(57)【要約】  本願は、組成物、ならびに振動特性を有する複合材構造体の製造および使用に関し、その製品に関する。一実施形態に従えば、組成物は、マトリックス材料と有機天然繊維材料とを含み、音の速度は組成物の異なる方向において異なるように構成されてなる。
2015535309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−マトリックス材料と、
−有機天然繊維材料とを含む組成物であって、
−音の速度は、前記組成物の異なる方向において異なるように構成されてなることを特徴とする組成物。
【請求項２】
異なる方向における音の速度は、相違が少なくとも１０％であるように変化することを特徴とする請求項１に記載の複合材。
【請求項３】
音の速度は、有機天然繊維材料の方向と、当該方向に垂直な方向とにおいて異なることを特徴とする請求項１または２に記載の複合材。
【請求項４】
音の速度は、組成物における少なくとも１つの方向において１８００ｍ／ｓ未満であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項５】
音の速度は、組成物の長手方向と、当該方向に垂直な方向とで異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項６】
組成物の長手方向は、複合材のメルトフローの方向に対応することを特徴とする請求項５に記載の複合材。
【請求項７】
異なる方向において、音の速度の比は、少なくとも３：１であるか、または３：１未満であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項８】
メルトフローの方向とメルトフローに垂直な方向とにおける音の速度が異なることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項９】
天然繊維材料の少なくとも６０％は、長手方向が、複合材の長手方向に平行に方向付けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１０】
天然繊維材料の少なくとも８０％は、複合材のメルトフロー（ｆｍ）の方向において４０°未満の平均偏差角（α１）を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１１】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、有機天然繊維材料の繊維要素の長手寸法の少なくとも一部が複合材のメルトフローの方向に平行であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１２】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、繊維要素の長手寸法は、少なくとも８０％の繊維要素が複合材のメルトフローの方向に沿って方向付けられるように、複合材のメルトフローの方向に沿って方向付けられることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１３】
有機天然繊維材料は、長手寸法、水平寸法および垂直寸法を備える繊維要素を含み、繊維要素（１００）の少なくとも６０％は、少なくとも４対１、または少なくとも１０：１の、垂直（Ｄ３）寸法に対する長手寸法（Ｄ１）の形状比を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１４】
有機天然繊維材料は、セルロース材料のポリマー構造を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１５】
有機天然繊維材料は、フレークの形態であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１６】
有機天然繊維材料は、厚みよりも少なくとも２倍大きな幅を有するフレークを含むことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１７】
フレークの少なくともいくつかは、扁平な内部を備えることを特徴とする請求項１５または１６に記載の複合材。
【請求項１８】
複合材の表面領域（１３０、１３１）は複合材の内部（１３２）に対して垂直に、複合材の長手表面（１０５、１０５’）から延びており、表面領域は、複合材の厚みが５００ミクロン未満であるとき、複合材の厚みの少なくとも１０％の厚みを有しているか、または表面領域は２００ミクロン以下の厚みを有することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１９】
少なくとも１つの表面領域（１３０、１３１）において方向付けられる繊維要素（１００）をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２０】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、複合材は少なくとも１つの表面領域における長手方向から実質的に外れた繊維要素よりもさらに方向付けられた繊維要素を含むことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２１】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、複合材の表面付近における繊維要素の少なくとも８０％は表面の法線に沿って整列しており、繊維要素の長手方向まわりの回転角（β１）が４０°未満であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２２】
マトリックス材料は、ポリマーマトリックスを含むことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２３】
マトリックス材料は、プラスチックまたは熱可塑性物質を含むことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２４】
組成物は、少なくとも１９００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３の比弾性率（密度によって除算された引張弾性率）を有することを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２５】
有機天然繊維材料は、１５重量パーセント未満、または５重量パーセント未満、または１重量パーセント未満、または０．５重量パーセント未満のリグニンを含むことを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２６】
複合材（２５０）は、５００Ｈｚを越える周波数、または１０００Ｈｚを越える周波数、２０００Ｈｚを越える周波数、または３０００Ｈｚを越える周波数、または４０００Ｈｚを越える周波数で吸収特性を備えることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２７】
要素の弾性係数は、少なくとも１つの表面領域における繊維要素の方向付けによって選択されることを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２８】
マトリックス材料は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項１〜２７のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２９】
有機天然繊維材料に含まれる繊維の量は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項１〜２８のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項３０】
有機天然繊維材料の平均長さは、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項３１】
複合材の弾性係数および／または損失係数は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項１〜３０のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項３２】
複合材の熱膨張係数は、マトリックス材料、有機天然繊維材料における繊維の量、および繊維の方向付けによって選択されることを特徴とする請求項１〜３１のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項３３】
−マトリックス材料を提供することと、
−有機天然繊維材料を提供することとを含む複合材の提供方法であって、
音の速度は、組成物の異なる方向において異なることを特徴とする方法。
【請求項３４】
異なる方向における音の速度は、相違が少なくとも１０％であるように変化することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
音の速度は、有機天然繊維材料の方向と当該方向に垂直な方向とにおいて異なることを特徴とする請求項３３または３４に記載の方法。
【請求項３６】
音の速度は、組成物における少なくとも１つの方向において１８００ｍ／ｓ未満であることを特徴とする請求項３３〜３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
音の速度は、組成物の長手方向と、当該方向に垂直な方向とで異なることを特徴とする請求項３３〜３６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３８】
組成物の長手方向は、複合材のメルトフローの方向に対応することを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
異なる方向において、音の速度の比は、少なくとも３：１であるか、または３：１未満であることを特徴とする請求項３３〜３８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４０】
メルトフローの方向と、メルトフローの方向に垂直な方向とにおける音の速度が異なることを特徴とする請求項３３〜３９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４１】
天然繊維材料の少なくとも６０％は、長手方向が、複合材の長手方向に平行に方向付けられることを特徴とする請求項３３〜４１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４２】
天然繊維材料の少なくとも８０％は、複合材のメルトフロー（ｆｍ）の方向において４０°未満の平均偏差角（α１）を有することを特徴とする請求項３３〜４１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４３】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、有機天然繊維材料の繊維要素の長手方向の少なくとも一部が複合材のメルトフローの方向に平行であることを特徴とする請求項３３〜４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、繊維要素の長手寸法は、少なくとも８０％の繊維要素が複合材のメルトフローの方向に沿って方向付けられるように、複合材のメルトフローの方向に沿って方向付けられることを特徴とする請求項３３〜４３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４５】
有機天然繊維材料は、長手寸法、水平寸法、および垂直寸法を備える繊維要素を含み、繊維要素（１００）の少なくとも６０％は、少なくとも４対１、または少なくとも１０：１の、垂直（Ｄ３）寸法に対する長手寸法（Ｄ１）の形状比を有することを特徴とする請求項３３〜４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４６】
有機天然繊維材料は、セルロース材料のポリマー構造を含むことを特徴とする請求項３３〜４５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４７】
有機天然繊維材料は、フレークの形態であることを特徴とする請求項３３〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
有機天然繊維材料は、厚みよりも少なくとも２倍大きな幅を有するフレークを含むことを特徴とする請求項３３〜４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
フレークの少なくともいくつかは、扁平な内部を備えることを特徴とする請求項４７または４８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
複合材の表面領域（１３０、１３１）は複合材の内部（１３２）に対して垂直に、複合材の長手表面（１０５、１０５’）から延びており、表面領域は、複合材の厚みが５００ミクロン未満であるとき、複合材の厚みの少なくとも１０％の厚みを有しているか、または表面領域は２００ミクロン以下の厚みを有することを特徴とする請求項３３〜４９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５１】
少なくとも１つの表面領域（１３０、１３１）において方向付けられる繊維要素（１００）をさらに含むことを特徴とする請求項３３〜５０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５２】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、複合材は少なくとも１つの表面領域における長手方向から実質的に外れた繊維要素よりもさらに方向付けられた繊維要素を含むことを特徴とする請求項３３〜５１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５３】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、複合材の表面付近における繊維要素の少なくとも８０％は表面の法線に沿って整列しており、繊維要素の長手方向まわりの回転角（β１）が４０°未満であることを特徴とする請求項３３〜５２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５４】
マトリックス材料は、ポリマーマトリックスを含むことを特徴とする請求項３３〜５３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５５】
マトリックス材料は、プラスチックまたは熱可塑性物質を含むことを特徴とする請求項３３〜５４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５６】
組成物は、少なくとも１９００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３の比弾性率（密度によって除算された引張弾性率）を有することを特徴とする請求項３３〜５５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５７】
有機天然繊維材料は、１５重量パーセント未満、または５重量パーセント未満、または１重量パーセント未満、または０．５重量パーセント未満のリグニンを含むことを特徴とする請求項３３〜５６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５８】
