JP2004217829A - Stampable sheet, method for producing the same, mat and expansion molding - Google Patents

Stampable sheet, method for producing the same, mat and expansion molding Download PDF

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正彦 伊藤
Hiroyuki Yoshitake
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stampable sheet which gives after expansion an expansion molding product (a porous base material) whose compression strength is largely improved while holding an advantage of its homogeneous part especially of a wet mat and which is light weight and hard to be crushed and is excellent in impact absorbing capacity, tactile feeling and sound absorption property, and to provide a method for producing the same, a mat for stampable sheet molding and expansion moldings. <P>SOLUTION: The stampable sheet is obtained by a prescribed number of times repeated needling of a web having a matrix structure formed by partial bonding of reinforced fibers oriented nearly to the planar direction of the sheet by a thermoplastic resin, namely, the sheet is obtained by compaction of a mat which comprises a part of a matrix structure, which is formed by partial bonding of reinforced fibers oriented nearly to the planar direction of the sheet by a thermoplastic resin, and a raised part of reinforced fibers protruded from the matrix structure to the thickness direction. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膨張後に軽量でつぶれにくく、衝撃吸収性、触感、吸音性などに優れた多孔質基材となり、建材、自動車などの内装材、特に自動車内装用天井材の芯材に好適なスタンパブルシート、その製造方法、スタンパブルシート形成用マットおよびスタンパブルシート膨張成形品に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ガラス繊維などの強化繊維を、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂で固着したウェブ(またはマット)を、加熱圧縮して圧密化したスタンパブルシートが知られている。
上記スタンパブルシートは、圧密化前のウェブ(またはマット)の製造過程の特徴でおおまかに2つに分類される方法で製造されている。具体的な製造方法としては、強化繊維と熱可塑性樹脂の繊維または粒子とを、通常微小気泡を含む溶媒中に分散させ、分散媒から不織布状の堆積物(ウェブ)を抄造する湿式分散法(特許文献1など参照)(以下湿式マットともいう)、および強化繊維と熱可塑性樹脂の繊維または粒子とを、カードマシンなどに供給して気相中で分散させ解繊および混繊して綿状部(ウェブ)とする乾式分散法(特許文献2〜4など参照)(以下乾式マットともいう)が知られている。
【0003】
このスタンパブルシートは、短繊維に解繊された強化繊維が積み重なった状態のマトリックス構造を有する加熱膨張性シートであり、マトリックスを構成する熱可塑性樹脂の融点以上に加熱すれば、強化繊維の剛性などによるスプリングバックにより圧密化前のウェブ近くまで厚みが膨張・復元する。この膨張性を利用すればスタンパブルシートを容易に賦形することができ、たとえば加熱膨張させたスタンパブルシートを金型内に載置して圧縮した後、冷却固化する成形方法が知られている(特許文献3および特許文献5など参照)。
【0004】
上記のように得られるスタンパブルシートの成形品(膨張成形品)は、強化繊維がランダムな方向に分散して交絡し、かつ交差した強化繊維が熱可塑性樹脂により固着された三次元網目構造の多孔質基材であり、衝撃緩衝性があり、ウェブから直接同一厚みの多孔質基材に圧縮したものに比べ、高強度を発現する。このためスタンパブルシートは、軽量かつ高強度を両立しうる点で利用価値が高く、とりわけ天井材、ドアトリムなどの高強度、高剛性の要求される自動車内装部材の芯材などの成形用材料として好適である。
【0005】
上記スタンパブルシートの膨張成形品の剛性は、厚みの3乗に比例することが知られており、このためスタンパブルシートの膨張時に、クリアランスを大きく(圧縮比を小さく)して、膨張成形品のシート厚みを大きくすることが望まれる。たとえば上記特許文献3および特許文献5などにおいても、金型のクリアランスは、冷却固化後の成形品に空隙が残存するように調整している。
【0006】
また膨張成形品の剛性向上には、スタンパブルシートの厚み方向の圧縮強度を増大させることも有効である。上記乾式マットは、ウェブの形状を整えるために一般的にニードリングを施して押圧するが、この際に機械的強度も向上することが知られている。前記特許文献2〜4には、ウェブ(マット状物)の機械的強度を向上させるためにニードルパンチを施してもよいことが記載され、具体的に1cmあたり1〜3個所(特許文献2)、1〜100個所(特許文献3)行うことが開示されている。
これに対して湿式マットは、ウェブは巻取りシート形状で得られるため、ニードリングは施さない。湿式マットは均質性には優れるが、一方、強化繊維は抄造時の媒体の流れに影響を受けるため、主として平面方向に配向しており、そのため一般的に圧縮強度は乾式マットほどは高くない。
【0007】
また、スタンパブルシートの膨張成形品では、上記圧縮強度の向上以外にも、剛性、表皮接着性、吸音性などの諸特性の改善を図って均質な内部構成の表面に緻密な層を偏在させる方法が数多く検討されている。しかしながら上記したように乾式および湿式マットのいずれも強化繊維と熱可塑性樹脂とが均質に分布した構造であり、たとえば熱可塑性樹脂のみを表面に偏在させた緻密な層を形成することは困難で、特に均質性が高い湿式マットでは困難である。
【0008】
このため、たとえば剛性または吸音性を改善するために、ウェブの片面または両面に熱可塑性フィルムまたはシートを積層する方法(特許文献6〜8など参照)、不織布または強化繊維の含有率が異なるウェブを積層する方法(前記特許文献4および特許文献9など参照)が提案されている。
【0009】
【特許文献1】
特公昭55−9119号公報
【特許文献2】
特開昭64−77664号公報
【特許文献3】
特開平2−76725号公報
【特許文献4】
特開2000−141523号公報
【特許文献5】
特開平4−331138号公報
【特許文献6】
特開平10−100299号公報
【特許文献7】
特開2002−240180号公報
【特許文献8】
特開平8−229941号公報
【特許文献9】
特開平9−109307号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような情況に鑑みてなされ、膨張後、特に湿式マットの均質性部分の利点を保持するとともに圧縮強度が大きく改善され、軽量でつぶれにくく、衝撃吸収性、触感、吸音性などに優れた膨張成形品(多孔質基材)となるスタンパブルシートおよびその製造方法、さらにはこのようなスタンパブルシート形成用マットおよび膨張成形品を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題のうちでも、スタンパブルシートの膨張成形品の剛性を向上させ、上下からの押圧力で潰れ難くするために、スタンパブルシートの厚み方向の圧縮強度を増大させることを図って、特にニードリング処理に着目して、各種マットにニードリングを施して具さに検討したところ、以下のような知見を得た。
【0012】
まず、乾式マットにニードリング(ニードルパンチ)を施せば機械的強度が向上することは、前記特許文献2または3などに教示されており、これは強化繊維の一部がウェブマトリックス内で厚み方向に配向することによることがわかっている。しかし乾式マットは強化繊維と熱可塑性樹脂との単なる混繊物であって、両者は結着していないため、これにニードリングを施した場合、強化繊維と熱可塑性樹脂とが同等に厚み方向に配向し、強化繊維と熱可塑性樹脂とが平面方向に配向したマトリックス中に、厚み方向に配向したニードリング部分(孔)が形成される。このため乾式マットでは、単位面積あたりのニードリング本数を増加させると表面に針痕が目立つようになる。さらにウェブの平面方向のマトリックス構成が少なくなるため、ウェブの強度が低下し、搬送困難になる。
【0013】
これに対し、湿式マットのニードリング処理は、従来必要性が知られておらず、また実際ニードリングを施した報告もないが、湿式マットにニードリングを施すと乾式マットにニードリングを施した場合と全く相違する予想外の複雑な構造を形成するという知見を得た。これを図1に模式的に示す。
均質な湿式マット(図1A参照)にニードリングを施すと、シートの略平面方向に配向した強化繊維が部分的に熱可塑性樹脂で結着されたマトリックス構造部分M(ニードリング前のウェブ相当部分)と、該マトリックス構造の厚み方向から突出した強化繊維の起毛部Wとからなる二重構造が形成されることがわかった(図1B参照)。しかも、このマトリックス構造の厚み方向から突出する起毛部は実質的に強化繊維からなり、すなわち熱可塑性樹脂はマトリックス構造にほとんど残存し、緻密に偏在していることが目視で確認された。
【0014】
