JP6100308B2 - 複合製品及び防弾製品 - Google Patents
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Description
発泡体の樹脂層とスキンから構成される、樹脂性のラミネートパネルは、建築物、装飾品、家具の生産において、達成できる有用な特性が広範に及ぶため、ますます広範囲で採用されている。
知られているシステムにおいて、スキンはシート成形コンパウンド(SMC)の圧縮成形によって成形される。SMCはポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂をガラスファイバ等の補強用のファイバとともに含んでいる。
それから、成形されたスキンをフレームの両側に置いて、その後にスキンの間に位置する空洞に発泡体を注入する。発泡体は、充填材として機能し、ドアとしてより高い剛性と絶縁性を与えるのに役立つ。そしてドアは必要に応じて仕上げられる。
また、成形を効果的にするためには高圧力も必要とされる。1000〜1200トンの圧力も珍しくない。
この発明の目的は、改良された複合製品及び複合製品の成形方法を提供することにある。
好ましくは、圧力をかける領域は、基層の表面とシート状材料とが共に圧縮加工される領域であり、さらに好ましくは、基層と、シート状材料が接触する領域である。
好ましくは基層の表面の性質は、圧縮加工領域からガスや蒸気を逃がすように構成されている。例えば、シート状材料の表面の少なくとも一部の領域は、好ましくは***があいており、関連エリアからガスや蒸気が逃げることができるようにしている。
他の形態(二者択一かまたは追加の形態)は、ガスを逃がすのを助けるためのものである。例えば、溝や導管が基層に形成されうる。
好ましくは、基層の形状は、圧力をかける領域の圧力を抜くことができるような形状とする。
さらなる発明の形態においては、シート状成形材料からなる層を形成することと、実質的に連続気泡構造を含む発泡体の材料からなる基層を形成することと、基層表面にシート状成形材料の層を積層させることと、基層に対して、シート状材料に貼り付けるように圧力を加えることとからなる、複合製品の成形方法が提供される。
そして、基層は最終形成物の一部を形成してもよいし、スキンを成形した後に、基層を例えば機械的に除去してもよい。好ましくは、基層は複合製品である最終形成物の一部である。
好ましくは、この方法はシート状材料の層を金型に嵌める行程を含む。さらには、基層を金型に当て嵌められたシート状材料にプレスするステップを含む。
他の例として、1又は2以上の層がシート状材料と工具の表面の間に設けられていてもよい。例えば、成形を助けたり、金型から製品を取り外すために工具の表面に部材を設けてもよい。成形の後に製品にコーティングを施すために、コーティング用の化合物を積層してもよい。この化合物は色彩が施されてもよい。この化合物を粉状のものとして、静電的な方法を使うことも可能である。
好ましくは、そのベールは、成形前に、シート状材料と金型の表面の間に施されたシート状の部材から構成される。ベールを施すことにより、ベールなしで調整した場合と比較して、成形した製品の表面仕上げが改善され、又は変化する。
好ましくは、ベールは実質上、成形の間、成形材料の成分が通り抜けるものである。
それゆえに、成形コンパウンドのある成分(特に樹脂)は十分に透過できるように、そして一方で、ガラスファイバや他の補強材などの他の成分には防護壁として機能するように、ベールの材料は適宜選択される。
ベールは不織布材で構成されてもよい。特に、ベールが金型に直接張り付けられる箇所においては、成形された製品の表面において表面構造が認識されるような特別な織り方や仕上げとならないようにすることがベール材に要求される。しかし、他の配置では、表面におけるそのような表面構造やパターンは有利な特徴となりうる。
本発明の広範な態様は、樹脂やフィラー成分からなるシート成形材料を使う成形方法に関するものであり、その方法はシート成形材料と成形物の表面の間にベールを挿入することを含む。上述したように、好ましくはベールは、吸収等により樹脂剤が透過している間、フィラー成分への障害壁としての機能を有する。
特に、連続気泡の発泡体の基層を用いることで、金型内の空気や成形プロセスの間に作り出されるガスが発泡体の連続気泡構造の中を出入りすることができる。そのことにより、空気やガスがスキンのひびやその他の変形箇所に流れるというリスクを減らすことができる。
例として、シート状材料の成形が、基層の表面に成形材料の所望の流れがあるように調整される。例として、このことは、他の応用例に相当する構成と比較して、構成物内に超過分のプレポリマーが含まれることにより達成される。
好ましくは、その方法は圧縮成形の方法で構成される。
好ましくは、圧力、温度、サイクル時間は、シート状材料が金型に収まるように選択する。
好ましくは、金型はスキンの所望の形になるように造形される。
本発明にかかる方法は、フラットパネルのような表面に成形を行わない製品の成形にも使用できると考えられる。この場合、基層は任意の適切な材料から構成される。好ましくは基層は、堅い材料で構成される。そうすることにより、圧縮行程がもっともうまく実施でき、また、基層が製品の機械的な要求特性を充足させることができる。
