JP2009202564A - 積層樹脂成形品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 積層樹脂成形品であるカーゴフロアボード1は、その樹脂成形品の本体を構成する主体樹脂層2と、主体樹脂層2の外側を構成する表皮層3と、主体樹脂層2に積層する繊維層4、4との層構成からなり、主体樹脂層2と表皮層3との間には熱溶着層5が積層されている。繊維層4、4は主体樹脂層2の表面および裏面側にそれぞれ配置されている。表皮層3は不織布であって主体樹脂層2の表面の装飾層をなしている。主体樹脂層2と繊維層4、4とは一体に加熱状態で圧着して、主体樹脂層2を繊維層4、4の空隙を埋める態様により溶着してなるものである。
【選択図】 図1
Description
(1)機械的強度の優れた樹脂を使用する。
(2)機械的強度を向上させるため樹脂に充填材を配合する。
(3)金属パイプ等の棒状リンフォース部材をボードに取り付ける。
(4)プラスチック板等の面上リンフォース部材をボードに取り付ける。
(5)補強リブを設ける。
(6)剛性に優れた断面形状とする。
1.繊維層
本発明において、繊維層とは、引張弾性率が0.3GPa以上、好ましくは10Gpa以上の繊維が成形品の層面方向で交差するように多数配列して構成され、且つ層面と直交する方向に繊維の隙間が多数構成されその目開き率が10%以上、好ましくは20%〜90%の層である。
2.引張弾性率
本発明において、繊維層を構成する繊維の引張弾性率とは、JIS R7606のA法に準拠して測定された値を示す。
3.目開き率
本発明において、繊維層の目開き率とは、シート状に構成された繊維層を上記層面と直交する方向(真上)から写真撮影し、所定の面積Sb、及びその領域内に存在する繊維層を構成する互いに交差する糸と糸との隙間が形成する空隙部の総和Saを測定し、下記式を用いて算出した値を示す。本発明においては、繊維層の異なる箇所10箇所について、それぞれ写真撮影を行い、各算出した値の相加平均値を繊維層の目開き率とした。
4.繊維層を構成する繊維の材料
繊維層を構成する繊維の材料は、無機系繊維及び/又は有機系繊維で構成される。無機系繊維としては、ガラス繊維、PAN系およびピッチ系炭素繊維、ボロン繊維、窒化ケイ素繊維、ステンレススチール繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維、金属繊維等が使用できる。また、有機系繊維としては、アラミド系繊維、ポリアリレート系繊維、ポリアゾール系系繊維、超高分子量ポリエチレン系繊維、ポリケトン系繊維、PVA系繊維等が使用できる。アラミド系繊維としては、DuPont製「Kevlar」、Teijin−Twaron製「Twaron」、帝人製「Technora」が使用できる。ポリアリレート系繊維としては、クラレ製「Vectran」が使用できる。ポリアゾール系繊維としては、東洋紡製「ザイロンAS」及び「ザイロンHT」が使用できる。超高分子量ポリエチレン系繊維としては、東洋紡製「ダイニーマSK60」、DSM製「SK70」が使用できる。PVA系繊維としては、クラレ製「クラロン−KII」が使用できる。また、繊維層を構成する繊維は、繊維長2cm以上の繊維、特に成形品の層面全体に亘り連続した繊維を選択することが、軽量で且つ高剛性の成形品を得る目的から好ましい。
5.繊維層を構成する繊維の生地
繊維層を構成する繊維の生地は、織物、編物、又は不織布である。織物としては、平織、目抜平織、メッシュクロス(モノフィラメント)、朱子織、綾織等が使用できる。編物としては、トリコットの経編、メリヤス(平編)の横編等が使用できる。不織布としては、ランダム状のチョップドストランドマットが使用できる。チョップドストランドマットは、ストランドを約50mmにカットし、無方向に均一に分散させ、ポリエステルバインダーでマット状に接着成形したものが、強度に方向性がない点で好適に使用できる。上記の生地のなかでも、目抜平織、メッシュクロス(モノフィラメントまたは樹脂でコーティングされたマルチフィラメントからの織物)、トリコット等の経編を選択することにより、主体樹脂層が繊維層の空隙を埋めるように溶着して高剛性の成形品を得る観点より好適である。
6.主体樹脂層