さらに上記のような二重構造の湿式マットは、一旦、他のフィルム材料などと積層して圧密化してスタンパブルシートとすれば(図1C参照)、外観は従来のものと見分けがつかないが、これを膨張すれば、再び圧密化前に近い二重構造をほぼ復元することが確認できた(図1D参照)。特に、このニードリングした湿式マットから得られる膨張成形品は、圧縮強度が著しく増大しており、乾式マットにニードリングを施したものに比べてもかなり高い。
【0015】
なお本発明者は、上記のような乾式マットへのニードリングで生成する孔は、解繊した強化繊維のみのマット状物に、熱可塑性樹脂を粉末状で散布した場合でも同様に生じ、これをニードリングして粉末熱可塑性樹脂が内部に押し込められた時、表面凹凸の原因となる多数の孔を生じることも確認している。
そしてこれら知見から、強化繊維と熱可塑性樹脂とが部分的に結合したウェブ(マット)好ましくは特に均質性の高い湿式マットであれば、バーブを有する針を用いるニードリングを所定回数施すことにより上記二重構造を形成しうることに想到した。すなわち強化繊維と熱可塑性樹脂とが部分的に結合したウェブにニードリングを施せば、スタンパブルシートに係る厚み方向の圧縮強度が増大し、かつ熱可塑性樹脂の緻密層が偏在した構造が得られ、上記諸課題を一挙に解決しうることを見出して本発明を完成するに至った。
【0016】
本発明では、スタンパブルシートの好ましい製造方法として、
(1)強化繊維と熱可塑性樹脂とを湿式分散法によりシート状に抄造した後、乾燥し、シートの略平面方向に配向した強化繊維が部分的に熱可塑性樹脂で結着されたマトリックス構造のウェブを製造し、
(2)得られたウェブを、1cmあたり10〜90回ニードリングして、前記マトリックス中の強化繊維の一部を厚み方向に配向させ、ニードリングマットを形成した後、
(3)前記ニードリングマットの片面または両面に必要に応じて熱可塑性樹脂層を積層し、前記マトリックス中の熱可塑性樹脂の融点以上の温度で加熱・圧縮するスタンパブルシートの製造方法を提供する。
【0017】
本発明では、強化繊維と熱可塑性樹脂とからなるシート状物であって、該シートの略平面方向に配向した強化繊維が部分的に熱可塑性樹脂で結着されたマトリックス構造部分と、該マトリックス構造の厚み方向から突出した強化繊維の起毛部とからなるスタンパブルシート形成用マットを提供する。
このマットの起毛部を構成する強化繊維(W)は、マット全体の強化繊維量に対し、1〜90%程度であることが望ましい。
【0018】
本発明では、強化繊維と熱可塑性樹脂とからなるシート状物であって、該熱可塑性樹脂の融点以上の温度での加熱により膨張し、該シートの略平面方向に配向した強化繊維が部分的に熱可塑性樹脂で結着されたマトリックス構造部分と、該マトリックス構造の厚み方向から突出した強化繊維の起毛部とを有する膨張品となるスタンパブルシートを提供する。
このスタンパブルシートは、上記マットから得ることができる。
【0019】
上記スタンパブルシートは、その片面または両面に積層された熱可塑性樹脂フィルム(またはシート)層を有していてもよい。
さらに表皮材層を有するスタンパブルシートであってもよく、たとえば表皮貼合スタンパブルシートと称される。
【0020】
本発明では、上記各スタンパブルシートから得られる膨張成形品も提供され、膨張成形品は、場合によっては積層成形品である。
上記において、強化繊維は好ましくは無機繊維である。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明で提供するスタンパブルシートは、強化繊維と熱可塑性樹脂とからなるシート状物であって、該熱可塑性樹脂の融点以上の温度での加熱により膨張し、該シートの略平面方向に配向した強化繊維が部分的に熱可塑性樹脂で結着されたマトリックス構造部分と、該マトリックス構造の厚み方向から突出した強化繊維の起毛部とを有する膨張品となる。スタンパブルシートは必要に応じて片面または両面に必要に応じて熱可塑性樹脂層、さらには表皮材を有し、圧密化シートまたはコンソリッドシートなどとも称される。
【0022】
このようなスタンパブルシートは、
(1)シートの略平面方向に配向した強化繊維が部分的に熱可塑性樹脂で結着されたマトリックス構造のウェブを製造するウェブ抄造工程と、
(2)前記ウェブを所定回数ニードリングするニードリングマット製造工程と、
(3)前記ニードリングマットを圧密(緻密)化するスタンパブルシート製造工程とにより得られる。
【0023】
(1)ウェブ抄造工程
本発明では、ニードリングにより、上記のような二重構造を形成しうるマット構造が得られればよく、ニードリングを施すマットは強化繊維が熱可塑性樹脂により部分的に結着されてなるものであればよいが、均一分散性のよい湿式分散法(抄紙法)による湿式マット(ウェブ)が好ましく、特に泡液を媒体として強化繊維と熱可塑性樹脂を分散させる方法により得られる湿式ウェブが好ましい。なお湿式ウェブに限定されるものではないが、強化繊維と熱可塑性樹脂とに結着部分が実質的にない乾式マットでは、上記目的構造の形成が困難である。
以下には、基本的に湿式分散法で得られたウェブに基づいて説明する。湿式分散法のプロセスを図2に模式的に示す。
【0024】
本発明でのウェブは、強化繊維と熱可塑性樹脂とが部分的に結合した不織布状の堆積物である。
上記強化繊維は、無機繊維または有機繊維のいずれであってもよく、これらを複合した繊維であってもよい。無機繊維としては、たとえばガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、ステンレス鋼繊維、その他の金属繊維、鉱物繊維などが挙げられ、有機繊維としては、たとえばアラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、木質繊維、麻などの天然繊維などが挙げられる。これらを単独使用してもあるいは2種以上併用してもよい。これらのうちでも、高い補強効果と高い圧縮強度が得られることから無機繊維が好ましく、特に低コストのガラス繊維が好ましい。
【0025】
強化繊維の繊維長は、補強効果、膨張性、賦形性を確保するという点から、5〜100mm程度のものが好ましく、ウェブ製造時の均一分散性から5〜50mm程度が好ましい。また強化繊維の直径は、補強効果と膨張性を確保する点で、5〜30μm程度が好ましく、より好ましくは7〜25μm程度である。
また熱可塑性樹脂との濡れ性および接着性を改良するために、シランカップリング剤などによる処理が施された強化繊維も好ましく用いられる。
【0026】
熱可塑性樹脂は、上記強化繊維とともにウェブのマトリックスを構成する成分であり、通常、たとえばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体などの共重合体、EPM、EPDMなどの熱可塑性エラストマーなどを単独使用または2種以上組合わせて併用することができる。
これらの中でも、強度、剛性および成形性に優れるポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂が好ましく、特に上記特性に加え低価格でもあるポリプロピレンが好ましい。さらに、ポリプロピレンの中でも、メルトフローレートMFR(JISK6758に準拠して210℃、21.2N(2.16kgf)で測定)が、1〜200g/10分のものが強度、剛性および成形性の点から好ましい。
【0027】
さらに上記熱可塑性樹脂と強化繊維との接着性を向上させるために変性ポリオレフィン樹脂などを併用してもよい。変性化合物としては、具体的に不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物などの酸、エポキシ化合物などが挙げられる。
より具体的にはたとえば、ポリプロピレンに、マレイン酸、無水マレイン酸、アクリル酸などをグラフト共重合して得られる、分子内に酸無水物基、カルボキシル基などの変性基を有するものが、強度向上の点から好ましい。
上記熱可塑性樹脂の形状は、特には限定されず、たとえば粉末、ペレット、フレークなどの粒子形態、繊維形態のどれでも使用することができ、種々形状の混在したものであってもよい。なかでも、ウェブ中で均一分散しやすい粉末が特に好ましく用いられる。
【0028】
上記強化繊維と熱可塑性樹脂の使用量比は、スタンパブルシート、さらにはその積層成形品において、実質的な組成比であり、通常、強化繊維/熱可塑性樹脂(質量比)=10/90〜90/10であり、好ましくは30/70〜80/20、より好ましくは30/70〜70/30である。強化繊維量が過剰であると熱可塑性樹脂が均一に繊維中に含浸され難くなり、一方強化繊維量が過少であると所望の補強効果が得られ難いが、上記量比であれば曲げ強度および曲げ弾性率などの機械的強度の高い積層成形品が得られる。
【0029】
上記のような強化繊維と熱可塑性樹脂とからウェブを製造する湿式分散方法自体は特に限定されず、公知の湿式分散法を広く採用することができる。具体的には、微小気泡(空気)が分散した界面活性剤水溶液中に、強化繊維および熱可塑性樹脂を分散させ、該分散液中の固形分を堆積させ、乾燥することにより不織布状の堆積物(ウェブ)を得る。上記の強化繊維を樹脂とともに抄造する湿式分散法によれば、強化繊維に粒子状の熱可塑性樹脂が均質に分散したウェブが容易に得られ、好ましい。
【0030】
ここで本発明では、特に強化繊維が熱可塑性樹脂で部分的に結着されている必要がある。強化繊維を熱可塑性樹脂で部分的に結着させる方法としては、特に限定されず、熱可塑性樹脂が溶融する温度以上に加熱されれば良く、加熱装置としては温風炉、遠赤外線炉、または誘導加熱装置などを用いることができる。
乾燥温度が低すぎると、強化繊維と熱可塑性樹脂とが部分的に結合したウェブが得られにくいので、たとえば熱可塑性樹脂としてポリプロピレンを使用する場合、乾燥は160〜230℃程度で行うことが望ましい。
また、強化繊維と熱可塑性樹脂を効率的に結着させるために、混合ウェブを加熱後、ウェブ内の空隙が40%以上維持できるように軽く圧縮してもよい。空隙が40%以上であれば次工程(2)において、ニードリングにより強化繊維を厚み方向に配向させることができる。
【0031】
上記により所望目付のウェブが得られるが、ウェブの目付量は、通常100〜1000g/m程度である。
ウェブの厚みは、目付や使用目的によっても異なるが、たとえば自動車内装材用である場合には、通常、1mm以上、好ましくは1〜10mm程度である。
【0032】
(2)ニードリングマット製造工程
次いで、上記で得られたウェブを、1cmあたり10〜90回ニードリングする。これにより前記ウェブマトリックス(図1A参照、Mで表記部分)中の強化繊維の一部を厚み方向に配向させ、強化繊維のみがウェブから突き出ることにより、強化繊維が偏在する起毛部(図1B参照、Wで表記部分)を生成させる。またこの結果、マトリックス部分(M)は、熱可塑性樹脂が偏在することになり、ウェブマトリックス(M)と起毛部(W)との二重構造のニードリングマットが形成される(図1B参照)。
【0033】
