JP2013126790A - 繊維強化樹脂成形体及びそれを用いた車両用内装材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の繊維強化樹脂成形体10は、繊維シート1、3と樹脂発泡体シート2とを貼りあわせた繊維強化樹脂成形体10であって、繊維シート1、3は、樹脂発泡体シート2の両側の主面上にそれぞれ配置されており、少なくとも一方の前記繊維シートがガラス繊維不織布で構成されている。繊維強化樹脂成形体10は、車両用内装材として用いられる。
【選択図】図1
Description
ガラス繊維不織布の製造方法は特に限定されないが、例えば湿式抄紙法によって製造され、丸網抄紙機、長網抄紙機、傾斜型抄紙機、あるいは2種以上の抄紙機を組み合わせたコンビネーション型抄紙機を用いて製造することができる。上記ガラス繊維不織布において、ガラス繊維の繊維長は、特に限定されないが、皺防止に優れるという観点から、5〜50mmであることが好ましく、10〜30mmであることがより好ましい。
ガラス繊維不織布以外の繊維シートは、特に限定されないが、低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分を含む複合繊維で構成されることが好ましい。本発明において、複合(コンジュゲート)繊維とは、例えば複数のポリマー成分を個別に紡糸口金まで導き、紡糸口金で一体化して押し出し、延伸して繊維としたものをいう。複合繊維の構造としては、例えば芯鞘構造、海島構造、サイドバイサイド構造などがあり、いかなる構造であっても良い。複合繊維はフィラメントヤーンでも良いし、高融点ポリマー成分からなる繊維と低融点成分からなる繊維を紡績した糸のようなものであっても良い。
上記樹脂発泡体シートとしては、例えばポリウレタン発泡体、ポリオレフィン発泡体、ポリスチレン発泡体、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)発泡体などの樹脂発泡体で構成されている樹脂発泡体シートなどを用いることができる。上記ポリオレフィン発泡体シートとしては、リサイクル性の観点から、ポリプロピレン発泡体シート、ポリエチレン発泡体シートなどを用いることが好ましく、特に耐熱性の観点からポリプロピレン発泡体シートが好ましい。上記ポリプロピレン発泡体シートとしては、市販のもの、例えばJSP社製の「ピーブロック」などを用いることができる。上記ポリスチレン発泡体シートとしては、市販のもの、例えばJSP社製の「スチロダイア」などを用いることができる。また、上記樹脂発泡体シートは繊維シートにおける樹脂と同種のポリマーからなるものが好ましい。圧縮成形する際にかける熱により、繊維シートの低融点成分が接着剤的な機能をはたし、別途接着剤を付与することなく繊維シートと樹脂発泡体シートとを貼り合わせて一体化することができるためである。
上記樹脂発泡シートと上記ガラス繊維不織布との間には、接着層を設けることが好ましい。接着性を高めるとともに、強度を向上させることもできる。上記接着層としては、接着性を有するもので構成されていればよく、特に限定されないが、圧縮成形時に同時に貼り合わせることができるということから、ホットメルト接着剤で構成されていることが好ましい。上記ホットメルト接着剤としては、例えば酢酸ビニル−エチレン共重合体系ホットメルト接着剤、オレフィン系ホットメルト接着剤、ポリアミド系ホットメルト接着剤、エステル系ホットメルト接着剤、ポリイソブチレン系ホットメルト接着剤などを用いることができる。また、上記接着剤としては、フィルム状のものを用いても良い。上記フィルム状のホットメルト接着剤としては、例えば、低密度ポリエチレンフィルム、低融点ナイロンフィルムなどの接着フィルムを用いることができる。
樹脂発泡シート、ガラス繊維不織布及び接着フィルムを、図5に示しているように、接着フィルム77、ガラス繊維不織布76、接着フィルム75、樹脂発泡シート74、接着フィルム73、ガラス繊維不織布72、接着フィルム71の順番に配置し、厚さ4.4mmの積層体を得た。次に、得られた積層体を金型内に挿入し、130℃で、30秒間、1MPaの圧力で熱プレスした後、20℃で120秒間冷却プレスすることで、積層体を一体化し、厚さ4mmの一次成形基材を得た。得られた一次成形基材を、130℃で60秒間加熱処理した後、所定の形状の金型に配置し、圧縮成形装置にて40℃で60秒間処理することで、図8に示したように所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得た。樹脂発泡シートとして、JSP社製の「ピーブロック」(発泡倍率:45倍、厚さ:4mm、密度:0.02g/cm3)を用い、ガラス繊維不織布としてガラス繊維サーフェースマット(セントラル硝子社製「FC−30SK」、目付:30g/m2、繊維長:約20mm、厚さ:0.1mm)、接着フィルムとして、低密度ポリエチレンフィルム(LDPEフィルム、厚さ:50μm)を用いた。実施例1の繊維強化樹脂成形体200は、図8A〜Bに示しているように、樹脂発泡シート202の両側の主面上にガラス繊維不織布201、203が配置されているものである。
<多軸挿入たて編み物の製造例1>
