JP2019136987A - Fiber-containing resin molding - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に開示の技術は、繊維含有樹脂成形体に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a fiber-containing resin molded body.
従来、植物繊維及び熱可塑性樹脂(繊維)の混合物を加熱・加圧して得られる繊維含有樹脂成形体は、ドアトリム基材、インナーパネル、ピラーガーニッシュ、リヤパッケージ、天井基材、衝撃吸収材、吸音材等の車両用内装材;壁材、床材、床下の衝撃吸収材、断熱材等の建材:スピーカーボックス、吸音材等の機器材料等として、広く使用されている(例えば、特許文献1等参照)。 Conventionally, fiber-containing resin moldings obtained by heating and pressing a mixture of plant fibers and thermoplastic resins (fibers) are door trim base materials, inner panels, pillar garnishes, rear packages, ceiling base materials, shock absorbers, sound absorbing materials. Interior materials for vehicles such as materials; Building materials such as wall materials, floor materials, under-floor impact absorbing materials, and heat insulating materials: widely used as equipment materials such as speaker boxes and sound absorbing materials (for example, Patent Document 1) reference).
上記特許文献1に開示のような繊維含有樹脂成形体に曲げ変形可能なヒンジ部を設けた場合に、繰り返しヒンジ部を曲げ変形させることにより、ヒンジ部に割れが生じる場合があった。 When the fiber-containing resin molded body as disclosed in Patent Document 1 is provided with a hinge part that can be bent and deformed, the hinge part may be cracked by repeatedly bending and deforming the hinge part.
本明細書に開示の技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、繊維含有樹脂成形体におけるヒンジ部の耐久性を向上することを目的とする。 The technology disclosed in this specification has been completed based on the above-described circumstances, and an object thereof is to improve the durability of the hinge portion in the fiber-containing resin molded body.
上記課題を解決するために、本願明細書に開示の繊維含有樹脂成形体は、曲げ変形可能なヒンジ部を備える繊維含有樹脂成形体であって、熱可塑性樹脂、植物繊維及び高強力繊維を含有する。 In order to solve the above problems, a fiber-containing resin molded body disclosed in the present specification is a fiber-containing resin molded body having a hinge part that can be bent and deformed, and includes a thermoplastic resin, a vegetable fiber, and a high-strength fiber. To do.
このような繊維含有樹脂成形体によれば、ヒンジ部を曲げ変形させた際に、ヒンジ部に作用する荷重の一部を高強力繊維と熱可塑性樹脂との間の摩擦エネルギーとして逃がすことができ、ヒンジ部の耐久性を向上することができる。 According to such a fiber-containing resin molded body, when the hinge portion is bent and deformed, a part of the load acting on the hinge portion can be released as friction energy between the high strength fiber and the thermoplastic resin. The durability of the hinge part can be improved.
上記繊維含有樹脂成形体において、前記ヒンジ部の表面が、表皮材で覆われていてもよい。高強力繊維を含む繊維含有樹脂成形体によれば、ヒンジ部の耐久性が向上することにより、ヒンジ部の割れ等に起因して表皮材が裂け難く、繊維含有樹脂成形体が表皮材で覆われてなる部品の意匠性を向上することができる。 In the fiber-containing resin molded body, a surface of the hinge portion may be covered with a skin material. According to the fiber-containing resin molded body containing high-strength fibers, the durability of the hinge part is improved, so that the skin material is difficult to tear due to cracking of the hinge part, etc., and the fiber-containing resin molded body is covered with the skin material. The design of the broken parts can be improved.
上記繊維含有樹脂成形体において、前記表皮材が、前記熱可塑性樹脂により前記ヒンジ部の前記表面に接着されていてもよい。このような構成では、例えば、繊維含有樹脂成形体と表皮材との間に熱可塑性樹脂とは別の接着層等の介在層を有する構造に比べて、繊維含有樹脂成形体からの力が直接的に表皮材に作用して、ヒンジ部の割れ等に起因して表皮材が裂け易い構造となる。一方、高強力繊維を含む繊維含有樹脂成形体によれば、ヒンジ部の耐久性が向上することにより、表皮材が熱可塑性樹脂によりヒンジ部の表面に接着される構成であっても、表皮材の裂けを抑制することが可能となる。この結果、繊維含有樹脂成形体と表皮材との間に介在する介在層を廃止することができ、繊維含有樹脂成形体の製品価値を向上することができる。 In the fiber-containing resin molded body, the skin material may be bonded to the surface of the hinge portion with the thermoplastic resin. In such a configuration, for example, the force from the fiber-containing resin molded body is directly compared to a structure having an intervening layer such as an adhesive layer separate from the thermoplastic resin between the fiber-containing resin molded body and the skin material. In particular, it acts on the skin material, resulting in a structure in which the skin material is easy to tear due to cracks in the hinge portion or the like. On the other hand, according to the fiber-containing resin molded body containing high-strength fibers, even if the skin material is bonded to the surface of the hinge portion by the thermoplastic resin by improving the durability of the hinge portion, the skin material It becomes possible to suppress tearing of the film. As a result, the intervening layer interposed between the fiber-containing resin molded body and the skin material can be eliminated, and the product value of the fiber-containing resin molded body can be improved.
上記繊維含有樹脂成形体において、前記高強力繊維の引張弾性率が27GPa以上であってもよい。 In the fiber-containing resin molded body, the high-strength fiber may have a tensile modulus of 27 GPa or more.
上記繊維含有樹脂成形体において、前記高強力繊維が、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、炭素繊維及びガラス繊維から選ばれた少なくとも1種であってもよい。 In the fiber-containing resin molded body, the high-strength fiber may be at least one selected from an aramid fiber, a polyparaphenylene benzobisoxazole fiber, a carbon fiber, and a glass fiber.
上記繊維含有樹脂成形体において、前記植物繊維及び前記高強力繊維の含有割合が、前記繊維含有樹脂成形体の全体に対して、それぞれ、20〜95質量%及び1〜40質量%であってもよい。 In the said fiber containing resin molding, even if the content rate of the said plant fiber and the said high strength fiber is 20-95 mass% and 1-40 mass% with respect to the whole said fiber containing resin molding, respectively. Good.
上記繊維含有樹脂成形体において、前記熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂であってもよい。 In the fiber-containing resin molded body, the thermoplastic resin may be an olefin resin.
本明細書に開示の技術によれば、繊維含有樹脂成形体におけるヒンジ部の耐久性を向上することができる。 According to the technique disclosed in this specification, the durability of the hinge portion in the fiber-containing resin molded body can be improved.
