(57)【要約】少なくとも一つのコアと、二つのファイバーを含むカバー層とを有する合成素子を製造する方法が提案される。この製造方法は、微粉状交差結合樹脂を有するファイバー材料を備える開放気孔性半加工製品を、開放気孔率が残るように被覆する段階と、少なくとも一つの開放気孔性コアおよび二つの被覆された半加工製品の構造を、前記粉状樹脂の交差結合温度に加熱された成形工具で形成する段階とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのコアと、二つのファイバーを含むカバー層とを有する合成素子を製造する方法であって、ファイバー材料から成る開放気孔性半加工品を、開放多孔性を有するようにして微粉状の交差結合樹脂によって被覆する段階と、前記粉状樹脂の交差結合温度に加熱された成形工具で少なくとも一つの開放気孔性コアと二つの被覆された半加工品とから成る構造を形成する段階とを備えて成る合成素子製造方法。
【請求項２】
前記粉状樹脂が濃厚剤によって液状散布に変換され、該液状散布をファイバーの開放多孔性を維持する量で半加工品に適用し、前記散布が行われた半加工品を反応樹脂が活性しない温度で乾燥することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記反応樹脂を活性化せず粉状樹脂をファイバーに結合する温度に加熱することによって得られた半加工品に前記粉状樹脂を散布することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記半加工品が、ファイバー材料の型式によって、該半加工品の面重量（ｇ／ｍ２）の２０〜２００％の被覆量の粉状材料で被覆されることを特徴とする請求項１乃至３の一つに記載の方法。
【請求項５】
ファイバー型式、粉状樹脂型式および／又は被覆量に従って、被覆半加工品の通気性を、所定の流動抵抗が設定されるように制御することを特徴とする請求項１乃至４の一つに記載の方法。
【請求項６】
半加工品として、グラスファイバーマット、グラスファイバー層、連続又はステープルファイバグラスファイバーマット、１６０℃より高い溶融点でＰＥＴ、ＰＡ等から作られた樹脂ファイバーマット、ジュート（繊維）から作られた天然ファイバーマット、麻、サイザル（麻繊維）、フラックス（亜麻）、ケナフ麻、綿又は金属ファイバーが用いられることを特徴とする請求項１乃至５の一つに記載の方法。
【請求項７】
濃厚剤として、エチルメチルセルロース、ビニールアセテート分散剤、ＰＶＡ溶液、スターチ、ポリサッカライドが用いられることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項８】
前記粉状樹脂として、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレート又はそれらの混合物の如き熱可塑性樹脂および変換剤および加速剤を有する又は有しないフェノールが用いられることを特徴とする請求項１乃至７の一つに記載の方法。
【請求項９】
コアと被覆された半加工品とが形成工程のサンドウイッチ構造において、一方を他方の上に配置し、被覆された半加工品を湿らせ、前記サンドウイッチ構造が樹脂の交差結合温度に加熱された成形工具で形成されて合成素子を形成するようにした請求項１乃至８記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも一つのコアと二つの被覆された半加工品を含む前記構造を、成形前に反応樹脂の溶融温度以上の温度に加熱し、その後、直接、加熱成形工具の中に導入されることを特徴とする請求項１乃至８の一つに記載の方法。
【請求項１１】
前記成形工具が、成形中に、通気されることを特徴とする請求項１乃至１０の一つに記載の方法。
【請求項１２】
発泡又はファイバー材料、又は浸透又は不浸透ペーパーから作られたハニカム構造又は気孔性アルミニウム、繊維技術によって作られたニット材料等の如き、２００℃迄の温度で溶融しない開放気孔性材料をコアのために用いることを特徴とする請求項１乃至１１記載の方法。
【請求項１３】
