(57)【要約】熱可塑性マトリックス材料を含む耐火性複合材料積層体であって、前記熱可塑性マトリックス材料は、前記複合材料積層体の前記マトリックスに埋め込まれた繊維により強化されており、前記耐火性複合材料積層体の前記熱可塑性マトリックス材料はフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む耐火性複合材料積層体。【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性マトリックス材料を含む耐火性複合材料積層体であって、
前記熱可塑性マトリックス材料は、前記複合材料積層体の前記マトリックスに埋め込まれた繊維により強化されており、
前記耐火性複合材料積層体の前記熱可塑性マトリックス材料はフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む
耐火性複合材料積層体。
【請求項２】
前記繊維はグラスファイバーを含む
請求項１に記載の耐火性複合材料積層体。
【請求項３】
前記グラスファイバーは、Ｅグラスファイバー、Ｓグラスファイバー、およびこれらの組み合わせから選択されたグラスファイバーである
請求項２に記載の耐火性複合材料積層体。
【請求項４】
前記積層体は合撚構造またはテープ構造を含む
請求項３に記載の耐火性複合材料積層体。
【請求項５】
前記繊維は連続繊維であり、
前記積層体はテープ構造を含む
請求項３に記載の耐火性複合材料積層体。
【請求項６】
付加的な強化材料を含む
請求項４に記載の耐火性複合材料積層体。
【請求項７】
第１の外側層と、
第２の外側層と、
前記第１の外側層と前記第２の外側層との間に挟まれた芯部材と
を備え、
前記芯部材は発泡体を含み、
前記第１の外側層と前記第２の外側層の少なくとも一方は、請求項１に記載の耐火性複合材料積層体を含む
複合材料構造物。
【請求項８】
前記耐火性複合材料積層体は、少なくとも第１の複合材料層と第２の複合材料層とを含む複数の複合材料層を備え、
前記第１の複合材料層と前記第２の複合材料層の各々は、前記熱可塑性マトリックスに埋め込まれている前記繊維を有し、
前記複数の複合材料層は互いに固着されて前記耐火性複合材料積層体を形成している
請求項７に記載の複合材料構造物。
【請求項９】
前記第１の外側層と前記第２の外側層の少なくとも一方は、被覆されている
請求項７に記載の複合材料構造物。
【請求項１０】
前記繊維は互いに平行である
請求項７に記載の複合材料構造物。
【請求項１１】
前記第１の複合材料層と前記第２の複合材料層は異なる長さの繊維を含み、
前記第１の複合材料層はＥグラスファイバーを含み、
前記第２の複合材料層はＳグラスファイバーを含む
請求項８に記載の複合材料構造物。
【請求項１２】
請求項７に記載の複合材料構造物を備えるパネル。
【請求項１３】
前記第１の外側層と前記第２の外側層との間に１以上の中間層を備える
請求項７に記載の複合材料構造物。
【請求項１４】
前記芯部材は、前記第１の外側層、前記第２の外側層および前記１以上の中間層より厚い発泡したフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）の発泡体を含む
請求項１３に記載の複合材料構造物。
【請求項１５】
請求項１に記載の耐火性複合材料積層体を備えるパイプ。
【請求項１６】
請求項７に記載の複合材料構造物を備えるパイプ。
【請求項１７】
請求項７に記載の複合材料構造物を備えるバッテリーボックス。
【請求項１８】
請求項７に記載の複合材料構造物を備えるバッテリーケース。
【請求項１９】
請求項１に記載の耐火性複合材料積層体を製造する方法であって、
前記積層体を溶融処理により一方向性のテープに成形するステップを備える
方法。
【請求項２０】
前記積層体を、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）の発泡体を含む芯部材に固着するステップを備える
請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１に記載の耐火性複合材料積層体を備える防弾パネル。
【請求項２２】
複合材料積層体のマトリックスに埋め込まれた繊維により強化された高分子マトリックス材料を備える耐火性複合材料積層体であって、
前記耐火性複合材料積層体の前記高分子マトリックス材料は、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）およびポリエーテルアミド（ＰＥＩ）のうちの１以上を含む
耐火性複合材料積層体
【請求項２３】
請求項２２に記載の複合材料積層体を備える耐火性防弾パネル。
【請求項２４】
耐火性複合材料積層体を備える耐火性防弾パネルであって、
前記耐火性複合材料積層体は、前記複合材料積層体のマトリックスに埋め込まれた繊維により強化された耐火性高分子マトリックス材料を含み、
前記耐火性防弾パネルは、投射物が前記パネルに投射された場合に、ＮＩＪ規格の防護服の等級ＩＩ−Ａ、ＩＩ、ＩＩＩ−Ａ、ＩＩＩおよびＩＶにより規定される対投射物の防護水準のうちの１以上を満たす
耐火性防弾パネル。
【請求項２５】
第１の面と第２の面を有する耐火性防弾パネルであって、
各々が第１の難燃性樹脂を有する第１の高分子マトリックス材料に埋め込まれた繊維を含む第１の複数の層を有する打面部と、
前記打面部に隣接配置される指示部であって、各々が第２の難燃性樹脂を有する第２の高分子マトリックス材料に埋め込まれた繊維を含み隣接する層と互いに固着された第２の複数の層を有する指示部と
を備える耐火性防弾パネル。
【請求項２６】
前記第１の高分子マトリックス材料と前記第２の高分子マトリックス材料の少なくとも一方はフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む
請求項２５に記載の耐火性防弾パネル。
【請求項２７】
前記第１の複数の層はＥグラスファイバーを含み、
前記第２の複数の層はＳグラスファイバーを含む
請求項２６に記載の耐火性防弾パネル。
【請求項２８】
投射物が前記打面部に投射された場合に、ＮＩＪ規格の防護服の等級ＩＩ−Ａ、ＩＩ、ＩＩＩ−Ａ、ＩＩＩおよびＩＶにより規定される対投射物の防護水準のうちの１以上を満たす
請求項２５に記載の耐火性防弾パネル。
【請求項２９】
前記繊維は各々の層において互いに平行であり、
前記複数の層の各々は繊維が隣接する層の繊維に対し交差するように配置されている
請求項２６に記載の耐火性防弾パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の開示は、広くは複合材料積層体とそれから製造される複合材料構造物に関し、より具体的には高性能熱可塑性複合材積層体とそれから製造される複合材料構造物、およびそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合材料の用途はしばしば、受ける構造的な負荷が低または中程度の構成要素に限られる。しかしながら、軽量で、比較的低コストで、高い性能を持つ複合材料に対するニーズがある。そのような複合材料は、航空宇宙産業と一般的な交通産業が持つ、例えば、耐腐食性、耐火性、煙または毒性に関する要求等のニーズを満たすことができる。また、防護服、防弾材料等に加え、発電、建築、陸上または海上の運輸に関連する産業においても、例えば、特に難燃性が要求される車両や個人使用品のために、上記のような複合材料のニーズがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の実施形態は、上記の問題を解決し、上記の産業上のニーズを満たす。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態として、熱可塑性マトリックス材料を含む耐火性複合材料積層体であって、熱可塑性マトリックス材料は、複合材料積層体のマトリックスに埋め込まれた繊維により強化されている耐火性複合材料積層体が提供される。耐火性複合材料積層体の熱可塑性マトリックス材料はフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む。
【０００５】
また、本発明の他の実施形態として、高分子マトリックス材料を含む耐火性複合材料積層体であって、高分子マトリックス材料は、複合材料積層体のマトリックスに埋め込まれた繊維により強化されている耐火性複合材料積層体が提供される。耐火性複合材料積層体の高分子マトリックス材料は、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）およびポリエーテルアミド（ＰＥＩ）のうちの１以上を含む。
【０００６】
また、本発明のさらに他の実施形態として、耐火性複合材料積層体を備える耐火性防弾パネルが提供される。耐火性複合材料積層体は、複合材料積層体のマトリックスに埋め込まれた繊維により強化された耐火性高分子マトリックス材料を含み、耐火性防弾パネルは、投射物が前記パネルに投射された場合に、ＮＩＪ規格の防護服の等級ＩＩ−Ａ、ＩＩ、ＩＩＩ−Ａ、ＩＩＩおよびＩＶにより規定される対投射物の防護水準のうちの１以上を満たす。
【０００７】
また、本発明のさらに他の実施形態として、第１の面と第２の面を有する耐火性防弾パネルであって、各々が第１の難燃性樹脂を有する第１の高分子マトリックス材料に埋め込まれた繊維を含む第１の複数の層を有する打面部を備える耐火性防弾パネルが提供される。耐火性防弾パネルは、さらに、打面部に隣接配置され、各々が第２の難燃性樹脂を有する第２の高分子マトリックス材料に埋め込まれた繊維を含み隣接する層と互いに固着された第２の複数の層を有する指示部を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態にかかる芯部材を有する高性能複合材料構造物の斜視概略図。
