JP2021110065A - Anti-icing nonwoven fabric and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は自動車のフェンダーライナー等に使用可能な難着氷性不織布とその製造方法に関する。 The present invention relates to a non-icing non-woven fabric that can be used for an automobile fender liner or the like and a method for producing the same.
自動車のフェンダーには樹脂製や繊維製のフェンダーライナーが装着される。樹脂製フェンダーライナーはPP、ABSなどのオレフィン系樹脂の射出成型品で構成されることが多い。樹脂製ライナーは表面が平滑かつ疎水性のため難着氷性に優れ、寒冷地走行時や屋外駐車時にライナー表面に着氷しても走行時の振動等で着氷が簡単に剥離するが、吸音性や跳ね石などの衝撃音緩和性では繊維製ライナーに劣る。 Resin and fiber fender liners are attached to the fenders of automobiles. The resin fender liner is often composed of an injection molded product of an olefin resin such as PP or ABS. The resin liner has a smooth surface and is hydrophobic, so it has excellent icing resistance. It is inferior to the fiber liner in sound absorption and impact sound mitigation such as bounce stones.
ここで難着氷性について説明すると、氷雪などの条件下でこれらがフェンダーライナーに付着して着氷となって成長すると、当該着氷がフェンダーライナー内側に張り出した形での走行となって操舵性などに支障をきたす。「難着氷性」はライナーに対する着氷の固着力の大きさを表すスペックであって、望ましくは10N以下、さらに望ましくは5N以下の着氷せん断力がスペックとして推奨される。 Explaining the icing resistance here, if these adhere to the fender liner and grow as icing under conditions such as ice and snow, the icing will run in the form of protruding inside the fender liner and steered. It interferes with sexuality. "Ice resistance" is a spec indicating the magnitude of the icing adhesion force to the liner, and an icing shear force of preferably 10 N or less, more preferably 5 N or less is recommended as a spec.
一方の繊維製フェンダーライナーは吸音性や跳ね石衝撃音緩和性に優れるが、水分が浸透しやすく表面に繊維集合体が網目状に露出しているため着氷しやすいという難点がある。特許文献1(特許第5283886号公報)や特許文献2(特許第6145341号公報)のように、繊維基層と通気性樹脂表層とを組み合わせて吸音性・衝撃音緩和性と難着氷性を両立させた複合ライナーも提案されている。しかし、着氷せん断力の大きさや製造コストの点でなお改善余地があった。 On the other hand, the fiber fender liner is excellent in sound absorption and shock noise mitigation property, but has a drawback that it is easy for water to permeate and the fiber aggregates are exposed in a mesh shape on the surface, so that icing is easy. As in Patent Document 1 (Patent No. 5283886) and Patent Document 2 (Patent No. 6145341), the fiber base layer and the breathable resin surface layer are combined to achieve both sound absorption / impact sound mitigation and ice resistance. A composite liner has also been proposed. However, there was still room for improvement in terms of the magnitude of the icing shear force and the manufacturing cost.
そこで本発明の目的は、吸音性・衝撃音緩和性を有すると共に難着氷性を改善した不織布を低コストで提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a non-woven fabric having sound absorption and impact sound mitigation properties and improved icing resistance at low cost.
前記課題を解決するため本発明の難着氷性不織布は、PET,PP,PEなどの熱可塑性繊維で構成された不織布の表面が、撥水剤を含有すると共に毛焼き処理されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the non-woven fabric having a non-sticking property of the present invention has a non-woven fabric made of thermoplastic fibers such as PET, PP, and PE, which contains a water repellent and is hair-baked. It is a feature.
また本発明の難着氷性不織布の製造方法は、PET,PP,PEなどの熱可塑性繊維で構成された繊維基層に、PET,PP,PEなどの熱可塑性繊維で構成され撥水剤を含有する繊維表層をニードルパンチで一体化すると共に、当該繊維表層をバーナーの直火又は遠赤外線ヒータによって毛焼き処理することを特徴とする。 Further, in the method for producing a non-icing non-icing non-woven fabric of the present invention, a water repellent agent composed of thermoplastic fibers such as PET, PP and PE is contained in a fiber base layer composed of thermoplastic fibers such as PET, PP and PE. The fiber surface layer is integrated with a needle punch, and the fiber surface layer is hair-baked by a direct flame of a burner or a far-infrared heater.
本発明によれば、吸音性と難着氷性を備えた不織布を低コストで提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a non-woven fabric having sound absorption and icing resistance at low cost.