一実施形態を図1ないし図8によって説明する。本実施形態では、繊維含有樹脂成形体として、ラゲージボード110を構成する繊維基材10について例示する。ラゲージボード110は、例えば、車両の後部に設けられた荷室100に設置されるものである。
One embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the
荷室100は、図1に示されるように、車両のホイールベースに相当する部分が室内側に向かってせり出すことにより、前部の幅が小さく、後部の幅が大きくなる形状を有している。荷室100の後上方には、荷室開口部100Aが形成され、荷室開口部100Aを閉じる図示しないバックドアが設けられている。荷室100は、後部の車幅方向における寸法が、荷室開口部100Aの幅寸法より大きい構成となっている。
As shown in FIG. 1, the
ラゲージボード110は、図1に示されるように、荷室100のフロアに凹設された収納室100Bを閉止する形で配されている。具体的には、ラゲージボード110は、その周端部が収納室100Bの周縁に形成された載置面に載置される構成となっている。このような構成により、収納室100B内に収容された荷物(例えばスペアタイヤや工具など)をラゲージボード110によって遮蔽できることに加え、ラゲージボード110上へ荷物を載置することも可能となる。
As shown in FIG. 1, the
ラゲージボード110は、図3に示されるように、繊維基材10と、繊維基材10の上面10Aを覆う第1表皮材111(表皮材の一例)と、繊維基材10の下面10Bを覆う第2表皮材112(表皮材の他の例)と、を備えて構成されている。第1表皮材111は、ラゲージボード110の意匠面を構成し、第2表皮材112はラゲージボード110の裏面(収納室100B側の面)を構成する。本実施形態では、第1表皮材111及び第2表皮材112が、例えば、汎用のポリエチレンテレフタラート繊維からなる不織布等で構成されるものを例示する。
As shown in FIG. 3, the
繊維基材10は、図2に示されるように、曲げ変形可能なヒンジ部15を備えている。具体的には、繊維基材10は、平面視略方形状の第1ボード部16と、第1ボード部16から車幅方向両側にそれぞれ張り出す第2ボード部17,17と、第2ボード部17の張り出し基端部に形成され、第2ボード部17,17を第1ボード部16に対して回動させるためのヒンジ部15,15を有している。ラゲージボード110は、繊維基材10がヒンジ部15で折り曲げられることによって、全体の幅を小さくすることが可能な構成となっている。このような構成により、ラゲージボード110を荷室開口部100Aから荷室100のフロアに敷設し易く、また、ラゲージボード110を荷室100内で変位させて収納室100Bを開閉し易くなっている。なお、第1ボード部16の車両前方側にも、ヒンジ部15と同様の構成のヒンジ部19が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
ヒンジ部15は、図3に示されるように、インテグラルヒンジとされ、繊維基材10の一部分により構成されている。ヒンジ部15は、繊維基材10において、一般部(第1ボード部16及び第2ボード部17)よりも薄肉化された部分となっている。具体的には、ヒンジ部15は、繊維基材10の上面10Aと下面10Bにそれぞれ凹設された溝部15A,15Bによって形成されている。溝部15A,15Bは、第2ボード部17の張り出し基端部に沿って直線状に延びており、第2ボード部17に折り曲げ方向に向けて力を加えると、ヒンジ部15に応力が集中して、繊維基材10を折り曲げ易くする構造となっている。ヒンジ部15は、第2ボード部17を図3(A)に示す初期状態から、上面10A側に150°程度まで(図3(B);角度α≦150°)、下面10B側に85°程度まで(図3(C);角度β≦85°)折り曲げ可能に構成されている。
As shown in FIG. 3, the
第1表皮材111及び第2表皮材112は、図3に示されるように、繊維基材10に含まれる熱可塑性樹脂により繊維基材10の上面10A及び下面10B(ヒンジ部15の上側及び下側の表面を含む)にそれぞれ接着されている。具体的には、第1表皮材111は、繊維基材10の成形時に、繊維基材10由来の熱可塑性樹脂の一部が第1表皮材111を構成する不織布に含浸され、そのアンカー効果により繊維基材10の上面10Aに貼着されている(図5参照)。本実施形態では、第2表皮材112も同様の態様により、繊維基材10の下面10Bに貼着されている。このような構成では、例えば、後述する他の実施形態(5)のように、繊維マット11からプレボード13を成形する過程で第2表皮材112が繊維基材10に貼着される構成に比べて、第2表皮材112の繊維基材10からの剥離強度は小さいものの、毛倒れ等の外観品質の低下が抑制されるとともに、第2表皮材112が繊維基材10の変形や割れに追従して裂け難い構造となっている。
As shown in FIG. 3, the
続いて、繊維基材10の材質について説明する。繊維基材10は、熱可塑性樹脂、植物繊維及び高強力繊維を含有する物品であり、好ましくは、植物繊維どうし、高強力繊維どうし、又は、これらの繊維が熱可塑性樹脂に接合されてなり、熱可塑性樹脂を含む母相に、植物繊維及び高強力繊維が分散されてなる樹脂成形体である。
Then, the material of the
本発明に係る熱可塑性樹脂は、特に限定されず、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン・プロピレンランダム共重合体等のオレフィン系樹脂;ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル樹脂等のポリエステル樹脂;ポリスチレン;アクリル樹脂;ポリアミド樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリアセテート樹脂;ABS樹脂等が挙げられる。上記熱可塑性樹脂は、植物繊維又は高強力繊維の表面に対する親和性を高めるために、変性(酸無水物変性、カルボン酸変性、エポキシ変性又はオキサゾリン変性)されていてもよい。
上記熱可塑性樹脂は、好ましくは、オレフィン系樹脂及びポリエステル樹脂であり、より好ましくは、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂である。
The thermoplastic resin according to the present invention is not particularly limited, and is an olefin resin such as polypropylene, polyethylene, and ethylene / propylene random copolymer; an aliphatic polyester resin such as polylactic acid, polycaprolactone, and polybutylene succinate; and polyethylene terephthalate. Polyester resin such as aromatic polyester resin such as polytrimethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; polystyrene; acrylic resin; polyamide resin; polycarbonate resin; polyacetate resin; The thermoplastic resin may be modified (acid anhydride modification, carboxylic acid modification, epoxy modification, or oxazoline modification) in order to increase the affinity for the surface of plant fibers or high strength fibers.
The thermoplastic resin is preferably an olefin resin and a polyester resin, and more preferably an olefin resin such as polypropylene.
本発明に係る植物繊維は、特に限定されず、植物における、幹、茎、枝、葉、根等に由来する繊維が、そのまま含まれてよいし、これらが、熱処理、乾燥処理、粉砕処理、化学処理等により加工されていてもよい。
上記植物繊維は、好ましくは、ケナフ、ジュート麻、マニラ麻、サイザル麻、雁皮、三椏、椿、バナナ、パイナップル、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスパルト、サバイグラス、麦、稲、竹、針葉樹(杉、檜等)、広葉樹、綿花等に由来する線状繊維体である。このうち、木質茎を有し、成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有し、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献するアオイ科植物であるケナフに由来する線状繊維体(ケナフ繊維)であることが特に好ましい。このケナフとしては、学名におけるhibiscuc cannabinus及びhibiscuc sabdariffa等、通称名における紅麻、キューバケナフ、洋麻、タイケナフ、メスタ、ビムリ、アンバリ麻及びボンベイ麻等が挙げられる。
The plant fiber according to the present invention is not particularly limited, and fibers derived from stems, stems, branches, leaves, roots and the like in plants may be included as they are, and these include heat treatment, drying treatment, pulverization treatment, It may be processed by chemical treatment or the like.
The plant fiber is preferably kenaf, jute hemp, manila hemp, sisal hemp, crust, cocoon, cocoon, banana, pineapple, coconut palm, corn, sugar cane, bagasse, palm, papyrus, cocoon, esparto, surabigrass, wheat, rice, It is a linear fibrous body derived from bamboo, conifers (cedar, birch, etc.), hardwoods, cotton and the like. Among these, the mallow is a plant that has a woody stem, is an extremely fast growing annual plant, has an excellent carbon dioxide absorption, contributes to reducing the amount of carbon dioxide in the atmosphere, effective use of forest resources, etc. Particularly preferred is a linear fiber body (kenaf fiber) derived from kenaf. Examples of the kenaf include hibisuc cannabinus and hibisuc sabdariffa in scientific names, and red sesame, cuban kenaf, western hemp, taykenaf, mesta, bimli, ambari and bombay hemp in common names.
