(57)【要約】  熱可塑性層内に分散する膨張性黒鉛材料を含むプリプレグ、複合材料、及び物品を説明する。いくつかの実施例において、製造時状態において使用されることが可能である物品は、たとえば、２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合に２５以下である、所望の吸音率、または所望の火炎伝播指数を与えることができる。またこれらの物品を製造する方法を説明する。
2018536896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質コア層を含む熱可塑性複合品を製造する方法であって、
前記多孔質コア層は複数の強化繊維、１つの熱可塑性材料、及び１つの膨張性黒鉛材料を含み、
前記膨張性黒鉛材料のいかなる実質的なロフティングもなしで前記熱可塑性材料の融点を超える第一温度へ、前記強化繊維、前記熱可塑性材料、及び前記膨張性黒鉛材料を加熱し、前記熱可塑性材料、前記膨張性黒鉛材料、及び前記強化繊維を含むウェブを形成し、
前記コア層が４ｍｍの厚さを超えないときに、前記熱可塑性複合品は２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の製造時状態における吸音率を与える、
ことを備える、前記方法。
【請求項２】
前記熱可塑性複合品を成形することなく建築用パネルとして前記熱可塑性複合品を使用することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の前記吸音率を与えながら、３．５ｍｍより厚くはないように前記熱可塑性複合品の厚さを構成することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の前記吸音率を与えながら、２ｍｍより厚くはないように前記熱可塑性複合品の厚さを構成することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記コア層を形成する前に、４ｍｍ未満の厚さへ前記熱可塑性物品の前記コア層を圧縮することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記コア層を形成する前に、２ｍｍ未満の厚さへ前記熱可塑性物品の前記コア層を圧縮することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記熱可塑性複合品の１つの表面上にスクリムにより前記熱可塑性複合品を構成することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記熱可塑性複合品の対向する表面上に追加のスクリムにより前記熱可塑性複合品を構成することをさらに備え、前記スクリム及び前記追加のスクリムのうちの少なくとも１つは、オープンセル構造を備える、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記熱可塑性材料を含む前記多孔質コア層のバランスに関して、約３０〜６０重量パーセントの前記強化繊維としてのガラス繊維、及び約５〜１５重量パーセントの膨張性黒鉛材料により前記多孔質コア層を構成することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、前記膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、前記膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに前記膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように前記膨張性黒鉛材料を選択することをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
混合物内で熱可塑性材料、強化繊維、及び膨張性黒鉛材料を混合させ、撹拌された水溶性発泡体を形成し、
前記撹拌された水溶性発泡体をワイヤ支持体上に配置し、
前記水を排出してウェブを形成し、
前記熱可塑性材料の前記融解温度以上の第一温度へ前記ウェブを加熱し、前記第一温度は前記膨張性黒鉛材料の実質的なロフティングが発生しないように選択され、
４ｍｍを超えない厚さへ前記ウェブを圧縮し、熱可塑性複合品を提供し、
前記熱可塑性複合品のいかなる成形もせずに前記提供された熱可塑性複合品を使用し、前記圧縮されたウェブが４ｍｍを超えない厚さを有するときに、前記熱可塑性複合品は２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の吸音率を与える、
ことを備える、方法。
【請求項１２】
前記圧縮ステップは、１セットのローラーに前記加熱されたウェブを通し、４ｍｍを超えない前記厚さを提供することを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記膨張性黒鉛材料が前記撹拌された水溶性発泡体内に均質に分散するまで前記撹拌された水溶性発泡体を混合することをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記物品を圧縮する前に前記熱可塑性複合品の少なくとも１つの表面へスクリムをさらに適用する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記物品を圧縮した後に前記熱可塑性複合品の少なくとも１つの表面へスクリムをさらに適用する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記物品が２ｍｍを超えないように圧縮されるときに、２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の吸音率を与える熱可塑性複合品を提供するように２ｍｍを超えない厚さに前記物品を圧縮することをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記熱可塑性物品と実質的に同一の組成物及び厚さを有する第二熱可塑性物品に前記熱可塑性物品をカップリングすることをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記熱可塑性物品と実質的に同一の組成物、及び異なる厚さを有する第二熱可塑性物品へ前記熱可塑性物品をカップリングすることをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記異なる厚さを有する前記熱可塑性物品は、４ｍｍ厚を超えない、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、前記膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、前記膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに前記膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように前記膨張性黒鉛材料を選択することをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
熱可塑性繊維強化多孔質コア層、及び前記多孔質コア層の少なくとも１つの表面上に配置されるスキンを備える複合品であって、
前記多孔質コア層は複数の強化繊維、１つの膨張性黒鉛材料、及び１つの熱可塑性材料から形成されるウェブを備え、
前記ウェブが４ｍｍより厚くはないときに、前記複合品は２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の吸音率を与える、前記複合品。
【請求項２２】
前記熱可塑性材料は、ポリオレフィンを含み、前記強化繊維は、ガラス繊維を含む、請求項２１に記載の複合品。
【請求項２３】
前記熱可塑性材料を含む前記コア層のバランスに関して、前記ガラス繊維は、約３０から６０重量パーセントに存在し、前記膨張性黒鉛材料は、約５から１５重量パーセントに存在する、請求項２２に記載の複合品。
【請求項２４】
前記スキン層は、スクリム及びオープンセルフィルムからなる前記群から選択される、請求項２１に記載の複合品。
【請求項２５】
前記コア層と前記スキン層との間に接着層をさらに備える、請求項２４に記載の複合品。
【請求項２６】
前記コア層の対向する表面上に配置される第二スキン層をさらに備える、請求項２１に記載の複合品。
【請求項２７】
前記スキン層は、音波が前記コア層に入ることを可能にする開放構造を備え、前記第二スキン層は、音波が前記複合品を出ることを阻止する閉鎖構造を備える、請求項２６に記載の複合品。
【請求項２８】
前記コア層と前記スキン層との間に第一接着層、及び前記コア層と前記第二スキン層との間に第二接着層をさらに備える、請求項２７に記載の複合品。
【請求項２９】
前記スキン層上に配置される修飾層をさらに備える、請求項２１に記載の複合品。
【請求項３０】
膨張性黒鉛材料は、前記膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、前記膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量、前記膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量、ならびに前記膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有する、請求項２１に記載の複合品。
【請求項３１】
熱可塑性繊維強化多孔質コア層、及び前記多孔質コア層の少なくとも１つの表面上に配置されるスキンを備える非成形複合品であって、
前記多孔質コア層は熱可塑性材料により結束される複数の強化繊維から形成される圧縮されたウェブを含み、
前記ウェブは膨張性黒鉛材料を含む複数の空隙を含み、
前記ウェブの厚さが４ｍｍを超えないときに、前記複合品は２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の吸音率を与え、
前記コア層が成形工程を受けたコア層と比較して製造時状態に存在するときに、前記膨張性黒鉛材料は前記非成形複合品についてより高い吸音率を与えるように選択される、
前記非成形複合品。
【請求項３２】
前記膨張性黒鉛材料は、難燃剤より少ない量で前記コア層内に存在する、請求項３１に記載の非成形複合品。
【請求項３３】
前記複合品は、３．５ｍｍ以下の厚さを有する、請求項３１に記載の非成形複合品。
【請求項３４】
前記複合品は、２ｍｍ以下の厚さを有する、請求項３１に記載の非成形複合品。
【請求項３５】
前記膨張性黒鉛材料は、前記ウェブの空隙内に実質的に非ロフト形態で存在する、請求項３１に記載の非成形複合品。
【請求項３６】
ロフティング剤をさらに含む、請求項３２に記載の非成形複合品。
【請求項３７】
前記スキンは、オープンセルスクリムとして構成される、請求項３２に記載の非成形複合品。
【請求項３８】
前記コア層の対向する表面上に配置される追加のスキンをさらに備える、請求項３７に記載の非成形複合品。
【請求項３９】
前記追加のスキンは、クローズドセルスクリムとして構成される、請求項３８に記載の非成形複合品。
【請求項４０】
前記膨張性黒鉛材料は、前記膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、前記膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量、前記膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量、ならびに前記膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有する、請求項３１に記載の非成形複合品。
【請求項４１】
熱可塑性複合品を製造する方法であって、
熱可塑性材料、強化繊維、及び非ロフト膨張性黒鉛材料を混合物内で混合し、撹拌された水溶性発泡体を形成し、
前記撹拌された水溶性発泡体をワイヤ支持体上に配置し、
前記熱可塑性材料、強化繊維、及び非ロフト膨張性黒鉛材料を含むウェブを形成するように前記水を排出し、
前記熱可塑性材料の前記融解温度以上の第一温度へ前記ウェブを加熱し、前記第一温度は前記非ロフト膨張性黒鉛材料のロフトが実質的に発生しないように選択され、
前記ウェブを第一厚さへ圧縮し、
スキンを前記圧縮されたウェブ上に配置して前記熱可塑性複合品を提供し、前記熱可塑性複合品の前記ウェブは前記非ロフト膨張性黒鉛材料の有効量を含み、前記ウェブが４ｍｍ厚を超えないときに２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の前記熱可塑性物品についての吸音率を与える、
ことを備える、前記方法。
【請求項４２】
前記物品を成形せずに建築用パネルとして前記熱可塑性複合品を使用することをさらに備える、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記物品の成形なしで自動車パネルとして前記熱可塑性複合品を使用することをさらに備える、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記物品を成形せずにレクリエーショナルビークルパネルとして前記熱可塑性複合品を使用することをさらに備える、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記ウェブ内の前記膨張性黒鉛材料の前記量は、前記物品を成形せずに前記物品がＡＳＴＭ  Ｅ８４、クラスＡ要件を満たすように選択される、請求項４１に記載の方法。
【請求項４６】
前記スキン層上に修飾層を配置することをさらに備える、請求項４１に記載の方法。
【請求項４７】
前記圧縮されたウェブ上にスキン層を配置する前に、前記圧縮されたウェブと実質的に同一の組成物を含む第二の圧縮されたウェブへ前記圧縮されたウェブをカップリングすることをさらに備える、請求項４１に記載の方法。
【請求項４８】
前記第一厚さ未満の第二厚さへ前記ウェブを圧縮することをさらに備え、前記第二厚さへの前記ウェブの圧縮は、前記第一厚さにおける前記ウェブの前記吸音率と比較して前記吸音率において増加をもたらす、請求項４１に記載の方法。
【請求項４９】
前記第一厚さより少なくとも５０％薄いように前記第二厚さを構成することをさらに備える、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、前記膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、前記膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに前記膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように前記膨張性黒鉛材料を選択することをさらに備える、請求項４１に記載の方法。
【請求項５１】
多孔質コア層を含む熱可塑性複合品を製造する方法であって、
前記多孔質コア層は複数の強化繊維、１つの熱可塑性材料、及び１つの膨張性黒鉛材料を含み、
前記膨張性黒鉛材料のいかなる実質的なロフティングもなしで前記熱可塑性材料の融点を超える第一温度へ前記強化繊維、前記熱可塑性材料、及び前記膨張性黒鉛材料を加熱し、前記熱可塑性材料、前記膨張性黒鉛材料、及び前記強化繊維を含むウェブを形成し、
前記熱可塑性複合品は２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす前記膨張性黒鉛材料の有効量を含む、
ことを備える、前記方法。
【請求項５２】
前記熱可塑性複合品を成形せずに建築用パネルとして前記熱可塑性複合品を使用することをさらに備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
いかなる追加の難燃剤も含まずに前記熱可塑性複合品を構成することをさらに備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
４ｍｍより厚くはないように前記熱可塑性複合品の厚さを構成することをさらに備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項５５】
前記コア層の硬化前に、４ｍｍ未満の厚さへ前記熱可塑性物品の前記コア層を圧縮することをさらに備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項５６】
前記コア層を硬化させる前に、２ｍｍ未満の厚さへ前記熱可塑性物品の前記コア層を圧縮することをさらに備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項５７】
前記熱可塑性複合品の１つの表面上にスクリムにより前記熱可塑性複合品を構成することをさらに備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項５８】
前記熱可塑性複合品の対向する表面上に追加のスクリムにより前記熱可塑性複合品を構成することをさらに備え、前記スクリム及び前記追加のスクリムのうちの少なくとも１つは、オープンセル構造を備える、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記熱可塑性材料を含む前記多孔質コア層のバランスに関して、約３５〜５５重量パーセントの前記強化繊維としてのガラス繊維、及び少なくとも１０重量パーセントの膨張性黒鉛材料により前記多孔質コア層を構成することをさらに備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項６０】
前記膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、前記膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、前記膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに前記膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように前記膨張性黒鉛材料を選択することをさらに備える、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
混合物内で熱可塑性材料、強化繊維、及び膨張性黒鉛材料を混合し、撹拌された水溶性発泡体を形成し、
前記撹拌された水溶性発泡体をワイヤ支持体上に配置し、
前記水を排出し、ウェブを形成し、
前記熱可塑性材料の前記融解温度以上の第一温度へ前記ウェブを加熱し、前記第一温度は前記膨張性黒鉛材料の実質的なロフティングが発生しないように選択され、
４ｍｍを超えない厚さへ前記ウェブを圧縮し、熱可塑性複合品を提供し、
前記熱可塑性複合品のいかなる成形もなしで前記提供された熱可塑性複合品を使用し、前記熱可塑性複合品は２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす前記膨張性黒鉛材料の有効量を有する、
ことを備える、方法。
【請求項６２】
前記圧縮ステップは、１セットのローラーに前記加熱されたウェブを通し、４ｍｍを超えない厚さを提供することを備える、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記膨張性黒鉛材料が前記撹拌された水溶性発泡体内に均質に分散するまで前記撹拌された水溶性発泡体を混合することをさらに備える、請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】
前記物品を圧縮する前に前記熱可塑性複合品の少なくとも１つの表面にスクリムをさらに適用する、請求項６１に記載の方法。
【請求項６５】
前記物品を圧縮した後に前記熱可塑性複合品の少なくとも１つの表面にスクリムをさらに適用する、請求項６１に記載の方法。
【請求項６６】
２ｍｍを超えない厚さへ前記物品を圧縮することをさらに備える、請求項６１に記載の方法。
【請求項６７】
いかなる追加の難燃剤も含まずに前記ウェブを構成することをさらに備える、請求項６１に記載の方法。
【請求項６８】
前記熱可塑性物品と実質的に同一の組成物、及び異なる厚さを有する第二熱可塑性物品へ前記熱可塑性物品をカップリングすることをさらに備える、請求項６１に記載の方法。
【請求項６９】
前記異なる厚さを有する前記熱可塑性物品は、４ｍｍ厚を超えない、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、前記膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、前記膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに前記膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように前記膨張性黒鉛材料を選択することをさらに備える、請求項６１に記載の方法。
【請求項７１】
熱可塑性繊維強化多孔質コア層、及び前記多孔質コア層の少なくとも１つの表面上に配置されるスキンを備える複合品であって、
前記多孔質コア層は複数の強化繊維、１つの膨張性黒鉛材料、及び１つの熱可塑性材料から形成されるウェブを備え、
前記複合品は２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす膨張性黒鉛材料の有効量を有する、
前記複合品。
【請求項７２】
前記熱可塑性材料は、ポリオレフィンを含み、前記強化繊維は、ガラス繊維を含む、請求項７１に記載の複合品。
【請求項７３】
前記熱可塑性材料を含む前記コア層のバランスに関して、前記ガラス繊維は、約３０〜６０重量パーセントに存在し、前記膨張性黒鉛材料は、少なくとも１０重量パーセントに存在する、請求項７２に記載の複合品。
【請求項７４】
前記スキン層は、スクリム及びオープンセルフィルムからなる群から選択される、請求項７１に記載の複合品。
【請求項７５】
前記コア層と前記スキン層との間に接着層をさらに備える、請求項７４に記載の複合品。
【請求項７６】
前記コア層の対向する表面上に配置される第二スキン層をさらに備える、請求項７１に記載の複合品。
【請求項７７】
前記コア層は、いかなる追加の難燃剤をも含まない、請求項７６に記載の複合品。
【請求項７８】
前記コア層と前記スキン層との間に第一接着層、及び前記コア層と前記第二スキン層との間に第二接着層をさらに備える、請求項７７に記載の複合品。
【請求項７９】
前記スキン層上に配置される修飾層をさらに備える、請求項７１に記載の複合品。
【請求項８０】
前記膨張性黒鉛材料は、前記膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、前記膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量、前記膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量、ならびに前記膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有する、請求項７１に記載の複合品。
【請求項８１】
熱可塑性繊維強化多孔質コア層、及び前記多孔質コア層の少なくとも１つの表面上に配置されるスキンを備える非成形複合品であって、
前記多孔質コア層は熱可塑性材料により結束される複数の強化繊維から形成される圧縮されたウェブを含み、
前記ウェブは膨張性黒鉛材料を含む複数の空隙を備え、