【図１Ａ】図１の高性能複合材料構造物を展開した状態を示す概略図。
【図２】実施形態にかかる図１の芯部材の斜視概略図。
【図３】実施形態にかかる複合材料構造物の積層体の一例に含まれる複数の層の概略図。
【図４】実施形態にかかる複合材料構造物の複合材料積層体の製造に用いられる装置の概略図。
【図５】実施形態にかかる複合材料構造物または積層体を含む冷凍トレーラーの背面図。
【図６】実施形態にかかる複合材料構造物または積層体を含む航空貨物コンテナの斜視図。
【図７】実施形態にかかる複合材料構造物または積層体を含む鉄道貨物コンテナの斜視図。
【図８】実施形態にかかる複合材料構造物または積層体を含む一貫輸送用コンテナの斜視図。
【図９】実施形態にかかる複合材料構造物または複合材料積層体を含むバッテリーケースを示した図。
【図１０】実施形態にかかる複合材料構造物または積層体を含むバッテリーボックスを示した図。
【図１１】実施形態にかかる耐火性防弾パネルの一部断面を示す斜視概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、実施形態にかかる高性能熱可塑性複合材料積層体、それらの積層体を用いて製造される高性能複合材料構造物、およびそれらの積層体および構造物の製造方法法を説明する。強度の高い積層体および構造物は多くのニーズに対する解決策を提供する。ある種の樹脂は、例えば、航空宇宙産業の用途等の特定のニーズを満たすが、高価であり、加工が難しく、一般的に、最終製品を作るための樹脂に対する後処理に加え、樹脂の製造のために特殊な工程を要する。例えば、必需品に用いられるオレフィン系樹脂は、一般的に、難燃性の接着剤に接すると、結果として生じる構造における機械的特性に著しい変化を生じる。また、そのような材料は、航空宇宙産業やその他の交通産業における一般的な難燃性に関する要求を満たさない。本発明の発明者は、実施形態として、例えば、高い難燃性の樹脂に対し、どのように、熱可塑性マトリックスに含まれる高強度繊維を組み合わせることにより、腐食性を備え、発火や発煙、毒性物質の発生の可能性のない、（すなわち、発火、発煙、毒性物質の発生に対する高い耐性を持つ）ことに加え、機械的特性の観点からも優れた性能を示す、産業のニーズを満たす複合材料を作り出すか、を提案する。
【００１０】
詳細は後述するが、ここでは、実施形態として、製造が容易で、重量に対する強度が高く、耐衝撃性が高く、疲労しにくく、耐薬品性が高く、熱に強く、耐火性が高く、さらに、毒性物質の発生が少ないか、もしくは皆無であり、さらにその他の商業的用途において望ましい特性を備える、長繊維に強化された熱可塑性材料を含む複合材料の開示を行う。また、詳細は後述するが、実施形態において、ＥグラスファイバーやＳグラスファイバー等の高強度繊維と、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂とを用いた複合材料を提案する。この複合材料は、高性能のテープ状の積層体、合撚された積層体、サンドイッチパネル等の形状に成形され、例えば航空宇宙産業における要求を満たす、発火せず、発煙せず、毒性物質を発することのない複合材料製品の提供に用いられる。また、炭素、アラミド、玄武岩、ホウ素といった材料が以下に説明する複合材料に用いられると望ましい特性が得られる。
【００１１】
本明細書で開示する積層体の構成として一方向性のテープを用いると、例えば、古典的な織布を用いた積層体と比較し、複合材料の機械的性能が向上する。さらに、グラスファイバー等の繊維を用いると、発煙、発火、毒性物質の発生に関する要求を満たす比較的高価な樹脂（例えば、ＰＶＤＦ）が低コストの材料で（例えば、５０重量パーセントから８５重量パーセントの範囲内で）置き換えられるとともに、望ましい機械的特性が得られる。また、後述するように、本明細書で開示される積層体は、合撚された積層体の形状等に加え、テープ形状でも高い強度と耐火性を提供する。一般的に、実施形態にかかる、高強度強化熱可塑性材料とその構造物は、熱可塑性マトリックス材料と、高強度強化繊維と、必要に応じて他の強化材料との組み合わせを備える。
【００１２】
続いて、図を参照しつつ、一実施例にかかる複合材料構造物１０を説明する。図１および１Ａに示されるように、複合材料構造物１０は、第１の外側層１２、第２の外側層１４、第１の外側層１２と第２の外側層１４の間に挟まれた芯部材１６を備える。芯部材１６は、第１の外側層１２および第２の外側層１４に必ずしも直接、接するように配置される必要はない。例えば、図１および１Ａに示されるように、１以上の中間層１７が第１の外側層１２と第２の外側層１４の間に配置されてもよい。このように、芯部材１６は、例えば２枚の中間層１７の間に挟まれてもよい。必要に応じて、中間層１７の使用枚数は変更されてよい。また、中間層１７は使用されなくてもよい。
【００１３】
図１および１Ａに示される複合材料構造物１０は、実質的に長方形形状の複合材料「サンドイッチパネル」であるが、複合材料構造物１０の構成は図示されたものに限られず、複合材料構造物１０はそれが用いられる最終品等に応じて、どのような形状、サイズ、厚さに構成されてもよい。複合材料構造物１０は、例えば第１の外側層１２、第２の外側層１４および中間層１７という複数の層と、芯部材１６を含むが、芯部材１６は、物品または製品の構成に応じて、どのような形状、サイズ、厚さ、寸法等に成形されていてもよい。それらの物品の例およびその説明は、実施形態にかかる複合材料の組成上の説明に続き、後述する。
【００１４】
図１および１Ａの芯部材１６の適切な材料としては、通常、発泡体が用いられる。一実施形態において、発泡体は、例えば、ゾーテックブランドのフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）発泡体等のＰＶＤＦ発泡体を含む。しかしながら、実施形態において、芯部材１６は、適切ないかなる材料を含んでもよく、適切な材料には、例えば第１の外側層１２、第２の外側層１４、中間層１７に関し本明細書で説明する材料やそれらの組み合わせが含まれる。
【００１５】
第１の外側層１２、第２の外側層１４および１以上の中間層１７、およびそれらを用いた部品や構造物に用いられる材料および製造方法に関しては後述するが、それらに限られない。具体的な熱可塑性材料が後述されるが、第１の外側層１２、第２の外側層１４、中間層１７を含む複合材料構造物１０は、いかなる適切な、繊維で強化された熱可塑性樹脂で作られてもよい。当該熱可塑性樹脂は繊維以外の強化材料でさらに強化されていてもよく、また、そのような強化がなされていなくてもよい。また、適切な熱可塑性の被覆を伴ってもよい。
【００１６】
実施形態において、図１および１Ａに示される「サンドイッチパネル」においては、積層体の層（例えば、第１の外側層１２、第２の外側層１４および中間層１７）は、発泡した熱可塑性発泡体（例えば、芯部材１６）のシートの対向する面に対し、例えば適切な接着剤を用いた固着等により取り付けられている。一実施形態において、熱可塑性発泡体のシートの対向する面に取り付けられる積層体の層は、繊維で強化された熱可塑性テープであり、当該熱可塑性テープとしては、最終製品に求められる特性に応じて、例えば、一方向性や、多軸の繊維配置等の特性を持ったものが用いられる。特に望ましい実施形態において、高強度の複数の層（第１の外側層１２、第２の外側層１４）は、例えば、高強度の長繊維（例えば、グラスファイバー）で強化されたＰＶＤＦ樹脂マトリックスを含み、芯部材１６はＰＶＤＦ発泡体を含む。実施形態にかかる構造物にＰＶＤＦの材料を用いることで、構造物に望ましい耐火性および難燃性を持たせることができる。
【００１７】
実施形態において、第１の外側層１２、第２の外側層１４および中間層１７の少なくとも１つは、複数の複合材料層を含む。当該複数の複合材料層は、少なくとも第１の複合材料層と第２の複合材料層を含む。第１の複合材料層と第２の複合材料層は、各々、熱可塑性マトリックスの中に複数の繊維を含む。また、複数の複合材料層は互いに固着され、複合材料積層体を形成する。ある実施形態において、第１の外側層１２、第２の外側層１４および中間層１７の全てが上述した構成を備える。また、ある実施形態において、第１の外側層１２、第２の外側層１４、中間層１７および芯部材１６の少なくとも１つがＰＶＤＦを含む。
【００１８】
実施形態において、第１の外側層１２、第２の外側層１４および中間層１７の少なくとも１つの複合材積層体は、各々、１以上の複合材料層を含み、また、しばしば、互いに固着された第１の複合材料層と第２の複合材料層を含む２以上の複合材料層を含む。複数の複合材料層の各々は複数の繊維を含む。第１の複合材料層と第２の複合材料層の各々に含まれる複数の繊維には、熱可塑性マトリックス材料が含浸されている。
【００１９】
実施形態において、熱可塑性マトリックス材料は、用途に応じた適切な熱可塑性の材料であれば、いかなる材料または複数の材料の組み合わせであってもよい。それらの材料には、例えば、複合材料に望ましい耐火性を与えるフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアミド（ナイロン）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＳＳ）、ポリエーテルアミド（ＰＥＩ）、フッ化ポリマー、望ましい特性を示すその他の高性能樹脂、その他の熱可塑性ポリマー、およびそれらの組み合わせが含まれる。
【００２０】