異なる材料および性質を有する複数の開放気孔性コアを被覆された半加工品の介在によって形成して合成素子を製造するようにしたことを特徴とする請求項１乃至１２の一つに記載の方法。
【請求項１４】
水酸化アルミニウム又はメラミン樹脂パウダーの如き固体材料を、耐火性を高くするためにカバー層に添加することを特徴とする請求項１乃至１３の一つに記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも一つのコアと、ファイバーを含む二つのカバー層とをサンドウイッチ層に形成した合成素子であって、前記コアは開放気孔性材料から成り、前記カバー層は、被覆が設けられたファイバー材料から成り、半加工品、反応を有する被覆、および成形部分の成形後に開放多孔性が存在するような量で適用される交差結合樹脂の形態に形成されることを特徴とする合成素子。
【請求項１６】
前記被覆が面重量（ｇ／ｍ２）の２０〜２００％の量の反応樹脂を有することを特徴とする請求項１５記載の合成素子。
【請求項１７】
前記反応樹脂がポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレート又はそれらの混合物から選択されることを特徴とする請求項１５および１６の一つに記載の合成素子。
【請求項１８】
前記反応樹脂が交差結合ＥＰ／ＵＰ／ＰＵＲのパウダー状体であることを特徴とする請求項１７記載の合成素子。
【請求項１９】
前記半加工品がグラスファイバーマット、グラスファイバー層、連続的又はステープルファイバーグラスファイバーマット、１６０℃より高い溶融点でＰＥＴ、ＰＡ等から作られた合成樹脂ファイバーマットとして、ジュートから作られた天然のファイバーマット、ケンプ、サイザル、フラックス、ケナフ、木綿、又は金属ファイバーニット材料又はマットとして形成されることを特徴とする請求項１５乃至１８に記載の合成素子。
【請求項２０】
前記コアが開放気孔性材料から成り、該材料は、発泡又はファイバー材料、又はビーム状又は不浸透ペーパー、孔を有するアルミニウム、又は繊維技術等によって作られたニット材料の如く、２００℃迄の温度で溶融しないことを特徴とする請求項１５乃至１９の一つに記載の合成素子。
【請求項２１】
前記コアが埋設される鉱物ファイバー、ＭＦフォームおよび／又はシリカファイバーを有することを特徴とする請求項２０記載の合成素子。
【請求項２２】
前記コアが異なる流動抵抗の如き異なる性質を有することを特徴とする請求項１５乃至２１の一つに記載の合成素子。
【請求項２３】
複数の開放気孔性コアが、被覆された半加工品の介在によって異なる材料および性質を有することを特徴とする請求項１５乃至２２の一つに記載の合成素子。
【請求項２４】
１５０−４５０ ｋＮｓ／ｍ４ の相対空気流動抵抗を有することを特徴とする請求項１５乃至２３の一つに記載の合成素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主請求項の前文による合成素子製造方法および独立請求項の前文による合成素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
少なくとも一つのコアとカバー層とを有するサンドウィッチ構造の合成素子は公知である。
【０００３】
コア材料は、固体状発泡体、半固体状発泡体又は柔軟な発泡ポリウレタンおよび／又はポリプロピレンおよび／又は伸張可能なポリスチレン（ＥＰＳ）および／又はスチレン派生物（マレイン酸無水スチレンアクリル）に基づいて形成される。
【０００４】
熱可塑性構造の場合に、緻密なフィルムから作られたカバー層は、発泡コアによって結合されてサンドウィッチ要素を形成し、この要素は、加熱後、例えば、自動車構造における既製のルーフ内張りの如く、三次元構造体を形成するように、成形工具によって形成される。
コア層およびカバー層を備えるサンドウィッチ構造は、多層押出し成形又はラミネーションのいずれかによって作られる。
装飾カバー層は、一般に、ファイバー補強されていないが、一般には、焼結によるパウダーの形態にある熱可塑性結合剤の存在の下に、異なる形式のファイバー（天然ファイバー、グラスファイバー）を適用することによって作られる。