上記植物繊維は、通常、中実体であり、その長さ(繊維長)及び外径(繊維径)は、特に限定されない。繊維長の上限は、好ましくは150mmである。尚、上記繊維長の平均値は、好ましくは10〜100mm、より好ましくは30〜80mmである。また、繊維径の上限は、好ましくは1500μmである。尚、上記繊維径の平均値は、好ましくは20〜500μm、より好ましくは20〜200μmである。 The plant fiber is usually solid, and its length (fiber length) and outer diameter (fiber diameter) are not particularly limited. The upper limit of the fiber length is preferably 150 mm. In addition, the average value of the said fiber length becomes like this. Preferably it is 10-100 mm, More preferably, it is 30-80 mm. The upper limit of the fiber diameter is preferably 1500 μm. The average fiber diameter is preferably 20 to 500 μm, more preferably 20 to 200 μm.
繊維基材10に含まれる植物繊維の形状は、特に限定されない。長さ方向の形状は、直線状、折れ線状、曲線状、螺旋状又はこれらの変形形状とすることができる。断面の外形は、円形、楕円形、多角形又はこれらの変形形状とすることができる。
The shape of the plant fiber contained in the
繊維基材10に含まれる植物繊維の含有割合は、成形体の構造保持の観点から、繊維基材10の全体に対して、好ましくは20〜95質量%、より好ましくは30〜70質量%である。
また、上記植物繊維及び高強力繊維の合計を100質量%とした場合の上記植物繊維の含有割合は、好ましくは40〜98質量%、より好ましくは70〜90質量%である。
The content ratio of the plant fiber contained in the
Moreover, the content rate of the said vegetable fiber when the sum total of the said vegetable fiber and high strength fiber is 100 mass% becomes like this. Preferably it is 40-98 mass%, More preferably, it is 70-90 mass%.
本発明に係る高強力繊維は、JIS L 1015又はJIS L 1013に準じて測定される引張弾性率が好ましくは27GPa以上、より好ましくは40GPa以上、更に好ましくは50GPa以上、特に好ましくは60GPa以上の繊維である。上記高強力繊維としては、アラミド繊維(パラ型又はメタ型)、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維(以下、「PBO繊維」という)、炭素繊維、ガラス繊維、炭化珪素繊維、PBT繊維、ポリアミドイミド繊維、ポリイミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリアゾメチン繊維等が挙げられる。本発明の繊維基材10に含まれる高強力繊維は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。上記高強力繊維は、好ましくは、アラミド繊維、PBO繊維、炭素繊維及びガラス繊維であり、特に好ましくはアラミド繊維及びPBO繊維である。これらの繊維の場合、上記熱可塑性樹脂は、耐衝撃性の観点から、好ましくは、植物繊維と親和性の低い樹脂、即ち、非変性の樹脂であり、特に好ましくは、非変性のオレフィン系樹脂である。例えば、熱可塑性樹脂が、非変性のオレフィン系樹脂を含む場合、繊維基材10が衝撃を受けると、衝撃エネルギーが摩擦エネルギーに変換される一方、残りの衝撃エネルギーを高強力繊維が受け止め、熱可塑性樹脂が十分に接着した高強力繊維を追従するため、繊維基材10は、剛性だけでなく耐衝撃性にも優れる。
The high-strength fiber according to the present invention preferably has a tensile elastic modulus measured according to JIS L 1015 or JIS L 1013, preferably 27 GPa or more, more preferably 40 GPa or more, still more preferably 50 GPa or more, and particularly preferably 60 GPa or more. It is. Examples of the high-strength fibers include aramid fibers (para type or meta type), polyparaphenylene benzobisoxazole fibers (hereinafter referred to as “PBO fibers”), carbon fibers, glass fibers, silicon carbide fibers, PBT fibers, and polyamideimide fibers. , Polyimide fiber, polyarylate fiber, polyazomethine fiber and the like. The high-strength fiber contained in the
上記高強力繊維は、通常、中実体であり、その長さ(繊維長)及び外径(繊維径)は、特に限定されない。繊維長の上限は、好ましくは150mmである。尚、上記繊維長の平均値は、好ましくは10〜100mm、より好ましくは30〜80mmである。また、繊維径の上限は、好ましくは1000μmである。尚、上記繊維径の平均値は、好ましくは3〜500μm、より好ましくは3〜100μmである。 The high-strength fibers are usually solid, and the length (fiber length) and outer diameter (fiber diameter) are not particularly limited. The upper limit of the fiber length is preferably 150 mm. In addition, the average value of the said fiber length becomes like this. Preferably it is 10-100 mm, More preferably, it is 30-80 mm. The upper limit of the fiber diameter is preferably 1000 μm. In addition, the average value of the said fiber diameter becomes like this. Preferably it is 3-500 micrometers, More preferably, it is 3-100 micrometers.
繊維基材10に含まれる高強力繊維は、ファイバー状の単繊維、フィラメント状の繊維束、及び、トウ状の撚り繊維のいずれの形態であってもよい。また、上記高強力繊維の形状は、特に限定されない。長さ方向の形状は、直線状、折れ線状、曲線状、螺旋状又はこれらの変形形状とすることができる。断面の外形は、円形、楕円形、多角形又はこれらの変形形状とすることができる。
The high-strength fiber contained in the
繊維基材10に含まれる高強力繊維の含有割合は、特に限定されないが、成形体の機械物性の観点から、繊維基材10の全体に対して、好ましくは1〜40質量%、より好ましくは2〜20質量%である。
Although the content rate of the high strength fiber contained in the
繊維基材10は、熱可塑性樹脂、植物繊維及び高強力繊維以外に、更に、他の成分を含有することができる。他の成分としては、従来、公知の熱可塑性樹脂成形品に含まれる添加剤、バルーン等が挙げられる。
The
繊維基材10を製造する方法は、特に限定されないが、好ましい製造方法は、植物繊維及び高強力繊維と、溶融状態の熱可塑性樹脂との繊維混合物を、従来、公知の成形工程に供する方法である。
The method for producing the
上記繊維混合物は、例えば、熱可塑性樹脂の成形体(ペレット、繊維状物等)と、植物繊維と、高強力繊維とを混合(混繊)して得られた、繊維集積体とすることができる。
熱可塑性樹脂の成形体は、好ましくは、熱可塑性樹脂繊維であり、その形状は、直線状、曲線状、螺旋状等のいずれでもよい。
上記熱可塑性樹脂繊維の繊維長は、好ましくは30mm以上、より好ましくは30〜100mm、更に好ましくは30〜70mmである。この繊維長が30mm以上であると、熱可塑性樹脂繊維どうしの十分な絡み合い、並びに、熱可塑性樹脂繊維と、植物繊維と、高強力繊維との十分な絡み合いを得やすく、その後の成形工程により、植物繊維及び高強力繊維が均一に分散した繊維含有樹脂成形体を効率よく製造することができる。尚、上記熱可塑性樹脂繊維の繊維径は、特に限定されないが、好ましくは5〜100μm、より好ましくは20〜100μm、更に好ましくは30〜100μmである。
上記繊維集積体の形成に用いる植物繊維及び高強力繊維は、既述のとおりである。
The fiber mixture is, for example, a fiber aggregate obtained by mixing (mixing) thermoplastic resin molded bodies (pellets, fibrous materials, etc.), plant fibers, and high-strength fibers. it can.
The molded body of the thermoplastic resin is preferably a thermoplastic resin fiber, and the shape thereof may be any of a linear shape, a curved shape, a spiral shape, and the like.
The fiber length of the thermoplastic resin fiber is preferably 30 mm or more, more preferably 30 to 100 mm, and still more preferably 30 to 70 mm. When the fiber length is 30 mm or more, sufficient entanglement of the thermoplastic resin fibers, as well as sufficient entanglement of the thermoplastic resin fibers, the plant fibers, and the high-strength fibers can be easily obtained. A fiber-containing resin molded body in which plant fibers and high-strength fibers are uniformly dispersed can be efficiently produced. In addition, although the fiber diameter of the said thermoplastic resin fiber is not specifically limited, Preferably it is 5-100 micrometers, More preferably, it is 20-100 micrometers, More preferably, it is 30-100 micrometers.