一実施形態において、第１の複合材料層に含まれる複数の繊維は実質的に互いに平行であり、第２の複合材料層に含まれる複数の繊維は実質的に互いに平行である。一実施形態において、各層の繊維は長手方向に互いに並んで配置されており、層の全幅に渡り連続している。以下の説明において、複合材料層は、層またはシートと呼ばれ、実施形態において、複合材料層は、繊維の方向が長手方向に揃っている特性である「一方向性」を有している。
【００２１】
他の実施形態において、第１の複合材料層に含まれる複数の繊維は、第２の複合材料層に含まれる複数の繊維と、交差する（横断する）ように配置される。例えば、第１の複合材料層の繊維は、第２の複合材料層の繊維に対し、約０度から約９０度の範囲内の角度で、もしくは、約１５度から約７５度の範囲内の角度で、交差するように配置される。実施形態において、０度から約９０度の範囲内の角度が採用されてもよい。
【００２２】
また、実施形態において、第１の複合材料層に含まれる複数の繊維は、第２の複合材料層に含まれる複数の繊維と同じであっても異なってもよい。複合材料層には、互いに強度が異なる等の様々な種類の繊維が用いられる。例えば、それらの繊維にはＥグラスファイバーおよびＳグラスファイバーが含まれる。Ｅグラスは低アルカリホウケイ酸ガラスであり、電気的および機械的な特性に優れており、耐薬品性も高い。Ｅグラスは高い電気抵抗値を示すため、電気的な用途の複合材料積層体に適している。なお、「Ｅ」は電気的（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ）を意味する。
【００２３】
ＳグラスはＥグラスと比較し、より高い強度を備え、高コストな材料である。Ｓグラスはマグネシア−アルミナ−ケイ酸塩ガラスであり、一般的に高い引っ張り強度が要求される航空宇宙産業の用途に用いられる。もともと「Ｓ」は高強度（ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を意味している。ＥグラスとＳグラスのいずれも、本明細書で開示する実施形態において採用するのに特に適した繊維である。
【００２４】
Ｅグラスファイバーは、熱可塑性高分子マトリックス材料に含められる際、その重量比率は様々に変化させることができる。実施形態において、強化材料としてのＥグラスの重量比の範囲は、例えば、１平方ヤード当たり約１０オンスから約４０オンス（ｏｚ．／ｓｑ．  ｙｄ．）である。また、その範囲は、望ましくは、約１９オンスから３０オンスであり、より望ましくは、約２１．４オンスから約２８．４オンスである。一実施形態において、交差層の最小重量は、複合材料の１平方ヤード当たり約１８オンスである。交差層において繊維が７０重量パーセントであれば、複合材料の１平方ヤードにおける強化材料の重量は１８オンスの７０パーセントとなる。
【００２５】
複合材料層に含まれるＳグラスファイバーまたはＥグラスファイバーの量は任意に変更可能であり、例えば、熱可塑性マトリックスと繊維の重量の合計に対し、約４０重量パーセントから９０重量パーセントの範囲内であり、望ましくは約５０重量パーセントから約８５重量パーセントの範囲内であり、さらに望ましくは約６０重量パーセントから約８０重量パーセントの範囲内である。
【００２６】
他の繊維が用いられてもよく、その場合、他の繊維がＥグラスまたはＳグラスと組み合わされて用いられることが望ましいが、他の繊維がＥグラスまたはＳグラスに代えて用いられてもよい。それらの他の繊維には、例えば、ＥＣＲ、ＡグラスおよびＣグラスが含まれ、さらに、石英、マグネシウムアルミノケイ酸塩、非アルカリアルミノホウケイ酸塩、ソーダホウケイ酸塩、ソーダケイ酸塩、ソーダ石灰−アルミノケイ酸塩、鉛ケイ酸塩、非アルカリ鉛ボロアルミナ、非アルカリバリウムボロアルミナ、非アルカリ亜鉛ボロアルミナ、非アルカリ鉄アルミノ珪酸塩、カドミウムホウ酸塩、アルミナ繊維、アスベスト、ホウ素、炭化ケイ素、炭化したポリエチレンに由来のグラファイトおよび炭素、ポリビニルアルコール、サラン、アラミド、ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリオキサジアゾール、ポリフェニレン、ＰＰＲ、石油および（等方性の）コールピッチ、中間相ピッチ、セルロースおよびポリアクリロニトリル、セラミックファイバー、例えば鋼鉄、アルミ合金等の金属の繊維、およびそれらに類するものから作られた繊維が含まれる。
【００２７】
高い性能が求められ、高額の費用が正当化されるのであれば、ケブラーに例示されるアラミドから作られた高強度有機高分子繊維や、様々なカーボンファイバーが用いられてもよい。高性能の一方向性繊維束は、一般的に、デニール当たり７グラムより強い引っ張り強度を有する。そのような高性能繊維束としては、例えば、アラミド、伸張鎖超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリ［ｐ−フェニレン−２、６−ベンゾビスオキサゾール］（ＰＢＯ）、ポリ［ジミイダーゾピリジノリン（ジヒドロキシ）フェニレン］およびこれらの組み合わせが含まれる。
【００２８】
これらの極めて高い引っ張り強度を示す材料は、特に複合材料パネルの補強のために適している。
【００２９】
本明細書で開示する実施形態より広い本発明の技術的思想の範囲から外れない限り、当業者により知られているどのような種類の繊維が採用されてもよい。例えば、ＴｗａｒｏｎまたはＴｅｃｈｎｏｒａの名称で販売されている商品等のアラミド繊維、Ｔｏｒａｙ、ＦｏｒｔａｆｉｌまたはＺｏｌｔｅｋの名称で販売されている商品等の玄武岩およびカーボンの繊維、Ｖｅｃｔｒａｎの名称で販売されている商品等のＬｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ（ＬＣＰ）が採用されてもよい。また、実施形態において、有機繊維、非有機繊維、金属繊維が単独もしくは組み合わせにより使用されてもよい。
【００３０】
実施形態において、複合材料層は、オプションとして、連続した繊維、細かく切断された繊維、ランダムに混合された繊維、織られた繊維等を含んでもよい。望ましい実施形態において、繊維は全て複合材料層は長手方向に並べられ、短手方向に配置される繊維は含まれない。
【００３１】
また、追加的な材料が用いられてもよい。そのような材料としては、発泡体、金属（例えば、アルミニウム鋼、その他の鉄金属、非鉄金属等）、プラスチック、エポキシド、複合材料、薬剤、その他の適切な材料が含まれる。これらの材料は、例えば特定の機械的特性、空間的特性もしくは他の特性を実施形態にかかる熱可塑性複合材料の構造物または積層体の全体に渡り均一に、もしくは特定の領域において付与するための、強化材料、添加物、もしくは挿入部材として用いられる。実施形態にかかる複合材料、積層体および構造物において、繊維、オプションとして追加される材料、強化材料等は様々な組み合わせで用いられてよく、その組み合わせにおける量も任意に変更されてよい。また、上述したオプションとして追加される材料が任意に組み合わされて用いられてもよい。
【００３２】
また、連続強化繊維、すなわち、材料または構造物の長さと等しい長さの繊維が複合材料の構造物において用いることにより、繊維の方向に沿った方向における強度を増加させることができる。マトリックス材料を強化繊維に含浸させる工程で、繊維の配置と張りを一定に維持できれば、製造される複合材料およびそれらの構造物または積層体の物理特性を向上させることができる。
【００３３】
実施形態において、複合材料層に含まれる繊維は長手方向に指向しているため、複合材料積層体に含まれるある複合材料層は、その複合材料積層体に含まれる１以上の他の複合材料層に対し特定の位置関係で配置されてもよい。
【００３４】
望ましい一実施形態において、複合材料積層体は、実質的に互いに平行となるように配置された繊維を含む複数のテープまたは層を備え、１枚の層はその繊維が隣接する層の繊維と、例えば約９０度以下で交差するように配置される。実施形態において、繊維は層の全幅に渡り均一に配置される。他の実施形態において、熱可塑性マトリックスの中に繊維が配置されたテープが提供される。また、他の実施形態において、交差層を有するテープまたは積層体、例えば、各々が熱可塑性マトリックスの中に繊維を含む２枚の層を備え、一方の層に含まれる繊維が他の層に含まれる繊維に対し約９０度となるように配置されている材料が提供される。
【００３５】
実施形態において、第１の外側層１２と第２の外側層１４の少なくとも１つの材料として用いられる複合材料積層体に含まれる１以上の層の熱可塑性マトリックスは、例えば、ＰＶＤＦを含む熱可塑性マトリックスである。熱可塑性マトリックスとしては、例えば、ポリアミド（ナイロン）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、これらの組み合わせ等が挙げられる。また、熱可塑性マトリックスとして、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）が単独で、もしくは他のマトリックス成分との組み合わせで用いられてもよい。ＰＶＤＦを用いることで、製造される構造物に耐火性を与えることができる。
【００３６】
また、熱可塑性マトリックス材料にポリエチレンを使用することで、複合材料積層体の破壊抵抗を向上させることができる。ポリエチレンを使用した場合、例えばポリプロピレンを用いた複合材料積層体と比較し、同等の破壊抵抗がより軽量に実現される。また、ポリプロピレンのモノマーの製造には複雑な工程を要するため、ポリプロピレンの価格は大きく変動する傾向があるが、ポリエチレンは価格が安定している。ポリエチレンの複合材料積層体は、例えばポリプロピレンの複合材料積層体と比較し軽量であるため、ポリエチレンの複合材料積層体で作られた、もしくはポリエチレンの複合材料積層体が裏地として用いられたコンテナによれば、より多くの貨物の輸送が可能であり、そのようなコンテナを用いるトラック、鉄道、船舶等における燃費と対費用高価が向上する。