前記複合品は前記複合品の成形なしで２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす膨張性黒鉛材料の有効量を有する、
前記非成形複合品。
【請求項８２】
前記コア層は、いかなる追加の難燃材料をも含まない、請求項８１に記載の非成形複合品。
【請求項８３】
前記複合品は、４ｍｍ未満の厚さを有する、請求項８１に記載の非成形複合品。
【請求項８４】
前記複合品は、２ｍｍ未満の厚さを有する、請求項８１に記載の非成形複合品。
【請求項８５】
前記膨張性黒鉛材料は、前記ウェブの空隙内に実質的に非ロフト形態で存在する、請求項８１に記載の非成形複合品。
【請求項８６】
ロフティング剤をさらに含む、請求項８１に記載の非成形複合品。
【請求項８７】
前記スキンは、オープンセルスクリムとして構成される、請求項８１に記載の非成形複合品。
【請求項８８】
前記コア層の対向する表面上に配置される追加のスキンをさらに備える、請求項８７に記載の非成形複合品。
【請求項８９】
前記追加のスキンは、クローズドセルスクリムとして構成される、請求項８８に記載の非成形複合品。
【請求項９０】
前記膨張性黒鉛材料は、前記膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、前記膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量、前記膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量、ならびに前記膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有する、請求項８１に記載の非成形複合品。
【請求項９１】
熱可塑性複合品を製造する方法であって、
混合物内で熱可塑性材料、強化繊維、及び非ロフト膨張性黒鉛材料を混合し、撹拌された水溶性発泡体を形成し、
前記撹拌された水溶性発泡体をワイヤ支持体上へ配置し、
前記水分を排出し、ウェブを形成し、
前記熱可塑性材料の前記融解温度以上の第一温度へ前記ウェブを加熱し、前記第一温度は前記非ロフト膨張性黒鉛材料の実質的なロフトが発生しないように選択され、
前記ウェブを第一厚さへ圧縮し、
スキンを前記圧縮されたウェブ上に配置し、前記熱可塑性複合品を提供し、前記熱可塑性複合品の前記ウェブは２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす前記非ロフト膨張性黒鉛材料の有効量を有する、
ことを備える、前記方法。
【請求項９２】
前記物品を成形することなく建築用パネルとして前記熱可塑性複合品を使用することをさらに備える、請求項９１に記載の方法。
【請求項９３】
前記物品の成形なしで自動車パネルとして前記熱可塑性複合品を使用することをさらに備える、請求項９１に記載の方法。
【請求項９４】
前記物品を成形せずにレクリエーショナルビークルパネルとして前記熱可塑性複合品を使用することをさらに備える、請求項９１に記載の方法。
【請求項９５】
前記ウェブ内の前記膨張性黒鉛材料の前記量は、前記ウェブが３．５ｍｍより厚くはないときに、前記ウェブの成形なしで、前記物品が２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に４５００Ｈｚの周波数において少なくとも０．５の吸音率をも有するように選択される、請求項９１に記載の方法。
【請求項９６】
前記スキン層上に修飾層を配置することをさらに備える、請求項９１に記載の方法。
【請求項９７】
前記圧縮されたウェブ上にスキン層を配置する前に前記圧縮されたウェブと実質的に同一の組成物を含む第二の圧縮されたウェブへ前記圧縮されたウェブをカップリングすることをさらに備える、請求項９１に記載の方法。
【請求項９８】
前記第一厚さ未満の第二厚さへ前記ウェブを圧縮することをさらに備え、前記第二厚さへの前記ウェブの圧縮は、前記第一厚さにおいて前記ウェブの前記吸音率と比較して前記吸音率における増加をもたらす、請求項９１に記載の方法。
【請求項９９】
前記第一厚さより少なくとも５０％薄いように前記第二厚さを構成することをさらに備える、請求項９８に記載の方法。
【請求項１００】
前記膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、前記膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、前記膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに前記膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように前記膨張性黒鉛材料を選択することをさらに備える、請求項９１に記載の方法。
【請求項１０１】
熱可塑性繊維強化多孔質コア層、及び前記多孔質コア層の少なくとも１つの表面上に配置されるスキンを備える複合品であって、
前記多孔質コア層は複数の強化繊維、１つの膨張性黒鉛材料、及び１つの熱可塑性材料から形成されるウェブを備え、
前記複合品が成形されずに製造時状態にあるときに、３．５ｍｍ以下のコア層厚において２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、１２００Ｈｚにおいて少なくとも０．２２、２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２３、３０００Ｈｚにおいて少なくとも０．３２５、３２００Ｈｚにおいて少なくとも０．３５、３４００Ｈｚにおいて少なくとも０．３９、３６００Ｈｚにおいて少なくとも０．４２、３８００Ｈｚにおいて少なくとも０．４４、４０００Ｈｚにおいて少なくとも０．４６、４２００Ｈｚにおいて少なくとも０．４８、４４００Ｈｚにおいて少なくとも０．４９、及び４５００Ｈｚにおいて少なくとも０．５１の吸音率を与える、
前記複合品。
【請求項１０２】
前記多孔質コア層の第一表面上に配置される第一スキンをさらに備える、請求項１０１に記載の複合品。
【請求項１０３】
前記コア層の第二表面上に配置される第二スキンをさらに備え、前記第二表面は、前記第一表面に対向する、請求項１０２に記載の複合品。
【請求項１０４】
フレーム及び本体を備え、前記フレームまたは前記本体の一方または両方は請求項２１から請求項４０のうちのいずれかに記載の複合品にカップリングされる、車両。
【請求項１０５】
フレーム及び本体を備え、前記フレームまたは前記本体の一方または両方は請求項７１から請求項９０のうちのいずれかに記載の複合品にカップリングされる、車両。
【請求項１０６】
フレーム及び本体を備え、前記フレームまたは前記本体の一方または両方は請求項１０１から請求項１０３のうちのいずれかに記載の複合品にカップリングされる、車両。
【請求項１０７】
支持構造及び前記支持構造にカップリングされる請求項２１から請求項４０のうちのいずれかに記載の複合品を備える、壁部アセンブリ。
【請求項１０８】
支持構造及び前記支持構造にカップリングされる請求項７１から請求項９０のうちのいずれかに記載の複合品を備える、壁部アセンブリ。
【請求項１０９】
支持構造及び前記支持構造にカップリングされる請求項１０１から請求項１０３のうちのいずれかに記載の複合品を備える、壁部アセンブリ。
【請求項１１０】
少なくとも２枚の壁部を備え、前記壁部のうちの少なくとも１枚は請求項２１から請求項４０のうちのいずれかに記載の複合品を備える、オフィスキュービクル。
【請求項１１１】
少なくとも２枚の壁部を備え、前記壁部のうちの少なくとも１枚は請求項７１から請求項９０のうちのいずれかに記載の複合品を備える、オフィスキュービクル。
【請求項１１２】
少なくとも２枚の壁部を備え、前記壁部のうちの少なくとも１枚は請求項１０１から請求項１０３のうちのいずれかに記載の複合品を備える、オフィスキュービクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権出願
本出願は、２０１５年１１月１１日に出願された、米国仮出願第６２／２５３，８４３号に関連し、これに優先権、及びこれの利益を主張し、その開示全体は、本明細書によるすべての目的のために参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本出願は、１つ以上の膨張性黒鉛材料を含む音響複合品に関する。特定の構成において、製造時コア層を含み、所望の吸音率を与える、及び／またはＡＳＴＭ  Ｅ８４、クラスＡ要件を満たす複合品を説明する。
【背景技術】
【０００３】
自動車及び建材用途のための物品は、多数の競合し、厳しい性能仕様を満たすように一般的に設計される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書に記述されるプリプレグ、コア及び複合品の特定の構成は、限定されないが、薄い厚さで高い吸音性、コア層の成形なしで物品を使用する能力、ＡＳＴＭ  Ｅ８４、クラスＡ要件を満たす物品の能力、及び他の望ましい特徴を有する望ましい属性を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第一態様において、複数の強化繊維、１つの熱可塑性材料、及び１つの膨張性黒鉛材料を含む多孔質コア層を備える熱可塑性複合品を製造する方法であって、この方法は、膨張性黒鉛材料のいかなる実質的なロフティングもなしで熱可塑性材料の融点を超える第一温度へ強化繊維、熱可塑性材料及び膨張性黒鉛材料を加熱し、熱可塑性材料、膨張性黒鉛材料及び強化繊維を含むウェブを形成することを備え、コア層が４ｍｍ厚を超えないときに、２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の製造時状態における吸音率を与える熱可塑性複合品を説明する。
【０００６】
特定の実施例において、この方法は、熱可塑性複合品を成形せずに建築用パネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。いくつかの実施形態において、方法は、２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の吸音率を与えながら、３．５ｍｍより厚くはないように熱可塑性複合品の厚さを構成することを備える。いくつかの実施例において、方法は、２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の吸音率を与えながら、２ｍｍより厚くはないように熱可塑性複合品の厚さを構成することを備える。他の実施例において、方法は、コア層を形成する前に、４ｍｍ未満の厚さへ熱可塑性物品のコア層を圧縮することを備える。特定の実施形態において、方法は、コア層を形成する前に、２ｍｍ未満の厚さへ、熱可塑性物品のコア層を圧縮することを備える。特定の実施例において、方法は、熱可塑性複合品の１つの表面上にスクリムにより熱可塑性複合品を構成することを備える。他の実施例において、方法は、熱可塑性複合品の対向する表面上に追加のスクリムにより熱可塑性複合品を構成することを備え、スクリム及び追加のスクリムのうちの少なくとも１つは、オープンセル構造を有する。いくつかの実施例において、方法は、熱可塑性材料を含む多孔質コア層のバランスに関して、約３０〜６０重量パーセントの強化繊維としてのガラス繊維と、約５〜１５重量パーセントの膨張性黒鉛材料とにより多孔質コア層を構成することを備える。他の実施例において、方法は、膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように膨張性黒鉛材料を選択することを備える。
【０００７】
別の態様において、方法は、混合物内で熱可塑性材料、強化繊維及び膨張性黒鉛材料を混合して撹拌された水溶性発泡体を形成し、撹拌された水溶性発泡体をワイヤ支持体上に配置し、水を排出してウェブを形成し、熱可塑性材料の融解温度以上の第一温度へウェブを加熱し、この第一温度は膨張性黒鉛材料の実質的なロフティングが発生しないように選択され、４ｍｍを超えない厚さへウェブを圧縮して熱可塑性複合品を提供し、熱可塑性複合品のいかなる成形もなしで提供された熱可塑性複合品を使用し、この圧縮されたウェブが４ｍｍを超えない厚さを有するときに、熱可塑性複合品は２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の吸音率を与えることを備える。
【０００８】
特定の実施形態において、圧縮ステップは、４ｍｍを超えない厚さを提供するように１セットのローラーに加熱されたウェブを通すことを備える。他の実施形態において、方法は、膨張性黒鉛材料が撹拌された水溶性発泡体内で均一に分散するまで、撹拌された水溶性発泡体を混合することを備える。いくつかの実施例において、方法は、物品を圧縮する前に、熱可塑性複合品の少なくとも１つの表面にスクリムを適用することを備える。他の実施例において、方法は、物品を圧縮した後に、熱可塑性複合品の少なくとも１つの表面にスクリムを適用することを備える。いくつかの実施例において、方法は、２ｍｍを超えない厚さへ物品を圧縮し、２ｍｍを超えないように物品を圧縮するときに、２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の吸音率を与える熱可塑性複合品を提供することを備える。特定の実施例において、方法は、熱可塑性物品と実質的に同一の組成物及び厚さを有する第二熱可塑性物品に熱可塑性物品をカップリングすることを備える。いくつかの実施形態において、方法は、熱可塑性物品と実質的に同一の組成物、及び異なる厚さを有する第二熱可塑性物品に熱可塑性物品をカップリングすることを備える。特定の実施例において、異なる厚さを有する熱可塑性物品は、４ｍｍ厚を超えない。いくつかの実施例において、方法は、膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように膨張性黒鉛材料を選択することを備える。
【０００９】
追加の態様において、複合品は、熱可塑性繊維強化多孔質コア層と、この多孔質コア層の少なくとも１つの表面上に配置されるスキンとを備え、多孔質コア層は、複数の強化繊維、１つの膨張性黒鉛材料、及び１つの熱可塑性材料から形成されるウェブを備え、複合品は、ウェブが４ｍｍより厚くはないときに、２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の吸音率を与える。
【００１０】
いくつかの実施例において、熱可塑性材料は、ポリオレフィンを含み、強化繊維は、ガラス繊維を含む。他の実施例において、熱可塑性材料を含むコア層のバランスに関して、ガラス繊維は、約３０〜６０重量パーセントに存在し、膨張性黒鉛材料は、約５〜１５重量パーセントに存在する。いくつかの実施形態において、スキン層は、スクリム及びオープンセルフィルムからなる群から選択される。特定の実施例において、物品は、コア層とスキン層との間に接着層を備える。他の実施形態において、物品は、コア層の対向する表面上に配置される第二スキン層を備える。いくつかの実施例において、スキン層は、音波がコア層に入ることを可能にする開放構造を備え、第二スキン層は、音波が複合品を出ることを遮断する閉鎖構造を備える。いくつかの実施例において、物品は、コア層とスキン層との間に第一接着層、及びコア層と第二スキン層との間に第二接着層を備える。他の実施例において、物品は、スキン層上に配置される修飾層を備える。いくつかの実施例において、膨張性黒鉛材料は、膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量、膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量、ならびに膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有する。
【００１１】
別の態様において、非成形複合品は、熱可塑性繊維強化多孔質コア層、及びこの多孔質コア層の少なくとも１つの表面上に配置されるスキンを備え、多孔質コア層は、熱可塑性材料により結束される複数の強化繊維から形成される圧縮されたウェブを備え、ウェブは、膨張性黒鉛材料を含む複数の空隙を含み、複合品は、ウェブの厚さが４ｍｍを超えないときに、２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の吸音率を与え、コア層が成形工程を受けたコア層と比較して製造時状態にあるときに、膨張性黒鉛材料は、非成形複合品についてより高い吸音率を与えるように選択される。
【００１２】
特定の構成において、方法は、物品を成形せずに建築用パネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。他の構成において、方法は、物品の成形なしで自動車パネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。いくつかの実施例において、方法は、物品を成形せずにレクリエーショナルビークルパネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。いくつかの実施形態において、ウェブ内の膨張性黒鉛材料の量は、物品を成形せずに物品がＡＳＴＭ  Ｅ８４、クラスＡ要件を満たすように選択される。他の実施例において、方法は、スキン層上に修飾層を配置することを備える。いくつかの実施例において、方法は、圧縮されたウェブ上にスキン層を配置する前に圧縮されたウェブと実質的に同一の組成物を含む第二の圧縮されたウェブに圧縮されたウェブをカップリングすることを備える。いくつかの実施例において、方法は、第一厚さ未満の第二厚さへウェブを圧縮することを備え、第二厚さへのウェブの圧縮は、第一厚さにおいてのウェブの吸音率と比較して吸音率における増加をもたらす。他の実施例において、方法は、第一厚さより少なくとも５０％少ない第二厚さを構成することを備える。特定の実施例において、方法は、膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように膨張性黒鉛材料を選択することを備える。
【００１３】
追加の態様において、熱可塑性複合品を製造する方法は、混合物内で熱可塑性材料、強化繊維及び非ロフト膨張性黒鉛材料を混合して撹拌された水溶性発泡体を形成し、撹拌された水溶性発泡体をワイヤ支持体上に配置し、水を排出してウェブを形成し、熱可塑性材料の融解温度以上の第一温度へウェブを加熱し、第一温度は非ロフト膨張性黒鉛材料のロフトが実質的に発生しないように選択され、ウェブを第一厚さへ圧縮し、スキンを圧縮されたウェブ上に配置して熱可塑性複合品を提供し、ウェブが４ｍｍ厚を超えないときに、熱可塑性複合品のウェブは２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２の熱可塑性物品についての吸音率を与える非ロフト膨張性黒鉛材料の有効量を有することを備える。
【００１４】
特定の構成において、方法は、物品を成形せずに建築用パネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。他の実施例において、方法は、物品の成形なしで自動車パネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。他の実施例において、方法は、物品を成形せずにレクリエーショナルビークルパネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。いくつかの実施例において、物品を成形せずに物品がＡＳＴＭ  Ｅ８４、クラスＡ要件を満たすようにウェブ内の膨張性黒鉛材料の量を選択する。他の実施例において、方法は、スキン層上に修飾層を配置することを備える。いくつかの実施例において、方法は、圧縮されたウェブ上にスキン層を配置する前に圧縮されたウェブと実質的に同一の組成物を含む第二の圧縮されたウェブへ圧縮されたウェブをカップリングすることを備える。他の構成において、方法は、第一厚さ未満の第二厚さへウェブを圧縮することを備え、第二厚さへのウェブの圧縮は第一厚さにおけるウェブの吸音率と比較して吸音率において増加をもたらす。いくつかの実施例において、方法は、第一厚さより少なくとも５０％少ないように第二厚さを構成することを備える。他の実施例において、方法は、膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように膨張性黒鉛材料を選択することを備える。
【００１５】
別の態様において、熱可塑性複合品を製造する方法は、複数の強化繊維、１つの熱可塑性材料、及び１つの膨張性黒鉛材料を含む多孔質コア層を備え、方法は、膨張性黒鉛材料のいかなる実施的なロフティングもなしで熱可塑性材料の融点を超える第一温度へ強化繊維、熱可塑性材料及び膨張性黒鉛材料を加熱し、熱可塑性材料、膨張性黒鉛材料及び強化繊維を含むウェブを形成し、２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす膨張性黒鉛材料の有効量を含む、熱可塑性複合品を提供することを備える。
【００１６】
特定の実施形態において、方法は、熱可塑性複合品を成形せずに建築用パネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。他の実施形態において、方法は、いかなる追加の難燃剤をも含まずに熱可塑性複合品を構成することを備える。いくつかの実施例において、方法は、４ｍｍより厚くはないように熱可塑性複合品の厚さを構成することを備える。さらなる実施例において、方法は、コア層の硬化前に、４ｍｍ未満の厚さへ熱可塑性物品のコア層を圧縮することを備える。いくつかの実施例において、方法は、コア層を硬化させる前に、２ｍｍ未満の厚さへ熱可塑性物品のコア層を圧縮することを備える。追加の実施例において、方法は、熱可塑性複合品の１つの表面上にスクリムにより熱可塑性複合品を構成することを備える。特定の実施例において、方法は、熱可塑性複合品の対向する表面上に追加のスクリムにより熱可塑性複合品を構成することを備え、スクリム及び追加のスクリムのうちの少なくとも１つは、オープンセル構造を有する。他の実施例において、方法は、熱可塑性材料を含む多孔質コア層のバランスに関して、約３５〜５５重量パーセントの強化繊維としてのガラス繊維と、少なくとも１０重量パーセントの膨張性黒鉛材料とにより多孔質コア層を構成することを備える。いくつかの実施形態において、方法は、膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように膨張性黒鉛材料を選択することを備える。
【００１７】
別の態様において、方法は、混合物内で熱可塑性材料、強化繊維及び膨張性黒鉛材料を混合して撹拌された水溶性発泡体を形成し、撹拌された水溶性発泡体をワイヤ支持体上に配置し、水を排出してウェブを形成し、熱可塑性材料の融解温度以上の第一温度へウェブを加熱し、第一温度は膨張性黒鉛材料の実質的なロフティングが発生しないように選択され、４ｍｍを超えない厚さへウェブを圧縮して熱可塑性複合品を提供し、熱可塑性複合品のいかなる成形もなしで提供された熱可塑性複合品を使用し、熱可塑性複合品は２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす膨張性黒鉛材料の有効量を有することを備える。
【００１８】