ニードリングは、具体的に、バーブを備えたフェルト針によりウェブの内部を貫通させ、バーブの作用により強化繊維を打込む面とは反対の面から突き出させるので、針の打込み深さは少なくとも第1バーブがウェブを貫通することが望ましい。さらに望ましくは2つ以上のバーブがウェブを貫通するまで打込むことが望ましい。強化繊維の突出状態はある程度湾曲していたり、蛇行していたりしてもよいが、直線状に表面から突き出ているのが望ましい。さらに望ましくは平面方向から30度以上の角度で突き出ているのが望ましい。
【0034】
上記のようなバーブを有するフェルト針によるニードリングは、本発明の目的を達成しうる範囲であれば制限されないが、針の大きさ、バーブの形状、バーブ個数などを選択して行われる。
フェルト針の大きさは、15〜32番程度が好ましく、通常25番程度のものを使用する。針の打ち込み本数は、1cmあたり10〜90回とする。さらに望ましくは20〜70回である。10回よりも少ないと厚み方向に配向する繊維が少なく、十分な圧縮強度が得られにくく、また90回よりも多いとウェブの強度が低下し、搬送できなくなる傾向がある。この際、打ち込み回数一回につき、バーブ通過個数が、通常2個以上、好ましくは3〜15個、より好ましくは5〜15個である。また上記打ち込みにより、1cmあたり通過するバーブの全個数は、通常100〜900個、好ましくは150〜700個程度であることが望ましい。
【0035】
本発明において、圧縮強度を向上させるためには、マトリックス構成部分(M)より突出している強化繊維(起毛部W)がニードリングマット全体に含有されている強化繊維のうち1〜90%に相当するのが望ましい。この強化繊維の起毛割合が1%未満であると十分な圧縮強度が得られにくく、また90%を超えるとウェブの強度が低下し、ウェブの搬送ができなくなる傾向にある。上記強化繊維の起毛割合は、3〜70%であることがより好ましい。
本発明において、強化繊維の起毛割合は、ハサミまたはカッターで切取ることができるウェブマトリックス構成部分から起毛した強化繊維の秤量値を、マット中に含まれる強化繊維全量で除して百分率とした値である。
【0036】
(3)スタンパブルシート製造工程
上記ニードリングマットの片面または両面に必要に応じて熱可塑性樹脂層を積層して、加熱・圧縮し、圧密(緻密)化する。
この圧密(緻密)化前に、必要に応じて、ニードリングマットの片面または両面に熱可塑性樹脂層を積層しておくことができる。さらには表皮材を積層してこれらを一体に加熱・圧縮することもできる。
【0037】
熱可塑性樹脂層を構成する熱可塑性樹脂は、上記ウェブマトリックスを構成する熱可塑性樹脂と同様のものを使用することができる。また必要に応じて、熱可塑性樹脂層中に繊維および/またはフィラーなどを含ませてもよい。
また熱可塑性樹脂層は単層フィルム、異なる溶融粘度を組合わせた2層以上のフィルム、マトリックス樹脂よりも融点の高い層を有した複層フィルムであってもよいし、それらに貫通孔を設けたフィルムでもよく、また、ポリプロピレンやポリエステル、ポリアミドなどの不織布でもよく必要特性に応じた形状と成分のものを組み合わせて積層してもよい。
また熱可塑性樹脂層をそれぞれ組み合わせて両方の面に積層してもよい。
【0038】
成形品に非通気性が要求されるときは、マトリックス樹脂よりも融点の高いフィルムを積層すればよい。マトリックス樹脂がポリプロピレンのときはポリアミド、ポリエチレンテレフタレートなどが望ましい。
【0039】
自動車天井材など吸音性と非通気性が要求されるときは強化繊維が主として厚み方向に配向している面にマトリックス樹脂よりも融点の高いフィルムを積層し、強化繊維が平面方向に主として配向している面にマトリックス樹脂よりも溶融粘度の小さいフィルムや貫通孔を有するフィルムを積層することが望ましい。
【0040】
また自動車天井材において触感と非通気性が要求されるときは強化繊維が主として厚み方向に配向している面にマトリックス樹脂よりも融点および溶融粘度が低い樹脂を最外層に有し、中間層にマトリックス樹脂よりも融点の高い樹脂を有した複層フィルムを積層することが望ましい。マトリックス樹脂がポリプロピレンのときはポリエチレン、ポリプロピレンなどオレフィン系の樹脂を両層に有し、中間層がポリアミド、ポリエチレンテレフタレートなどである複層フィルムが望ましい。
【0041】
スタンパブルシートに積層する表皮材としては、植物繊維、動物繊維などの天然繊維、セルロース系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリアクリル系、ポリプロピレン系の合成樹脂繊維などからなる織布もしくは不織布が好適に用いられる。このような織布もしくは不織布などの繊維系の表皮材を用いると、熱可塑性樹脂層に接着性樹脂層を設けた場合、その接着樹脂層が溶融して繊維間に食込むアンカー効果が大きくなり、表皮材とスタンパブルシートとの剥離強度が大きくなる。
【0042】
また、該樹脂とのアンカー効果が得られるのであれば、たとえばポリウレタン発泡体のように連続気泡を有する発泡シートを織布もしくは不織布の芯材と張り合わせる面に設けておけば、芯材の凹凸を吸収し、表皮材表面の意匠性を高め、かつクッション性を付与することもできる。また、接着性を確保するために表皮材に予めホットメルトをラミネートしておいてもよい。
【0043】
上記熱可塑性樹脂フィルム(シート)および/または表皮材は、リールから繰出し、マット上に積層すればよく、必要に応じて積層される他の積層材も同様に積層することができる。この積層とマットの加熱とは、どちらが先でもよく、同時に行ってもよい。
【0044】
ニードリングマットの加熱温度は、マトリックス中の熱可塑性樹脂の融点以上かつ分解点未満の温度、もしくは非通気性樹脂層を有する場合には、その融点または熱可塑性樹脂の分解点未満のいずれかの低い方の温度以下である。
加熱方法は特に制限されないが、たとえば熱風加熱、赤外線ヒーター、遠赤外線ヒーターなどによる輻射加熱方法あるいはダブルベルト方式に用いられる熱盤などを用いることができる。
【0045】
圧力を加える方法は、ロールプレスでもプレス盤でもよく、公知の方法を特に制限なく適用することができる。冷却プレスで圧力を加えてシート状に固化し、緻密なスタンパブルシートを得るとスタンパブルシートの嵩高さが小さくなり、輸送効率も向上し、好ましい。
【0046】
ここで上記熱可塑性樹脂がポリプロピレンの場合には、加熱温度は170〜230℃、好ましくは190〜220℃とする。230℃を超えると、ポリプロピレンの分解による着色や強度低下を招きやすいためである。また冷却盤間でプレスするとき、緻密なスタンパブルシートを得るための冷却盤間における上記圧力は、0.5〜50kgf/cm(0.05〜5MPa)の範囲内とするのが好ましい。50kgf/cmを超えると、強化繊維の破損を招きやすく、一方0.5kgf/cm未満では、熱可塑性樹脂の含浸が不十分となって所期の剛性が得られにくいためである。
【0047】
樹脂が溶融した状態で圧力をかけることにより、厚み方向に配向した強化繊維が一旦平面方向に変形され、マット中の熱可塑性樹脂に含浸し、強化繊維はより剛性をもったものになる。
また表面に熱可塑性樹脂層を積層した場合には、この時に熱可塑性樹脂が強化繊維に含浸する。
【0048】
冷却プレスで緻密なスタンパブルシートを得た場合、厚み方向に配向した強化繊維は平面方向に変形された状態で維持される。
なおこのスタンパブルシートには、酸化防止剤や対光安定剤、金属不活性化剤、難燃剤、カーボンブラックなどの添加剤や着色剤などを含有させることができる。これらの添加剤や着色剤は、たとえば粒状の熱可塑性樹脂にあらかじめ配合したりコーティングしたりする方法、あるいはスタンパブルシート製造工程中に、スプレーなどで添加する方法などによって、スタンパブルシート中に含有させることができる。
【0049】
(4)スタンパブルシートの膨張成形
上述のようにして得られたスタンパブルシートを、熱可塑性樹脂の融点以上の温度に再加熱し、膨張したシートの上に表皮を積層した後、成形金型内に置き、金型スペーサーの高さやプレスの型締め高さなどを調整し、加圧成形することによって一体化して、所定の厚みを有するスタンパブルシート成形品を得る。緻密なスタンパブルシートの場合、熱可塑性樹脂の融点以上に加熱することで、平面方向に拘束されていた強化繊維がスプリングバック力により回復し、再び、厚み方向に配向した状態になる。
【0050】
ここで、このような膨張成形時の加熱温度は、スタンパブルシートを構成する熱可塑性樹脂の融点以上かつ分解点未満の温度範囲で適宜選択することができる。たとえば上記熱可塑性樹脂がポリプロピレンの場合には、加熱温度は170〜230℃、好ましくは190〜210℃とする。
このスタンパブルシートの加熱方法としては、熱盤加熱や遠赤外線加熱、近赤外線加熱、通風式加熱などが有り、特に限定されるものではない。また、金型温度は、上記熱可塑性樹脂の凝固点以下であればよく、ハンドリング性や生産性の点から、通常、室温〜60℃の範囲とする。
【0051】
さらに成形圧力は、製品形状により異なるが、過剰の圧力は強化繊維を破断させるために通常0.01〜50kgf/cm(0.001〜5MPa)の範囲とする。なお本発明に係るスタンパブルシート成形品の製造方法では、マットに熱と圧力をかけて強化繊維中に熱可塑性樹脂を含浸させる工程(スタンパブルシートの製造工程)で、熱可塑性樹脂層以外のシートやフィルム、表皮などを同時に貼合したり、他材料との複合化を行い、意匠性やその他の機能を付与することができる。
【0052】
【実施例】
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0053】
(実施例1)
(1)ウェブの作成
湿式分散法(図2参照)により、ウェブを作成した。
ポリプロピレン粒子(ホモポリプロピレン、融点162℃、MFR65g/10分)とガラス繊維(繊維長:25mm、繊維直径:17μm)とを乾燥質量比で50:50となるように泡液中で混合して分散させ、脱泡後、堆積物を200℃で乾燥して、ポリプロピレンを溶融させ、ガラス繊維とポリプロピレンを部分的に結着させた目付700g/m、厚み5mmのウェブを得た(図1(A)参照)。
【0054】
(2)ニードリングマットの作成
次いで、25番手フェルト針(グロッツベッケルト社製、バーブ間隔1.1mm)を用いて、1cmあたり30回ニードリング(通過バーブ数270個/1cm)し、ニードリングマットを得た。
【0055】
得られたニードリングマットの断面を顕微鏡で観察した結果、ガラス繊維の一部が厚み方向に配向が観察された。また厚み方向へはガラス繊維が主として配向しており、マット中でガラス繊維が偏在していることが確認された(図1(B)中b参照)。すなわちウェブ部分Mから突出起毛したガラス繊維部分WのPPの存在量は、ウェブ部分Mよりも圧倒的に少ない。
このニードリングマットの起毛割合は20%であった。
【0056】
(3)スタンパブルシートの作成
次に上記ニードリングマットを、210℃に加熱し、0.3MPa下、加圧した後、25℃の冷却盤間に配置し、0.3MPaでプレスして固化(圧密化)し、緻密なスタンパブルシート(厚み1.0mm)を得た。
【0057】
<圧縮試験>