複合材（２５０）は、５００Ｈｚを越える周波数、または１０００Ｈｚを越える周波数、２０００Ｈｚを越える周波数、または３０００Ｈｚを越える周波数、または４０００Ｈｚを越える周波数で吸収特性を備えることを特徴とする請求項３３〜５７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５９】
要素の弾性係数は、少なくとも１つの表面領域における繊維要素の方向付けによって選択されることを特徴とする請求項３３〜５８のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項６０】
マトリックス材料は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項３３〜５９のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項６１】
有機天然繊維材料において含まれる繊維の量は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項３３〜６０のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項６２】
有機天然繊維材料の平均長さは、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項３３〜６１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６３】
複合材の弾性係数および／または損失係数は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項３３〜６２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６４】
複合材の熱膨張係数は、マトリックス材料、有機天然繊維材料における繊維の量、および繊維の方向付けによって選択されることを特徴とする請求項３３〜６３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６５】
請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物の製造方法。
【請求項６６】
請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物の、楽器としての使用。
【請求項６７】
複合材料は、ラウドスピーカの少なくとも一部として使用されることを特徴とする請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物の使用。
【請求項６８】
複合材料は、ラウドスピーカのパネルとして、および／またはラウドスピーカのコーンとして使用されることを特徴とする請求項６７に記載の組成物の使用
【請求項６９】
複合材料は、少なくとも、楽器の一部として使用されることを特徴とする請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物の使用。
【請求項７０】
音の減衰のための、請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物の使用。
【請求項７１】
音の増幅のための、請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物の使用。
【請求項７２】
音を減衰、および／またはダンピングするための媒体の一部としての、請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物の使用。
【請求項７３】
請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物を含むことを特徴とするラウドスピーカ。
【請求項７４】
請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物を含むことを特徴とする音吸収パネル。
【請求項７５】
請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物を含むことを特徴とする電気装置。
【請求項７６】
請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物を含むことを特徴とする楽器。
【請求項７７】
請求項１〜３２のいずれか１項に記載の組成物を含むことを特徴とする建築用ブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、組成物、ならびに振動特性を有する複合材構造体の製造および使用に関する、およびその製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマー複合材は、様々な産業用途のための製品製造に使用することができる。多くの環境において、特定の特性を有することが製品にとって有益であろう。いくつかの用途において、製品は、機能するために用途について設定される品質レベルを満たす必要がある。いくつかの複合材製品は、典型的には、木材材料と、少なくとも１種のプラスチックポリマーとを含む。そのような複合材製品は、屋内および屋外の両方において、様々な目的に使用することが可能である。
【発明の概要】
【０００３】
本願の目的は、音響特性を有する複合材構造体を提供することである。実施形態に従えば、音響特性は、音の増幅または減衰などの所望の目的のために使用可能に構成することが可能である。
【０００４】
有機天然繊維材料を含むポリマー複合材は、音響特性を有することが可能である。複合材製品は、有機天然繊維材料の整列された繊維成分を有する表面領域を有することが可能である。
【０００５】
少なくとも１つ、またはいくつかの実施形態に従えば、耐湿性、剛性、音の異方性速度、または振動減衰性など、目的の特性を達成することが可能である。
【０００６】
一実施形態に従えば、組成物は、マトリックス材料と有機天然繊維材料とを含み、音の速度が組成物において方向が異なれば異なるように構成されてなる。一実施形態に従えば、前記組成物を製造する方法が開示される。少なくともいくつかの実施形態に従えば、音の速度は、異なる方向において少なくとも１０％の相違を有する。
【０００７】
他の実施形態に従えば、複合材を提供する方法は、マトリックス材料と有機天然繊維材料とを提供することを含み、音の速度は、組成物において方向が異なれば異なる。
【０００８】
一例において、一実施形態に従った要素は、音響材料として使用される。
【０００９】
一例において、一実施形態に従った要素は、少なくともラウドスピーカの一部として使用される。
【００１０】
一例において、一実施形態に従った要素は、ラウドスピーカのパネルとして、および／またはラウドスピーカのコーンとして使用される。
【００１１】
一例において、一実施形態に従った要素は、少なくとも楽器の一部として使用される。
【００１２】
一例において、一実施形態に従った要素は、音の減衰のために使用される。
【００１３】
一例において、一実施形態に従った要素は、音の増幅のために使用される。
【００１４】
一例において、一実施形態に従った要素は、音の減衰および／または減衰のための媒体の一部として使用される。
【００１５】
一例に従えば、ラウドスピーカは、少なくともいくつかの実施形態に従った組成物を含む。
【００１６】
一例に従えば、音吸収パネルは、少なくともいくつかの実施形態に従った組成物を含む。
【００１７】
一例に従えば、電子装置は、少なくともいくつかの実施形態に従った組成物を含む。
【００１８】
一例に従えば、楽器は、少なくともいくつかの実施形態に従った組成物を含む。
【００１９】
一例に従えば、建築用ブロックは、少なくともいくつかの実施形態に従った組成物を含む。
以下の図面は、発明の実施形態の例を図で示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１ａ】一実施形態に従った有機天然繊維材料の繊維要素を示す。この図は、特定の寸法を意味するものではなく、例示である。
【図１ｂ】有機天然繊維材料を含む複合材構造体の形成を示す。この図は、特定の寸法を意味するものではなく、例示である。
【図１ｃ】メルトフローにおける有機天然繊維材料の繊維要素の長手方向を示す。この図は、特定の寸法を意味するものではなく、例示である。
【図１ｄ】表面領域における長手軸まわりの有機天然繊維材料の繊維要素の方向を示す。この図は、特定の寸法を意味するものではなく、例示である。
【図２】図２ａおよび図２ｂは、一実施形態に従った有機天然繊維材料を含む複合材構造体を示す。この図は、特定の寸法を意味するものではなく、例示である。
【図３】図３ａおよび図３ｂは、一実施形態に従った複合材を形成している間の、表面領域における長手軸まわりの有機天然繊維材料の繊維要素の方向を示す。この図は、特定の寸法を意味するものではなく、例示である。
【図４】音波の実施形態と、内部を有する有機天然繊維材料の繊維要素とを示す。この図は、特定の寸法を意味するものではなく、例示である。
【図５】有機天然繊維材料の繊維要素に接触する音波の一実施形態を示す。この図は、特定の寸法を意味するものではなく、例示である。
【図６】本発明の一実施形態に従った有機天然繊維材料を含む複合材製品の、スケールバーを有する２５０倍に拡大された断面図である。
【図７】白い点線によって表わされる層境界面を有する製品の表面から内部に向かって延びる、一実施形態に従った複合材の構造を示している、複合材製品の、８５倍に拡大された、スケールバーを含んだ断面図である。
【図８】白い点線によって表わされる層境界面を有する製品の表面から内部に向かって延びる、一実施形態に従った複合材の構造を示している、複合材製品の８５倍に拡大された、スケールバーを含んだ断面図である。
【図９】デジタルまたは電子式データが少なくともいくつかの本発明の実施形態に従った音波に変換され得るシステムにおける、有機天然繊維材料を含む複合材の使用を示す。この図は、特定の寸法を意味するものではなく、例示である。
【図１０】デジタルまたは電子式データが少なくともいくつかの本発明の実施形態に従った音波に変換され得るシステムにおける、有機天然繊維材料を含む複合材の使用を示す。この図は、特定の寸法を意味するものではなく、例示である。
【図１１】少なくともいくつかの本発明の実施形態に従った音響音波を減衰させるための、有機天然繊維材料を含む複合材の使用を示す。この図は、特定の寸法を意味するものではなく、例示である。
【図１２】有機天然繊維材料を含む複合材の音響特性を特徴付けるために実施された実験の結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
人間は、様々な種類の機械的振動に気付く。機械的振動が特定の周波数範囲に入るとき、可聴音として聞こえるかもしれない。音は、我々の生活における基本的な部分である。音は、道具によって生じる音楽などの旋律であってもよい。人間の声も音である。様々な用途において、製品の音響特性は重要な役割を果たし得る。製品は、雑音を減衰させるか、またはダンピングさせるために設計されるであろう。そのような製品の例は、静かな環境を生み出すために自動車の車体または会議室において使用されるものなどの絶縁または隔離パネルであってもよい。また、いくつかの製品は、以前に記録された音を再生するために設計されてもよい。そのような製品の例は、ラウドスピーカまたはイヤホンを用いる音響システムであってもよい。たとえば、音楽または声は、音響システムを備える受信機によって、記録、デジタル化、および後に再生されてもよい。製品の音響特性は、少なくとも製品において使用される材料のいくつかによってある程度決定されるであろう。
【００２２】
有機天然繊維材料を含むポリマー複合材は、音響特性を有する様々な用途のための構造体を製造するための方法を提供するであろう。有機天然繊維材料を含むポリマー複合材は、非限定的な例であるが、デッキボード、建築材料、装飾品、枠、パネル、ファサード、床材、フェンス、敷板、階段、レール、窓枠、トリム、パレット、コンテナ、家庭用品、自動車部品、乗り物の付属品などを含む、屋外および屋内の両方における多くの用途を含み得る。特に、有機天然繊維材料を含むポリマー複合材は、材料の音響挙動が効果を有する用途において使用されてもよい。たとえば、自動車産業のために作製されるドアパネルは、システムの決められた総重量の増加を回避するために軽くなければならないであろう。しかしながら、ドアパネルは、指定された負荷を受けるために、または予め決められた衝撃強度を維持するために十分に頑丈でなければならないであろう。また、物体は、雑音を減衰させるという音響的目的を有するであろう。音響システムにおける成分などの、エレクトロニクス産業のために作製される複合材部品は、高い品質を有する録音された音を再生する音響特性を提供する必要があるであろう。さらに、たとえば物体の色を選択することによるなど、消費者の好みに従って、要素を区別することが望まれるであろう。
【００２３】
以下に、音響特性を有する、有機天然繊維を含む複合材構造体を製造する方法が記載される。また、複合材の音響特性を制御するための方法が示される。さらに、音響特性を有する、有機天然繊維材料を含む複合材構造体のための例および用途が示される。
【００２４】
本明細書において、以下の数字および記号が用いられる。
【００２５】
SX、SY、およびSZは、直行方向を示す。
Ｄ１      繊維要素の長さ（長手寸法）
Ｄ２      繊維要素の幅（水平寸法）
Ｄ３      繊維要素の高さ（垂直寸法）
Ｄ４      距離
α１      偏差角
β１      偏差角
ｖ１      速度
ｆｍ      メルトフロー方向
Ａｘ１    繊維要素の長軸
Ａｘ２    繊維要素の短軸
Ａｘ３    繊維要素の長手軸
Ｎ１      表面法線
ｃｐ１    位置
１００      繊維要素
１００’    繊維要素（水平）
１００’’   繊維要素（垂直）
１０４      金型表面
１０５      （複合材構造体の）第１面
１０５’    （複合材構造体の）第２面
１１０      横断面
１２０      シェル層
１３０      第１面領域
１３１      第２面領域
１３２      内部領域
１３３      第１境界面
１３４      第２境界面
１４０      複合材構造体の厚み
１６０      金型
２００      中空内部
２５０      複合材構造体
３００      音波
３０１      反射音波
３０２      吸収／伝送された音波
１１１０      第１面境界面
１１１０’    第２面境界面
１１０２      第１領域
１０００      第２領域
１１２０      第３領域
９００      音響システム
９１０      パネル
９２０      ドライバ
９２５      コーン
９３０      エンクロージャ
９４０      内部
１２００      構成要素
１２１０      第１パネル
１２２０      第２パネル
１２３０      境界面
【００２６】
本発明の実施形態は、複合材構造体の音響特性に効果を有することが可能である。有機天然繊維材料を含む複合材構造体は、所望の音響特性を達成するという効果を有することが可能である。一実施形態に従えば、複合材構造体における繊維方向は、所望の音響特性をもたらすために制御されてもよい。これらの実施形態は、例示として示され、それらは限定されると考えられるべきではない。
【００２７】