The plant fiber and the high strength fiber used for the formation of the fiber assembly are as described above.
上記繊維集積体を形成する場合の熱可塑性樹脂繊維、植物繊維及び高強力繊維の使用量の割合は、これらの合計を100質量%とした場合に、それぞれ、好ましくは4〜79質量%、20〜95質量%及び1〜40質量%、より好ましくは10〜68質量%、30〜70質量%及び2〜20質量%である。
上記繊維集積体を形成する場合、エアレイ法、カード法等を適用することができ、その後、必要に応じて、交絡等を行ってもよい。
The proportions of the thermoplastic resin fibers, plant fibers, and high-strength fibers used in forming the fiber assembly are preferably 4 to 79% by mass and 20%, respectively, when the total of these is 100% by mass. It is -95 mass% and 1-40 mass%, More preferably, it is 10-68 mass%, 30-70 mass%, and 2-20 mass%.
When forming the fiber assembly, an air array method, a card method, or the like can be applied, and thereafter, entanglement or the like may be performed as necessary.
熱可塑性樹脂繊維を含む繊維集積体の場合、熱可塑性樹脂繊維は溶融する温度であって、植物繊維及び高強力繊維が溶融しない温度に加熱し、金型等を用いて所定形状の繊維基材10を製造することができる。加熱温度は、熱可塑性樹脂繊維を構成する樹脂の種類により、適宜、選択される。 In the case of a fiber assembly including thermoplastic resin fibers, the thermoplastic resin fibers are heated to a temperature at which the thermoplastic fibers are melted, and the plant fibers and high-strength fibers are not melted. 10 can be manufactured. The heating temperature is appropriately selected depending on the type of resin constituting the thermoplastic resin fiber.
繊維基材10は、剛性及び耐衝撃性に優れ、耐衝撃性については、シャルピー衝撃強さを指標とした場合、高強力繊維を含有しない成形体に対して、好ましくは30%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは100%以上の性能を発揮する。このように、本発明の繊維含有樹脂成形体は、割れ難い性質を有するため、板体だけでなく、凸部を有するもの等、あらゆる形状の繊維含有樹脂成形体を、広い用途に適用することができる。
The
続いて、繊維基材10の製造方法の一例について説明する。繊維基材10の製造方法は、植物繊維21と、高強力繊維23と、上記熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂繊維31とを混繊して、繊維マット11を得る繊維マット形成工程と、繊維マット11を熱可塑性樹脂繊維31が溶融する温度以上であって高強力繊維23が繊維状態を維持可能な温度で加熱し、繊維基材10を成形する成形工程と、を備える。植物繊維21、高強力繊維23、及び熱可塑性樹脂繊維31の各々は、公知またはそれに準ずる方法で製造したもの、あるいは、市販の繊維を適宜使用することができる。
Then, an example of the manufacturing method of the
上記「混繊」とは、植物繊維21、高強力繊維23、及び熱可塑性樹脂繊維31の繊維どうしを混合して繊維混合物(例えば、マット状物など)を得ることを意味する。この際の混繊方法は特に限定されず種々の方法を用いることができ、通常、乾式法又は湿式法が用いられるが、このうち乾式法が好ましい。本実施形態では、吸湿性を有する植物繊維を用いるために、湿式法(抄紙法など)を用いると高度な乾燥工程を要することになるため、より簡略に製造できる乾式法が好ましい。上記乾式法としては、エアレイ法及びカード法などが挙げられ、以下、カード法による繊維マット形成工程について説明する。
The above “mixed fiber” means that the fiber of the
繊維マット形成工程では、図4に示されるように、植物繊維21、高強力繊維23、及び熱可塑性樹脂繊維31を所定の配合比率で混合し、繊維供給部41に投入する。繊維供給部41に投入された各繊維21,23,31は、繊維供給部41からカード機43へ連続的に供給されてウェブにされる。その後、このウェブが交絡手段(ニードルパンチ装置)45で交絡され、次いで、カッター47により裁断されて、繊維マット11が得られる。本明細書に開示の技術では、繊維基材10のヒンジ部15の耐久性及び耐衝撃性を高めるための構造として、繊維状の高強力繊維23を含む構造を採用することで、従来の繊維基材の製造に用いられるカード機43等を利用して、繊維マット11を形成することができる。
In the fiber mat forming step, as shown in FIG. 4, the
成形工程では、繊維マット11内の熱可塑性樹脂繊維31を溶融して、植物繊維21と高強力繊維23との混合繊維同士を熱可塑性樹脂30により結着する。熱可塑性樹脂繊維31を構成している熱可塑性樹脂30が、ポリプロピレンからなる場合には、加熱温度は、170〜240℃とすることが好ましく、200〜210℃とすることがより好ましい。
In the molding step, the
成形工程は、上記加熱と同時に(例えば、熱間プレス成形法)又は加熱の後に(例えば、冷間プレス成形法)圧縮を行い、繊維基材10をプレス成形する。圧縮を行うことで圧縮を行わない場合に比べて、より強固に混合繊維同士を熱可塑性樹脂30により結着することができる。この圧縮を行う際の加圧圧力は特に限定されないが1〜10MPaとすることが好ましく、1〜5MPaとすることがより好ましい。また、この圧縮を行う場合には、その際に同時に賦形を行うことができる。例えば、圧縮に成形装置(ダブルベルトプレス機や後述する金型54,55等)を用いることで、板状やその他の各種形状に賦形することができる。上記板状に賦形を行った場合には、そのまま用いることもできるが、板状のプレボード13に更に本成形を施して、最終形態を得ることもできる。つまり、プレボード13を成形する予備成形工程と、最終形状へ賦形する本成形工程と、を備えることができる。以下、冷間プレス成形法による成形工程について説明する。
In the molding step, the
成形工程では、繊維マット11を、例えばダブルベルトプレス機により加熱圧縮し、プレボード13を得る。そして、内部の熱可塑性樹脂30が溶融した状態のプレボード13を成形装置53の金型54と金型55との間に配置する。この際、プレボード13の一方の板面と金型54との間に第1表皮材111を配置し、プレボード13の他方の板面と金型55との間に第2表皮材112を配置する(図5参照)。その後、金型54と金型55を型閉じする。金型54と金型55には、ヒンジ部15の溝部15A,15Bを成形する図示しない突部が設けられ、繊維基材10におけるにヒンジ部15と対応する部位においてキャビティが幅狭化されている。繊維マット11が金型54と金型55によってプレスされ、内部の熱可塑性樹脂30が冷却され、固化すると、ヒンジ部15を備えた繊維基材10が得られる。さらに、プレス圧により繊維基材10から染み出した熱可塑性樹脂30によって、繊維基材10の上面10Aに第1表皮材111が接着されるとともに、下面10Bに第2表皮材112が接着される。このようなプレス圧は、一般部(第1ボード部16及び第2ボード部17)よりヒンジ部15において大きくなる。このため、ヒンジ部15における表皮材111,112の接着強度が、一般部における表皮材111,112の接着強度より高くなる傾向にあり、ヒンジ部15への応力集中を招来し、表皮材111,112が裂け易くなる要因の一つとなっている。
In the molding step, the fiber mat 11 is heated and compressed by, for example, a double belt press to obtain a
続いて、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態の繊維基材10によれば、ヒンジ部15を曲げ変形させた際に、ヒンジ部15に作用する荷重の一部を高強力繊維と熱可塑性樹脂との間の摩擦エネルギーとして逃がすことができ、ヒンジ部15の耐久性を向上することができる。
Then, the effect | action and effect of this embodiment are demonstrated. According to the
さらに、本実施形態によれば、植物繊維及び高強力繊維を含むことにより高い剛性を有するだけでなく、植物繊維のみを含む場合に比べて、耐衝撃性に優れた繊維基材10を得ることができる。
Furthermore, according to this embodiment, not only has a high rigidity by including plant fibers and high-strength fibers, but also provides a
また、本実施形態では、ヒンジ部15の表面が、第1表皮材111及び第2表皮材112で覆われている。高強力繊維を含む繊維基材10によれば、ヒンジ部15の耐久性が向上することにより、ヒンジ部15の割れ等に起因して第1表皮材111や第2表皮材112が裂け難く、ラゲージボード110の意匠性を向上することができる。
In the present embodiment, the surface of the
