JP2005505445A - 繊維マット、繊維マットより製造される成形片およびその製造法 - Google Patents

Abstract

好ましくは同じ壁厚の成形片の製造における中間製造物としての繊維マットを開示する。該繊維マットは、大部分がセルロースから作成される繊維を備える。該繊維は、プラスチックと均質に混合され、一緒に圧縮される。前記プラスチックは、３０〜１００ｍｍの範囲の長さを有する繊維の形態であり、前記セルロース繊維は１０〜１００ｍｍの長さを有する。前記セルロース繊維は、アサ、アマ、サイザルアサ、ケナフ、工業的ビスコース繊維またはそれらの混合物、または再生セルロース、特に木材から得られた合成セルロースから形成される天然繊維を備えることが好ましい。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載された繊維マット、この繊維マットから製造される成形片およびその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルロース含有材料および少なくとも１種の熱可塑性結合剤から作成されるシート類の製造に関する方法は、特許文献１により公知であり、前記方法において、セルロース含有材料および熱可塑性結合剤が混合され、この混合物が加熱状態でシート状に形成される。良好な均質性および機械的特性によって特徴づけられ、また簡便な方法で高品質の成形片に仕上げプレスできるシート類を経済的に製造するために、セルロース含有材料が、繊維質材料に破砕され、熱可塑性結合剤と混合し、この混合物からフリースを形成し、前記フリースが、熱と圧力との作用によりシート類に圧縮される。セルロース含有材料として使用できるものは、紙、ボール紙、織物などのようなセルロース材料からの廃棄物があるが、さらに加えて、ピート、樹皮、また、特に好ましい様式では、麦わらなどの一年生植物からの乾燥植物の一部が、主要な材料として用いる事さえ可能である。一実施形態において、紙およびボール紙などのセルロース含有材料は、おおよそ５×５ｍｍの寸法の粒子に細かく砕かれ、次いで最大繊維長がおおよそ５ｍｍになるように破砕される。ポリエチレンから作成された繊維様粒子性の乾燥粉末を熱可塑性結合剤として用いる。これらの粒子に関して、長さのデータは示されていない。しかしながら、これらのシート類から製造された成形片の強度は限られており、通常ジュロプラスチック結合剤が含まれる。
【０００３】
成形片を強化するために１０ｍｍ超の長さを有するガラス繊維を使用することも公知である。しかしながら、これらの成形片は、比較的脆く、特に低温ではクラッキングを受けやすい。
【特許文献１】
独国特許出願公開第２８４５１１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、プラスチック材料との均質に混合・圧縮され、大部分セルロースを備える繊維から作成される、好ましくは同じ壁厚の成形片の製造における中間製造物としての繊維マットを製造し、その繊維マットから、強靭で、広範囲の耐衝撃性があり、軽量で、臭気の放出が少なく、またリサイクル可能な成形片を製造する事が本発明の目的であり、この種の成形片を製造し、また、その製造法を示すことも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１の特徴を有する繊維マットによる本発明に従って達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
前記プラスチック材料が３０〜１００ｍｍの範囲の長さを有する繊維の形態であり、前記セルロース繊維が１０〜１００ｍｍの長さを有するので、特にニードリング後の更なる加工に至る間に問題のないような様態で取り扱いが可能な比較的寸法の安定した繊維マットを得る事が出来る。圧縮された成形片は、セルロース繊維の長さが大きいため、特に極低温において高強度および耐衝撃性を保持している。ジュロプラスチック結合剤を必要としないので、成形片は経済的に製造でき、軽量であり、広範囲で臭気放出がなく、また容易にリサイクルできる。５０〜１００ｍｍの範囲内の長さを有するセルロース繊維が好ましく、７０ｍｍ＋／−２０％である平均長を有するものが特に好ましい。繊維マットの全重量のうち、それらの比率は１０％から９０％の間であり得る。
【０００７】
前記セルロース繊維は、アサ、アマ、サイザルアサまたはケナフ、あるいは工業的ビスコース繊維などの一年生植物、また、再生セルロース、すなわち、好ましくは木材から得られるがリグニン成分を含まない合成セルロースなどの天然繊維を備える事が有利である。また、上記の種々のセルロース繊維の混合物が利用できる。
【０００８】
前記セルロース繊維は、化学的、化学物理的または物理的に公知の方法で繊維マットの形成前に前処理でき、例えば、漂白、マーセル法処理、アルカリ化、アセチル化でき、または接着剤、耐炎性剤または疎水性剤を備える事が出来る。