本明細書において、有機天然繊維材料を含むポリマー複合材は、互いに組み合わされた２以上の材料成分を含む組成物を表し、その構成物質はそれらの同一性を保持することができる。少なくとも１つの主要な成分は有機天然繊維材料であり、他の主要な成分はマトリックス材料である。任意に、着色剤などの他の添加剤、紫外線劣化抑制剤、抗殺菌性成分、抗微生物成分、無機充填剤、または他の成分は、製造工程の間に複合材に混合されてもよい。複合材の主要成分は、互いに溶解、またはお互いに完全に融合しなくてもよい。複合材の特性は、単独の主要成分の特性とは異なってもよい。複合材製品の機械的特性は、多くの態様に依存する。たとえば、製品が繊維材料およびポリマーを含む場合、繊維種、繊維特性、繊維含有物、繊維長さ、分散、および繊維とマトリックス材料との間の接着は、製品の機械的特性に影響を与える。
【００２８】
繊維材料がマトリックス材料に添加される場合、複合材製品の剛性は増大するであろう。たとえば、木および木質系セルロース繊維は、典型的には非常に短いが、それらは剛性および強度を非常に増大させるであろう。
【００２９】
本明細書において、用語「有機天然繊維材料」は、繊維または繊維様粒子などの粒子を表し、セルロースを含む。言い換えれば、有機天然繊維材料は、任意の植物材料に由来することができ、すなわち、木材および非木材材料の両方を使用することができる。
【００３０】
好ましくは、有機天然繊維材料は、少なくとも部分的に繊維の形態である。好ましくは、少なくとも４０重量％または少なくとも５０重量％、より好ましくは、少なくとも６０重量％または少なくとも７０重量％、最も好ましくは、少なくとも８０重量％の有機天然繊維材料は、繊維の形態である。本願において、少なくとも０．１ｍｍ、より好ましくは少なくとも０．２ｍｍ、および最も好ましくは少なくとも０．３ｍｍの長さを有する有機天然繊維材料は繊維と称され、上述のものよりも小さな粒子は粉末または繊維状粒子と称される。好ましくは、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％の有機天然繊維材料は、４ｍｍ未満、３ｍｍ未満、または２．５ｍｍ未満、より好ましくは２．０ｍｍ未満、１．５ｍｍ未満、１．０ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満の長さ加重繊維長を有する。好ましくは、少なくとも７０％、少なくとも８０％、または少なくとも９０％の有機天然繊維材料は、少なくとも０．１ｍｍまたは少なくとも０．２ｍｍ、より好ましくは少なくとも０．３ｍｍまたは少なくとも０．４ｍｍの長さ加重繊維長を有する。有利には、繊維は、少なくとも５、好ましくは少なくとも１０、より好ましくは少なくとも２５、最も好ましくは少なくとも４０である、繊維厚みに対する繊維長さの比率に関する形状比を有する。これに加えて、またはこれに代えて、繊維は、好ましくは最大１５００、より好ましくは最大１０００、および最も好ましくは最大５００である繊維長さに対する繊維厚みの比率に関する形状比を有する。高い形状比は、同じ有機天然繊維材料含有量について、より高い剛性および衝撃強度を有する強化要素に関する。このことは、たとえばヤング率または弾性率などの、材料の剛性の基準であり、材料を特徴付けるために使用される係数によって記載することができる。有機天然繊維材料は、構造体における強化要素を含んでもよい。
【００３１】
有機天然繊維材料は、羊毛、単繊維、もしくは単繊維の部分などの繊維の形態であってもよく、または有機天然繊維材料は、おがくずもしくは粉砕材料などの繊維様粒子の形態であってもよく、前記材料は球形を正確には有さないが、粒子の最も長い寸法は最も短い寸法よりも５倍未満長い。
【００３２】
有利には、有機天然繊維材料は、フレーク状の繊維を含む。フレークは、繊維の厚みの少なくとも２倍大きな幅を有する繊維である。有利には、フレークの幅は、フレークの厚みの、少なくとも２倍、好ましくは少なくとも２．５倍、より好ましくは少なくとも３倍である。好ましくは、フレークは、１ミクロンと３０マイクロメートルとの間の厚みを有し、より好ましくは、フレークの厚みは２ミクロンから２０マイクロメートルまで変化する。最も好ましくは、フレークの厚みは、１５μｍ未満、より好ましくは１０μｍ未満、および最も好ましくは７μｍ未満である。一実施形態において、フレークの幅は、５００μｍ未満、好ましくは２００μｍ未満、および最も好ましくは５０μｍ未満である。好ましくは、幅に対する長さの比率に関するアスペクト比は、１０〜１００である。好ましくは、厚みに対する長さの比率に関するアスペクト比は、１５００未満または１０００未満であり、より好ましくは５００未満、最も好ましくは２５〜３００である。一実施形態において、フレークの長さは、フレークの幅の少なくとも１０倍である。一実施形態において、フレークは平板形状を有する。一実施形態において、フレークは板状形状を有する。一実施形態において、有機天然繊維材料は、フレーク状繊維材料を、有機天然繊維材料の総量の、少なくとも３０乾燥重量％、好ましくは少なくとも５０乾燥重量％、および最も好ましくは少なくとも７０乾燥重量％含む。
【００３３】
有機天然繊維材料は、機械的に処理された、および／または化学的に処理された、繊維および／または繊維様粒子を含み得る。使用される処理された粒子は、機械的に処理された有機天然繊維材料の、少なくとも３０重量％または少なくとも４０重量％、より好ましくは少なくとも５０重量％または少なくとも６０重量％、および最も好ましくは少なくとも８０重量％または少なくとも９０％を含んでもよい。
【００３４】
用語「機械的に処理された」は、セルロースを含む任意の有機天然原料から機械的パルプ化処理によって単離された有機天然繊維材料を表してもよい。機械的パルプ化処理は、ケミメカニカルパルプを生じる化学的前処理によって進めることができる。機械的に処理された有機天然繊維材料は、たとえば、使用される供給源から粉砕され、精製され、および／または粉末化されてもよい。言い換えれば、有機天然繊維材料の供給源は機械的に処理されてもよいが、化学的に処理されない。機械的に処理された有機天然繊維材料は、特に、木粉、おがくず、チップ材料、ならびに／またはＴＭＰ（サーモメカニカルパルプ）、ＧＷ（砕木パルプ）／ＳＧＷ（ストーングランドパルプ）、ＰＧＷ（加圧グランドパルプ）、ＲＭＰ（リファイナーメカニカルパルプ）、および／もしくはＣＴＭＰ（ケミサーモメカニカルパルプ）などの機械パルプを含んでもよい。機械的に処理された有機天然繊維材料は、好ましくは、木材繊維などの木材粒子を含むか、または当該木材粒子からなるが、それらは非木材材料を含んでもよく、または非木材材料からなってもよい。機械的に処理された有機天然繊維材料は、再利用された、および／または未使用の、繊維もしくは繊維状粒子などの粒子を含んでもよい。たとえば、少なくとも３０重量％または少なくとも４０重量％、より好ましくは、少なくとも５０重量％または少なくとも６０重量％、最も好ましくは、少なくとも８０重量％または少なくとも９０重量％の、使用される有機天然繊維材料は、未使用である。たとえば、木材プラスチック複合材（ＷＰＣ）は、主要な有機天然繊維材料として、おがくずまたは少なくとも他の機械的に処理された木材もしくは植物粒子を含む。機械的に処理された有機天然繊維材料は、典型的にはリグニンを含む。セルロース系繊維などの機械的に処理された有機天然繊維材料において、リグニンは様々な量で存在するが、典型的には、化学的に処理された有機天然繊維材料におけるものよりも多い量である。リグニンは高度な重合材料であり、架橋することができ、セルロース系繊維プラスチック複合材における撥水剤としての機能を果たすことが可能である。たとえば木材細胞において、リグニンの存在は、木材細胞への水の侵入に制限され、構造体を非常に小型にする。リグニンを含む有機天然繊維材料は、しかしながら、リグニンを含まない繊維材料よりも高温においてより容易に分解（燃焼）する傾向がある。
【００３５】
化学的に処理された有機天然繊維材料は、好ましくは化学パルプを含む。化学パルプは、たとえば、クラフトプロセス、または好適な処理に由来するが、ソーダパルプ化法などの、他の化学的処理も使用されてもよい。好ましくは、化学パルプはクラフトプロセスに由来する。化学的に処理された有機天然繊維材料は、好ましくは、木質系セルロースを含むか、または木質系セルロースからなるが、非木材材料であってもよい。化学的に処理された有機天然繊維材料は、再利用および／または未使用の、繊維および／または繊維様粒子を含んでもよい。有利には、使用される有機天然繊維材料の、少なくとも３０重量％または少なくとも４０重量％、より好ましくは少なくとも５０重量％または少なくとも６０重量％、および最も好ましくは少なくとも８０重量％または少なくとも９０重量％は、化学的に処理された粒子である。有利には、少なくとも３０重量％または少なくとも４０重量％、より好ましくは少なくとも５０重量％または少なくとも６０重量％、および最も好ましくは少なくとも８０重量％または少なくとも９０重量％の、使用される化学的に処理された粒子は、クラフトプロセスに由来する。有利には、セルロースを含む有機天然繊維系材料のパルプ製造方法は、クラフトクッキングまたはパルプ化とも称される、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）および硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）の混合物を使用するスルフェートクッキングに基づくものである。有利には、化学的に処理されたパルプのリグニン含有量は、１５重量％未満、好ましくは１０重量％未満または５重量％未満、より好ましくは３重量％未満、２重量％未満または１重量％未満、最も好ましくは０．５重量％未満である。好ましくは、化学的に処理されたパルプのアルファセルロース含有量は、５０重量％を越え、好ましくは６０重量％を越え、より好ましくは７０重量％を越え、および最も好ましくは７２重量％または７５重量％を越える。有利には、化学的に処理されたパルプのアルファセルロース含有量は、９９重量％未満、好ましくは９０重量％未満、より好ましくは８５重量％未満、および最も好ましくは８０重量％未満である。
【００３６】
木材は、トウヒ、マツ、モミ、カラマツ、ダグラスモミもしくはツガなどの軟材の木、またはカバ、アスペン、ポプラ、ハンノキ、ユーカリノキもしくはアカシアなどの硬材の木、または軟材と硬材との混合物であればよい。非木材材料は、農業残渣、草、または、その他の植物性物質であってもよく、たとえば、ワタ、トウモロコシ、コムギ、オートムギ、ライムギ、オオムギ、コメ、アマ、アサ、マニラアサ、サイザルアサ、ジュート、ラミー、ケナフ、バガス、タケ、またはアシに由来する、わら、葉、樹皮、種子、外皮、花、野菜、もしくは果実などである。有利な実施例において、少なくとも３０重量％または少なくとも４０重量％、より好ましくは少なくとも５０重量％または少なくとも６０重量％、および最も好ましくは少なくとも８０重量％または少なくとも９０重量％の有機天然繊維材料は、木質系である。
【００３７】
有機天然繊維材料は、少なくとも部分的に、紙シートもしくはウェブ、厚紙もしくはウェブもしくはパルプシートもしくはウェブ、または圧縮された繊維材料、または圧縮された繊維の一部、およびそれらの組み合わせの形態であってもよい。
【００３８】
有機天然材料は、少なくとも部分的に、大きな繊維または繊維束、紙くず、パルプくず、粉砕されたパルプ材料、それらの誘導体、およびそれらの組み合わせの形態であってもよい。
【００３９】
再生された有機天然繊維材料は、好ましくは溶解パルプを含む。溶解パルプから作製することができるビスコースは、再生有機天然繊維材料の一例である。セルロースカルバメートで作製された繊維、または前記カルバメートから少なくとも部分的に有機天然繊維材料に再生され繊維であって、それらの構造に二酸化ケイ素を含む繊維は、ビスコースと同様の用途において使用することができる。これらの再生された繊維は、有機天然繊維系材料を含むポリマー複合材の製造に適した材料を作製するために、たとえば化学的処理によってさらに修飾されてもよい。再生された有機天然繊維材料は、人工繊維と称される。
【００４０】
有機天然繊維材料の量は、システムまたは製品における、未処理の、および／または上述の方法で機械的処理された、および／または上述の方法で化学的に処理される有機天然繊維材料の総量として計算され、有利には、ビスコース繊維などの人工繊維を含まない。
【００４１】
有機天然繊維材料は、たとえば木材のリサイクル流の原材料パルプなどの再生材料を含んでもよい。再生材料は、たとえば再利用紙材料などを含んでもよい。
【００４２】
ガラス繊維、炭素繊維、滑石、雲母、無機充填剤、カオリン、炭酸カルシウムなどの無機充填剤は、有機天然繊維に任意の補充物として含まれてもよい。また、任意の好適なポリマー繊維を含む他の有機繊維が用いられてもよい。
【００４３】
本願において、「マトリックス材料」は、好ましくは、それが加熱されたとき、新規形状に複数回形成することができる材料である。この材料は、冷却後にその新規形状を保持し、続いて非常にゆっくりと流れるか、または全く流れない。マトリックス材料は、少なくとも１つの繰り返し単位を有し、マトリックス材料の分子量は、１８ｇ／ｍｏｌを越え、好ましくは、１００ｇ／ｍｏｌを越え、５００ｇ／ｍｏｌを越え、または１０００ｇ／ｍｏｌを越え、より好ましくは１００００ｇ／ｍｏｌを越え、または１０００００ｇ／ｍｏｌを越える。
【００４４】
マトリックス材料は、好ましくは熱可塑性材料を含み、したがって、マトリックス材料は、熱可塑性成分を含む。有利には、マトリックス材料における熱可塑性材料の量は、少なくとも８０重量％、より好ましくは９０重量％、最も好ましくは９５重量％である。有利には、マトリックス材料は、少なくとも１つの結晶性ポリマー、および／または少なくとも１つの非結晶性ポリマー、および／または少なくとも１つの結晶性オリゴマーおよび／または少なくとも１つの非結晶性オリゴマー、および／または少なくとも１つの半結晶性ポリマーおよび／または少なくとも１つの半結晶性オリゴマーを含む。
【００４５】
熱硬化性ポリマー材料は、ポリマーマトリックスにおける熱可塑性ポリマー材料の代替物として使用されてもよい。熱硬化性ポリマー材料の例は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂、アミノ樹脂、およびポリウレタンであってもよい。熱硬化性ポリマーを含む複合材は、有機天然繊維材料を含むポリマー複合材の製造において熱可塑性ポリマーの使用に好ましいリサイクルに対して困難であると思われているであろう。しかしながら、熱硬化性ポリマーの、使い易さおよび特性は、自動車産業などのいつかの用途のために大量の製品を製造するとき、有益であろう。
【００４６】
有利には、マトリックス材料は、熱可塑性ポリマーベースのマトリックス材料および／または熱可塑性オリゴマーベースのマトリックス材料を含む。熱可塑性ポリマーは、多くの場合低温で固体であり、それらはより高い温度においてビスコースポリマー溶融物を形成する。典型的には、温度が上昇すれば、これらのポリマーの粘性は低下し、ポリマーは表面をより容易に流れ、濡らす。熱可塑性複合材が製造されるとき、ポリマーは溶解させるために加熱され、複合材の他の成分はポリマー溶融物に混合される。ポリマーの粘性が低いとき、多くの場合これらの他の成分はポリマーに容易に混合され、このことはポリマー溶融物の温度が高いことを意味する。
【００４７】
−  有機天然材料がマトリックス材料に付着することができる、および／または
−  材料のメルトフローインデックスが測定できる（ＩＳＯ１１３３基準（２０１１年に有効)に従う)、および／または