また、本実施形態では、第1表皮材111及び第2表皮材112が、熱可塑性樹脂30によりヒンジ部15の表面に接着されている。このため、例えば、繊維基材10と第1表皮材111との間に熱可塑性樹脂30とは別の接着層等の介在層を有する構造に比べて、繊維基材10からの力が直接的に第1表皮材111に作用して、ヒンジ部15の割れ等に起因して第1表皮材111が裂け易い構造となる。なお、介在層としては、後述する比較例1−2のような、熱可塑性樹脂からなるフィルム2を例示することができる(図9参照)。このようなフィルム2は、ヒンジ部15に割れ等が生じる場合であっても、伸び変形しつつ繊維基材1を覆い、繊維基材1の破断面等が表皮材111,112に当たり難くする作用を奏する。一方、高強力繊維を含む繊維基材10によれば、ヒンジ部15の耐久性が向上することにより、第1表皮材111や第2表皮材112が熱可塑性樹脂30によりヒンジ部15の表面に接着される構成であっても、第1表皮材111や第2表皮材112の裂けを抑制することが可能となる。この結果、繊維基材10と表皮材111,112との間に介在する介在層(フィルム等)を廃止することができ、繊維基材10の製品価値を向上することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態の繊維基材10の製造方法によれば、例えば、高強力繊維を含まない従来の繊維複合材の製造方法において、繊維マット形成工程で高強力繊維を追加して植物繊維及び熱可塑性樹脂繊維とともに混繊し、成形工程の加熱温度を適宜設定することにより繊維基材10を製造することができる。このため、従来製法と同等の工数及び設備で、従来製法で製造した製品よりヒンジ部15の耐久性に優れた繊維基材10を得ることができる。
Moreover, according to the manufacturing method of the
以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。 Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
[1]原料
1−1.植物繊維
平均径0.05mm及び繊維長70mmのケナフ繊維を用いた。
1−2.高強力繊維
(1)PBO繊維
繊度1.7dtex及び繊維長50mmの東洋紡社製PBO繊維「ザイロン」(商品名)を用いた。JIS L 1013に準ずる引張弾性率は、180GPaである。
(2)アラミド繊維X
繊度1.7dtex及び繊維長50mmの帝人社製パラ型アラミド繊維「テクノーラ」(商品名)を用いた。JIS L 1013に準ずる引張弾性率は、33GPaである。
(3)アラミド繊維Y
繊度1.7dtex及び繊維長50mmの帝人社製パラ型アラミド繊維「トアロン」(商品名)を用いた。JIS L 1013に準ずる引張弾性率は、33GPaである。
1−3.熱可塑性樹脂繊維
(1)ポリプロピレン繊維
日本ポリプロ社製ポリプロピレン樹脂「ノバテックSA01」(商品名)を溶融紡糸して得られた、繊度6.6dtex及び繊維長51mmの樹脂繊維を用いた。
(2)酸変性ポリプロピレン繊維
上記ポリプロピレン樹脂95質量%と、三菱化学社製無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂「モディックP908」(商品名)5質量%とをドライブレンドした後、溶融紡糸して得られた、繊度6.6dtex及び繊維長51mmの樹脂繊維を用いた。
[1] Raw material 1-1. Plant fiber A kenaf fiber having an average diameter of 0.05 mm and a fiber length of 70 mm was used.
1-2. High-strength fiber (1) PBO fiber A PBO fiber “Zylon” (trade name) manufactured by Toyobo Co., Ltd. having a fineness of 1.7 dtex and a fiber length of 50 mm was used. The tensile elastic modulus according to JIS L 1013 is 180 GPa.
(2) Aramid fiber X
Para-aramid fiber “Technola” (trade name) manufactured by Teijin Ltd. having a fineness of 1.7 dtex and a fiber length of 50 mm was used. The tensile elastic modulus according to JIS L 1013 is 33 GPa.
(3) Aramid fiber Y
Para-aramid fiber “Toaron” (trade name) manufactured by Teijin Ltd. having a fineness of 1.7 dtex and a fiber length of 50 mm was used. The tensile elastic modulus according to JIS L 1013 is 33 GPa.
1-3. Thermoplastic Resin Fiber (1) Polypropylene Fiber A resin fiber having a fineness of 6.6 dtex and a fiber length of 51 mm obtained by melt spinning a polypropylene resin “NOVATEC SA01” (trade name) manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd. was used.
(2) Acid-modified polypropylene fiber Obtained by dry blending 95% by mass of the above polypropylene resin and 5% by mass of maleic anhydride-modified polypropylene resin “Modic P908” (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and then melt spinning. A resin fiber having a fineness of 6.6 dtex and a fiber length of 51 mm was used.
[2]繊維基材の製造及び評価
(1)実施例1
45質量部のケナフ繊維と、5質量部のPBO繊維と、50質量部のポリプロピレン繊維とを、カード機により積層し、繊維集積体を作製した。
次いで、この繊維集積体を熱板プレスにより加熱圧縮(235℃、60秒間)し、厚さが約3mmのマットを得た。その後、このマットの冷却プレスを60秒間行って、その温度を25℃とし、サイズが50mm×150mm×2.5mm、目付が1.5kg/m2の板状樹脂成形体(ボード)を得た。
[2] Manufacture and evaluation of fiber substrate (1) Example 1
45 mass parts kenaf fiber, 5 mass parts PBO fiber, and 50 mass parts polypropylene fiber were laminated | stacked with the card machine, and the fiber assembly was produced.
Next, this fiber assembly was heated and compressed (235 ° C., 60 seconds) by a hot plate press to obtain a mat having a thickness of about 3 mm. Thereafter, the mat was subjected to a cooling press for 60 seconds to obtain a plate-shaped resin molded body (board) having a temperature of 25 ° C., a size of 50 mm × 150 mm × 2.5 mm, and a basis weight of 1.5 kg / m 2 . .
得られたボードについて、シャルピー衝撃強さ(ISO 179−1に準拠)及び曲げ弾性率(ISO 14125に準拠)を測定したところ、それぞれ、28.7kJ/m2及び2921MPaであった(図6の表参照)。尚、曲げ弾性率の測定に際しては、試験片(長さ150mm、幅50mm及び厚さ4mm)を用い、試験片を支点間距離(L)100mmとした2つの支点(曲率半径5.0mm)で支持しながら、支点間中心に配置した作用点(曲率半径3.2mm)から速度50mm/分にて荷重の負荷を行って測定した。
The obtained board was measured for Charpy impact strength (based on ISO 179-1) and flexural modulus (based on ISO 14125), which were 28.7 kJ / m 2 and 2921 MPa, respectively (see FIG. 6). See table). In measuring the flexural modulus, a test piece (length 150 mm,
(2)実施例2
原料として、48質量部のケナフ繊維、2質量部のPBO繊維及び50質量部のポリプロピレン繊維を用いた以外は、実施例1と同様にして、板状樹脂成形体(ボード)を得た。そして、得られたボードについて、シャルピー衝撃強さ及び曲げ弾性率を測定したところ、それぞれ、27.4kJ/m2及び2780MPaであった(図6の表参照)。
(2) Example 2
A plate-like resin molded body (board) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 48 parts by mass of kenaf fiber, 2 parts by mass of PBO fiber, and 50 parts by mass of polypropylene fiber were used as raw materials. And when the Charpy impact strength and bending elastic modulus were measured about the obtained board, they were 27.4 kJ / m < 2 > and 2780 MPa, respectively (refer the table | surface of FIG. 6).