芯成分の融点が165℃のポリプロピレン(PP)と、その周りの鞘成分が融点110℃のポリエチレン(PE)で構成されている芯鞘型繊維(弾性率:7.8GPa、芯成分/鞘成分質量比:65/35)を240本引き揃えて得られたトータル繊度1850dtexのマルチフィラメントヤーンを複合繊維として用いた。得られたトータル繊度1850dtexのマルチフィラメントヤーン(複合繊維)を3本/インチで一方向に1層配列し、一方向シートを得た。得られた一方向シート3枚を図11Aのように各層間の繊維の角度が60°となるように積層し、ステッチング糸(ポリプロピレン製糸、繊度:84dtex)で厚さ方向にステッチングして一体化し、多軸挿入たて編み物Iを得た。各一方向シートの目付は約22g/m2であり、多軸挿入たて編み物Iの目付は約70g/m2であり、厚さは約0.5mmであった。なお、図11Aでは、ステッチング糸を省略している。
樹脂発泡シート、ガラス繊維不織布、接着フィルム、多軸挿入たて編み物Iを、図6に示すように、多軸挿入たて編み物I、樹脂発泡シート74、接着フィルム73、ガラス繊維不織布72、接着フィルム71の順番に配置し、厚さ4.7mmの積層体を得た。得られた積層体を金型内に挿入し、130℃で、30秒間、1MPaの圧力で熱プレスした後、20℃で120秒間冷却プレスすることで、積層体を一体化し、厚さ4mmの一次成形基材を得た。得られた一次成形基材を、130℃で60秒間加熱処理した後、所定の形状の金型に配置し、圧縮成形装置にて40℃で60秒間処理することで、図9に示したような所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得た。なお、多軸挿入たて編み物Iは裏返して用いた。実施例2の繊維強化樹脂成形体200は、図9A〜Bに示しているように、樹脂発泡シート202の片方の主面上にガラス繊維不織布201、他方の主面上に多軸挿入たて編み物204が配置されているものである。
<多軸挿入たて編み物の製造例2>
芯成分の融点が165℃のポリプロピレン(PP)と、その周りの鞘成分が融点110℃のポリエチレン(PE)で構成されている芯鞘型繊維(弾性率:7.8GPa、芯成分/鞘成分質量比:65/35)を240本引き揃えて得られたトータル繊度1850dtexのマルチフィラメントヤーンを複合繊維として用いた。得られたトータル繊度1850dtexのマルチフィラメントヤーン(複合繊維)を3本/インチで一方向に1層配列し、一方向シートを得た。得られた一方向シート3枚を図11Bのように各層間の繊維の角度が60°となるように積層し、ステッチング糸(ポリプロピレン製糸、繊度:84dtex)で厚さ方向にステッチングして一体化し、多軸挿入たて編み物IIを得た。各一方向シートの目付は約22g/m2であり、多軸挿入たて編み物IIの目付は約70g/m2であり、厚さは約0.5mmであった。なお、図11Bでは、ステッチング糸を省略している。
図7に示しているように、多軸挿入たて編み物I、IIを樹脂発泡体シート74の両側の主面上に配置し、厚さ5mmの積層体を得た。次に、積層体を金型内に挿入し、130℃で、30秒間、1MPaの圧力で熱プレスした後、20℃で120秒間冷却プレスすることで、積層体を一体化し、厚さ4mmの一次成形基材を得た。得られた一次成形基材を、130℃で60秒間加熱処理した後、所定の形状の金型に配置し、圧縮成形装置にて40℃で60秒間処理することで、図10に示すような所定の形状に賦形された繊維強化樹脂成形体を得た。なお、多軸挿入たて編み物Iは裏返して用いた。比較例1の繊維強化樹脂成形体300は、図10A〜Bに示しているように、樹脂発泡シート302の両側の主面上に多軸挿入たて編み物301、303が配置されているものである。
幅50mm、長さ150mmの試験片を用い、JIS K 7055:1995の3点曲げ試験に準じて曲げ試験を行い、曲げ弾性率及び曲げ強度を測定した。
曲げ弾性勾配(剛性比)は、厚さ方向に加わる荷重に対する抵抗を示すもので、下記のように測定した。まず、幅50mm、長さ150mmの試験片を用い、試験速度50mm/min、支点間距離100mmにて、JIS K 7221−2に準じて3点曲げ試験を実施した。次に、得られる荷重(N)−たわみ(cm)曲線を用い、曲線の勾配が最も大きい部分で接線を引き、当該接線から弾性勾配(N/cm)を算出した。
成形可能:繊維強化樹脂成形体の平坦部とコーナー部のいずれにも皺が少ない。
成形不良:繊維強化樹脂成形体の平坦部には引き連れ皺があり、コーナー部には折りたたみ皺がある。
2、43、74 樹脂発泡体シート
10、110、200、300 維強化樹脂成形体
20、204、301、303、I、II 多軸挿入たて編み物
21a〜21f 繊維強化樹脂用複合繊維(糸)
26 編針
27、28 ステッチング糸
40 積層体
50 一次成形基材
51、66 下金型
55、65 上金型
61 加熱炉
62 赤外線加熱器
63 コンベア
64 圧縮成形装置
71、73、75、77 接着フィルム
72、76、201、203 ガラス繊維不織布
Claims (5)
- 繊維シートと樹脂発泡体シートとを貼りあわせた繊維強化樹脂成形体であって、
前記繊維シートは、前記樹脂発泡体シートの両側の主面上にそれぞれ配置されており、少なくとも一方の前記繊維シートがガラス繊維不織布で構成されていることを特徴とする繊維強化樹脂成形体。 - 前記繊維強化樹脂成形体の他方の繊維シートが多軸挿入たて編み物である請求項1に記載の繊維強化樹脂成形体。
- 前記樹脂発泡体シートは、ポリオレフィン発泡体シートである請求項1又は2に記載の繊維強化樹脂成形体。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂成形体で構成されている車両用内装材。
- 前記車両用内装材は、車両用天井材である請求項4に記載の車両用内装材。
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