−  有機天然繊維材料がマトリックス材料粒子の表面に付着することができるとき、
マトリックス材料は、少なくとも部分的に溶融形態である。
【００４８】
ポリマーベースのマトリックス材料は１以上のポリマーを含み、オリゴマーベースのマトリックス材料は１以上のオリゴマーを含む。マトリックス材料の総量から計算された、ポリマーおよびオリゴマーの総量は、好ましくは、少なくとも８０重量％、少なくとも８５重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％、または少なくとも９８重量％である。
【００４９】
有機天然繊維を含むポリマー複合材に使用されるマトリックス材料は、ポリオレフィンであってもよい。ポリマーマトリックスは、たとえば、ホモポリマー、コポリマー、または不飽和脂肪族炭化水素の修飾ポリマーを含んでもよい。有機天然繊維材料に含まれるポリマー複合材に使用されるポリマーは、たとえば、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、およびそれらの組み合わせを含んでもよい。特に好ましいポリオレフィンは、Ｃ２〜Ｃ４ポリオレフィン、ポリエチレン、およびポリプロピレンが、それらのリサイクル性を理由として最も好ましい。また、ポリエチレンおよびポリプロピレンは、残渣を損なう処理なしに高い精製度において利用可能である。
【００５０】
マトリックス材料がポリマーを含む場合、それは任意の好適なポリマーまたはポリマー組成物であってもよい。有利には、マトリックス材料は、少なくとも５０重量％、少なくとも６０重量％、より好ましくは、少なくとも７０重量％、または少なくとも８０重量％、および最も好ましくは、少なくとも９０重量％または少なくとも９５重量％の、
−  ポリオレフィン、たとえばポリエチレンおよびポリプロピレン、
−  ポリスチレン、
−  ポリアミド、
−  ポリエステル、
−  ＡＢＳ（アクリルニトリルブタジエンスチレンコポリマー）、
−  ポリカーボネート、
−  バイオポリマー、たとえばポリラクチド、
−  生分解性ポリマー、
−  バイオ系ポリマー、
−  熱可塑性エラストマー
−  ポリサッカライド、
−  リグニン、および／または
−  それらの誘導体を含む。
【００５１】
マトリックス材料は、１以上のポリマー材料成分を含んでもよい。有利には、少なくとも１つのポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。有利には、マトリックス材料における、ポリプロピレンおよびポリエチレンの量は、少なくとも５０重量％、少なくとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも９０重量％、または少なくとも９５重量％である。
【００５２】
有利には、マトリックス材料の融点は、２５０℃未満、好ましくは２２０℃未満、およびより好ましくは１９０℃未満である。有利には、マトリックス材料のガラス転位温度は、２５０℃未満、好ましくは２１０℃未満、およびより好ましくは１７０℃未満である。
【００５３】
有利には、マトリックス材料のメルトフローレート、ＭＦＲは、１０００ｇ／１０ｍｉｎ（２０１１年に有効であるＩＳＯ１１３３によって定義される２３０℃、２．１６ｋｇ）、より好ましくは０．１〜２００ｇ／１０ｍｉｎ、最も好ましくは０．３〜１５０ｇ／１０ｍｉｎである。有利には、マトリックス材料のメルトフローレート、ＭＦＲは、０．１ｇ／１０ｍｉｎ（２０１１年に有効であるＩＳＯ１１３３によって定義される２３０℃、２．１６ｋｇ）を越え、より好ましくは１ｇ／１０ｍｉｎを越え、最も好ましくは３ｇ／１０ｍｉｎを越える。
【００５４】
好適な熱可塑性ポリマーは、有機天然繊維材料に溶融混錬可能であるために、および使用される製造方法によって、形成された複合材を成形物品に効率的に形成することを可能にするために十分な熱可塑性特性を保持している。製造は多くの方法によって実施することができ、押出、射出成形、圧縮成形、発泡などが技術例である。少量の熱硬化性樹脂またはポリウレタンなどの他の樹脂は、熱可塑性特性を犠牲にすることなくポリマー複合材中に存在してもよい。熱可塑性ポリマーは一般的に、アモルファス構造または半結晶性の長鎖ポリマーであってもよい。熱可塑性ポリマーは、押出または射出成形などの多くの方法によって処理されてもよい。
【００５５】
無機充填剤は、製品の剛性を増加するために添加されてもよい。有機天然繊維材料を含む複合材における無機充填剤の量は、好ましくは、０〜２５重量％または１〜２０重量％であってもよい。無機充填剤は、好ましくは、滑石および／または炭酸カルシウムおよび／または飛散灰および／または雲母および／またはガラス充填剤（すなわち、少なくとも充填剤から５０重量％）から主に構成される。有機天然繊維材料を含む複合材は、たとえば顔料を用いて着色されてもよい。したがって、有機天然繊維材料を含む複合材は、着色料を含んでもよい。
【００５６】
材料の音響特性は、多くの用途において重要な役割を果たす。音として解釈することができる機械的振動は、縦波として伝送されてもよい。しかしながら、固体を通って、音は縦波および横波の両方として伝送されてもよい。固体における音横波は、伝播方向に直角にせん断応力を交番する波である。固体材料において、媒体は、音波によって規則的に変位可能であり、したがって、振動させられる。音は、種々の材料中における、周波数、波長、振幅、強度、および速度によって特徴付けることが可能である。。
【００５７】
材料間の音響特性は異なってもよい。表１は、数種類の材料における音の典型的速度を示す。
【表１】
2015535309.tif 000003
【００５８】
音が材料を通って進む速度は、一般的に、材料の密度によって除算された材料のヤング率の根として定義され得る。材料中の縦波の速度は、横軸振動周波数を特徴としてもよい。材料のインピーダンスは、材料における音の速度の製品とその密度とを表す。音の速度は、したがって、弾性係数および密度に直接に関する。
【００５９】
材料における音の速度は、一方向以上に伝播し得る。表１は、プラスチック材料において、一般的な音の速度が等方性であることを示す。言い換えれば、音は、材料中を実質的に全ての方向に同じ速度で伝播する。
【００６０】
材料によって、材料中の音の速度は、方向依存性であってもよい。言い換えれば、材料は、異方性の音響特性を有してもよい。木において、たとえば、音の速度は、木の種類におおむね依存しなくてよいが、木目の方向において変化する。木目を横切る方向における音の速度は、木目の方向における音の速度の３分の１であればよい。
【００６１】
さらに、木製材料は、水分を空気に交換されてもよい。密度、ヤング率、ダンピング、および収縮などの木の音響特性に重要な材料特性は、木の水分含有量に高度に依存する。木において、音の速度は、弾力係数および密度に直接関連してもよい。木の異方性は、特に楽器製造において有用である。
【００６２】
一実施形態に従えば、比弾性率は、天然繊維含有量の関数として測定された。ポリプロピレンおよび軟材セルロース（クラフトパルプ）は主要な原料として使用され、５％のカップリング剤が複合材に添加された。密度および引張弾性率はセルロース重量パーセントの関数として増加したが、引張弾性率は密度よりも早く増加するので、比弾性率は１４０パーセント以上増加した。表４は、有機天然繊維材料を含む、数種類の複合材料の特性を示す。
【００６３】
【表４】
2015535309.tif 000004
【００６４】
ポリマーを換えることによって、比弾性率をさらに微調整することができる。
【００６５】
天然有機繊維材料を含む複合材料の比弾性率は、８００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３を越えてもよい。たとえば、天然有機繊維材料を含む複合材料の比弾性率は、１３００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３、または１９００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３を越えてもよい。いくつかの用途において、天然有機繊維材料を含む複合材料の比弾性率は、２５００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３または３５００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３を越え、有利には４５００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３を越え、好ましくは、５０００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３または６０００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３を越える。
【００６６】
天然有機繊維材料を含む複合材料において、水分吸収は木製材料よりも少ない。このことは、製品が湿気にさらされる可能性がある用途において有利であるが、製品の音響特性は安定であることが望まれる。特に、複合材製品は、４０〜６０重量％の有機天然繊維材料を含んでもよく、乾燥複合材製品の例は、３０時間に、複合材製品の重量から１．５％未満の水分を吸収してもよい（５０％ＲＨおよび２２℃、大気圧）。また、複合材製品は、２０〜４０重量％の有機天然繊維材料を含んでもよく、乾燥複合材製品の例は、３０時間に、複合材製品の重量から１．３％未満の水分を吸収してもよい（５０％ＲＨおよび２２℃、大気圧）。大気中から取り込まれる水分は、乾燥複合材製品から測定されてもよい。複合材製品は、測定前に乾燥させられてもよい。たとえば、複合材製品は、測定前に１２０℃の温度で４８時間乾燥させられてもよい。
【００６７】
表３は、高い、または低い密度を含む、２０重量％、３０重量％、４０重量％、または５０重量％の天然有機繊維材料を含む複合材料についての水分含有量を示す。
【００６８】
【表３】
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【００６９】
材料の間の境界面は一般的に、固体材料において音に影響を与える。材料は、異なる密度または粘性を有してもよく、粘性において音の変化を減衰させることができ、または密度は音が減衰する速度を変化させることができる。音が一定の物理特性を有しない材料を通って移動するとき、それは屈折するであろう。屈折は、分散または集束のいずれかであってもよい。
【００７０】
材料の、密度、および弾性係数は、特性インピーダンスを表すために使用されてもよい。特性インピーダンスは、第１インピーダンスを有する１つの媒体から第２インピーダンスを有する他の媒体まで伝送される振動エネルギーを表す。たとえば、楽器において、第１材料からのインピーダンスは、第２材料に伝播するときに変化してもよい。
【００７１】
内部摩擦による熱は、内部摩擦を原因とする振動の減衰を定量化し、密度およびヤング率に依存していないので、損失係数は振動の機械的エネルギーのいくらかの消失を意味する。
【００７２】
上述のように、音の伝播の挙動は、密度および圧力の間の関係などの材料のいくらかの物理因子、または材料の粘度によって影響を受け得る。
【００７３】
熱膨張は、材料に特異的な特徴である。各材料は、材料の寸法が温度の関数としてどれくらい変化したかを決定する特異的な熱膨張係数を有する。楽器において、この特徴は、楽器のために所望の音特性を得るために、材料を選択するために使用されてもよい。たとえば、一般的に、木の熱膨張は、金属の熱膨張よりも小さい。一般的に、プラスチックの熱膨張は、金属の熱膨張よりも大きい。特に、マトリックス材料と有機天然繊維材料との比率を選択することによって、有機天然繊維材料を含む複合材は、特定の熱膨張係数で設計可能である。この係数は、別の材料に等しい値を有するために選択されてもよい。そのような材料は、たとえば、金属または他の複合材であってもよい。有利には、このことは、製品のために所望の音響特性を得るために、製品における異なる材料の熱膨張係数に整合するように使用されてもよい。
【００７４】
図１ａ、図２ａ、図２ｂ、および図４は、有機天然繊維材料の繊維要素１００を含む複合材構造体２５０の例を示す。図２ａおよび図２ｂに記載されたように、複合材構造体２５０は、直交方向Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚにおいて物理的寸法を有してもよい。複合材は、メルトフローｆｍ方向を有し、これは方向Ｓｘに平行であってもよい。図２ｂにおける断面図は、複合材構造体２５０が第１表面１０５と第２表面１０５’との間に垂直に延びてもよいことを示す。方向Ｓｚにおける厚み１４０は、境界面１３３によって内部領域１３２から分離される第１表面領域１３０と、第２境界面１３４によって内部領域１３２から分離される第２表面領域１３１とを含む。繊維要素１００は、メルトフローｆｍ方向に沿った方向性を有してもよい。特に、繊維要素１００は、表面１０５、１０５’に沿って、少なくとも１つの表面領域１３０に加えて方向性を有してもよい。
【００７５】
図１ａおよび図４は、繊維要素１００を示す。繊維要素１００は、空隙または中空内部２００を含んでもよい。内腔は、セルロース分子を含むシェル層１２０によって囲まれていてもよい。セルロースは、ある程度の重合を有するグルコース分子の長鎖ポリマーである。繊維要素１００の長さＤ１によって、重合の程度は１００００であってもよく、このことは、単一のセルロースポリマーが、化学的に安定な形成において１００００のグルコース分子まで含んでもよいことを意味する。ポリマー構造は、シェル層１２０において延びてもよい。繊維要素１００は、したがって、長手寸法Ｄ１を含み、セルロース材料のポリマー構造は、要素１００の長さＤ１に平行である主方向Ｓｘにおいて延びてもよい。要素１００は、フレーク形状を有してもよい。繊維要素１００の断面１１０は、横寸法、または幅Ｄ２、および繊維要素１００の高さＤ３を決定する長軸Ａｘ１および短軸Ａｘ２を有する平らな形状を有してもよい。楕円形状は、要素の長手寸法Ｄ１に沿って変化してもよい。寸法Ｄ２およびＤ３は、要素の長手寸法Ｄ１に沿って変化してもよい。
【００７６】
形状比Ｄ１／Ｄ２は、繊維要素１００の水平寸法Ｄ２によって除算される長手寸法Ｄ１と決定され得る。たとえば、１００ミクロンの長手寸法Ｄ１および２０ミクロンの水平寸法Ｄ２を有する繊維要素１００は、５対１の形状比Ｄ１／Ｄ２を有してもよい。
【００７７】
形状比Ｄ１／Ｄ３は、繊維要素１００の垂直寸法Ｄ３によって除算される長手寸法Ｄ１と決定されてもよい。たとえば、５０ミクロンの長手寸法Ｄ１および１０ミクロンの垂直寸法Ｄ２を有する繊維要素１００は、５対１の形状比Ｄ１／Ｄ３を有してもよい。
【００７８】
特に、繊維要素１００は、クラフトプロセスからの有機天然繊維材料のような、化学的に処理された有機天然繊維材料を含んでもよい。クラフトプロセスは、有機天然材料のリグニン含有量を減少させる。リグニンは、繊維要素１００の間の接着性材料として機能してもよいが、同時に環境から繊維要素１００を分離し、複合材製造の間に繊維要素１００の沈降を妨げる。有利には、繊維要素１００におけるリグニン含有量は、化学的処理によって、１５重量％未満、好ましくは５重量％未満、より好ましくは１重量％未満、最も好ましくは０．５重量％未満まで減少してもよい。繊維要素１００は、したがって、低いリグニン含有量を有してもよく、扁平および方向付けられた繊維要素１００を含む複合材構造体を製造するために使用されてもよい。
【００７９】