このスタンパブルシートから、50mm×150mmの試験片を切り出し、200℃雰囲気中で加熱して膨張させた後、200℃雰囲気中で圧縮試験(JISK7181に準拠、試験速度2mm/分)を行い、圧縮反力を測定した。表1中に、50g/cmの圧縮反力が得られる厚みを示す。
【0058】
(4)積層成形
上記スタンパブルシートから、150mm×150mmの試験片を切り出し、200℃雰囲気中で加熱した後、ガラス繊維が主として平面方向に配向している面側に、表皮材を積層し、クリアランスが7mmの平板金型内に置き、成形する0.2MPaの圧力で金型を型閉し、平板状の積層成形品を得た。
表皮材は、ホットメルトフィルムが積層されているポリエステル不織布(目付180g/m)を用いた。
この積層成形品の厚みは7mmであり、ウェブ由来の多孔質基材の平均厚みは5.5mmであった。
【0059】
<落球試験>
得られた積層成形品を、表皮面が上になるように水平台の上に置き、高さ100mmのところから100gの鉄球を落下した。その結果、鉄球は跳ね返らずに止まり、衝撃吸収性があることが確認された。結果を表2に示す。
【0060】
(実施例2)
実施例1の(4)において、表皮材を、スタンパブルシートのガラス繊維が厚み方向に配向している面(実施例1の逆面)に積層したこと以外は、実施例1と同様にして積層成形品を得た。この成形品の表皮面を指で押すと柔らかく、触感に優れていた。
【0061】
(実施例3)
(1)強化繊維として炭素繊維(繊維長:25mm、繊維直径:8μm)を用い、ポリプロピレンと炭素繊維とを60:40の乾燥質量比で用い、実施例1の(1) と同様にして、目付700g/m、厚み7mmのウェブを得た。
(2)ニードリングを1cmあたり60回とした以外は実施例1と同様にしてニードリングマットを得た(通過バーブ数540個/1cm)。このニードリングマットの起毛割合は55%であった。
【0062】
(3)上記ニードリングマットの炭素繊維が主として厚み方向に配向している面側に下記層構成のフィルムA(PA/PP)を、炭素繊維が主として平面方向に配向している面側にフィルムB(PE/PP)フィルムを、それぞれPP側をニードリングマット側となるように積層し、実施例1と同様に緻密なスタンパブルシート(厚み1.1mm)を得た。
フィルムA:ポリアミド(融点220℃、厚み25μm)/ポリプロピレン(融点160℃、MI(メルトインデックス)=8g/10分、厚み50μm)
フィルムB:直鎖状ポリエチレン(融点120℃、MI=20g/10分、厚み80μm)/ポリプロピレン(融点160℃、MI=8g/10分、厚み100μm)
【0063】
(4)上記両面に複層フィルム層が積層されたスタンパブルシートから、150mm×150mmの試験片を切り出し、200℃雰囲気中で加熱した後、表皮材のポリエステル不織布(目付180g/m)を、フィルムB上に積層し、クリアランスが8mmの平板金型内に置き、0.2MPaの圧力で金型を型閉し、厚み7mm(ウェブ由来の多孔質基材の平均厚みは5.5mm)の平板状の積層成形品を得た。この積層成形品について、以下のような垂直吸音率の測定と通気性試験を行った。
【0064】
<吸音試験>
上記積層成形品から、φ29mmの円盤試験片を切出し、JIS A1405に準じて垂直入射吸音率の測定を行った。このときの背面空気層は0mmとした。垂直入射吸音率が1.0のとき、音は完全に吸音される。垂直吸音率測定結果を表3に示す。
<通気性>
吸音材の通気度を、ASTM−D737に準じて測定した。
炭素繊維が平面方向に配向し、熱可塑性樹脂が偏在した部分は通気性があったが、フィルムAを貼合した面は通気性がなかった。
【0065】
(実施例4)
実施例3の(3)において、炭素繊維が主として厚み方向に配向している面側に積層するフィルムAを下記フィルムC(PE/PA/PP)に、炭素繊維が主として平面方向に配向している面側に積層するフィルムBをポリエステルスパンボンド(目付15g/m)に代えた以外は同様にして、スタンパブルシート(厚み1.2mm)を得た。
フィルムC:直鎖状ポリエチレン(融点120℃、MI=20g/10分、厚み80μm)/ポリアミド(融点220℃、厚み25μm)/ポリプロピレン(融点160℃、メルトインデックスMI=8g/10分、厚み100μm)
【0066】
実施例3の工程(4)において、表皮材のポリエステル不織布を、フィルムC上に積層した以外は、同様にして積層成形品(厚み7mm、ウェブ由来の多孔質基材の平均厚み5.5mm)を得た。
この成形品の表皮面を指で押すと柔らかく、触感に優れていた。また通気性を調べたところ、フィルムCを貼合した面は通気性がなかった。
【0067】
(比較例1)
実施例1において、ニードリング工程(2)を行わなかった以外は、同様にしてスタンパブルシート、次いで積層成形品(厚み4.5mm)を得た。
スタンパブルシートについて、実施例1と同様に行った圧縮試験の結果を表1に示す。
また積層成形品について、実施例1と同様に行った落球試験の結果を表2に、実施例3と同様に行った垂直吸音率測定結果を表3に示す。
【0068】
(比較例2)
実施例1の工程(2)において、ニードリングを1cmあたり5回(通過バーブ数45個/1cm)とした以外は実施例1と同様にしてニードリングマット、スタンパブルシートを得た。
実施例1と同様に行った圧縮試験の結果を表1に示す。
このニードリングマットの起毛割合は0.5%であった。
【0069】
(比較例3)
実施例1の工程(2)において、ニードリングを1cmあたり110回(通過バーブ数990個/1cm)行ったところ、熱可塑性樹脂により結着されたウェブマトリックス部分がほとんど破壊され、ハンドリングできない状態となった。
【0070】
(比較例4)
実施例1の工程(2)において、100℃の乾燥器中で水分は乾燥させるが、ガラス繊維とポリプロピレンとが未結着の状態のウェブにニードリングを行ったところ、1cmあたり20回で、ガラス繊維のほとんどが厚み方向に配向し、熱可塑性樹脂により結着されウェブマトリックス部分はほとんど破壊され、ハンドリングできない状態となった。
【0071】
【表1】

Figure 2004217829
【0072】
【表2】
Figure 2004217829
【0073】
【表3】
Figure 2004217829
【0074】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、圧縮強度が著しく高められた湿式分散法によるスタンパブルシートが提供される。
このスタンパブルシートは、コシ(坐屈強度)の強い膨張成形品を形成することができるため、所望の表皮材を適宜選択して積層し、膨張成形すれば、衝撃吸収性、触感、吸音性に優れた積層成形品が得られる。このような本発明のスタンパブルシートは各種建材および自動車内装材などの芯材などとして好適であり、したがってその表皮材積層成形品は、建材および自動車天井材、ドアトリムなどの自動車内装材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により、ニードリングを施したウェブの変化を模式的に示すウェブの断面図である。
【図2】本発明におけるウェブ製造工程を説明するための模式図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a porous base material which is lightweight and hard to be crushed after expansion, and has excellent shock absorbing properties, tactile sensation, sound absorbing properties, etc., and is a stamper suitable for building materials, interior materials for automobiles and the like, and especially core materials for ceiling materials for automobile interiors. The present invention relates to a bull sheet, a manufacturing method thereof, a stampable sheet forming mat, and a stampable sheet expansion molded product.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a stampable sheet in which a web (or a mat) in which reinforcing fibers such as glass fibers are fixed with a thermoplastic resin such as polyethylene or polypropylene is heated and compressed to be compacted.
The stampable sheet is manufactured by a method roughly classified into two according to the characteristics of the manufacturing process of the web (or mat) before compaction. As a specific production method, a wet dispersion method (paper) in which reinforcing fibers and fibers or particles of a thermoplastic resin are usually dispersed in a solvent containing microbubbles to form a nonwoven fabric-like deposit (web) from a dispersion medium ( (See, for example, Patent Document 1) (hereinafter also referred to as a wet mat), and reinforcing fibers and thermoplastic resin fibers or particles are supplied to a card machine or the like, dispersed in the gas phase, defibrated and mixed, and flocculent. 2. Description of the Related Art A dry dispersion method (refer to Patent Documents 2 to 4 and the like) (hereinafter also referred to as a dry mat) is known as a part (web).