特定の構成において、圧縮ステップは、１セットのローラーに加熱されたウェブを通し、４ｍｍを超えない厚さを提供することを備える。他の構成において、方法は、膨張性黒鉛材料が撹拌された水溶性発泡体内で均一に分散するまで、撹拌された水溶性発泡体を混合することを備える。いくつかの実施形態において、方法は、物品を圧縮する前に熱可塑性複合品の少なくとも１つの表面にスクリムを適用することを備える。他の実施形態において、方法は、物品を圧縮した後に熱可塑性複合品の少なくとも１つの表面にスクリムを適用することを備える。特定の実施例において、方法は、２ｍｍを超えない厚さへ物品を圧縮することを備える。他の実施例において、方法は、いかなる追加の難燃剤をも含まずにウェブを構成することを備える。いくつかの実施形態において、方法は、熱可塑性物品と実質的に同一の組成物、及び異なる厚さを有する第二熱可塑性物品に熱可塑性物品をカップリングすることを備える。特定の実施例において、異なる厚さを有する熱可塑性物品は、４ｍｍ厚を超えない。他の構成において、方法は、膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように膨張性黒鉛材料を選択することを備える。
【００１９】
追加の態様において、複合品は、熱可塑性繊維強化多孔質コア層、及びこの多孔質コア層の少なくとも１つの表面上に配置されるスキンを備え、多孔質コア層は、複数の強化繊維、１つの膨張性黒鉛材料、及び１つの熱可塑性材料から形成されるウェブを備え、複合品は、２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす膨張性黒鉛材料の有効量を含む。
【００２０】
いくつかの構成において、熱可塑性材料は、ポリオレフィンを含み、強化繊維は、ガラス繊維を含む。他の構成において、熱可塑性材料を含むコア層のバランスに関して、ガラス繊維は、約３０〜６０重量パーセントに存在し、膨張性黒鉛材料は、少なくとも１０重量パーセントに存在する。特定の実施例において、スキン層は、スクリム及びオープンセルフィルムからなる群から選択される。他の実施例において、物品は、コア層とスキン層との間に接着層を備える。いくつかの実施例において、物品は、コア層の対向する表面上に配置される第二スキン層を備える。特定の実施例において、コア層は、いかなる追加の難燃剤をも含まない。他の実施例において、物品は、コア層とスキン層との間に第一接着層、及びコア層と第二スキン層との間に第二接着層を備える。いくつかの実施形態において、物品は、スキン層上に配置される修飾層を備える。さらなる実施例において、膨張性黒鉛材料は、膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量、膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量、ならびに膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有する。
【００２１】
別の態様において、非成形複合品は、熱可塑性繊維強化多孔質コア層、及びこの多孔質コア層の少なくとも１つの表面上に配置されるスキンを備え、多孔質コア層は、熱可塑性材料により結束される複数の強化繊維から形成される圧縮されたウェブを備え、ウェブは、膨張性黒鉛材料を含む複数の空隙を備え、複合品は、複合品の成形なしで２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす膨張性黒鉛材料の有効量を含む。
【００２２】
特定の実施例において、コア層は、いかなる追加の難燃材料をも含まない。他の実施例において、複合品は、４ｍｍ未満の厚さを有する。いくつかの実施形態において、複合品は、２ｍｍ未満の厚さを有する。いくつかの実施形態において、膨張性黒鉛材料は、ウェブの空隙において実質的に非ロフト形態に存在する。他の実施形態において、物品は、ロフティング剤を含む。特定の実施例において、スキンは、オープンセルスクリムとして構成される。いくつかの実施例において、物品は、コア層の対向する表面上に配置される追加のスキンを備える。いくつかの実施形態において、追加のスキンは、クローズドセルスクリムとして構成される。他の実施例において、膨張性黒鉛材料は、膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量、膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量、ならびに膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有する。
【００２３】
追加の態様において、熱可塑性複合品を製造する方法は、混合物内で熱可塑性材料、強化繊維及び非ロフト膨張性黒鉛材料を混合して撹拌された水溶性発泡体を形成し、撹拌された水溶性発泡体をワイヤ支持体上に配置し、水を排出してウェブを形成し、熱可塑性材料の融解温度以上の第一温度へウェブを加熱し、非ロフト膨張性黒鉛材料の実質的なロフトが発生しないような第一温度を選択し、ウェブを第一厚さへ圧縮し、圧縮されたウェブ上にスキンを配置して熱可塑性複合品を提供し、熱可塑性複合品のウェブは２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす非ロフト膨張性黒鉛材料の有効量を含むことを備える。
【００２４】
いくつかの構成において、方法は、物品を成形せずに建築用パネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。他の構成において、方法は、物品の成形なしで自動車パネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。いくつかの実施形態において、方法は、物品を成形せずにレクリエーショナルビークルパネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。他の実施例において、ウェブが３．５ｍｍより厚くはないときに、ウェブの成形なしで２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に４５００Ｈｚの周波数において少なくとも０．５の吸音率をも物品が有するように、ウェブ内の膨張性黒鉛材料の量を選択する。いくつかの実施例において、方法は、修飾層をスキン層上に配置することを備える。他の実施例において、方法は、スキン層を圧縮されたウェブ上に配置する前に、圧縮されたウェブと実質的に同一の組成物を含む第二の圧縮されたウェブに圧縮されたウェブをカップリングすることを備える。特定の実施例において、方法は、第一厚さ未満の第二厚さへウェブを圧縮することを備え、第二厚さへのウェブの圧縮は、第一厚さにおいてウェブの吸音率と比較して吸音率における増加をもたらす。他の実施例において、方法は、第一厚さより少なくとも５０％少ないように第二厚さを構成することを備える。特定の実施例において、方法は、膨張性黒鉛材料の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛材料の１重量％未満の水分含有量を有するように、膨張性黒鉛材料の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに膨張性黒鉛材料の２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で５〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように膨張性黒鉛材料を選択することを備える。
【００２５】
別の態様において、複合品は、熱可塑性繊維強化多孔質コア層、及びこの多孔質コア層の少なくとも１つの表面上に配置されるスキンを備え、多孔質コア層は、複数の強化繊維、１つの膨張性黒鉛材料、及び１つの熱可塑性材料から形成されるウェブを備え、複合品は、複合品が成形されずに製造時状態にあるときに３．５ｍｍ以下のコア層厚において２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、つぎの吸音率、１２００Ｈｚにおいて少なくとも０．２２、２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２３、３０００Ｈｚにおいて少なくとも０．３２５、３２００Ｈｚにおいて少なくとも０．３５、３４００Ｈｚにおいて少なくとも０．３９、３６００Ｈｚにおいて少なくとも０．４２、３８００Ｈｚにおいて少なくとも０．４４、４０００Ｈｚにおいて少なくとも０．４６、４２００Ｈｚにおいて少なくとも０．４８、４４００Ｈｚにおいて少なくとも０．４９、及び４５００Ｈｚにおいて少なくとも０．５１のうちの１つ以上を与えることができる。特定の実施例において、物品は、多孔質コア層の第一表面上に配置される第一スキンを備える。他の実施例において、物品は、コア層の第二表面上に配置される第二スキンを備え、第二表面は、第一表面に対向する。
【００２６】
他の態様において、本明細書に記述される複合品は、たとえば、車両、壁部アセンブリ、オフィスキュービクルなどに含む、多くの異なるタイプのデバイス及びシステム内で使用される、またはこれらの内に存在することができる。たとえば、フレーム及び本体を含む車両は、車両内に本明細書に記述されるようにフレームまたは本体の一方または両方を複合品にカップリングし、提供されることが可能である。他の実施例において、本明細書に記述されるような支持構造及び複合品を備える壁部アセンブリを提供することができる。他の実施例において、少なくとも２枚の壁部を備えるオフィスキュービクルは、壁部の少なくとも１枚が本明細書に記述されるような複合品を備え、提供されることができる。
【００２７】
追加の特徴、態様、実施例、構成及び実施形態は、より詳細に以下に記述される。
特定の実施形態は、添付の図面を参照して記述される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】特定の実施例に従い、膨張性黒鉛材料を含むプリプレグの図解である。
【図２Ａ】特定の実施例に従い、膨張性黒鉛材料の異なる充填量を有する２つのプリプレグの図解である。
【図２Ｂ】特定の構成に従い、融合後の図２Ａの２つのプリプレグを示す図解である。
【図２Ｃ】特定の実施形態に従い、膨張性黒鉛材料を含むスキンにカップリングされる膨張性黒鉛材料を含むプリプレグを示す図解である。
【図３】特定の実施例に従い、スキンにカップリングされる膨張性黒鉛材料を含むプリプレグまたはコアを示す図解である。
【図４】特定の実施例に従い、２つのスキンにカップリングされる膨張性黒鉛材料を含む１つのプリプレグまたはコアを示す図解である。
【図５】特定の実施例に従い、２つのスキンにカップリングされる膨張性黒鉛材料を含む１つのプリプレグまたはコアを示す別の図解である。
【図６】特定の実施例に従い、スキン層を介して相互にカップリングされる膨張性黒鉛材料を含む２つのプリプレグまたはコアを示す別の図解である。
【図７】特定の実施形態に従い、コア層のうちの１層上に配置されるスキン層により相互にカップリングされる膨張性黒鉛材料を含む２つのプリプレグまたはコアを示す図解である。
【図８】特定の実施形態に従い、各コア層上に配置されるスキン層により相互にカップリングされる膨張性黒鉛材料を含む２つのプリプレグまたはコアを示す図解である。
【図９】特定の実施例に従い、スキン層を介して相互にカップリングされる膨張性黒鉛材料を含み、スキン層のうちの１層上に配置される別のスキン層を含む２つのプリプレグまたはコアを示す図解である。
【図１０】特定の実施形態に従い、コア層上に配置される材料ストリップを示す図解である。
【図１１Ａ】特定の実施例に従い、異なる成形厚さについての吸音率測定を示す。
【図１１Ｂ】特定の実施例に従い、異なる成形厚さについての吸音率測定を示す。
【図１１Ｃ】特定の実施例に従い、異なる成形厚さについての吸音率測定を示す。
【図１２】特定の実施例に従い、製造時物品についての吸音率測定を示す。
【図１３】製造時物品について、さまざまな厚さに物品を成形した後に吸音率を比較する。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本開示の利益を受ける当業者は、図面内の特定の寸法または特徴が図面のさらにわかりやすい説明を提供するために本来であれば従来にはない、または比例していない方式で拡大されている、変形されている、または示されている可能性があることを認識するであろう。特定の厚さ、幅または長さは、図面内の描写により意図されず、図面の構成要素の相対的な大きさは、図面内の構成要素のうちのいずれかの大きさを制限することを意図されない。寸法または値は、以下の説明において指定され、寸法または値は、例示目的のみのために提供される。加えて、特定の材料または配置は、図の特定の部分の陰影のために必要とされることを意図されず、図面内の異なる構成要素が区別のために陰影を含むことができるが、異なる構成要素は、必要な場合に、同一の、または同様の材料を含むことが可能である。いくつかの実施例において、膨張性黒鉛材料を含むコア層は、例示目的のためにスタッブルまたは点を含むように示される。スタッブル及び点の配置は、その特定の図面を説明する文脈に別段に指定されない限り、いずれかの特定の分布を黙示することを意図されない。
【００３０】
特定の実施形態は、本明細書に開示される技術のよりわかりやすい説明を提供するために、単数形の、及び複数形の用語を参照して以下に説明される。これらの用語は、利便性目的のみのために使用され、本明細書に記述される特定の実施形態内に存在するものとして、またはこれから除外されるものとして別段に指摘されない限り、特定の特徴を有する、または除外するようにプリプレグ、コア、物品、複合材料及び他の発明の主題を限定することを意図されない。
【００３１】
特定の実施例において、熱可塑性複合品をさまざまな形状によく成形し、または加工処理し、最終的に形成される部品または物品を提供する。加工処理中に、加工処理される物品の１つ以上の構成要素または層の全体的な厚さは、増加することができる。本明細書に記述されるいくつかの構成において、熱可塑性プリプレグまたは熱可塑性コア内の膨張性黒鉛材料の存在は、コア層の全体的な厚さを増加させる必要なしで所望の周波数の音波をコアが吸収することを可能にする。たとえば、物品の吸音性は、コア層の全体的な厚さを増加させる必要なしで適切であることができる。ロフティング剤を含む従来の物品において、物品を成形することは、コア層厚を増加させ、たとえば、６〜８ｍｍを超える、または６〜８ｍｍ以上の、より厚いコア層に関する吸音性を一般的に増加させる。対照的に、本明細書に記述される物品は、所望の吸音特性を提供しながら、たとえば、４ｍｍ以下、３．５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、または２ｍｍ以下の薄いコア層を含むことができる。コア層の厚さを増加させる必要なしで物品を使用する能力は、物品のより速い使用を促進することが可能であり、物品により占有される全体的な容量を減少させることが可能であり、たとえば、より薄い壁部またはパネルを使用して最終製品について増大した空間を提供することができる。たとえば、コア層のさらなる加工処理なしで製造時の物品を使用し、所望の音響効果を提供することが可能である。本明細書に使用されるように、語句「製造時」は、製造時状態のプリプレグまたはコア層の厚さと比較してプリプレグまたはコア層の厚さを変更するいかなる成形ステップもなしで使用される物品を指す。
【００３２】
特定の構成において、本明細書に記述される物品は、プリプレグまたはコア層を備えることが可能である。いかなる特定の理論にも束縛されることを望まないが、プリプレグは、一般的に、完全に形成された、または加工処理された類のコアではない。たとえば、１つの熱可塑性材料、複数の繊維及び膨張性黒鉛材料を含む部分的に硬化した層は、一般的にプリプレグと称されるが、１つの熱可塑性材料、複数の繊維及び膨張性黒鉛材料を含む完全に硬化した層は、一般的にコアまたはコア層と称される。本明細書に記述されるように、コアが硬化したとみなされることができるが、コアは、１層以上のスキン層にカップリングされたままで、コア層を含む複合品の全体的な特性を変更することが可能である。以下の説明は、プリプレグ及びコアの両方を参照して行われ、プリプレグと関連して使用される材料（ならびにそれらの量及び特性）は、必要な場合に、コア内にも使用されることが可能である。
【００３３】
本明細書に記述される特定の構成において、膨張性黒鉛（ＥＧ）材料は、プリプレグのコア及び物品内に含まれ、これらの物品の吸音性を高める。いかなる特定の理論にも束縛されることを望まないが、ＥＧ材料の存在は、音響エネルギーを散逸させる、及び／または吸収するように、及び物品を通過する音の全体的なレベルを低下させるように作用することが可能である。たとえば、多くの自動車用途は、ＮＶＨ（ノイズ、振動、及び過酷さ）を削減させることと関係する。コア層内にＥＧ材料を含むことにより、ＥＧ材料のない同等のコア層と比較して、ユーザキャビン内に伝達するノイズを削減することが可能である。適切なタイプのＥＧ材料及びそれらの充填量を選択することにより、２０１４年１１月１３日に出願された共同所有の米国特許出願第６２／０７９，２８８号において記述されるように、ＥＧ材料をロフトし、コア層の厚さを増加させることが可能であるが、コア層は、非ロフト形状で残り、所望の吸音特性を提供することが可能である。いくつかの実施形態において、プリプレグまたはコア層を製造するために使用される、加熱のタイプ、及び温度は、コア層の最小ロフティングが発生する、またはコア層の実質的なロフティングが発生しないように選択されることが可能である。他の実施例において、プリプレグまたはコア層のある程度のロフティングは、製造中に発生する可能性があるが、製造後のコア層は、所望の厚さ、たとえば、４ｍｍ以下、または２ｍｍ以下、または１ｍｍ以下に圧縮され、コア層の全体的な厚さを減少させることが可能である。
【００３４】
いくつかの実施例において、本明細書に記述されるプリプレグ、コア及び物品は、オープンセル構造、たとえば、空隙を有する多孔質または透過性材料である。これらのようなオープンセル構造の存在は、音波がコア内の空気または開放空間を簡単に通過する場合に、プリプレグ、コア及び物品が音を吸収することをより困難にする。熱可塑性材料及び繊維と混合するＥＧ材料を含むことにより、プリプレグ、コア及び物品は、向上した吸音性を有することが可能である。たとえば、複数の強化繊維、１つの熱可塑性材料、及び複数の膨張性黒鉛粒子の有効量を含む多孔質コア層を備える物品は、「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ａｎｄ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ａ  Ｔｕｂｅ，Ｔｗｏ  Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅｓ  ａｎｄ  Ａ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する、２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２（または２８６０Ｈｚにおいて０．２）の製造時物品についての吸音率を与えることが可能であり、物品のコア層は、４ｍｍ未満である。必要な場合に、ＥＧ材料は、多孔質コア層の空隙空間内に均一に分散することが可能である、または１つ以上の領域内に、もしくはコア層の１つ以上の表面に近接して存在するさらにＥＧ材料を含む特異的な分布において存在することができる。以下に記述されるように、スキンまたは他の材料は、必要な場合に多孔質コア層上に配置されることもでき、吸音性をさらに向上させるように選択されることが可能である。いくつかの実施例において、物品は、製造時物品における３．５ｍｍ以下の厚さにおいて、２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、１２００Ｈｚにおいて少なくとも０．２２の吸音率を与えることができる。他の構成において、物品は、製造時物品における３．５ｍｍ以下の厚さにおいて２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２３の吸音率を与えることができる。追加の構成の、特定の実施例において、物品は、３．５ｍｍ以下の厚さにおいて２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、３０００Ｈｚにおいて少なくとも０．３２５の吸音率を与えることができる。他の実施形態において、物品は、３．５ｍｍ以下の厚さにおいて２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、３２００Ｈｚにおいて少なくとも０．３５の吸音率を与えることができる。追加の構成において、物品は、３．５ｍｍ以下の厚さにおいて２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、３４００Ｈｚにおいて少なくとも０．３９の吸音率を与えることができる。他の実施形態において、物品は、３．５ｍｍ以下の厚さにおいて２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、３６００Ｈｚにおいて少なくとも０．４２の吸音率を与えることができる。特定の実施形態において、物品は、３．５ｍｍ以下の厚さにおいて２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、３８００Ｈｚにおいて少なくとも０．４４の吸音率を与えることができる。いくつかの実施形態において、物品は、３．５ｍｍ以下の厚さにおいて２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、４０００Ｈｚにおいて少なくとも０．４６の吸音率を与えることができる。他の実施例において、物品は、３．５ｍｍ以下の厚さにおいて２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、４２００Ｈｚにおいて少なくとも０．４８の吸音率を与えることができる。追加の実施形態において、物品は、３．５ｍｍ以下の厚さにおいて２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、４４００Ｈｚにおいて少なくとも０．４９の吸音率を与えることができる。さらなる実施形態において、物品は、３．５ｍｍ以下の厚さにおいて２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、４５００Ｈｚにおいて少なくとも０．５１の吸音率を与えることができる。上記の吸音率の値内の３．５ｍｍ厚は、コア層の厚さを指し、物品全体は、１つ以上のスキンが物品の表面上に存在することができる場合に、一般的により大きな厚さを有する。
【００３５】
他の構成において、ＥＧ材料は、ＡＳＴＭ  Ｅ８４要件（「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｂｕｒｎｉｎｇ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」と題する、２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４）を満たすように選択されることができる。たとえば、コア層における使用のために選択される特定のＥＧ材料は、たとえば、いかなる成形もなく、または必要な場合に成形された物品において、製造時物品におけるＡＳＴＭ  Ｅ８４クラスＡまたはクラスＢ要件を満たす物品を提供することができる。クラスＡ物品が約０〜２５の火炎伝播指数を有するが、クラスＢ物品が約２６〜７５の火炎伝播指数を有するという点において、クラスＡ物品は、クラスＢ物品とは異なる。いくつかの実施例において、ＥＧ材料、及びコア層内のＥＧ材料量は、最終製造物品がＡＳＴＭ  Ｅ８４クラスＡ要件を満たし、ＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験されるような所望の吸音率を与えるように選択されることが可能である。Ｅ８４、クラスＡ要件のうちの１つ以上を満たし、所望の吸音率を与える物品は、たとえば、レクリエーショナルビークルパネル、オフィスキュービクル壁部、ドライウォールまたは同様の材料を交換することが可能である建築用パネル、屋根用パネル、構造用パネル、フローリングとして、たとえば、内装パネル、アンダーボディシールド、エンジンカバーなどの自動車用途において、内装航空機パネル、航空機フロアパネルとして航空宇宙用途において、または他の建築用途、自動車用途、もしくは航空宇宙用途として含む多くの異なる用途において、使用されることが可能である。