金型の形は基層の輪郭に合わせる。そうすることで、部材が金型の表面に押しつけられたとき、結果物であるパネルは、成形された基層に所望の輪郭が接着されたスキンを有することとなる。
基層は、もろい材料で構成されていてもよい。結果として得られる製品の通常の使い方においては、そのような材料は堅く、押し潰し不可能であってもよい。しかし圧縮工程の間は基層の材料は、基層を成形するために押し潰すことができる。金型の表面が使用される場合、基層の材料は押し潰され、金型に面する基層の表面は金型の表面の輪郭に合った形となる。
好ましくは、基層の少なくとも一部は圧縮工程の間に成形される。
好ましくは、基層は非弾力的に押し潰し可能な材料を含む。好ましくは圧縮時の基層材料の変形により実質的に成形し、実質的に不変で回復不可能である。このように一旦、基層が押し潰されると押し潰された形が残ることとなる。
成形する製品を作成する方法において、基層の単純なブロックを使用することができる。
成形により製品の表面の輪郭が形成されてもよい。及び/又はその製品そのものの形が形成されてもよい。この方法により、成形製品が成形されることがわかる。
本発明は、基層が、圧力をかけた状態でさらに堅くなる材料からなる場合に適用できることがわかるが、好ましくは、基層は圧力をかけたときに制御的に押し潰すことが可能な材料からなる。そうすることで、基層の表面は、金型の一部の輪郭の形となる。
好ましい例として、2つの相対する金型の表面の形に従って基層を成形するといった一つの圧縮工程で基層に2つのスキンを施してもよい。2つの金型の表面は異なる形状でもよいし、同一の形状でもよい。
例として、コアの一部又は全部が実質的に厚さ0となるように押し潰されてもよい。
任意の適切な材料が使用されている限り、発泡体等の実質的に堅い構造を持つ材料とともに用いる場合に特に、本発明の態様は適切である。例えば望ましくは発泡体は、重量をかけたときのゆがみを防止し、適度の圧力をかけたとき崩壊しないようにセルフサポートする発泡体が望ましい。このような発泡体の物理的性質については、特に圧縮する力や重量をかけたときのゆがみは、(他の要素はもとより)気泡の壁の厚さに関係すると考えられている。ある例によると、適切な基層の材料に対する気泡の大きさは、0.5mm〜5mmの範囲内、より好ましくは0.5又は1mmから2、3mmの範囲内であることがわかっている。
例として、シート状成形材料のさらなる層は、基層の反対側の表面に設けられる。この場合、2つのシート状材料の2つの層の間に基層が圧力で挟まれている。
好ましくは、シート状材料は熱硬化性樹脂を含む。その材料がシート状で扱われるようにするための成分など、その材料はさらなる成分を含んでいてもよい。
好ましくは、シート状成形材料はSMC(シート成形コンパウンド)からなる。
SMCは、マトリクスと補強材という2つの主な構成要素からなりうる。
マトリクスは好ましくは、ポリエステルを含む樹脂からなるが、ビニルエステル、エポキシ、フェノール、あるいはポリイミドを含んでもよい。好ましくは、マトリクスは熱硬化樹脂から構成されてもよい。
補強材は、好ましくはガラスファイバで構成される。ファイバは、5cmかそれ以下の長さでカットされていてもよいし、連続していてもよい。他の補強材としても、カーボンファイバなども使用することができる。
驚くことに、長いファイバを含むシート状材料が本発明に係る方法を使用でき、また、織物状のファイバを含むシート状材料も使用できることがわかった。理論によって拘束されることなく、相対的に長いファイバの補強材を含み、及び/またはファイバマットやその他のネットワークや構造を有する材料が使用できると考えられる。それは、金型の中で、金型の表面に沿って一方向に材料が移動することは相対的に少ないからである。
補強材が別個の層として設けられた場合、それは基層の全体にわたって配置されてもよいし、例えば一部に設けられてもよい。例えば、もし、ダメージや攻撃の影響をより受けやすい製品の特有の部分がある場合には、その領域に追加的に補強材を設けることもできる。例えば、製品がドアに使用される場合、追加の補強材は、装飾的な成形や他の特徴のために他より薄いドアの領域や、よりダメージの影響を受けやすいドアの領域に設けられる。
圧縮又は成形している間、好ましくは、樹脂等のマトリクス材料は、ファブリック状あるいは他の配置の構造の中に流れ込み、接着される。
好ましくは、シート状材料が成形されたり、金型の中に収まったりできるように、圧力や熱は適宜選択される。
好ましくは、シート状材料の粘度は、圧縮工程において減少する。
好ましくは、材料、例えばSMCは折られていない形態で積層される。これは、製造の簡易化につながり、また、成形工程の圧力の要求値も減少させることができる。ここで単一の厚さの層が複数配置されている場合についてさらに言及すれば、好ましくは各層は端で重なり合わせて、スキンにおいて間隙が形成されるリスクを減少させる。
金型の表面の全領域に渡って実質的にSMCを延在させることにより、多くの利益がある。例えば、ある配置において、金型の中の材料の側方流動の要求値を減らすことにより、成形工程を完遂させるために要求される圧力を減らす事ができる。また、金型の表面に渡る材料の流動量を減らすことにより、金型の表面の擦過傷及び/または摩耗を低減させることができる。このように、金型として用いられる材料は、以下に詳細に述べる材料のより広範囲の候補から選択することができる。