【００３７】
実施形態において、ポリエチレンとポリプロピレンの共重合体が熱可塑性マトリックスとして用いられてもよい。例えば、用途とその用途に要求される特性に応じて、約５０重量パーセントより多くのポリエチレンと、約５０重量パーセントより少ないポリプロピレンの共重合体が用いられることが望ましい。
【００３８】
他の実施形態において、１以上の層の熱可塑性マトリックスは、適切な重量比で組み合わされ、共押出成形された、ポリエチレンと、広くＰＥＴと略称されるポリエチレンテレフタラート（時々、ポリとも呼ばれる）を備えてもよい。例えば、実施形態において、使用されるＰＥＴポリマーは、合成繊維、飲料、食料、その他の液体を収容する容器、加熱成形用途、グラスファイバーとの組み合わせによる高性能樹脂等に使用される熱可塑性ＰＥＴポリマー樹脂である。ＰＥＴホモポリマーが、ＣＨＤＭやイソフタル酸といったコモノマーと共に用いられてもよい。これらのコモノマーはＰＥＴの融解温度を下げるとともに、ＰＥＴの結晶化度を低下させる。それにより、樹脂がより低温で可塑性を持ち、より小さい力で成形可能となる。実施形態において、ＰＥＴホモポリマーや共重合体が、例えば後処理で塗装により付加される剥離フィルムに用いられてもよい。そのような付加的な層もまた、主要な複合材料構造物に対し積層される。
【００３９】
本明細書で開示される様々な実施形態において用いられる高分子マトリックス材料として、ポリエチレン熱可塑性ポリマーが使用可能である。重量比における熱可塑性樹脂の量は製品の使用目的に応じて要求される物理特性によって変化する。ポリエチレンは、主に密度と分岐量によって複数の異なるカテゴリに分類され、ポリエチレンの機械的特性は、分岐量、結晶化構造、分子量等の程度や種別といった変数によって変化する。望ましい実施形態において、用いられるポリエチレンには、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、超低分子量ポリエチレン（ＵＬＭＷＰＥまたはＰＥ−ＷＡＸ）、高分子量ポリエチレン（ＨＭＷＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、高密度架橋ポリエチレン（ＨＤＸＬＰＥ）、架橋ポリエチレン（ＰＥＸまたはＸＬＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、これらの組み合わせが挙げられる。特に有効な種類のポリエチレンにはＨＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＬＤＰＥおよびそれらの組み合わせが含まれ、特にＬＤＰＥが有効である。実施形態にかかる熱可塑性マトリックスに用いられる様々なタイプのポリエチレンの個々の特性を以下に説明する。
【００４０】
ＬＤＰＥは密度が０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、短鎖分岐と長鎖分岐の比率が高い。そのため、一般的に鎖状部が結晶構造にしっかりと入り込むことがない。そのような材料は、瞬間的双極子または誘導双極子の引力が小さいので、強い分子間力を示す。その結果、引っ張り強度が低く、高い柔軟性を示す。ＬＤＰＥはフリーラジカル重合でできている。長鎖の分岐率が高いため、溶融したＬＤＰＥは独特の望ましい流動性を示す。
【００４１】
ＵＨＭＷＰＥは分子量が１００万台のポリエチレンであり、一般的にその分子量は約３００万から６００万である。この大きな分子量により、ＵＨＭＷＰＥはとても強靱な材料であるが、結晶構造に鎖状部が効率的に取り込まれず、高密度ポリエチレン（例えば、０．９３０〜０．９３５ｇ／ｃｍ３）より密度が低い。ＵＨＭＷＰＥは様々な触媒技術により作られるが、一般的にはチーグラー触媒がその製造に用いられる。ＵＨＭＷＰＥは顕著な強靱性と、切断、摩損、薬品に対する耐性を示すため、この材料は様々な用途で広く有効である。
【００４２】
ＨＤＰＥは０．９４１ｇ／ｃｍ３以上の密度を有する。ＨＤＰＥは分岐率が低く、そのため、強い分子間力と引っ張り強度を示す。ＨＤＰＥはクロムまたはシリカをベースとした触媒、チーグラー・ナッター触媒、もしくはメタロセン触媒により製造される。適切な触媒（例えば、クロムベース触媒またはチーグラー・ナッター触媒）の選択と反応条件によって、分岐の不足が確実にもたらされる。
【００４３】
ＰＥＸ（またはＸＬＰＥとも言われる）は中密度から高密度のポリエチレンであり、熱可塑性をエラストマーへと変化させる架橋結合を高分子構造の中に含んでいる。これにより、高温における特性が向上し、流動性が低く、耐薬品性が高い。
【００４４】
ＭＤＰＥは０．９２６〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有する。ＭＤＰＥはクロムまたはシリカをベースとした触媒、チーグラー・ナッター触媒、もしくはメタロセン触媒により製造される。ＭＤＰＥは優れた耐衝撃性および耐落重破壊性を示す。この材料はＨＤＰＥよりもノッチが生じにくく、ＨＤＰＥよりも耐応力割れ性が優れている。
【００４５】
ＬＬＤＰＥは０．９１５〜０．９２５ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有する。ＬＬＤＰＥは実質的に著しく多数の短い分岐を伴う線状重合体であり、一般的に、エチレンを短鎖のアルファ−オレフィン（例えば、１−ブテン、１−ヘキセンおよび１−オクテン）に共重合させることで作られる。ＬＬＤＰＥはＬＤＰＥよりも高い引っ張り強度を有し、ＬＤＰＥよりも高い耐衝撃性および耐破壊性を示す。ＬＤＰＥはまた、強靱性、柔軟性、比較的高い透明性を有する。
【００４６】
ＶＬＤＰＥは０．８８０〜０．９１５ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有する。ＶＬＤＰＥは実質的に多数の短い分岐を伴う線状重合体であり、一般的に、エチレンを短鎖のアルファ−オレフィン（例えば、１−ブテン、１−ヘキセンおよび１−オクテン）に共重合させることで作られる。ＶＬＤＰＥは一般的に、メタロセン触媒を用いて製造され、これらの触媒により、より多くのコモノマーの組み込みが行われる。ＶＬＤＰＥはまた、耐衝撃性改良材として他のポリマーと混合されて用いられる。
【００４７】
上述した特定のポリマーに加えて、上述した材料のいずれかを用いたコポリマーや組み合わせが実施形態において採用されてもよい。さらに、アルファ−オレフィンとの共重合に加えて、もしくは代えて、エチレン（またはポリエチレン）が様々な他のモノマーおよびイオン化された遊離基を生じるイオン性組成物と共重合されてもよい。例えば、酢酸ビニルを用いると、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のアクリル酸塩が生成される。また、熱可塑性マトリックスは、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）を単独で、もしくは他のマトリックス成分との組み合わせで含むことで、作られる構造物に耐火性を与えてもよい。
【００４８】
実施形態において、複合材料積層体の１以上の複合材料層の熱可塑性マトリックスは、ポリエチレンを単独で、もしくはＰＶＤＦ等の他のポリマー、コポリマーもしくは成分との組み合わせで含んでもよい。例えば、ポリエチレンおよびＰＶＤＦがマトリックス材料として、ポリプロピレン、ナイロン、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、およびそれらのコポリマー等の高分子量熱可塑性ポリマー、もしくは上述したいずれかの成分と共に用いられてもよい。
【００４９】
実施形態において、複合材料層は約６０重量パーセントから約１０重量パーセントの高分子マトリックスを含み、望ましくは、約５０重量パーセントから約１０重量パーセントの高分子マトリックスを含み、さらに望ましくは、約４０重量パーセントから約１５重量パーセントの高分子マトリックスを含む。また、その範囲は、例えば、約４０重量パーセントから約２０重量パーセント、もしくは、約３０重量パーセントから約２５重量パーセントであってもよい。なお、上述した重量パーセントは高分子マトリックス材料と繊維の重量の合計に対する、高分子マトリックス材料の重量パーセントである。
【００５０】
一実施形態において、１以上の複合材料層に含まれる繊維の比率は、（層の高分子マトリックスと繊維の重量の合計を基準として）約５０重量パーセントより大きく、望ましくは約８５重量パーセントより大きい。様々な種類の繊維が採用可能であるが、上述したように、特に剛性の観点からは特にグラスファイバーが適している。
【００５１】
一実施形態において、複合材料積層体は互いに固着された第１の層と第２の層を備え、それらの層の各々に含まれる繊維は互いに横断するように配置され、第１の層は第２の層が含む繊維とは異なる繊維を含み、第１の層および第２の層の一方または両方は、ポリエチレンを含む。この複合材料積層体は少なくとも２つの異なる種類の繊維を含む。すなわち、第１の複合材料層に含まれる繊維は隣接する第２の複合材料層に含まれる異なる種類の繊維に対し横断する方向で配置される。それらの繊維の間の角度は、例えば９０度である。このように配置される第１の複合材料層と第２の複合材料層は、以下、各層に含まれる繊維に言及することなく、互いに横断関係にある（例えば、互いに９０度で）と表現する。
【００５２】
