JP2536908B2 - 熱成形性複合材料の製造方法 - Google Patents
熱成形性複合材料の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、軽量であり、また優れた吸音特性を有し、
たとえば自動車用天井材等に好適に使用される熱成形性
複合材料の製造方法に関する。
たとえば自動車用天井材等に好適に使用される熱成形性
複合材料の製造方法に関する。
（従来の技術） たとえば自動車用天井材等に使用される熱成形性複合
材料には、軽量で、剛性、耐熱性、吸音性、クッション
性、熱賦形性などの性能に優れていることが要求され
る。
材料には、軽量で、剛性、耐熱性、吸音性、クッション
性、熱賦形性などの性能に優れていることが要求され
る。
この種の材料として、特開昭52−31175号公報には、
無機繊維に熱可塑性樹脂繊維を混合して乾式ウエブを形
成し、これを熱可塑性樹脂繊維の融点以上の温度に加熱
した後、冷間プレス型で圧縮成形した熱成形性複合材料
が開示されている。
無機繊維に熱可塑性樹脂繊維を混合して乾式ウエブを形
成し、これを熱可塑性樹脂繊維の融点以上の温度に加熱
した後、冷間プレス型で圧縮成形した熱成形性複合材料
が開示されている。
（発明が解決しようとする課題） ところが、このような熱成形性複合材料は、軽量であ
り、また剛性、耐熱性、吸音性、クッション性、熱賦形
性などには比較的優れているものの、熱成形性複合材料
の取り扱い作業中に曲がりや折れが発生することがあ
り、特に曲げ強度が低く、たとえば自動車用天井材の芯
材として使用するには不十分である。
り、また剛性、耐熱性、吸音性、クッション性、熱賦形
性などには比較的優れているものの、熱成形性複合材料
の取り扱い作業中に曲がりや折れが発生することがあ
り、特に曲げ強度が低く、たとえば自動車用天井材の芯
材として使用するには不十分である。
本発明は上記欠点を解決するものであり、その目的と
するところは、軽量で、剛性、耐熱性、熱賦形性、吸音
性、クッション性、及び熱賦形性に優れている上に、曲
げ強度にも優れ、たとえば自動車用天井材の芯材等とし
て好適に使用される熱成形性複合材料の製造方法を提供
することにある。
するところは、軽量で、剛性、耐熱性、熱賦形性、吸音
性、クッション性、及び熱賦形性に優れている上に、曲
げ強度にも優れ、たとえば自動車用天井材の芯材等とし
て好適に使用される熱成形性複合材料の製造方法を提供
することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明の熱成形性複合材料の製造方法は、無機繊維と
熱可塑性樹脂繊維とを主な材料とし、ニードルパンチが
施されているマット状物の少なくとも片面に解繊されて
いる無機繊維と熱可塑性樹脂よりなる層を設け、上記熱
可塑性樹脂繊維及び熱可塑性樹脂の融点以上の温度で加
熱すると共に圧縮し、次いで熱可塑性樹脂繊維及び熱可
塑性樹脂の融点以上の温度条件下で圧縮力を解除して厚
みを回復させることを特徴としており、そのことにより
上記目的が達成される。
熱可塑性樹脂繊維とを主な材料とし、ニードルパンチが
施されているマット状物の少なくとも片面に解繊されて
いる無機繊維と熱可塑性樹脂よりなる層を設け、上記熱
可塑性樹脂繊維及び熱可塑性樹脂の融点以上の温度で加
熱すると共に圧縮し、次いで熱可塑性樹脂繊維及び熱可
塑性樹脂の融点以上の温度条件下で圧縮力を解除して厚
みを回復させることを特徴としており、そのことにより
上記目的が達成される。
本発明で使用されるマット状物は、無機繊維と熱可塑
性樹脂繊維とを主な材料として形成されている。
性樹脂繊維とを主な材料として形成されている。
無機繊維としては、たとえばガラス繊維、ロックウー
ル繊維等があげられ、その長さはマット状物の形成の容
易さの点から３〜200mmが好ましく、50mm以上の繊維が7
0重量％含まれているのがより好ましい。また、無機繊
維の直径は３〜30μｍが好ましく、より好ましくは５〜
20μｍである。無機繊維の直径が小さくなり過ぎると、
機械的強度が低下し、無機繊維の直径が大きくなり過ぎ
ると、綿状物が重くなって嵩密度が大きくなる。