【０００５】
ポリウレタンサンドウィッチ構造を冷間加工によって作るとき、ある程度熱成形可能な剛性又は半剛性発泡ポリウレタンから作られた発泡コアには、両側に、グラスファイバー／熱可塑性樹脂から作られたカバー層が設けられる。これらカバー層は、現在、殆んど専ら、下側のカバー層のためのコンベヤベルト上、同様に上側のカバー層のための発泡コアプレート上に、熱可塑性パウダーを散布し、同時に、切断工具によってロービング（粗紡）からの切断グラスファイバーを添加することによるオンライン方法によって形成される。
【０００６】
この合成物は、次いで、連続加熱装置により、例えば、二重ベルト加熱工程で焼結されて結合され、次いで、三次元体、例えば、自動車のルーフの内側モールドライニング（内張り）を形成するように成形工具で直接形成され、この場合に、同時に、織物が面装飾として設けられる。
次に、穴あけ、ウオータージェット切断又はこの形式の方法によってトリミングを行い、シートに適した製品が得られる。この製品は、約１０５℃までの通常の温度利用に適している。
【０００７】
ポリウレタンを適用するもう一つの実施例において、高接着力のポリウレタン合成物がカバー層と結合するのに用いられる。
ポリウレタンポリオル成分と活性剤およびＭＤＩ（４４’メチレン・デイ（フェニールイソシアネート）との合成物は、キャリア（担体）材料、例えば、ポリウレタンフィルム、ポリエチレンおよび／又はポリウレタンフィルム被覆を有するペーパーに散布され、グラスファイバー片が下側および上側のカバー層に適用される。
装飾被覆（コーテング）は、一般には、シーリングフィルムを有する織物によって形成され、こうして作られた合成物は、直ちに、約５０−８０℃に予熱された成形工具で形成され、矯正される。トリミング後、得られた製品は、約１２５℃の高い温度で利用可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これら公知の全ての合成物における欠点は、不適切な音響効果にある。この理由は、開放気孔性コア材料のみが用いられているか、カバー層がまさに上述した実施例における如く、シーリング（密封性）のために透過性を有していないからである。この結果、空気中のノイズを減少するための、例えば、自動車の内部に必要な吸収効果を、もはや、提供することができない。
【０００９】
エンジン室内の音響絶縁部、例えば、ボンネットのために、現在の所謂、軽量発泡体、６−２０ｋｇ／ｍ３の低密度を有するポリウレタン半剛性発泡体およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／セルロース／ポリアクリル（ＰＡ）／Ｃ−ポリアクリロニトリル（Ｃ−ＰＡＮ）およびそれらの混合物に基づく面マットが用いられる。このような面マットは、ポリエチレン（ＰＥ）（ＣｏＰＥＳ／ＭＦ（ポリエステル−コポリマー／メラミンホルムアルデヒドから作られた化学的ファイバー）に基づく接着被覆を有し、且つ１４０−２００℃の加熱工具で加工され、成形品に形成される。
【００１０】
現在まで、主に、面マットとして、より高い剛性の製品が製造されてきた。この場合の欠点は、音響効果を下げようとすると、高価なカバーマットになることである。ポリプロピレンで被覆する押し出し成形によって作られたグラスファイバーから成る挿入物を有する面マットが用いられた場合、音響性能は同様に減少される。しかし、この形式の構造は１００℃以上の温度で十分安定しない。
【００１１】
本発明の目的は、カバー層を支持して剛性を有し軽量のサンドウィッチ合成素子を製造する方法および１５０℃の高い温度でさえ寸法が安定し、音響を減衰し得る合成素子を提供することにある。
【００１２】
【発明が解決するための手段】
上記目的は、主請求項に記載の方法および独立請求項に記載の合成素子によって達成される。
【００１３】