図1は本発明の実施形態に係る難着氷性不織布10の断面図である。難着氷性不織布10は、PET,PP,PEなどの熱可塑性繊維で構成された繊維基層11と繊維表層12を有する。繊維基層11と繊維表層12は、ポリエステル繊維(例えばPP繊維、PE繊維または低融点PET繊維)をニードルパンチ加工で交絡させてシート状にしたものである。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the non-icing
不織布はニードルパンチ不織布に限らず以下の不織布(1)〜(5)も使用可能である。
(1)原料樹脂を熱溶融して紡糸ノズルから押し出したフィラメントを熱融着させるスパンボンド不織布
(2)原料樹脂を熱溶融して紡糸ノズルから押し出すときに高速高温空気で吹き飛ばして繊維とし、該繊維を相互に熱接着してシート状にするメルトブローン不織布
(3)前記シート中の繊維相互をジェット水流によって交絡させるスパンレース不織布
(4)前記シートの繊維の表面を加熱溶融して繊維同士を接着するか、あるいは前記シートに低融点繊維や低融点樹脂を混合して加熱溶融せしめて繊維を接着するサーマルボンド不織布
(5)合成樹脂接着剤によって前記シートの繊維を接着するケミカルボンド不織布
The non-woven fabric is not limited to the needle punch non-woven fabric, and the following non-woven fabrics (1) to (5) can also be used.
(1) Spunbonded non-woven fabric that heat-melts the raw material resin and heat-seals the filament extruded from the spinning nozzle (2) When the raw material resin is heat-melted and extruded from the spinning nozzle, it is blown off with high-speed high-temperature air to form fibers. Melt blown non-woven fabric that heat-bonds fibers to each other to form a sheet (3) Spunlace non-woven fabric that entangles fibers in the sheet with a jet water flow (4) Heats and melts the surface of the fibers of the sheet to bond the fibers to each other. Thermal bond non-woven fabric to bond the fibers by mixing low-melting fiber or low-melting resin with the sheet by heating and melting (5) Chemical bond non-woven fabric to bond the fibers of the sheet with a synthetic resin adhesive.
繊維表層12にはシリコン系撥水剤またはフッ素系撥水剤を塗布・含浸させ、ニードルパンチで繊維基層11に一体化されている。繊維表層12をニードルパンチで繊維基層11に一体化した後、繊維表層12の表面がバーナーの直火または遠赤外線ヒータによって毛焼き処理される。前記シリコン系撥水剤またはフッ素系撥水剤は、一般的には図4で後述する毛焼き処理前または熱処理前に不織布10に塗布・含浸する(S3)。
The
また、図1は繊維基層11と繊維表層12で難着氷性不織布10を構成したが、レギュラーPET,PP,PE繊維などをニードルパンチしてできた単層の不織布の表面に前記シリコン系撥水剤またはフッ素系撥水剤を塗布・含浸させ、これを毛焼き処理または熱処理してもよい。この場合、撥水剤の使用量自体は同じでも表面に表れる繊維で全体を構成するため材料費はやや増えるが、繊維基層11と繊維表層12の複層にする手間を省略できるメリットがある。
Further, in FIG. 1, the
一方、図1のように2層に分けた場合は表面に表れない繊維基層11に安価な材料綿を使用可能であるから、その分だけコストダウンが可能であるというメリットがある。また、シリコン系撥水剤またはフッ素系撥水剤を塗布・含浸することに代えて、或いは当該塗布・含浸と併せて、ニードルパンチ前のレギュラーPET,PP,PE繊維などに、撥水PET繊維などの撥水性繊維を所定量混合した後にニードルパンチしてもよい。
On the other hand, when the
前記毛焼き処理によって繊維表層12の遊び毛が除去されて表面が平滑化される。また毛焼き処理の熱によって繊維表層12の繊維が溶融して樹脂薄膜が形成される。この樹脂薄膜には、繊維表層12が元々有する通気性が維持されている。
By the hair baking treatment, the play hair of the
繊維表層12の平滑化は、カレンダー加工や熱プレス処理でもある程度可能である。後述する比較例3では熱プレスローラーを使用している。しかし、繊維表層12をカレンダー加工や熱プレス処理で平滑化しても、ある程度の毛羽が残ってしまうため着氷性の改善は難しい。
Smoothing of the
一方、比較例1、2のように表皮のPP、PE繊維を熱処理で溶融する場合、溶融量が多過ぎると通気度が下がり過ぎ、吸音性を発揮するために必要な表層通気性(例えば約10cc/cm2・s)が得られ難くなる。これとは反対に表皮のPP、PE繊維の溶融量が少な過ぎると、疎水成分が少なくなるため着氷性の改善が難しく、また製品形状(例えばフェンダーライナー)に成型する際の型当たりのため表面が削げて風合いが損なわれる。 On the other hand, when the PP and PE fibers of the epidermis are melted by heat treatment as in Comparative Examples 1 and 2, if the amount of melting is too large, the air permeability is too low, and the surface air permeability required for exhibiting sound absorption (for example, about about). It becomes difficult to obtain 10 cc / cm 2 · s). On the contrary, if the melted amount of PP and PE fibers in the epidermis is too small, it is difficult to improve the icing property because the hydrophobic component is reduced, and because of the mold contact when molding into the product shape (for example, fender liner). The surface is scraped and the texture is impaired.