ル繊維等があげられ、その長さはマット状物の形成の容
易さの点から３〜200mmが好ましく、50mm以上の繊維が7
0重量％含まれているのがより好ましい。また、無機繊
維の直径は３〜30μｍが好ましく、より好ましくは５〜
20μｍである。無機繊維の直径が小さくなり過ぎると、
機械的強度が低下し、無機繊維の直径が大きくなり過ぎ
ると、綿状物が重くなって嵩密度が大きくなる。
熱可塑性樹脂繊維は、マット状物中の無機繊維相互の
結合力を上げるために使用され、熱可塑性樹脂繊維とし
ては、たとえばポリエチレン、ポリプピレン、飽和ポリ
エステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリビニルブチ
ラール等の熱可塑性樹脂の繊維があげられる。熱可塑性
樹脂繊維の長さ及び直径は上記無機繊維と混繊して容易
にマット状物を形成できる程度が好ましく、熱可塑性樹
脂繊維の長さは５〜200mmが好ましく、より好ましくは2
0〜100mmであり、直径は３〜50μｍが好ましく、より好
ましくは20〜40μｍである。熱可塑性樹脂繊維と無機繊
維との配合割合は、無機繊維の添加量が少なくなると耐
熱性が低下し、多くなると無機繊維相互の結合力が低下
して機械的強度が低下するので、重量比で5:1〜1:5の範
囲に設定するのが好ましい。
結合力を上げるために使用され、熱可塑性樹脂繊維とし
ては、たとえばポリエチレン、ポリプピレン、飽和ポリ
エステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリビニルブチ
ラール等の熱可塑性樹脂の繊維があげられる。熱可塑性
樹脂繊維の長さ及び直径は上記無機繊維と混繊して容易
にマット状物を形成できる程度が好ましく、熱可塑性樹
脂繊維の長さは５〜200mmが好ましく、より好ましくは2
0〜100mmであり、直径は３〜50μｍが好ましく、より好
ましくは20〜40μｍである。熱可塑性樹脂繊維と無機繊
維との配合割合は、無機繊維の添加量が少なくなると耐
熱性が低下し、多くなると無機繊維相互の結合力が低下
して機械的強度が低下するので、重量比で5:1〜1:5の範
囲に設定するのが好ましい。
上記マット状物の製造方法は、任意の方法が採用され
てよく、たとえば無機繊維及び熱可塑性樹脂繊維をカー
ドマシンに供給し、解繊及び混繊して綿状物を製造した
後ニードルパンチする方法があげられる。
てよく、たとえば無機繊維及び熱可塑性樹脂繊維をカー
ドマシンに供給し、解繊及び混繊して綿状物を製造した
後ニードルパンチする方法があげられる。
また、マット状物には上記熱可塑性樹脂よりなる有機
粉末が添加されてもよい。有機粉末は綿状物を製造する
際に添加されてもよいが、綿状物を製造した後に添加さ
れてもよい。有機粉末は乾燥粉末として使用してもよ
く、あるいは粉末の分散液やエマルジョンの状態で使用
してもよい。有機粉末の粒径は、粉末状態で添加される
場合には、50〜100メッシュが好ましく、貧溶媒に分散
された状態もしくはエマルジョンにして添加される場合
にはそれより小さくてもよい。また、綿状物には熱硬化
性樹脂繊維等の他の耐熱性繊維や粉末が配合されてもよ
い。
粉末が添加されてもよい。有機粉末は綿状物を製造する
際に添加されてもよいが、綿状物を製造した後に添加さ
れてもよい。有機粉末は乾燥粉末として使用してもよ
く、あるいは粉末の分散液やエマルジョンの状態で使用
してもよい。有機粉末の粒径は、粉末状態で添加される
場合には、50〜100メッシュが好ましく、貧溶媒に分散
された状態もしくはエマルジョンにして添加される場合
にはそれより小さくてもよい。また、綿状物には熱硬化
性樹脂繊維等の他の耐熱性繊維や粉末が配合されてもよ
い。
本発明では上記のマット状物は機械的強度を向上させ
るために、ニードルパンチが施されている。ニードルパ
ンチは綿状物の厚み方向に向かって多数箇所施されてい
るのが好ましく、このように、綿状物にニードルパンチ
を多数箇所施すことにより、マット状物内部の多数の無
機繊維が厚み方向へ配向し、その結果、該マット状物の
厚み方向に対する強度（圧縮強度）が格段に向上する。
ニードルパンチの処理程度は、目付量約400〜600g/m2の