[0003]
This stampable sheet is a heat-expandable sheet having a matrix structure in which reinforcing fibers that have been defibrated into short fibers are stacked, and when heated above the melting point of the thermoplastic resin that constitutes the matrix, the rigidity of the reinforcing fibers is increased. The thickness expands and restores to the vicinity of the web before consolidation due to springback due to the above. By utilizing this expandability, a stampable sheet can be easily formed. For example, a molding method is known in which a heat-expandable stampable sheet is placed in a mold, compressed, and then cooled and solidified. (See Patent Document 3 and Patent Document 5, etc.).
[0004]
The molded product (expanded molded product) of the stampable sheet obtained as described above has a three-dimensional network structure in which reinforcing fibers are dispersed and entangled in random directions, and the crossed reinforcing fibers are fixed by a thermoplastic resin. It is a porous base material, has shock-absorbing properties, and exhibits higher strength than a material directly compressed from a web to a porous base material having the same thickness. For this reason, stampable sheets are highly useful in that they are compatible with both light weight and high strength, and are especially useful as molding materials for core materials for automobile interior parts, which require high strength and high rigidity such as ceiling materials and door trims. It is suitable.
[0005]
It is known that the rigidity of the expanded molded product of the stampable sheet is proportional to the cube of the thickness. Therefore, when the stampable sheet expands, the clearance is increased (the compression ratio is reduced) to increase the rigidity of the expanded molded product. It is desired to increase the thickness of the sheet. For example, in Patent Documents 3 and 5 described above, the clearance of the mold is adjusted so that voids remain in the molded product after cooling and solidification.
[0006]
It is also effective to increase the compressive strength in the thickness direction of the stampable sheet to improve the rigidity of the expanded molded product. The dry mat is generally subjected to needling and pressed in order to adjust the shape of the web. At this time, it is known that the mechanical strength is also improved. Patent Documents 2 to 4 describe that a needle punch may be applied to improve the mechanical strength of a web (mat-like material). 2 It is disclosed that 1 to 3 places (Patent Document 2) and 1 to 100 places (Patent Document 3) are performed.
In contrast, in the case of a wet mat, the web is obtained in the form of a rolled sheet, and thus needling is not performed. Wet mats are excellent in homogeneity, while reinforcing fibers are affected by the flow of the medium during papermaking and are therefore primarily oriented in a planar direction, so their compressive strength is generally not as high as dry mats.
[0007]
In addition, in the expanded molded product of the stampable sheet, in addition to the above-mentioned improvement of the compressive strength, a dense layer is unevenly distributed on a surface having a uniform internal structure by improving various properties such as rigidity, skin adhesion, and sound absorption. Many methods are being considered. However, as described above, both the dry and wet mats have a structure in which the reinforcing fibers and the thermoplastic resin are homogeneously distributed, and for example, it is difficult to form a dense layer in which only the thermoplastic resin is unevenly distributed on the surface, It is particularly difficult with a wet mat having high homogeneity.
[0008]
For this reason, for example, a method of laminating a thermoplastic film or sheet on one or both sides of a web in order to improve rigidity or sound absorption (see Patent Documents 6 to 8, etc.), a web having a different content of nonwoven fabric or reinforcing fiber is used. A laminating method (see Patent Documents 4 and 9 and the like) has been proposed.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-B-55-9119
[Patent Document 2]
JP-A-64-77664
[Patent Document 3]
JP-A-2-76725
[Patent Document 4]
JP-A-2000-141523
[Patent Document 5]
JP-A-4-331138
[Patent Document 6]
JP-A-10-100299
[Patent Document 7]
JP 2002-240180 A
[Patent Document 8]
JP-A-8-229941
[Patent Document 9]
JP-A-9-109307
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and after expansion, while maintaining the advantages of the homogenous portion of the wet mat, the compressive strength has been greatly improved, light weight and resistant to crushing, shock absorption, tactile sensation, sound absorption. It is an object of the present invention to provide a stampable sheet that becomes an expanded molded article (porous substrate) having excellent properties and the like, a method for producing the same, and a mat for forming such a stampable sheet and an expanded molded article.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to improve the rigidity of the expanded molded product of the stampable sheet and to make it hard to be crushed by pressing force from above and below, the present inventors have to increase the compressive strength in the thickness direction of the stampable sheet. By focusing on the needling treatment, various kinds of mats were subjected to needling and examined for the components, and the following findings were obtained.
[0012]
First, it is taught in Patent Documents 2 and 3 that needling (needle punch) is performed on a dry mat to improve the mechanical strength. This is because a part of the reinforcing fibers is reduced in a thickness direction in a web matrix. It is known that this is due to the orientation. However, a dry mat is a mere blend of reinforced fiber and thermoplastic resin, and they are not bound together, so if needling is applied to this, the reinforced fiber and thermoplastic resin will be equally thick in the thickness direction. In the matrix in which the reinforcing fibers and the thermoplastic resin are oriented in the planar direction, needling portions (holes) oriented in the thickness direction are formed. For this reason, in the dry mat, when the number of needlings per unit area is increased, needle marks become conspicuous on the surface. Further, since the matrix configuration in the plane direction of the web is reduced, the strength of the web is reduced, and the transport becomes difficult.
[0013]
On the other hand, the need for the wet mat needling treatment was not known in the past, and there was no report that the need was actually applied.However, when the need was applied to the wet mat, the need was applied to the dry mat. It has been found that an unexpectedly complicated structure is formed which is completely different from the case. This is shown schematically in FIG.
When needling is applied to a homogeneous wet mat (see FIG. 1A), a matrix structure portion M (a web-equivalent portion before needling) in which reinforcing fibers oriented in a substantially planar direction of a sheet are partially bound by a thermoplastic resin. ) And the raised portion W of the reinforcing fiber protruding from the thickness direction of the matrix structure was found to be formed (see FIG. 1B). Moreover, it was visually confirmed that the raised portions of the matrix structure protruding from the thickness direction substantially consisted of reinforcing fibers, that is, the thermoplastic resin almost remained in the matrix structure and was unevenly distributed.
[0014]
Furthermore, if the wet mat having the double structure as described above is once laminated with another film material or the like and consolidated to form a stampable sheet (see FIG. 1C), the appearance is indistinguishable from the conventional one. It was confirmed that, when this was expanded, the double structure close to that before compaction was almost restored again (see FIG. 1D). In particular, the expanded molded article obtained from the needled wet mat has a remarkably increased compressive strength, which is considerably higher than that obtained by needling a dry mat.
[0015]
Note that the present inventors have found that the holes generated by needling to a dry mat as described above are similarly generated even when a thermoplastic resin is sprayed in a powder form on a mat-like material having only defibrated reinforcing fibers. It has also been confirmed that when the powdered thermoplastic resin is forced into the interior by needling, a large number of holes that cause surface irregularities are formed.
From these findings, a web (mat) in which reinforcing fibers and a thermoplastic resin are partially bonded, preferably a highly uniform wet mat, is subjected to needling using a needle having a barb a predetermined number of times. It was conceived that a double structure could be formed. That is, if needling is performed on the web in which the reinforcing fibers and the thermoplastic resin are partially bonded, the compressive strength in the thickness direction of the stampable sheet increases, and a structure in which the dense layer of the thermoplastic resin is unevenly distributed is obtained. The inventors have found that the above problems can be solved at once, and have completed the present invention.
[0016]
In the present invention, as a preferred production method of the stampable sheet,
(1) A matrix structure in which reinforcing fibers and a thermoplastic resin are formed into a sheet by a wet dispersion method, then dried, and reinforcing fibers oriented in a substantially planar direction of the sheet are partially bound with the thermoplastic resin. Manufacture the web,
(2) The obtained web is 1 cm 2 Needling per 10 to 90 times per part, orienting part of the reinforcing fibers in the matrix in the thickness direction, and forming a needling mat,
(3) Provided is a method for manufacturing a stampable sheet in which a thermoplastic resin layer is laminated on one or both surfaces of the needling mat as necessary, and heated and compressed at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin in the matrix. .
[0017]
In the present invention, a sheet-like material comprising a reinforcing fiber and a thermoplastic resin, a matrix structure portion in which reinforcing fibers oriented in a substantially planar direction of the sheet are partially bound by a thermoplastic resin, A mat for forming a stampable sheet, comprising a raised portion of a reinforcing fiber protruding from a thickness direction of a structure.
The reinforcing fibers (W) constituting the raised portion of the mat are desirably about 1 to 90% of the reinforcing fiber amount of the entire mat.
[0018]
In the present invention, a sheet-like material composed of a reinforcing fiber and a thermoplastic resin is expanded by heating at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, and the reinforcing fibers oriented in a substantially planar direction of the sheet are partially expanded. The present invention provides a stampable sheet which is an expanded product having a matrix structure portion bound by a thermoplastic resin and a nap portion of a reinforcing fiber protruding from the thickness direction of the matrix structure.
This stampable sheet can be obtained from the above mat.
[0019]
The stampable sheet may have a thermoplastic resin film (or sheet) layer laminated on one side or both sides.
Further, a stampable sheet having a skin material layer may be used, for example, referred to as a skin bonded stampable sheet.
[0020]
In the present invention, an expansion molded product obtained from each of the stampable sheets is also provided, and the expansion molded product is a laminated molded product in some cases.