「異なる種類の繊維」とは、その意味が広く解釈されるべきであり、複合材料積層体が少なくとも２枚の複合材料層を含み、それらの繊維が各々、異なる材料で、もしくは同じ材料であっても異なるグレードの材料で作られている、という意味である。複合材料積層体の用途に関する説明において詳細を後述するが、例えば、複合材料積層体を備えるパネルの前面はケブラー１２９ファイバーを用いて作られ、そのパネルの裏面または裏面側の部分はより高い性能の材料を用いて作られていてもよい。
【００５３】
オプションとして、複合材料積層体は隣接する複合材料層に平行に配置される複合材料層を含んでいてもよい。この場合、望ましくは、互いに隣接する複合材料層は同じ種類の繊維を含む。マトリックス材料の１以上の層、望ましくは全ての層が、ポリエチレンを含む。さらに、マトリックス材料は層毎に異なってもよく、異なる熱可塑性樹脂、ポリマー、もしくはそれらの組み合わせであってもよい。第１のタイプの繊維を含む複合材料積層体の部分が、各々の複合材料層を互いに繊維が平行となるように積み重ねて形成されていてもよい。
【００５４】
特に有効な実施形態において、複合材料積層体は、各々がＥグラスファイバーとＳグラスファイバーのいずれかを含む複数の複合材料層を、互いに約９０度の角度で積み重ねて形成されてもよい。
【００５５】
複合材料積層体に含まれる少なくとも第１の層と第２の層を有する層の構成の一例において、第２の層は第１の層に対し９０度で配置される。要求される特性に応じて、９０度より小さい他の角度で第２の層が配置されてもよい。実施形態において、３層構成が採用されてもよい。この場合、第１の層を基準方向（すなわち、０度）とすると、第２の層が第１の層に対し第１の角度（例えば、４５度等の正の鋭角）で配置され、第３の層が第１の層に対し第１の角度とは異なる第２の角度（例えば、−４５度等負の鋭角（または３１５度）。この場合、第２の層と反対方向の鋭角。）で配置される。第２の層と第３の層は互いに垂直であってもよいし、垂直でなくてもよい。熱可塑性マトリックスを用いる製品は、製造における最後の型成形工程において、隣接する層の繊維の相対的な方向を容易に変更することができる。
【００５６】
他の実施形態において、概ね同じ面密度の複数の複合材料層のうち少なくとも２枚の複合材料層は互いに０度から９０度の範囲内で配置され、もしくは、約１５度から約７５度の範囲内で配置される。「面密度」（通常は１平方フィート当たりのポンド（ｌｂｓ．／ｓｑ．  ｆｔ．）で表される）は、異なる層の相対的な強度を比較する際に利用される。面密度が高いと、一般的にその層の破壊強度が高い。実施形態において、複合材料積層体は第１の層と第１の層より面密度が高い第２の層を含む少なくとも２枚の複合材料層を有してもよい。実施形態において、複合材料積層体のための適切な面密度は、例えば、１平方フィート当たり約１ポンドから１０ポンドの範囲内である。
【００５７】
図３は一実施例にかかる複合材料積層体２００の概略図である。複合材料積層体２００は、図１および１Ａに示した第１の外側層１２、第２の外側層１４および中間層１７の少なくとも１つに用いることができる。また、複合材料積層体２００は、複合材料を用いたどのような製品の構成としても用いることができる。実施形態において、複合材料積層体２００は少なくとも、第１の複合材料層２２０と、第２の複合材料層２４０を備える。複合材料積層体が備える層の枚数は、２層、３層、４層のように、何枚であってもよい。上述したように、実施形態において、少なくとも１枚の層の熱可塑性マトリックス材料はＰＶＤＦを含み、さらにポリエチレン等を含んでもよい。実施形態において、第１の複合材料層２２０と第２の複合材料層２４０は各々、一方向性の層であり、長手方向に指向性を有する繊維を含む。第１の複合材料層２２０と第２の複合材料層２４０は一連の製造工程において個別に製造され、個別のロールに蓄積される。図３に示される複合材料積層体２００のような複合材料積層体は、２以上の複合材料層を油脂、それらの複合材料層は、例えば各々に含まれる繊維が互いに横断する方向に配置された状態で固着されている。これらの層の１以上にどのような適切な熱可塑性材料が用いられてもよい。図３は様々な層の配置のうちの一例を示したものであり、積層の順序、材料等は要求に応じて様々に変更される。従って、第１の複合材料層２２０および第２の複合材料層２４０の組み合わせおよび順序は限定されない。
【００５８】
図３に示した構成において、１以上の層が追加されてもよい。例えば、混合された熱可塑性繊維、グラスファイバー等の高強度繊維の層が、積層体のいずれかの場所（例えば、層の間または積層体の外側）に配置され、構造層として機能してもよい。そのような構造層の一例は、混合積層体製品である。この層に適する市場で入手可能な製品として、ＴＷＩＮＴＥＸ（ＴＷＩＮＴＥＸは、米国におけるファイバーグラスインダストリーによる登録商標）がある。製品の製造者によれば、ＴＷＩＮＴＥＸはＥグラスとポリプロピレンの細い繊維とを混合物で作られた熱可塑性グラス強化材（粗紡）であり、織物に織り込まれるとよく馴染む。固定化は、粗紡をポリプロピレンマトリックスの融解温度（摂氏１８０度〜２３０度）より高い温度で加熱し、加圧して、加圧化で冷却することにより行われる。グラスの含有率は、例えば、５３重量パーセント、６０重量パーセント、または７０重量パーセントである。織り方は、例えば、平織または綾織である。構造層のサイズおよび形状は、図１および１Ａに示される他の層と同様に、目的の用途に応じて決定される。
【００５９】
実施形態において、第１の外側層１２、第２の外側層１４または中間層１７の熱可塑性マトリックス材料は、さらに熱硬化性材料を含んでいてもよい。例えば、目的の用途に応じて、熱可塑性と熱硬化性の組み合わせによる材料に、上述した繊維が上述した量で埋め込まれてもよい。そのような熱硬化性マトリックス材料としては、例えば、フェノール類、ポリエステル類、エポキシ類、これらの組み合わせ等が挙げられる。
【００６０】
複合材料とその構造物の製造方法としては、様々な方法が採用可能である。例えば、層に埋め込まれる繊維にマトリックス材料を含浸させ、もしくは繊維をマトリックス材料で包み込む方法としては、例えば、ドクターブレード法、積層、引抜成形、押出成形等の様々な方法が採用可能である。実施形態にかかる複合材料積層体の複合材料層、複合材料、複合材料積層体、パネル等は、どのような適切な方法で製造されてもよい。
【００６１】
一実施形態において、単層の薄板、積層により形成された積層体、および複合材料構造物１０のような「サンドイッチパネル」は、例えば、一方向性のテープから製造されてもよい。この一方向性のテープは、例えば、溶融処理、力蒸着法等の様々な方法を用いて製造される。複数層の積層体は、一般的に、１つの成形型の中において加熱と冷却を行うことができる液圧プレスまたは空圧プレスにより製造される。特に適切な方法として、テフロン（登録商標）を用いた連続したベルトプレスにより材料を製造する方法がある。加熱、加圧、および冷却を行うことができる鋼鉄製ベルトが用いられてもよい。これらの方法によれば、ロールに巻き取られるような連続した積層体を製造することができる。
【００６２】
また、実施形態において、複合材料の層は、圧縮成形により、例えば航空機の室内パネルのような複雑な形状へと加工されてもよい。そのように加工される製品は、複数層のシート、もしくは、ゾーテック社のＰＶＤＦ発泡体のような芯部材と組み合わせたものを、構造的な複合材料パネルへと成形したものである。２層、３層、４層のような様々な構成の積層体は巻き上げ等により管状に加工され、構造的特性に優れ、耐浸食性、耐火性に優れたパイプとして用いられてもよい。また、実施形態にかかる構造的なパネルおよびパイプを含む製品は、耐腐食性、耐火性が求められ、煙や毒性物質の発生が禁じられ、かつ、軽量かつ高強度の構造物が求められる石油産業、ガス産業および鉱山産業における用途にも適している。このように、実施形態にかかる複合材料は様々な産業における使用に適しており、様々な用途において有利な点を有する。例えば、実施形態にかかる複合材料を用いた製品または構造物として、例えば、航空宇宙産業における航空機内側の客室の床および壁もしくはそれらの被覆部材、その他の航空機の構造物、鉄道やバスにおける床、壁、それらの被覆部材、油田掘削装置の部材、耐火貨物コンテナ等の特定の運輸関連の製品、耐火性または難燃性の防護服、耐火性または難燃性の防弾パネル等の防弾関連の製品、等が挙げられる。
【００６３】
また、実施形態において、一方向性の連続強化繊維を熱可塑性マトリックスに予め含浸させたもの（プレプレグ）を、引出成形または押出成形によりテープ状とした中間材料が用いられてもよい。例えば、複合材料構造物１０のような複合材料パネルにおいて、上述した連続繊維で強化された熱可塑性テープを複数層含む構造物が、要求される特性を示す同じ材料、類似の材料もしくは異なる材料の発泡した熱可塑性発泡体と組み合わされてもよい。
【００６４】
他の実施形態において、複合材料およびその製品の製造方法に関して、例えば、熱可塑性マトリックスに複数の繊維を含む繊維で強化された複合材料層（例えば、第１の複合材料層２２０、第２の複合材料層２４０）の製造に適した加工装置としては、ドイツ、ローツ、ヘルベルト・メイヤー通り１、Ｄ−９２４４４に所在のマシーネンファブリック・ヘルベルト・メイヤー有限会社から購入可能な積層装置等の、被覆ベルトを用いた標準的なベルト式積層システムが利用可能である。
【００６５】
また、例えば、上述した方法に加えて、もしくは代えて、複数の複合材料層を固着し合わせて複合材料積層体を形成する方法等の他の製造方法が用いられてもよい。そのような方法には、例えば、複数の複合材料層を順次積み重ねた後、加熱および加圧を行い、もしくは接着剤を用いて、複合材料積層体のパネルを形成する方法が含まれる。接着剤としては、液体状のもの、ホットメルト、反応性ホットメルトまたはフィルム、エポキシ類、メチルアクリレート、ウレタン等のいずれでもよい。また、音速振動溶着や溶剤接着が用いられてもよい。一般的に、複合材料積層体は複数の層を順次、積み重ねた後、例えばプレス機によって加熱しながら加圧し、隣接する層を溶着させて作られる。