好ましくは、シート状材料の複数のシートが、金型の表面に配置される。
いくつかの構成において、例えば、金型の表面が大きいため、あるいは、シート状材料の取り扱いがより簡易的になるように、数ピースのシート状材料が金型、及び/又は基層に配置されてもよい。好ましくは、あるシートの縁は、隣接シートの縁と重なり合っている。このようにして、基層の上のスキン内で間隙のリスクを低減できる。重なり合っている領域に追加する材料は、完成品の品質を下げないということがわかっている。というのも、その領域における余分な材料は、いくつかの例では、基層の中、及び/又は金型の側方向に流れるからである。
この特徴は、シート状材料を潜在的に無駄にする量を減らすことができるため、さらなる利点がある。大きなピースから切り抜いたりして得た小さな材料(例えば、パネルが光沢のある部分を含む場合)のピースは処分する必要もなく、使用することができる。
上述のように、従来のSMCの製造工程はSMC製品の成形時に閉じこめられた空気を抜くために巨大な圧力が必要であった。圧力をかける前に、SMCのスキンの後方の、発泡体の基層を置くことにより、工具の表面の摩耗を大幅に減らしつつ、空気を発泡体の気泡構造を通って逃がすことができる。また、必要とされる圧力もかなり低くなる。好ましくは、圧力は、500トン以下、より好ましくは200トン以下、さらに好ましくは100トン以下である。
低い圧力下においては、アルミニウムの工具が使われる。これにより、ステンレススチールの金型と比較して、アルミニウムの金型が軽く、アルミニウムの金型の加熱、冷却時間が短い事に照らして考えるに、工具使用の低コスト化、柔軟な製造、工具交換のための稼働休止時間削減が可能となる。例えば、アルミニウムの工具の体積は、相当する鋼の工具の体積よりも著しく小さい。また、アルミニウムの低密度につながるこの事実は、アルミニウムの金型を使うとき、重さの点でかなり有利となる。
好ましくは、シート状材料は表面にパターンを持った金型の表面に用いられる。
基層への材料の当て嵌め、ひいては、基層への材料の接着性を高めるために、基層の凹凸表面がへこみからなる凹凸を有してもよい。
へこみ等の凹凸は、基層への材料の接着性を高められる任意の形状でよい。例えば、穴(ピット)、空洞、細孔を表面に有していてもよく、また、導管や溝を有していてもよい。凹凸のパターンは、規則的であっても、ランダムであっても任意の形状でよい。また、凹凸は基層の表面の全体に渡って延在してもよく、表面の1、又は数カ所にのみ施されていてもよい。
凹凸は基層自体の性質から作られてもよい。例えば、基層が発泡体から構成されている場合、凹凸は気泡によって作られてもよい。それに代えて、又は加えて、凹凸は、例えば機械的に又は化学的に基層の表面に成形されてもよい。例えば、穴(ピット)は、嵌合を改善するために基層の表面に機械的に成形することができる。
本発明の広範な態様によれば、シート状硬化材料を形成すること、基層を形成すること、シート状材料を基層へ押しつけることといった工程の構成複合製品の成形方法が提供される。
好ましくは、圧縮工程において、構成物からガスが排出されるように構成する。
好ましくは、基層の表面は、複数の穴や他の表面造形を含み、これにより、例えば穴や造形の結果として、シート状材料が基層に対し、機械的に嵌合するように流れることができる。このように、得られる製品のスキンと基層の間に強固な界面を作ることができる。
好ましくは、単一の圧縮工程は、複合製品の成形で使用される。好ましくは完全に仕上がった製品は、わずか1つの圧縮又は成形工程が使用される方法により成形される。
本発明は、さらに、ラミネート製品の成形方法を提供する。この方法は、シート状硬化材の2つの層を設ける工程と、2つの層の間に基層を設ける工程と、シート状硬化材の2層を基層に押しつける工程とからなり、前記基層は実質的に連続気泡構造を有していてもよい。
このようにして、2つのスキンの間に1層の発泡体が設けられた、サンドイッチ状の発泡体のパネルが1つの圧縮工程で生産される。
他の構成要素が、成形工程でスキンの間に挟まれてもよい。例えば、製品がドアだった場合、ドアのフレーム部分や光沢パネルや、その他の構成要素が成形物の中に配置されていてもよい。これにより、これらの構成要素は、1ステップの成形工程で製品の中に成形することができる。本発明を利用することにより、ドアのように実質的に完成した製品は1ステップの成形操作で生産することができることがわかる。
また、本発明は、基層と、基層の表面に接着されたシート状材料のスキンとからなる製品も提供する。ここでシート状材料は基層の表面に機械的に合わせられている。基層はその表面上に成形物を有していてもよい。シート状材料は、この成形物に合わせてある。基層は、連続気泡構造の基層の気泡の中に広がった材料が実質的に連続気泡構造を形成していてもよい。
また、本発明は、基層にシート状成形材料を押しつけるために用いられる成形装置も提供する。ここで、好ましくは、成形装置の表面はアルミニウムかアルミニウム合金からなる。
本発明は、添付図面を参照して本明細書に記載されているように、実質的に方法及び/又は装置に拡張される。