【００３６】
特定の実施形態において、プリプレグ、コア及び物品における使用のために選択される特定のＥＧ材料は、プリプレグ及びコアを製造するために使用される加工処理温度及び条件においてロフティングへ実質的に無感応性であることができる。たとえば、ＥＧ材料のロフティングは、特定の実施例において、物品の吸音率を低下させるように作用することが可能である。同一の時間に実質的に非ロフト形状のままで、他のプリプレグ材料と混合されることが可能であるＥＧ材料を選択することにより、プリプレグまたはコアの厚さ全体を小さく、たとえば、３．５ｍｍ以下で、非成形状態に保ちながら高い吸音率を有する物品を製造することが可能である。いくつかの実施例において、約３００ミクロンより大きい平均粒径を有するＥＧ材料を使用することが可能である。他の実施例において、ＥＧ材料は、少なくとも８０重量パーセントの炭素、または少なくとも８５重量パーセントの炭素を含むことができる。ＥＧ材料の水分含有量は、１重量％未満であることができる。いくつかの実施例において、選択されたＥＧ材料内に存在する硫黄量は、４重量％未満、たとえば、３〜４重量％の間にあることが可能である。選択されたＥＧ材料の膨張比は、３００：１ｇ／ｃｃ未満、たとえば、２９０：１ｇ／ｃｃ未満、または２７０：１ｇ／ｃｃ未満であることができる。いくつかの実施例において、ＥＧ材料の有効なｐＨ範囲は、約１〜１０、または１〜６、または５〜１０であることが可能である。特定の構成において、製造時プリプレグまたはコア内のＥＧ材料の膨張率、たとえば、プリプレグまたはコアがいかなる成形条件も施されないものの膨張率は、１０％未満、５％未満、または３％未満でもよい。
【００３７】
特定の構成において、オープンセル構造、たとえば、空隙空間を共に含む、１つ以上の熱可塑性材料、及び複数の繊維を含む多孔質プリプレグを製造することが可能である。いくつかの構成において、膨張性黒鉛材料は、熱可塑性材料により適所に保持されることが可能である、繊維の交差により形成される空隙空間内に膨張性黒鉛材料がある方式において空隙空間に充填されることが可能である。いくつかの実施例において、熱可塑性材料及び／または繊維は、それらが膨張性黒鉛材料に関して、一般的に不活性である、または反応しないように選択されることが可能である。膨張性黒鉛材料は、熱可塑性材料及び／または繊維に共有結合しない可能性があるが、膨張性黒鉛材料自体において、または膨張性黒鉛材料自体内に一般的に共有結合が存在する。他の実施例において、膨張性黒鉛材料を熱可塑性材料、繊維または両方に共有結合し、プリプレグ内にいくつかの共有結合された膨張性黒鉛材料を提供することは望ましい可能性がある。結合された膨張性黒鉛材料が存在しても、膨張性黒鉛材料は、望ましくは、適切な条件下で音波を受信し、吸収することが可能である。いくつかの実施例において、共有結合された膨張性黒鉛材料、及び非共有結合された膨張性黒鉛材料の両方は、プリプレグ内に存在することもできる。プリプレグのいくつかの構成は、約１００％の膨張性黒鉛材料を共有結合する膨張性黒鉛材料を含むことができ、ファンデルワールス相互作用、または静電相互作用などの弱い相互作用は、膨張性黒鉛材料と、プリプレグまたはコアの他の成分との間で起こることが可能である。
【００３８】
特定の実施例において、図１を参照して、１つの熱可塑性材料、及び複数の繊維を含むプリプレグ１００を示す。またプリプレグ１００は、プリプレグ１００を介して分散する膨張性黒鉛材料（点１０５として例示目的のために示される）を含む。いくつかの実施例において、膨張性黒鉛材料分散液は、プリプレグ１００の、第一表面１０２から第二表面１０４へ実質的に均質である、または実質的に均一であることが可能である。より詳細に本明細書に記述されるように、これらのようなプリプレグ１００内で実質的に均質な、または実質的に均一な分布の膨張性黒鉛材料を達成するために、プリプレグ１００の成分は、混合され、分散液を形成することが可能である。分散液が分散液内で膨張性黒鉛材料、熱可塑性材料、及び繊維の実質的に均質な、または実質的に均一な混合物を含むまで、混合を実行することが可能である。つぎにプリプレグ１００は、本明細書に記述されるように、たとえば、適切な塗布工程を使用してワイヤスクリーン上に分散液を配置することにより、形成されることができる。他の構成において、膨張性黒鉛材料が表面１０２、１０４の一方へ向かって、他方の表面よりも多く存在するように、表面１０２から表面１０４に膨張性黒鉛材料の勾配分布を提供することは、望ましい可能性がある。いくつかの実施形態において、膨張性黒鉛材料の実質的に均一な分布は、プリプレグ１００内に存在し、つぎに追加の膨張性黒鉛材料は、プリプレグ１００の１つの側面に追加され、勾配分布を提供する。これらのような追加の膨張性黒鉛材料は、たとえば、膨張性黒鉛材料を含む溶液を噴霧する、もしくはコーティングすることにより、プリプレグ１００に直接に追加されることが可能である、またはプリプレグ１００に膨張性黒鉛材料を含むスキン、追加のプリプレグ、もしくは他の成分をカップリングすることにより追加されることが可能である。たとえば、図２Ａを参照して、第一プリプレグ２１０、及び第一プリプレグ２１０上に配置される第二プリプレグ２２０を示す。それぞれの第一プリプレグ２１０及び第二プリプレグ２２０は、膨張性黒鉛材料の実質的に均一な分布を有するが、プリプレグ２１０、２２０内の膨張性黒鉛材料の量は、異なる。必要な場合に、しかしながら、プリプレグ２１０、２２０のうちの一方のみが膨張性黒鉛材料を含むことができ、他方のプリプレグがいかなるＥＧ材料をも含まないことができる、または膨張性黒鉛材料以外の材料、たとえば、マイクロスフェアを含むことができる。他の材料、たとえば、マイクロスフェアは、膨張性黒鉛材料と混合させて存在することができる、またはいかなる膨張性黒鉛材料も含まずにプリプレグ２１０、２２０の一方に存在することができる。プリプレグ２１０、２２０の熱可塑性材料は、融解し、及び／または圧縮され、単一のプリプレグ２５０（図２Ｂ）を提供することが可能である。プリプレグ２１０、２２０を合わせて融解した結果は、表面２５４に隣接して存在する量と比較して、表面２５２に隣接する膨張性黒鉛材料の増加した量を含む、プリプレグ２５０内の膨張性黒鉛材料の勾配分布である。プリプレグ２５０の正確な全体の厚さは、使用される条件により変わることができ、特定の厚さは、図２Ｂ内に黙示されることを意図されない。いくつかの実施例において、音波が入射する表面は、より多量のＥＧ材料を含み、その表面に増加した吸音性を提供することができる。示されないが、プリプレグ２１０に類似する第三プリプレグは、プリプレグ２２０の対向する表面にカップリングされ、３層プリプレグを提供することが可能であり、３層プリプレグは、融解され、複合プリプレグの各表面に隣接してより多量にＥＧ材料を提供することが可能である。この構成は、プリプレグの各表面においてより高い吸音性を可能にすることができる。いかなる特定の理論にも束縛されることを望まないが、プリプレグの異なる深さにおいてＥＧ材料の量を変えることにより、異なる音響周波数は、プリプレグの異なるレベルにおいて吸収される、及び／または反射されることが可能である。
【００３９】
他の構成において、プリプレグ内の膨張性黒鉛材料の分布は、プリプレグへ膨張性黒鉛材料を含むスキンまたは他の材料をカップリングすることにより提供されることが可能である。図２Ｃを参照して、膨張性黒鉛材料を含むスキン２７０は、熱可塑性材料、強化繊維、及び膨張性黒鉛材料を含むプリプレグ２６０上に配置されるように示される。必要ではないが、スキン２７０は、プリプレグ２６０の厚さよりさらに薄い厚さで一般的に存在する。加えて、認められる界面は、スキン２７０とプリプレグ２６０との間に一般的に存在するが、２つのプリプレグの相互のカップリングは、図２Ｂと関連して記述されるように、最終的にカップリングされたプリプレグ２５０内に認められるいかなる界面も一般的にもたらさない。他の実施例において、スキン２７０をプリプレグ２６０に融解させ、スキン２７０及びプリプレグ２６０をカップリングし、いかなる実質的な界面も含まずに、カップリングされたスキン／プリプレグ複合材料を残すことが可能である。必要な場合に、より詳細に以下に記述されるように、膨張性黒鉛材料を含んでもよいし、含まなくてもよい、追加のスキンをスキン２７０から対向する側面上のプリプレグにカップリングすることが可能である。スキン２７０の正確な組成物は、変えることができるが、いくつかの実施例において、スキン２７０は、音波がスキン２７０を通過し、プリプレグ２６０に入ることを可能にする多孔質構造であることができる。他の実施例において、スキン２７０は、表面２６２からプリプレグ２６０に入る音波がスキン２７０により反射されプリプレグ２６０に戻るように実質的に閉鎖される、または非多孔質であることができる。
【００４０】
特定の構成において、プリプレグの熱可塑性材料は、繊維状、粒子状、樹脂状、または他の適切な形状で存在することができる。いくつかの実施例において、プリプレグ内で使用される熱可塑性材料は、粒子状で存在し、膨張性黒鉛材料の平均粒径と実質的に同一である平均粒径を有することが可能である。いかなる特定の科学理論にも束縛されることを望まないが、熱可塑性材料及び膨張性黒鉛材料の粒径を一致させることにより、たとえば、プリプレグ内の膨張性黒鉛材料の増加した充填量を備える、プリプレグの強化された加工処理を達成することが可能である。いくつかの実施例において、膨張性黒鉛材料の平均粒径、及び熱可塑性材料の平均粒径は、約５％から約１０％により変わることが可能であり、強化された加工処理は、達成されることが可能である。特定の構成において、プリプレグ内の熱可塑性材料及び膨張性黒鉛材料のそれぞれの平均粒径は、約５０ミクロンから約１００ミクロン異なることが可能である。いくつかの構成において、膨張性黒鉛の平均粒径は、強化された加工処理を提供するために、熱可塑性材料粒子の平均粒径の少なくとも５０％である。他の実施例において、熱可塑性材料の平均粒径とほぼ同一の平均粒径を有する膨張性黒鉛材料は、熱可塑性材料の平均粒径と異なる平均粒径の膨張性黒鉛材料に加えて存在することが可能である。膨張性黒鉛材料の平均粒径は、異なる可能性があるが、膨張性黒鉛材料の化学組成物は、同一であることが可能である、または異なることが可能である。さらに他の構成において、異なる平均粒径を有する２つ以上の熱可塑性材料は、存在することが可能である。必要な場合に、熱可塑性材料の平均粒径と実質的に同一である平均粒径を有する２つの膨張性黒鉛材料は、存在することが可能である。２つの膨張性黒鉛材料は、化学的に同一であることができる、または化学的に別個であることができる。同様に、熱可塑性材料は、化学的に同一である（が、異なる平均粒径を有する）ことが可能である、または化学的に別個であることが可能である。
【００４１】
特定の実施形態において、プリプレグ１００は、空隙空間がプリプレグ内に存在するようにオープンセル構造の実質的な量を一般的に含む。たとえば、コア層は、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ずれかの例示的な値のうちの空隙容量またはポロシティを有することができる。いくつかの実施例において、プリプレグは、０％より大きいポロシティ、または空隙容量を有し、たとえば、約９５％まで完全に固化されない。別段に明記されない限り、特定の空隙容量またはポロシティを有するプリプレグへの参照は、プリプレグの総容積に基づき、必ずしもプリプレグにカップリングされるいずれかの他の材料または層を加えるプリプレグの総容積に基づかない。
【００４２】
いくつかの実施形態において、プリプレグの空隙空間の少なくとも１０パーセントは、１つ以上のＥＧ材料により占有されることができ、たとえば、プリプレグの空隙空間の少なくとも３０％、４０％、または５０％は、ＥＧにより占有される。本明細書に述べられるように、プリプレグの多孔質な性質は、空隙内に空気を存在させる。空気は、いかなる実質的な程度へも音を一般的に吸収しない。プリプレグの空隙空間の少なくとも５０パーセント内にＥＧ材料を充填することにより、高い吸音性を達成することが可能である。いくつかの実施形態において、実質的にすべての空隙空間、たとえば、プリプレグの９５％、９７．５％、または９９％以上は、存在する少なくとも１つのＥＧ分子を含む。プリプレグの実質的にすべての空隙空間内にＥＧ材料を含むことにより、より大きな表面積にわたる高い吸音性を達成することが可能である。
【００４３】
特定の実施形態において、プリプレグ内に存在する高いポロシティは、プリプレグの孔隙内に膨張性黒鉛材料のトラッピングを可能にする、及び／または熱可塑性材料によるＥＧの捕捉を可能にする。たとえば、膨張性黒鉛材料は、共有結合されない方式において空隙空間内に存在することが可能である。空隙空間内の膨張性黒鉛材料の存在は、空隙空間内でＥＧ材料が少なくとも部分的に音波を吸収する、及び／または偏向させることを可能にすることができる。たとえば、膨張性黒鉛材料は、音の特定の周波数を吸収し、これらの周波数を変えるか、振動または他の非音響手段を介して音響エネルギーを散逸させるかのいずれか一方をさせるために有効であることが可能である。いくつかの実施例において、ＥＧ材料は、入射音波を直接に受信することができるが、他の実施例において、音波は、スキンもしくは他の材料を最初に通過することができる、または音波は、スキンもしくは他の材料により最初に反射されることができる。
【００４４】
特定の実施形態において、本明細書に記述されるプリプレグの熱可塑性材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリルスチレン（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｙｌｓｔｙｒｅｎｅ）、ブタジエン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテトラクロレート（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃｈｌｏｒａｔｅ）、及びポリ塩化ビニル、可塑化及び無可塑の両方、ならびにこれらの材料相互との配合物、または他のポリマー材料とこれらの材料の配合物のうちの１つ以上を少なくとも部分的に含むことができる。他の適切なサーモプラスチックは、限定されないが、ポリアリーレンエーテル、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、熱可塑性ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、アクリロニトリル−アクリル酸ブチル−スチレンポリマー、アモルファスナイロン、ポリアリーレンエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、液晶ポリマー、市販のＰＡＲＭＡＸ（登録商標）として知られているポリ（１，４フェニレン）化合物、ＢａｙｅｒのＡＰＥＣ（登録商標）ＰＣなどの高熱ポリカーボネート、高温ナイロン、及びシリコーン、ならびに合金、及びこれらの材料相互との配合物、または他のポリマー材料とこれらの材料の配合物を含む。プリプレグを形成するために使用される熱可塑性材料は、粉末形態、樹脂形態、ロジン形態、繊維形態、または他の適切な形態において使用されることが可能である。さまざまな形態にある例示的な熱可塑性材料は、本明細書に記述され、たとえば、米国公開第２０１３０２４４５２８号及び第ＵＳ２０１２００６５２８３号においても記述される。プリプレグ内に存在する熱可塑性材料の正確な量は、変えることが可能であり、例示的な量は、約２０重量％から約８０重量％の間に及ぶ。
【００４５】
特定の実施例において、本明細書に記述されるプリプレグの繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、黒鉛繊維、合成有機繊維、たとえば、パラ系アラミド繊維及びメタ系アラミド繊維などの特に高弾性率の有機繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、もしくは繊維としての使用に最適である本明細書に記述されるいずれかの高いメルトフローインデックスの樹脂、麻、サイザル、ジュート、亜麻、コイア、ケナフ及びセルロース繊維などの天然繊維、バサルト、ミネラルウール（たとえば、ロックウールまたはスラグウール）、ウォラストナイト、アルミナシリカ、及び同様のもの、もしくはそれらの混合物などの鉱物繊維、金属繊維、メタライズ天然及び／または合成繊維、セラミック繊維、ヤーン繊維、またはそれらの混合物を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、いずれかの前述の繊維は、所望の官能基を提供する、または繊維へ他の物性を与えるように、使用される前に化学的に処理されることが可能であり、たとえば、それらが熱可塑性材料、膨張性黒鉛材料、または両方と反応することが可能であるように化学的に処理されることができる。いくつかの実施例において、プリプレグ内に使用される繊維は、膨張性黒鉛材料と最初に反応し、つぎに熱可塑性材料と混合される誘導体化繊維を提供することが可能である。代替に、膨張性黒鉛材料は、プリプレグの熱可塑性材料と反応し、つぎに繊維と混合される誘導体化熱可塑性材料を提供することが可能である。プリプレグ内の繊維含有量は、プリプレグの約２０重量％から約９０重量％の間に、さらに特にプリプレグの約３０重量％から約７０重量％の間にあることができる。一般的に、プリプレグを含む複合品の繊維含有量は、複合材料の、約２０重量％から約９０重量％の間で、さらに特に約３０重量％から約８０重量％の間で、たとえば、約４０重量％から約７０重量％の間で変わる。使用される繊維の特定のサイズ及び／または方向は、使用されるポリマー材料、及び／または結果として生じるプリプレグの所望の特性に少なくとも部分的に依存する可能性がある。適切な追加のタイプの繊維、繊維のサイズ及び量は、本開示の利益を供与される、当業者により容易に選択される。１つの非限定的な例示において、プリプレグを提供するために熱可塑性材料及び膨張性黒鉛材料内に分散する繊維は、約５ミクロン超、さらに特に約５ミクロンから約２２ミクロンの間の直径、及び約５ｍｍから約２００ｍｍの間の長さを一般的に有し、さらに特に、繊維径は、約数ミクロンから約２２ミクロンの間にあることができ、繊維長は、約５ｍｍから約７５ｍｍの間にあることができる。
【００４６】
特定の実施例において、本明細書に記述されるプリプレグの膨張性黒鉛材料は、積層された分子層内に一般的に存在する１つ以上のグラフェン系材料を含む。いかなる特定の理論にも束縛されることを望まないが、積層するこれらの層は、層間に音響エネルギーを伝達し、音波の周波数を変えるように作用することができる。いくつかの実施形態において、２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、所望の吸音率を与えるために十分な膨張性黒鉛材料は存在する。いくつかの実施例において、ＥＧ材料は、プリプレグ内の約１０〜２０重量％に、さらに特にプリプレグ内の約１０〜１５重量％に存在することができる。プリプレグ内に使用される膨張性黒鉛材料の正確なタイプは、たとえば、所望の吸音性、吸収される特定の音響周波数などを含む複数の要因に依存することが可能である。音を吸収するために適切な例示的な市販の膨張性黒鉛材料は、たとえば、Ａｓｂｕｒｙ  Ｃａｒｂｏｎｓ（Ａｓｂｕｒｙ，ＮＪ）から利用可能である。
【００４７】
いかなる特定の反応にも束縛されることを望まないが、膨張性黒鉛材料は、黒鉛鉱石を酸化させることにより一般的に製造されることが可能である。酸化は、たとえば、硫酸がインターカレータとして作用するインターカレーション工程をもたらす。つぎに溶液を中性にし、六方晶炭素−炭素結合材料のシートの一連の層を提供することが可能である。これらの層は、一般的に平らであり、追加の六方晶炭素−炭素層と相互作用し、積層シート構造を提供する。積層シート構造は、シート間の共有結合または静電相互作用（または両方）を介して結束されることが可能である。本明細書に記述されるプリプレグ及びコア層のロフティングなしで、シートは、相互に近接したままであり、１層からつぎの層へ音響エネルギーを伝達することが可能である。膨張性黒鉛材料は、フレーク状、粒子状、または他の形状を有する多くの形状において存在することが可能である。いくつかの実施例において、膨張性黒鉛材料は、粒子状に存在し、少なくとも３０ミクロン、さらに特に少なくとも５０ミクロン、たとえば、少なくとも１００ミクロン、２００ミクロン、または３００ミクロンの平均粒径を有することができる。
【００４８】
いくつかの構成において、プリプレグは、特定の用途のための有害物質要件に関する制限を満たすために、実質的にハロゲンを含まない、またはハロゲンを含まないことができる。他の実施例において、プリプレグは、たとえば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ及びＡｔのうちの１つ以上を含むハロゲン化難燃剤か、テトラブロモビスフェノール−Ａポリカーボネート、またはモノハロ−、ジハロ−、トリハロ−、もしくはテトラハロ−ポリカーボネートなどのこれらのようなハロンゲを含む化合物かなどの、ハロゲン化難燃剤を含むことができる。いくつかの実施例において、プリプレグ及びコア内に使用される熱可塑性材料は、１つ以上のハロゲンを含み、別の難燃剤の追加なしで、ある程度の難燃性を与えることができる。ハロゲン化難燃剤が存在する場合、難燃剤は、望ましくは、存在する他の成分により変えることが可能である難燃剤量内にある。たとえば、ハロゲン化難燃剤は、約０．１重量パーセントから約１５重量パーセント（プリプレグの重量に基づく）内に、さらに特に、約１重量パーセントから約１３重量パーセント内に、たとえば、約５重量パーセントから約１３重量パーセント内に存在することができる。必要な場合に、２つの異なるハロゲン化難燃剤をプリプレグに追加することができる。他の実施例において、非ハロゲン化難燃剤、たとえば、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、及びＴｅのうちの１つ以上を含む難燃剤などを追加することが可能である。いくつかの実施形態において、非ハロゲン化難燃剤は、リン含有材料を含むことができるため、プリプレグは、より環境に優しいことができる。非ハロゲン化または実質的にハロゲンを含まない難燃剤が存在する場合、難燃剤は、望ましくは、存在する他の成分により変えることが可能である難燃剤量内にある。たとえば、実質的にハロゲンを含まない難燃剤は、約０．１重量パーセントから約１５重量パーセント（プリプレグの重量に基づく）内に、プリプレグの重量に基づき、さらに特に約１重量パーセントから約１３重量パーセント内に、たとえば、約５重量パーセントから約１３重量パーセント内に存在することができる。必要な場合に、２つの異なる実質的にハロゲンを含まない難燃剤をプリプレグへ追加することができる。特定の実施例において、本明細書に記述されるプリプレグは、１つ以上の実質的にハロゲンを含まない難燃剤と混合する１つ以上のハロゲン化難燃剤を含むことができる。２つの異なる難燃剤が存在する場合、２つの難燃剤の混合物は、存在する他の成分により変えることが可能である難燃剤量内に存在することができる。たとえば、存在する難燃剤の総重量は、約０．１重量パーセントから約２０重量パーセント（プリプレグの重量に基づき）間に、プリプレグの重量に基づき、さらに特に約１重量パーセントから約１５重量パーセント間に、たとえば、約２重量パーセントから約１４重量パーセント間にあることができる。本明細書に記述されるプリプレグ内に使用される難燃剤は、膨張性黒鉛材料、熱可塑性材料、及び繊維を含む混合物に加えられる（ワイヤスクリーン上の混合物、または他の加工処理成分の配置前に）ことが可能である、またはプリプレグを形成した後に加えられることが可能である。