本発明において、主体樹脂層とは、エチレン、プロピレン、ブテン、イソプレンペンテン、メチルペンテン等のオレフィン類の単独重合体あるいは共重合体であるポリオレフィン(例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン)、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のアクリル誘導体、ポリカーボネート、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン−ジエン類等のターポリマー、ABS樹脂、ポリオレフィンオキサイド、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂が挙げられる。なお、これらは一種類を単独で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。特に、熱可塑性樹脂のなかでもでオレフィン系樹脂またはオレフィン系樹脂を主体にした樹脂、ポリプロピレン系樹脂またはポリプロピレン系樹脂を主体にした樹脂が、繊維層との溶着性、機械的強度および成形性のバランスに優れている点で好ましい。主体樹脂層は、添加剤が含まれていてもよい。かかる添加剤としては、シリカ、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機フィラー、可塑剤、安定剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤等が挙げられる。
7.表皮層
本発明において、表皮層とは、外観性向上、装飾性、成形品と接触する物(例えば、カーゴフロアボードの場合、ボード上面に載置される荷物など)の保護を目的として構成されるものである。表皮層の材質は、繊維表皮材、シート状表皮材、フィルム状表皮材等が適用される。かかる繊維表皮材の素材としては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリウレタン、アクリル、ビニロン等の合成繊維、アセテート、レーヨン等の半合成繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨン等の再生繊維、綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維、又はこれらのブレンド繊維が挙げられる。これらの中でも、触感、耐久性及び成形性の観点から、ポリプロピレン又はポリエステルであることが好ましく、ポリエステルであることがより好ましい。繊維表皮材に用いられる糸は、例えば、ポリエステル:(3〜5)デニール×(50〜100)mm等の繊度が3〜15デニール、繊維長さが2〜5インチ程度のステープルの紡績糸と、細い柔軟なフィラメントを束にしたポリエステル:約5デニール×(約30〜200本)=約150〜1000デニール/1等のマルチフィラメント、又は、ポリエステル:400〜800デニール/1等の太いモノ・フィラメントと、を組み合わせて用いることが好ましい。繊維表皮材の組織としては、不織布、織物、編物、それらを起毛した布地等が挙げられる。なお、織物には、織組織が縦糸、横糸が順次上下に交絡する平組織のほか、何本かの糸を跳び越して交絡する種々の変化織も含まれる。これらの中でも、伸びに対する方向性がないため、立体形状に成形し易く、且つ表面の触感、風合いに優れることから、不織布であることが好ましい。ここで、不織布とは、繊維を平行に又は交互させて積上げるか又はランダムに散布してウエブを形成し、次いでウエブとなった繊維を接合してなる布状品を意味する。これらの中でも、成形品の立体形状再現性及び外観特性の観点から、ニードルパンチ法により製造された不織布であることが好ましい。また、ニードルパンチ法により得られた不織布は、織物に比べて強度が小で伸度が大であり任意方向に対する変形度合いが大きいので、不織布としての強度を向上させると共に寸法の安定化を図るために、不織布にバインダーを付着させる、又は、ウエブと不織布を重ね針でパンチさせておくことがより好ましい。これらのことから、繊維表皮材は、ポリプロピレン不織布又はポリエステル不織布であることがより好ましい。この場合、繊維表皮材自体が熱可塑性であるので、剥離回収後、加熱して変形させることによって、別の用途に用いることも可能である。例えば主体樹脂層をポリプロピレンで構成し、繊維表皮材をポリプロピレン不織布で構成すると、成形品の主体樹脂層と繊維表皮材とが同じ素材であることから、リサイクルが容易になる。一方、繊維表皮材がポリエステル不織布であると、ポリプロピレンで構成した主体樹脂層と繊維表皮材との融点が異なるので、成形品に繊維表皮材を接着する際、熱により変質、変形したり、正しい位置に接着できない等の不具合が生じるのを抑制できる。また、この場合、成形性、剛性、外観及び耐久性にも優れる。また、繊維表皮材の引張強度は、立体形状再現性及び成形性の観点から、15kg/cm2以上であることが好ましく、伸度は、30%以上であることが好ましい。なお、かかる引張強度及び伸度の値は、温度20℃で、JIS−K−7113に準拠して測定したものである。シート状表皮材、フィルム状表皮材としては、熱可塑性エラストマ−、エンボス加工された樹脂層、印刷層が外面に付された樹脂層、合成皮革、滑り止め用メッシュ形状の表皮層等が使用できる。
8.熱溶着層