【００６６】
本願と同じ出願人による米国特許第８，２０１，６０８号とその内容が、複合材料層の製造のための適切な装置および方法を開示する参考情報として本願に統合される。それらの装置と方法は、本明細書に開示の複合材料の積層体、材料および構造物の製造に使用可能である。
【００６７】
従って、以下の説明はそれらの装置や方法に、本明細書に記載の複合材料の積層体や構造物の製造の説明のために参照番号の付加等の修正を加えたものである。
【００６８】
例えば、図３の複合材料積層体２００に示されるような複合材料積層体および構造物の製造に用いられる適切な装置の例を、装置３１として、図４の概略ブロック図により示す。図４に示されるように、装置３１は巻き戻し処理部３２を備える。実施形態において、運転中、熱可塑性マトリックス内に複数の繊維を有する複合材料層等の材料が巻き戻し処理部３２においてロールから巻き戻されて次の処理部へと供給される。装置３１は巻き戻し処理部３２に隣接する位置に追加処理部３４を備える。追加処理部３４においては、巻き戻し処理部３２から巻き戻された複合材料の上に後続の複合材料が追加される。これらの追加される層は、巻き戻し処理部３２から巻き戻された先行する複合材料の繊維に対し、追加される複合材料層の繊維が異なる角度を向くように配置される。しかしながら、この点に関し実施形態は限定されず、巻き戻し処理部３２から巻き戻された複合材料の一部を構成する繊維に対し追加される層の一部を構成する繊維が実質的に平行となるように配置されてもよい。装置３１はオプションとして、追加処理部３４に隣接した位置に、第２の巻き戻し処理部３６を備える。第２の巻き戻し処理部３６においては、１以上の追加の複合材料の層がロールから巻き戻される。第２の巻き戻し処理部３６から巻き戻された層は、例えば、巻き戻し処理部３２から巻き戻された複合材料および追加処理部３４において追加された追加の層のいずれよりも上に配置される。追加処理部３４の下流には、加熱処理部３８が設けられている。加熱処理部３８においては、積層された複数の複合材料の層が加熱され、それらが互いに固着する。さらに、加熱処理部３８の下流には加工処理部４０が設けられている。加工処理部４０は、１以上のカレンダーロールアセンブリ４１を有している。カレンダーロールアセンブリ４１については後述する。加工処理部４０の加工には複合材料積層体を巻き取るための取り込み処理部４２が配置されている。図４において矢印で示される、巻き戻し処理部３２から取り込み処理部４２に至る複合材料の処理の進行方向を以下において「処理方向」と呼ぶ。本明細書において、「上流」および「下流」とは、処理の方向または処理の方向に対する相対的な位置を示すために用いられる。
【００６９】
実施形態において、要求に応じた複合材料積層体の個別の形状、サイズおよび構成は、上述した加工装置を用いた個別の加工により実現される。例えば、複合材料構造物１０の１以上の層として用いられる複合材料積層体が作られると、複合材料構造物１０は要求される形状へと組み立てられ、それらの構成部材間の固着が行われる。
【００７０】
複合材料構造物１０または上述した装置および方法によって製造された複合材料積層体は、幅広い様々な最終用途に用いられる。そのような最終用途のうち、特に適しているものとしては、建設関連の用途の他、貨物用コンテナ関連の用途、貨物輸送車関連の用途がある。実施形態において、複合材料構造物１０または複合材料積層体は、壁材、ライナー、パネル、床材、コンテナ、その他の建設関連および輸送関連の用途のために構成されてもよい。輸送関連の用途には、航空機、トレーラーを含む貨物輸送車両等に関する用途が含まれる。例えば、それらの材料は、様々なサイズおよび強さの、パネル、ライナー、コンテナ、床材、床下地材、ドア、天井部材、壁部材、壁の被覆材等に用いられる。特に望ましい実施形態において、複合材料構造物１０または複合材料積層体は、例えば構造的な耐性や耐腐食性の要求される、パネル、ライナー、船舶用コンテナ、航空機、鉄道、トラック、バス等に関連する用途の構造物、パイプ等のために構成される。
【００７１】
物品によって、互いに異なるタイプの材料が用いられてもよい。なお、個々の物品においては単一の材料が用いられてもよいし、複数の材料の組み合わせが用いられてもよい。それらの物品は、強靱で高い耐久性等の特性を与える。具体的には、複合材料構造物１０または複合材料積層体は、壁、ドア、パネル、ライナー、コンテナ、床の部材等の最終製品に加工されてもよい。それらの物品は、例えば、高強度、軽量、耐腐食性、耐火性、煙を発しない、毒性物質を発しない、等の優れた特性を示す。
【００７２】
以下に、複合材料構造物１０または複合材料積層体を用いた最終製品または用途の例をさらに示す。図５に示されるように、複合材料構造物１０または複合材料積層体は、例えば、車両トレーラーやその他の交通車両、船舶、コンテナ等の内側部分を保護するライナーとして用いることができる。図５は、車両トレーラー７０４の内側部分７０２に設けられたライナー７００を示している。実施形態において、ライナー７００には、例えば標準的な細かく裁断されたガラス熱硬化樹脂製品と比較してより優れた特性を示す複合材料パネルが用いられている。例えば、ライナー７００がポリエチレンを含む場合、ポリプロピレンをベースとするパネルと比較し、より軽量で、洗浄しやすく、汚損しにくく、摩耗しにくい。ライナー７００は天井を保護するライナーの他、内壁を保護するライナー、外壁を保護するライナー等として配置されてもよい。また、ライナー７００は、冷凍コンテナ（大型冷凍庫）の壁を保護するライナーや、他の輸送関連の用途に用いられる。ライナー７００は、耐久性が高く、半剛性の構造物またはパネルとして構成され、特に、大型冷凍庫等の冷却されたコンテナにおける保冷効果を向上するように設計、成形等が行われていてもよい。
【００７３】
最終製品の他の実施形態において、図５に示されるように、複合材料構造物１０または複合材料積層体は、トレーラーや他の車両、船舶、コンテナ等の床材または床下材のためのパネル７１０として構成されてもよい。実施形態において、パネル７１０は、例えば、複合材料で作られた耐久性のある床材、もしくは複合材料層により、被覆されていてもよい。
【００７４】
また、本明細書に記載の実施形態の組成や構成は、様々に組み合わされてもよい。
【００７５】
さらに、本明細書に記載の複合材料積層体は、一般的に、トレーラー、バン、配送車、鉄道車両、航空機、船舶、それらで用いられる輸送用コンテナ等の、様々なタイプの貨物輸送装置に利用可能である。なお、「トレーラー」はあらゆる貨物輸送装置を含み、「輸送用コンテナ」はそれらの貨物輸送装置において用いられるあらゆるコンテナを含む。
【００７６】
複合材料積層体を含む複合材料構造物１０は車両トレーラー（トラック）に用いられるパネルとして構成される他、他の実施形態として、鉄道車両の内側を保護するライナーまたはパネル、航空機の内側を保護するライナーまたはパネル、一貫輸送用コンテナ等のコンテナの内側を保護するライナーまたはパネル、建設用構造物、パイプ、等として構成されてもよい。
【００７７】
さらに、例えば、コンテナ自体が複合材料、複合材料を用いた構造物、または複合材料積層体を用いて製造または改装されてもよい。図６は、最終製品の他の一例である航空貨物コンテナ９７０の斜視図である。航空貨物コンテナ９７０には、内側部分に複合材料構造物１０または複合材料積層体が用いられている。航空貨物コンテナ９７０は、上述したように、複合材料で製造されていてもよく、または、複合材料を用いて改装されていてもよい。
最終製品の他の実施形態として、図７に鉄道車両９８０の斜視図を示す。鉄道車両９８０は、複合材料構造物１０または複合材料積層体を、ライナー９８２として含む。ただし、ライナーは、鉄道車両の壁の内側部分等の、コンテナ本体の様々な場所に配置されてよい。
【００７８】
図８は、実施形態にかかる、複合材料構造物１０をライナー９９２として含む一貫輸送用コンテナ９９０の斜視概略図である。一貫輸送用コンテナ９９０は天井部材９９４、内側壁部材９９６、床材９９８、ドア部材９９９を備える。実施形態にかかるライナーは、コンテナや他の構成物の様々な場所に配置されてよい。図８に示されるように、ライナー９９２は床材９９８の上に被覆材として配置されてもよく、または、床材９９８と統合されてもよい。ライナー９９２はまた、内側壁部材９９６の少なくとも一部の上に配置されてもよいし、天井部材９９４の内側部分の上に配置されてもよい。図８は、ライナー９９２で作られた、もしくはライナー９９２で覆われた、スカッフパネル９９７を示している。一貫輸送用コンテナ９９０は、例えば鉄道から船舶、その後、トラック、という具合に、ある種類の交通機関から別の種類の交通機関へと、コンテナの中身を再度、積み込んだり、積み出したりすることなく、移動可能とする。実施形態において、一貫輸送用コンテナ９９０のサイズはＩＳＯ規格の要件を満たしている。例えば、全長は８フィートから５０フィートまでの範囲内であり、高さは８フィートから９フィート６インチまでの範囲内である。
【００７９】
図９は、複合材料構造物１０または複合材料積層体の他の用途を示した図である。具体的には、図９は、複合材料構造物１０または複合材料積層体を備えるバッテリーケースを示している。図１０は、複合材料構造物１０または複合材料積層体を備えるさらに他の用途、具体的にはバッテリーボックスを示した図である。
【００８０】