(3)実施例3
PBO繊維に代えて、アラミド繊維Xを用いた以外は、実施例1と同様にして、板状樹脂成形体(ボード)を得た。そして、得られたボードについて、シャルピー衝撃強さ及び曲げ弾性率を測定したところ、それぞれ、30.5kJ/m2及び2575MPaであった(図6の表参照)。
(3) Example 3
A plate-like resin molded body (board) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aramid fiber X was used instead of the PBO fiber. And when the Charpy impact strength and bending elastic modulus were measured about the obtained board, they were 30.5 kJ / m < 2 > and 2575 MPa, respectively (refer the table | surface of FIG. 6).
(4)実施例4
50質量部のポリプロピレン繊維に代えて、47.5質量部のポリプロピレン繊維及び2.5質量部の酸変性ポリプロピレン繊維を用い、PBO繊維に代えて、アラミド繊維Yを用いた以外は、実施例1と同様にして、板状樹脂成形体(ボード)を得た。そして、得られたボードについて、シャルピー衝撃強さ及び曲げ弾性率を測定したところ、それぞれ、17.6kJ/m2及び2662MPaであった(図6の表参照)。
(4) Example 4
Example 1 except that 47.5 parts by mass of polypropylene fiber and 2.5 parts by mass of acid-modified polypropylene fiber were used instead of 50 parts by mass of polypropylene fiber, and aramid fiber Y was used instead of PBO fiber. In the same manner as above, a plate-like resin molded body (board) was obtained. And when the Charpy impact strength and bending elastic modulus were measured about the obtained board, they were 17.6 kJ / m < 2 > and 2662 MPa, respectively (refer the table | surface of FIG. 6).
(5)実施例5
PBO繊維に代えて、アラミド繊維Yを用いた以外は、実施例1と同様にして、板状樹脂成形体(ボード)を得た。そして、得られたボードについて、シャルピー衝撃強さ及び曲げ弾性率を測定したところ、それぞれ、26.6kJ/m2及び2589MPaであった(図6の表参照)。
(5) Example 5
A plate-shaped resin molded body (board) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aramid fiber Y was used instead of the PBO fiber. And when the Charpy impact strength and bending elastic modulus were measured about the obtained board, they were 26.6 kJ / m < 2 > and 2589 MPa, respectively (refer the table | surface of FIG. 6).
(6)比較例1
原料として、50質量部のケナフ繊維及び50質量部のポリプロピレン繊維を用いた以外は、実施例1と同様にして、板状樹脂成形体(ボード)を得た。そして、得られたボードについて、シャルピー衝撃強さ及び曲げ弾性率を測定したところ、それぞれ、12.5kJ/m2及び2290MPaであった(図6の表参照)。
(6) Comparative Example 1
A plate-like resin molded body (board) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 50 parts by mass of kenaf fiber and 50 parts by mass of polypropylene fiber were used as raw materials. And when the Charpy impact strength and bending elastic modulus were measured about the obtained board, they were 12.5 kJ / m < 2 > and 2290 MPa, respectively (refer the table | surface of FIG. 6).
[3]ヒンジ部を備えた繊維基材の製造及び評価
(1)実施例1−1,1−2
実施例1−1では、上記実施例1と同様の材料を用いて、板状樹脂成形体から、ヒンジ部を備えるとともに表皮材が接着された繊維基材を得た。具体的には、実施例1の繊維基材を再び熱板プレスにて加熱し、表面付近の熱可塑性樹脂を溶融させ、その後、成形装置にセットした表皮材と合わせて25℃になるまで40秒冷却し、ヒンジ部を形成するとともに、表皮材を接着した。表皮材としては、主にポリエチレンテレフタラート繊維からなる不織布を用いた。実施例1−2は、表皮材が接着されない他は、上記実施例1−1と同様にして繊維基材を得た。
[3] Manufacture and evaluation of fiber base material provided with hinge part (1) Examples 1-1 and 1-2
In Example 1-1, using the same material as in Example 1, a fiber base material having a hinge portion and having a skin material adhered thereto was obtained from a plate-shaped resin molded body. Specifically, the fiber base material of Example 1 is again heated by a hot plate press to melt the thermoplastic resin near the surface, and then 40 ° C. until the temperature reaches 25 ° C. together with the skin material set in the molding apparatus. After cooling for 2 seconds, a hinge part was formed and the skin material was bonded. As the skin material, a nonwoven fabric mainly composed of polyethylene terephthalate fibers was used. In Example 1-2, a fiber base material was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the skin material was not adhered.
(2)実施例3−1
実施例3−1では、上記実施例3と同様の材料を用いて、板状樹脂成形体から、ヒンジ部を備えるとともに表皮材が接着された繊維基材を得た。なお、実施例3−1では、実施例3よりアラミド繊維Xの含有量を10質量%増加させ、ケナフ繊維の含有量を10質量%低減させた繊維基材を用いた。ヒンジ部の形成方法及び表皮材の材質及びその接着方法は、実施例1−1と同様とした。
(2) Example 3-1
In Example 3-1, using the same material as in Example 3, a fiber base material having a hinge portion and having a skin material adhered thereto was obtained from a plate-shaped resin molded body. In Example 3-1, a fiber base material in which the content of aramid fiber X was increased by 10% by mass and the content of kenaf fiber was reduced by 10% by mass from Example 3 was used. The formation method of the hinge part, the material of the skin material, and the bonding method thereof were the same as in Example 1-1.
(3)実施例4−1
実施例4−1では、上記実施例4と同様の材料を用いて、板状樹脂成形体から、ヒンジ部を備えるとともに表皮材が接着された繊維基材を得た。なお、実施例4−1では、実施例4よりアラミド繊維Xの含有量を10質量%増加させ、ケナフ繊維の含有量を10質量%低減させた繊維基材を用いた。ヒンジ部の形成方法及び表皮材の材質及びその接着方法は、実施例1−1と同様とした。
(3) Example 4-1
In Example 4-1, using the same material as in Example 4, a fiber base material having a hinge part and having a skin material adhered thereto was obtained from a plate-shaped resin molded body. In Example 4-1, a fiber base material in which the content of aramid fiber X was increased by 10% by mass and the content of kenaf fiber was reduced by 10% by mass from Example 4 was used. The formation method of the hinge part, the material of the skin material, and the bonding method thereof were the same as in Example 1-1.
(4)比較例1−1,1−2
比較例1−1では、上記比較例1と同様の材料を用いて、板状樹脂成形体から、ヒンジ部を備えるとともに表皮材が接着された繊維基材を得た。ヒンジ部の形成方法及び表皮材の材質及びその接着方法は、実施例1−1と同様とした。比較例1−2は、表皮材と繊維基材との間にフィルムが介在する他は、上記比較例1−1と同様にして繊維基材を得た。フィルムとしては、ポリエチレンからなるものを用いた。
(4) Comparative Examples 1-1 and 1-2
In Comparative Example 1-1, using the same material as in Comparative Example 1, a fiber base material having a hinge part and having a skin material adhered thereto was obtained from a plate-shaped resin molded body. The formation method of the hinge part, the material of the skin material, and the bonding method thereof were the same as in Example 1-1. Comparative Example 1-2 obtained the fiber base material like the said Comparative Example 1-1 except the film intervening between the skin material and the fiber base material. A film made of polyethylene was used.
