）と９０°（横方向）の間の任意の方向に配向することができる。
【００３４】
いくつかの実施例では、表面層１１０に存在する無撚繊維は、必ずしも同じ全般的な方向に配向されなくてもよい。例えば、いくつかの繊維は横方向に配向され、その他の繊維は機械方向に配向されてもよい。無撚繊維が異なる配向で存在する場合、無撚繊維は表面層内にて個々の層に存在していてもよい。例えば、横方向に配向される第１の無撚繊維の層はコア層と隣接していてもよく、機械方向に配向される無撚繊維の第２の層は物品の外装表面に存在してもよい。さまざまな配向の繊維の間に認識できる界面がなく、繊維が単層に存在するように見えてもよい。
【００３５】
特定の実施形態では、繊維の正確な性質、長さ、および組成は変動可能であり、物品に存在する全ての繊維は必ずしも同一の種類、長さまたは組成ではない。いくつかの実施形態では、無撚繊維は、無撚ガラス繊維、無撚炭素繊維、無撚グラファイト繊維、無撚合成有機繊維、無撚無機繊維、無撚天然繊維、無撚鉱物繊維、無撚金属繊維、無撚金属化無機繊維、無撚金属化合成繊維、無撚セラミック繊維の１種以上、またはその組み合わせを含むことができる。その他の実施形態では、無撚繊維は、無撚ナイロン繊維、無撚ポリエステル繊維、無撚麻繊維、無撚サイザル繊維、無撚ジュート繊維、無撚亜麻繊維、無撚コイア、繊維無撚ケナフ繊維、無撚セルロース繊維、無撚玄武岩繊維、無撚ミネラルウール（例えばロックまたはスラグウール）繊維、無撚ウォラストナイト繊維、無撚アルミナ繊維、無撚シリカ繊維など、またはその組み合わせ、無撚セラミック繊維、無撚糸繊維、またはその組み合わせであってもよい。いくつかの実施形態では、無撚繊維は所望の官能基またはその他の物理的特性を繊維に与えるために、使用前に化学的に処置されてもよい。その他の実施形態では、無撚繊維はコア層に設けられた後に化学的に処置されてもよい。
【００３６】
特定の実施形態では、無撚繊維の長さおよび寸法は物品毎によって変動し得て、図示的な寸法長さとしては、約５ミクロンより大きい、より具体的には約５ミクロンから約２２ミクロンの直径と、約５ｍｍから約２００ｍｍの長さを有する無撚繊維が挙げられるが、それに限られない。より具体的には、無撚繊維の直径は約１０ミクロンから約２２ミクロンであってもよく、繊維長は約５ｍｍから約７５ｍｍであってもよい。特定の実施形態では、無撚繊維は長繊維、例えば、本明細書に記載される具体的な寸法を含む無撚連続天然繊維または無撚連続合成繊維、例えば、約５ミクロン、より具体的には約５ミクロンから約２２ミクロンの直径と、約５ｍｍから約２００ｍｍの長さを有する長繊維であってもよい。より具体的には、無撚長繊維の直径は約１０ミクロンから約２２ミクロンであってもよく、繊維長は約５ｍｍから約７５ｍｍであってもよい。特定の実施形態では、長繊維は、長繊維が特定および／または制御された方向または配向に配向され、一方で不連続繊維は一般的に等方性またはランダムな構成を有する点で、不連続繊維と区別可能である。本明細書中に記載される物品では、不連続または長繊維のいずれもがさまざまな構成要素に使用可能である。繊維方向での全体の強度を改善することが求められるようであれば、長繊維を用いるのが望ましい場合がある。撚繊維は一般的に、繊維をスプールまたはクリールの周りでひねった結果として不規則な形またはパターンを有する。撚繊維が用いられることで、撚繊維の記憶が残り、結果として撚繊維によって与えられる不規則パターンまたは形状となる場合がある。例えば、撚繊維が熱可塑性材料に添加されると、撚繊維の不規則パターンは結果として繊維の異なる領域において物品表面からの不規則性または異なる繊維の深さを有する可能性がある。いくつかの実施形態では、無撚繊維を熱可塑性材料と組み合わせて、物品の表面から繊維までの深さが物品の平面の全体長に沿って実質的に同一となるようにしてもよい。例えば、物品表面から繊維までの深さは、無撚繊維が存在する場合に物品の平面に沿って約５％または約１０％より大きく変動しない場合がある。その他の実施形態では、物品の表面に沿った選択された長さ、例えば約５０〜２００ｍｍまたはそれ以上について、物品の表面から繊維までの深さは実質的に同一であり得る。
【００３７】
いくつかの実施例では、表面層は撚および無撚の両方のガラス繊維を含んでいてもよい。いくつかの構成では、向上した表面品質、例えば、クラスＡ適用可能表面が得られるように、無撚ガラス繊維は外装面に配置することができる。その他の実施形態では、必要に応じて撚繊維は外装面に配置可能である。いくつかの実施形態では、撚および無撚のガラス繊維は表面層内に均一に分散可能である。例えば、撚繊維および無撚繊維の混合物を含む溶液を効果的な様態でコア層に塗布して、結果として得られる表面層が撚繊維および無撚繊維の両方を含むようにすることができる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、表面層は無撚繊維と組み合わせて１種以上の熱可塑性材料を含むことができる。例えば、表面層は無撚繊維を、ポリオレフィン樹脂、熱可塑性ポリオレフィンブレンド樹脂、ポリビニルポリマー樹脂、ブタジエンポリマー樹脂、アクリルポリマー樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレンポリマー樹脂、アクリロニトリル−ブチルアクリレート−スチレンポリマー樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂の１種以上、またはそのコポリマーもしくは混合物と組み合わせて含むことができる。表面層内に所望のコポリマーも用いてもよい場合は、例えば、本明細書中に記載される任意の図示的な熱可塑性樹脂のコポリマーである。
【００３９】
いくつかの実施形態では、表面層における無撚繊維の重量は、表面層の重量に基づいて約３０重量パーセントから約８０重量パーセント、より具体的には、表面層の重量に基づいて約３０重量パーセントから約７０重量パーセント、例えば、表面層の重量に基づいて約４０重量パーセントから約７０重量パーセント、例えば約５０〜７０重量パーセントまたは約６０〜７０重量パーセントである。
【００４０】
特定の実施形態では、表面層はまた、着色剤、染料、粘土、エモリエント、顔料、金属、非金属、またはその他の所望の材料などのその他の材料もしくは薬剤を、表面層に添加することができる。例えば、表面層は粒子、粉体、ウィスカ、充填剤、バインダ、またはその他の表面層に所望の物理的特性を与えることができる材料を含むことができる。
【００４１】
その他の実施形態では、無撚繊維が外装面から表面層がコア層（または存在するのであればその他の層）に連結する界面まで存在するように、表面層の実質的に全てが無撚繊維を含む。
【００４２】
特定の実施形態では、本明細書中に記載の表面層は、無撚繊維の上およびその周りに熱可塑性ポリマーを含浸させることで形成されるプリプレグ構造を含んでいてもよい。プリプレグを形成するさまざまな方法、例えば溶解処理、スラリー処理、繊維トウに溶融ポリマーを直接含浸させる方法、繊維混合、繊維トウに熱可塑性粉末を焼結する方法などを含むがこれらに限られない方法を用いてもよい。いくつかの実施形態では、プリプレグはコア層とは別々に形成されてもよく、２つの構成要素を後に混合可能である。その他の実施形態では、表面層はコア層上に、繊維および熱可塑性ポリマーをコア層の表面に設けることで形成されてもよい。