ファイバー材料を含む開放気孔性の半加工製品が微粉状交差結合樹脂により開放多孔性を有するように被覆され、且つ少なくとも一つの開放気孔性コアおよびカバー層を形成する二つの被覆された半加工製品を備え、合成素子を形成するように粉状樹脂の交差結合温度に加熱された成形工具で成形されたサンドウィッチ構造を製造することにより、この合成物は、高い音響および熱絶縁効果と同時に熱安定性を有する剛性のある軽量設計が実現でき、且つ車両の内部、端壁、ボンネット吸収体、トランスミッシヨン通路の如き、エンジン室の構造に用いることができる。
【００１４】
“開放気孔性”は、使用された材料の大きさ又は性質によって保証される。
１．使用されたパウダー材料はきわめて微粒であり、フィルム（膜）を形成しないか、形成しても僅かである。
２．使用されたファイバーマットは、微小のファイバーを有し、且つ高度な微小面を有する。
【００１５】
この結合のために、使用されたファイバーマットの２００％の被覆を、閉じた又は主に閉じた層を作ることなく、達成することができる。
ファイバーの被覆およびファイバーの結合は介在点で生ずる。
この結果、ファイバーマットの強度が保持され、特に、せん断（折り曲げ）強度が著しく改善された。
【００１６】
合成素子の製造工程中であっても、上述した状態に保持される。この理由は、粉状樹脂の溶融および交差結合がファイバーマットへの取り付け位置で生ずるだけであるからである。
【００１７】
従属項に記載の手段により有利な開発および改良が可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
好ましくは、カバー層は、実際のコアから別個の被覆された半加工品として作られる。合成素子の次の目的に相応する半加工品のために、次のグループからの異なる材料が一つ又は互いに結合して選択される。
グラスファイバーマット、グラスファイバー層、連続又はステープルファイバーグラスファイバーマット、例えばポリエチレンから作られた合成ファイバーマット、ポリアミド又は溶融点が１６０℃より高い他のもの、ジュートから作られた天然のファイバーマット、ケンプ、サイザル、フラックス、ケナフ、木綿、および／又は金属ファイバー又は金属ファイバーニット材料、又は混合物。
【００１９】
半加工品として形成されたファイバー材料は、基本的に、微粉交差結合反応樹脂から成るパウダー体をもって当業界で公知の方法で提供され、この反応樹脂は、交差結合温度以下の温度で予熱することによってファイバーに結合される。
【００２０】
反応樹脂として、最も変わった材料、例えば、エチレン−プロピレン−コポリマー、不浸透ポリエステル、ポリウレタン、およびそれらの結合、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレートに基づくパウダー被覆産業からの他の材料、フェノール樹脂に基づくパウダー品および上述の材料の結合も用いられる。
これら樹脂は、異種の合成物とのパウダー混合物として用いられるか又はイミダゾ−ル化合物の如き、置換剤および加速剤の添加によって特定の場合に適用するために調整される。
【００２１】
上述したように、パウダー体でファイバー材料を被覆する種々の方法を提供することができる。有利な態様においては、被覆は、フィルム成形媒体によって結合し、取付ける任意の方法により形成することができる。従って、粉状反応樹脂は、濃縮剤が液状散布に変換される。液状散布を作る濃縮剤として、例えば、セチルメチルセルロース、ビニールアセテート散布剤、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）溶液、スターチ（増粘剤）、ポリサッカライド等を用いることができる。散布被覆後、半加工品は、実際には、反応パウダー樹脂が未だ活性せず早期の交差結合が生じない温度で乾燥される。被覆された半加工品は、次いで、更に加工するために利用される。
【００２２】
他の被覆方法の場合には、反応パウダー樹脂が半加工品上に散布され、相応する温度で溶融され、この結果、樹脂はファイバーと結合する。夫々の被覆方法のため発泡剤を加えることもできる。
被覆方法として、塗装、拡散、吹き付け、転写、散布、浸漬、穴埋め等の如き公知の方法を適用することができる。
【００２３】
被覆量は次の用途に基づいて定められ、ファイバー材料から成る半加工品のｇ／ｍ２の面重量の通常２０−２００％である。
