車体用、特に車両ルーフ用の複合部材およびその製造方法
本発明は、繊維のない外板（１２）と、その外板を支持するために外板の内側に堆積される繊維強化された支持層（１６）とを有する、車体用、特に車両ルーフ用の複合部材に関する。本発明によれば、支持層（１６）は外板（１２）から離れて面する側において、支持層を強化するための繊維強化された強化層（１８）を設けられ、この強化層は支持層よりも高い繊維濃度を有する。さらに本発明は、かかる複合部材を製造する方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体、特に請求項１の前段ならびに対応する製造方法による車両ルーフ用の複合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
その前段による複合部材は例えばＤＥ１０２０２９１１ＣＩにより知られ、その複合部材は、外板と支持層の間の境界領域において、境界層が支持層内に設けられており、その支持層においては、複合部材に高度な温度安定性をもたらすために、繊維濃度が支持層の境界層の外部の領域と比較して増加されている。支持層は長い繊維を注入することによって強化されたポリウレタンからなり、境界層は、同様に長い繊維を注入することによって強化されたポリウレタンからなるか、または付加的なガラス繊維マットを埋め込むことによって実現される（ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ）。
【０００３】
車両用のルーフ・モジュールを形成し、均一に繊維が分布する繊維強化されたポリウレタンの支持層を設けられた、該前段による付加的な複合部材が、例えばＤＥ１０２０５２９５Ａ１、ＤＥ１０２０７２９５Ａ１、ＵＳ６３７８２０８Ｂ１ならびにＥＰ０９９５６６７Ａ１およびＥＰ１３８４６５５Ａ２により知られており、後者の２つの文書にはまた、組織または織物および不織布を埋め込むことによってポリウレタン層を強化することについても述べられている。
【０００４】
これらの複合部材の欠点は、支持層の十分な安定性を達成するためには、必要となる繊維濃度により、特に熱負荷の後に外板の表面に不均一が生じることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、外板の良好な表面品質ならびに支持層の十分な安定性を達成することができる、車体用、特に車両ルーフ用の複合部材を提供することである。さらには、かかる複合部材の製造方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この問題は、本発明によれば、請求項１に記載の複合部材および請求項１７に記載の製造方法によって解決される。本発明による解決法は、外板から離れて面する支持層の側において、繊維強化された強化層が支持層よりも高い繊維濃度をもたらされ、その結果、熱負荷の後にも外板の良好な表面品質を達成するために支持層の繊維濃度を低下させることができる一方で、それにもかかわらず強化層によって複合部材の十分な機械的安定性を実現することができるという利点を有する。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態は従属請求項（ｓｕｂ−ｃｌａｉｍｓ）によるものである。
【０００８】
以下で、本発明について図に基づいて例示的な方式で説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に、繊維のない外板１２と、外板の内部表面上の、繊維１４で強化された支持層１６と、外板から離れて面する支持層１６の表面上の、繊維強化された強化層１８とを備える車体用の複合部材１０を通じた断面を示す。この支持層は外板１２の強化材として機能し、強化層１８は支持層１６の強化材として機能する。
【００１０】
好ましくは、複合部材１０は車両ルーフ、特にいわゆるルーフ・モジュールの一部分である。この場合、外板１２は一体型ルーフ表面の外側を形成する。
【００１１】
原則的には、強化層１８は支持層１６よりも高い繊維濃度を有している。図１の例の場合、これは、実質的に製造工程の間に支持層１６上に配置されたガラス繊維マットとして強化層１８を設けることによって達成される。
【００１２】
支持層１６の母材は好ましくはポリウレタンであり、これは長い繊維を注入することによって強化される。
【００１３】
好ましくは、外板１２は背面射出される（ｒｅａｒ ｉｎｊｅｃｔｅｄ）か、または支持層１６で裏張りされる（ｒｅａｒ ｌｉｎｅｄ）。
【００１４】
外板１２は、例えば繊維のないプラスチック層または薄いアルミニウムもしくは鋼のシートである。
【００１５】
好ましくは、繊維１４は支持層１６内で均一に分布しており、ここで支持層内の繊維濃度は１０重量パーセント未満であることが好ましい。