【００４３】
特定の実施例では、表面層は本明細書中に記載される複合品において用いられる前にプレ処理または化学的に処置可能である。例えば、熱安定剤、柔軟剤、粘度調整剤、増粘剤、カオトロピック剤、希釈剤、またはその他の材料を、複合品を提供するのに用いられる前に表面層に添加することができる。特定の実施例では、任意のバインダまたは樹脂を無撚繊維と混合するのを補助するために、分散剤を、表面層を生成するのに用いられる材料に添加可能である。
【００４４】
特定の実施例では、本明細書中に記載される物品のコア層は、１つ以上の熱可塑性ポリマー材料を、強化用繊維などの強化材、例えばガラス繊維またはガラス以外の材料の繊維と組み合わせて含むことができる。特定の実施形態では、コア層は、複合材料、例えば、軽量強化熱可塑性（ＬＷＲＴ）複合材料、ガラス材料を含む熱可塑性複合材料、ガラスマット熱可塑性（ＧＭＴ）複合材料またはその他の好適な複合材料などの熱可塑性複合材料を含むか、そのように構成されてもよい。例えば、１つのこのようなマットはＨＡＮＷＨＡ  ＡＺＤＥＬ，Ｉｎｃ．によって調製され、商標名ＳＵＰＥＲＬＩＴＥ（登録商標）マットとして販売されている。ＬＷＲＴ複合材料などのその他の複合材料もまた、ＨＡＮＷＨＡ  ＡＺＤＥＬ，Ｉｎｃ．によって調製されている。好ましくは、このような複合材料の面密度は複合材料１平方メートル当たり約４００グラム（ｇ／ｍ２またはｇｓｍ）から約４０００ｇ／ｍ２であるが、面密度は、具体的な応用ニーズによっては４００ｇ／ｍ２より小さくても４０００ｇ／ｍ２より大きくてもよい。いくつかの実施形態では、上の密度は約４０００ｇ／ｍ２よりも低くてもよい。
【００４５】
特定の実施例では、熱可塑性複合材料は一般的に短繊維および好適な熱可塑性ポリマー、例えば短ガラス繊維（撚られていても無撚でもよい）を好適な熱可塑性ポリマーと混合したものを用いて調製することができる。いくつかの実施形態では、熱可塑性ポリマーは、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＰＣ／ＰＢＴのブレンド、またはＰＣ／ＰＥＴのブレンドなどの、１種以上の熱可塑性樹脂であり得る。いくつかの実施形態では、ＰＰ、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＣ／ＰＥＴブレンドまたはＰＣ／ＰＢＴブレンドを熱可塑性ポリマーとして用いることができる。ガラスマットを製造するために、熱可塑性ポリマー、強化材および／またはその他の添加物を、インペラを装備した無蓋混合タンクに入れられた分散発泡体に添加または計り入れることができる。いかなる具体的な理論に縛られる意図なく、発泡体の閉じ込められた空気のポケットの存在が繊維および熱可塑性ポリマーの分散を補助し得る。いくつかの実施例では、ガラスとポリマー樹脂の分散混合物は、抄紙機のワイヤ部の上に位置するヘッドボックスに、分配マニホールドを介してポンプ可能である。次に、ガラス繊維でもポリマー樹脂でもなく発泡体を、分散混合物が移動式ワイヤスクリーンに真空を用いて与えられるときに除去して、連続的に均一な繊維状ウェットウェブを形成してもよい。ウェットウェブを好適な温度にてドライヤーを通過させて、水分含量を減少させて、ポリマー樹脂を溶融させるか軟化させてもよい。高温のウェブがドライヤーを出た後に、例えば、無撚繊維を含む表面層等の表面層を、繊維、熱可塑性樹脂および無撚繊維を含む表面層のウェブを加熱されたローラーセットのニップを通過させることでウェブ上に積層されてもよい。追加層、例えば不織布および／または織布層もまた、無撚繊維を含む表面層に沿ってまたはその代わりに、ガラス繊維強化マットの扱いを容易にするためにウェブの片側または両側に付着されてもよい。いくつかの実施形態では、コア層に第１の層が積層されて、次に無撚繊維を含む表面層が第１の層に積層される。複合材料は次にテンションロールを通過して、最終生成物品に後ほど形成するために所望の大きさに連続的に切断（ギロチン）することができる。このような熱可塑性複合材料の調製に関するさらなる情報は、このような複合材料の形成に用いられる好適な材料および加工状態を含め、例えば、米国特許第６，９２３，４９４号、第４，９７８，４８９号、第４，９４４，８４３号、第４，９６４，９３５号、第４，７３４，３２１号、第５，０５３，４４９号、第４，９２５，６１５号、第５，６０９，９６６号、および米国特許出願公開第２００５／００８２８８１号、第２００５／０２２８１０８号、第２００５／０２１７９３２号、第２００５／０２１５６９８号、第２００５／０１６４０２３号、および第２００５／０１６１８６５号にて記載される。
【００４６】
物品を調製するいくつかの実施形態では、ウェブおよび／または表面層を、実質的にプラスチック材料を軟化させるためにコア層における熱可塑性ポリマー樹脂の軟化温度より高く加熱することができ、１種以上の圧密装置、例えばカレンダーロール、積層機、二重ベルトラミネーター、割り出しプレス、多段プレス、オートクレーブ、およびその他のシートならびに布地の積層および圧密に用いられるこのような装置を通して、プラスチック材料が流れ出て繊維を湿潤させることができるようにする。圧密装置における圧密要素の間の空隙は、圧密されないウェブのものよりも小さく、完全に圧密される場合よりも大きい寸法に設定することができ、それによってウェブが拡張してローラーを通った後に実質的に透過可能であるようにすることができる。一実施形態では、空隙は、ウェブが完全に圧密される場合よりも約５％から約１０％大きい寸法に設定することができる。完全に圧密されたウェブとは、完全に圧縮されて実質的に空洞のないウェブを意味する。完全に圧密されたウェブは、約５％より低い空洞率を有し、無視できる程度の連続気泡構造しか有さないであろう。
【００４７】