低い被覆量は、高い空気透過性および低い剛性を形成するが、高い被覆量は、低い空気透過性および高い剛性を形成する。
【００２４】
用いられるファイバー又はファイバーフリース又はマットの形式および反応樹脂の選択により、高い比率の開放構造を有する網目組織が形成される。従って、この選択は、次の用途、温度ストレス、火炎抵抗等に基づく。この結果、有効な音響吸収に必要とされる空気透過性が保証される。
ファイバー型式、パウダー樹脂型式および被覆量に従って、次の用途およびノイズ減少に確立される流動抵抗を設定することができるように空気透過性を制御することができる。
好ましい態様で、合成素子の使用の目的に応じ、合成素子のカバー層に種々の流動抵抗を与えることができる。
【００２５】
開放気孔性コアの材料として、例えば、２００℃の温度で溶融せず、圧縮強度又は圧力抵抗が調整可能な発泡又はファイバー材料を用いることができる。半剛性の熱変形可能なポリウレタンフォーム（発泡体）が特に適していることが判った。しかし、コア材料として、浸透又は不浸透ペーパーおよび／又は気孔を有するアルミニユウムから作られたハニカム構造を用いることができる。更に、コア材料として、間隔を有する折り目として公知の織物技術によって作られたニット織地を用いることもできる。上述の材料と同様に、気孔が閉じてなく、従って、音響吸収に適した他の材料も考えられる。
【００２６】
有利な態様では、ファイバーマット、ＭＦフォーム、シリカファイバーペーパー又はマットの如き高温抵抗材料の挿入によってコア材料の熱絶縁を変更することができる。
【００２７】
合成素子を作るために、カバー層および開放気孔性コアとしての被覆された半加工品がサンドウィッチ構造に置かれる。
この被覆された半加工品はロール（巻物）又は素材の形態で収納され得る。この素材を合成素子に加工中、これら被覆された半加工品は層を形成する加工プラントに供給される。このプラントにおいて、半加工品には所要量の水が噴霧手段によって散布される。この量は、成形部の形式および変形度並びに公知の量基準に基づいて定められる。この結果、これ以前に非可撓性のマットは、湿らされて柔軟になり、ある成形状態に成形され得る。その上、結合剤又は濃縮剤によって作られたパウダー品の結合が縮小されて構造の異なる層における良好な湿気が達成される。
【００２８】
成形および矯正（養生）のため、コア層と上側および下側のカバー層とを備えるサンドウィッチ構造が夫々の樹脂の交差結合温度に加熱された成形工具に移送される。
【００２９】
この成形工具には、矯正中、なお存在する残りの湿気が高圧を加えることなく、成形工具から逃げることができるようにモールド、実際には、モールド半分体の両方に相応して逃し口が設けられなければならない。
【００３０】
合成物の迅速な加熱のため、圧力形成および圧力減少の調整を行うことができ、この結果、モールドの休止時間が短い。合成素子および／又はプラントの構成部品の損傷を避けるために、成形工具を開放する前に、所定の時間間隔で圧力が大気圧まで減少するように、圧力減少が行われなければならない。
【００３１】
更に、一つの成形方法において、被覆された半加工品に予め湿気を持たせることなく、合成素子を加工することもできる。
この目的のため、サンドウィッチ構造即ち合成物は、先ず、夫々に用いられた反応樹脂の溶融温度以上の温度に加熱され、このように加熱された合成物は、夫々の樹脂の交差結合温度に加熱された成形工具に直接および迅速に移送される。この方法の場合には、又、成形工具に逃し口が設けられることが必要である。
【００３２】
成形工具から取り外された成形部分即ち合成素子は、次いで、使用の目的に供され、即ち、装飾面層が第二工程において設けられる。この合成素子は、例えば、既製のルーフ内張りの如き車両内部の被覆部品として用いられ、この被覆部品は優れた熱抵抗と音響性質とを有する。
【００３３】
エンジン室における音響効果部品のために、合成素子を、その固有の高剛性により、僅かな取付個所を有する耐変形軽重量部品として用いることができる。
【００３４】
更に、合成素子は、ボンネット、モータ側の端壁、穴の絶縁、エンジン仕切り室の隔壁、スペアタイヤの収納部、この収容部の絶縁およびタンク絶縁として用いられ、ノイズの減少および耐熱性が得られる。