【００４９】
特定の構成において、本明細書に記述される物品は、多孔質コアを備えることができる。特定の実施例において、多孔質コアは、１つ以上の熱可塑性材料と、ウェブまたはネットワーク構造内に形成された熱可塑性材料により適所に保持される複数の繊維とを含み、コア内に複数のオープンセル、空隙空間、またはウェブを提供することが可能である。いくつかの実施例において、膨張性黒鉛材料は、膨張性黒鉛材料が熱可塑性材料及び／または繊維と一般的に共有結合しない方式において、コアの空隙空間内に、たとえば、熱可塑性材料により結束される強化繊維から形成されるウェブのオープンセル内に、存在することが可能である。たとえば、熱可塑性材料及び／または繊維は、それらが膨張性黒鉛材料に関して一般的に不活性である、または反応しないように選択されることが可能である。膨張性黒鉛材料が熱可塑性材料及び／または繊維に共有結合することができないが、一般的に膨張性黒鉛材料自体に、またはこの内に存在する共有結合があり、たとえば、膨張性黒鉛材料層は、１つ以上のインターカレート剤を介して相互に関連することができる。他の実施例において、コア内にいくつかの共有結合された膨張性黒鉛材料を提供するために膨張性黒鉛材料を熱可塑性材料、繊維、または両方に共有結合することは、望ましい可能性がある。結合された膨張性黒鉛材料がコア内に存在しても、膨張性黒鉛材料は、入射音響エネルギーを吸収し、コアを含む物品を介して伝送された音を減少させるために十分な自由度を望ましくは依然として有することが可能である。いくつかの実施例において、共有結合された膨張性黒鉛材料及び非共有結合された膨張性黒鉛材料の両方は、コア内に存在することもできる。コアのいくつかの構成は、膨張性黒鉛材料の約１００％が非共有結合された膨張性黒鉛材料を含むことができるが、ファンデルワールス相互作用または静電相互作用などの弱い相互作用は、膨張性黒鉛材料とコアの他の成分との間で起こることが可能であり、たとえば、電荷間相互作用または疎水性相互作用は、コア内に存在するさまざまな成分間で起こることが可能である。いくつかの実施例において、これらの弱い相互作用は、コアのウェブの特定のセル内で一方のＥＧシートから他方のＥＧシートへエネルギーの伝達を可能にする。
【００５０】
特定の構成において、図１のプリプレグに類似したコアを製造することが可能である。コアは、コア全体に分散する膨張性黒鉛材料を含む。いくつかの実施例において、膨張性黒鉛材料の分散液は、コアの第一表面から第二表面へ実質的に均質である、または実質的に均一であることが可能である。本明細書により詳細に記述されるように、コア内に膨張性黒鉛材料のこのような実質的に均質な分布、または実質的に均一な分布を達成するために、コアの成分は、混合され、分散液を形成することが可能である。混合は、分散液が分散液内の膨張性黒鉛材料、熱可塑性材料、及び繊維の実質的に均質な混合物、または実質的に均一な混合物を含むまで実行されることが可能である。つぎにコアは、たとえば、コアの熱可塑性材料の圧縮及び／または硬化が続く適切な塗布工程を使用して、ワイヤスクリーン上に分散液を配置することにより、本明細書に記述されるように形成されることができる。他の構成において、コアの一方の表面から、コアの他方の表面へ膨張性黒鉛材料の勾配分布を提供することは、望ましい可能性がある。いくつかの構成において、膨張性黒鉛材料の実質的に均一な分布は、コア内に存在し、つぎに追加の膨張性黒鉛材料は、コアの１つの側面に加えられ、勾配分布を提供する。これらのような追加の膨張性黒鉛材料は、たとえば、膨張性黒鉛材料を含む溶液を噴霧する、もしくはコーティングすることにより、コアに直接に加えられることが可能である、またはスキンをカップリングすることにより、コアへ追加のプリプレグ、もしくはコア、もしくは膨張性黒鉛材料を含む他の成分を加えられることが可能である。たとえば、第一コア、及び第一コア上に配置される第二コアは、複合品を提供することが可能である。各コアは、膨張性黒鉛材料の実質的に均一な分布を有することができるが、２つのコア内の膨張性黒鉛材料の量及び／またはタイプは、異なることが可能であり、たとえば、充填率は、異なることが可能である、またはこれらの材料自体は、異なることが可能である。必要な場合に、しかしながら、コアのうちの一方のみは、膨張性黒鉛材料を含むことができ、他方のコアは、膨張性黒鉛材料以外の材料、たとえば、マイクロスフェアロフティング剤を含むことができない。いくつかの実施例において、マイクロスフェアは、膨張性黒鉛材料と混合して存在することができる、またはいかなる膨張性黒鉛材料も含まずにコアのうちの１つに存在することができる。コアの熱可塑性材料は、融解され、２つのコアからの材料を含む単一に混合されたコアを提供することが可能である。コア融解の結果は、膨張性黒鉛材料の勾配分布を有する複合コアである。いくつかの実施例において、音波が入射するコアの表面は、より高レベルのＥＧ材料を含むことができるが、他の実施例において、さらに音波が入射する表面からコアの表面は、より高いＥＧレベルを有することができる。他の構成において、コア内の膨張性黒鉛材料の分布は、コアへスキン、または膨張性黒鉛材料を含む他の材料をカップリングすることにより提供されることが可能である。他の実施例において、スキンは、コア内で融解され、スキン及びコアをカップリングし、いかなる実質的な界面もなしでカップリングされたスキン／コア複合材料を残すことが可能である。必要な場合に、以下により詳細に記述されるように、追加のスキンは、膨張性黒鉛材料を含んでもよいし、含まなくてもよく、第一スキンから対向する側面上でコアにカップリングされることも可能である。
【００５１】
特定の構成において、コアの熱可塑性材料は、繊維状、粒子状、樹脂状、または他の適切な形状においてコア内で使用されることができる。いくつかの実施例において、コア内で使用される熱可塑性材料は、粒子状で存在し、膨張性黒鉛材料の平均粒径と実質的に同一である平均粒径を有することが可能である。熱可塑性材料及び膨張性黒鉛材料の粒径を一致させることにより、コアの強化された加工処理は、たとえば、コアによる吸音レベルを上げるように作用することが可能である、コア内の膨張性黒鉛材料の増加した保持率を有する。いくつかの実施例において、膨張性黒鉛材料の平均粒径、及び熱可塑性材料の平均粒径は、約５％から約１０％の間で変わることが可能であるが、強化された加工処理は、依然として達成されることが可能である。特定の構成において、コア内の各熱可塑性材料及び膨張性黒鉛材料の平均粒径は、約５０ミクロンから約９００ミクロンに及ぶことが可能である。他の実施例において、熱可塑性材料の平均粒径とほぼ同一の平均粒径を有する膨張性黒鉛材料は、熱可塑性材料の平均粒径と異なる平均粒径の膨張性黒鉛材料に加えて存在することが可能である。膨張性黒鉛材料の平均粒径は、異なることができるが、膨張性黒鉛材料の化学組成物は、同一であることが可能である、または異なることが可能である。さらに他の構成において、異なる平均粒径を有する２つ以上の熱可塑性材料は、存在することが可能である。必要な場合に、２つの熱可塑性材料の平均粒径と実質的に同一である平均粒径を有する２つの膨張性黒鉛材料は、コア内に存在することが可能である。２つの膨張性黒鉛材料は、化学的に同一であることができる、または化学的に別個であることができる。同様に、熱可塑性材料は、化学的に同一である（が、異なる平均粒径を有する）ことが可能である、または化学的に別個であることが可能である。
【００５２】
特定の実施形態において、コアは、空隙空間がコア内に存在するようにオープンセル構造の実質的な量を一般に有する。たとえば、コア層は、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％、５〜３０％、５〜４０％、５〜５０％、５〜６０％、５〜７０％、５〜８０％、５〜９０％、５〜９５％、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ずれかの例示的な値のうちの空隙容量またはポロシティを有することができる。いくつかの実施例において、コアは、０％を超えるポロシティまたは空隙容量を有し、たとえば、約９５％まで完全に固化されない。別段に明記されない限り、特定の空隙容量またはポロシティを有するコアへの参照は、コアの総容積に基づき、必ずしもコアにカップリングされるいずれかの他の材料または層を加えるコアの総容積に基づかない。プリプレグと比較して、コアのポロシティは、同一であることが可能である、または異なることが可能である。たとえば、多くの実施例において、プリプレグは、１セットのローラーにプリプレグを通すことにより、またはプリプレグの１つの表面を圧縮することによりコア内に形成される。これらのような実施例において、コアのポロシティは、プリプレグのポロシティと異なることができ、たとえば、より低いことが可能である。いくつかの実施例において、コアのポロシティは、同等のプリプレグより低いように意図して選択され、最終的に形成される物品または製品内にコアの増加したロフティングを提供する。
【００５３】
いくつかの実施形態において、コアの空隙空間の少なくとも１０パーセントは、１つ以上のＥＧ材料により占有されることができ、たとえば、コアの空隙空間の少なくとも３０％、４０％、または５０％は、ＥＧにより占有される。本明細書に記述されるように、コアの多孔質な性質は、空隙内に空気を存在させる。空気は、いかなる実質的な程度へも音を一般的に吸収しない。コアの空隙空間の少なくとも５０パーセント内にＥＧ材料を充填することにより、高い吸音性を達成することが可能である。いくつかの実施形態において、実質的にすべての空隙空間、たとえば、コアの９５％、９７．５％、または９９％以上は、存在する少なくとも１つのＥＧ分子またはＥＧシートを含む。コアの実質的にすべての空隙空間内にＥＧ材料を含むことにより、より大きな表面積にわたる高い吸音性を達成することが可能である。
【００５４】
特定の実施形態において、コア内に存在する高いポロシティは、コアの孔隙内に膨張性黒鉛材料のトラッピングを可能にする。たとえば、膨張性黒鉛材料は、非共有結合方式において空隙空間内に存在することが可能である。コア内のＥＧ材料に対する音波の適用は、音響エネルギーを吸収する、音響エネルギーの振幅を低下させる、または音響エネルギーの周波数を変えるように作用することが可能である。たとえば、膨張性黒鉛材料は、入射音波の適用がコアを通るいずれかの音波の振幅及び／または周波数を変えるように吸音材として作用することが可能である。いくつかの実施例において、ＥＧ材料を含むコアは、相互に十分に近接してさまざまなＥＧシートを配置し、音響エネルギーを隣接するＥＧシート間に伝達することを可能にするように好適に薄いことができる。たとえば、ＥＧ材料のロフティングは、ＥＧシートを相互により離して配置する場合に、コアの厚さを増加させるように作用することが可能である。このロフティングは、効率的なエネルギー伝達を可能にするために相互に離してＥＧシートを配置するように作用することが可能である。コア層を薄く、たとえば、４ｍｍ以下の厚さ、３ｍｍ以下の厚さ、２ｍｍ以下の厚さ、または１ｍｍ以下の厚さにさえ保つことにより、ＥＧシート間の音響エネルギー伝達は、強化されることが可能である。
【００５５】
特定の実施形態において、本明細書に記述されるコアの熱可塑性材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリルスチレン（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｙｌｓｔｙｒｅｎｅ）、ブタジエン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテトラクロレート（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃｈｌｏｒａｔｅ）、及びポリ塩化ビニル、可塑化及び無可塑の両方、ならびにこれらの材料相互との配合物、または他のポリマー材料とこれらの材料の配合物のうちの１つ以上を少なくとも部分的に含むことができる。他の適切なサーモプラスチックは、限定されないが、ポリアリーレンエーテル、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、熱可塑性ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、アクリロニトリル−アクリル酸ブチル−スチレンポリマー、アモルファスナイロン、ポリアリーレンエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、液晶ポリマー、市販のＰＡＲＭＡＸ（登録商標）として知られているポリ（１，４フェニレン）化合物、ＢａｙｅｒのＡＰＥＣ（登録商標）ＰＣなどの高熱ポリカーボネート、高温ナイロン、及びシリコーン、ならびに合金、及びこれらの材料の相互との配合物、または他のポリマー材料とこれらの材料の配合物を含む。コアを形成するために使用される熱可塑性材料は、粉末形態、樹脂形態、ロジン形態、繊維形態、または他の適切な形態において使用されることが可能である。さまざまな形態にある例示的な熱可塑性材料は、本明細書に記述され、たとえば、米国公開第２０１３０２４４５２８号及び第ＵＳ２０１２００６５２８３号においても記述される。コア内に存在する熱可塑性材料の正確な量は、変えることが可能であり、例示的な量は、約２０重量％から約８０重量％の間に及ぶ。
【００５６】
特定の実施例において、本明細書に記述されるコアの繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、黒鉛繊維、合成有機繊維、たとえば、パラ系アラミド繊維及びメタ系アラミド繊維などの特に高弾性率有機繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、もしくは繊維としての使用に適切である本明細書に記述されるいずれかの高いメルトフローインデックスの樹脂、麻、サイザル、ジュート、亜麻、コイア、ケナフ及びセルロース繊維などの天然繊維、バサルト、ミネラルウール（たとえば、ロックウールまたはスラグウール）、ウォラストナイト、アルミナシリカ、及び同様のもの、もしくはそれらの混合物などの鉱物繊維、金属繊維、メタライズ天然及び／または合成繊維、セラミック繊維、ヤーン繊維、またはそれらの混合物を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、いずれかの前述の繊維は、所望の官能基を提供する、または繊維へ他の物性を与えるように、使用する前に化学的に処理されることが可能であり、たとえば、それらが熱可塑性材料、膨張性黒鉛材料、または両方と反応することが可能であるように化学的に処理されることができる。いくつかの実施例において、コア内に使用される繊維は、膨張性黒鉛材料と最初に反応し、つぎに熱可塑性材料と混合される誘導体化繊維を提供することが可能である。代替に、膨張性黒鉛材料は、コアの熱可塑性材料と反応し、つぎにこれらの繊維と混合される誘導体化熱可塑性材料を提供することが可能である。コア内の繊維含有量は、コアの約２０重量％から約９０重量％の間に、さらに特にコアの約３０重量％から約７０重量％の間にあることができる。使用される繊維の特定のサイズ及び／または方向は、使用されるポリマー材料に、及び／または結果として生じるコアの所望の特性に少なくとも部分的に依存する可能性がある。適切な追加のタイプの繊維、繊維のサイズ及び量は、本開示の利益を供与される、当業者により容易に選択される。１つの非限定的な図解において、コアを提供するために熱可塑性材料及び膨張性黒鉛材料内に分散する繊維は、約５ミクロン超、さらに特に約５ミクロンから約２２ミクロンの間の直径、及び約５ｍｍから約２００ｍｍの間の長さを一般的に有し、さらに特に、繊維径は、約数ミクロンから約２２ミクロンの間にあることができ、繊維長は、約５ｍｍから約７５ｍｍの間にあることができる。
【００５７】
特定の実施例において、本明細書に記述されるコアの膨張性黒鉛材料は、積層分子層内に一般的に存在する１つ以上のグラフェン系材料を含む。いかなる特定の理論にも束縛されることを望まないが、積層するこれらの層は、層間に音響エネルギーを伝達し、音波の周波数を変えるように作用することができる。いくつかの実施形態において、２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に所望の吸音率を与えるために十分な膨張性黒鉛材料は、存在する。いくつかの実施例において、ＥＧ材料は、コア内の約１０〜２０重量％に、さらに特にコア内の約１０〜１５重量％に存在することができる。コア内に使用される膨張性黒鉛材料の正確なタイプは、たとえば、所望の吸音性、吸収される特定の音響周波数などを含む、複数の要因に依存することが可能である。音を吸収するために適切な例示的な市販の利用可能な膨張性黒鉛材料は、Ａｓｂｕｒｙ  Ｃａｒｂｏｎｓ（Ａｓｂｕｒｙ，ＮＪ）から利用可能である。
【００５８】
いかなる特定の反応にも束縛されることを望まないが、膨張性黒鉛材料は、黒鉛鉱石を酸化させることにより一般的に製造されることが可能である。酸化は、たとえば、硫酸がインターカレータとして作用する、インターカレーション工程をもたらす。つぎに溶液を中和し、六方晶炭素−炭素結合材料のシートの一連の層を提供することが可能である。これらの層は、一般的に平らであり、追加の六方晶炭素−炭素層と相互作用し、積層シート構造を提供する。積層シート構造は、シート間の共有結合または静電相互作用（または両方）を介して結束されることが可能である。コア層をロフトしないことにより、及び／または適切な厚さへコア層を圧縮することにより、ＥＧシートは、相互に近接したままで、１シート層からつぎのシート層へ音響エネルギーを伝達することが可能である。膨張性黒鉛材料は、フレーク状、粒子状、または他の形状を有する多くの形状において存在することが可能である。いくつかの実施例において、膨張性黒鉛材料は、粒子状に存在し、たとえば、少なくとも３０ミクロン、５０ミクロン、１００ミクロン、２００ミクロン、または３００ミクロンの平均粒径を有することができる。
【００５９】
いくつかの実施例において、コアは、特定の用途のための有害物質要件に関する制限を満たすために、実質的にハロゲンを含まない、またはハロゲンを含まないコアであることができる。他の実施例において、コアは、たとえば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ及びＡｔのうちの１つ以上を含むハロゲン化難燃剤、またはテトラブロモビスフェノール−Ａポリカーボネート、もしくはモノハロ−、ジハロ−、トリハロ−、もしくはテトラハロ−ポリカーボネートなどのこれらのようなハロンゲを含む化合物などのハロゲン化難燃剤含むことができる。いくつかの実施例において、コア内に使用される熱可塑性材料は、１つ以上のハロゲンを含み、別の難燃剤の追加なしで、ある程度の難燃性を与えることができる。ハロゲン化難燃剤が存在する場合、難燃剤は、望ましくは、存在する他の成分により変えることが可能である難燃剤量内にある。たとえば、ハロゲン化難燃剤は、約０．１重量パーセントから約１５重量パーセント（コアの重量に基づく）内に、さらに特に、約１重量パーセントから約１３重量パーセント内に、たとえば、約５重量パーセントから約１３重量パーセント内に存在することができる。必要な場合に、２つの異なるハロゲン化難燃剤をコアに追加することができる。他の実施例において、非ハロゲン化難燃剤、たとえば、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、及びＴｅのうちの１つ以上を含む難燃剤などを追加することが可能である。いくつかの実施形態において、非ハロゲン化難燃剤は、リン含有材料を含むことができるため、コアは、より環境に優しいことができる。非ハロゲン化または実質的にハロゲンを含まない難燃剤が存在する場合、難燃剤は、望ましくは、存在する他の成分により変えることが可能である難燃剤量内に存在する。たとえば、実質的にハロゲンを含まない難燃剤は、約０．１重量パーセントから約１５重量パーセント（コアの重量に基づく）内に、コアの重量に基づき、さらに特に約１重量パーセントから約１３重量パーセント内に、たとえば、約５重量パーセントから約１３重量パーセント内に存在することができる。必要な場合に、２つの異なる実質的にハロゲンを含まない難燃剤をコアへ追加することができる。特定の実施例において、本明細書に記述されるコアは、１つ以上の実質的にハロゲンを含まない難燃剤と混合する１つ以上のハロゲン化難燃剤を含むことができる。２つの異なる難燃剤が存在する場合、２つの難燃剤の混合物は、存在する他の成分により変えることが可能である難燃剤量内に存在することができる。たとえば、存在する難燃剤の総重量は、約０．１重量パーセントから約２０重量パーセント（コアの重量に基づく）間に、コアの重量に基づき、さらに特に約１重量パーセントから約１５重量パーセント間に、たとえば、約２重量パーセントから約１４重量パーセント間にあることができる。本明細書に記述されるコア内に使用される難燃剤は、膨張性黒鉛材料、熱可塑性材料、及び繊維を含む混合物に加えられる（ワイヤスクリーン上の混合物、または他の加工処理成分の配置前に）ことが可能である、またはコアを硬化させた後に、たとえば、難燃剤内にコアを浸漬すること、もしくはコア上に難燃剤を噴霧することにより加えられることが可能である。
【００６０】