特定の実施形態では、コア層は、必要に応じて透過可能および／または多孔質であってもよい。例えば、コア層は内部空洞または空間を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、このような空洞および／または空間は、加工前または最終物品に存在し得る。例えば、コア層は物品の製造中に多孔質であってもよく、物品を加工することで結果として実質的に空洞または空間を含まない完全に圧密された物品を得てもよい。特定の実施形態では、コア層は多孔質、非多孔質、または多孔質の領域を含みながら非多孔質である領域も含むことができる。コア層における正確な気孔率は、最終物品の意図する用途によって変動可能である。特定の実施形態では、ポリマーコアはポリマーコアの体積比で０％より多く、より具体的にはポリマーコアの体積比で０％より多く約９５％までの間、およびさらにより具体的にはポリマーコアの体積比で約３０％から約７０％までの間の気孔率を有することができる。必須ではないものの、ポリマーコアを含む物品全体が非多孔性であるか上述の範囲の気孔率を有することも可能である。例えば、複合品の気孔率は一般的に複合品の全体積比で０％より大きく約９５％まで、より具体的には複合品の全体積比で０％より大きく約９５％まで、およびさらにより具体的には複合品の全体積比で約３０％から約７０％までであってもよい。さらにその他の実施例では、コアまたは複合品全体は、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％、またはこれらの例示的な範囲内のいかなる図示的な値の気孔率を有していてもよい。必要に応じて、コア層または複合品全体の気孔率は、９５％より大きい、例えば約９６％または９７％であってもよい。特定の実施例では、コア層は約０．１ｇｍ／ｃｍ3から約２．２５ｇｍ／ｃｍ3、より具体的には約０．１ｇｍ／ｃｍ3から約１．８ｇｍ／ｃｍ3、およびさらにより具体的には約０．３ｇｍ／ｃｍ3から約１．０ｇｍ／ｃｍ3の密度を有することができる。加工後、コア層は５％未満、例えば４％未満、３％未満、２％未満または１％未満の気孔率を結果として有していてもよい。いくつかの実施形態では、１％未満の全体的な空洞含有量を有する、例えば、実質的に空洞のない完全に固められた物品を製造することができる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、コア層は物品に強化された強度を与えることができる強化材を含んでいてもよい。例えば、製造された複合品は、複合品に所望の強度および／または機械的特性を与える１つ以上の好適な種類の強化材を含むことができる。強化材が存在する場合、それらは連続的または非連続的な形態で、コア全体を通して均一に、または局所的もしくはその他にいくつかの領域ではその他の領域に比べてより多い量で存在することができる。強化材が繊維である実施形態では、コア材料の所望の特性によって、繊維は互いに平行に、互いに垂直に、または具体的な角度の配向なくして配列可能である。
【００４９】
コア層において用いるのに好適な繊維の図示的な種類としては、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、合成有機繊維、特に高弾性有機繊維、例えば、パラおよびメタアラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、または本明細書中に記載される繊維として使用するのに好適ないかなる樹脂、麻、サイザル、ジュート、亜麻、コイア、ケナフおよびセルロース繊維などの天然繊維、玄武岩、ミネラルウール（例えば、ロックまたはスラグウール）、ウォラストナイト、アルミナシリカなどの鉱物繊維またはその混合物、金属繊維、金属化天然および／または合成繊維、セラミック繊維、糸繊維、またはその混合物が挙げられるが、これらに限られない。いくつかの実施形態では、所望の官能基を与えるかその他の物理的特性を繊維に与えるように、繊維を使用前に化学的に処置することができる。ポリマーコアにおける繊維含有量は、ポリマーコアの重量比で約２０％から約９０％、より具体的には約３０％から約７０％であってもよい。典型的に、複合品の繊維含有量は約２０重量％から約９０重量％の間、より具体的には複合材料の重量に対して約４０％から約８０％で変動する。使用される繊維の具体的な大きさおよび／または配向は、少なくとも部分的に、用いられるポリマー材料および／または結果として得られる複合材料の所望の特性によるものであってもよい。好適な繊維の追加の種類、繊維の大きさおよび量は、当業者が本開示の利益を与えられることで容易に選択できるであろう。１つの非限定的な図示では、複合材料のポリマーコア材料を形成する熱可塑性ポリマーコア内に分散された繊維は、例えば、一般的には約５ミクロンより大きい、より具体的には約５ミクロンから約２２ミクロンの直径と、約５ｍｍから約２００ｍｍの長さを有する。より具体的には、繊維の直径は約数ミクロンから約２２ミクロンであってもよく、繊維の長さは約５ｍｍから約７５ｍｍであってもよい。繊維がコア層に存在する場合、繊維は撚られていても無撚であっても、または撚繊維および無撚繊維の両方が存在していてもよい。その他の実施形態では、コア層の繊維は、１つの種類の繊維が別の繊維の種類よりも一表面に対してより多い量で存在するように勾配を有して設けることができる。
【００５０】
表面層が無撚繊維を含み、コア層が無撚繊維を含む特定の実施形態では、少なくとも１つの共通の種類の繊維が表面とコア層の両方に存在していてもよい。例えば、無撚ガラス繊維は、必要に応じて、コア層と表面層の両方に存在していてもよい。いくつかの実施形態では、繊維の実質的に同一種類がコア層と表面層の両方に存在する。例えば、表面層とコア層それぞれに含まれる約９５％の繊維が同一種類の繊維、例えば無撚繊維または無撚ガラス繊維を含んでいてもよい。
【００５１】
特定の実施形態では、コア層における繊維は、コア層上に設けられる層における無撚繊維の配向と類似する方向に配向させることができる。例えば、両方の層における繊維は機械方向または横方向に配向させることができる。その他の実施形態では、コア層における繊維は表面層における無撚繊維の配向とは異なる方向に配向させることができる。例えば、コア層における繊維を機械方向に配向させることができ、表面層の繊維を横方向または機械方向以外の方向に配向させることができる。その他の実施形態では、コア層における繊維は横方向に配向させることができ、表面層の繊維は機械方向または横方向以外の方向に配向させることができる。コア層の繊維が表面層の無撚繊維と同一または異なる方向に配向されるいくつかの実施形態では、コア層の繊維は撚繊維、無撚繊維、または撚繊維および無撚繊維の両方を含んでいてもよい。
【００５２】
特定の実施形態では、ポリマーコア層は約５ｍｍから約２００ｍｍまでの間の平均長さを有する無撚繊維を約２０重量％から約８０重量％で含み、約２０重量％から約８０重量％で完全にまたは実質的に圧密されていない繊維性または粒子状熱可塑性材料を含むことができ、重量パーセントはポリマーコア層の全重量に基づく。別の実施形態では、本明細書中における複合材料のポリマーコア層は無撚繊維を約３０重量％から約６０重量％で含む。いくつかの例では、約５ｍｍから約２５ｍｍまでの間の平均長さを有する繊維はポリマーコアに典型的に用いられる。コア層において用いられる好適な無撚繊維としては、無撚金属繊維、無撚金属化無機繊維、無撚金属化合成繊維、無撚ガラス繊維、無撚グラファイト繊維、無撚炭素繊維、無撚セラミック繊維、無撚鉱物繊維、無撚玄武岩繊維、無撚無機繊維、無撚アラミド繊維、無撚ケナフ繊維、無撚ジュート繊維、無撚亜麻繊維、無撚麻繊維、無撚セルロース繊維、無撚サイザル繊維、無撚コイア繊維、およびその組み合わせが挙げられるが、これらに限られない。追加の好適な繊維は、この開示の利益を与えられた当業者によって容易に選択されるであろう。
【００５３】