綿状物において、針密度10〜150回/cm2、針深度５〜15m
mの範囲であることが好ましい。このようにして得られ
るマット状物の密度は大きくなると重くなり、小さくな
ると機械的強度が低下するので、0.01〜0.2g/cm3が好ま
しく、より好ましくは0.03〜0.10g/cm3である。
るために、ニードルパンチが施されている。ニードルパ
ンチは綿状物の厚み方向に向かって多数箇所施されてい
るのが好ましく、このように、綿状物にニードルパンチ
を多数箇所施すことにより、マット状物内部の多数の無
機繊維が厚み方向へ配向し、その結果、該マット状物の
厚み方向に対する強度（圧縮強度）が格段に向上する。
ニードルパンチの処理程度は、目付量約400〜600g/m2の
綿状物において、針密度10〜150回/cm2、針深度５〜15m
mの範囲であることが好ましい。このようにして得られ
るマット状物の密度は大きくなると重くなり、小さくな
ると機械的強度が低下するので、0.01〜0.2g/cm3が好ま
しく、より好ましくは0.03〜0.10g/cm3である。
本発明では、ニードルパンチで処理されたマット状物
の少なくとも片面に、解繊されている無機繊維と熱可塑
性樹脂よりなる層が設けられる。無機繊維と熱可塑性樹
脂よりなる層とをマット状物表面に設けるには、マット
状物の表面に無機繊維を積層し、その表面に熱可塑性樹
脂フィルムを積層してもよく、マット状物の表面に熱可
塑性樹脂フィルムを積層し、その表面に無機繊維を積層
してもよく、無機繊維と熱可塑性樹脂繊維又は熱可塑性
粉末との混合物をマット状物の表面に積層してもよく、
またマット状物の表面に無機繊維を含有する熱可塑性樹
脂フィルムを積層してもよい。
の少なくとも片面に、解繊されている無機繊維と熱可塑
性樹脂よりなる層が設けられる。無機繊維と熱可塑性樹
脂よりなる層とをマット状物表面に設けるには、マット
状物の表面に無機繊維を積層し、その表面に熱可塑性樹
脂フィルムを積層してもよく、マット状物の表面に熱可
塑性樹脂フィルムを積層し、その表面に無機繊維を積層
してもよく、無機繊維と熱可塑性樹脂繊維又は熱可塑性
粉末との混合物をマット状物の表面に積層してもよく、
またマット状物の表面に無機繊維を含有する熱可塑性樹
脂フィルムを積層してもよい。
無機繊維は、解繊されており、無配向状態となってい
る。無機繊維としては、たとえばガラス繊維、ロックウ
ール繊維等があげられ、無機繊維の長さは2mm〜100mm、
直径は２μｍ〜30μｍの範囲が好ましい。また、熱可塑
性樹脂としては、たとえばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、飽
和ポリエステル等の熱可塑性樹脂があげられる。
る。無機繊維としては、たとえばガラス繊維、ロックウ
ール繊維等があげられ、無機繊維の長さは2mm〜100mm、
直径は２μｍ〜30μｍの範囲が好ましい。また、熱可塑
性樹脂としては、たとえばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、飽
和ポリエステル等の熱可塑性樹脂があげられる。
又、熱可塑性樹脂フィルムを使用する際のフィルムの
厚さは10〜300μｍが好ましく、より好ましくは30〜250
μｍである。熱可塑性樹脂フィルムの厚さが厚くなり過
ぎると重くなり、薄くなり過ぎると機械的強度が低下す
る傾向にある。
厚さは10〜300μｍが好ましく、より好ましくは30〜250
μｍである。熱可塑性樹脂フィルムの厚さが厚くなり過
ぎると重くなり、薄くなり過ぎると機械的強度が低下す
る傾向にある。
また、有機繊維や有機粉末がマット状物の一部を構成
している場合には、その有機繊維や粉末により無機繊維
は相互に結着されるので、使用する熱可塑性樹脂フィル
ムの厚さを薄くすることもできる。また、その場合に
は、有機繊維および有機粉末の溶融温度と熱可塑性樹脂
フィルムの溶融温度が近いものを使用するのが好まし
い。
している場合には、その有機繊維や粉末により無機繊維
は相互に結着されるので、使用する熱可塑性樹脂フィル
ムの厚さを薄くすることもできる。また、その場合に
は、有機繊維および有機粉末の溶融温度と熱可塑性樹脂