例えば、パネルを成形するために、2つのスキンは、フレームの両サイドに固定され得る。そして、発泡体はスキンの間の空洞の中に注入される。
図2は、アルミニウムの金型20を示している。この金型は、ドアパネルの成形に合った表面の輪郭からなる。金型はおよそ140℃の温度に加熱される。
1枚のシート成形コンパウンド22を金型20の表面の上部に置く(図3)。シート22は、金型の表面全体に渡って広がるような大きさとしている。
基層26は、以下に詳細を述べるように、発泡体から構成されてもよい。
使用される発泡体は、以下の点で有利である。
構造的で顕著な耐荷重性をもつ。
もろく、圧力をかけることで成形でき、形状が記憶されず、それゆえに実質的に押された形に保持できる。
連続気泡構造であり、このためドアの製造の間に気泡の中に樹脂が移動することができ、真にモノリシックな複合構造を作ることができる。
約100トンの下向きの圧力が構成要素にかけられる(図6においてかけられるが、圧力をかけている様子は描かれていない)。金型は基層の上に押しつけられ、発泡体をつぶし、基層の表面を金型の表面の形に成形する。SMCシート22もまた金型の表面と基層の間で圧力がかけられる。加熱された金型の表面20の上にSMCが液化し始め、基層26の表面における気泡の中に流れ込む。SMCと基層の間で閉じこめられた空気や他のガスは発泡体の連続気泡構造を通り抜ける。成形された基層26に固定され、金型の表面に対応した外側の表面を持つスキンを成形するようにSMCが硬化するのに十分な時間の間、構成要素は圧力がかけられ、金型に保持される。
この例において、上の金型部分が必要ないことがわかる。この例において、構成要素は1つの加熱されたプラテンに対して圧力をかけられている。
ここで、図8において、成形されたドアが1つの圧縮工程で成形される方法が描かれている。
硬化材料の下のシート34は、下の成形表面32にあてがわれる。下のシート34の大きさは下の成形表面の大きさとほぼ同じである。
上の金型46は、他の構成要素の方に下降させ、上の金型46を下の金型30に向かって押すように、約100トンの圧力がかけられる。
上のブロック42と下のブロック36はもろい発泡体からなり、隣接する成形表面32、48に向かい合うブロックの表面は、押し潰され、パネル型のドアの表面の形に成形される。
2、3分後に硬化が完成されると、成形されたドアは金型から離される。
このように、1つの圧縮操作でドアが形成される方法がわかる。
例として、金型の表面は、スキンの外側の表面に表面パターンを成形するように表面パターンを有していてもよい。例えば、金型がアルミニウム材からなる場合、木調の表面パターンを有するアルミニウムの金型は、本物の木からなるマスターの上でアルミニウム材を直接成形することによって成形してもよい。このように、表面のパターンは、似せたパターンよりむしろ本物の木調パターンで構成してもよい。
図12a〜図12cは複合製品の成形方法のさらなる例を示したものである。ここでは、パネルを成形している。
下の金型は、組立作業台におかれ、成形されるパネルの構成要素が金型130の上に用意される。
まず、金型の表面は任意の適切な清掃材料を用いて清掃されてよい。そして、成形される構成要素が金型130上に載せられる。
図12bに組立られた構成要素の透視図を示す。図12bにおいて、わかりやすくするためにそれぞれの構成要素の厚さは原寸に比例しては示していない。
プレスにおいて、上の定盤は下の定盤の方へ向かって下げられる。そして、成形操作を行い、成形された複合製品140を成形するために圧力がかけられる。
この例においては、SMCはガラスファイバを含んでいる。
(SMCの調製例)
SMCは硬化材と補強材からなる。
SMCを調製するために、例えばポリエステル樹脂を、炭酸カルシウムや二酸化チタン、適切な顔料などの、ミネラルや添加物と混ぜることによってマトリクスを調製する。
本発明の数例において、基層は、もろい気泡の壁を有する発泡体からなる。好ましくは、この用語は、圧力下で発泡体が、気泡の壁のクリーン破壊等の脆性破壊により崩れるような場合の発泡体を含む。このような発泡体は、圧力がかけられる対象物の破壊領域において、きれいで実質的に正確な寸法の形押しが保持できる。一般的に、発泡体の降伏強度(ここでは、気泡の壁が崩れ、また発泡体が崩れるのに必要な最小限の力を意味する)は、約100〜140KPa(15〜20lbs/sq.in)が好ましく、さらに好ましくは、最低200KPa(30lbs/sq.in)である。これは、有効な耐衝撃性を得ることができるからである。一般に、発泡体の組成に関しては、密度が高くなるほど、降伏強度が高くなる。
これに代えてあるいはこれに加えて、発泡体の表面は輪郭が描かれてもよい。輪郭は例えば、機械加工やその他適当な方法で、発泡体ブロックの表面に成形されうる。このような場合、発泡体は脆かったり圧縮可能な発泡体である必要がある。
(a)(以下に定義する)反応数が少なくとも1である液体のレゾール型フェノールと
(b)レゾール用の強力な酸硬化材を
以下の条件下で反応させる。