In the above, the reinforcing fibers are preferably inorganic fibers.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The stampable sheet provided by the present invention is a sheet-like material composed of a reinforcing fiber and a thermoplastic resin, and expands by heating at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, and is oriented in a substantially planar direction of the sheet. The expanded product has a matrix structure portion in which the reinforcing fibers thus obtained are partially bound by a thermoplastic resin, and a raised portion of the reinforcing fibers protruding from the thickness direction of the matrix structure. The stampable sheet has a thermoplastic resin layer on one side or both sides as needed, and further has a skin material, and is also referred to as a consolidated sheet or consolid sheet.
[0022]
Such a stampable sheet,
(1) a web forming step of manufacturing a matrix-structured web in which reinforcing fibers oriented in a substantially planar direction of a sheet are partially bound by a thermoplastic resin;
(2) a needling mat manufacturing step of needling the web a predetermined number of times;
And (3) a stampable sheet manufacturing process for consolidating (densifying) the needling mat.
[0023]
(1) Web paper making process
In the present invention, it is only necessary that a mat structure capable of forming a double structure as described above is obtained by needling, and the mat to be needled is one in which reinforcing fibers are partially bound by a thermoplastic resin. A wet mat (web) formed by a wet dispersion method (papermaking method) having good uniform dispersibility is preferable, and a wet web obtained by a method of dispersing a reinforcing fiber and a thermoplastic resin using a foam liquid as a medium is particularly preferable. Although not limited to wet webs, it is difficult to form the above-mentioned target structure with a dry mat having substantially no binding portion between the reinforcing fibers and the thermoplastic resin.
The following description is based on a web basically obtained by a wet dispersion method. The process of the wet dispersion method is schematically shown in FIG.
[0024]
The web in the present invention is a nonwoven fabric-like deposit in which reinforcing fibers and a thermoplastic resin are partially bonded.
The reinforcing fiber may be either an inorganic fiber or an organic fiber, or may be a composite fiber thereof. Examples of the inorganic fibers include glass fibers, carbon fibers, boron fibers, stainless steel fibers, other metal fibers, and mineral fibers. Examples of the organic fibers include aramid fibers, polyester fibers, polyamide fibers, wood fibers, and hemp fibers. And other natural fibers. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, inorganic fibers are preferred because they provide a high reinforcing effect and high compressive strength, and low cost glass fibers are particularly preferred.
[0025]
The fiber length of the reinforcing fiber is preferably about 5 to 100 mm from the viewpoint of securing the reinforcing effect, expandability, and shapeability, and is preferably about 5 to 50 mm from the viewpoint of uniform dispersion during web production. Further, the diameter of the reinforcing fiber is preferably about 5 to 30 μm, more preferably about 7 to 25 μm, from the viewpoint of securing the reinforcing effect and expandability.
Further, in order to improve the wettability and adhesion with a thermoplastic resin, a reinforcing fiber treated with a silane coupling agent or the like is also preferably used.
[0026]
The thermoplastic resin is a component that constitutes a matrix of the web together with the above-mentioned reinforcing fibers. Usually, for example, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyamide, polyacetal, and ethylene-vinyl chloride are commonly used. Polymers such as polymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, styrene-butadiene-acrylonitrile copolymers, and thermoplastic elastomers such as EPM and EPDM can be used alone or in combination of two or more.
Among these, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene which are excellent in strength, rigidity and moldability are preferable, and particularly, polypropylene which is inexpensive in addition to the above characteristics is preferable. Further, among the polypropylenes, those having a melt flow rate MFR (measured at 210 ° C., 21.2 N (2.16 kgf) in accordance with JIS K6758) of 1 to 200 g / 10 min are preferred in view of strength, rigidity and moldability. preferable.
[0027]
Further, a modified polyolefin resin or the like may be used in combination to improve the adhesion between the thermoplastic resin and the reinforcing fibers. Specific examples of the modified compound include acids such as unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic anhydrides, and epoxy compounds.
More specifically, for example, those obtained by graft copolymerization of maleic acid, maleic anhydride, acrylic acid, etc. to polypropylene, having a modifying group such as an acid anhydride group or a carboxyl group in the molecule, have improved strength. It is preferable from the point of view.
The shape of the thermoplastic resin is not particularly limited. For example, any of a particle form such as powder, pellets, and flakes, and a fiber form can be used, and a mixture of various shapes may be used. Among them, a powder that is easily dispersed uniformly in the web is particularly preferably used.
[0028]
The ratio of the reinforcing fiber to the thermoplastic resin used is a substantial composition ratio in the stampable sheet and the laminated molded product thereof, and usually, the reinforcing fiber / thermoplastic resin (mass ratio) = 10/90 to 90/10, preferably 30/70 to 80/20, more preferably 30/70 to 70/30. If the amount of reinforcing fibers is excessive, it becomes difficult for the thermoplastic resin to be uniformly impregnated into the fibers, while if the amount of reinforcing fibers is too small, it is difficult to obtain the desired reinforcing effect. A laminated molded product having high mechanical strength such as flexural modulus can be obtained.
[0029]
The wet dispersion method for producing a web from the reinforcing fibers and the thermoplastic resin as described above is not particularly limited, and a known wet dispersion method can be widely used. Specifically, a reinforcing fiber and a thermoplastic resin are dispersed in an aqueous solution of a surfactant in which microbubbles (air) are dispersed, a solid content in the dispersion is deposited, and dried to form a nonwoven fabric-like deposit. (Web) get. According to the wet dispersion method in which the reinforcing fibers are formed together with the resin, a web in which the particulate thermoplastic resin is uniformly dispersed in the reinforcing fibers is easily obtained, which is preferable.
[0030]
Here, in the present invention, in particular, the reinforcing fibers need to be partially bound by the thermoplastic resin. The method for partially binding the reinforcing fibers with the thermoplastic resin is not particularly limited, and it is sufficient that the reinforcing fibers are heated to a temperature higher than the temperature at which the thermoplastic resin melts, and the heating device is a hot air oven, a far infrared oven, or an induction furnace. A heating device or the like can be used.
If the drying temperature is too low, it is difficult to obtain a web in which the reinforcing fibers and the thermoplastic resin are partially bonded. For example, when using polypropylene as the thermoplastic resin, it is desirable to perform drying at about 160 to 230 ° C. .
Further, in order to efficiently bind the reinforcing fibers and the thermoplastic resin, after heating the mixed web, the mixed web may be lightly compressed so that the voids in the web can be maintained at 40% or more. If the voids are 40% or more, in the next step (2), the reinforcing fibers can be oriented in the thickness direction by needling.
[0031]
A web having a desired basis weight is obtained by the above, and the basis weight of the web is usually 100 to 1000 g / m. 2 It is about.
The thickness of the web varies depending on the basis weight and the purpose of use. For example, when the web is for an automobile interior material, it is usually 1 mm or more, preferably about 1 to 10 mm.
[0032]
(2) Needling mat manufacturing process
Subsequently, the web obtained above was 2 Needle 10 to 90 times. As a result, a part of the reinforcing fibers in the web matrix (see FIG. 1A, indicated by M) is oriented in the thickness direction, and only the reinforcing fibers protrude from the web, so that the raised portion where the reinforcing fibers are unevenly distributed (see FIG. 1B). , W). Further, as a result, the thermoplastic resin is unevenly distributed in the matrix portion (M), and a needling mat having a double structure of the web matrix (M) and the raised portion (W) is formed (see FIG. 1B). .
[0033]
Needling is, specifically, penetrated through the inside of the web by a felt needle provided with a barb, and protrudes from the surface opposite to the surface into which the reinforcing fiber is driven by the action of the barb. Desirably, one barb penetrates the web. More desirably, two or more barbs are driven into the web. The protruding state of the reinforcing fibers may be curved or meandering to some extent, but it is desirable that the reinforcing fibers protrude linearly from the surface. More preferably, it protrudes at an angle of 30 degrees or more from the plane direction.
[0034]
Needling with a felt needle having a barb as described above is not limited as long as the object of the present invention can be achieved, but is performed by selecting the size of the needle, the shape of the barb, the number of barbs, and the like.
The size of the felt needle is preferably about No. 15 to No. 32, and usually about No. 25 is used. Needle driving number is 1cm 2 10 to 90 times per session. More preferably, it is 20 to 70 times. If it is less than 10 times, the number of fibers oriented in the thickness direction is small, and it is difficult to obtain a sufficient compressive strength. If it is more than 90 times, the strength of the web tends to be reduced and the web cannot be transported. At this time, the number of barbs passing through each time of driving is usually 2 or more, preferably 3 to 15, more preferably 5 to 15. In addition, 1cm 2 It is desirable that the total number of barbs that pass through the ball is usually 100 to 900, preferably about 150 to 700.
[0035]
In the present invention, in order to improve the compressive strength, the reinforcing fibers (raised portions W) protruding from the matrix component (M) correspond to 1 to 90% of the reinforcing fibers contained in the entire needling mat. It is desirable to do. If the napping ratio of the reinforcing fibers is less than 1%, it is difficult to obtain a sufficient compressive strength, and if it exceeds 90%, the strength of the web tends to decrease and the web cannot be transported. More preferably, the raising ratio of the reinforcing fibers is 3 to 70%.
In the present invention, the ratio of the raised fibers of the reinforcing fibers is a value obtained by dividing the weighed value of the reinforcing fibers raised from the web matrix constituent part that can be cut off with scissors or a cutter by the total amount of the reinforcing fibers contained in the mat and expressed as a percentage. It is.
[0036]
(3) Stampable sheet manufacturing process
A thermoplastic resin layer is laminated on one side or both sides of the needling mat as necessary, and is heated, compressed, and consolidated (densified).