図2と図3は、難着氷性不織布10で構成したフェンダーライナー100の取付け位置の一例を示す概略図である。図2に示すように、フェンダーFの内側であってタイヤTの上方にタイヤハウスTHが配設されている。フェンダーライナー100は、このタイヤハウスTHに対応する形に加熱成型され、タイヤハウスTHから距離L1だけ離間した状態で取り付けられる。
2 and 3 are schematic views showing an example of a mounting position of the
フェンダーライナー100をタイヤハウスTHに取り付ける方法は各種可能であって特に制限はない。例えばタイヤハウスTH側に挟持手段(例えばクリップ)を設けてフェンダーライナー100をタイヤハウスTHに固定したり、フェンダーライナー100に孔を設けてタイヤハウスに嵌込で固定したりすることができる。
Various methods of attaching the
フェンダーライナー100とタイヤハウスTHとがなす空間Sは、空気層、フェルト層等を含む吸音体からなる層であってもよい。吸音体からなる層を設ける場合には、これらの層がフェンダーライナー100と一体となって、車両の騒音、車外騒音(走行中に発生する走行音等)などが車内に侵入するのを防ぐ吸音構造体として機能し得る。
The space S formed by the
図4は難着氷性不織布10の製造方法をフローチャートで示したものである。図示するように、まずPET,PP,PEなどの熱可塑性繊維からなる繊維基層11をニードルパンチ加工によって作製する(S1)。当該繊維基層11は必要な剛性を具備するように適当な繊維、例えば低融点PET繊維、PP繊維、或いはレギュラーPET繊維等を適量配合する。
FIG. 4 is a flowchart showing a method for producing the non-icing non-woven
次に当該繊維基層11の上にPET,PP,PEなどの熱可塑性繊維からなる繊維表層12をニードルパンチ加工で一体化する(S2)。繊維表層12には低融点PET繊維を適量配合しておく。次に、シリコン系撥水剤またはフッ素系撥水剤を一体化した不織布10に塗布・含浸する(S3)。但し、繊維表層12を構成するPET,PP,PE繊維などに、撥水PET繊維などの撥水性繊維を所定量混合することでS3の工程を省略することも可能である。その後、不織布10の繊維表層12をバーナーの直火(または遠赤外線ヒータ)によって毛焼き処理する(S4)。そして最後に不織布10全体を熱処理する(S5)。
Next, the
この熱処理によって、繊維基層11に含まれる低融点繊維(低融点PET,PP,PE繊維など)が溶融して製品剛性を高めることができる。なお、S4とS5は順番を入れ替えてもよく、先に不織布10全体を熱処理し(S5)、最後に毛焼き処理(S4)を行ってもよい。
By this heat treatment, the low melting point fibers (low melting point PET, PP, PE fibers, etc.) contained in the
毛焼き処理は、不織布の生産ラインに固定配置した遠赤外線ヒータやバーナーで、不織布搬送方向に沿って連続的に行う。このように難着氷性不織布10の製造方法は従来に比べて簡単であるから、製造コストを低減することができる。なお、前述した製造方法とは別に、繊維基層11と繊維表層12を別々にニードルパンチで製作した後、繊維表層12をニードルパンチや接着剤等で繊維基層に一体化してもよい。
The hair burning process is continuously performed along the non-woven fabric transport direction with a far-infrared heater or a burner fixedly arranged on the non-woven fabric production line. As described above, the method for producing the non-icing
図5は図1の難着氷性不織布10の実施例と比較例1−3を示すものである。実施例はPP繊維(50%重量)とPET繊維(50%重量)で繊維基層(吸音繊維層)11を構成している。基層11の目付は750g/m2である。また、撥水PET繊維(40%重量)、低融点PET繊維(30%重量)およびレギュラーPET繊維(30%重量)で表層12(表皮)を構成している。表層12の目付は200g/m2であり、総目付は950g/m2である。
FIG. 5 shows Examples and Comparative Examples 1-3 of the non-icing
これに対して比較例1―3は、いずれも実施例と同じ基層11を使用しているが、表層12(表皮)の構成を変え、また表面処理(毛焼き)をしていない。その他は実施例と同じにしている。比較例1の表層12はPE繊維(90%重量)と撥水PET繊維(10%重量)で構成し、比較例2の表層12はPP繊維(100%重量)で構成している。また比較例3の表層12は、撥水PET繊維(40%重量)、低融点PET繊維(30%重量)およびPET繊維(30%重量)で構成している。
On the other hand, in Comparative Examples 1-3, the
実施例と比較例1−3について、着氷性を調べた結果が図5の右端の1列である。着氷性の試験は次の手順で行った。
1)100×100mmの大きさの試験片(実施例と比較例1−3の不織布)を実施例と比較例1−3について各5枚用意する。
2)水平に置いた試験片上の中央に金属製の円筒治具(内径:43.85mm、高さ:30mm)を立てる。
3)円筒治具の内側を5℃以下の水で満たす。
4)−15℃の低温室にて円筒治具内の水を凍結させる。
5)フォースゲージを円筒治具に接続し、引張・圧縮万能材料試験機「テンシロン」(登録商標)により円筒治具を鉛直方向に引き上げ、氷が試験片から剥がれるときの最大荷重を測定する。
The results of examining the icing property of Examples and Comparative Examples 1-3 are shown in the rightmost column of FIG. The icing property test was carried out according to the following procedure.