特定の実施形態では、コア層は添加物またはその他の材料を１種以上含むことができる。例えば、ハロゲン化材料、リン含有材料、含窒素材料、またはその他の好適な難燃剤などの難燃性材料を、物品に、例えばコア層もしくは表面層または両方の層に添加することができる。さらなる実施形態では、防煙剤、脱酸素剤、紫外線防止剤、染料、着色剤、顔料またはその他の材料を、硬化前または硬化後に物品に添加することができる。
【００５４】
特定の実施形態では、本明細書中に記載の物品はコア層の反対側の表面に設けられる１つ以上の追加層を含むことができる。図２を参照すると、物品２００は無撚繊維を含む表面層２１０と、コア層２２０と、層２３０とを含む。表面層２１０はコア層の第１の表面２２２に設けられ、層２３０はコア層２２０の反対側の表面２２４に設けられる。いくつかの実施形態では、層２３０は物品２００に所望の特性を与えるフィルム、スクリムまたはその他の種類の材料を含んでいてもよい。必要に応じて、層２３０は繊維、例えば撚繊維または無撚繊維、および熱可塑性ポリマーを含んでいてもよい。特定の実施例では、追加層２３０はコア層２２０に隣接することができる複数の撚繊維を含んでいてもよい。その他の実施例では、追加層２３０はコア層２２０に隣接することができる複数の無撚繊維を含んでいてもよい。
【００５５】
特定の実施形態では、層２１０は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、横方向の無撚繊維はコア層２２０に隣接し、追加層２３０は繊維、例えば撚繊維を機械方向および横方向に含み、層２３０の横方向の繊維はコア層２２０に隣接する。その他の実施形態では、層２１０は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、横方向の無撚繊維はコア層２２０に隣接し、追加層は繊維、例えば撚繊維を機械方向および横方向に含み、層２３０の機械方向の繊維はコア層２２０に隣接する。その他の実施例では、層２１０は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、機械方向の無撚繊維はコア層２２０に隣接し、追加層２３０は繊維、例えば撚繊維を機械方向および横方向に含み、層２３０の横方向の繊維はコア層２２０に隣接する。いくつかの実施例では、層２１０は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、機械方向の無撚繊維はコア層２２０に隣接し、追加層２３０は繊維、例えば撚繊維を機械方向および横方向に含み、層２３０の機械方向の繊維はコア層２２０に隣接する。特定の実施例では、層２１０は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、横方向の無撚繊維はコア層２２０に隣接し、追加層２３０は繊維、例えば無撚繊維を機械方向および横方向に含み、追加層２３０の横方向の繊維はコア層２２０に隣接する。いくつかの実施形態では、層２１０は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、横方向の無撚繊維はコア層２２０に隣接し、追加層２３０は例えば無撚の繊維を機械方向および横方向に含み、追加層２３０の機械方向の繊維はコア層２２０に隣接する。いくつかの実施例では、層２１０は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、機械方向の無撚繊維はコア層２２０に隣接して、追加層２３０は繊維、例えば無撚繊維を機械方向および横方向に含み、追加層２３０の横方向の無撚繊維はコア層２２０に隣接する。特定の実施例では、層２１０は横方向および機械方向に配列される無撚繊維を含み、機械方向の無撚繊維はコア層２２０に隣接し、追加層２３０は繊維、例えば無撚繊維を機械方向および横方向に含み、追加層２３０の機械方向の繊維はコア層２２０に隣接する。
【００５６】
特定の実施形態では、表面層１１０または２１０はその上に設けられる好適な下塗層を含むことができる。図示的な下塗剤材料としては、車、トラック、レクリエーショナルビークル、電車、飛行機、およびその他のガソリンエンジン、電気エンジンもしくはその他の推進手段を有する乗物などの乗物の外装面を塗装するために乗物産業にて一般的に用いられる下塗剤が挙げられるが、これらに限定されない。好適な塗装層は下塗層上に設けることができ、または必要に応じて下塗層を用いることなく表面層に直接設けることができる。
【００５７】
特定の実施形態では、本明細書中に記載される物品は表面層とコア層との間に追加層を含むことができる。図３を参照すると、物品３００は、それ自体がコア層３３０に設けられる層３２０に設けられる表面層３１０を含む。層３２０はフィルム、スクリム、接着層またはその他の好適な材料であってもよい。必要に応じて、層３２０は撚られていても無撚であってもよい繊維と、熱可塑性ポリマーとを含んでいてもよい。層３２０が繊維を含む場合では、繊維は表面層３１０の無撚繊維と同様の方向に配向されていてもよく、異なる方向に配向されていてもよい。いくつかの実施形態では、層３２０は複数の異なる方向に配向される繊維を含んでいてもよい。
【００５８】
表面層とコア層との間に層が存在する特定の実施形態では、別の層がコア層の反対側の表面に設けられていてもよい。図４を参照すると、物品４００は、それ自体がコア層４３０に設けられる層４２０に設けられる表面層４１０を含む。追加層４４０はコア層４３０の反対側の表面に設けられる。追加層４４０において繊維が存在する場合では、層４４０の繊維の配向は図２の層２３０を参照して議論されるもののいずれであってもよく、またはこの開示の利益を与えられた当業者によって選択されるその他の好適な配向であってもよい。本明細書中に記載のように、表面層４１０は無撚繊維を含むことができる。必要に応じて、層４４０はまた、無撚繊維、撚繊維もしくは無撚と撚繊維との両方を含んでいてもよい。
【００５９】
特定の実施形態では、本明細書中に記載の物品はコア層の各側に２つ以上の層を含むことができる。例えば、図５を参照して、物品５００は、それ自体がコア層５３０の上に設けられる層５２０に設けられる表面層５１０を含む。コア層５３０の反対側の表面上に、層５４０がある。層５４０には別の層５５０が上に設けられる。特定の実施例では、外層５１０および５５０の１つは無撚繊維を含む。いくつかの実施形態では、外層５１０および５５０はそれぞれ無撚繊維を含んでいてもよい。特定の実施形態では、層５１０および５５０の一方は無撚繊維を含み、他方の層は撚繊維を含む。内層５２０および５４０はまた、撚繊維もしくは無撚繊維を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、内層５２０における繊維の配向は表面層５１０における繊維の配向と同一であってもよい。同様に、内層５４０における繊維の配向は表面層５５０における繊維の配向と同一であってもよい。その他の実施形態では、内層５２０および５４０の１つ以上が、その隣接する表面層の繊維の配向とは異なる繊維の配向を有していてもよい。例えば、層５２０における繊維を横方向に配向することができ、層５１０における繊維は機械方向または横方向以外の方向に配向されてもよい。いくつかの実施形態では、層５４０における繊維を横方向に配向することができ、層５５０における繊維は機械方向または横方向以外の方向に配向されてもよい。当業者であれば、さまざまの層の繊維の配向はその他の配向と入れ替えたり置換したりすることが可能であり、任意の１つの層の繊維の配向が別の層に存在する繊維の配向と同一でも異なっていてもよいと理解するであろう。