本発明において熱溶着層は、アクリル系、ポリ酢酸ビニル系、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル系、ブタジエン−スチレン共重合体系、ポリエチレン系、エチレン−アクリル酸共重合体系、エチレン−アクリル酸塩共重合体系、エチレン−メタクリル酸共重合体系、エチレン−メタクリル酸塩共重合体系等が挙げられる。なお、不織布からなる繊維表皮材の裏面に、予めバインダーとして熱溶着層を設ける場合は、立体形状からなるキャビティ面を有する金型内における、不織布成形時の空気溜まり防止のための通気性を防げない状態で不織布に積層することが好ましく、且つ成形される主体樹脂層との親和性を考慮してバインダーを選定することがより好ましい。
9.積層樹脂成形品
本発明において、積層樹脂成形品とは、カーゴフロアボード、フットレスト、サイドドアトリム、シートバック、リアーパーセルシェルフ、ドアパネル、座席シート等の自動車内装材、機械器具のキャリングケース、弱電製品の部品、壁材、パーティション等の建築用内装材、椅子等の家具、その他にも、タンク、ダスト、ケース、ハウジング、トレイ、コンテナ等の用途に好適に用いられる。例えば、積層樹脂成形品を自動車用カーゴフロアボードに適用する場合、ボードの表壁に繊維表皮材が貼り付けられ、ボードの裏壁は繊維表皮材を貼り付けず、金型によって成形された樹脂面で構成される。また、ボードの表壁の一部を繊維表皮材で覆うこともできる。本発明の積層樹脂成形品は、軽量で且つ高剛性を発揮する効果を有するので、上面に何らかの荷重が作用し、耐撓み強度の要求される平面上に設置して使用される、例えばカーゴフロアボード等のボード状の製品に好適である。
2 主体樹脂層
3 表皮層
4、4 繊維層
5 熱溶着層
6 手掛部
7 枠状突起部
8 多数の空隙
9 中空部
10 パーティングライン
11、11 分割形式の金型
12 押出ヘッド
13 パリソン
14、14 繊維体
15 不織布
16、16 キャビティ
17 発泡体
Claims (10)
- 樹脂成形品の本体を構成する主体樹脂層と上記主体樹脂層に積層される繊維層との少なくとも2層構成からなり、前記繊維層は引張弾性率が0.3GPa以上の繊維が成形品の層面方向で交差するように多数配列して構成され、且つ層面と直交する方向に繊維の隙間が多数構成されその目開き率が10%以上であり、その繊維層と上記主体樹脂層とを一体に加熱状態で圧着して、主体樹脂層が繊維層の空隙を埋めるように溶着してなることを特徴とする積層樹脂成形品。
- 樹脂成形品の本体を構成する主体樹脂層と上記主体樹脂層の外側を構成する表皮層と上記主体樹脂層と表皮層との間に介在する繊維層との少なくとも3層構成からなり、上記主体樹脂層と表皮層とが繊維層の空隙を埋めるように溶着してなることを特徴とする請求項1記載の積層樹脂成形品。
- 主体樹脂層は、熱可塑性樹脂をブロー成形することにより一体に成形された二重壁中空体であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の積層樹脂成形品。
- 表皮層は、ポリエステル繊維かポリプロピレン繊維で構成された不織布であって主体樹脂層に熱溶着された層をなしていることを特徴とする請求項2または請求項3記載の積層樹脂成形品。
- 表皮層は、熱可塑性プラスチックシート層であることを特徴とする請求項2または請求項3記載の積層樹脂成形品。
- 表皮層は、装飾層と熱溶着層からなることを特徴とする請求項2ないし請求項5のいずれかに記載の積層樹脂成形品。
- 樹脂成形品は、外側から表皮層、繊維層、主体樹脂層、繊維層の順で積層した構成であることを特徴とする請求項2ないし請求項6のいずれかに記載の積層樹脂成形品。
- 主体樹脂層は、発泡樹脂を圧縮成形された発泡樹脂で構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の積層樹脂成形品。
- 請求項1ないし請求項7のいずれかの積層樹脂成形品を製造する方法であって、可塑化溶融状態の樹脂を押出ヘッドより筒状またはシート状の予備成形体として押し出し、上記予備成形体と繊維層と表皮層を分割形式の金型で挟む態様に配置して型締した後、予備成形体をブロー成形することによって二重壁中空体からなる主体樹脂層を成形するとともに、予備成形体の熱により予備成形体を繊維層の空隙を埋めるように溶着してなることを特徴とする積層樹脂成形品の製造方法。
- 請求項8記載の積層樹脂成形品を製造する方法であって、可塑化溶融状態の発泡樹脂を押出ヘッドより筒状またはシート状の予備成形体として押し出し、上記予備成形体と繊維層と表皮層を分割形式の金型で挟む態様に配置して型締することにより発泡樹脂からなる予備成形体を圧縮成形して主体樹脂層を成形するとともに、予備成形体の熱により予備成形体を繊維層の空隙を埋めるように溶着してなることを特徴とする積層樹脂成形品の製造方法。
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