(c)液体のレゾールの重量比が少なくとも5%であり、レゾールと硬化材を含む混合物を介して実質的に一様に分散している不活性で不溶性の微粒子の固形物を細かく分割し、レゾールと硬化材を含む混合物の温度が85℃を超えないように加熱する。この酸硬化材の温度と濃度は、硬化反応の副産物として生成される化合物が、混合物が固まる前に混合物の中で揮発する温度と濃度である。これにより、発泡体のフェノール樹脂製品は生産される。
レゾールのフェノール又はアルデヒドの縮合生成物の構成要素は、フェノールを、フェノール1モルにつき少なくとも1モルのホルムアルデヒドと反応させることにより適切に成形される。ここで、ホルムアルデヒドは一般にホルマリンのような水溶液として提供される。ホルムアルデヒドとフェノールに対するモル比は、少なくとも1.25:1以上で使用されるのが望ましいが、好ましくは、2.5:1を超えるのは避ける。最も好ましい範囲は1.4〜2.0:1である。
レゾールはフェノール/アルデヒドの反応生成物の水又は他の適切な溶媒又は(水を含むか否かにかかわらず)溶媒の混合に溶解させた溶液からなる。水が単一の溶媒として用いられた場合、レゾールの、15〜35重量%、好ましくは20〜30重量%の量が望ましい。もちろん、水の含有量は、アルコールや上記の2価化合物のような共溶媒との結合で使用された場合、実質的に少なくなる。
強酸硬化材の例は、塩酸、スルホン酸、リン酸のような無機の酸や、トルエンスルホン酸の等の芳香族スルホン酸やトリクロロ酸のような有機の強酸である。酢酸やプロピオン酸のような弱酸は一般的に適当でない。本発明の工程において好ましい硬化材は、芳香族スルホン酸、特にトルエンスルホン酸である。
レゾール、硬化材と固形物の混合を、スラッシュ成形の利用において、金型などに注いだとき、レゾールや硬化材に加える不活性の固形物の量は、固形物のないレゾールと硬化材の混合物の粘度によって決まる。これらの適用においては、硬化材が溶液などの形で提供されるのが好ましい。これにより、混合物が使用される温度において、必要な量のレゾールと混合して約50ポアズを超えない見掛け粘度を持つ液体が生じる。好ましい範囲は5〜20ポアズである。5ポアズ以下では、溶媒の量が硬化反応の間に問題となる傾向がある。
混合物の温度が、硬化材の追加の前に85℃を超えるのであれば、初期の硬化が原因で、混合物を通じて硬化材が適切に分散するのがその後困難、又は不可能になる。他方、硬化材を加えた後、混合物を85℃以上に一様に加熱することが不可能でないとしても困難である。
温度や硬化材の濃度の適切な制御により、硬化材をレゾールに加えてから、組成が硬化する間での経過時間(ここでは硬化時間と呼ぶ)は、実質的に濃度や生成物の気泡構造に影響を与えることなく、数秒から1時間、またはそれ以上、自在に変えることができる。
硬化反応は、細かく分割された不活性、不溶性微粒子状固形物が含まれる場合効果的である。これは、実質的にレゾールと硬化材の混合物の全体に渡って均一に分散している。不活性固形物により、使用する量において硬化反応を妨げない
いくつかの材料、特に、木粉のような繊維質の材料は吸収性があり、それゆえに、様々な発泡製品を得るためには、繊維質でない材料よりも一般に多くの量のこれらの材料が使用される必要がある。
これらの固形物の好ましい量は、レゾール100重量部に対して、20〜200重量部である。
上記の種類の固形物について、最も好ましい範囲は、レゾール100重量部に対して50〜150重量部である。
もし、細かく分割された金属パウダーが含まれていたら、電気伝導特性を得ることができる。金属パウダーは好ましくは、レゾール100重量部に対して50〜250重量部の量で使われる。
他の添加物も発泡形成する混合物に含まれてもよい。例えば、長連鎖アルキルベンゼンスルホン酸のナトリウム塩等の陰イオン性の物質や、ポリ(エチレンオキシド)やその共重合体を主成分とするもののような非イオン性の物質や、長連鎖第4級アンモニウム化合物やポリアクリルアミドを主成分とするもののような陽イオン性の物質といった界面活性剤、アルキルセルロース、特にメチルセルロースのような粘度調整剤、染料、顔料のような着色剤である。フェノール樹脂の可塑剤も含まれてよく、これにより硬化、発泡反応が抑制されない。また、上述したように硬化時に起こる架橋反応に寄与する二価化合物以外の多官能化合物が含まれる。これは、例えば、ジ/ポリアミン、ジ/ポリイソシアネート、ジ/ポリカルボン酸、アミノアルコールである。
発泡、硬化反応の間に硬化するプレポリマーとして、又は粉末、乳剤として、又は分散剤として他の樹脂を含んでもよい。例えば、ポリビニルアセタール等のポリアセタール、ビニルポリマー、オレフィンポリマー、ポリエステル、アクリルポリマー、スチレンポリマー、ポリウレタン、これらのプレポリマー、ポリエステルプレポリマー、ならびにメラミン樹脂、フェノールノボラックなどがある。
発泡成形組成物は必要に応じて脱水剤を含んでもよい。
特に、上記の例はパネルの製造、特にドアの製造に関連して記載した。しかし、本発明は、他の製品を含む非常に広範に適用できることを認めるべきである。確かに本発明の方法に従って非常に広範囲の製品が製造できることが予想される。多くの成形製品は、例え、現在それらの製品が一般に別の材料を使用して製造されるものであったとしても(例えば、木、金属、磁器)本発明の方法を使用して作ることができる。建築製品に加えて、例えば、本発明は、車両部品や、電化製品の付属品、包装品や、家具、絵画のフレーム、イス、テーブル、ランプ台、花瓶、ボウルなど、がほんの一例としてあげられる多くの家財道具等の用途が予想される。