特定の実施形態において、本明細書に記述されるプリプレグまたはコアは、物品を提供するためにプリプレグまたはコアの表面上に配置される１つ以上のスキンを含むことができる。図３を参照して、物品３００は、プリプレグまたはコアの空隙空間内に配置される１つの熱可塑性材料、複数の繊維及び膨張性黒鉛材料を含むプリプレグまたはコア３１０を含む。物品３００は、プリプレグまたはコア３１０上に配置される第一スキン３２０を備える。本明細書に記述されるように、音響エネルギーがスキン３２０上に入射し、コア３１０に入る場合、スキン３２０は、音波がスキン３２０を介して、少なくともある程度に通過し、コア３１０に入ることを可能にするオープンセル構造を望ましくは備える。音響エネルギーが入射するコア３１０の対向する表面上でスキン３２０が存在する場合、スキン３２０は、音波を反射し、コア３１０へ返すクローズドセル構造を備えることができる。入射音響エネルギーに関するスキン３２０の位置により、スキン３２０は、フィルム（たとえば、熱可塑性フィルム、またはエラストマーフィルム）、フリム、スクリム（たとえば、繊維系スクリム）、ホイル、織布、不織布などを含むことができる、またはプリプレグもしくはコア３１０上に配置される無機コーティング、有機コーティング、もしくは熱硬化性コーティングとして存在することができる。他の実施例において、スキン３２０は、１９９６年のＩＳＯ４５８９により測定した場合に、約２２超の限界酸素指数を有することができる。熱可塑性フィルムがスキン３２０として（またはこれの部分として）存在する場合、熱可塑性フィルムは、ポリ（エーテルイミド）、ポリ（エーテルケトン）、ポリ（エーテル−エーテルケトン）、ポリ（フェニレンサルファイド）、ポリ（アリーレンスルホン）、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（アミド−イミド）、ポリ（１，４−フェニレン）、ポリカーボネート、ナイロン、及びシリコーンのうちの少なくとも１つを含むことができる。繊維系スクリムがスキン３２０として（またはこれの部分として）存在する場合、繊維系スクリムは、ガラス繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、無機鉱物繊維、金属繊維、メタライズ合成繊維、及びメタライズ無機繊維のうちの少なくとも１つを含むことができる。熱硬化性コーティングがスキン３２０として（またはこれの部分として）存在する場合、コーティングは、不飽和ポリウレタン、ビニルエステル、フェノール類及びエポキシ類のうちの少なくとも１つを含むことができる。無機コーティングがスキン３２０として（またはこれの部分として）存在する場合、無機コーティングは、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔｉ及びＡｌから選択されるカチオンを含む鉱物を含有することができる、または石膏、炭酸カルシウム、及びモルタルのうちの少なくとも１つを含むことができる。不織布がスキン３２０として（またはこの部分として）存在する場合、不織布は、熱可塑性材料、熱硬化性バインダ、無機繊維、金属繊維、メタライズ無機繊維、及びメタライズ合成繊維を含むことができる。プリプレグまたはコア３１０は、プリプレグ及びコアに関連して本明細書に記述される材料、たとえば、プリプレグまたはコア３１０の一方の表面から他方の表面に実質的に均一な分布内に分散する膨張性黒鉛材料などの、たとえば、プリプレグまたはコア３１０内に分散する、熱可塑性材料、強化繊維及び膨張性黒鉛材料のうちのいずれかを含むことができる。必要な場合に、スキン３２０は、膨張性黒鉛材料も含むことができる。
【００６１】
特定の構成において、本明細書に記述されるプリプレグ及びコアを使用して、プリプレグまたはコアの各側面上にスキンを備える物品を提供することが可能である。図４を参照して、物品４００は、プリプレグまたはコア４１０、プリプレグまたはコア４１０の第一表面上に配置される第一スキン４２０、及びプリプレグまたはコア４１０上に配置される第二スキン４３０を備えるように示される。プリプレグまたはコア４１０は、プリプレグ及びコアと関連する本明細書に記述される材料、たとえば、プリプレグまたはコア４１０内に分散する、熱可塑性材料、強化繊維及び膨張性黒鉛材料、たとえば、プリプレグまたはコア４１０の一方の表面から他方の表面に実質的に均一な分布内に分散する膨張性黒鉛材料のうちのいずれかを含むことができる。各第一スキン４２０及び第二スキン４３０は、フィルム（たとえば、熱可塑性フィルムまたはエラストマーフィルム）、フリム、スクリム（たとえば、繊維系スクリム）、ホイル、織布、不織布から独立して選択されることが可能である、またはプリプレグもしくはコア４１０上に配置される、無機コーティング、有機コーティング、もしくは熱硬化性コーティングとして存在することが可能である。他の実施例において、スキン４２０またはスキン４３０（または両方）は、１９９６年のＩＳＯ４５８９により測定した場合に、約２２超の限界酸素指数を有することができる。熱可塑性フィルムがスキン４２０またはスキン４３０（または両方）として（またはこれらの部分として）存在する場合、熱可塑性フィルムは、ポリ（エーテルイミド）、ポリ（エーテルケトン）、ポリ（エーテル−エーテルケトン）、ポリ（フェニレンサルファイド）、ポリ（アリーレンスルホン）、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（アミド−イミド）、ポリ（１，４−フェニレン）、ポリカーボネート、ナイロン、及びシリコーンのうちの少なくとも１つを含むことができる。繊維系スクリムがスキン４２０またはスキン４３０（または両方）として（またはこれらの部分として）存在する場合、繊維系スクリムは、ガラス繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、無機鉱物繊維、金属繊維、メタライズ合成繊維、及びメタライズ無機繊維のうちの少なくとも１つを含むことができる。熱硬化性コーティングがスキン４２０またはスキン４３０（または両方）として（またはこれらの部分として）存在する場合、コーティングは、不飽和ポリウレタン、ビニルエステル、フェノール類及びエポキシ類のうちの少なくとも１つを含むことができる。無機コーティングがスキン４２０またはスキン４３０（または両方）として（またはこれらの部分として）存在する場合、無機コーティングは、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔｉ及びＡｌから選択されるカチオンを含む鉱物を含有することができる、または石膏、炭酸カルシウム、及びモルタルのうちの少なくとも１つを含むことができる。不織布がスキン４２０またはスキン４３０（または両方）として（またはこれらの部分として）存在する場合、不織布は、熱可塑性材料、熱硬化性バインダ、無機繊維、金属繊維、メタライズ無機繊維、及びメタライズ合成繊維を含むことができる。必要な場合に、スキン４２０、４３０のうちの一方または両方は、膨張性黒鉛材料も含むことができる。本明細書に記述されるように、スキン４２０、４３０の一方は、音響エネルギーがコア４１０内に入ることを可能にするオープンセル構造を望ましくは備え、他方のスキンは、音波を反射してコア４１０内に返すクローズドセル構造を備えることができる。他の構成において、各スキン４２０、４３０は、オープンセル構造を備えることができ、物品４００は、スキンを介してエネルギーを反射して返し、コア４１０内に入ることが可能であるクローズドセル構造を備えることができる追加の成分または層を含むことができる。いくつかの実施例において、コアに隣接するスキンの１つ以上の領域は、コア４１０から反射して返されるいずれかの音の吸収において支援することが可能である吸音領域を備えることができる。
【００６２】
特定の実施例において、物品は、プリプレグまたはコア、プリプレグまたはコア上に配置される少なくとも１つのスキン、及びスキン上に配置される修飾層または被覆層を備えることが可能である。図５を参照して、物品５００は、プリプレグまたはコア５１０、プリプレグまたはコア５１０の第一表面上に配置されるスキン５２０、スキン５２０上に配置される修飾層５３０を備えるように示される。プリプレグまたはコア５１０は、プリプレグ及びコアと関連して本明細書に記述される材料、たとえば、プリプレグまたはコア５１０内に分散する、熱可塑性材料、強化繊維、及び膨張性黒鉛材料、たとえば、プリプレグまたはコア５１０の一方の表面から他方の表面へ実質的に均一な分布内に分散する膨張性黒鉛材料のうちのいずれかを含むことができる。スキン５２０は、たとえば、フィルム（たとえば、熱可塑性フィルムまたはエラストマーフィルム）、フリム、スクリム（たとえば、繊維系スクリム）、ホイル、織布、不織布を含むことができる、またはプリプレグもしくはコア５１０上に配置される無機コーティング、有機コーティング、もしくは熱硬化性コーティングとして存在することができる。他の実施例において、スキン５２０は、１９９６年のＩＳＯ４５８９により測定した場合に、約２２超の限界酸素指数を有することができる。熱可塑性フィルムが存在する場合、熱可塑性フィルムは、ポリ（エーテルイミド）、ポリ（エーテルケトン）、ポリ（エーテル−エーテルケトン）、ポリ（フェニレンサルファイド）、ポリ（アリーレンスルホン）、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（アミド−イミド）、ポリ（１，４−フェニレン）、ポリカーボネート、ナイロン、及びシリコーンのうちの少なくとも１つを含むことができる。繊維系スクリムが存在する場合、繊維系スクリムは、ガラス繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、無機鉱物繊維、金属繊維、メタライズ合成繊維、及びメタライズ無機繊維のうちの少なくとも１つを含むことができる。熱硬化性コーティングが存在する場合、コーティングは、不飽和ポリウレタン、ビニルエステル、フェノール類及びエポキシ類のうちの少なくとも１つを含むことができる。無機コーティングが存在する場合、無機コーティングは、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔｉ及びＡｌから選択されるカチオンを含む鉱物を含有することができる、または石膏、炭酸カルシウム、及びモルタルのうちの少なくとも１つを含むことができる。不織布が存在する場合、不織布は、熱可塑性材料、熱硬化性バインダ、無機繊維、金属繊維、メタライズ無機繊維、及びメタライズ合成繊維を含むことができる。修飾層５３０は、たとえば、ポリビニルクロライド、ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性エラストマー、または同様のものの熱可塑性フィルムから形成されることができる。修飾層５３０は、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルクロライド、ポリウレタン、及び同様のものから形成される発泡体コアを含む多層構造であることもできる。天然及び合成繊維から作製される織布、ニードルパンチまたは同様の加工後の有機繊維不織布、起毛織物、ニット製品、フロック布、またはその他のこれらのような材料などの布は、発泡体コアに結合されることができる。また布は、ポリアミド、改質ポリオレフィン、ウレタン及びポリオレフィンなどの、感圧接着剤及びホットメルト接着剤を含む、熱可塑性接着剤により発泡体コアに結合されることができる。また修飾層５３０は、スパンボンド、熱結合、スパンレース、メルトブローン、湿式塗布工程及び／または乾式塗布工程を使用して製造されることができる。いくつかの構成において、スキン５２０は、音響エネルギーが修飾層５３０上に入射し、コア層５１０内に音響エネルギーが入ることを可能にする、オープンセル構造を有することができる。音響エネルギーが修飾層５３０から対向する表面上に入射する場合、修飾層は、音響エネルギーが層５３０を通過することを防止し、音響エネルギーを反射してコア５１０内に返す、クローズドセル構造を有することができる。
【００６３】
特定の構成において、２つ以上のプリプレグまたはコアは、たとえば、スキンなどの介在層または中間層を介して相互にカップリングされることが可能である。図６を参照して、中間層６２０を介してプリプレグまたはコア６３０にカップリングされるプリプレグまたはコア６１０を備える物品６００を示す。各プリプレグまたはコア６１０、６３０は、同一であることができる、または異なることができる。いくつかの実施例において、プリプレグまたはコア６１０、６３０の熱可塑性材料及び繊維は、同一であるが、プリプレグまたはコア６１０、６３０内に存在する、膨張性黒鉛材料の充填量、または膨張性黒鉛材料のタイプは、異なる。他の実施例において、プリプレグまたはコア６１０、６３０内の膨張性黒鉛材料のタイプ及び／または量は、同一であることができ、熱可塑性材料及び／または繊維の一方または両方は、異なることができ、たとえば、化学的に異なることができる、または異なる量で存在することができる。いくつかの実施例において、共有結合された膨張性黒鉛材料は、プリプレグまたはコア６１０、６３０の１つ以上の両方内に存在することができる。他の実施例において、非共有結合された膨張性黒鉛材料は、プリプレグまたはコア６１０、６３０の一方または両方内に存在することができる。必要な場合に、１つ以上の適切な難燃剤、たとえば、ハロゲン化または非ハロゲン化難燃剤は、コア６１０、６３０の一方または両方内に存在することができる。プリプレグまたはコア６１０、６３０の厚さは、図６においてほぼ同一であるように示されるが、プリプレグまたはコア６１０、６３０の厚さは、変えることが可能である。「厚い」コアが望ましく、高い吸音性が望ましい場合、スキン層６２０を介して２つの「薄い」コア層を相互にカップリングし、所望の最終厚さを有する複合材料を提供しながら、コア層内に相互に近接してＥＧシートを保持することは、望ましい可能性がある。いくつかの構成において、プリプレグまたはコア６１０、６３０のうちの１つは、膨張性黒鉛材料以外のマイクロスフェアなどのロフティング剤を含むことができる。マイクロスフェアは、膨張性黒鉛材料と混合して存在することができる、またはいかなる膨張性黒鉛材料も含まずに、プリプレグまたはコア６１０、６３０のうちの１つ内に存在することができる。中間層６２０は、本明細書に記述されるようにスキンの形態を取ることができる。スキン６２０は、音響エネルギーがコア層６１０、６３０間に入ることを可能にするオープンセル構造を望ましくは有する。たとえば、中間層６２０は、たとえば、フィルム（たとえば、熱可塑性フィルムまたはエラストマーフィルム）、フリム、スクリム（たとえば、繊維系スクリム）、ホイル、織布、不織布を含むことができる、またはプリプレグもしくはコア６１０上に配置される無機コーティング、有機コーティング、もしくは熱硬化性コーティングとして存在することができる。他の実施例において、層６２０は、１９９６年のＩＳＯ４５８９により測定した場合に、約２２超の限界酸素指数を有することができる。熱可塑性フィルムが存在する場合、熱可塑性フィルムは、ポリ（エーテルイミド）、ポリ（エーテルケトン）、ポリ（エーテル−エーテルケトン）、ポリ（フェニレンサルファイド）、ポリ（アリーレンスルホン）、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（アミド−イミド）、ポリ（１，４−フェニレン）、ポリカーボネート、ナイロン、及びシリコーンのうちの少なくとも１つを含むことができる。繊維系スクリムが層６２０として、または層６２０内に存在する場合、繊維系スクリムは、ガラス繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、無機鉱物繊維、金属繊維、メタライズ合成繊維、及びメタライズ無機繊維のうちの少なくとも１つを含むことができる。熱硬化性コーティングが層６２０として、または層６２０内に存在する場合、コーティングは、不飽和ポリウレタン、ビニルエステル、フェノール類及びエポキシ類のうちの少なくとも１つを含むことができる。無機コーティングが層６２０として、または層６２０内に存在する場合、無機コーティングは、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔｉ及びＡｌから選択されるカチオンを含む鉱物を含有することができる、または石膏、炭酸カルシウム、及びモルタルのうちの少なくとも１つを含むことができる。不織布が層６２０として、または層６２０内に存在する場合、不織布は、熱可塑性材料、熱硬化性バインダ、無機繊維、金属繊維、メタライズ無機繊維、及びメタライズ合成繊維を含むことができる。示されないが、修飾層は、プリプレグまたはコア６１０、６３０のいずれか一方（または両方）にカップリングされることが可能である。本明細書に記述されるように、修飾層は、たとえば、ポリビニルクロライド、ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性エラストマー、または同様のものの熱可塑性フィルムから、形成されることができる。また修飾層は、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルクロライド、ポリウレタン、及び同様のものから、形成される発泡体コアを含む多層構造であることができる。天然及び合成繊維から作製される織布、ニードルパンチもしくは同様の加工後の有機繊維不織布、起毛織物、ニット製品、フロック布、またはその他のこれらのような材料などの布は、発泡体コアに結合されることができる。また布は、ポリアミド、改質ポリオレフィン、ウレタン及びポリオレフィンなどの、感圧接着剤及びホットメルト接着剤を含む、熱可塑性接着剤により発泡体コアに結合されることができる。また修飾層は、スパンボンド、熱結合、スパンレース、メルトブローン、湿式塗布工程及び／または乾式塗布工程を使用して製造されることができる。必要な場合に、修飾層は、音響エネルギーを反射してコア層６１０、６３０内に返すクローズドセルを含むことができる。
【００６４】
特定の実施形態において、２つ以上のプリプレグまたはコアは、相互にカップリングされることが可能であり、つぎにスキンは、プリプレグまたはコアの一方の表面上に配置されることができる。図７を参照して、プリプレグまたはコア７３０にカップリングされるプリプレグまたはコア７１０、及びコア７３０上に配置されるスキン７２０を備える物品７００を示す。各プリプレグまたはコア７１０、７３０は、同一であることができる、または異なることができる。いくつかの実施例において、コア７１０、７３０の熱可塑性材料及び繊維は、同一であるが、コア７１０、７３０内に存在する、膨張性黒鉛材料の充填量、または膨張性黒鉛材料のタイプは、異なる。他の実施例において、コア７１０、７３０内の膨張性黒鉛材料のタイプ及び／または量は、同一であることができ、熱可塑性材料及び／または繊維の一方または両方は、異なることができ、たとえば、化学的に異なることができる、または異なる量にあることができる。いくつかの実施例において、共有結合された膨張性黒鉛材料は、プリプレグまたはコア７１０、７３０の１つ以上の両方内に存在することができる。他の実施例において、非共有結合された膨張性黒鉛材料は、プリプレグまたはコア７１０、７３０の一方または両方内に存在することができる。必要な場合に、１つ以上の適切な難燃剤、たとえば、ハロゲン化または非ハロゲン化難燃剤は、プリプレグまたはコア７１０、７３０の一方または両方内に存在することができる。プリプレグまたはコア７１０、７３０の厚さは、図７にほぼ同一であるように示されるが、プリプレグまたはコア７１０、７３０の厚さは、変えることが可能である。連続した薄いコア層を使用して複合品を製造し、所望の全体的なコアの厚さを提供することは望ましい可能性がある。たとえば、４ｍｍのロフトされたコア層を使用するよりも、相互に、２ｍｍ以下の厚さを有するように２層以上の薄いコア層をカップリングすることにより、ＥＧシート層は、相互により近接して保たれ、シート間で音響エネルギーを伝達することができる。いくつかの構成において、プリプレグまたはコア７１０、７３０のうちの１つは、膨張性黒鉛材料以外の材料を含むことができ、たとえば、マイクロスフェアまたは他の材料を含むことができる。これらの材料は、膨張性黒鉛材料と混合して存在することができる、またはいかなる膨張性黒鉛材料も含まずにプリプレグもしくはコア７１０、７３０のうちの１つ内に存在することができる。スキン７２０は、たとえば、フィルム（たとえば、熱可塑性フィルムまたはエラストマーフィルム）、フリム、スクリム（たとえば、繊維系スクリム）、ホイル、織布、不織布を含むことができる、またはプリプレグもしくはコア７３０上に配置される無機コーティング、有機コーティング、もしくは熱硬化性コーティングとして存在することができる。他の実施例において、スキン７２０は、１９９６年のＩＳＯ４５８９により測定した場合に、約２２超の限界酸素指数を有することができる。熱可塑性フィルムがスキン７２０として、またはスキン７２０内に存在する場合、熱可塑性フィルムは、ポリ（エーテルイミド）、ポリ（エーテルケトン）、ポリ（エーテル−エーテルケトン）、ポリ（フェニレンサルファイド）、ポリ（アリーレンスルホン）、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（アミド−イミド）、ポリ（１，４−フェニレン）、ポリカーボネート、ナイロン、及びシリコーンのうちの少なくとも１つを含むことができる。繊維系スクリムがスキン７２０として、またはスキン７２０内に存在する場合、繊維系スクリムは、ガラス繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、無機鉱物繊維、金属繊維、メタライズ合成繊維、及びメタライズ無機繊維のうちの少なくとも１つを含むことができる。熱硬化性コーティングがスキン７２０として、またはスキン７２０内に存在する場合、コーティングは、不飽和ポリウレタン、ビニルエステル、フェノール類及びエポキシ類のうちの少なくとも１つを含むことができる。無機コーティングがスキン７２０として、またはスキン７２０内に存在する場合、無機コーティングは、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔｉ及びＡｌから選択されるカチオンを含む鉱物を含有することができる、または石膏、炭酸カルシウム、及びモルタルのうちの少なくとも１つを含むことができる。不織布がスキン７２０として、またはスキン７２０内に存在する場合、不織布は、熱可塑性材料、熱硬化性バインダ、無機繊維、金属繊維、メタライズ無機繊維、及びメタライズ合成繊維を含むことができる。物品７００の最終構成により、スキン７２０は、音響エネルギーがスキンを通過することを可能にするオープンセルスキンであることができる、または音響エネルギーを反射してコア７１０、７３０内に返すクローズドセルスキンであることができる。示されないが、修飾層は、スキン７２０に、またはプリプレグもしくはコア７１０の表面にカップリングされることが可能である。本明細書に記述されるように、修飾層は、たとえば、ポリビニルクロライド、ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性エラストマー、または同様のものの熱可塑性フィルムから形成されることができる。修飾層は、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルクロライド、ポリウレタン、及び同様のものから形成される発泡体コアを含む多層構造であることもできる。天然及び合成繊維から作製される織布、ニードルパンチもしくは同様の加工後の有機繊維不織布、起毛織物、ニット製品、フロック布、またはその他のこれらのような材料などの布は、発泡体コアに結合されることができる。また布は、ポリアミド、改質ポリオレフィン、ウレタン及びポリオレフィンなどの、感圧接着剤及びホットメルト接着剤を含む、熱可塑性接着剤により発泡体コアに結合されることができる。また修飾層は、スパンボンド、熱結合、スパンレース、メルトブローン、湿式塗布工程及び／または乾式塗布工程を使用して製造されることができる。入射音響エネルギーに関する修飾層の配置により、修飾層は、オープンセル構造またはクローズドセル構造を有することができる。
【００６５】