[4]ヒンジ耐久試験
上記[3]で得られた繊維基材について、次のようなヒンジ耐久試験を行った。
ヒンジ耐久試験:ヒンジ部が曲げ変形されていない状態を初期状態として、ヒンジ部を曲げ変形させて、繊維含有樹脂成形体の一部(第2ボード部17に相当する部分)を表裏に折り曲げた後に初期状態に復帰する動作を1セットとして、この動作を1000回繰り返した。そして、動作100回、150回、200回、1000回時点での、ヒンジ部の外観異常について調べた。繊維含有樹脂成形体の一部を表裏に折り曲げる動作は、ヒンジ部を軸として、当該繊維基材の一部を表皮材が接着された面側に150°回動させ、その後、ヒンジ部が接着された面とは反対側に85°回動させるようにした。
[4] Hinge durability test The following hinge durability test was performed on the fiber base material obtained in [3] above.
Hinge durability test: The hinge portion was bent and deformed, with the hinge portion not bent and deformed in the initial state, and a part of the fiber-containing resin molded body (the portion corresponding to the second board portion 17) was bent back and forth. This operation was repeated 1000 times, with the operation of returning to the initial state as one set later. And the appearance abnormality of the hinge part at the time of operation |
[5]ヒンジ耐久性の評価
ヒンジ耐久試験の結果を図7の表に示す。図7の表では、以下のような観点で、ヒンジ耐久性を評価をした。
〇:著しい外観異常なし
△:わずかな外観異常あり
×:外観異常あり
[5] Evaluation of Hinge Durability The results of the hinge durability test are shown in the table of FIG. In the table of FIG. 7, the hinge durability was evaluated from the following viewpoints.
○: No significant appearance abnormality △: Slight appearance abnormality ×: Appearance abnormality
比較例1−1は、150回の曲げ動作で表皮材の裂けが確認され、1000回の曲げ動作で繊維基材の破断が確認された。比較例1−2は、200回の曲げ動作で表皮材の裂けが確認され、1000回の曲げ動作で繊維基材の破断が確認された。実施例1−2は、1000回の曲げ動作で、繊維基材が破断する等の著しい外観異常は視られなかったが、繊維が一部表面に露出する、わずかな外観不良が視られた。実施例4−1は、1000回の曲げ動作で繊維基材が破断する著しい外観不良が確認された。実施例1−1及び実施例3−1は、ヒンジ耐久試験1000回まで外観異常が確認されなかった。 In Comparative Example 1-1, tearing of the skin material was confirmed by 150 bending operations, and the fiber base material was confirmed to be broken by 1000 bending operations. In Comparative Example 1-2, it was confirmed that the skin material was torn by 200 bending operations, and the fiber base material was confirmed to be broken by 1000 bending operations. In Example 1-2, a remarkable appearance abnormality such as the fiber base material being broken was not observed after 1000 bending operations, but a slight appearance defect in which the fibers were partially exposed on the surface was observed. In Example 4-1, a remarkable appearance defect in which the fiber base material was broken by 1000 bending operations was confirmed. In Example 1-1 and Example 3-1, no abnormality in appearance was confirmed up to 1000 times of the hinge durability test.
[6]考察
比較例1−1のような、従来の繊維基材では、曲げ弾性率が低いことにより、150回の曲げ動作により、表皮材の裂けを生じたものと考えられる。また、比較例1−1のように、ヒンジ部を成形型により圧縮変形させつつ、同時に表皮材を繊維基材に対して直接的に接着してなる構造では、ヒンジ部における繊維基材と表皮材との接着性が周囲に比して高いため、当該部位に応力が集中して、表皮材が裂け易くなったものと考えられる。比較例1−2では、繊維基材と表皮材との間にフィルムを介在させることにより、150回の曲げ動作では、表皮材の裂けが確認されなくなったが、200回の曲げ動作では表皮材の裂けを生じており、ヒンジ耐久性という観点において十分ではなかった。一方、各実施例のように、高強力繊維(PBO繊維又はアラミド繊維)を含む繊維基材では、200回の曲げ動作で著しい外観異常を生じることがなく、比較例1−1及び比較例1−2よりヒンジ耐久性が向上することが確認できた。また、実施例1−2では、繊維基材の表面にわずかな毛羽立ちのような外観不良を生じたが、実施例1−1では、表面が表皮材で覆われているためのそのような外観不良が視認されることがなく、より一層外観不良を抑制する効果が大きいことがわかった。
[6] Discussion In the conventional fiber base material as in Comparative Example 1-1, it is considered that the skin material was torn by 150 bending operations due to the low bending elastic modulus. Further, as in Comparative Example 1-1, in the structure in which the hinge portion is compressed and deformed by the molding die and at the same time, the skin material is directly bonded to the fiber base material, the fiber base material and the skin in the hinge portion Since the adhesiveness with the material is higher than that of the surroundings, it is considered that the stress is concentrated on the part and the skin material is easily torn. In Comparative Example 1-2, the film was interposed between the fiber base material and the skin material, so that no tearing of the skin material was observed in 150 bending operations. This was not sufficient in terms of hinge durability. On the other hand, in each of the fiber base materials containing high strength fibers (PBO fibers or aramid fibers) as in each of the examples, there is no significant abnormality in appearance after 200 bending operations, and Comparative Example 1-1 and Comparative Example 1 It was confirmed that the hinge durability was improved from -2. Moreover, in Example 1-2, although the appearance defect like slight fuzz was produced on the surface of the fiber base material, in Example 1-1, such an appearance because the surface is covered with the skin material. It was found that the defect was not visually recognized and the effect of further suppressing the appearance defect was greater.
さらに、実施例3−1と実施例4−1は、同じ材質及び同じ量の高強力繊維(アラミド繊維)を含むものの、酸変性ポリプロピレンを含む実施例4−1の方が、実質的に非酸変性ポリプロピレンのみを含む実施例3−1より、ヒンジ耐久性が劣ることがわかった。これは、ケナフ繊維と接着性の高い酸変性熱可塑性樹脂を用いたことで、繊維基材は硬いが脆い性状となり、ヒンジ部を折り曲げる際の荷重により破断し易くなったためと考えられる。一方、実施例3−1では、高強度繊維をケナフ繊維の代替として混合することにより、繊維基材の弾性率を維持しつつ、ケナフ繊維との接着性の低い非酸変性熱可塑性樹脂を用いることで、ヒンジ部を折り曲げる際の荷重を、ケナフ繊維と非酸変性熱可塑性樹脂との間の摩擦エネルギーとして逃がし、繊維基材の破断を抑制可能となったものと推察される。この結果、熱可塑性樹脂として実質的に非酸変性熱可塑性樹脂のみからなる実施例3−1及び別の高強力繊維(PBO繊維)を含む実施例1−1では、1000回の曲げ動作でも外観異常が確認されなかったものと考えられる。 Furthermore, although Example 3-1 and Example 4-1 contain the same material and the same amount of high strength fiber (aramid fiber), Example 4-1 containing acid-modified polypropylene is substantially non-practical. It turned out that hinge durability is inferior from Example 3-1 containing only acid-modified polypropylene. This is presumably because the use of an acid-modified thermoplastic resin having high adhesiveness with kenaf fibers makes the fiber base material hard but brittle and easily breaks due to the load when the hinge portion is bent. On the other hand, in Example 3-1, non-acid-modified thermoplastic resin having low adhesion to kenaf fibers is used while maintaining the elastic modulus of the fiber base material by mixing high-strength fibers as an alternative to kenaf fibers. Thus, it is presumed that the load at the time of bending the hinge portion is released as frictional energy between the kenaf fiber and the non-acid-modified thermoplastic resin, and the breakage of the fiber base material can be suppressed. As a result, in Example 3-1 including only a non-acid-modified thermoplastic resin as a thermoplastic resin and Example 1-1 including another high-strength fiber (PBO fiber), the appearance can be obtained even after 1000 bending operations. It is probable that no abnormality was confirmed.