フィルムの溶融温度が近いものを使用するのが好まし
い。
次に、上記マット状物の少なくとも片面に解繊されて
いる無機繊維と熱可塑性樹脂よりなる層が設けられてい
る積層体を、上記熱可塑性樹脂及び熱可塑性樹脂繊維の
融点以上の温度で加熱する。加熱は熱可塑性樹脂及び熱
可塑性樹脂繊維をそれぞれ溶融することにより、各熱可
塑性樹脂の溶融樹脂をマット状物及び無機繊維に含浸さ
せて該無機繊維とマット状物を形成する無機繊維を熱可
塑性樹脂を結着材として相互に結合させるものである。
上記加熱は、熱可塑性樹脂及び熱可塑性樹脂繊維の融点
より10℃〜70℃高い温度で１〜10分行うのが好ましい。
また、加熱方法は、任意の方法が採用されてよく、たと
えばオーブン中で上記積層体の全体を加熱する方法、遠
赤外線ヒーター、赤外線ヒーター等による輻射加熱方法
等があげられる。また、マット状物に有機繊維や有機粉
末が添加されている場合には、この加熱によって溶融
し、この溶融樹脂によって無機繊維は相互に結合され
る。
いる無機繊維と熱可塑性樹脂よりなる層が設けられてい
る積層体を、上記熱可塑性樹脂及び熱可塑性樹脂繊維の
融点以上の温度で加熱する。加熱は熱可塑性樹脂及び熱
可塑性樹脂繊維をそれぞれ溶融することにより、各熱可
塑性樹脂の溶融樹脂をマット状物及び無機繊維に含浸さ
せて該無機繊維とマット状物を形成する無機繊維を熱可
塑性樹脂を結着材として相互に結合させるものである。
上記加熱は、熱可塑性樹脂及び熱可塑性樹脂繊維の融点
より10℃〜70℃高い温度で１〜10分行うのが好ましい。
また、加熱方法は、任意の方法が採用されてよく、たと
えばオーブン中で上記積層体の全体を加熱する方法、遠
赤外線ヒーター、赤外線ヒーター等による輻射加熱方法
等があげられる。また、マット状物に有機繊維や有機粉
末が添加されている場合には、この加熱によって溶融
し、この溶融樹脂によって無機繊維は相互に結合され
る。
上記溶融樹脂をマット状物に効果的に含浸させ、無機
繊維相互の結合力を上げるために、溶融樹脂のマット状
物への含浸時に圧縮される。圧縮方法は任意の方法が採
用されてよく、たとえばプレス圧縮、ロール圧縮方法等
があげられる。プレスで圧縮する際の条件は、0.1〜50k
g/cm2が好ましく、より好ましくは0.2〜5kg/cm2であ
り、ロールで圧縮する際の一対のロール間距離はマット
状物の厚みの1/5〜1/20が好ましく、より好ましくは1/8
〜1/15である。圧縮時間は１〜30秒が好ましい。また、
圧縮する際に熱可塑性樹脂が冷却されて固化するとマッ
ト状物の厚みが回復しなくなり空隙率が低下するので、
プレス金型及びロールも所定温度に加熱されているのが
好ましい。溶融樹脂の含浸方法の一例をあげると、たと
えば上記積層体全体をテフロン製のキャリアシートに挟
み、このものを熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した後、
一対のロールを通して圧縮し、熱可塑性樹脂をマット状
物の内部へ溶融含浸させる方法があげられる。また、上
記キャリアシートで挟まれた積層体全体をプレス成形機
により圧縮してもよい。
繊維相互の結合力を上げるために、溶融樹脂のマット状
物への含浸時に圧縮される。圧縮方法は任意の方法が採
用されてよく、たとえばプレス圧縮、ロール圧縮方法等
があげられる。プレスで圧縮する際の条件は、0.1〜50k
g/cm2が好ましく、より好ましくは0.2〜5kg/cm2であ
り、ロールで圧縮する際の一対のロール間距離はマット
状物の厚みの1/5〜1/20が好ましく、より好ましくは1/8
〜1/15である。圧縮時間は１〜30秒が好ましい。また、
圧縮する際に熱可塑性樹脂が冷却されて固化するとマッ
ト状物の厚みが回復しなくなり空隙率が低下するので、
プレス金型及びロールも所定温度に加熱されているのが
好ましい。溶融樹脂の含浸方法の一例をあげると、たと
えば上記積層体全体をテフロン製のキャリアシートに挟
み、このものを熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した後、
一対のロールを通して圧縮し、熱可塑性樹脂をマット状
物の内部へ溶融含浸させる方法があげられる。また、上