【００６０】
特定の実施例では、本明細書中に記載の物品は、コア層上に設けられる単一の表面層を含むことができる。例えば、複合品は熱可塑性ポリマーと熱可塑性ポリマー内に設けられる強化用繊維とを含む繊維強化熱可塑性ポリマーコア層と、コア層の上に設けられて複数の無撚繊維を含む単層とを含むことができ、複数の無撚繊維は横方向および横方向以外の方向に配向され、横方向に配向された無撚繊維はコア層に隣接する。単層は一般的に、層内にいかなる認識可能な界面を含まない。いくつかの実施例では、単層の繊維は、単層において繊維の所望の付着の種類を与えるべく、コア層の上に順に設けられてもよい。設けられた繊維層は次に、設けられた異なる繊維の間に認識可能な界面が存在しないように、層のバインダまたは熱可塑性ポリマーを溶融するために加熱可能となる。
【００６１】
特定の実施形態では、本明細書中に用いられる物品は下塗剤、塗料、または両方を塗布されるのに好適なボディパネルを提供するのに用いることができる。このようなパネルは、本明細書中に記載するような「クラスＡ」の仕上げを得るのに適用可能であり得る。いくつかの実施形態では、物品は外装乗物パネルとして、例えばバンパー、バンパーカバー、フード、フェンダー、ドア、ルーフ、トラックの荷台、レクリエーショナル乗物用などの側壁パネル、フロントおよび／またはリアピラートリム、もしくは塗装されることが望ましいその他の乗物部品として構成することができる。複合材料は、さまざまなその他の物品に、加圧成形、熱成形、熱スタンピング、真空成形、圧縮成形、およびオートクレーブを含むがこれらに限られない、数々の方法を用いて成形可能である。図示的な方法は、例えば、米国特許第６，９２３，４９４号および第５，６０１，６７９号、ならびにＤｕＢｏｉｓおよびＰｒｉｂｂｌｅによる「Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｍｏｌｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」、第５版、１９９５、４６８〜４９８頁、などに記載される。
【００６２】
特定の実施形態では、本明細書中に記載の物品は、ウェーブスキャンが少なくとも４のウェーブスキャン値を与える好適な表面を有することができる。表面を測定するのに用いられる正確な方向は変動可能であるが、いくつかの実施形態では、共通線に沿った各点が実質的に同様の曲率半径を有するように、表面に連続的な曲率を有する。
【００６３】
特定の実施形態では、本明細書中に記載の複合材料物品は数々の方法を用いて製造することができる。例えば、複合材料は一般的に、例えばシートまたはフィルムなどのさまざまな形態にて、プレ形成された基板上の積層材料として、または所望の特定の用途によってその他のより剛性な形態にて調製されてもよい。特定の用途については、複合材料はシート状に設けることができ、任意に、無撚繊維を含む表面層に加えて、このようなシートの片方または両方の表面上の追加層を１つ以上含んでもよい。一図示では、このような追加の表面またはスキン層は例えば、フィルム、不織スクリム、ベール、織布、またはその組み合わせであってもよい。必要に応じて、表面層は通気性であってもよく、熱形成および／または成形作業中に複合品と合わせて実質的に伸縮して広がることができる。さらに、そのような層は接着性であってもよく、例えば繊維含有熱可塑性材料の表面に塗布される熱可塑性材料（例えば、エチレンアクリル酸コポリマーまたはそのようなその他のポリマー）であってもよい。一般的に、特にシート状の場合の複合品の面密度は、約１５０ｇｓｍから約４０００ｇｓｍ、より具体的には約５００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍ、例えば約３００ｇｓｍから約５００ｇｓｍ、または約５００ｇｓｍから約７５０ｇｓｍもしくは約７５０ｇｓｍから約２５００ｇｓｍで変動する。
【００６４】
特定の実施形態では、最初に複合材料コア、例えばＬＷＲＴ複合材料コアを製造、形成またはプレ形成して、次に形成されたコアに無撚繊維を塗布、押し出す、または形成して、物品を得ることが望ましい場合がある。例えば、複合材料のコアは本明細書中に記載のように形成可能であり、次に無撚繊維をコアに直接、いかなるバインダまたは保持材料を用いることなく塗布してもよく、または無撚繊維を一時的な形態、例えばテープまたはウェブの形態で保持して、無撚繊維をコアにより容易に適用できるようにもしてもよい。いくつかの実施形態では、無撚繊維は最初に、熱可塑性材料を用いて位置に固定または保持可能な実質的に平坦で平行な繊維のウェブに形成可能である。繊維ウェブは次にコア層に、別の層として塗布することができる。複合品を加熱することで、結果として無撚繊維をコア層の上表面または領域に混合して塗装後にクラスＡ仕上げを得るのに有効な物品が得られ得る。
【００６５】
本明細書中に記載の技術のさらにいくつかの新規な態様を図示するべく、特定の具体的な実施例を以下に記載する。
【実施例】
【００６６】
実施例１
物品は、短ガラス繊維およびポリプロピレン樹脂を含むコア層を形成することで製造される。ガラス繊維および樹脂は攪拌液体含有発泡体に添加されて、ポリプロピレンと強化用繊維との分散混合物が形成される。混合物は次にスクリーンなどの形成支持要素に付着されて、ウェブを得る。液体をウェブから排出し、ウェブは次にポリプロピレンの軟化温度よりも高く加熱される。軟らかくなったウェブは次に所定の厚さに圧縮されて、コア層を得る。コア層は約１０００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍの基本重量を有していてもよい。
【００６７】
ポリプロピレンコポリマーおよび無撚ガラス繊維、またはポリプロピレン樹脂（約１００ｇ／１０分のメルトフローインデックス）および無撚ガラス繊維を含むテープがコア層上に設けられる。テープは約５００ｇｓｍから約１２００ｇｓｍの基本重量を有していてもよい。複合品は次にローラーセットを通過されて、テープがコア層に積層されてシート状の材料を得る。
【００６８】
シート状の材料は板を得るべく、所望の大きさにダイスカットまたは切断することができる。板は成形、形成、またはその他の望ましい形状に変更され得る。形成後、部品はクラスＡ仕上げを得るように下塗りおよび／または塗装されてもよい。
【００６９】
実施例２
無撚繊維の外層を含む材料の層から走査型電子顕微鏡像を取得した。その結果を図６に示す。無撚繊維６１０はよく分散されて撚繊維よりも均一であり（以下の図９を参照）、全般的には重畳しないが同一の垂直または水平面に横たわっていてもよい。