図４は、音波３００をさらに示す。大抵、音は力学的な波を表す。本実施例において、平面正弦波３００が音波として使用される。音波は、１秒あたりの振動において表わされる特定の周波数（ヘルツと称される）を有する。波長λは、同一相における隣接点の間の距離を記載している。振幅Ａは、波の端点の間の距離に相当する。振幅における増加は、音の大きさの増加として現れる。音圧は、音量の測定に使用される。それは、静圧に比べて圧力における一時的な変化を誘導する音波を表す。一般的に、大部分の音は、振動の混合を含む。音スペクトルは、音に存在する異なる周波数を表す。音スペクトルは、周波数の関数として圧力のグラフとして表わすことができる。
【００８０】
音波３００は、圧縮可能な固体、液体、または気体媒体もしくはプラズマを通って伝播し、または伝送されてもよい。音波３００は、音波３００を維持することができる媒体を伝播する。媒体の粒子は、伝播する音波に反応して静止点まわりで振動するが、それらの恒久的な最初の位置を維持する。
【００８１】
機械的振動を含む音波３００は、図２ａに示されるように複合材構造体２５０の表面１０５に接触してもよい。組成物複合材構造体２５０によって、音波は、複合材構造体２５０に少なくとも部分的に吸収および／または伝送されてもよい。有機天然繊維材料を含む複合材構造体２５０において、音の速度は、異方性であってもよく、方向依存性であってもよい。
【００８２】
一方向における音の速度は、それに垂直な方向における音の速度より大きくてもよい。メルトフローｆｍ方向Ｓｘおける音の速度は、ｖｘとして示されてもよい。メルトフローｆｍ方向Ｓｘに垂直な音の速度は、ｖＴとして示されてもよい。一実施形態に従えば、ｖＴは、有機天然繊維材料を含む製造された要素１２００の最も近い表面１０５に垂直であってもよい。
【００８３】
一実施形態に従えば、ｖＴは、ｖｘよりも１０％小さくてもよく、ｖｘよりも２０％小さくてもよく、またはｖｘよりも３０％小さくてもよく、有利には、ｖｘよりも３５％小さくてもよく、またはｖｘよりも４０％小さくてもよく、またはｖｘよりも５０％小さくてもよく、好ましくは、ｖｘよりも６０％小さくてもよく、またはｖｘよりも７０％小さくてもよく、またはｖｘよりも８０％小さくてもよい。
【００８４】
ｖＴ／ｖｘ比は、０．１５〜０．９の範囲内にあってもよく、たとえば０．２〜０．８の範囲内にあってもよく、または０．１５〜０．８５の範囲内にあってもよく、たとえば０．３〜０．９、または０．２〜０．８であってもよい。マトリックス材料は、音ｖｂｉｎｄの等方向性速度を有してもよい。ｖｘ／ｖｂｉｎｄの比は、０．７〜２．０であってもよい。
【００８５】
ｖｘ／ｖＴ比は、１：１を越えてもよい。たとえば、ｖｘ／ｖＴ比は、たとえば３：１〜９：１などの１．１：１〜７：１、または２：１〜８：１のような１．１：１〜９：１の範囲内にあってもよい。
【００８６】
ｖｘは、２０００ｍ／ｓまで、または越えてもよい。有機天然繊維材料を含む複合材の組成物を選択することによって、ｖｘは制御されてもよい。ｖｘは、２０００ｍ／ｓ以下、たとえば２０００ｍ／ｓ〜８００ｍ／ｓ、たとえば１８００ｍ／ｓ〜１０００ｍ／ｓであるように選択されてもよい。ｖｘは、２０００ｍ／ｓ以上、たとえば２０００ｍ／ｓ〜３８００ｍ／ｓ、たとえば２０００ｍ／ｓ〜３０００ｍ／ｓであるように選択されてもよい。
【００８７】
ｖＴは、２０００ｍ／ｓ以下、たとえば２０００ｍ／ｓ〜８００ｍ／ｓ、たとえば１８００ｍ／ｓ〜１０００ｍ／ｓであるように選択されてもよい。
【００８８】
表２は、有機天然繊維材料を含むいくらかの複合材料における音の速度を示す。
【００８９】
【表２】
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【００９０】
表１における試料１および２から分かるように、ｖｘは、ｖＴよりも３倍大きくてもよい。たとえば、ｖＴは、８００〜１０００ｍ／ｓであってもよい。
【００９１】
複合材構造体２５０において、音の速度は、メルトフローｆｍの方向において最も高くてもよい。このことは、複合材構造体２５０における繊維要素１００の方向付けが原因であってもよい。複合材構造体２５０における繊維要素１００は、図１ｂ、図１ｃ、図１ｄ、図２ａ、図２ｂ、図３ａ、図３ｂおよび図４において示されるように１方向以上における方向性を有してもよい。
【００９２】
図１ｂは、複合材構造体２５０の形成を示す。複合材構造体２５０の製造の間に、溶融物として示される、マトリックス材料と有機天然繊維材料とを含む混合物は、速度ｖ１で導入されてもよい。材料は、主方向ｆｍに流れてもよい。流れの方向は、金型１６０によって制御されてもよい。材料は、温度ｔｐ１を有してもよく、金型は温度ｔｐ２を有してもよい。温度ｔｐ２は、温度ｔｐ１よりも低くてもよい。したがって、温度ｔｐ２およびｔｐ１の間の温度差Δｔｐは、それぞれ選択されてもよい。混合物が金型の表面１０４に接触するとき、混合物の温度ｔｐ１は減少し、材料は冷却し始める。材料の冷却は、第１表面１０５、第２表面１０５’を形成し、第１表面領域１３０、第２表面領域１３１、および内部領域１３２を形成する。速度ｖ１ならびに温度ｔｐ１およびｔｐ２を選択することによって、表面領域１３０、１３１の厚み、および内部領域が調整されてもよい。繊維要素１００は溶融物とともに流れてもよく、繊維要素１００の長手寸法Ｄ１がメルトフローｆｍの方向に沿って実質的に方向付けられるように、方向付けられてもよい。「実質的に方向付けられる」ことによって、繊維要素は、質量流ｆｍの方向に沿って方向付けられることが好ましい。たとえば、少なくとも６０％、有利には７０％、好ましくは少なくとも８０％の繊維要素１００は、４５°以下である偏差角α１を有してもよい。繊維要素１００は、少なくとも１００ミクロンの長手寸法Ｄ１を含む繊維を表してもよく、少なくとも５対１のＤ１／Ｄ２アスペクト比を表してもよい。偏差角α１は、図１ｃに示されるように、長手軸Ａｘ３とメルトフローｆｍの方向Ｓｘとの間の角を表す。たとえば、偏差角α１は、４０°未満であってもよく、有利には３５°未満、より有利には３０°未満、最も有利には２０°未満であってもよい。方向付けは、たとえば電子顕微鏡画像またはＸ線断層画像から測定してもよい。
【００９３】
少なくとも６０％、有利には少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％の繊維要素１００は、３０°以下である偏差角α１を有してもよい。
【００９４】
メルトフローｆｍにおける繊維要素１００の方向付けは、表面層および内部層の内部における複合材構造体を通じて生じてもよい。メルトフローｆｍの方向Ｓｘは、メルトフローｆｍの反対の方向Ｓｘに平行である。このことは、繊維要素１００の長手寸法Ｄ１の方向付けに実質的に平行であり、複合材構造体の音響特性に影響を与えてもよい。
【００９５】
言い換えれば、有機天然繊維材料は繊維要素１００を含んでもよく、複合材構造体２５０は、互いに垂直であり、複合材表面１０５に平行である長手寸法および横寸法を含んでもよく、有機天然繊維材料の繊維要素１００の長手寸法の少なくとも一部は複合材の長手寸法に実質的に平行に方向付けることが可能である。
【００９６】
−  マトリックス材料と有機天然繊維材料とを含む混合物の組成物、および／または
−  有機天然繊維材料の形状比、および／または
−  マトリックス材料と有機天然繊維材料との比率、および／または
−  マトリックス材料と有機天然繊維材料とを含む混合物の導入速度ｖ１、
−  温度ｔｐ２とｔｐ１との間の温度差Δｔｐを選択することによって、複合材構造体の音響特性が制御されてもよい。
【００９７】
したがって、複合材を提供する方法は、
−ポリマーマトリックスを提供することと、
−複合材における音の伝播が異方性であるように方向付けることができる有機天然繊維材料を提供することとを含んでもよい。
【００９８】
このような方法は、
−有機天然繊維材料、および
−ポリマーマトリックスを含む組成物であって、
−有機天然繊維材料が、複合材における音の伝播が異方性であるように方向付けられる組成物を提供してもよい。
【００９９】
さらに、複合材を製造する方法は、
−有機天然繊維材料の繊維要素（１００）の形状比を選択することと、
−有機天然繊維材料とポリマーマトリックスの繊維要素（１００）とを含む混合物の重量比を選択することと、
−速度ｖ１で混合物を導入することと、
−繊維要素（１００）を方向付けることとを含んでもよく、
前記繊維要素（１００）は、長手寸法、水平および垂直寸法を含み、繊維要素（１００）の少なくとも６０％は、少なくとも５対１の、垂直（Ｄ３）寸法に対する長手寸法（Ｄ１）の形状比を有する。
【０１００】
マトリックス材料および有機天然繊維材料を含む混合物の組成物の成分は、所望の密度および複合材料の熱膨張を得るために選択されてもよい。熱膨張は、複合材構造体２５０における方向に依存してもよい。また、組成物複合材構造体２５０は、熱膨張に影響を与えてもよい。たとえば、有機天然繊維材料の４０重量％を含む複合材構造体２５０における熱膨張は、有機天然繊維材料の５０重量％を含む複合材構造体２５０よりも大きな熱膨張を有してもよい。したがって、５０重量％の有機天然繊維材料を含む複合材構造体２５０の寸法安定性は、少ない有機天然繊維材料を含む複合材構造体２５０に比べて向上し得る。組成物の選択は、したがって、材料中の音の速度を制御するために使用されてもよい。
【０１０１】
有機天然繊維材料のアスペクト比は、複合材構造体における音の速度に影響を与えるように選択されてもよい。音波３００は、繊維の長手寸法Ｄ１において第１速度ｖｘで有利に伝送されてもよく、メルトフローｆｍの方向Ｓｘに実質的に平行であってもよい。音波３００は、メルトフローｆｍの方向Ｓｘに垂直な方向において第２速度ｖＴで有利に伝送されてもよい。速度ｖＴは、方向ＳｙおよびＳｚにおいて異なっていてもよい。特に、音の速度は、表２に記載されるように、これらの２つの垂直方向において変化してもよい。有利な実施例において、音の速度は、２つの垂直方向において少なくとも１０％変化してもよく、そのうちの１つはメルトフローｆｍの方向Ｓｘである。マトリックス材料と有機天然繊維材料との比率は、ポリマー構造体の密度および弾性係数に影響を与えるために使用されてもよい。
【０１０２】
高い比弾性率（引張弾性率および密度の間の比）は、いくつかの用途において高度に有利であってもよい。図９および図１０は、システムにおける有機天然繊維材料を含む複合材の使用を示す。デジタルまたは電子データが音響特性音波に変換されてもよい。音響システム９００は、ドライバ９２０を備える内部９４０を含むエンクロージャ９３０を含んでもよい。また、エンクロージャは、ドライバ９２０の後部から生じる音波３００を前部からのものと否定的に干渉することから防ぐために使用されてもよい。エンクロージャ９３０材料は、スピーカのコーンまたは振動板からの音エネルギーを原因として、振動または従うべきではない。ドライバ９２０は、「バッフル」としても表わされる平板９１０に付されてもよい。平板９１０は、ドライバ９２０の搭載のための開口部を含んでもよい。ドライバは、コーン９２５を含み、理想的には剛であり、軽量であり、振動を減少させることができる。音響特性は、ラウドスピーカシステムにおいて重要な役割を果たしており、たとえばコーン９２５における、所望の音響特性を含む複合材構造体２５０の使用は、システムの音響挙動を向上させることができる。複合材構造体２５０は、ラウドスピーカ部品のために特に設計されてもよい。
【０１０３】
有利には、要素の弾性係数は、少なくとも１つの表面領域１３０，１３１における繊維要素の方向によって選択されてもよい。繊維要素１００の長手寸法Ｄ１は、図１ｂにおいて示されるように、メルトフローｆｍの方向に平行に方向付けられてもよい。繊維要素１００の長軸Ａｘ１に平行な幅は、繊維要素１００’’で示されるようなＳＺ（垂直）方向に平行、または繊維要素１００’で示されるように方向Ｓｙ（水平）方向に平行に方向付けられてもよい。繊維要素１００は、図１ｄ、図２ａ、図２ｂ、図３ａ、および図３ｂにおいて示されるような表面領域において方向付けられてもよい。図３ａおよび図３ｂは、どのように繊維要素１００が繊維要素１００の長手軸Ａｘ３まわりに回転することができるかを示す。
【０１０４】
図２ｂにおいて、Ｄ１３０／Ｄ１４０の比率は、たとえば１０％以上であってもよい。
【０１０５】
Ｄ１３０／Ｄ１４０の比率はたとえば１０％以上であってもよく、前記比率は２００ミクロン以下であってもよい。Ｄ１４０が５００ミクロン以上であるとき、Ｄ１３０は２００ミクロン以下であってもよい。
【０１０６】
表面１０５、１０５’の近辺における繊維要素１００の短軸Ａｘ２は、表面法線Ｎ１に実質的に沿って方向付けられてもよい。Ｄ４がＤ１３０以下である繊維要素について、回転角β１についての以下の基準が満たされてもよい。たとえば、少なくとも６０％、有利には少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％の繊維要素１００は、４５°以下の回転角β１を有してもよい。繊維要素１００は、少なくとも１００ミクロンの長手寸法Ｄ１と、少なくとも５対１であるＤ１／Ｄ２のアスペクト比とを含む繊維を表してもよい。回転角β１は、図１ｄに示されるように、繊維要素１００の短軸Ａｘ２と、法線Ｎ１との間の角度を表す。法線Ｎ１は、前記繊維要素１００に最も近接しているｃｐ１の点における表面１０５の法線を意味する。深さＤ４は、表面１０５から短軸Ａｘ３における繊維要素１００の中央に対する垂直な距離として定義されてもよい。
【０１０７】
たとえば、回転角度β１は、４０°未満、有利には３５°未満、より有利には３０°未満、最も有利には２０°未満であってもよい。方向は、たとえば電子顕微鏡画像から、または局所的Ｘ線画像から測定されてもよい。
【０１０８】
たとえば、回転角度β１は、６０°未満、有利には４０°未満、より有利には３０°未満、最も有利には２０°未満であってもよい。方向は、たとえば電子顕微鏡画像から、またはＸ線断層撮影によって測定されてもよい。
【０１０９】
少なくとも６０％、有利には少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％の繊維要素１００は、３０°以下の回転角度β１を有してもよい。
【０１１０】
有利には、複合材構造体２５０の比弾性率は、少なくとも１つの表面領域における繊維要素１００の方向付けによって向上され得る。音の異方性速度に加えて、複合材構造体２５０の密度に対する引張弾性率の比は、本願に従って選択されてもよい。たとえば、低い比弾性率は、楽器またはラウドスピーカシステムにおいて有益であってもよい。楽器において、高剛性と低損失係数とが組み合わされた複合材が好ましい。しかしながら、たとえば車のドアまたは内壁用の隔離パネルなどの他の用途においては、（損失係数の増加によって）減衰が増加するにつれて剛性を高くすることが必要とされてもよい。
【０１１１】
複合材の特性は、複合材内における個々の要素の特性、複合材における有機天然繊維材料の形状および方向、ならびに有機天然繊維材料とポリマーマトリックスとの間の表面相互作用によって影響を受けてもよい。有利には、複合材製品において使用される材料は、形成された複合材が所望の特性を得るように選択されてもよい。たとえば、有機天然繊維材料は、リグニンとヘミセルロース断片とを介して内部結合されたセルロース領域を含んでもよい。複合材の製造に使用される有機天然繊維材料およびポリマーマトリックスが選択されるとき、使用されるポリマーマトリックスが、使用される有機天然繊維材料が分解（燃焼）し始める温度未満の融点（温度）を有するように材料を選択することが望ましい。処理温度がさらに増加する場合、有機天然繊維材料はその構造を失い、分解し始めるので、処理において２３０℃未満の材料温度が好ましい。有機天然繊維材料が分解し始める温度は、材料に存在するリグニンの量に関連してもよい。なぜなら、リグニン含有量が高ければ、リグニンを含まない繊維材料よりも高温においてより容易に分解し始めるからである。