記キャリアシートで挟まれた積層体全体をプレス成形機
により圧縮してもよい。
次いで、このようにして圧縮された樹脂含浸マット状
物は、空隙率を上げるために熱可塑性樹脂の融点以上の
温度に加熱された状態で圧縮が解除されてその厚みが回
復される。マット状物の厚みを回復するには、任意の方
法が採用されてよく、たとえば上記樹脂含浸マット状物
を樹脂の融点以上の温度条件下でほぼ無加圧化状態で所
定時間保持することにより、主に無機繊維の弾性復元力
によってマット状物の厚みを元の状態で回復させる。こ
の厚みの回復量は、上記圧縮前のマット状物の厚みの５
〜９割程度まで回復させるのが好ましく、通常マット状
物の嵩密度として0.05〜0.2g/cm2程度まで回復させるの
が望ましい。マット状物の厚みの回復量が不足する場合
は、次の方法によってマット状物の厚みを増大してもよ
い。すなわち、樹脂含浸マット状物を樹脂の融点以上の
温度で加熱すると共に、樹脂含浸マット状物の両側に厚
み拡張部材を配設し、溶融樹脂と厚み拡張部材とを接着
させた状態でマット状物の厚み方向外方へ厚み拡張部材
を移動させることにより、強制的に樹脂含浸マット状物
の厚みを増大させる方法である。
物は、空隙率を上げるために熱可塑性樹脂の融点以上の
温度に加熱された状態で圧縮が解除されてその厚みが回
復される。マット状物の厚みを回復するには、任意の方
法が採用されてよく、たとえば上記樹脂含浸マット状物
を樹脂の融点以上の温度条件下でほぼ無加圧化状態で所
定時間保持することにより、主に無機繊維の弾性復元力
によってマット状物の厚みを元の状態で回復させる。こ
の厚みの回復量は、上記圧縮前のマット状物の厚みの５
〜９割程度まで回復させるのが好ましく、通常マット状
物の嵩密度として0.05〜0.2g/cm2程度まで回復させるの
が望ましい。マット状物の厚みの回復量が不足する場合
は、次の方法によってマット状物の厚みを増大してもよ
い。すなわち、樹脂含浸マット状物を樹脂の融点以上の
温度で加熱すると共に、樹脂含浸マット状物の両側に厚
み拡張部材を配設し、溶融樹脂と厚み拡張部材とを接着
させた状態でマット状物の厚み方向外方へ厚み拡張部材
を移動させることにより、強制的に樹脂含浸マット状物
の厚みを増大させる方法である。
上記厚み拡張部材としては、溶融した樹脂には接着す
るが、冷却した樹脂には接着しないものがよく、たとえ
ばテフロンシート、テフロン被覆鉄板、ポリエステルフ
ィルム、アルミ板等を使用することができる。この厚み
拡張部材をマット状物の厚み方向外方へ移動させるに
は、たとえば真空吸着装置を厚み拡張部材に吸着させて
真空吸着装置を外方へ移動させることにより、行うこと
ができる。上記樹脂含浸マット状物の加熱に要する時間
は、一般には２秒〜５分行うのが好ましく、より好まし
くは５秒〜３分である。
るが、冷却した樹脂には接着しないものがよく、たとえ
ばテフロンシート、テフロン被覆鉄板、ポリエステルフ
ィルム、アルミ板等を使用することができる。この厚み
拡張部材をマット状物の厚み方向外方へ移動させるに
は、たとえば真空吸着装置を厚み拡張部材に吸着させて
真空吸着装置を外方へ移動させることにより、行うこと
ができる。上記樹脂含浸マット状物の加熱に要する時間
は、一般には２秒〜５分行うのが好ましく、より好まし
くは５秒〜３分である。
厚みが回復された樹脂含浸マット状物は、次に常温に
まで冷却されるのがよく、このようにして熱成形性複合
材料が得られる。冷却は常温に放置、あるいは冷風を吹
付けることによって行うことができる。
まで冷却されるのがよく、このようにして熱成形性複合
材料が得られる。冷却は常温に放置、あるいは冷風を吹
付けることによって行うことができる。
上記の各工程を経て得られた熱成形性複合材料は、熱
可塑性樹脂を結着材として、無数の無機繊維が相互に部
分的に結合され、全体にわたって無数の空隙を有するマ
ット状の成形体である。この熱成形性複合材料の嵩密度
は0.05〜0.2g/cm3が好ましい。
可塑性樹脂を結着材として、無数の無機繊維が相互に部
分的に結合され、全体にわたって無数の空隙を有するマ
ット状の成形体である。この熱成形性複合材料の嵩密度
は0.05〜0.2g/cm3が好ましい。