発明の詳細な説明、(適切な)特許請求の範囲、図面の中で開示したそれぞれの特徴は、独立して提供されてもよいし適切に組み合わせて提供されてもよい。
シート状成形材料からなる層を形成する工程と、
基層を形成する工程と、
前記基層の表面上に前記シート状成形材料の層を据える工程と、
前記基層に対して前記シート状成形材料をプレスする工程とからなる複合製品の成形方法であって、
前記基層は、ガス及び/又は蒸気が、プレスされた領域から排出される構造となっていることを特徴とする複合製品成形方法。
[付記2]
前記基層は、気泡構造を有する材料を含む付記1に記載の複合製品成形方法。
[付記3]
前記基層は、実質的に連続気泡構造を含む材料からなる付記1又は2に記載の複合製品成形方法。
[付記4]
前記基層は、発泡材料からなる付記1乃至3のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記5]
前記シート状成形材料を基層に接着させるために圧力をかける工程を含む付記1乃至4のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記6]
前記基層は、複合製品から形成される最終製品の一部を形成する付記1乃至5のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記7]
前記シート状成形材料を加熱する工程を含む付記1乃至6のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記8]
前記シート状成形材料は、100℃以上、好ましくは120℃以上の温度に加熱される付記7に記載の複合製品成形方法。
[付記9]
前記シート状成形材料が熱硬化材料からなり、材料の硬化を導く工程を含む付記1乃至8のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記10]
前記シート状成形材料の一部分が、圧力をかける工程の間に基層の表面の中に流れ込む付記1乃至9のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記11]
前記シート状成形材料の層を金型に当て嵌める工程を含み、金型上で基層をシート状成形材料にプレスする工程をさらに含む付記1乃至10のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記12]
前記シート状成形材料と金型の表面の間にベールを設ける工程をさらに含む付記11に記載の複合製品成形方法。
[付記13]
前記ベールは成形の間、成形材料の成分に対して実質的に透過性を有する付記12に記載の複合製品成形方法。
[付記14]
前記ベールは不織布の材料からなる付記12又は13に記載の複合製品成形方法。
[付記15]
前記基層は、押し潰し可能な材料からなり、前記プレスする工程の間に基層の表面が成形される付記1乃至14のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記16]
シート状成形材料からなる層を形成する工程と、押し潰し可能な材料を含む基層を形成する工程と、前記基層の表面上にシート状成形材料の層を据える工程と、前記基層に対して前記シート状成形材料をプレスする工程からなり、前記プレスする工程の間に基層の少なくとも一部が崩される事を特徴とする複合製品成形方法。
[付記17]
さらなるシート状成形材料の層が基層の反対側の表面に備えられ、前記シート状成形材料の2つの層の間の基層を挟むように圧力をかける付記1乃至16のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記18]
前記シート状成形材料は、補強用のファイバを含む付記1乃至17のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記19]
前記シート状成形材料は、マット、ファイバ又はファブリックを含む付記1乃至18のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記20]
前記シート状成形材料は、カーボンファイバ、ガラスファイバ、及びアラミドファイバの1以上を含む付記1乃至19のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記21]
前記シート状成形材料はメッシュ又はネットワーク状のファイバを含む付記1乃至20のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記22]
前記シート状成形材料の層はSMC(シート成形コンパウンド)からなる付記1乃至21のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記23]
前記シート状成形材料の層が含浸ファイバ複合材料を含む付記1乃至22のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記24]