【００７０】
実施例３
無撚繊維の外層を含む物品の材料の層から走査型電子顕微鏡像を取得した。その結果を図７に示す。無撚繊維は、無撚繊維７１０を０°方向（機械方向）に設けて９０°繊維７２０を横方向に設けることができる（またはその逆の）０／９０構成にて、層内に設けられている。
【００７１】
実施例４
無撚繊維の外層を含む物品の材料の層から走査型電子顕微鏡像を取得した。その結果を図８に示す。無撚繊維は、無撚繊維８１０を０°方向（機械方向）に設けて９０°繊維８２０を横方向に設けることができる（またはその逆の）０／９０構成にて、設けられている。
【００７２】
実施例５
比較目的のために、撚繊維を含む物品の材料の層からＳＥＭ画像を取得した。その結果を図９に示す。撚繊維は、無撚繊維の繊維配向に類似する０／９０配向にて存在した。
【００７３】
実施例６
下塗りおよび塗装された物品に表面ウェーブスキャンを、小さなフードとして成形された実施例２〜５に記載されるさまざまな繊維を用いて行った。その結果を表１に示す。ウェーブスキャン値が高ければ高いほど、表面が滑らかである。
【表１】
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【００７４】
表１で見て分かるように、ウェーブスキャン値が無撚繊維を有する物品について撚繊維を有する物品に比べて実質的により高い、例えばほぼ２倍高く、無撚繊維が実質的により平滑な表面を得ることを示す。
【００７５】
本明細書中に開示される実施例の要素を導入する際に、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「ｓａｉｄ」はその要素が１つ以上あることを意味するように意図される。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は非限定的であるように意図され、列挙される要素の他に追加の要素が存在し得ることを意味する。この開示の利益を与えられた当業者であれば、実施例のさまざまな構成要素がその他の実施例におけるさまざまな構成要素と入れ替えられたり置換されたりすることができるように認識するであろう。
【００７６】
特定の態様、実施例および実施形態を上に記載するが、この開示の利益を与えられた当業者であれば開示された図示的態様、実施例および実施形態への追加、置換、変更、および入れ替えが可能であると理解するであろう。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１〕強化用繊維と熱可塑性ポリマーとを含む繊維強化熱可塑性ポリマーコア層と、
前記コア層上に設けられて複数の無撚繊維を含む表面層と
を含むことを特徴とする、熱可塑性複合品。
〔２〕前記複数の無撚繊維が、無撚ガラス繊維を含む、前記〔１〕に記載の熱可塑性複合品。
〔３〕前記コア層上に設けられる前記表面層における繊維が、無撚ガラス繊維から実質的になる、前記〔１〕に記載の熱可塑性複合品。
〔４〕前記コア層上に設けられる前記表面層における繊維が、無撚ガラス繊維からなる、前記〔１〕に記載の熱可塑性複合品。
〔５〕前記コア層が、約０．１ｇｍ／ｃｍ3から約１．８ｇｍ／ｃｍ3の密度を有する、前記〔１〕に記載の複合品。
〔６〕前記コア層が、完全に圧密されている、前記〔１〕に記載の複合品。
〔７〕前記コア層の前記熱可塑性ポリマーが、ポリオレフィン樹脂、熱可塑性ポリオレフィンブレンド樹脂、ポリビニルポリマー樹脂、ブタジエンポリマー樹脂、アクリルポリマー樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレンポリマー樹脂、アクリロニトリル−ブチルアクリレート−スチレンポリマー樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、または、それらのコポリマーもしくは混合物の少なくとも１種を含む、前記〔１〕に記載の複合品。
〔８〕前記コア層の前記強化用繊維が、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、合成有機繊維、無機繊維、天然繊維、鉱物繊維、金属繊維、金属化無機繊維、金属化合成繊維、セラミック繊維、またはその組み合わせの１種以上を含む、前記〔１〕に記載の複合品。
〔９〕前記複数の無撚繊維が、無撚炭素繊維、無撚グラファイト繊維、無撚合成有機繊維、無撚無機繊維、無撚天然繊維、無撚鉱物繊維、無撚金属繊維、無撚金属化無機繊維、無撚金属化合成繊維、無撚セラミック繊維、またはその組み合わせの１種以上を含む、前記〔１〕に記載の複合品。
〔１０〕前記複数の無撚繊維が、無撚ガラス繊維と、無撚炭素繊維、無撚グラファイト繊維、無撚合成有機繊維、無撚無機繊維、無撚天然繊維、無撚鉱物繊維、無撚金属繊維、無撚金属化無機繊維、無撚金属化合成繊維、無撚セラミック繊維、またはその組み合わせの１種以上とを含む、前記〔１〕に記載の複合品。
〔１１〕前記複数の無撚繊維が、無撚ガラス繊維を含み、前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレンを含む、前記〔１〕に記載の複合品。
〔１２〕前記コア層の前記強化用繊維が、無撚繊維を含む、前記〔１〕に記載の複合品。
〔１３〕前記コア層上に設けられる前記表面層の前記無撚繊維および前記コア層の前記無撚繊維が、少なくとも１つの共通種類の無撚繊維を含む、前記〔１２〕に記載の複合品。
〔１４〕前記コア層における前記無撚繊維が、前記コア層上に設けられる前記表面層における前記無撚繊維の配向と類似する方向に配向される、前記〔１２〕に記載の複合品。
〔１５〕前記コア層における前記無撚繊維が、前記コア層上に設けられる前記表面層の前記無撚繊維の配向とは異なる方向に配向される、前記〔１２〕に記載の複合品。
〔１６〕前記コア層上に設けられる前記表面層が、前記表面層に互いに垂直に配向される無撚繊維を含む、前記〔１〕に記載の複合品。
〔１７〕前記コア層上に設けられる前記表面層が、撚繊維をさらに含む、前記〔１〕に記載の複合品。
〔１８〕前記撚繊維が、前記縦方向と略平行に配向され、前記無撚繊維が、前記縦方向から約９０°で配向される、前記〔１７〕に記載の複合品。
〔１９〕前記物品が、少なくとも４のウェーブスキャン値を有する、前記〔１〕に記載の複合品。
〔２０〕前記コア層の反対側の表面に設けられる追加層をさらに含む、前記〔１〕に記載の複合品。
〔２１〕前記追加層が、複数の撚繊維を含む、前記〔２０〕に記載の複合品。
〔２２〕前記無撚繊維を含む前記表面層上に設けられる少なくとも１つの塗装層をさらに含む、前記〔２１〕に記載の複合品。
〔２３〕前記無撚繊維を含む前記表面層上に設けられる少なくとも１つの下塗層をさらに含む、前記〔２１〕に記載の複合品。
〔２４〕前記下塗層上に設けられる少なくとも１つの塗装層をさらに含む、前記〔２２〕に記載の複合品。
〔２５〕前記追加層が、複数の無撚繊維を含む、前記〔２０〕に記載の複合品。