上記のように、マット状物にニードルパンチを施すこ
とにより、無機繊維をその厚み方向へ配向させること
で、得られる熱成形性複合材料の圧縮強度を向上するこ
とができる。ところが、このように、無機繊維を厚み方
向へ配向させた場合には、熱成形性複合材料の曲げ強度
が低下してしまう。つまり、ニードルパンチ処理によっ
てマット状物の厚み方向に配向する無機繊維の比率が増
えるために、相対的にマット状物の水平方向に配向する
無機繊維の比率が低下して、マット状物の曲げの際に作
用する水平方向の引っ張り強度が大きく低下するのであ
る。しかも、このマット状物の曲げ強度の低下は、ニー
ドルパンチ処理によって表面に形成された多数の針孔の
ため、熱成形性複合材料の表面層が脆くなることも原因
の一つと考えられる。
とにより、無機繊維をその厚み方向へ配向させること
で、得られる熱成形性複合材料の圧縮強度を向上するこ
とができる。ところが、このように、無機繊維を厚み方
向へ配向させた場合には、熱成形性複合材料の曲げ強度
が低下してしまう。つまり、ニードルパンチ処理によっ
てマット状物の厚み方向に配向する無機繊維の比率が増
えるために、相対的にマット状物の水平方向に配向する
無機繊維の比率が低下して、マット状物の曲げの際に作
用する水平方向の引っ張り強度が大きく低下するのであ
る。しかも、このマット状物の曲げ強度の低下は、ニー
ドルパンチ処理によって表面に形成された多数の針孔の
ため、熱成形性複合材料の表面層が脆くなることも原因
の一つと考えられる。
ところが、本発明では、ニードルパンチ処理したマッ
ト状物の表面に無機繊維が無配向状態で散布された無機
繊維層を設けた状態で、熱可塑性樹脂が含浸されている
ので、熱成形性複合材料の表面には無機繊維が無配向状
態で存在し、かつ無機繊維が熱可塑性樹脂で相互に結合
された表面層が形成されることになり、この表面層によ
ってマット状物の引っ張り強度が向上している。又、熱
成形性複合材料の内部には比較的圧縮に強い内部層が形
成され、表面部には引っ張りに強い表面層が形成されて
いるので、曲げ強度も向上している。
ト状物の表面に無機繊維が無配向状態で散布された無機
繊維層を設けた状態で、熱可塑性樹脂が含浸されている
ので、熱成形性複合材料の表面には無機繊維が無配向状
態で存在し、かつ無機繊維が熱可塑性樹脂で相互に結合
された表面層が形成されることになり、この表面層によ
ってマット状物の引っ張り強度が向上している。又、熱
成形性複合材料の内部には比較的圧縮に強い内部層が形
成され、表面部には引っ張りに強い表面層が形成されて
いるので、曲げ強度も向上している。
本発明により得られた熱成形性複合材料は、そのまま
で最終製品とすることができる。また、平板状の熱成形
性複合材料を作成し、これを再加熱して所定形状に賦形
成形することもできる。熱成形性複合材料をたとえば自
動車用天井材の芯材として使用するには、賦形成形の際
に、熱成形性複合材料の表面にポリエチレン発泡体、ポ
リプロピレン発泡体、ポリ塩化ビニル発泡体、ポリウレ
タン発泡体などの独立気泡又は連続気泡を有する発泡体
を介して、あるいは介せずに織布、不織布、塩化ビニル
レザーなどの化粧用表皮材を積層して一体的に賦形すれ
ばよい。
で最終製品とすることができる。また、平板状の熱成形
性複合材料を作成し、これを再加熱して所定形状に賦形
成形することもできる。熱成形性複合材料をたとえば自
動車用天井材の芯材として使用するには、賦形成形の際
に、熱成形性複合材料の表面にポリエチレン発泡体、ポ
リプロピレン発泡体、ポリ塩化ビニル発泡体、ポリウレ
タン発泡体などの独立気泡又は連続気泡を有する発泡体
を介して、あるいは介せずに織布、不織布、塩化ビニル
レザーなどの化粧用表皮材を積層して一体的に賦形すれ
ばよい。
（実施例） 以下に本発明を実施例及び比較例を挙げて説明する。
実施例１ ガラス繊維（直径９μｍ、長さ50mm）と、高密度ポリ
エチレン繊維（太さ６デニール、長さ２インチ、融点13
5℃）とを、重量比で2:1の割合でカードマシンに供給
し、解繊及び混繊して8g/cm2の帯状の綿状物を吐出さ
せ、この綿状物をコンベア上で、搬送方向に往復させて
連続して折り畳み25層に重ねた。これに1cm2当たり40箇