【００１６】
強化層１８のガラス繊維マットは、好ましくは２２５ｇ／ｍ２と４５０ｇ／ｍ２の間の単位面積当たりの質量を有し、このガラス繊維マットには支持層１６のポリウレタンが含浸される。
【００１７】
繊維１４は好ましくはガラス繊維である。
【００１８】
複合部材１０の製造は、例えば、下方の鋳型内に外板１２を配置し、対応する上方の鋳型にガラス繊維マットを固定し、外板１２上のポリウレタンに長い繊維を注入して支持層１６を堆積し、上方および下方の鋳型を閉じ、複合部材１０を硬化させ、次いでそれを工具から取り外すことによって実施することができる。
【００１９】
図２は改良された実施形態を示しており、ここで強化層１８は、埋め込まれたガラス繊維マットからだけでなく、長い繊維を挿入することによって強化されたポリウレタンの層からも形成されているが、その繊維濃度は支持層１６における繊維濃度よりも高くなるように調整される。例えば、強化層１８の繊維濃度は３０重量パーセントよりも高くすることができるが、強化層１８内の繊維１４は好ましくは実質的に均一に分布する。
【００２０】
この場合、支持層１６および強化層１８は原理的には単一の工程段階で製造することができ、その工程段階において、外板１２上に堆積された層の、外板から離れて面する領域における繊維濃度が増大し、それによって強化層１８が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態による複合部材を通じた断面図である。
【図２】第２の実施形態による複合部材を通じた断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０ 複合部材
１２ 外板
１４ 繊維
１６ 支持層
１８ 強化層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体、特に請求項１の前段ならびに対応する製造方法による車両ルーフ用の複合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
その前段による複合部材は例えばＤＥ１０２０２９１１ＣＩにより知られ、その複合部材は、外板と支持層の間の境界領域において、境界層が支持層内に設けられており、その支持層においては、複合部材に高度な温度安定性をもたらすために、繊維濃度が支持層の境界層の外部の領域と比較して増加されている。支持層は長い繊維を注入することによって強化されたポリウレタンからなり、境界層は、同様に長い繊維を注入することによって強化されたポリウレタンからなるか、または付加的なガラス繊維マットを埋め込むことによって実現される（ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ）。
【０００３】
車両用のルーフ・モジュールを形成し、均一に繊維が分布する繊維強化されたポリウレタンの支持層を設けられた、該前段による付加的な複合部材が、例えばＤＥ１０２０５２９５Ａ１、ＤＥ１０２０７２９５Ａ１、ＵＳ６３７８２０８Ｂ１ならびにＥＰ０９９５６６７Ａ１およびＥＰ１３８４６５５Ａ２により知られており、後者の２つの文書にはまた、組織または織物および不織布を埋め込むことによってポリウレタン層を強化することについても述べられている。
【０００４】
これらの複合部材の欠点は、支持層の十分な安定性を達成するためには、必要となる繊維濃度により、特に熱負荷の後に外板の表面に不均一が生じることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、外板の良好な表面品質ならびに支持層の十分な安定性を達成することができる、車体用、特に車両ルーフ用の複合部材を提供することである。さらには、かかる複合部材の製造方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この問題は、本発明によれば、請求項１に記載の複合部材および請求項１７に記載の製造方法によって解決される。本発明による解決法は、外板から離れて面する支持層の側において、繊維強化された強化層が支持層よりも高い繊維濃度をもたらされ、その結果、熱負荷の後にも外板の良好な表面品質を達成するために支持層の繊維濃度を低下させることができる一方で、それにもかかわらず強化層によって複合部材の十分な機械的安定性を実現することができるという利点を有する。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態は従属請求項（ｓｕｂ−ｃｌａｉｍｓ）によるものである。
【０００８】