複合材料構造物１０または複合材料積層体は、内側の床部材、側壁部材、天井部材、スカッフプレート、その他のコンテナの部分といった構造物に取り付けられてもよい。また、例えば、航空貨物、鉄道および一貫輸送のためのコンテナ、パイプ等の全体が複合材料構造物１０または複合材料積層体で作られていてもよい。さらに、本明細書に記載のパネル、ライナー、構造物は、トレーラー、コンテナ等の外面の一部または全体に用いられてもよい。その場合、それらの構造物には、耐紫外線性および耐摩耗性が付与されてもよい。複合材料構造物１０または積層体、またはそれらを用いたパネル、ライナー等を用いた既存構造物の改装もまた、実施形態に含まれる。
【００８１】
また、既述のように、本明細書に記載の実施形態にかかる材料は、例えば車両や個人のための、防護具や防弾材料に用いられてもよい。例えば、本明細書に記載の実施形態にかかる材料は、耐火性の防弾複合材料または防弾パネルとして用いることができる。例えば、図１、３または１１に示される構造物は、耐火性複合材料防弾パネルとして使用可能である。防弾材料および防弾パネルは、例えば、警察官が使用する防弾クリップボード等の耐火性携帯防弾シールド等を作るのに用いられ、制御室や警備員ステーション等の移動しない場所に対し耐火性防弾具を提供するとともに、車両の乗員等にも耐火性防弾具を提供する。図１１に示す実施例においては、パネル２０は複数の第１の層２２ａ、２２ｂ等を有しパネルの打面２３を構成する打面部２２を備える。打面部２２の複数の層の各々は、第１のマトリックス材料２６の中に配置される複数の第１の種類の繊維２４を含んでいる。層２２ａおよび層２２ｂで示される層の各々において複数の繊維２４は実質的に平行であり、それらの複数の層は、ある層に含まれる繊維が隣接する層に含まれる繊維に対し角度を生じるように配置されている。なお、図の例では繊維の間の角度は９０度であるが、例えば９０度より小さい角度のように、他の適切な角度で層の配置が行われてもよい。パネル２０は、さらに、オプションとして、裏面層３０と内部積層部３３を有する支持部２８を備える。内部積層部３３は、各々が第２のマトリックス材料３７の中に第２の種類の繊維３５を含む複数の複合材料層を備える。裏面層３０は、例えば、実質的に繊維を含まず、複合材料ではないマトリックス材料の層を備える。他の実施形態において、層の数およびそれらの組成は用途に応じて変更されてよい。パネル２０は、例えば、複数の第１の種類の繊維を含むテープの交差層と、複数の第２の種類の繊維を含むテープの交差層と、複合材料ではない層を積層したものに対し加圧することにより製造される。例えば、パネルは、複数の層を順次積み重ね、積み重ねた複数の層に対し、例えばプレス機による加熱および加圧を行い、隣接する層を互いに溶着させることにより製造される。一実施形態において、パネル２０は、主としてＥグラスファイバーを低性能繊維として含む打面部と、Ｓグラスファイバーを高性能繊維として含む支持部とを備える。個々のパネルに求められる性能の基準に応じて、パネルの厚さと、パネルのＥグラスが含まれる部分およびＳグラスが含まれる部分の相対的な厚さは変更されてよい。望ましくは、パネルに対する重量比において、ＥグラスとＳグラスは概ね等量である。
【００８２】
ある具体的な実施形態において、ＥグラスファイバーはＡＳＴＭ  Ｄ５７８−９８の段落４．２．２の基準を満たし、粗紡の収率が１ポンド当たり約２５０ヤードから６７５ヤード、もしくは、粗紡の重さ（テックス）が１キロメータ当たり約７３５グラムから１９８５グラムである。ＳグラスファイバーはＡＳＴＭ  Ｃ１６２−９０またはＡＳＭ  ３８３２Ｂの基準を満たし、直径が約９マイクロメートルの細い繊維を含み、粗紡の重さ（テックス）が１キロメータ当たり約６７５グラムから１６００グラム、もしくは、粗紡の収率が１ポンド当たり約３１０ヤードから７３５ヤードである。
【００８３】
ただし、繊維２４および繊維３５には、本明細書に記載の実施形態にかかる繊維のいずれが用いられてもよいし、それらの組み合わせが用いられてもよい。また、パネル２０の層には、本明細書に記載の実施形態にかかる複合材料のいずれが用いられてもよいし、それらの組み合わせが用いられてもよい。
【００８４】
複合材料層の内容物は、用いられている繊維の収率と、マトリックスと繊維により構成される層における繊維の重量比により表現される。例えば、一実施形態において、複合材料層はポリプロプレンマトリックス材料の中にＥグラスを含む。繊維の収率は、繊維の１ポンド当たり約５６ヤードから１８００ヤードの範囲内であり、一具体例において、例えば約６７５ヤードである。また、繊維とマトリックス材料の重量の合計に対する繊維の比率は、例えば、約４０重量パーセントから９２重量パーセントの範囲内であり、一具体例において、例えば、６０重量パーセントから８０重量パーセントの範囲内である。細い繊維の直径は、例えば、約０．００５マイクロメートルから０．０２５マイクロメートルの範囲内である。マトリックス材料は、本明細書に記載の実施形態にかかるマトリックス材料のいずれが用いられてもよいし、それらの組み合わせが用いられてもよい。なお、望ましくは、マトリックス材料はＰＶＤＦ等の耐火性高分子マトリックス材料を含む。本明細書に記載の実施形態にかかるマトリックス材料のいずれも単独で、もしくは他のマトリックス材料との組み合わせで、第１のマトリックス材料２６および第２のマトリックス材料３７に使用される。
【００８５】
防弾パネルを含む防弾材料は弾丸の衝撃に耐える性能を評価する規格に従い試験される。そのような規格を以下に簡単に説明する。防弾材料の性能を評価する規格としては、例えば、司法省の国立司法研究所により制定された、「耐弾丸防護材料に関するＮＩＪ規格」（ＮＩＪ規格）という名称の規格がある。弾丸またはその他の発射体による弾道の脅威は、例えば、発射体の組成、形状、直径、質量、衝撃速度等に応じて変化するため、ＮＩＪ規格は防弾材料を、以下のような異なる防護グレードに分類している。タイプＩＩ−Ａ（低速３５７マグナム、９ｍｍ）、タイプＩＩ（高速３５７マグナム、９ｍｍ）、タイプＩＩＩ−Ａ（４４マグナム、サブマシンガン、９ｍｍ）、タイプＩＩＩ（高出力ライフル）、タイプＩＶ（徹甲ライフル）。
【００８６】
以下に上記の防護グレードをより具体的に説明する。タイプＩＩ−Ａ（低速３５７マグナム、９ｍｍ）：タイプＩＩ−Ａに分類される防護材料は、見かけの質量が１０．２ｇ、計測速度が３８１プラスマイナス１５メートル／秒のソフトポイントの３５７マグナム弾による標準試験射撃に対し防護性能を有する。また、タイプＩＩ−Ａの防護材料は、見かけの質量が８ｇ、計測速度が３３２プラスマイナス１２メートル／秒のフルメタルジャケットの９ｍｍの弾丸に対し防護性能を有する。
【００８７】
タイプＩＩ（高速３５７マグナム、９ｍｍ）：このグレードの防護材料は、見かけの質量が１０．２ｇ、計測速度が４２５プラスマイナス１５メートル／秒のソフトポイントの３５７マグナム弾と同等の発射体による射撃に対し防護性能を有する。また、タイプＩＩの防護材料は、見かけの質量が８ｇ、計測速度が３５８プラスマイナス１２メートル／秒のフルメタルジャケットの９ｍｍの弾丸に対し防護性能を有する。
【００８８】
タイプＩＩＩ−Ａ（４４マグナム、サブマシンガン、９ｍｍ）：このグレードの防護材料は、ほとんどの拳銃の脅威に対抗する防護を提供し、見かけの質量が１５．５５ｇ、計測速度が４２６プラスマイナス１５メートル／秒の鉛セミワッズカッターガスチェックドの４４マグナム弾と同等の特性を有する発射体に対する防護性能を有する。また、タイプＩＩＩ−Ａの防護材料は、９ｍｍのサブマシンガンの弾丸による射撃に対する防護性能を有する。この弾丸は９ｍｍのフルメタルジャケットの弾丸で、見かけの質量が８ｇ、計測速度が４２６プラスマイナス１５メートル／秒である。
【００８９】
タイプＩＩＩ（高出力ライフル）：このグレードの防護材料は、７．６２ｍｍ（３０８ウィンチェスター（ウィンチェスターは米国の登録商標））の弾薬とほとんどの拳銃の脅威に対する防護性能を有する。
【００９０】
タイプＩＶ（徹甲ライフル）：このグレードの防護材料は、見かけの質量が１０．８ｇ、計測速度が８６８プラスマイナス１５メートル／秒の３０口径の徹甲射撃に対する防護性能を有する。
【００９１】
上記の規格の推進のために、防護材料のための他の試験として、ＭＩＬ−ＳＴＤ−６２２において規定されているＶ５０試験、すなわち、Ｖ５０防護材料のための弾道試験がある。米国特許第７，５９８，１８５号にこの試験に関する記載が含まれており、その内容は本発明の参照情報として本願に統合される。
【００９２】
上述した耐火性防弾パネルを含む実施形態にかかる防護材料は、発射体が当該防護材料に対し発射された場合、上述したＮＩＪ基準の防護グレードＩＩ−Ａ、ＩＩ、ＩＩＩ−Ａ、ＩＩＩおよびＩＶの少なくとも１つに定義される発射体に対する防護レベルを満たし、また、上述したＶ５０試験を通過する。
【００９３】
複合材料構造物１０に例示される複合材料または積層体は、上述した実施形態のいくつかにおいて１枚または２枚の層を備えるものとしたが、この点に関し実施形態は限定されず、複合材料構造物１０に例示される積層体に、いかなる適切な枚数の層（例えば、２層、３層、４層等）が採用されてもよく、それらの構成は目的の最終用途に応じて変更されてよい。例えば、ポリエチレンを含む熱可塑性マトリックスに低価格で低性能なＥグラスファイバーを含む層と、ポリエチレンを含む熱可塑性マトリックスに高価格で高性能なＳグラスファイバーを含む層とを備えるパネル、ライナー、コンテナ等の構造物が製造されてもよい。
【００９４】