Before this consolidation (densification), a thermoplastic resin layer can be laminated on one or both surfaces of the needling mat, if necessary. Furthermore, it is also possible to laminate skin materials and heat and compress them integrally.
[0037]
The thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin layer may be the same as the thermoplastic resin constituting the web matrix. If necessary, fibers and / or fillers may be contained in the thermoplastic resin layer.
Further, the thermoplastic resin layer may be a single-layer film, a film having two or more layers in which different melt viscosities are combined, a multilayer film having a layer having a higher melting point than the matrix resin, or a through-hole provided in them. Or a non-woven fabric such as polypropylene, polyester, or polyamide, or a combination of shapes and components according to the required properties.
Alternatively, the thermoplastic resin layers may be combined and laminated on both surfaces.
[0038]
When a molded product is required to have air permeability, a film having a higher melting point than the matrix resin may be laminated. When the matrix resin is polypropylene, polyamide, polyethylene terephthalate and the like are desirable.
[0039]
When sound-absorbing and air-impermeable properties are required, such as in automobile ceiling materials, a film with a higher melting point than the matrix resin is laminated on the surface where the reinforcing fibers are mainly oriented in the thickness direction, and the reinforcing fibers are mainly oriented in the planar direction. It is desirable to laminate a film having a lower melt viscosity than the matrix resin or a film having a through hole on the surface where the resin is provided.
[0040]
Also, when a tactile sensation and non-breathability are required in an automobile ceiling material, the outermost layer has a resin whose melting point and melt viscosity are lower than that of the matrix resin on the surface where the reinforcing fibers are mainly oriented in the thickness direction, and It is desirable to laminate a multilayer film having a resin having a higher melting point than the matrix resin. When the matrix resin is polypropylene, a multilayer film having an olefin-based resin such as polyethylene or polypropylene in both layers and an intermediate layer of polyamide, polyethylene terephthalate or the like is desirable.
[0041]
As the skin material to be laminated on the stampable sheet, vegetable fibers, natural fibers such as animal fibers, cellulose-based, polyamide-based, polyester-based, polyacryl-based, polypropylene-based woven or non-woven fabrics made of polypropylene-based synthetic resin fibers are preferable. Used. When a fiber-based skin material such as a woven fabric or a nonwoven fabric is used, when an adhesive resin layer is provided on a thermoplastic resin layer, the adhesive resin layer is melted and the anchor effect of cutting between fibers is increased. In addition, the peel strength between the skin material and the stampable sheet increases.
[0042]
If an anchoring effect with the resin can be obtained, for example, if a foam sheet having open cells such as a polyurethane foam is provided on a surface to be bonded to a woven or non-woven fabric core, the unevenness of the core material can be obtained. To improve the design of the surface of the skin material and to impart cushioning properties. Further, a hot melt may be laminated on the skin material in advance in order to secure the adhesiveness.
[0043]
The above-mentioned thermoplastic resin film (sheet) and / or skin material may be unwound from a reel and laminated on a mat, and other laminated materials to be laminated may be laminated as required. Either of the lamination and the heating of the mat may be performed first, or they may be performed simultaneously.
[0044]
The heating temperature of the needling mat is a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin in the matrix and lower than the decomposition point, or, in the case of having a non-permeable resin layer, either the melting point or lower than the decomposition point of the thermoplastic resin. It is lower than the lower temperature.
The heating method is not particularly limited, and for example, a radiant heating method using hot air heating, an infrared heater, a far infrared heater, or the like, or a hot plate used in a double belt system can be used.
[0045]
The method for applying pressure may be a roll press or a press plate, and a known method can be applied without any particular limitation. Applying pressure with a cooling press to solidify the sheet into a sheet and obtain a dense stampable sheet is preferable because the bulk of the stampable sheet is reduced and the transport efficiency is improved.
[0046]
Here, when the thermoplastic resin is polypropylene, the heating temperature is 170 to 230 ° C, preferably 190 to 220 ° C. If the temperature exceeds 230 ° C., coloring and strength reduction due to decomposition of polypropylene are likely to occur. When pressing between cooling plates, the pressure between the cooling plates to obtain a dense stampable sheet is 0.5 to 50 kgf / cm. 2 (0.05 to 5 MPa). 50kgf / cm 2 Exceeds 0.5 kgf / cm 2 If it is less than 1, the impregnation of the thermoplastic resin becomes insufficient, and the desired rigidity is hardly obtained.
[0047]
By applying pressure while the resin is in a molten state, the reinforcing fibers oriented in the thickness direction are once deformed in the plane direction, impregnating the thermoplastic resin in the mat, and the reinforcing fibers become more rigid.
When a thermoplastic resin layer is laminated on the surface, the thermoplastic resin impregnates the reinforcing fibers at this time.
[0048]
When a dense stampable sheet is obtained by a cooling press, the reinforcing fibers oriented in the thickness direction are maintained in a state deformed in the plane direction.
The stampable sheet may contain additives such as an antioxidant, a light stabilizer, a metal deactivator, a flame retardant, and carbon black, and a coloring agent. These additives and coloring agents are contained in the stampable sheet by, for example, a method of previously blending or coating the same with a granular thermoplastic resin, or a method of adding by spraying during the stampable sheet manufacturing process. Can be done.
[0049]
(4) Expansion molding of stampable sheet
The stampable sheet obtained as described above is reheated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, and after the skin is laminated on the expanded sheet, the sheet is placed in a molding die, and the height of the mold spacer is increased. A stamping sheet molded product having a predetermined thickness is obtained by adjusting the mold clamping height of a pod press and the like, and performing pressure molding to be integrated. In the case of a dense stampable sheet, by heating above the melting point of the thermoplastic resin, the reinforcing fibers constrained in the planar direction are recovered by the springback force, and are again oriented in the thickness direction.
[0050]
Here, the heating temperature at the time of such expansion molding can be appropriately selected within a temperature range not lower than the melting point of the thermoplastic resin constituting the stampable sheet and lower than the decomposition point. For example, when the thermoplastic resin is polypropylene, the heating temperature is 170 to 230 ° C, preferably 190 to 210 ° C.
Examples of the method for heating the stampable sheet include hot plate heating, far infrared heating, near infrared heating, ventilation heating, and the like, and are not particularly limited. The mold temperature may be any temperature below the freezing point of the thermoplastic resin, and is usually in the range of room temperature to 60 ° C. from the viewpoint of handling properties and productivity.
[0051]
Further, the molding pressure varies depending on the product shape, but excessive pressure is usually 0.01 to 50 kgf / cm to break the reinforcing fibers. 2 (0.001 to 5 MPa). In the method for producing a stampable sheet molded product according to the present invention, the step of applying heat and pressure to the mat to impregnate the reinforcing fiber with the thermoplastic resin (the step of producing the stampable sheet) includes the steps other than the thermoplastic resin layer. A sheet, a film, a skin, and the like can be simultaneously bonded or combined with other materials to impart design properties and other functions.
[0052]
【Example】
Next, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0053]
(Example 1)
(1) Web creation
A web was prepared by a wet dispersion method (see FIG. 2).
Polypropylene particles (homopolypropylene, melting point: 162 ° C., MFR: 65 g / 10 min) and glass fibers (fiber length: 25 mm, fiber diameter: 17 μm) are mixed and dispersed in a foam liquid so as to have a dry mass ratio of 50:50. After defoaming, the sediment was dried at 200 ° C. to melt the polypropylene, and the basis weight of the glass fiber and the polypropylene partially bound 700 g / m 2. 2 Thus, a web having a thickness of 5 mm was obtained (see FIG. 1A).
[0054]
(2) Creating a needling mat
Then, using a 25th-counter felt needle (manufactured by Grotzbeckert, barb interval: 1.1 mm), 1 cm 2 Needling 30 times per bar (270 barbs / cm) 2 ) To obtain a needling mat.
[0055]
As a result of observing a cross section of the obtained needling mat with a microscope, a part of the glass fiber was observed to be oriented in the thickness direction. It was also confirmed that the glass fibers were mainly oriented in the thickness direction, and the glass fibers were unevenly distributed in the mat (see b in FIG. 1B). That is, the abundance of PP in the glass fiber portion W protruded and raised from the web portion M is much smaller than that in the web portion M.
The raising ratio of this needling mat was 20%.
[0056]
(3) Creation of stampable sheet
Next, the needling mat is heated to 210 ° C., pressurized under 0.3 MPa, placed between cooling boards at 25 ° C., pressed at 0.3 MPa, solidified (consolidated), and densified. A stampable sheet (1.0 mm thick) was obtained.
[0057]
<Compression test>
From this stampable sheet, a test piece of 50 mm × 150 mm was cut out, heated and expanded in a 200 ° C. atmosphere, and then subjected to a compression test (according to JIS K7181 at a test speed of 2 mm / min) in a 200 ° C. atmosphere. The reaction force was measured. In Table 1, 50 g / cm 2 The thickness at which a compression reaction force of
[0058]
(4) Lamination molding
From the stampable sheet, a test piece of 150 mm × 150 mm was cut out and heated in a 200 ° C. atmosphere, and then a skin material was laminated on the surface side where the glass fibers were mainly oriented in a plane direction, and a flat plate having a clearance of 7 mm was used. It was placed in a mold and the mold was closed at a pressure of 0.2 MPa for molding to obtain a flat laminated molded product.
The skin material is a polyester nonwoven fabric (having a basis weight of 180 g / m2) on which a hot melt film is laminated. 2 ) Was used.
The thickness of this laminated molded product was 7 mm, and the average thickness of the porous substrate derived from the web was 5.5 mm.
[0059]
<Ball test>
The obtained laminated molded product was placed on a horizontal table so that the skin surface was upward, and an iron ball of 100 g was dropped from a height of 100 mm. As a result, the iron ball stopped without bouncing, and it was confirmed that the iron ball had shock absorption. Table 2 shows the results.