以下で、本発明について図に基づいて例示的な方式で説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に、繊維のない外板１２と、外板の内部表面上の、繊維１４で強化された支持層１６と、外板から離れて面する支持層１６の表面上の、繊維強化された強化層１８とを備える車体用の複合部材１０を通じた断面を示す。この支持層は外板１２の強化材として機能し、強化層１８は支持層１６の強化材として機能する。
【００１０】
好ましくは、複合部材１０は車両ルーフ、特にいわゆるルーフ・モジュールの一部分である。この場合、外板１２は一体型ルーフ表面の外側を形成する。
【００１１】
原則的には、強化層１８は支持層１６よりも高い繊維濃度を有している。図１の例の場合、これは、実質的に製造工程の間に支持層１６上に配置されたガラス繊維マットとして強化層１８を設けることによって達成される。
【００１２】
支持層１６の母材は好ましくはポリウレタンであり、これは長い繊維を注入することによって強化される。
【００１３】
好ましくは、外板１２は背面射出される（ｒｅａｒ ｉｎｊｅｃｔｅｄ）か、または支持層１６で裏張りされる（ｒｅａｒ ｌｉｎｅｄ）。
【００１４】
外板１２は、例えば繊維のないプラスチック層または薄いアルミニウムもしくは鋼のシートである。
【００１５】
好ましくは、繊維１４は支持層１６内で均一に分布しており、ここで支持層内の繊維濃度は１０重量パーセント未満であることが好ましい。
【００１６】
強化層１８のガラス繊維マットは、好ましくは２２５ｇ／ｍ２と４５０ｇ／ｍ２の間の単位面積当たりの質量を有し、このガラス繊維マットには支持層１６のポリウレタンが含浸される。
【００１７】
繊維１４は好ましくはガラス繊維である。
【００１８】
複合部材１０の製造は、例えば、下方の鋳型内に外板１２を配置し、対応する上方の鋳型にガラス繊維マットを固定し、外板１２上のポリウレタンに長い繊維を注入して支持層１６を堆積し、上方および下方の鋳型を閉じ、複合部材１０を硬化させ、次いでそれを工具から取り外すことによって実施することができる。
【００１９】
図２は改良された実施形態を示しており、ここで強化層１８は、埋め込まれたガラス繊維マットからだけでなく、長い繊維を挿入することによって強化されたポリウレタンの層からも形成されているが、その繊維濃度は支持層１６における繊維濃度よりも高くなるように調整される。例えば、強化層１８の繊維濃度は３０重量パーセントよりも高くすることができるが、強化層１８内の繊維１４は好ましくは実質的に均一に分布する。
【００２０】
この場合、支持層１６および強化層１８は原理的には単一の工程段階で製造することができ、その工程段階において、外板１２上に堆積された層の、外板から離れて面する領域における繊維濃度が増大し、それによって強化層１８が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態による複合部材を通じた断面図である。
【図２】第２の実施形態による複合部材を通じた断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０ 複合部材
１２ 外板
１４ 繊維
１６ 支持層
１８ 強化層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維のない外板（１２）と、前記外板を強化するために前記外板の内側に設けられた繊維強化された支持層（１６）とを備える、車体、特に車両ルーフ用の複合部材であって、前記支持層（１６）を強化するために、繊維強化された強化層（１８）が前記支持層の前記外板（１２）から離れて面する側に設けられ、前記強化層が前記支持層よりも高い繊維濃度を有することを特徴とする複合部材。
【請求項２】
前記複合部材（１０）がルーフ・モジュールの一部分であることを特徴とする、請求項１に記載の複合部材。
【請求項３】
前記支持層（１６）の母材がポリウレタンであることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合部材。
【請求項４】
前記支持層（１６）が長い繊維を注入することによって製造されることを特徴とする、請求項３に記載の複合部材。
【請求項５】
前記外板（１２）が背面射出される、または前記支持層（１６）で裏張りされることを特徴とする、請求項１から４の一項に記載の複合部材。
【請求項６】
前記外板がプラスチック層またはアルミニウムもしくは鋼の層であることを特徴とする、請求項１から５の一項に記載の複合部材。
【請求項７】
前記支持層（１６）内の繊維濃度が実質的に均一であることを特徴とする、請求項１から６の一項に記載の複合部材。
【請求項８】
前記支持層（１６）内の前記繊維濃度が１０重量パーセント未満であることを特徴とする、請求項１から７の一項に記載の複合部材。
【請求項９】