前記シート状成形材料の層が硬化性組成物からなる付記1乃至23のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記25]
前記プレスする工程の間、前記シート状成形材料の粘度が減少する付記1乃至24のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記26]
前記シート状成形材料は実質的に単一の厚さで据えられる付記1乃至25のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記27]
前記シート状成形材料は実質的に金型の全表面に据えられる付記1乃至26のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記28]
複数枚の前記シート状成形材料が金型の表面に据えられる付記1乃至27のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記29]
前記基層と前記シート状成形材料の間に補強ファイバの層を据える工程をさらに含む付記1乃至28のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記30]
前記ファイバの層は、前記シート状成形材料の表面の全面より小さい領域に据えられる付記29に記載の複合製品成形方法。
[付記31]
プレスされる圧力は200トン未満、好ましくは100トン未満である付記1乃至30のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記32]
前記シート状成形材料はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金型表面に据えられる付記1乃至31のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記33]
前記シート状成形材料は表面パターンをもつ金型表面に据えられる付記1乃至32のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記34]
前記基層は、前記基層の表面の少なくとも一部に表面の構造を含み、前記基層に前記材料を接着させるために、前記シート状成形材料が前記構造に嵌合する付記1乃至33のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記35]
シート状成形材料からなる層を形成する工程と、
基層を形成する工程と、
前記基層の表面上に前記シート状成形材料の層を据える工程と、
前記シート状成形材料を基層に接着させるために圧力をかける工程とからなる複合製品成形方法であって、
前記基層は、その基層表面の少なくとも一部に表面凹凸構造を含み、前記シート状成形材料が前記構造に係合して前記基層に前記材料を接着させる複合製品成形方法。
[付記36]
基層の表面に複数のへこみを含む付記1乃至35のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記37]
シート状硬化性材料を形成する工程と、
基層を形成する工程と、
前記シート状硬化性材料を基層にプレスする工程とからなる複合製品成形方法。
[付記38]
前記基層は実質的に連続気泡構造である付記37に記載の複合製品成形方法。
[付記39]
複合製品の成形に単一の圧縮工程が用いられる付記37又は38に記載の複合製品成形方法。
[付記40]
シート状硬化性材料の第2の層を形成し、2つの層の間に基層を形成し、前記2つの層を基層に向かってプレスする工程を含む付記1乃至39のいずれかに記載の複合製品成形方法。
[付記41]
シート状硬化性材料の2つの層の間にさらなる成分を形成する工程を含む付記40に記載の複合製品成形方法。
[付記42]
付記1乃至41のいずれかに記載の方法により成形された製品。
[付記43]
基層と基層表面に接着されたシート状材料のスキンからなり、シート状材料が機械的に基層の表面に嵌合している製品。
[付記44]
実質的に連続気泡構造の基層と、基層表面に接着されたシート状材料のスキンからなる製品。
[付記45]
基層が実質的に連続気泡構造で、前記材料が連続気泡構造の基層の気泡の中へ入り込んでいる付記43又は44に記載の製品。
[付記46]
付記1乃至41のいずれかに記載の方法を使用するための基層。
[付記47]
付記1乃至41のいずれかに記載の方法を使用するための装置。
[付記48]
シート状成形材料を基層にプレスするのに使用する成形装置であって、好ましくは前記成形装置の表面がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる成形装置。
Claims (27)
- 連続気泡構造の基層と、
熱硬化性樹脂を含む熱硬化性シート状成形材料の層とを含み、
前記熱硬化性シート状成形材料の一部が、前記基層の表面の前記連続気泡構造の中へ入り込んでおり、
前記熱硬化性シート状成形材料が、補強ファイバを含み、
前記基層が、非弾力的に押し潰し可能な材料を含む、複合製品。 - 前記熱硬化性シート状成形材料は、前記基層の表面の中に、前記基層上の前記熱硬化性シート状成形材料の厚さの10%を越えて中へ広がっている、請求項1に記載の複合製品。