所の密度でニードルパンチを施し、200g/m2のマット状
物を得た。ニードル針は市販のフェルト針32番手を用い
た。
エチレン繊維（太さ６デニール、長さ２インチ、融点13
5℃）とを、重量比で2:1の割合でカードマシンに供給
し、解繊及び混繊して8g/cm2の帯状の綿状物を吐出さ
せ、この綿状物をコンベア上で、搬送方向に往復させて
連続して折り畳み25層に重ねた。これに1cm2当たり40箇
所の密度でニードルパンチを施し、200g/m2のマット状
物を得た。ニードル針は市販のフェルト針32番手を用い
た。
上記マット状物を２層に重ね、これに1cm2当たり、40
箇所の密度でニードルパンチを施し、400g/m2の積層体
を得た。ニードル針は上記と同じ市販のフェルト針32番
手を用いた。
箇所の密度でニードルパンチを施し、400g/m2の積層体
を得た。ニードル針は上記と同じ市販のフェルト針32番
手を用いた。
次に、上記マット状物の片表面に解繊したガラス繊維
（直径９μｍ、長さ50mm）を1m2当り100g無配向状態と
なるように散布し、散布されたガラス繊維上及びマット
状物の他面に厚さ約100μｍの高密度ポリエチレンフィ
ルム（融点135℃）を積層した。
（直径９μｍ、長さ50mm）を1m2当り100g無配向状態と
なるように散布し、散布されたガラス繊維上及びマット
状物の他面に厚さ約100μｍの高密度ポリエチレンフィ
ルム（融点135℃）を積層した。
この積層体を200℃のオーブンで３分間加熱し、これ
をテフロンシートに挟み、200℃のプレス機で50kg/cm2
の圧力で15秒間圧縮し厚みを減少させ、その後圧縮を解
除すると共にその温度で30秒間放置して厚みを増大さ
せ、取り出して空冷して厚さ7mmの平板状の熱成形性複
合材料を得た。
をテフロンシートに挟み、200℃のプレス機で50kg/cm2
の圧力で15秒間圧縮し厚みを減少させ、その後圧縮を解
除すると共にその温度で30秒間放置して厚みを増大さ
せ、取り出して空冷して厚さ7mmの平板状の熱成形性複
合材料を得た。
この熱成形性複合材料を200℃のオーブンで３分間加
熱した後、常温のプレス成形型に入れ、0.2kg/cm2の圧
力で30秒間圧縮して厚さ5mmの所望とする形状に賦形し
た。
熱した後、常温のプレス成形型に入れ、0.2kg/cm2の圧
力で30秒間圧縮して厚さ5mmの所望とする形状に賦形し
た。
得られた成形体を切断して、厚さ5mm、50mm×150mmの
長方形状の試料片を作成し、この試料片の曲げ強度をJI
S K7221に準拠して測定した。なお、曲げ荷重は無機繊
維層を設けた表面側から加えた。また、試験数（ｎ）は
４とし、その平均値で示した。結果を表１に示した。
長方形状の試料片を作成し、この試料片の曲げ強度をJI
S K7221に準拠して測定した。なお、曲げ荷重は無機繊
維層を設けた表面側から加えた。また、試験数（ｎ）は
４とし、その平均値で示した。結果を表１に示した。
実施例２ 実施例１において、解繊したガラス繊維をマット状物
表面に散布する代わりに、ガラス繊維（太さ２デニー
ル、長さ10mm）が40重量％含まれる高密度ポリエチレン
フィルム（融点135℃）を、マット状物の一方の面に積
層し、マット状物の他方の面にはガラス繊維が含まれて
いない厚さ約100μｍの高密度ポリエチレンフィルム
（融点135℃）を積層した以外は、実施例１と同じ条件
で成形して熱成形性複合材料を得、この熱成形性複合材
料から実施例１と同様の方法で各試験片を作成して、曲
げ強度を測定した。その結果を表１に示した。
表面に散布する代わりに、ガラス繊維（太さ２デニー
ル、長さ10mm）が40重量％含まれる高密度ポリエチレン
フィルム（融点135℃）を、マット状物の一方の面に積
層し、マット状物の他方の面にはガラス繊維が含まれて
いない厚さ約100μｍの高密度ポリエチレンフィルム
（融点135℃）を積層した以外は、実施例１と同じ条件
で成形して熱成形性複合材料を得、この熱成形性複合材
料から実施例１と同様の方法で各試験片を作成して、曲
げ強度を測定した。その結果を表１に示した。
比較例１ 実施例１において、解繊したガラス繊維をマット状物