【０００９】
プラスチック材料繊維にとってポリプロピレンを使用することが好ましい。しかしながら一般に、織物繊維、テープ繊維または繊維形状フィルム裁断物として、これらはポリオレフィン類、工業的プラスチック材料および／またはコポリマー類、また複数のポリマー類の混合物（例えば、バイコ（ｂｉｃｏ）繊維）を含む。均質な繊維混合物を得るために、プラスチック材料繊維は、３．３〜２５ｄｔｅｘの範囲の線密度を有する必要がある。
【００１０】
マット製造中、セルロース繊維およびプラスチック材料繊維に加えて、補助剤、特に帯電防止剤または接着性を有するが疎水性を有する溶剤帯、耐炎性剤および軟化性剤を添加できる。しかしながら、その全量は、マットの全重量の１０％を超えるべきではない。
【００１１】
マットのニードリング性を改善するために、また、天然繊維により起因する仕上げ後の成形片から発生し得る臭気の放出を最小にするために、また、歪みを規定内に補償するために、繊維マットは、少なくとも片側に３００ｇ／ｍ^２までの坪量の例えばポリプロピレン／ポリエステルから作成された軽いフリースで被覆できる。繊維マットと軽いフリースとの間の接着は、ニードリングにより便宜的に遂行される。
【００１２】
繊維マットの製造は基本的に、例えば、特許文献１により公知の様式で行われる。マット形成の本質的なステップは以下のとおりである。例えば、加工プラントにおいて、対応する繊維成分は梱包形態で配送され、計量器付き梱包オープナー、プレオープナー、ファインオープナー、繊維仕上げ機、混合チャンバおよびホッパーストアにより繊維混合物としてフリースプラントへ供給される。
【００１３】
セルロース繊維およびプラスチック材料繊維は、梱包オープナーによりそれぞれの梱包から取り出される。重量測定装置により、採集ベルト上で繊維の所望の混合比をそれぞれ計量する。
【００１４】
採集ベルトより、この材料は繊維成分を大まかに混合する混合オープナー（プレオープナー）へと運搬される。
【００１５】
後続のファインオープナーが、靭皮繊維を短くし、精製し、洗浄するために使用される。この装置には、トラフ供給装置およびのこぎり歯状のドラムが備えられている。ドラムの周囲に配置された拡張金属格子によって、結束繊維束や他の不純物の分離が行なわれる。
【００１６】
繊維仕上げ機において、繊維は、疎水性剤、潤滑剤、耐炎性剤、帯電防止剤、接着剤などの液体添加物を噴霧するプラントにより処理される。
【００１７】
後続の混合ホッパー（混合チャンバ）において、繊維混合物は均質化され、一時的に保存される。ホッパー・シーリング内に据付の回転式の分離機によって、繊維が確実に均一層化され、繊維のサンドイッチ状の形成が為される。この繊維サンドイッチは、放電カッターにより垂直に切断される。
【００１８】
最後に、ホッパー供給機は、急勾配の格子ベルトにより繊維混合物を容量フィーダ・シュートの滑降斜面路内に計量する。これにより、計量スケールによってフリースプラント内に流入する繊維ケークを計量する。
【００１９】
フリースプラントは、プレフリース形成機およびエンドフリース形成機を備える。プレフリース形成機において、プレフリースが、カーディングシステムまたは空力システムにより製造される。これにより繊維は、一配向に堆積する。
【００２０】
エンドフリース形成機において、プレフリースの形態で予め均質に混合された繊維成分は、高スピードのこぎり歯状ドラムにより個々の繊維に粉砕される。遠心力により、繊維はドラムから離脱し、交差流ファンの空気流によりスクリーン面上に吹きつけられる。低圧通風機による同時吸引により、スクリーン面上に無作為にフリースが分布形成される。材料回収スピードの対応する調整により、繊維マットの所望の坪量を得る事が出来る。
【００２１】
後続の繊維マットのニードリングは、繊維の織り込み、および互いに対する繊維の摩擦増加に基づく機械的結合であり、これは、フリースの圧縮によって引き起こされる。このフリースは、最初にローラーまたは圧力ベルトによって予備圧縮され、次いでニードルマシンに供される。
【００２２】
継ぎ目なく製造されたニードル・フリースは、横切断装置および縦切断装置により、パレット重ねまたはロールに対応するマット比率へと最終的なサイズに切断される。ロールの場合、ニードル・フリースはキャリヤチューブに巻き取られる。
【００２３】
成形片の製造は、場所的および時間的に繊維マット製造とは別に実行できる。それによって、いわゆるワンショット法において織物、装飾フィルムなどの積層物と一緒にした成形片を製造する事が可能である。その結果、製造コストはかなり節減できる。
【００２４】