1) Prepare 5 test pieces (nonwoven fabric of Example and Comparative Example 1-3) having a size of 100 × 100 mm for each of Example and Comparative Example 1-3.
2) Stand a metal cylindrical jig (inner diameter: 43.85 mm, height: 30 mm) in the center of the test piece placed horizontally.
3) Fill the inside of the cylindrical jig with water at 5 ° C or lower.
4) Freeze the water in the cylindrical jig in a low temperature chamber at -15 ° C.
5) Connect the force gauge to the cylindrical jig, pull up the cylindrical jig in the vertical direction with the tension / compression universal material tester "Tencilon" (registered trademark), and measure the maximum load when ice is peeled off from the test piece.
複数回(5回)の測定の結果、平均5N以下の着氷性が得られたのは実施例のみであり、他の比較例1−3はいずれもせん断力が5N超であった。また、実施例の不織布の吸音性試験を行ったところ、従来の繊維製フェンダーライナーに使用される不織布と同等とまたそれ以上の通気度と吸音性が得られた。 As a result of the measurement of a plurality of times (5 times), the icing property of 5N or less on average was obtained only in the examples, and the shearing force of each of the other Comparative Examples 1-3 was more than 5N. Moreover, when the sound absorption test of the non-woven fabric of the example was carried out, the air permeability and the sound absorption property which were equal to or higher than the non-woven fabric used for the conventional fiber fender liner were obtained.
以上説明したように、本発明に係る難着氷性不織布によれば、表面に撥水剤を含有しさらに当該表面を毛焼き処理することで表面平滑化を実現して耐水性と耐着氷性を向上すると共に、毛焼き処理の後に残った無数の空孔(ポーラス)によって吸音性の要求レベルを満足する所定の通気性が得られる。したがって、従来の繊維製フェンダーライナーに使用される不織布と同等の吸音性が得られる。 As described above, according to the non-icing non-woven fabric according to the present invention, the surface contains a water repellent and the surface is further subjected to a hair-burning treatment to realize surface smoothing, resulting in water resistance and icing resistance. In addition to improving the properties, the innumerable pores (porous) remaining after the icing treatment provide a predetermined air permeability that satisfies the required level of sound absorption. Therefore, sound absorption equivalent to that of the non-woven fabric used for the conventional fiber fender liner can be obtained.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば本発明に係る難着氷性不織布は、自動車のフェンダーライナー以外にも使用可能であって、例えばエンジンアンダーカバーやフロアアンダーカバー等の車両用アンダーカバーにも使用可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and can be modified in various ways. For example, the non-icing non-woven fabric according to the present invention can be used for other than the fender liner of an automobile, and can also be used for a vehicle undercover such as an engine undercover and a floor undercover.
10:難着氷性不織布
11:繊維基層
12:繊維表層
100:フェンダーライナー
F:フェンダー
S:空間
T:タイヤ
TH:タイヤハウス
10: Non-woven fabric that is resistant to ice formation 11: Fiber base layer 12: Fiber surface layer 100: Fender liner F: Fender S: Space T: Tire TH: Tire house
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JPS56159338A (en) * | 1980-05-12 | 1981-12-08 | Asahi Chemical Ind | Nonwoven fabric with enhanced friction resistance and method |
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JP2015017339A (en) * | 2013-07-11 | 2015-01-29 | 直也 佐藤 | Ice accretion resistant and soundproof buffer material and method for producing the same, and vehicle exterior material obtained using the same |
-
2020
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