〔２６〕前記無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列される無撚繊維を含み、前記横方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接し、前記撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記横方向の撚繊維が、前記コア層に隣接する、前記〔２１〕に記載の複合品。
〔２７〕前記無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列される無撚繊維を含み、前記横方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接し、前記撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記縦方向の撚繊維が、前記コア層に隣接する、前記〔２１〕に記載の複合品。
〔２８〕前記無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列される無撚繊維を含み、前記縦方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接し、前記撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記横方向の撚繊維が、前記コア層に隣接する、前記〔２１〕に記載の複合品。
〔２９〕前記無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列される無撚繊維を含み、前記縦方向の無撚繊維が、前記コア層と隣接し、前記撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記縦方向の撚繊維が、前記コア層と隣接する、前記〔２１〕に記載の複合品。
〔３０〕前記無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列される無撚繊維を含み、前記横方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接し、前記無撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記追加層の前記横方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接する、前記〔２５〕に記載の複合品。
〔３１〕前記無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列される無撚繊維を含み、前記横方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接し、前記無撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記追加層の前記縦方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接する、前記〔２５〕に記載の複合品。
〔３２〕前記無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列される無撚繊維を含み、前記縦方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接し、前記無撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記追加層の前記横方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接する、前記〔２５〕に記載の複合品。
〔３３〕前記無撚繊維を含む前記表面層が、横方向および縦方向に配列される無撚繊維を含み、前記縦方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接して、前記無撚繊維を含む前記追加層が、前記縦方向および前記横方向に繊維を含み、前記追加層の前記縦方向の無撚繊維が、前記コア層に隣接する、前記〔２５〕に記載の複合品。
〔３４〕前記追加層に複数の撚繊維をさらに含む、前記〔２５〕に記載の複合品。
〔３５〕前記追加層の前記複数の撚繊維が、前記コア層に隣接する、前記〔３４〕に記載の複合品。
〔３６〕前記追加層の前記複数の無撚繊維が、前記コア層に隣接する、前記〔３４〕に記載の複合品。
〔３７〕前記コア層上に設けられる前記表面層に複数の撚繊維をさらに含む、前記〔３４〕に記載の複合品。
〔３８〕前記表面層の前記複数の撚繊維が、前記コア層に隣接する、前記〔３７〕に記載の複合品。
〔３９〕前記追加層の前記複数の無撚繊維が、前記コア層と隣接する、前記〔３７〕に記載の複合品。
〔４０〕前記物品が、共通線上の各点が実質的に類似する曲率半径を有するように、表面に連続的な曲率を有する、前記〔２１〕に記載の複合品。
〔４１〕熱可塑性ポリマーと、前記熱可塑性ポリマーに設けられる強化用繊維とを含む繊維強化熱可塑性ポリマーコア層と、
前記コア層上に設けられる単層と
を含む複合品であって、
前記単層が、複数の無撚繊維を含み、前記複数の無撚繊維が、横方向および前記横方向以外の方向に配向され、前記横方向に配向される前記無撚繊維が、前記コア層に隣接することを特徴とする、複合品。
〔４２〕前記横方向以外の前記方向が、前記横方向に対して約９０°である、前記〔４１〕に記載の複合品。
〔４３〕前記熱可塑性ポリマーが、ポリプロピレンを含み、前記無撚繊維が、無撚ガラス繊維を含む、前記〔４１〕に記載の複合品。
〔４４〕前記コア層の前記熱可塑性ポリマーが、ポリオレフィン樹脂、熱可塑性ポリオレフィンブレンド樹脂、ポリビニルポリマー樹脂、ブタジエンポリマー樹脂、アクリルポリマー樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレンポリマー樹脂、アクリロニトリル−ブチルアクリレート−スチレンポリマー樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、または、それらのコポリマーもしくは混合物の少なくとも１種を含む、前記〔４１〕に記載の複合品。
〔４５〕前記強化用繊維が、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、合成有機繊維、無機繊維、天然繊維、鉱物繊維、金属繊維、金属化無機繊維、金属化合成繊維、セラミック繊維、またはその組み合わせの１種以上を含む、前記〔４１〕に記載の熱可塑性物品。
〔４６〕前記強化用繊維が、無撚繊維を含む、前記〔４１〕に記載の熱可塑性物品。
〔４７〕前記単層における繊維が、無撚ガラス繊維から実質的になる、前記〔４１〕に記載の熱可塑性物品。
〔４８〕前記単層における繊維が、無撚ガラス繊維からなる、前記〔４１〕に記載の熱可塑性物品。
〔４９〕前記単層に撚繊維をさらに含む、前記〔４１〕に記載の熱可塑性物品。
〔５０〕前記撚繊維が、前記コア層に隣接し、前記無撚繊維が、前記単層の外表面に存在する、前記〔４９〕に記載の熱可塑性物品。