表面に散布しない以外は、実施例１と同じ条件で成形し
て熱成形性複合材料を得、この熱成形性複合材料から実
施例１と同様の方法で各試験片を作成して、曲げ強度を
測定した。その結果を表１に示した。
表面に散布しない以外は、実施例１と同じ条件で成形し
て熱成形性複合材料を得、この熱成形性複合材料から実
施例１と同様の方法で各試験片を作成して、曲げ強度を
測定した。その結果を表１に示した。
表１の結果から、実施例１及び２のようにマット状物
の表面に無機繊維層を設けることにより、曲げ強度及び
曲げ弾性率が向上したことが確認された。
の表面に無機繊維層を設けることにより、曲げ強度及び
曲げ弾性率が向上したことが確認された。
（発明の効果） 本発明の熱成形性複合材料の構成は上述の通りなの
で、軽量であり、かつ剛性、耐熱性、吸音性、クッショ
ン性、及び熱賦形性に優れており、自動車用天井材の芯
材として好適に使用される。
で、軽量であり、かつ剛性、耐熱性、吸音性、クッショ
ン性、及び熱賦形性に優れており、自動車用天井材の芯
材として好適に使用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０４Ｈ 1/48 7310−4Ｆ Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｘ // Ｂ６０Ｒ 13/02
Claims (1)
- 【請求項１】無機繊維と熱可塑性樹脂繊維とを主な材料
とし、ニードルパンチが施されているマット状物の少な
くとも片面に解繊されている無機繊維と熱可塑性樹脂よ
りなる層を設け、上記熱可塑性樹脂繊維及び熱可塑性樹
脂の融点以上の温度で加熱すると共に圧縮し、次いで熱
可塑性樹脂繊維及び熱可塑性樹脂の融点以上の温度条件
下で圧縮力を解除して厚みを回復させることを特徴とす
る熱成形性複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63229639A JP2536908B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 熱成形性複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63229639A JP2536908B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 熱成形性複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0280652A JPH0280652A (ja) | 1990-03-20 |
| JP2536908B2 true JP2536908B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=16895352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63229639A Expired - Lifetime JP2536908B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 熱成形性複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2536908B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06226740A (ja) * | 1993-02-03 | 1994-08-16 | Sekisui Chem Co Ltd | 繊維複合体の製造方法 |
-
1988
- 1988-09-13 JP JP63229639A patent/JP2536908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0280652A (ja) | 1990-03-20 |
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Legal Events
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