[0060]
(Example 2)
In (4) of Example 1, except that the skin material was laminated on the surface of the stampable sheet in which the glass fibers were oriented in the thickness direction (the opposite surface of Example 1). A laminated molded product was obtained. When the skin surface of this molded product was pressed with a finger, it was soft and had an excellent tactile sensation.
[0061]
(Example 3)
(1) Carbon fiber (fiber length: 25 mm, fiber diameter: 8 μm) was used as the reinforcing fiber, and polypropylene and carbon fiber were used in a dry mass ratio of 60:40, in the same manner as in (1) of Example 1, 700 g / m 2 And a web having a thickness of 7 mm.
(2) Needling 1cm 2 A needling mat was obtained in the same manner as in Example 1 except that the number of perforations was 60 times (540 barbs / 1 cm). 2 ). The raising ratio of the needling mat was 55%.
[0062]
(3) The film A (PA / PP) having the following layer structure is provided on the surface of the needling mat where the carbon fibers are mainly oriented in the thickness direction, and the film A is provided on the surface of the needling mat where the carbon fibers are mainly oriented in the planar direction. B (PE / PP) films were laminated such that the PP side was on the needling mat side, and a dense stampable sheet (1.1 mm thick) was obtained in the same manner as in Example 1.
Film A: polyamide (melting point 220 ° C., thickness 25 μm) / polypropylene (melting point 160 ° C., MI (melt index) = 8 g / 10 min, thickness 50 μm)
Film B: linear polyethylene (melting point 120 ° C., MI = 20 g / 10 minutes, thickness 80 μm) / polypropylene (melting point 160 ° C., MI = 8 g / 10 minutes, thickness 100 μm)
[0063]
(4) A 150 mm × 150 mm test piece was cut out from the stampable sheet having the multilayer film layer laminated on both surfaces and heated in a 200 ° C. atmosphere, and then a polyester nonwoven fabric as a skin material (having a basis weight of 180 g / m 2). 2 ) Is placed on a film B, placed in a flat mold having a clearance of 8 mm, the mold is closed with a pressure of 0.2 MPa, and the thickness is 7 mm (the average thickness of the porous substrate derived from the web is 5. 5 mm) was obtained. This laminated molded product was subjected to the following vertical sound absorption coefficient measurement and air permeability test.
[0064]
<Sound absorption test>
From the laminated molded product, a disk test piece of φ29 mm was cut out, and the vertical incidence sound absorption coefficient was measured according to JIS A1405. The back air layer at this time was 0 mm. When the normal incidence sound absorption coefficient is 1.0, the sound is completely absorbed. Table 3 shows the results of measuring the vertical sound absorption coefficient.
<Breathability>
The air permeability of the sound absorbing material was measured according to ASTM-D737.
The portion where the carbon fibers were oriented in the plane direction and the thermoplastic resin was unevenly distributed had air permeability, but the surface where the film A was bonded was not air permeable.
[0065]
(Example 4)
In (3) of Example 3, the film A to be laminated on the surface side where the carbon fibers are mainly oriented in the thickness direction is applied to the following film C (PE / PA / PP), and the carbon fibers are mainly oriented in the planar direction. The film B to be laminated on the surface side is polyester spunbond (15 g / m 2 ) To obtain a stampable sheet (1.2 mm thick).
Film C: linear polyethylene (melting point 120 ° C., MI = 20 g / 10 minutes, thickness 80 μm) / polyamide (melting point 220 ° C., thickness 25 μm) / polypropylene (melting point 160 ° C., melt index MI = 8 g / 10 minutes, thickness 100 μm) )
[0066]
In step (4) of Example 3, a laminated molded product (thickness: 7 mm, average thickness of a web-derived porous substrate: 5.5 mm) was formed in the same manner except that a polyester nonwoven fabric as a skin material was laminated on the film C. Got.
When the skin surface of this molded product was pressed with a finger, it was soft and had an excellent tactile sensation. When the air permeability was examined, the surface to which the film C was bonded was not air permeable.
[0067]
(Comparative Example 1)
A stampable sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the needling step (2) was not performed, and then a laminated molded product (4.5 mm in thickness) was obtained.
Table 1 shows the results of the compression test performed on the stampable sheet in the same manner as in Example 1.
Table 2 shows the results of the ball drop test performed in the same manner as in Example 1 and Table 3 shows the results of the vertical sound absorption coefficient measurement performed in the same manner as in Example 3 for the laminated molded product.
[0068]
(Comparative Example 2)
In the step (2) of Example 1, the needling was performed by 1 cm. 2 5 times per bar (45 barbs passing / cm) 2 A needling mat and a stampable sheet were obtained in the same manner as in Example 1 except for (1).
Table 1 shows the results of the compression test performed in the same manner as in Example 1.
The raising ratio of the needling mat was 0.5%.
[0069]
(Comparative Example 3)
In the step (2) of Example 1, the needling was performed by 1 cm. 2 110 times per bar (990 barbs / cm) 2 2) As a result, the web matrix portion bound by the thermoplastic resin was almost destroyed, so that handling was impossible.
[0070]
(Comparative Example 4)
In step (2) of Example 1, moisture was dried in a drier at 100 ° C., but needling was performed on a web in a state where glass fibers and polypropylene were not bonded. 2 At 20 times, almost all of the glass fibers were oriented in the thickness direction, were bound by the thermoplastic resin, and the web matrix portion was almost destroyed, making it impossible to handle.
[0071]
[Table 1]
Figure 2004217829
[0072]
[Table 2]
Figure 2004217829
[0073]
[Table 3]
Figure 2004217829
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is provided a stampable sheet obtained by a wet dispersion method with significantly increased compressive strength.
Since this stampable sheet can form an expanded molded product having a high stiffness (buckling strength), a desired skin material is appropriately selected and laminated, and when subjected to expansion molding, shock-absorbing properties, tactile sensations, and sound absorbing properties are obtained. This gives a laminated molded product excellent in quality. Such a stampable sheet of the present invention is suitable as a core material for various building materials and automobile interior materials and the like, and therefore, the skin material laminated molded product is useful as an automobile interior material such as a building material, an automobile ceiling material and a door trim. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a web schematically illustrating a change in a web subjected to needling according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a web manufacturing process in the present invention.

Claims (7)

(1)強化繊維と熱可塑性樹脂とを湿式分散法によりシート状に抄造した後、乾燥し、シートの略平面方向に配向した強化繊維が部分的に熱可塑性樹脂で結着されたマトリックス構造のウェブを製造し、
(2)得られたウェブを、1cmあたり10〜90回ニードリングして、前記マトリックス中の強化繊維の一部を厚み方向に配向させ、ニードリングマットを形成した後、
(3)前記ニードリングマットの片面または両面に必要に応じて熱可塑性樹脂層を積層し、前記マトリックス中の熱可塑性樹脂の融点以上の温度で加熱・圧縮するスタンパブルシートの製造方法。
(1) A matrix structure in which reinforcing fibers and a thermoplastic resin are formed into a sheet by a wet dispersion method, then dried, and reinforcing fibers oriented in a substantially planar direction of the sheet are partially bound with the thermoplastic resin. Manufacture the web,
(2) Needling the obtained web 10 to 90 times per 1 cm 2 to orient a part of the reinforcing fibers in the matrix in the thickness direction to form a needling mat,
(3) A method for producing a stampable sheet in which a thermoplastic resin layer is laminated on one or both surfaces of the needling mat as necessary, and heated and compressed at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin in the matrix.
強化繊維と熱可塑性樹脂とからなるシート状物であって、該シートの略平面方向に配向した強化繊維が部分的に熱可塑性樹脂で結着されたマトリックス構造部分と、該マトリックス構造の厚み方向から突出した強化繊維の起毛部とからなるスタンパブルシート形成用マット。A sheet-shaped material comprising a reinforcing fiber and a thermoplastic resin, wherein a matrix structure portion in which reinforcing fibers oriented in a substantially planar direction of the sheet are partially bound by the thermoplastic resin, and a thickness direction of the matrix structure A mat for forming a stampable sheet, comprising a raised portion of reinforcing fibers protruding from the mat. 強化繊維と熱可塑性樹脂とからなるシート状物であって、該熱可塑性樹脂の融点以上の温度での加熱により膨張し、該シートの略平面方向に配向した強化繊維が部分的に熱可塑性樹脂で結着されたマトリックス構造部分と、該マトリックス構造の厚み方向から突出した強化繊維の起毛部とを有する膨張品となるスタンパブルシート。A sheet comprising a reinforcing fiber and a thermoplastic resin, wherein the reinforcing fiber expanded by heating at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, and the reinforcing fibers oriented in a substantially planar direction of the sheet are partially thermoplastic resin. A stampable sheet which is an expanded product having a matrix structure portion bound by the above and a raised portion of a reinforcing fiber protruding from the thickness direction of the matrix structure. 強化繊維が無機繊維である請求項3に記載のスタンパブルシート。The stampable sheet according to claim 3, wherein the reinforcing fibers are inorganic fibers. 前記シートの片面または両面に積層された熱可塑性樹脂層を有する請求項3または4に記載のスタンパブルシート。The stampable sheet according to claim 3, further comprising a thermoplastic resin layer laminated on one side or both sides of the sheet. 表皮材層を有する請求項3ないし5のいずれかに記載のスタンパブルシート。The stampable sheet according to any one of claims 3 to 5, further comprising a skin material layer. 請求項3ないし6のいずれかに記載のスタンパブルシートの膨張成形品。An expanded molded product of the stampable sheet according to claim 3.
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