〔５１〕前記撚繊維および無撚繊維が、前記単層において、前記コア層に隣接して前記単層の外表面に存在する無撚繊維によって挟持される、前記〔４９〕に記載の熱可塑性物品。
〔５２〕前記コア層上に設けられる追加層を、前記単層が設けられる前記表面とは反対側にさらに含む、前記〔４１〕に記載の熱可塑性物品。
〔５３〕前記追加層が、撚繊維を含む、前記〔５２〕に記載の熱可塑性物品。
〔５４〕前記追加層の前記繊維が、前記撚繊維から実質的になる、前記〔５３〕に記載の熱可塑性物品。
〔５５〕前記追加層の前記繊維が、前記撚繊維からなる、前記〔５３〕に記載の熱可塑性物品。
〔５６〕前記追加層が、無撚繊維を含む、前記〔５２〕に記載の熱可塑性物品。
〔５７〕前記単層上に下塗層をさらに含む、前記〔４１〕に記載の熱可塑性物品。
〔５８〕前記下塗層上に塗装層をさらに含む、前記〔４１〕に記載の熱可塑性物品。
〔５９〕前記単層上に塗装層をさらに含む、前記〔４１〕に記載の熱可塑性物品。
〔６０〕前記単層上に設けられる追加層をさらに含む、前記〔４１〕に記載の熱可塑性物品。
〔６１〕強化用繊維と熱可塑性ポリマーとを攪拌液体含有発泡体に添加して、前記熱可塑性ポリマーと強化用繊維との分散混合物を形成する工程と、
強化用繊維とポリマーとの前記分散混合物を形成支持要素に付着させる工程と、
前記液体を排出してウェブを形成する工程と、
前記ウェブを前記ポリマー樹脂の軟化温度より高く加熱する工程と、
前記ウェブを所定の厚さに圧縮してポリマーコア層を形成する工程と、
前記ポリマーコア層に無撚ガラス繊維を設けて物品を得る工程と
を含むことを特徴とする、方法。
〔６２〕前記物品を圧縮する工程をさらに含む、前記〔６１〕に記載の方法。
〔６３〕前記物品を、ローラーセットを用いて圧縮する工程をさらに含む、前記〔６１〕に記載の方法。
〔６４〕前記物品を有効圧力にて圧縮して、前記物品を完全に圧密する工程をさらに含む、前記〔６１〕に記載の方法。
〔６５〕前記無撚繊維を、無撚ガラス繊維となるように選択する工程をさらに含む、前記〔６１〕に記載の方法。
〔６６〕前記無撚繊維が設けられる前記ポリマーコア層の反対側の表面に繊維を設ける工程をさらに含む、前記〔６１〕に記載の方法。
〔６７〕反対側の表面に設けられる前記繊維を、撚ガラス繊維となるように選択する工程をさらに含む、前記〔６６〕に記載の方法。
〔６８〕反対側の表面に設けられる前記繊維を、無撚ガラス繊維となるように選択する工程をさらに含む、前記〔６６〕に記載の方法。
〔６９〕前記コア層上に設けられる前記無撚繊維に、加飾表皮を設ける工程をさらに含む、前記〔６１〕に記載の方法。
〔７０〕前記物品を、少なくとも４のウェーブスキャン値を有するように構成することをさらに含む、前記〔６１〕に記載の方法。
〔７１〕強化用繊維と熱可塑性ポリマーとを攪拌液体含有発泡体に添加して、前記熱可塑性ポリマーと強化用繊維との分散混合物を形成する工程と、
強化用繊維とポリマーとの前記分散混合物を形成支持要素に付着させる工程と、
前記液体を排出してウェブを形成する工程と、
前記ウェブを前記ポリマー樹脂の軟化温度より高く加熱する工程と、
前記ウェブを所定の厚さに圧縮してポリマーコア層を形成する工程と、
前記ポリマーコア層に無撚繊維を含む材料の層を設けて物品を得る工程と
を含むことを特徴とする、方法。
〔７２〕前記物品を圧縮する工程をさらに含む、前記〔７１〕に記載の方法。
〔７３〕前記物品を、ローラーセットを用いて圧縮する工程をさらに含む、前記〔７１〕に記載の方法。
〔７４〕前記物品を有効圧力にて圧縮して、前記物品を完全に圧密する工程をさらに含む、前記〔７１〕に記載の方法。
〔７５〕前記無撚繊維を、無撚ガラス繊維となるように選択する工程をさらに含む、前記〔７１〕に記載の方法。
〔７６〕前記無撚繊維を含む前記層が設けられる前記ポリマーコア層の反対側の表面に、繊維を含む層を設ける工程をさらに含む、前記〔７１〕に記載の方法。
〔７７〕反対側の表面に設けられる前記層を、撚ガラス繊維を含むように選択する工程をさらに含む、前記〔７６〕に記載の方法。
〔７８〕反対側の表面に設けられる前記層を、無撚ガラス繊維を含むように選択する工程をさらに含む、前記〔７６〕に記載の方法。
〔７９〕前記コア層上に設けられる前記無撚繊維を含む前記層上に、加飾表皮を設ける工程をさらに含む、前記〔７１〕に記載の方法。
〔８０〕前記物品を、少なくとも４のウェーブスキャン値を含むように構成する工程をさらに含む、前記〔７１〕に記載の方法。
〔８１〕乗物部品の塗装後にクラスＡ仕上げを得るのに有効な前記乗物部品の使用を容易にする方法であって、
前記方法が、強化用繊維と熱可塑性ポリマーとを含む繊維強化熱可塑性ポリマーコア層と、前記コア層上に設けられて複数の無撚繊維を含む層とを含む熱可塑性複合品を得る工程を含むことを特徴とする、方法。
〔８２〕前記乗物部品を、乗物のフードとなるように構成する工程をさらに含む、前記〔８１〕に記載の方法。
〔８３〕前記乗物部品を、乗物の外装サイドパネルまたは乗物のルーフとなるように構成する工程をさらに含む、前記〔８１〕に記載の方法。
〔８４〕前記無撚繊維を、無撚ガラス繊維を含むように構成する工程をさらに含む、前記〔８１〕に記載の方法。
〔８５〕前記無撚繊維を、無撚ガラス繊維から実質的になるように構成する工程をさらに含む、前記〔８１〕に記載の方法。
〔８６〕乗物部品の塗装後にクラスＡ仕上げを得るのに有効な前記乗物部品の使用を容易にする方法であって、
前記方法が、熱可塑性ポリマーと前記熱可塑性ポリマーを含む強化用繊維とを含む繊維強化熱可塑性ポリマーコア層と、前記コア層上に設けられる単層とを含む複合品を得る工程を含み、
前記単層が、複数の無撚繊維を含み、前記複数の無撚繊維が、横方向および前記横方向以外の方向に配向され、前記横方向に配向される前記無撚繊維が、前記コア層に隣接することを特徴とする、方法。
〔８７〕前記乗物部品を、乗物のフードとなるように構成する工程をさらに含む、前記〔８６〕に記載の方法。
〔８８〕前記乗物部品を、乗物の外装サイドパネルとなるように構成する工程をさらに含む、前記〔８６〕に記載の方法。
〔８９〕前記横方向以外の前記方向の前記無撚繊維を、無撚ガラス繊維を含むように構成する工程をさらに含む、前記〔８６〕に記載の方法。
〔９０〕前記横方向以外の前記方向の前記無撚繊維を、無撚ガラス繊維から実質的になるように構成する工程をさらに含む、前記〔８６〕に記載の方法。
〔９１〕無撚繊維を含む層に着色剤をさらに含む、前記〔１〕〜〔６０〕のいずれか１項に記載の熱可塑性物品。
〔９２〕前記コア層における実質的に全ての繊維が、無撚繊維である、前記〔１〕〜〔４０〕のいずれか１項に記載の熱可塑性物品。
〔９３〕前記表面層における実質的に全ての繊維が、無撚繊維である、前記〔１〕〜〔４０〕のいずれか１項に記載の熱可塑性物品。
〔９４〕前記単層における実質的に全ての繊維が、無撚繊維である、前記〔４１〕〜〔６０〕のいずれか１項に記載の熱可塑性物品。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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