【００３５】
可燃性の囲いに対して、カバー層には、又、低い可燃性を有する水酸化アルミニュウム、メラミン樹脂パウダーの如き固体材料の形態の耐火手段を設けることができる。
【００３６】
勿論、複数の層を合成素子の種々の製造工程における各工程に設けることができる。しかし、本質的なことは、成形後、１２０−２００℃の温度が加えられても全体の構造の開放気孔性特性が保持されることである。
【００３７】
【発明の実施例】
合成素子の一つの実施例は、単一の図面を参照してなされた以下の説明に特定される。
【００３８】
合成素子のサンドウィッチ構造は、１２−１５ｋｇ／ｍ３の密度を有するポリウレタン軽量フォーム（発泡体）のコア１と、このコアの各側に配置され被覆された二つの半加工品、即ち、カバー層２と、これらカバー層の夫々に施されたカバーマット３とを備えている。この構造は、強い耐変形絶縁部品を製造するように機能する。
カバー層２は被覆されたグラスマット、例えば、マイクロリ（Ｍｉｃｒｏｌｉｔ）ＳＡＣ５０／２を備え、カバーマット３は、４５ｇ／ｍ２を有するビスコース／ＰＥＴに基づいて形成される。カバー層２に用いられたグラスマットは、転造による被覆量をもって平坦な下層上に被覆される。
この被覆量は、最も多い２２０ｇ／ｍ２の被覆が適用される時点で湿気が均一に分配されるように選択される。
【００３９】
被覆されたグラスマットは、続いて、湿度が重量で６％以下に下がるまで乾燥装置によって乾燥される。次に、乾燥されたグラスマットを格納することができる。相対湿度２０−２５℃／５０−５５％の通常の状態で、フィルムでパックされたグラスマットを数週間格納することができる。
【００４０】
被覆のために、インジェクションモールド方法が選択された場合、両側で夫々１１０−１２０ｇ／ｍ２が必要とされる。これはグラスマットがフィルターとして作用するので固体材料の容量のためである。
【００４１】
このインジェクションモールド中、被覆の均一な分配と湿気を施す注意が払われなければならない。乾燥は上述の態様で行われる。
図面に示された合成物を作るために、３０−５０ｇ／ｍ２の面重量とＰＥ焼結とを有するカバーマットの層が配置され、この場合、積層テーブル上で焼結が上側になるように配置される。被覆されたグラスマットの層がその上に適用される。
【００４２】
このグラスマットは、乾燥状態の細いノズルで散布されることによって僅かに湿らされる。これによって僅かだが均一の湿気が行われ、概略的には、５０−８０ｇ／ｍ２の水で十分である。
ポリウレタン軽量フォームのコア材料が、湿らされたグラスマット上に配置される。その後、このコアは、被覆されたグラスマット層で被覆され、このマットは同様の態様で湿らされ、上側カバーマットは、グラスマットに向かってＰＥ側に配置される。こうして、形成されたサンドウィッチ状パケット（束）は成形プレスに導入される。
【００４３】
成形プレスは、このパケット（束）と軽く接触されるまで、１７０℃±１０℃の温度で閉じられる。このパケットは２０秒間予熱され、次いで、プレスが閉じられ、最初に４０秒間押圧される。その後、プレスが開放され、任意の必要なカバーマットが選択に応じてプレス内に配置される。このプレスは、再度、２０秒間閉じられる。８０秒の全プレス時間後、成形部品は冷却するために、積載の成形品調整位置に置かれる。
【００４４】
本発明に係る合成素子の相対的な空気流抵抗は、１５０ｋＮｓ／ｍ４と４５０ｋＮｓ／ｍ４との間にある。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明に係る合成素子の一部の断面図である。
【符号の説明】
１コア
２カバー層
３カバーマット
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2004522611.tif 000025
2004522611.tif 000026
2004522611.tif 000027
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