特定の実施形態において、２つ以上のプリプレグまたはコアは、相互にカップリングされることが可能であり、つぎにスキンは、プリプレグまたはコアの各表面上に配置されることができる。図８を参照して、プリプレグまたはコア８３０にカップリングされるプリプレグまたはコア８１０、コア８３０上に配置される第一スキン８２０、及びコア８１０上に配置される第二スキン８４０を備える物品８００を示す。各プリプレグまたはコア８１０、８３０は、同一であることができる、または異なることができる。いくつかの実施例において、プリプレグまたはコア８１０、８３０の熱可塑性材料及び繊維は、同一であるが、プリプレグまたはコア８１０、８３０内に存在する、膨張性黒鉛材料の充填量、または膨張性黒鉛材料のタイプは、異なる。他の実施例において、プリプレグまたはコア８１０、８３０内の膨張性黒鉛材料のタイプ及び／または量は、同一であることができ、熱可塑性材料及び／または繊維の一方または両方は、異なることができ、たとえば、化学的に異なることができる、または異なる量に存在することができる。いくつかの実施例において、共有結合された膨張性黒鉛材料は、プリプレグまたはコア８１０、８３０の１つ以上の両方内に存在することができる。他の実施例において、非共有結合された膨張性黒鉛材料は、プリプレグまたはコア８１０、８３０の一方または両方内に存在することができる。必要な場合に、１つ以上の適切な難燃剤、たとえば、ハロゲン化または非ハロゲン化難燃剤は、プリプレグまたはコア８１０、８３０の一方または両方内に存在することができる。プリプレグまたはコア８１０、８３０の厚さが図８においてほぼ同一であるように示されるが、プリプレグまたはコア８１０、８３０の厚さは、変えることが可能である。本明細書に記述されるように、増加した厚さの単一コア層よりも相互にカップリングされる２つ以上のコア層を使用することは、望ましい可能性がある。いくつかの構成において、プリプレグまたはコア８１０、８３０のうちの１つは、膨張性黒鉛材料以外の材料を含むことができ、たとえば、マイクロスフェアを含むことができる。他の材料は、膨張性黒鉛材料と混合して存在することができる、またはいかなる膨張性黒鉛材料も含まずにコア８１０、８３０のうちの１つの内に存在することができる。各スキン８２０、８４０は、フィルム（たとえば、熱可塑性フィルム、またはエラストマーフィルム）、フリム、スクリム（たとえば、繊維系スクリム）、ホイル、織布、不織布などを独立して含むことができる、またはプリプレグもしくはコア８３０上に配置される無機コーティング、有機コーティング、もしくは熱硬化性コーティングとして存在することができる。他の実施例において、スキン８２０、８４０は、１９９６年のＩＳＯ４５８９により測定した場合に、約２２超の限界酸素指数を独立して有することができる。熱可塑性フィルムがスキン８２０、もしくはスキン８４０（もしくは両方）として、または、これらの内に存在する場合、熱可塑性フィルムは、ポリ（エーテルイミド）、ポリ（エーテルケトン）、ポリ（エーテル−エーテルケトン）、ポリ（フェニレンサルファイド）、ポリ（アリーレンスルホン）、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（アミド−イミド）、ポリ（１，４−フェニレン）、ポリカーボネート、ナイロン、及びシリコーンのうちの少なくとも１つを含むことができる。繊維系スクリムがスキン８２０、もしくはスキン８４０（もしくは両方）として、またはこれらの内に存在する場合、繊維系スクリムは、ガラス繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、無機鉱物繊維、金属繊維、メタライズ合成繊維、及びメタライズ無機繊維のうちの少なくとも１つを含むことができる。熱硬化性コーティングがスキン８２０、もしくはスキン８４０（もしくは両方）として、またはこれらの内に存在する場合、コーティングは、不飽和ポリウレタン、ビニルエステル、フェノール類及びエポキシ類のうちの少なくとも１つを含むことができる。無機コーティングがスキン８２０、もしくはスキン８４０（もしくは両方）として、またはこれらの内に存在する場合、無機コーティングは、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔｉ及びＡｌから選択されるカチオンを含む鉱物を含有することができる、または石膏、炭酸カルシウム、及びモルタルのうちの少なくとも１つを含むことができる。不織布がスキン８２０、もしくはスキン８４０（もしくは両方）として、またはこれらの内に存在する場合、不織布は、熱可塑性材料、熱硬化性バインダ、無機繊維、金属繊維、メタライズ無機繊維、及びメタライズ合成繊維を含むことができる。必要な場合に、スキン８２０、８４０のうちの一方は、オープンセル構造を有することができ、他方のスキンは、クローズドセル構造を有することができる。代替に、各スキン８２０、８４０は、オープンセル構造を有することができ、別の成分は、物品上に存在することができる。たとえば、示されないが、修飾層は、スキン８２０へ、またはスキン８４０へ、（または両方）へカップリングされることが可能である。本明細書に記述されるように、修飾層は、たとえば、ポリビニルクロライド、ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性エラストマー、または同様のものの熱可塑性フィルムから、形成されることができる。また修飾層は、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルクロライド、ポリウレタン、及び同様のものから、形成される発泡体コアを含む多層構造であることができる。天然及び合成繊維から作製される織布、ニードルパンチもしくは同様の加工後の有機繊維不織布、起毛織物、ニット製品、フロック布、またはその他のこれらのような材料などの布は、発泡体コアに結合されることができる。また布は、ポリアミド、改質ポリオレフィン、ウレタン及びポリオレフィンなどの、感圧接着剤及びホットメルト接着剤を含む、熱可塑性接着剤により発泡体コアに結合されることができる。また修飾層は、スパンボンド、熱結合、スパンレース、メルトブローン、湿式塗布工程及び／または乾式塗布工程を使用して製造されることができる。
【００６６】
特定の実施形態において、２つ以上のプリプレグまたはコアは、１層以上のスキン層を介して相互にカップリングされることが可能である。図９を参照して、中間層９２０を介してプリプレグまたはコア９３０にカップリングされるプリプレグまたはコア９１０、及びコア９１０上に配置されるスキン９４０を備える物品９００を示す。必要な場合に、スキン９４０は、プリプレグもしくはコア９３０上に代替に配置されることが可能である、または別のスキン（示されない）は、プリプレグもしくはコア９３０上に配置されることが可能である。各プリプレグまたはコア９１０、９３０は、同一であることができる、または異なることができる。いくつかの実施例において、プリプレグまたはコア９１０、９３０の熱可塑性材料及び繊維は、同一であるが、プリプレグまたはコア９１０、９３０内に存在する膨張性黒鉛材料の充填量、または膨張性黒鉛材料のタイプは、異なる。他の実施例において、プリプレグまたはコア９１０、９３０内の膨張性黒鉛材料のタイプ及び／または量は、同一であることができ、熱可塑性材料及び／または繊維の一方または両方は、異なることができ、たとえば、化学的に異なることができる、または異なる量に存在することができる。いくつかの実施例において、共有結合された膨張性黒鉛材料は、プリプレグまたはコア９１０、９３０の１つ以上の両方内に存在することができる。他の実施例において、非共有結合された膨張性黒鉛材料は、プリプレグまたはコア９１０、９３０の一方または両方内に存在することができる。必要な場合に、１つ以上の適切な難燃剤、たとえば、ハロゲン化または非ハロゲン化難燃剤は、プリプレグまたはコア９１０、９３０の一方または両方内に存在することができる。プリプレグまたはコア９１０、９３０の厚さは、図９においてほぼ同一であるように示されるが、プリプレグまたはコア９１０、９３０の厚さは、変えることが可能である。たとえば、２層の薄いコア層は、ある程度にロフトされた同程度の厚さの単一コア層を使用する代替に、相互にカップリングされることが可能である。いくつかの構成において、プリプレグまたはコア９１０、９３０のうちの１つは、膨張性黒鉛材料以外の材料、たとえば、マイクロスフェアを含むことができる。他の材料は、膨張性黒鉛材料と混合して存在することができる、またはいかなる膨張性黒鉛材料も含まずにコア９１０、９３０のうちの１つ内に存在することができる。層９２０及びスキン９４０は、たとえば、フィルム（たとえば、熱可塑性フィルム、またはエラストマーフィルム）、フリム、スクリム（たとえば、繊維系スクリム）、ホイル、織布、不織布を独立して含むことができる、またはプリプレグもしくはコア８３０上に配置される無機コーティング、有機コーティング、もしくは熱硬化性コーティングとして存在することができる。他の実施例において、層９２０及びスキン９４０は、１９９６年のＩＳＯ４５８９により測定した場合に、約２２超の限界酸素指数を独立して有することができる。熱可塑性フィルムが層９２０、もしくはスキン９４０（もしくは両方）として、またはこれらの内に存在する場合、熱可塑性フィルムは、ポリ（エーテルイミド）、ポリ（エーテルケトン）、ポリ（エーテル−エーテルケトン）、ポリ（フェニレンサルファイド）、ポリ（アリーレンスルホン）、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（アミド−イミド）、ポリ（１，４−フェニレン）、ポリカーボネート、ナイロン、及びシリコーンのうちの少なくとも１つを含むことができる。繊維系スクリムが層９２０もしくはスキン９４０（もしくは両方）として、またはこれらの内に存在する場合、繊維系スクリムは、ガラス繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、炭素繊維、無機鉱物繊維、金属繊維、メタライズ合成繊維、及びメタライズ無機繊維のうちの少なくとも１つを含むことができる。熱硬化性コーティングが層９２０もしくはスキン９４０（もしくは両方）として、またはこれらの内に存在する場合、コーティングは、不飽和ポリウレタン、ビニルエステル、フェノール類及びエポキシ類のうちの少なくとも１つを含むことができる。無機コーティングが層９２０もしくはスキン９４０（もしくは両方）として、またはこれらの内に存在する場合、無機コーティングは、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｔｉ及びＡｌから選択されるカチオンを含む鉱物を含有することができる、または石膏、炭酸カルシウム、及びモルタルのうちの少なくとも１つを含むことができる。不織布が層９２０もしくはスキン９４０（もしくは両方）として、またはこれらの内に存在する場合、不織布は、熱可塑性材料、熱硬化性バインダ、無機繊維、金属繊維、メタライズ無機繊維、及びメタライズ合成繊維を含むことができる。いくつかの実施例において、スキン９２０は、音響エネルギーがコア層９１０、９３０間に入ることを可能にするオープンセル構造を望ましくは有する。同様に、スキン９４０は、入射音響エネルギーに関する物品９００の方向によりオープンセル構造またはクローズドセル構造を有することができる。示されないが、修飾層は、スキン９４０、またはプリプレグもしくはコア９３０（または両方）にカップリングされることが可能である。本明細書に記述されるように、修飾層は、たとえば、ポリビニルクロライド、ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性エラストマー、または同様のものの熱可塑性フィルムから、形成されることができる。また修飾層は、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニルクロライド、ポリウレタン、及び同様のものから、形成される発泡体コアを含む多層構造であることができる。天然及び合成繊維から作製される織布、ニードルパンチもしくは同様の加工後の有機繊維不織布、起毛織物、ニット製品、フロック布、またはその他のこれらのような材料などの布は、発泡体コアに結合されることができる。また布は、ポリアミド、改質ポリオレフィン、ウレタン及びポリオレフィンなどの、感圧接着剤及びホットメルト接着剤を含む、熱可塑性接着剤により発泡体コアに結合されることができる。また修飾層は、スパンボンド、熱結合、スパンレース、メルトブローン、湿式塗布工程及び／または乾式塗布工程を使用して製造されることができる。
【００６７】
特定の実施形態において、材料のストリップは、プリプレグまたはコア層上に配置されることが可能である。図１０を参照して、プリプレグまたはコア１０１０の異なる領域上に配置されるストリップ１０２０、１０３０を備えるプリプレグまたはコア１０１０を含む物品１０００を示す。必要な場合に、これらのようなストリップは、図１から図９に示される例示的な実施形態のいずれかの上に存在することが可能である。ストリップ１０２０、１０３０は、同一であることができる、または異なることができる。いくつかの実施例において、ストリップ１０２０、１０３０は、本明細書に記述されるように膨張性黒鉛材料を含むことができる。たとえば、ストリップは、ストリップ内の他の材料に非共有結合される膨張性黒鉛材料を含むことができる、またはストリップ内の他の材料に共有結合される膨張性黒鉛材料を含むことができる。いくつかの実施例において、ストリップ１０２０、１０３０は、本明細書に記述されるようなプリプレグまたはコアの形態を独立して取ることができる。他の構成において、ストリップは、本明細書に記述されるようなスキンまたは層の形態を取ることができる。特定の実施例において、ストリップは、たとえば、構造上の補強を提供することが望ましい可能性がある物品１０００の領域上に、または異なる厚さが望ましい領域上に、配置されることが可能である。他の構成において、ＥＧ材料を含むストリップは、高い吸音性が望ましい領域に配置されることができる。
【００６８】
いくつかの実施形態において、プリプレグ及びコアは、所望の物理的な、または化学的な特性を与えるために、追加の材料または添加剤を含むことができる。たとえば、１つ以上の染料、調質剤、着色剤、粘度改質剤、煙抑制剤、相乗的な材料、ロフティング剤、粒子、粉末、殺生物剤、発泡体もしくは他の材料は、プリプレグもしくはコアと混合すること、またはこれらに加えられることが可能である。いくつかの実施例において、プリプレグまたはコアは、約０．２重量パーセントから約１０重量パーセントの量内で１つ以上の煙抑制剤組成物を含むことができる。例示的な煙抑制剤の組成物は、限定されないが、スズ酸塩、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、ケイ酸マグネシウム、モリブデン酸亜鉛カルシウム、ケイ酸カルシウム、水酸化カルシウム、及びそれらの混合物を含む。必要な場合に、相乗的な材料は、プリプレグまたはコアの物性を高めるために存在することが可能である。たとえば、難燃性を高める相乗剤は、存在することができる。必要な場合に、ＥＧ材料の吸音性を高める材料も、存在することができる。
【００６９】
他の実施例において、本明細書に記述されるプリプレグまたはコアは、コアへ所望の特性を与えるために、所望の量の、たとえば、プリプレグまたはコアの総重量に基づき約５０重量パーセント未満の少ない量の、熱硬化性材料を含むことができる。熱硬化性材料は、熱可塑性材料と混合されることができる、またはプリプレグもしくはコアの１つ以上の表面上にコーティングとして加えられることができる。
【００７０】
特定の実施形態において、本明細書に記述されるプリプレグまたはコアは、ガラスマット熱可塑性複合材料（ＧＭＴ）または軽量強化サーモプラスチック（ＬＷＲＴ）として構成される（またはこの内で使用される）ことが可能である。１つのこのようなＬＷＲＴは、ＨＡＮＷＨＡ  ＡＺＤＥＬ，Ｉｎｃ．により調製され、商標ＳＵＰＥＲＬＩＴＥ（登録商標）材料下で販売される。膨張性黒鉛材料により充填されるＳＵＰＥＲＬＩＴＥ（登録商標）マットは、難燃性及び強化された加工処理能力などを有する望ましい特性を提供することが可能である。このようなＧＭＴまたはＬＷＲＴの面密度は、面密度が特定用途の必要性により４００グラム／平方メートル（ｇｓｍ）未満または４０００ｇｓｍ超であることができるが、ＧＭＴまたはＬＷＲＴの約３００ｇｓｍから約４０００ｇｓｍの間に及ぶことが可能である。いくつかの実施形態において、上部密度は、約４０００ｇｓｍ未満であることが可能である。特定の実施例において、ＧＭＴまたはＬＷＲＴは、多孔質のＧＭＴまたはＬＷＲＴの空隙空間内に配置される膨張性黒鉛材料を含むことができる。たとえば、非共有結合された膨張性黒鉛材料は、ＧＭＴまたはＬＷＲＴの空隙空間内に存在することが可能である。他の実施例において、共有結合された膨張性黒鉛材料は、ＧＭＴまたはＬＷＲＴの空隙空間内に存在することが可能である。さらに他の構成において、非共有結合された膨張性黒鉛材料、及び共有結合された膨張性黒鉛材料の両方は、ＧＭＴまたはＬＷＲＴ内に存在することが可能である。ＧＭＴまたはＬＷＲＴのプリプレグまたはコアが、膨張性黒鉛材料と混合して使用される場合、ＧＭＴまたはＬＷＲＴの基準重量は、依然として適切な性能特性を提供しながら、たとえば、８００ｇｓｍ、６００ｇｓｍ、または４００ｇｓｍ未満に減少することが可能である。いくつかの実施例において、ＧＭＴまたはＬＷＲＴの全体的な厚さは、４ｍｍ以下、さらに特に３ｍｍ以下であることができ、たとえば、２ｍｍ以下、または１ｍｍ以下でさえもあることができる。
【００７１】
本明細書に記述されるプリプレグ及びコアを製造する際に、湿式塗布工程を使用することが望ましい可能性がある。たとえば、本明細書に記述されるいずれかの１つ以上の添加剤（たとえば、難燃剤）を任意選択で含む、分散した材料、たとえば、熱可塑性材料、繊維及び膨張性黒鉛材料を含む液体または流体媒体は、気体、たとえば、空気または他の気体の存在下でかき混ぜられる、または撹拌されることができる。つぎにこの分散液は、支持体、たとえば、ワイヤスクリーンまたは他の支持材料上に塗布され、塗布された材料内の膨張性黒鉛材料の実質的に均一な分布を提供することができる。膨張性黒鉛材料の分散性及び／または均一性を増すために、かき混ぜられた分散液は、たとえば、Ｇｌｏｖｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｌｔｄ．による、ＴＥＸＯＦＯＲ（登録商標）ＦＮ１５材料として販売されるＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｏａｐｓ  Ｌｔｄ．によるＡＣＥ液体という名称の下で販売される活性剤、及びＦｌｏａｔ−Ｏｒｅ  Ｌｔｄ．によるＡＭＩＮＥ  Ｆｂ１９材料として販売される活性剤などの、１つ以上の活性剤、たとえば、アニオン性、カチオン性、または非イオン性を有することができる。これらの作用剤は、液体分散液内で空気の分散を支援することが可能である。これらの成分は、空気の存在下で、混合タンク、浮選セル、または他の適切なデバイスに追加され、分散液を提供することが可能である。水分散液を望ましくは使用するが、１つ以上の非水性流体も、分散液内で支援するか、流体の粘度を変えるか、その他の方法により所望の物理的な、もしくは化学的な特性を分散液またはプリプレグ、コア、もしくは物品に与えるかのために存在することができる。
【００７２】
特定の実施例において、分散液が十分な期間に混合された後に、懸濁材料を含む流体は、スクリーン上に配置され、ワイヤまたは他の適切な支持構造を移動して、塗布された材料のウェブを提供することが可能である。吸引または減圧をウェブに与え、塗布された材料からいずれかの液体を除去し、存在する熱可塑性材料、膨張性黒鉛材料、及びいずれかの他の材料、たとえば、繊維、添加剤などを残すことができる。本明細書に記述されるように、熱可塑性材料の平均粒径と実質的に同一である、またはこれより大きい膨張性黒鉛材料の粒径を選択することにより、膨張性黒鉛材料の強化された保持（マイクロスフェア保持のレベルと比較して）を達成することが可能である。結果として生じるウェブを乾燥させ、任意選択で完全に硬化する前に所望の厚さへ固化させ、またはプレスし、所望のプリプレグ、コア、または物品を提供することが可能である。本明細書に記述されるように、硬化したプリプレグまたはコアは、コア層を備える物品のロフティングまたはさらなる加工処理なしで、「そのまま」使用されることができる。いくつかの実施例において、添加剤または追加の膨張性黒鉛材料は、乾燥、完全な硬化、及び／または固化、またはプレス加工の前にウェブに加えられ、所望のプリプレグ、コア、または物品を提供することが可能である。他の実施例において、乾燥、硬化などに続いて、膨張性黒鉛材料をウェブに加え、所望のプリプレグ、コア、または物品を提供することができる。湿式塗布工程を使用することができるが、存在する熱可塑性材料、膨張性黒鉛材料、及び他の材料の性質により、不織製品を作製するために用いられる、エアライド工程、ドライブレンド工程、カーディング及びニードル工程、または他の既知の工程を代替に使用することは望ましい可能性がある。いくつかの実施例において、プリプレグまたはコアの表面に対して約９０度の角度において膨張性黒鉛材料を噴霧するように構成される、複数のコーティングジェット下に基板を通すことによりプリプレグまたはコアをある程度に固めた後に、追加の膨張性黒鉛材料は、プリプレグまたはコアの表面上に噴霧されることが可能である。
【００７３】
いくつかの構成において、本明細書に記述されるプリプレグ及びコアは、水溶液または発泡体内の界面活性剤の存在下で、熱可塑性材料、繊維、膨張性黒鉛材料を混合させることにより製造されることが可能である。混合した成分は、さまざまな材料を分散させ、これらの材料の実質的に均質な水性混合物を提供するために十分な時間に、混合される、または撹拌されることが可能である。つぎに分散した混合物は、いずれかの適切な支持構造、たとえば、ワイヤメッシュ、または他のメッシュ、または所望のポロシティを有する支持体上に塗布される。つぎに水は、ウェブを形成するワイヤメッシュを介して排出されることが可能である。ウェブは、乾燥し、熱可塑性粉体の軟化温度より上に加熱される。つぎにウェブは、冷却され、所定の厚さへプレスされ、空隙上に存在するＥＧ材料に関して約１パーセントから約９５パーセント間の空隙率を有する複合シートを製造する。代替の実施形態において、水溶性発泡体は、バインダ材料も含む。
【００７４】
特定の実施例において、多孔質ＧＭＴの形態においてプリプレグまたはコアを製造することが可能である。特定の実施例において、ＧＭＴは、チョップドガラス繊維と、熱可塑性材料と、膨張性黒鉛材料と、ガラス繊維か、たとえば、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の配合物、またはＰＣ／ＰＥＴの配合物などの熱可塑性樹脂繊維かにより作製される、任意選択の１枚の熱可塑性ポリマーフィルムまたは複数の熱可塑性ポリマーフィルム及び／または織布または不織布とを使用して一般的に調製されることが可能である。いくつかの実施形態において、ＰＰ、ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＣ／ＰＥＴ配合物またはＰＣ／ＰＢＴ配合物は、高いメルトフローインデックスの樹脂として使用されることが可能である。グラスマットを製造するために、熱可塑性材料、補強材料、膨張性黒鉛材料、及び／または他の添加剤は、インペラにより嵌合されるオープントップ混合タンク内に含まれる分散させる発泡体内に加えられる、または計量されることが可能である。いかなる特定の理論にも束縛されることを望まずに、発泡体の空気の捕捉されたポケットの存在は、ガラス繊維、熱可塑性材料及び膨張性黒鉛材料を分散させる際に支援することが可能である。いくつかの実施例において、ガラス及び樹脂の分散した混合物は、分配マニホールドを介して製紙機械のワイヤ区間より上に設置されるヘッドボックスにポンプで注入されることが可能である。つぎにガラス繊維、膨張性黒鉛材料、またはサーモプラスチックではない、発泡体は、分散した混合物が真空状態を使用して移動するワイヤスクリーンに提供される場合に、除去され、均一な繊維状の湿式ウェブを連続して製造することが可能である。適切な温度でドライヤーに湿式ウェブを通し、水分含有量を減少させ、熱可塑性材料を融解させる、または軟化させることが可能である。熱いウェブがドライヤーを出るときに、表面層、たとえば、フィルムなどは、１セットの加熱されたローラーのニップに、ガラス繊維、膨張性黒鉛材料、熱可塑性材料及びフィルムのウェブを通すことにより、ウェブ上にラミネート加工されることができる。必要な場合に、追加の層、たとえば、不織布及び／または織布層などは、ウェブの片側に、または両側に、フィルムに加えて貼付され、ガラス繊維強化マットの取り扱いのしやすさを容易にすることができる。つぎに複合材料は、テンションロールを通過し、最終製品を後に形成するために所望のサイズに連続切断される（裁断される）ことが可能である。これらのような複合材料を形成する際に使用される適切な材料及び処理加工条件を有する、これらのようなＧＭＴ複合材料の調製に関するさらなる情報は、たとえば、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、ならびに米国特許出願公開第ＵＳ２００５／００８２８８１号、第ＵＳ２００５／０２２８１０８号、第ＵＳ２００５／０２１７９３２号、第ＵＳ２００５／０２１５６９８号、第ＵＳ２００５／０１６４０２３号、及び第ＵＳ２００５／０１６１８６５号に記述される。