前記強化層（１８）がガラス繊維マットによって形成されることを特徴とする、請求項１から８の一項に記載の複合部材。
【請求項１０】
前記ガラス繊維マットが２２５ｇ／ｍ２と４５０ｇ／ｍ２の間の単位面積当たりの質量を有することを特徴とする、請求項９に記載の複合部材。
【請求項１１】
前記ガラス繊維マットがポリウレタンで含浸されることを特徴とする、請求項９または１０の一項に記載の複合部材。
【請求項１２】
前記強化層（１８）の母材がポリウレタンであることを特徴とする、請求項１から８の一項に記載の複合部材。
【請求項１３】
前記強化層（１８）が長い繊維を注入することによって製造されることを特徴とする、請求項１２に記載の複合部材。
【請求項１４】
前記強化層（１８）内の前記繊維濃度が実質的に均一であることを特徴とする、請求項１から１３の一項に記載の複合部材。
【請求項１５】
前記強化層（１８）の繊維濃度が３０重量パーセントを超えることを特徴とする、請求項１から１４の一項に記載の複合部材。
【請求項１６】
前記繊維（１４）がガラス繊維であることを特徴とする、請求項１から１５の一項に記載の複合部材。
【請求項１７】
繊維のない外板（１２）がその内側に、前記外板を強化するための繊維強化された支持層（１６）を設けられる、車体用、特に車両ルーフ用の複合部材（１０）の製造方法であって、前記支持層（１６）が前記外板（１２）から離れて面する側において、前記支持層（１６）を強化するための繊維強化された強化層（１８）を設けられ、前記強化層が前記支持層よりも高い繊維濃度を有することを特徴とする製造方法。
【請求項１８】
前記外板（１２）が下方の鋳型内に配置され、ガラス繊維マットが上方の鋳型に固定され、前記支持層（１６）が前記外板に堆積され、前記上方の鋳型および前記下方の鋳型が閉じられ、前記複合部材が硬化され、前記複合部材（１０）が前記上方の鋳型および前記下方の鋳型から取り外されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記支持層（１６）が長い繊維をポリウレタンに注入することによって製造されることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記外板（１２）が工具内に配置され、前記支持層（１６）が長い繊維をポリウレタンに注入することによって前記外板に堆積され、前記外板から離れて面する領域において、より高い繊維濃度を有する混合物が堆積され、前記工具が閉じられ、前記複合部材（１０）が硬化され、前記複合部材が前記工具から取り外されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１】
繊維のない外板（１２）と、前記外板を強化するために前記外板の内側に設けられた繊維強化された支持層（１６）とを備える、車体、特に車両ルーフ用の複合部材であって、前記支持層（１６）を強化するために、繊維強化された強化層（１８）が前記支持層の前記外板（１２）から離れて面する側に設けられ、前記強化層が前記支持層よりも高い繊維濃度を有することを特徴とする複合部材。
【請求項２】
前記複合部材（１０）がルーフ・モジュールの一部分であることを特徴とする、請求項１に記載の複合部材。
【請求項３】
前記支持層（１６）の母材がポリウレタンであることを特徴とする、請求項１または２に記載の複合部材。
【請求項４】
前記支持層（１６）が長い繊維を注入することによって製造されることを特徴とする、請求項３に記載の複合部材。
【請求項５】
前記外板（１２）が背面射出される、または前記支持層（１６）で裏張りされることを特徴とする、請求項１から４の一項に記載の複合部材。
【請求項６】
前記外板がプラスチック層またはアルミニウムもしくは鋼の層であることを特徴とする、請求項１から５の一項に記載の複合部材。
【請求項７】
前記支持層（１６）内の繊維濃度が実質的に均一であることを特徴とする、請求項１から６の一項に記載の複合部材。
【請求項８】
前記支持層（１６）内の前記繊維濃度が１０重量パーセント未満であることを特徴とする、請求項１から７の一項に記載の複合部材。
【請求項９】
前記強化層（１８）がガラス繊維マットによって形成されることを特徴とする、請求項１から８の一項に記載の複合部材。
【請求項１０】
前記ガラス繊維マットが２２５ｇ／ｍ２と４５０ｇ／ｍ２の間の単位面積当たりの質量を有することを特徴とする、請求項９に記載の複合部材。
【請求項１１】
前記ガラス繊維マットがポリウレタンで含浸されることを特徴とする、請求項９または１０の一項に記載の複合部材。
【請求項１２】
前記強化層（１８）の母材がポリウレタンであることを特徴とする、請求項１から８の一項に記載の複合部材。
【請求項１３】
前記強化層（１８）が長い繊維を注入することによって製造されることを特徴とする、請求項１２に記載の複合部材。