【０１１２】
有機天然繊維材料を含む複合体の製造は、多くの方法によって実施することが可能であり、押出、射出成形、圧縮成形、発泡などが手法例である。有機天然繊維材料を含む複合材は、熱成形、切断、穿孔、研磨、または造形品に使用される他の方法によってさらに加工することができる。上述の方法は、組み合わせてもよい非限定的な例を示す。
【０１１３】
図５は、有機天然繊維材料１００に対向する音波３００を示す。図５に示されるように、音波３００は、有機天然繊維材料の表面において反射３０１してもよい。有利には、音波３００は、有機天然繊維材料の表面において屈折３０２し、有機天然繊維材料を通って伝播してもよい。複合材構造体２５０における有機天然繊維材料の伝播が増加することによって、複合材の異方性が変化してもよい。たとえば、音波のいくつかの成分が反射してもよいが、いくつかの成分が屈折してもよい。さらに、２以上の音波は、干渉し、互いに重畳効果を有することが可能である。逆位相の音波は、互いに減衰してもよい。繊維要素１００のシェル層１２０は、音波３００の透過性を向上させてもよい。
【０１１４】
図６は、本発明の一実施形態に従った有機天然繊維材料を含む複合材製品の一部のスケールバーを有する２５０倍拡大断面画像である。繊維要素１００の断面は、中央における中空内部２００の明るい灰色で分かる。繊維間の暗い背景は、マトリックス材料である。
【０１１５】
図７および図８は、一実施形態に従った複合材の構造を示す複合材製品の一部のスケールバーを有する８５倍拡大断層画像である。複合材構造体２５０は、背景に対して艶消し灰色で示される。内部領域１０００と表面領域１１０２および１１２０との間の境界面１１１０および１１１０’は、白の点線によって示される。図７および図８は、走査電子顕微鏡で撮影され、異なる粘度ｖ１で製造された複合材構造体を示す。図７において、より高い粘度が使用され、減少した厚みを有する表面領域１１０２をもたらす。図８において、より遅い速度ｖ１が使用され、表面領域１１０２の厚みを増加させた。図７および図８の両方において、内部に比較した、表面領域における繊維要素１００の方向が分かる。メルトフローのＳｘ方向における繊維要素１００の方向付けは、表面層１１０２，１１２０および内部層１０００の両方における複合材構造体から生じる。また、表面領域１１０２、１１２０における繊維要素１００の方向は、メルトフローｆｍの方向Ｓｘに垂直な方向Ｓｙに実質的に平行である。
【０１１６】
図１１は、有機天然繊維材料を含む構成要素１２００を示す。構成要素１２００は、境界面１２３０によって接続される第１パネル１２１０と第２パネル１２２０とを含んでもよい。第１パネルおよび第２パネルは異なってもよい。複合材構造体のこれらの種類は、大きな内部空間の音響挙動を向上するための例として使用されてもよい。そのような用途の例は、コンサートホール、会議室、展示領域、キャビン、録音スタジオ、または他の同様の施設で使用されてもよい。パネルは、たとえば、音反射、またはリダイレクト特性を有してもよい。
【０１１７】
構成要素１２００の音響特性は、周波数帯域に最適化されてもよい。周波数帯域は、１０００Ｈｚ未満の周波数から始まってもよい。たとえば、周波数帯域は、ファサードにおいて使用されるパネルに通常使用されるような１００Ｈｚ〜３１５０Ｈｚであってもよい。他の用途について、周波数は少なくとも５００Ｈｚであってもよい。車両騒音は、典型的には５００Ｈｚ〜１５００Ｈｚの帯域であってもよい。周波数帯域は、たとえば、２０００Ｈｚ未満または５０００Ｈｚ未満であってもよい。あるいは、２０００Ｈｚを越える周波数帯域が使用されてもよい。
【０１１８】
たとえば、構成要素１２００は、携帯装置における部品として使用されてもよく、構成要素１２００は、補強部材または装置用の部品として機能してもよい。また、構成要素１２００は、製品に組み込まれてもよく、所望の音響挙動を有するエンクロージャとして機能してもよい。
【０１１９】
構成要素は、たとえば、音または振動波を一方向に減衰させまたは伝送してもよい。
【０１２０】
図１２は、３０重量％の有機天然繊維材料を含む複合材構造体２５０の、音吸収、音響インピーダンス、および減衰特性などの音響特性が特徴付けられた例を示す。結果は、１０００Ｈｚから始まる周波数のスペクトルとして収集された。吸収係数は、高い周波数に向けて増加された。３０００Ｈｚ以上の、複合材構造体２５０の吸収特性は明らかに向上した。４０００Ｈｚ以上における複合材構造体２５０の吸収特性は、明らかに向上した。５０００Ｈｚにおける吸収係数は、明らかに増加した。試験は、ＩＳＯ１０５３４−２（２０１２）基準に従って実施された。
【０１２１】
以下の基準は、有機天然繊維材料を含む複合材構造体２５０の音響特性を測定するために使用されてもよい。
ＩＳＯ  ３５４  音吸収、試験ルーム
ＩＳＯ  ６７２１−３  振動減衰
ＩＳＯ  １０５３４−１  音吸収係数、定在波法
ＩＳＯ  １０５３４−２  音吸収係数、インピーダンスチューブ法
ＩＳＯ  １４０  遮音性の測定
ＡＳＴＭ  Ｅ９０  −  ０９  建築用仕切り板および構成要素の空中音伝達損失の検査室測定のための標準試験方法
ＩＳＯ  ３３８２  室内音響パラメータの測定
【０１２２】
複合材における有機天然繊維材料成分の方向付けは、金型についてのシミュレーションソフトウェアを用いて予想および／または計画することができる。天然繊維に基づく成分の特定の所定量は、複合材の実際の特性を得るために、複合材に典型的に必要とされてもよい。所望の音響特性は、繊維の方向付けによって達成されてもよい。
【０１２３】
一実施形態に従えば、有機天然繊維材料を含む複合材料は、楽器を作製するために使用されてもよい。楽器は、多くの場合、木で作製される。良好で所望の音響特性にも関わらず、木は、環境の変化に対して反応し、適合する。たとえば、空気の水分含有量は、木に影響を与え、木の器具の設計および製造の際に考慮される必要がある。望まない熱膨張または収縮も生じるかもしれない。一実施形態に従えば、所望の熱膨張係数は、プラスチック成分および有機天然繊維材料の量を選択することによって、複合材料に対して達成されてもよい。プラスチック成分の固有の特性および有機天然繊維材料の量は、選択された用途に対して最適化されて使用されてもよい。特性および量は、複合材料の用途および所望の特性に依存してもよい。たとえば、楽器の近接または隣接する部分または要素に対して同種の挙動を達成することが望ましい。バイオリンにおいて、バイオリンの特性はバネの特性に対応することが望ましい。同じ事は、楽器にも当てはまり、異なる材料の要素部分が演奏に使用される。または、楽器の枠において互いに隣接して組み合わされる。典型的には、木は、金属よりも小さな熱膨張係数を有してもよく、プラスチックより小さな熱膨張係数を有してもよい。
【０１２４】
一実施形態に従えば、天然繊維に基づく材料を含む複合材料は、最初の部分の異なる種類に交換するために使用されてもよい。たとえば、楽器において、実施形態に従った複合材料は、いくつかの木材部分といくつかの金属部分に置き換えてもよい。一実施形態において、このことは、複合材料の安定性によって可能となる。所望の特性は、複合材料によって達成されてもよいので、別の材料および／または部品を使用する必要はない。
【０１２５】
番号付項目：
１．−マトリックス材料と、
−有機天然繊維材料とを含む組成物であって、
−音の速度は、前記組成物の異なる方向において異なるように構成されてなることを特徴とする組成物。
２．異なる方向における音の速度は、相違が少なくとも１０％であるように変化することを特徴とする項目１に記載の複合材。
３．音の速度は、有機天然繊維材料の方向と、当該方向に垂直な方向とにおいて異なることを特徴とする項目１または２に記載の複合材。
４．音の速度は、組成物における少なくとも１つの方向において１８００ｍ／ｓ未満であることを特徴とする項目１〜３のいずれか１つに記載の複合材。
５．音の速度は、組成物の長手方向と、当該方向に垂直な方向とで異なることを特徴とする項目１〜４のいずれか１つに記載の複合材。
６．組成物の長手方向は、複合材のメルトフローの方向に対応することを特徴とする項目５に記載の複合材。
７．異なる方向において、音の速度の比は、少なくとも３：１であるか、または３：１未満であることを特徴とする項目１〜６のいずれか１つに記載の複合材。
８．メルトフローの方向とメルトフローに垂直な方向とにおける音の速度が異なることを特徴とする項目１〜７のいずれか１つに記載の複合材。
９．天然繊維材料の少なくとも６０％は、長手方向が、複合材の長手方向に平行に方向付けられることを特徴とする項目１〜８のいずれか１つに記載の複合材。
１０．天然繊維材料の少なくとも８０％は、複合材のメルトフロー（ｆｍ）の方向において４０°未満の平均偏差角（α１）を含むことを特徴とする項目１〜９のいずれか１つに記載の複合材。
１１．有機天然繊維材料は繊維要素を含み、有機天然繊維材料の繊維要素の長手寸法の少なくとも一部が複合材のメルトフローの方向に平行であることを特徴とする項目１〜１０のいずれか１つに記載の複合材。
１２．有機天然繊維材料は繊維要素を含み、繊維要素の長手寸法は、少なくとも８０％の繊維要素が複合材のメルトフローの方向に沿って方向付けられるように、複合材のメルトフローの方向に沿って方向付けられることを特徴とする項目１〜１１のいずれか１つに記載の複合材。
１３．有機天然繊維材料は、長手寸法、水平寸法および垂直寸法を備える繊維要素を含み、繊維要素（１００）の少なくとも６０％は、少なくとも４対１、または少なくとも１０：１の、垂直（Ｄ３）寸法に対する長手寸法（Ｄ１）の形状比を有することを特徴とする項目１〜１２のいずれか１つに記載の複合材。
１４．有機天然繊維材料は、セルロース材料のポリマー構造を含むことを特徴とする項目１〜１３のいずれか１つに記載の複合材。
１５．有機天然繊維材料は、フレークの形態であることを特徴とする項目１〜１４のいずれか１つに記載の複合材。
１６．有機天然繊維材料は、厚みよりも少なくとも２倍大きな幅を有するフレークを含むことを特徴とする項目１〜１５のいずれか１つに記載の複合材。
１７．フレークの少なくともいくつかは、扁平な内部を備えることを特徴とする項目１５または１６に記載の複合材。
１８．複合材の表面領域（１３０、１３１）は複合材の内部（１３２）に対して垂直に、複合材の長手表面（１０５、１０５’）から延びており、表面領域は、複合材の厚みが５００ミクロン未満であるとき、複合材の厚みの少なくとも１０％の厚みを有しているか、または表面領域は２００ミクロン以下の厚みを有することを特徴とする項目１〜１７のいずれか１つに記載の複合材。
１９．少なくとも１つの表面領域（１３０、１３１）において方向付けられる繊維要素（１００）をさらに含むことを特徴とする項目１〜１８のいずれか１つに記載の複合材。
２０．有機天然繊維材料は繊維要素を含み、複合材は少なくとも１つの表面領域における長手方向から実質的に外れた繊維要素よりもさらに方向付けられた繊維要素を含むことを特徴とする項目１〜１９のいずれか１つに記載の複合材。
２１．有機天然繊維材料は繊維要素を含み、複合材の表面付近における繊維要素の少なくとも８０％は表面の法線に沿って整列しており、繊維要素の長手方向まわりの回転角（β１）が４０°未満であることを特徴とする項目１〜２０のいずれか１つに記載の複合材。
２２．マトリックス材料は、ポリマーマトリックスを含むことを特徴とする項目１〜２１のいずれか１つに記載の組成物。
２３．マトリックス材料は、プラスチックまたは熱可塑性物質を含むことを特徴とする項目１〜２２のいずれか１つに記載の組成物。
２４．組成物は、少なくとも１９００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３の比弾性率（密度によって除算された引張弾性率）を有することを特徴とする項目１〜２３のいずれか１つに記載の複合材。
２５．有機天然繊維材料は、１５重量パーセント未満、または５重量パーセント未満、または１重量パーセント未満、または０．５重量パーセント未満のリグニンを含むことを特徴とする項目１〜２４のいずれか１つに記載の複合材。
２６．複合材（２５０）は、５００Ｈｚを越える周波数、または１０００Ｈｚを越える周波数、２０００Ｈｚを越える周波数、または３０００Ｈｚを越える周波数、または４０００Ｈｚを越える周波数で吸収特性を備えることを特徴とする項目１〜２５のいずれか１つに記載の複合材。
２７．要素の弾性係数は、少なくとも１つの表面領域における繊維要素の方向付けによって選択されることを特徴とする項目１〜２６のいずれか１つに記載の複合材。
２８．マトリックス材料は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする項目１〜２７のいずれか１つに記載の複合材。
２９．有機天然繊維材料において含まれる繊維の量は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする項目１〜２８のいずれか１つに記載の複合材。
３０．有機天然繊維材料の平均長さは、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする項目１〜２９のいずれか１つに記載の複合材。
３１．複合材の弾性係数および／または損失係数は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする項目１〜３０のいずれか１つに記載の複合材。
３２．複合材の熱膨張係数は、マトリックス材料、有機天然繊維材料における繊維の量、および繊維の方向付けによって選択されることを特徴とする項目１〜３１のいずれか１つに記載の複合材。
３３．−マトリックス材料を提供することと、
−有機天然繊維材料を提供することとを含む複合材の提供方法であって、
音の速度は、組成物の異なる方向において異なることを特徴とする方法。
３４．異なる方向における音の速度は、相違が少なくとも１０％であるように変化することを特徴とする項目３３に記載の方法。
３５．音の速度は、有機天然繊維材料の方向と当該方向に垂直な方向とにおいて異なることを特徴とする項目３３または３４に記載の方法。
３６．音の速度は、組成物における少なくとも１つの方向において１８００ｍ／ｓ未満であることを特徴とする項目３３〜３５のいずれか１つに記載の方法。
３７．音の速度は、組成物の長手方向と、当該方向に垂直な方向とで異なることを特徴とする項目３３〜３６のいずれか１つに記載の方法。
３８．組成物の長手方向は、複合材のメルトフローの方向に対応することを特徴とする項目３７に記載の方法。
３９．異なる方向において、音の速度の比は、少なくとも３：１であるか、または３：１未満であることを特徴とする項目３３〜３８のいずれか１つに記載の方法。
４０．メルトフローの方向と、メルトフロー方向に垂直な方向とにおける音の速度が異なることを特徴とする項目３３〜３９のいずれか１つに記載の方法。
４１．天然繊維材料の少なくとも６０％は、長手方向が、複合材の長手方向に平行に方向付けられることを特徴とする項目３３〜４１のいずれか１つに記載の方法。
４２．天然繊維材料の少なくとも８０％は、複合材のメルトフロー（ｆｍ）の方向において４０°未満の平均偏差角（α１）を有することを特徴とする項目３３〜４１のいずれか１つに記載の方法。
４３．有機天然繊維材料は繊維要素を含み、有機天然繊維材料の繊維要素の長手寸法の少なくとも一部が複合材のメルトフロー方向に平行であることを特徴とする項目３３〜４２のいずれか１つに記載の方法。