前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定する者を解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的及び例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において説明の範囲又は精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能であり、ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここに掲げる開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。 The foregoing examples are for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting the present invention. Although the invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the language used in the description of the invention is illustrative and exemplary rather than limiting. As detailed herein, modifications may be made in its form within the scope of the appended claims without departing from the scope or spirit of the description, and specific structures, materials may Although reference has been made to the examples and not intended to limit the invention to the disclosures presented herein, rather, the invention is intended to be functionally equivalent structures, methods, within the scope of the appended claims. It shall cover all uses.
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態以外にも、植物性繊維、高強力繊維、熱可塑性樹脂の含有量は適宜変更可能である。また、繊維基材は、上記以外の他の成分を更に含んで構成されていても構わない。
(2)上記実施形態以外にも、繊維基材は、種々の材質の材料を用いて、様々な製造方法により製造することができる。
(3)上記実施形態では、繊維基材及びその製造方法として、乗物用内装材及びその製造方法を例示したが、繊維基材は、自動車関連分野以外にも建築関連分野などにおいて広く利用することができる。特に自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の内装材、外装材及び構造材等に好適であり、なかでも自動車用品としては、自動車用内装材、自動車用インストルメントパネル、自動車用外装材等に好適である。具体的には、シートバックボード、ドア基材、パッケージトレー、ピラーガーニッシュ、スイッチベース、クオーターパネル、アームレストの芯材、自動車用ドアトリム、シート構造材、シートバックボード、天井材、コンソールボックス、自動車用ダッシュボード、各種インストルメントパネル、デッキトリム、バンパー、スポイラー及びカウリング等が挙げられる。更に、例えば、建築物及び家具等の内装材、外装材及び構造材にも好適である。具体的には、ドア表装材、ドア構造材、各種家具(机、椅子、棚、箪笥など)の表装材、構造材等が挙げられる。その他、包装体、収容体(トレイ等)、保護用部材及びパーティション部材等としても好適である。
(4)上記実施形態では、表皮材が、繊維基材由来の熱可塑性樹脂によりヒンジ部の表面に接着されている構成を例示したが、これに限られない。例えば、表皮材はフィルム等の介在層を介してヒンジ部に接着されていてもよい。また、ヒンジ部が表皮材で覆われていない構成であってもよく、繊維基材の上面又は下面のうち一方のみが表皮材で覆われていてもよい。さらに、種々の材質、性状の表皮材を適宜用いることが可能である。
(5)上記実施形態では、表裏の両側の表皮材が、ヒンジ部を形成する過程で貼着される構成を例示したが、これに限られない。例えば、裏面側の表皮材を、繊維マットからプレボードを成形する過程で貼着し、表面側の表皮材を、ヒンジ部を形成する過程で貼着してもよい(図8参照)。このような構成では、裏面側の表皮材がヒンジ部を形成する過程で貼着される場合に比して、強固に繊維基材に対して接着されるため、その剥離強度を大きくすることができる。なお、この場合には、ヒンジ部の割れ等に伴って表皮材が裂け易い構造となるが、本実施形態では、ヒンジ部の耐久性が増しているから、このような製造方法にも好適である。
(6)上記実施形態では、ヒンジ部として、第2ボード部の基端部に設けられ、ラゲージボードの搭載性や荷室内で変位させ易くするためのものについて例示したが、これに限られない。ヒンジ部は、開口部を開閉するための蓋部(例えばマップポケットの蓋)や、他部材との組み付けに供される部位等に設けられるものであってもよい。また、ヒンジ部が設けられる部位に応じて、ヒンジ部の曲げ変形量も適宜変更可能である。さらに、ヒンジ部の構成も繊維基材が薄肉化された構成に限られず、ミシン目状のスリットを有する構成や、数回の予備的な曲げ加工を施すことで、他の部分より曲げ変形し易くされた構成等であってもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In addition to the above embodiment, the contents of vegetable fiber, high strength fiber, and thermoplastic resin can be appropriately changed. Moreover, the fiber base material may further include other components than those described above.
(2) In addition to the above embodiment, the fiber substrate can be manufactured by various manufacturing methods using materials of various materials.
(3) In the said embodiment, although the interior material for vehicles and its manufacturing method were illustrated as a fiber base material and its manufacturing method, a fiber base material should be widely utilized in a building related field etc. besides a motor vehicle related field. Can do. Particularly suitable for interior materials, exterior materials and structural materials for automobiles, railway vehicles, ships and airplanes, etc. Especially as automotive products, suitable for automotive interior materials, automotive instrument panels, automotive exterior materials, etc. It is. Specifically, seat back board, door base material, package tray, pillar garnish, switch base, quarter panel, armrest core material, automotive door trim, seat structure material, seat back board, ceiling material, console box, automotive use Dashboards, various instrument panels, deck trims, bumpers, spoilers and cowlings. Furthermore, it is also suitable for interior materials, exterior materials and structural materials such as buildings and furniture. Specifically, door cover materials, door structure materials, cover materials for various furniture (desks, chairs, shelves, bags, etc.), structural materials, and the like can be given. In addition, it is also suitable as a package, a container (such as a tray), a protective member, and a partition member.
(4) In the said embodiment, although the skin material illustrated the structure adhere | attached on the surface of the hinge part with the thermoplastic resin derived from a fiber base material, it is not restricted to this. For example, the skin material may be bonded to the hinge portion via an intervening layer such as a film. Moreover, the structure by which a hinge part is not covered with the skin material may be sufficient, and either one of the upper surface or the lower surface of a fiber base material may be covered with the skin material. Furthermore, it is possible to appropriately use various materials and properties of the skin material.
(5) In the said embodiment, although the skin material of the both sides of front and back illustrated the structure stuck in the process of forming a hinge part, it is not restricted to this. For example, the skin material on the back side may be attached in the process of forming the preboard from the fiber mat, and the skin material on the front side may be attached in the process of forming the hinge portion (see FIG. 8). In such a configuration, since the skin material on the back side is firmly adhered to the fiber base material as compared with the case where it is stuck in the process of forming the hinge portion, the peel strength can be increased. it can. In this case, the skin material is easily torn along with the crack of the hinge portion, etc., but in this embodiment, since the durability of the hinge portion is increased, it is also suitable for such a manufacturing method. is there.
(6) In the above-described embodiment, the hinge portion is provided at the base end portion of the second board portion, and has been exemplified for ease of displacement in the luggage board and in the luggage compartment, but is not limited thereto. . The hinge part may be provided in a cover part (for example, a map pocket cover) for opening and closing the opening part, a part provided for assembly with other members, or the like. Further, the amount of bending deformation of the hinge portion can be appropriately changed according to the portion where the hinge portion is provided. Furthermore, the structure of the hinge part is not limited to the structure in which the fiber base material is thinned, and a structure having a perforated slit or a preliminary bending process several times can bend and deform from other parts. The structure etc. made easy may be sufficient.
10…繊維基材(繊維含有樹脂成形体)、10A…上面(ヒンジ部15の表面)、10B…下面(ヒンジ部15の表面)、15…ヒンジ部、111…第1表皮材(表皮材)、112…第2表皮材(表皮材)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
熱可塑性樹脂、植物繊維及び高強力繊維を含有する繊維含有樹脂成形体。 A fiber-containing resin molded body having a hinge part that can be bent and deformed,
A fiber-containing resin molding containing a thermoplastic resin, a vegetable fiber and a high-strength fiber.
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