【００７５】
特定の実施形態において、熱可塑性材料及び強化繊維と混合するＥＧ材料の存在は、コア内にＥＧ材料を含まずに達成されることが可能であるものより良い音響制御を提供する。たとえば、所望の周波数の音波を吸収することが可能であるＥＧ材料を選択することにより、複合品を介して伝送される音の周波数及び／または振幅を低下させることができる。さらに、選択される特定のＥＧ材料、及び充填量レベルにより、吸音性及び難燃性の両方を提供することができる。
【００７６】
空隙空間内にＥＧ材料を含むコアを備える複合品により少なくともある程度に吸収されることが可能である例示的な音響周波数は、限定されないが、１２００〜６０００Ｈｚの範囲内にこれらの周波数を有するが、他の周波数も、少なくともある程度に吸収されることができる。いくつかの実施例において、コア及びスキン層の特定の組成物は、より小さな周波数ウィンドウ、たとえば、１２００〜２０００Ｈｚ、または他の選択された周波数ウィンドウを介して所望の吸収係数を与えるように調整されることが可能である。
【００７７】
特定の実施例において、複合品を製造する方法は、混合物内で熱可塑性材料、強化繊維及び膨張性黒鉛粒子を混合させ、撹拌された水溶性発泡体を形成することを備える。発泡体は、ワイヤ支持体上に配置され、水は排出され、熱可塑性材料、繊維及び黒鉛材料を含むウェブまたはオープンセル構造を形成する。いくつかの実施例において、つぎにウェブは、熱可塑性材料の融解温度より上の第一温度に加熱され、ウェブ内で、第一温度は、実質的にロフトが発生しないように膨張性黒鉛粒子のロフトオンセット温度より下である。必要な場合に、コアは、完全に硬化する前に圧縮され、コア層内で相互により近接してＥＧシートを配置することができる。他の実施例において、ウェブは、熱可塑性材料を融解させる加熱条件、たとえば、対流加熱を使用して加熱されるが、膨張性黒鉛粒子を実質的にロフトしないことが可能である。必要な場合に、つぎにニップローラーまたは他のデバイスを使用して、ウェブに圧力を加え、ウェブ内に分散する膨張性黒鉛粒子を含む熱可塑性複合シートを提供することが可能である。
【００７８】
特定の実施形態において、本明細書に記述される膨張性黒鉛材料は、２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす熱可塑性複合品内で使用されることができる。たとえば、２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす多くの既存の物品は、難燃剤、たとえば、水酸化マグネシウムなどの３０重量パーセントの難燃剤、または４０重量パーセントもの難燃剤の実質的な量を含むことができる。これらの多量の難燃剤は、熱可塑性コア層に悪影響を与える可能性がある。加えて、コア層内の熱可塑性材料の存在は、コア層を可燃性にすることが可能である。コア層内にＥＧ材料の適切な量、または有効な量を含むことにより、コア層、及びコア層を備えるいずれかの物品は、ＡＳＴＭ  Ｅ８４のクラスＡ要件を満たすことができる。
【００７９】
いくつかの実施形態において、複合品が熱可塑性繊維強化多孔質コア層、及びこの多孔質コア層の少なくとも一方の表面上に配置されるスキンを含むこと、多孔質コア層が複数の強化繊維、１つの膨張性黒鉛材料、及び１つの熱可塑性材料から形成されるウェブを含むこと、ならびに複合品が２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たすような膨張性黒鉛粒子の有効量を有することは、オフィス家具、座席などのような設定において使用されることが可能である。いくつかの実施例において、熱可塑性材料は、ポリオレフィンを含み、強化繊維は、ガラス繊維を含む。他の実施例において、熱可塑性材料を含むコア層のバランスに関して、ガラス繊維は、約３０から６０重量パーセントの間に存在し、膨張性黒鉛粒子は、少なくとも１０重量パーセントに存在する。必要な場合に、スキン層は、スクリム、オープンセルフィルム、またはクローズドセルフィルムのうちの１つであることができる。いくつかの実施例において、接着層は、コア層とスキン層との間に存在することができる。特定の実施形態において、物品は、コア層の対向する表面上に配置される第二スキン層を備えることができる。いくつかの構成において、コア層は、いかなる追加の難燃剤も含まず、たとえば、ＥＧ材料は、難燃剤として機能することが可能であるが、水酸化マグネシウムなどの他の難燃剤、またはハロゲン化難燃剤は、存在しない。特定の実施例において、物品は、コア層とスキン層との間に第一接着層を、及びコア層と第二スキン層との間に第二接着層を備えることができる。他の実施例において、物品は、スキン層上に配置される修飾層を備えることができる。たとえば、オフィス用途において、布またはカバーをホッチキスでとめ、グルーで接着し、またはその他の方法で取り付け、より審美的に満足させる物品を提供することは、望ましい可能性がある。いくつかの実施形態において、物品内に使用されるＥＧ材料は、膨張性黒鉛粒子の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛粒子の１重量％未満の水分含有量、膨張性黒鉛粒子の４重量％未満の硫黄含有量、ならびに膨張性黒鉛粒子の２９０：１ｇ／ｃｃ、または２８０：１ｇ／ｃｃ、または２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で１〜６、５〜１０、または１〜１０の有効なｐＨ範囲を有することができる。
【００８０】
特定の実施例において、非成形複合品は、熱可塑性繊維強化多孔質コア層、及びこの多孔質コア層の少なくとも１つの表面上に配置されるスキンを備え、多孔質コア層が熱可塑性材料により結束される複数の強化繊維から形成される圧縮されたウェブを含み、多孔質コア層内でウェブは、膨張性黒鉛材料を含む複数の空隙を含み、複合品が複合品の成形なしで２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たすような膨張性黒鉛粒子の有効量を含む。特定の実施例において、コア層は、いかなる追加の難燃性材料も含まず、たとえば、ＥＧ材料は、難燃剤として機能することが可能であるが、水酸化マグネシウムまたはハロゲン化難燃剤などの他の難燃剤は、コア層内に存在しない。いくつかの実施形態において、複合品は、４ｍｍ未満、または２ｍｍ未満の厚さを有する。いくつかの実施例において、膨張性黒鉛材料は、ウェブの空隙内に実質的にロフトされていない形態で存在する。他の実施例において、物品は、ロフティング剤、たとえば、マイクロスフェアを含むことができる。特定の実施例において、スキンは、オープンセルスクリムまたはクローズドセルスクリムとして構成される。特定の実施例において、物品は、コア層の対向する表面上に配置される追加のスキンを備えることができる。他の実施形態において、追加のスキンは、クローズドセルスクリムまたはオープンセルスクリムとして構成される。いくつかの構成において、物品内の膨張性黒鉛粒子は、膨張性黒鉛粒子の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛粒子の１重量％未満の水分含有量、膨張性黒鉛粒子の４重量％未満の硫黄含有量、ならびに膨張性黒鉛粒子の２９０：１ｇ／ｃｃ、２８０：１ｇ／ｃｃ、または２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で１〜６、５〜１０、または１〜１０の有効なｐＨ範囲を有することができる。
【００８１】
特定の実施形態において、多孔質コア層を備える熱可塑性複合品を製造する方法は、この多孔質コア層が複数の強化繊維、１つの熱可塑性材料、及び複数の膨張性黒鉛粒子を含み、膨張性黒鉛粒子のいかなる実質的なロフティングもなしで熱可塑性材料の融点より上の第一温度へ、強化繊維、熱可塑性材料、及び膨張性黒鉛粒子を加熱することにより、熱可塑性材料、膨張性黒鉛粒子、及び強化繊維を含むウェブを形成し、熱可塑性複合品が２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験されるようなクラスＡ要件を満たす膨張性黒鉛粒子の有効量を有することを備える。特定の実施形態において、方法は、熱可塑性複合品を成形せずに建築用パネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。他の実施例において、方法は、いかなる追加の難燃剤も含まずに熱可塑性複合品を構成することを備える。いくつかの実施例において、方法は、熱可塑性複合品の厚さが４ｍｍより厚くはないように構成することを備える。いくつかの実施例において、方法は、コア層の硬化前に、４ｍｍ未満の厚さへ熱可塑性物品のコア層を圧縮することを備える。追加の構成において、方法は、コア層を硬化させる前に、２ｍｍ未満の厚さへ熱可塑性物品のコア層を圧縮することを備える。いくつかの実施例において、方法は、熱可塑性複合品の１つの表面上のスクリムにより熱可塑性複合品を構成することを備える。他の実施形態において、方法は、熱可塑性複合品の対向する表面上の追加のスクリムにより熱可塑性複合品を構成することを備え、熱可塑性複合品において、スクリム、及び追加のスクリムのうちの少なくとも１つは、オープンセル構造を有する。さらなる実施例において、方法は、熱可塑性材料を含む多孔質コア層のバランスに関して、約３５〜５５重量パーセントの強化繊維としてのガラス繊維により、及び少なくとも１０重量パーセントの膨張性黒鉛粒子により多孔質コア層を構成することを備える。他の実施例において、方法は、膨張性黒鉛粒子の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛粒子の１重量％未満の水分含有量を有するように、膨張性黒鉛粒子の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに膨張性黒鉛粒子の２９０：１ｇ／ｃｃ、２８０：１ｇ／ｃｃ、または２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で１〜６、５〜１０、または１〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように膨張性黒鉛粒子を選択することを備える。
【００８２】
特定の実施例において、方法は、混合物内で熱可塑性材料、強化繊維及び膨張性黒鉛粒子を混合して撹拌された水溶性発泡体を形成すること、撹拌された水溶性発泡体をワイヤ支持体上に配置すること、水を排出してウェブを形成すること、熱可塑性材料の融解温度以上の第一温度へウェブを加熱すること、ウェブにおいて膨張性黒鉛粒子の実質的なロフティングが発生しないように第一温度を選択し、４ｍｍを超えない厚さへウェブを圧縮して熱可塑性複合品を提供すること、及び熱可塑性複合品のいかなる成形もなしで提供された熱可塑性複合品を使用することを備え、この中で熱可塑性複合品は、２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たす膨張性黒鉛粒子の有効量を有する。いくつかの実施例において、圧縮ステップは、加熱されたウェブを１セットのローラーに通し、４ｍｍを超えない、または２ｍｍを超えない厚さを提供することを備える。いくつかの実施例において、方法は、膨張性黒鉛粒子が撹拌された水溶性発泡体内に均質に分散するまで、撹拌された水溶性発泡体を混合することを備える。他の実施例において、方法は、物品を圧縮する前に熱可塑性複合品の少なくとも１つの表面にスクリムを適用することを備えることができる。いくつかの実施例において、方法は、物品を圧縮した後に熱可塑性複合品の少なくとも１つの表面にスクリムを適用することを備えることができる。他の実施例において、方法は、２ｍｍを超えない厚さへ物品を圧縮することを備えることができる。特定の実施形態において、方法は、いかなる追加の難燃剤も含まずにウェブを構成することを備えることができる。いくつかの実施例において、方法は、熱可塑性物品と実質的に同一の組成物、及び異なる厚さを有する第二熱可塑性物品に熱可塑性物品をカップリングすることを備えることができる。他の実施例において、異なる厚さを有する熱可塑性物品は、４ｍｍ厚を超えない、または２ｍｍ厚を超えない。いくつかの実施例において、ＥＧ材料は、膨張性黒鉛粒子の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛粒子の１重量％未満の水分含有量を有するように、膨張性黒鉛粒子の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに膨張性黒鉛粒子の２９０：１ｇ／ｃｃ、または２８０：１ｇ／ｃｃ、または２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で１〜６、５〜１０、または１〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように選択されることが可能である。
【００８３】
特定の実施形態において、熱可塑性複合品を製造する方法は、混合物内で熱可塑性材料、強化繊維、及び非ロフト膨張性黒鉛粒子を混合させ、撹拌された水溶性発泡体を形成すること、撹拌された水溶性発泡体をワイヤ支持体上に配置すること、水を排出してウェブを形成すること、熱可塑性材料の融解温度以上の第一温度へウェブを加熱し、実質的に非ロフト膨張性黒鉛粒子のロフトが発生しないような第一温度を選択すること、ウェブを第一厚さへ圧縮すること、及び圧縮されたウェブ上にスキンを配置して熱可塑性複合品を提供することを備え、熱可塑性複合品のウェブは、２００９年のＡＳＴＭ  Ｅ８４により試験した場合にクラスＡ要件を満たすような非ロフト膨張性黒鉛粒子の有効量を有する。いくつかの実施例において、方法は、物品を成形せずに建築用パネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。さらなる実施例において、方法は、物品の成形なしで自動車パネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。いくつかの実施例において、方法は、物品を成形せずにレクリエーショナルビークルパネルとして熱可塑性複合品を使用することを備える。いくつかの構成において、ウェブ内の膨張性黒鉛粒子の量は、ウェブがウェブの成形なしで３．５ｍｍより厚くはないときに、２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０により試験した場合に、物品が２４００Ｈｚにおいて少なくとも０．２（または２８６０Ｈｚにおいて少なくとも０．２）の吸音率をも有するように選択される。特定の実施例において、方法は、スキン層上に修飾層を配置することを備える。他の実施形態において、方法は、圧縮されたウェブ上にスキン層を配置する前に、圧縮されたウェブと実質的に同一の組成物を含む第二の圧縮されたウェブへ圧縮されたウェブをカップリングすることを備える。追加の実施例において、方法は、第一厚さ未満の第二厚さへウェブを圧縮することを備え、第二厚さへのウェブの圧縮は、第一厚さにおいてウェブの吸音率と比較して吸音率における増加をもたらす。いくつかの実施例において、方法は、第一厚さより少なくとも５０％少ないように第二厚さを構成することを備える。特定の構成において、方法は、膨張性黒鉛粒子の少なくとも８５重量％の炭素含有量、膨張性黒鉛粒子の１重量％未満の水分含有量を有するように、膨張性黒鉛粒子の４重量％未満の硫黄含有量を有するように、ならびに膨張性黒鉛粒子の２９０：１ｇ／ｃｃ、または２８０：１ｇ／ｃｃ、または２７０：１ｇ／ｃｃ以下の膨張比、及び任意選択で１〜６、５〜１０、または１〜１０の有効なｐＨ範囲を有するように膨張性黒鉛粒子を選択することを備える。
【００８４】
特定の実施例は、本明細書に記述される新規の態様及び構成のうちのいくつかをより良く示すために以下に記述される。
【実施例１】
【００８５】
いくつかの音響測定は、約５重量％においてＥＧ粒子（３００ミクロン超の平均粒径、８５％超の炭素、０．９％の水分、約３．２％の硫黄）を含む多孔質コア（１０００ｇｓｍまたは１２００ｇｓｍ）を含有する複合品を使用して実行された。ＥＧ材料は、コア層の調製においていかなる実質的な膨張も受けなかった。ロフト前の（製造時の）、及びロフト後の物品（成形品）は、それらの音を吸収する能力について試験された。
【００８６】
表１は、試験された物品の調合及び物性を列挙する。すべての試験された物品は、一方の側面上に９０ｇｓｍのスクリム、及び他方の側面上に２０ｇｓｍの軽量スクリムを含有した。すべての物品は、製造時に、ならびに２ｍｍ、４ｍｍ、及び６ｍｍの成形厚において試験された。また生産管理物品ＰＣ６８９（ＸＬＴ−Ｈ）は、成形された。すべての物品は、摂氏２２０度の成形温度で成形された。
【００８７】
【表１】
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【実施例２】
【００８８】
表１内に列挙されるすべての物品は、２ｍｍ、４ｍｍ、及び６ｍｍに成形され、製造時のまま使用された（成形なし、またはロフティングなし）。２０１０年のＡＳＴＭ  Ｅ１０５０に従う吸音試験は、各成形された物品の吸音性を測定するために使用された。直径において１００ｍｍ、及び直径において２９ｍｍのディスクを成形された物品から打ち抜いた。ＨＯＦ  Ｋ８１のスクリムの側面は、すべての測定においてサウンドリソースに対向していた。
【００８９】
図１１Ａから図１１Ｃは、異なる成形厚の物品についての異なる周波数における吸音率を示す。一般に、吸音率は、成形厚が増加するにつれ増加する。吸音性は、ＥＧ材料が存在しないＸＬＴ−Ｈ制御材料について２ｍｍから６ｍｍに急激に増加する。より低い増加は、ＥＧ材料がコア層内に存在する場合に観測される。
【実施例３】
【００９０】
成形時の物品は、音を吸収するそれらの能力についても試験された。実施例２において記述されるように、吸音性は、コア厚が増加するにつれて一般的に増加し、いかなるＥＧ材料もない場合に特に増加する。図１２は異なるサンプルの比較を示す。
【００９１】
すべての試験物品は、１５００〜６０００Ｈｚの範囲において制御材料（ＰＣ６８９）全体に有意な吸音性の改善を与えた。すべての５つの１２００ｇｓｍのコア材料（ＳＴ−１０４６５、ＳＴ−１０４６６、ＳＴ−１０４６７、ＳＴ−１０７６３Ａ、ＳＴ−１０７６３Ｂ）は、類似した性能、及び１０００ｇｓｍのコアサンプル（ＳＴ−１０３８７）より良い性能を示すが、より軽い１０００ｇｓｍのサンプルは、いかなるＥＧ粒子も含まずに対照材料より有意な吸音性を依然として与えた。
【００９２】
ＳＴ−１０７６３Ａ及びＳＴ−１７０６３Ｂの物品は、それらがより低量（５％対１０％）のＥＧ材料を含有しても、高い周波数（６０００Ｈｚ）において最高の吸音性を有した。特に、ＳＴ−１０７６３Ａの材料をＳＴ−１０４６５の材料（両方とも３．７ｍｍの厚さ、及び１３１０ｇｓｍの基準重量を有する）と比較する際に、ＳＴ−１０７６３Ａの吸音性は、約５０００Ｈｚにおいて平衡状態になるが、ＳＴ−１０４６５の材料についての吸音性は、５０００Ｈｚにおいて有意に低い。
【実施例４】
【００９３】
図１３は、同一の物品（ＳＴ−１０４６６）について異なる成形条件を使用する吸音性能における比較を示す。図１３に記述されるように、ＥＧ材料が存在する吸音性は、製造時物品と比較してより大きい成形厚において低下することが可能である。ＳＴ−１０４６６は、３．４ｍｍの製造時の厚さを有する。３．４ｍｍから４ｍｍに厚さを増加させることは、吸音性における低下をもたらす。ＳＴ−１０４６６の厚さは、製造時吸音率を合わせるために６ｍｍに増加する必要がある。厚さを増加させることに関する音の低下は、成形工程からＥＧ格子シート構造の解離による可能性がある。製造時物品は、約４００Ｈｚから約４４００Ｈｚの周波数から２ｍｍ、４ｍｍ、及び６ｍｍ厚の成形品より高い吸音率を有する。６ｍｍの成形品のみが４４００Ｈｚより上のより高い吸音率を有する。
【実施例５】
【００９４】
ＡＳＴＭ  Ｅ８４、クラスＡ要件を満たす物品は、１０％の膨張性黒鉛（３００ミクロンより大きい平均粒径）、１２００ｇｓｍのコアの各表面上に２０ｇｓｍのスクリムなどの、軽量スクリムを含む１２００ｇｓｍのコア（４５％公称ガラス）を使用して製造されることが可能である。物品は、製造時状態において、ＡＳＴＭ  Ｅ８４、クラスＡ要件を満たすことが可能である。
【実施例６】
【００９５】
ＡＳＴＭ  Ｅ８４、クラスＡ要件を満たす物品は、１０％の膨張性黒鉛（３００ミクロンより大きい平均粒径）、１２００ｇｓｍのコアの各表面上に２０ｇｓｍのスクリムなどの、軽量スクリムを含む１２００ｇｓｍのコア（４５％公称ガラス）を使用して製造されることが可能である。物品は、製造時状態において、ＡＳＴＭ  Ｅ８４、クラスＡ要件を満たすことが可能である。物品は、Ａｓｂｕｒｙ３３３５以外のいかなる追加の難燃剤をも使用せずに製造されることが可能である。
【００９６】
本明細書に開示される実施例の要素を導入するときに、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、これらの要素の１つ以上があることを意味することを意図される。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、及び「ｈａｖｉｎｇ（含む）」は、オープンエンド形式であり、列挙された要素以外の追加の要素があることができることを意味することを意図される。本開示の利益を供与される当業者は、実施例のさまざまな構成要素が他の実施例のさまざまな構成要素と交換される、または置換されることが可能であることを認識するであろう。
【００９７】
特定の態様、実施例、及び実施形態は、上記に記述されているが、本開示の利益を供与される当業者は、開示された例示的な態様、実施例、及び実施形態の追加物、置換物、変更形態、及び代替物が可能であることを認識するであろう。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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