４４．有機天然繊維材料は繊維要素を含み、繊維要素の長手寸法は、少なくとも８０％の繊維要素が複合材のメルトフローの方向に沿って方向付けられるように、複合材のメルトフローの方向に沿って方向付けられることを特徴とする項目３３〜４３のいずれか１つに記載の方法。
４５．有機天然繊維材料は、長手寸法、水平寸法、および垂直寸法を備える繊維要素を含み、繊維要素（１００）の少なくとも６０％は、少なくとも４対１、または少なくとも１０：１の、垂直（Ｄ３）寸法に対する長手寸法（Ｄ１）の形状比を有することを特徴とする項目３３〜４４のいずれか１つに記載の方法。
４６．有機天然繊維材料は、セルロース材料のポリマー構造を含むことを特徴とする項目３３〜４５のいずれか１つに記載の方法。
４７．有機天然繊維材料は、フレークの形態であることを特徴とする項目３３〜４６のいずれか１つに記載の方法。
４８．有機天然繊維材料は、厚みよりも少なくとも２倍大きな幅を有するフレークを含むことを特徴とする項目３３〜４７のいずれか１つに記載の方法。
４９．フレークの少なくともいくつかは、扁平な内部を備えることを特徴とする項目４７または４８のいずれか１つに記載の方法。
５０．複合材の表面領域（１３０、１３１）は複合材の内部（１３２）に対して垂直に、複合材の長手表面（１０５、１０５’）から延びており、表面領域は、複合材の厚みが５００ミクロン未満であるとき、複合材の厚みの少なくとも１０％の厚みを有しているか、または表面領域は２００ミクロン以下の厚みを有することを特徴とする項目３３〜４９のいずれか１つに記載の方法。
５１．少なくとも１つの表面領域（１３０、１３１）において方向付けられる繊維要素（１００）をさらに含むことを特徴とする項目３３〜５０のいずれか１つに記載の方法。
５２．有機天然繊維材料は繊維要素を含み、複合材は少なくとも１つの表面領域における長手方向から実質的に外れた繊維要素よりもさらに方向付けられる繊維要素を含むことを特徴とする項目３３〜５１のいずれか１つに記載の方法。
５３．有機天然繊維材料は繊維要素を含み、複合材の表面付近における繊維要素の少なくとも８０％は表面の法線に沿って整列しており、繊維要素の長手方向まわりの回転角（β１）が４０°未満であることを特徴とする項目３３〜５２のいずれか１つに記載の方法。
５４．マトリックス材料は、ポリマーマトリックスを含むことを特徴とする項目３３〜５３のいずれか１つに記載の方法。
５５．マトリックス材料は、プラスチックまたは熱可塑性物質を含むことを特徴とする項目３３〜５４のいずれか１つに記載の方法。
５６．組成物は、少なくとも１９００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３の比弾性率（密度によって除算された引張弾性率）を有することを特徴とする項目３３〜５５のいずれか１つに記載の方法。
５７．有機天然繊維材料は、１５重量パーセント未満、または５重量パーセント未満、または１重量パーセント未満、または０．５重量パーセント未満のリグニンを含むことを特徴とする項目３３〜５６のいずれか１つに記載の方法。
５８．複合材（２５０）は、５００Ｈｚを越える周波数、または１０００Ｈｚを越える周波数、２０００Ｈｚを越える周波数、または３０００Ｈｚを越える周波数、または４０００Ｈｚを越える周波数で吸収特性を備えることを特徴とする項目３３〜５７のいずれか１つに記載の方法。
５９．要素の弾性係数は、少なくとも１つの表面領域における繊維要素の方向付けによって選択されることを特徴とする項目３３〜５８のいずれか１つに記載の複合材。
６０．マトリックス材料は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする項目３３〜５９のいずれか１つに記載の複合材。
６１．有機天然繊維材料において含まれる繊維の量は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする項目３３〜６０のいずれか１つに記載の複合材。
６２．有機天然繊維材料の平均長さは、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする項目３３〜６１のいずれか１つに記載の方法。
６３．複合材の弾性係数および／または損失係数は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする項目３３〜６２のいずれか１つに記載の方法。
６４．複合材の熱膨張係数は、マトリックス材料、有機天然繊維材料における繊維の量、および繊維の方向付けによって選択されることを特徴とする項目３３〜６３のいずれか１つに記載の方法。
６５．項目１〜３２のいずれか１つに記載の組成物の製造方法。
６６．項目１〜３２のいずれか１つに記載の組成物の、楽器としての使用。
６７．複合材料は、ラウドスピーカの少なくとも一部として使用されることを特徴とする項目１〜３２のいずれか１つに記載の組成物の使用。
６８．複合材料は、ラウドスピーカのパネルとして、および／またはラウドスピーカのコーンとして使用されることを特徴とする項目６７に記載の組成物の使用。
６９．複合材料は、少なくとも、楽器の一部として使用されることを特徴とする項目１〜３２のいずれか１つに記載の組成物の使用。
７０．音の減衰のための、項目１〜３２のいずれか１つに記載の組成物の使用。
７１．音の増幅のための、項目１〜３２のいずれか１つに記載の組成物の使用。
７２．音を減衰、および／またはダンピングするための媒体の一部としての、項目１〜３２のいずれか１つに記載の組成物の使用。
７３．項目１〜３２のいずれか１つに記載の組成物を含むことを特徴とするラウドスピーカ。
７４．項目１〜３２のいずれか１つに記載の組成物を含むことを特徴とする音吸収パネル。
７５．項目１〜３２のいずれか１つに記載の組成物を含むことを特徴とする電気装置。
７６．項目１〜３２のいずれか１つに記載の組成物を含むことを特徴とする楽器。
７７．項目１〜３２のいずれか１つに記載の組成物を含むことを特徴とする建築用ブロック。
【図１ａ】
2015535309.tif 000007
【図１ｂ】
2015535309.tif 000008
【図１ｃ】
2015535309.tif 000009
【図１ｄ】
2015535309.tif 000010
【図２ａ】
2015535309.tif 000011
【図２ｂ】
2015535309.tif 000012
【図３ａ】
2015535309.tif 000013
【図３ｂ】
2015535309.tif 000014
【図４】
2015535309.tif 000015
【図５】
2015535309.tif 000016
【図６】
2015535309.tif 000017
【図９】
2015535309.tif 000018
【図１０】
2015535309.tif 000019
【図１１】
2015535309.tif 000020
【図７】
2015535309.tif 000021
【図８】
2015535309.tif 000022
【図１２】
2015535309.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月28日(2014.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−熱可塑性ポリマーマトリックス材料と、
−有機天然繊維材料とを含む複合材であって、
−複合材はメルトフロー（ｆｍ）方向を有し、
メルトフロー（ｆｍ）方向と、メルトフロー（ｆｍ）に垂直な方向とにおける音の速度が異なることを特徴とする複合材。
【請求項２】
異なる方向における音の速度は、相違が少なくとも１０％であるように変化することを特徴とする請求項１に記載の複合材。
【請求項３】
音の速度は、有機天然繊維材料の方向と、当該方向に垂直な方向とにおいて異なることを特徴とする請求項１または２に記載の複合材。
【請求項４】
音の速度は、組成物における少なくとも１つの方向において１８００ｍ／ｓ未満であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項５】
音の速度は、組成物の長手方向と、当該方向に垂直な方向とで異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項６】
組成物の長手方向は、複合材のメルトフローの方向に対応することを特徴とする請求項５に記載の複合材。
【請求項７】
異なる方向において、音の速度の比は、少なくとも３：１であるか、または３：１未満であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項８】
天然繊維材料の少なくとも６０％は、長手方向が、複合材の長手方向に平行に方向付けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項９】
天然繊維材料の少なくとも８０％は、複合材のメルトフロー（ｆｍ）の方向において４０°未満の平均偏差角（α１）を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１０】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、有機天然繊維材料の繊維要素の長手方向の少なくとも一部が複合材のメルトフロー方向に平行であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１１】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、繊維要素の長手寸法は、少なくとも８０％の繊維要素が複合材のメルトフローの方向に沿って方向付けられるように、複合材のメルトフローの方向に沿って方向付けられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１２】
有機天然繊維材料は、長手寸法、水平寸法および垂直寸法を備える繊維要素を含み、繊維要素（１００）の少なくとも６０％は、少なくとも４対１、または少なくとも１０：１の、垂直（Ｄ３）寸法に対する長手寸法（Ｄ１）の形状比を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１３】
有機天然繊維材料は、セルロース材料のポリマー構造を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１４】
有機天然繊維材料は、フレークの形態であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１５】
有機天然繊維材料は、厚みよりも少なくとも２倍大きな幅を有するフレークを含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１６】
フレークの少なくともいくつかは、扁平な内部を備えることを特徴とする請求項１４または１５に記載の複合材。
【請求項１７】
複合材の表面領域（１３０、１３１）は複合材の内部（１３２）に対して垂直に、複合材の長手表面（１０５、１０５’）から延びており、表面領域は、複合材の厚みが５００ミクロン未満であるとき、複合材の厚みの少なくとも１０％の厚みを有しているか、または表面領域は２００ミクロン以下の厚みを有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１８】
少なくとも１つの表面領域（１３０、１３１）において方向付けられる繊維要素（１００）をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１９】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、複合材は少なくとも１つの表面領域における長手方向から実質的に外れた繊維要素よりもさらに方向付けられた繊維要素を含むことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２０】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、複合材の表面付近における繊維要素の少なくとも８０％は表面の法線に沿って整列しており、繊維要素の長手方向まわりの回転角（β１）が４０°未満であることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２１】
組成物は、少なくとも１９００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３の比弾性率（密度によって除算された引張弾性率）を有することを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２２】
有機天然繊維材料は、１５重量パーセント未満、または５重量パーセント未満、または１重量パーセント未満、または０．５重量パーセント未満のリグニンを含むことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２３】
複合材（２５０）は、５００Ｈｚを越える周波数、または１０００Ｈｚを越える周波数、２０００Ｈｚを越える周波数、または３０００Ｈｚを越える周波数、または４０００Ｈｚを越える周波数で吸収特性を備えることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２４】
要素の弾性係数は、少なくとも１つの表面領域における繊維要素の方向付けによって選択されることを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２５】
マトリックス材料は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２６】
有機天然繊維材料において含まれる繊維の量は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２７】
有機天然繊維材料の平均長さは、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２８】
複合材の弾性係数および／または損失係数は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項１〜２７のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項２９】
複合材の熱膨張係数は、マトリックス材料、有機天然繊維材料における繊維の量、および繊維の方向付けによって選択されることを特徴とする請求項１〜２８のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項３０】
−熱可塑性ポリマーマトリックス材料を提供することと、
−有機天然繊維材料を提供すること、
−前記熱可塑性ポリマーと前記有機天然繊維材料とを溶融物として含む混合物を導入することと、
−メルトフロー（ｆｍ）方向を有する複合構造体を形成することとを含む複合材の製造方法であって、
メルトフロー（ｆｍ）方向とメルトフロー（ｆｍ）方向に垂直な方向とにおける音の速度が異なることを特徴とする方法。
【請求項３１】
異なる方向における音の速度は、相違が少なくとも１０％であるように変化することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
音の速度は、有機天然繊維材料の方向と当該方向に垂直な方向とにおいて異なることを特徴とする請求項３０または３１に記載の方法。
【請求項３３】
音の速度は、組成物における少なくとも１つの方向において１８００ｍ／ｓ未満であることを特徴とする請求項３０〜３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