- 前記熱硬化性シート状成形材料は、前記基層の表面の中に、前記基層上の前記熱硬化性シート状成形材料の厚さの50%を越えて中へ広がっている、請求項1又は2に記載の複合製品。
- 前記基層は、発泡材料を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記基層は、1又は複数の、ブロックの形状である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記基層は、ポリウレタンフォーム、又は気泡のあるフェノール樹脂を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記基層は、気泡のあるフェノール樹脂を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記基層は、粘土、粘土鉱物、タルク、バーミキュライト、金属酸化物、金属パウダー、耐火物、固形又は中空の微小ガラス、フライアッシュ、コールダスト、木粉、穀粉、ナットシェル粉、シリカ、短く切られたガラスファイバ及び細かく分割されたアスベストのような鉱物繊維、短繊維、短く切られた天然又は合成のファイバ、埋立廃棄物のプラスチック及び樹脂のような、粉状又は繊維状の、グランドプラスチック及び樹脂、粉状の塗料及びカーボンブラックのような顔料、並びにでん粉から選ばれるフィラー材料を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記基層の材料の密度は、100〜500kg/m3の範囲内である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記基層の気泡の大きさは、0.5mm〜5mmの範囲内である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記基層の少なくとも一部は、製品を成形するために押し潰されており、
その成形された製品は、1又はそれ以上の凹んだゾーンを有する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の複合製品。 - 前記熱硬化性シート状成形材料は、ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノール、又はポリイミド樹脂から選ばれる、請求項1〜11のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記補強ファイバは、束ねられておらず、1又は複数の方向に配列されている、請求項1〜12のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記補強ファイバは、互いに織られている又は編まれている、請求項1〜12のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記補強ファイバは、マット状又はファブリック状である、請求項14に記載の複合製品。
- 前記補強ファイバは、カーボンファイバ、ガラスファイバ、アラミドファイバ、ポリエチレンファイバ、及び/又はケブラーファイバから選ばれる1つ以上である、請求項1〜15のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記熱硬化性シート状成形材料は、更に難燃剤、硬化材、反応促進剤、フィラー、及び/又は顔料を含む、請求項1〜16のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記熱硬化性シート状成形材料の外表面は、パターンが設けられている、請求項1〜17のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記熱硬化性シート状成形材料の外表面は、木目調パターンを有する、請求項18に記載の複合製品。
- 前記熱硬化性シート状成形材料は、更にベールを含む、請求項1〜19のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記ベールは、織布材又は不織布材で構成されている、請求項20に記載の複合製品。
- 前記ベールは、ポリエステル材からなり、重さが120〜150g/m2である、請求項20又は21に記載の複合製品。
- 前記複合製品の表面上に、コーティング用化合物が存在する、請求項1〜22のいずれか1項に記載の複合製品。
- 前記コーティング用化合物は、色が施されている、透明である、又は半透明である、請求項23に記載の複合製品。
- 前記基層の第2の表面の前記連続気泡構造の中へ入り込んでいる、更なる熱硬化性シート状成形材料の層を含み、前記基層が、熱硬化性シート状成形材料の第1及び第2の層の間に位置する、請求項1〜24のいずれか1項に記載の複合製品。
- イス、テーブル、ランプ台、花瓶、若しくはボウルのような家具、ドア、窓、パネル、又は絵画のフレームの形状に形成されている、請求項1〜25のいずれか1項に記載の複合製品。
- 請求項16に記載の複合製品を含む、防弾製品。
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