この目的のために、先ず、繊維マットはおおよそ摂氏１８０度に加熱される予備加熱ステーションへ供給される。同時に予備圧縮が行われる。この温度で、プラスチック材料繊維は溶融して、それらの繊維構造を失う。引き続き、積層物と一緒になった加熱繊維マットは成形プレスに導入され、この中で、成形片が成型され、同時に、溶融されたプラスチック材料によって積層物が成形片に結合される。この成形プレスは、成形片が冷却されて、溶融されたプラスチック材料が結合されるように摂氏８０度未満の温度を有し、その結果、寸法の安定した成形片を成形プレスから取り出す事が出来る。
【００２５】
５０重量％までのセルロース繊維、および５０重量％のポリプロピレン繊維より製造されたこの種の成形片は、例えば、１．０ｇ／ｃｍ^３の密度、４．５重量％の水分吸収、３５００Ｎ／ｍｍ^２の曲げ弾性率、および６５〜７０Ｎ／ｍｍ^２の耐曲げ性を有する。

Claims (20)

1. プラスチック材料と均質に混合・圧縮され、主としてセルロースを含む繊維から作成され、好ましくは同じ壁厚の成形片の製造における中間製造物としての繊維マットであって、前記プラスチック材料が３０〜１００ｍｍの範囲の長さを有する繊維の形態であり、前記セルロース繊維が１０〜１００ｍｍの長さを有する事を特徴とする繊維マット。
2. 前記セルロース繊維が、アサ、アマ、サイザルアサ、ケナフ、工業的ビスコース繊維またはそれらの混合物の天然繊維を備える事を特徴とする請求項１に記載の繊維マット。
3. 前記セルロース繊維が、再生セルロース繊維を備える事を特徴とする請求項１に記載の繊維マット。
4. 前記セルロース繊維が、５０〜１００ｍｍの範囲の長さを有する事を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の繊維マット。
5. 前記セルロース繊維の平均長さが、７０ｍｍ＋／−２０％である事を特徴とする請求項４に記載の繊維マット。
6. 前記繊維マットの全重量中、セルロース繊維の比率が、１０％から９０％の間である事を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の繊維マット。
7. 前記セルロース繊維が、化学的、熱的または化学物理的に前処理されている事を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の繊維マット。
8. 前記プラスチック材料繊維が、ポリプロピレンを備える事を特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の繊維マット。
9. 前記プラスチック材料繊維が、３．３〜２５ｄｔｅｘの線密度、ならびに任意の断面形状を有する事を特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の繊維マット。
10. 前記繊維マットが、前記繊維をニードリングすることによって結合される事を特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の繊維マット。
11. 前記繊維マットが、疎水性剤、軟化剤、耐炎性剤および／または接着剤を更に含有する事を特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の繊維マット。
12. 繊維マットが、３００ｇ／ｍ^２までの坪量を有し、ポリプロピレン／ポリエステルから作成されたニードリング繊維最上層を少なくとも片面に備える事を特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の繊維マット。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の繊維マットから圧縮によって製造される成形片であって、前記形片が、均質なプラスチック材料層中に１０〜１００ｍｍの範囲の長さを有する均一に分布した天然繊維を含む事を特徴とする、成形片。
14. 前記成形片が、おおよそ０．９ｇ／ｃｍ^３の密度を有する事を特徴とする請求項１３に記載の成形片。
15. 前記成形片が、４〜６重量％の範囲の水分吸収性を有する事を特徴とする請求項１３または１４に記載の成形片。
16. 前記成形片が、圧縮繊維マットに直接結合した装飾層を備える事を特徴とする請求項１３から１５のいずれか一項に記載の成形片。
17. 請求項１３から１６のいずれか一項に記載の成形片を製造する方法であって、前記繊維マットが、圧縮前におおよそ摂氏１８０〜２００度の温度に加熱される事を特徴とする、方法。
18. 予備圧縮が加熱中に実施される事を特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記繊維マットの圧縮と同時に、装飾層が前記マット上にワンショット法で形成される事を特徴とする請求項１７または１８に記載の方法。
20. 圧縮中において、形成ツールが摂氏８０度未満の温度を有する事を特徴とする請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法。