実施形態において、熱可塑性マトリックス材料の層からのパネルの形成において、熱硬化性マトリックスを実質的に排除することにより、熱硬化性マトリックス材料を養生するために要する時間より短時間で、かつ低圧で、パネルの形成が実現される。また、ポリエチレンを含む熱可塑性マトリックス材料を含む層で構成されるパネルは、脱気を要さず、また、ＶＯＣをほとんど発しないか、全く発しない。オプションとして、本明細書に記載の複合材料パネルに対し、金属、セラミックス、その他の材料が付加されてもよい。また、本明細書に記載のパネルやその他の構造物が製造された後、必要に応じて、構造物に対する紫外線、湿気、その他の環境影響からの保護のために、例えば複合材料、エラストマー、金属ハウジング等により覆われてもよい。また、耐火性の向上、煙や毒性物質の発生防止等の目的や、外観向上のために、マトリックス材料に対し添加剤が添加されてもよい。
【００９５】
また、最終製品における最終的な強度、剛性、その他の望ましい特性は、例えば、使用される熱可塑性材料、使用される補強材料やその他の材料のタイプ、サイズ、方向等により変化する。さらに、最終製品の強度およぎ剛性は、例えば、最終製品の全長、幅、厚さ、断面積等の全体的な形状によっても変化する。
【００９６】
本願において、「第１」、「第２」およびそれらに類する表現は、順序、数量、重要度等のいずれも意味せず、ある要素と他の要素を区別するために用いられている。また、本願において、「ある」という表現は数量を１つに限定する意図はなく、参照される対象物が少なくとも１つ存在することを意味する。本願において、数量を示す表現に付される「約」は、そのフレーズが示す正確な数量を含むが、正確な数量に限られない、という意味で用いられている。また、本明細書に記載の複数の実施形態にかかる特徴は、適宜、任意に組み合わされてよい。
【００９７】
本発明は、具体的な実施形態に関し説明を行ったが、それらの実施形態に対し様々な変更または代替を行ったものもまた、本発明の技術的思想の範囲および本願の請求の範囲の中に入る、という点は、上述の開示内容を読み理解した当業者により理解されることである。
【００９８】
また、本発明は本明細書に記載された、もしくは本願の図面に示された、具体的な構成に限定されることはなく、開示の範囲を変形したものや開示の範囲に均等なものも本発明を構成する。
【符号の説明】
【００９９】
１０…複合材料構造物、１２…第１の外側層、１４…第２の外側層、１６…芯部材、１７…中間層、２０…パネル、２２…層、２２…打面部、２３…打面、２４…繊維、２６…マトリックス材料、２８…支持部、３０…裏面層、３１…装置、３２…巻き戻し処理部、３３…内部積層部、３４…追加処理部、３５…繊維、３６…第２の巻き戻し処理部、３７…マトリックス材料、３８…加熱処理部、４０…加工処理部、４１…カレンダーロールアセンブリ、４２…取り込み処理部、２００…複合材料積層体、２２０…第１の複合材料層、２４０…第２の複合材料層、７００…ライナー、７０２…内側部分、７０４…車両トレーラー、７１０…パネル、９７０…航空貨物コンテナ、９８０…鉄道車両、９８２…ライナー、９９０…一貫輸送用コンテナ、９９２…ライナー、９９４…天井部材、９９６…内側壁部材、９９７…スカッフパネル、９９８…床材、９９９…ドア部材。
【図１】
2016519010.tif 000002
【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2016519010.tif 000007
【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１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年1月16日(2016.1.16)
【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】
熱可塑性マトリックス材料を含む耐火性複合材料積層体であって、
前記熱可塑性マトリックス材料は、前記複合材料積層体の前記マトリックスに埋め込まれた繊維により強化されており、
前記耐火性複合材料積層体の前記熱可塑性マトリックス材料はフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む
耐火性複合材料積層体。
【請求項２】
前記繊維はグラスファイバーを含む
請求項１に記載の耐火性複合材料積層体。
【請求項３】
前記グラスファイバーは、Ｅグラスファイバー、Ｓグラスファイバー、およびこれらの組み合わせから選択されたグラスファイバーである
請求項２に記載の耐火性複合材料積層体。
【請求項４】
前記積層体は合撚構造またはテープ構造を含む
請求項３に記載の耐火性複合材料積層体。
【請求項５】
前記繊維は連続繊維であり、
前記積層体はテープ構造を含む
請求項３に記載の耐火性複合材料積層体。
【請求項６】
付加的な強化材料を含む
請求項４に記載の耐火性複合材料積層体。
【請求項７】
第１の外側層と、
第２の外側層と、
前記第１の外側層と前記第２の外側層との間に挟まれた芯部材と
を備え、
前記芯部材は発泡体を含み、
前記第１の外側層と前記第２の外側層の少なくとも一方は、請求項１に記載の耐火性複合材料積層体を含む
複合材料構造物。
【請求項８】
前記耐火性複合材料積層体は、少なくとも第１の複合材料層と第２の複合材料層とを含む複数の複合材料層を備え、
前記第１の複合材料層と前記第２の複合材料層の各々は、前記熱可塑性マトリックスに埋め込まれている前記繊維を有し、
前記複数の複合材料層は互いに固着されて前記耐火性複合材料積層体を形成している
請求項７に記載の複合材料構造物。
【請求項９】
前記第１の外側層と前記第２の外側層の少なくとも一方は、被覆されている
請求項７に記載の複合材料構造物。
【請求項１０】
前記繊維は互いに平行である
請求項７に記載の複合材料構造物。
【請求項１１】
前記第１の複合材料層と前記第２の複合材料層は異なる長さの繊維を含み、
前記第１の複合材料層はＥグラスファイバーを含み、
前記第２の複合材料層はＳグラスファイバーを含む
請求項８に記載の複合材料構造物。
【請求項１２】
請求項７に記載の複合材料構造物を備えるパネル。
【請求項１３】
前記第１の外側層と前記第２の外側層との間に１以上の中間層を備える
請求項７に記載の複合材料構造物。
【請求項１４】
前記芯部材は、前記第１の外側層、前記第２の外側層および前記１以上の中間層より厚い発泡したフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）の発泡体を含む
請求項１３に記載の複合材料構造物。
【請求項１５】
請求項１に記載の耐火性複合材料積層体を備えるパイプ。
【請求項１６】
請求項７に記載の複合材料構造物を備えるパイプ。
【請求項１７】
請求項７に記載の複合材料構造物を備えるバッテリーボックス。
【請求項１８】
請求項７に記載の複合材料構造物を備えるバッテリーケース。
【請求項１９】
請求項１に記載の耐火性複合材料積層体を製造する方法であって、
前記積層体を溶融処理により一方向性のテープに成形するステップを備える
方法。
【請求項２０】
前記積層体を、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）の発泡体を含む芯部材に固着するステップを備える
請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１に記載の耐火性複合材料積層体を備える防弾パネル。
【請求項２２】
複合材料積層体のマトリックスに埋め込まれた繊維により強化された高分子マトリックス材料を備える耐火性複合材料積層体であって、
前記耐火性複合材料積層体の前記高分子マトリックス材料は、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む
耐火性複合材料積層体
【請求項２３】
請求項２２に記載の複合材料積層体を備える耐火性防弾パネル。
【請求項２４】
耐火性複合材料積層体を備える耐火性防弾パネルであって、
前記耐火性複合材料積層体は、前記複合材料積層体のマトリックスに埋め込まれた繊維により強化された耐火性高分子マトリックス材料を含み、
前記耐火性防弾パネルは、投射物が前記パネルに投射された場合に、ＮＩＪ規格の防護服の等級ＩＩ−Ａ、ＩＩ、ＩＩＩ−Ａ、ＩＩＩおよびＩＶにより規定される対投射物の防護水準のうちの１以上を満たし、
前記第１の高分子マトリックス材料と前記第２の高分子マトリックス材料の少なくとも一方はフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む
耐火性防弾パネル。
【請求項２５】
第１の面と第２の面を有する耐火性防弾パネルであって、
各々が第１の難燃性樹脂を有する第１の高分子マトリックス材料に埋め込まれた繊維を含む第１の複数の層を有する打面部と、
前記打面部に隣接配置される指示部であって、各々が第２の難燃性樹脂を有する第２の高分子マトリックス材料に埋め込まれた繊維を含み隣接する層と互いに固着された第２の複数の層を有する指示部と
を備え、
前記第１の高分子マトリックス材料と前記第２の高分子マトリックス材料の少なくとも一方はフッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む
耐火性防弾パネル。
【請求項２６】
前記第１の複数の層はＥグラスファイバーを含み、
前記第２の複数の層はＳグラスファイバーを含む
請求項２５に記載の耐火性防弾パネル。
【請求項２７】
投射物が前記打面部に投射された場合に、ＮＩＪ規格の防護服の等級ＩＩ−Ａ、ＩＩ、ＩＩＩ−Ａ、ＩＩＩおよびＩＶにより規定される対投射物の防護水準のうちの１以上を満たす
請求項２５に記載の耐火性防弾パネル。
【請求項２８】
前記繊維は各々の層において互いに平行であり、
前記複数の層の各々は繊維が隣接する層の繊維に対し交差するように配置されている
請求項２５に記載の耐火性防弾パネル。
【国際調査報告】
2016519010.tif 000014