【請求項１４】
前記強化層（１８）内の前記繊維濃度が実質的に均一であることを特徴とする、請求項１から１３の一項に記載の複合部材。
【請求項１５】
前記強化層（１８）の繊維濃度が３０重量パーセントを超えることを特徴とする、請求項１から１４の一項に記載の複合部材。
【請求項１６】
前記繊維（１４）がガラス繊維であることを特徴とする、請求項１から１５の一項に記載の複合部材。
【請求項１７】
繊維のない外板（１２）がその内側に、前記外板を強化するための繊維強化された支持層（１６）を設けられる、車体用、特に車両ルーフ用の複合部材（１０）の製造方法であって、前記支持層（１６）が前記外板（１２）から離れて面する側において、前記支持層（１６）を強化するための繊維強化された強化層（１８）を設けられ、前記強化層が前記支持層よりも高い繊維濃度を有することを特徴とする製造方法。
【請求項１８】
前記外板（１２）が下方の鋳型内に配置され、ガラス繊維マットが上方の鋳型に固定され、前記支持層（１６）が前記外板に堆積され、前記上方の鋳型および前記下方の鋳型が閉じられ、前記複合部材が硬化され、前記複合部材（１０）が前記上方の鋳型および前記下方の鋳型から取り外されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記支持層（１６）が長い繊維をポリウレタンに注入することによって製造されることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記外板（１２）が工具内に配置され、前記支持層（１６）が長い繊維をポリウレタンに注入することによって前記外板に堆積され、前記外板から離れて面する領域において、より高い繊維濃度を有する混合物が堆積され、前記工具が閉じられ、前記複合部材（１０）が硬化され、前記複合部材が前記工具から取り外されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２００７−５３３５０１（Ｐ２００７−５３３５０１Ａ）
【公表日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０８７２２（Ｐ２００７−５０８７２２）
【出願日】平成１７年４月１８日（２００５．４．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００５／０００７０５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１０２６９７
【国際公開日】平成１７年１１月３日（２００５．１１．３）
【出願人】（５９１０１８７６３）ベバスト・アクチィエンゲゼルシャフト (102)
【出願人】（５０６３４６２４４）バイエル マテリアルサイエンス アクチィエンゲゼルシャフト (1)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＹＥＲ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＣＩＥＮＣＥ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】５１３６８ Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ（ＤＥ）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１８日（２００５．４．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００５／０００７０５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１０２６９７
【国際公開日】平成１７年１１月３日（２００５．１１．３）
【出願人】（５９１０１８７６３）ベバスト・アクチィエンゲゼルシャフト (102)
【出願人】（５０６３４６２４４）バイエル マテリアルサイエンス アクチィエンゲゼルシャフト (1)
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＹＥＲ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＣＩＥＮＣＥ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】５１３６８ Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ（ＤＥ）
【Ｆターム（参考）】
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