音の速度は、組成物の長手方向と、当該方向に垂直な方向とで異なることを特徴とする請求項３０〜３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
組成物の長手方向は、複合材のメルトフローの方向に対応することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
異なる方向において、音の速度の比は、少なくとも３：１であるか、または３：１未満であることを特徴とする請求項３０〜３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
天然繊維材料の少なくとも６０％は、長手方向が、複合材の長手方向に平行に方向に方向付けられることを特徴とする請求項３０〜３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３８】
天然繊維材料の少なくとも８０％は、複合材のメルトフロー（ｆｍ）の方向において４０°未満の平均偏差角（α１）を有することを特徴とする請求項３０〜３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、有機天然繊維材料の繊維要素の長手方向の少なくとも一部が複合材のメルトフロー方向に平行であることを特徴とする請求項３０〜３８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４０】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、繊維要素の長手寸法は、少なくとも８０％の繊維要素が複合材のメルトフローの方向に沿って方向付けられるように、複合材のメルトフローの方向に沿って方向付けられることを特徴とする請求項３０〜３９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４１】
有機天然繊維材料は、長手寸法、水平寸法、および垂直寸法を備える繊維要素を含み、繊維要素（１００）の少なくとも６０％は、少なくとも４対１、または少なくとも１０：１の、垂直（Ｄ３）寸法に対する長手寸法（Ｄ１）の形状比を有することを特徴とする請求項３０〜４０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４２】
有機天然繊維材料は、セルロース材料のポリマー構造を含むことを特徴とする請求項３０〜４１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４３】
有機天然繊維材料は、フレークの形態であることを特徴とする請求項３０〜４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
有機天然繊維材料は、厚みよりも少なくとも２倍大きな幅を有するフレークを含むことを特徴とする請求項３０〜４３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４５】
フレークの少なくともいくつかは、扁平な内部を備えることを特徴とする請求項４３または４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４６】
複合材の表面領域（１３０、１３１）は複合材の内部（１３２）に対して垂直に、複合材の長手表面（１０５、１０５’）から延びており、表面領域は、複合材の厚みが５００ミクロン未満であるとき、表面領域は複合材の厚みの少なくとも１０％の厚みを有しているか、または表面領域は２００ミクロン以下の厚みを有することを特徴とする請求項３０〜４５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４７】
少なくとも１つの表面領域（１３０、１３１）において方向付けられる繊維要素（１００）をさらに含むことを特徴とする請求項３０〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、複合材は少なくとも１つの表面領域における長手方向から実質的に外れた繊維要素よりもさらに方向付けられた繊維要素を含むことを特徴とする請求項３０〜４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
有機天然繊維材料は繊維要素を含み、複合材の表面付近における繊維要素の少なくとも８０％は表面の法線に沿って整列しており、繊維要素の長手方向の周囲の回転角（β１）が４０°未満であることを特徴とする請求項３０〜４８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
組成物は、少なくとも１９００ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３の比弾性率（密度によって除算された引張弾性率）を有することを特徴とする請求項３０〜４９のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項５１】
有機天然繊維材料は、１５重量パーセント未満、または５重量パーセント未満、または１重量パーセント未満、または０．５重量パーセント未満のリグニンを含むことを特徴とする請求項３０〜５０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５２】
複合材（２５０）は、５００Ｈｚを越える周波数、または１０００Ｈｚを越える周波数、２０００Ｈｚを越える周波数、または３０００Ｈｚを越える周波数、または４０００Ｈｚを越える周波数で吸収特性を備えることを特徴とする請求項３０〜５１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５３】
要素の弾性係数は、少なくとも１つの表面領域における繊維要素の方向付けによって選択されることを特徴とする請求項３０〜５２のいずれか１項に記載の複合材複合材。
【請求項５４】
マトリックス材料は、複合材複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項３０〜５３のいずれか１項に記載の複合材複合材。
【請求項５５】
有機天然繊維材料において含まれる繊維の量は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項３０〜５４のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項５６】
有機天然繊維材料の平均長さは、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項３０〜５５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５７】
複合材の弾性係数および／または損失係数は、複合材の所望の音響特性に従って選択されることを特徴とする請求項３０〜５６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５８】
複合材の熱膨張係数は、マトリックス材料、有機天然繊維材料における繊維の量、および繊維の方向付けによって選択されることを特徴とする請求項３０〜５７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５９】
請求項１〜２９のいずれか１項に記載の複合材の、楽器としての使用。
【請求項６０】
複合材料は、ラウドスピーカの少なくとも一部として使用されることを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１項に記載の複合材の使用。
【請求項６１】
複合材料は、ラウドスピーカのパネルとして、および／またはラウドスピーカのコーンとして使用されることを特徴とする請求項６０に記載の複合材の使用
【請求項６２】
複合材料は、少なくとも、楽器の一部として使用されることを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１項に記載の複合材の使用。
【請求項６３】
音の減衰のための、請求項１〜２９のいずれか１項に記載の複合材の使用。
【請求項６４】
音の増幅のための、請求項１〜２９のいずれか１項に記載の複合材の使用。
【請求項６５】
音を減衰、および／またはダンピングするための媒体の一部としての、請求項１〜２９のいずれか１項に記載の複合材の使用。
【請求項６６】
請求項１〜２９のいずれか１項に記載の複合材を含むことを特徴とするラウドスピーカ。
【請求項６７】
請求項１〜２９のいずれか１項に記載の複合材を含むことを特徴とする音吸収パネル。
【請求項６８】
請求項１〜２９のいずれか１項に記載の複合材を含むことを特徴とする電気装置。
【請求項６９】
請求項１〜２９のいずれか１項に記載の複合材を含むことを特徴とする楽器。
【請求項７０】
請求項１〜２９のいずれか１項に記載の複合材を含むことを特徴とする建築用ブロック。
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月31日(2015.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メルトフロー方向（ｆｍ）を有する複合材であって、
−熱可塑性ポリマーマトリックス材料と、
−中空内部を備える有機天然繊維材料の繊維要素（１００）とを含み、
前記複合材における繊維要素の少なくとも一部はメルトフロー（ｆｍ）方向に実質的に平行に方向付けられ、メルトフロー（ｆｍ）に垂直な方向における音の速度はメルトフロー（ｆｍ）の方向よりも少なくとも１０％低いことを特徴とする複合材。
【請求項２】
音の速度は、組成物における少なくとも１つの方向において１８００ｍ／ｓ未満であることを特徴とする請求項１に記載の複合材。
【請求項３】
異なる方向において、音の速度の比は、少なくとも３：１であるか、または３：１未満であることを特徴とする請求項１または２に記載の複合材。
【請求項４】
繊維要素（１００）の少なくとも８０％は、複合材のメルトフロー（ｆｍ）の方向において４０°未満の平均偏差角（α１）を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項５】
繊維要素（１００）は、長手寸法、水平寸法および垂直寸法を備え、当該繊維要素（１００）の少なくとも６０％は、少なくとも４対１、または少なくとも１０：１の、垂直（Ｄ３）寸法に対する長手寸法（Ｄ１）の形状比を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項６】
繊維要素（１００）は、セルロース材料のポリマー構造を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項７】
複合材の表面領域（１３０、１３１）は複合材の内部（１３２）に対して垂直に、複合材の長手表面（１０５、１０５’）から延びており、表面領域は、複合材の厚みが５００ミクロン未満であるとき、複合材の厚みの少なくとも１０％の厚みを有しているか、または表面領域は２００ミクロン以下の厚みを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項８】
複合材の表面付近における繊維要素（１００）の少なくとも８０％は表面の法線に沿って整列しており、繊維要素の長手方向まわりの回転角（β１）が４０°未満であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項９】
有機天然繊維材料は、１５重量パーセント未満、または５重量パーセント未満、または１重量パーセント未満、または０．５重量パーセント未満のリグニンを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の複合材。
【請求項１０】
メルトフロー（ｆｍ）方向を有する複合材の製造方法であって、
−熱可塑性ポリマーマトリックス材料を提供することと、
−中空内部を備える有機天然繊維材料の繊維要素（１００）を提供することと、
−前記熱可塑性ポリマーと前記繊維要素とを含む混合物を溶融物として導入することと、
−複合構造体を形成することとを含み、
前記複合材における繊維要素の少なくとも一部はメルトフロー（ｆｍ）の方向に実質的に平行に方向付けられ、メルトフロー（ｆｍ）に垂直な方向における音の速度はメルトフロー（ｆｍ）の方向よりも少なくとも１０％低いことを特徴とする方法。
【請求項１１】
音の速度は、組成物における少なくとも１つの方向において１８００ｍ／ｓ未満であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
異なる方向において、音の速度の比は、少なくとも３：１であるか、または３：１未満であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
繊維要素（１００）の少なくとも８０％は、複合材のメルトフロー（ｆｍ）の方向において４０°未満の平均偏差角（α１）を有することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
繊維要素（１００）は長手寸法、水平寸法、および垂直寸法を備え、当該繊維要素（１００）の少なくとも６０％は、少なくとも４対１、または少なくとも１０：１の、垂直（Ｄ３）寸法に対する長手寸法（Ｄ１）の形状比を有することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
繊維要素（１００）は、セルロース材料のポリマー構造を含むことを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
複合材の表面領域（１３０、１３１）は複合材の内部（１３２）に対して垂直に、複合材の長手表面（１０５、１０５’）から延びており、表面領域は、複合材の厚みが５００ミクロン未満であるとき、複合材の厚みの少なくとも１０％の厚みを有しているか、または表面領域は２００ミクロン以下の厚みを有することを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
複合材の表面付近における繊維要素（１００）の少なくとも８０％は表面の法線に沿って整列しており、繊維要素の長手方向まわりの回転角（β１）が４０°未満であることを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
有機天然繊維材料は、１５重量パーセント未満、または５重量パーセント未満、または１重量パーセント未満、または０．５重量パーセント未満のリグニンを含むことを特徴とする請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
ラウドスピーカの一部としての、請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合材の使用。
【請求項２０】
楽器の一部としての、請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合材の使用。
【請求項２１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合材を含むことを特徴とするラウドスピーカ。
【請求項２２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合材を含むことを特徴とする楽器。
【国際調査報告】
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