JP2907567B2 - 繊維複合体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用天井材として
好適に用いられる繊維複合体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用天井材には、軽量で、
剛性、耐熱性、吸音性、成形性等の性能に優れた材料が
要求される。

【０００３】従来より、この種の自動車用天井材として
は、例えば特開平１−１５６５６２号公報にみられるよ
うな繊維複合体が知られている。すなわち、この繊維複
合体は、無機繊維を主体とするマット状物中に、熱可塑
性樹脂を含浸せしめ、互いに隣接している無機繊維同士
を接着固定することにより強度を発現したもので、該繊
維複合体の両表面には、内部の空隙に連通する多数の細
孔を形成し、該繊維複合体の両表面部は、内部よりも熱
可塑性樹脂を密に分布し、かつ空隙率を低くしたもので
ある。通常、ここで用いられるマット状物は、製品の厚
み方向の強度を発現させるため、ニードルパンチング処
理により厚み方向に多数、繊維を配向させていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の繊
維複合体の場合、次のような不都合を生じることとな
る。すなわち、繊維複合体の両表面部の熱可塑性樹脂を
密に分布し、かつ空隙率を低くしているものの、ニード
ルパンチング処理により厚み方向に多数、繊維を配向さ
せているため、該マット状物表面には、ニードルパンチ
ング処理に起因する多数の孔が生じるとともに、厚み方
向に多数の繊維が配向することとなる。その結果、表面
の水平方向の縦弾性率を低下させることとなり、製品の
曲げ強度の低下を招くといった不都合を生じることとな
る。そのため、このような繊維複合体を自動車用天井材
として用いる場合、慎重に取り付け作業を行わなければ
ならなかった。

【０００５】本発明は、係る実情に鑑みてなされたもの
で、曲げ物性に優れた繊維複合体を提供することを目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の繊維複合体は、
３次元方向に配向した無機繊維を主体とするマット状物
が、熱可塑性樹脂によって部分的に結着され、全体に渡
って多数の空隙を有する状態となされたものであって、
前記マット状物の表面のうち少なくとも片面に、該表面
に沿って配向するようになされた複数の環状体が突出さ
れ、この環状体が表面に沿って配向された状態で結着さ
れたものである。

【０００７】マット状物は、無機繊維を主体とするもの
で、５〜１０ｍｍ程度の厚みに形成される。このマット
状物に用いられる無機繊維としては、たとえばガラス繊
維、ロックウール等があげられ、その長さはマット状物
の形成性の点から５〜２００ｍｍが好ましく５０ｍｍ以
上のものが７０％（ｗ／ｗ）以上含まれているのがより
好ましい。又、その太さは細くなると機械的強度が低下
し、太くなると重くなって、かさ密度が大きくなるので
５〜３０μｍが好ましく、より好ましくは７〜２０μｍ
である。

【０００８】この無機繊維をマット状に形成する製造方
法としては、任意の方法が採用されてよく、たとえば無
機繊維をカードマシンに供給し、解繊、混織してマット
状物を製造する方法が挙げられる。

【０００９】また、無機繊維を接着するためやマット状
物のかさ密度をさげるために、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロ
ニトリル、等の熱可塑性有機繊維が添加されてもよい。

【００１０】さらに、マット状物の強度をあげるために
ニードルパンチを施すことが好ましく、そのパンチ密度
は１ｃｍ² 当り１０〜１００ヶ所行われるのが好まし
い。このニードルパンチング処理は無機繊維を絡めてマ
ット状物の取扱いを容易にすることの他に無機繊維をマ
ット状物の厚み方向に多数配向させることにより製品の
圧縮強度を上げるために行われる。

【００１１】環状体は、上記マット状物の表面に沿って
配向可能な程度の長さで、該表面の全体に渡って突出さ
せる。この環状体の形成方法としては、図１ないし図３
に示すように、上記マット状物１に、再度ニードルパン
チング処理を施すことによって得られる。すなわち、こ
のニードルパンチング処理は、マット状物１の内部を貫
通し、その表面からフェルト針２を突出させ、このフェ
ルト針２によってマット状物１の内部の無機繊維を環状
体１０として突出させるものである。そのパンチ密度
は、１ｃｍ² 当り１〜５ヶ所行うことが望ましい。また
突き抜け深さは、フェルト針２のバーブがマット状物か
ら１〜４ｃｍ突き抜ける範囲が好ましい。また使用する
フェルト針２は、突出させる環状体１０の数が多くな
り、また突出した後の環状体１０が環状の形態を持つよ
うに、針先端がフォーク形状のものが好ましい。このよ
うにして突出させた環状体１０はロール等により好まし
い方向、通常自動車の車長方向に相当する方向に配向さ
せるのが好ましい。この時、突出した環状体１０が環状
形態を保持していると配向方向以外たとえば繊維配向と
直角方向に対しても曲げ強度の向上が得られることとな
る。

【００１２】なお、上記した二つのニードルパンチング
処理工程、すなわちマット状物１の無機繊維を厚み方向
に配向させるために行われるニードルパンチング処理と
環状体１０を形成するために行われるニードルパンチン
グ処理とは、同時に行ってもよい。すなわち最初のニー
ドルパンチング処理工程においてニードルロッカーに針
先端がフォーク形状を持ったフェルト針を等間隔に少量
セットしておけばよい。

【００１３】また、環状体は、マット状物の片面だけに
限定するものではなく、両面に形成してもよい。

【００１４】このようになるマット状物の両面には、熱
可塑性樹脂フィルムを積層し、その後、該熱可塑性樹脂
の溶融温度以上の温度に加熱して熱可塑性樹脂を溶融せ
しめた状態で圧縮する。

【００１５】この時、使用される熱可塑性樹脂フィルム
としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミ
ド、ポリエステル等が好適と考えられる。

【００１６】上記加熱方法は任意の方法が採用されてよ
く、たとえば、熱風加熱方法、赤外線ヒーターなどによ
る輻射加熱方法等が上げられる。

【００１７】また、圧縮方法にも任意の方法が採用され
てよく、たとえばプレスする方法、ロールで圧縮する方
法等が挙げられる。プレス圧力は０．１〜２０Ｋｇ／ｃ
ｍ² であって圧縮時間は１〜１０秒あればよい。また、
ロールで圧縮する際にはロール間を材料厚みの８０％〜
５％に設定するのが好ましい。プレス、ロールともに圧
縮する際には熱可塑性樹脂の溶融温度以上の温度に加熱
されているのが好ましい。

【００１８】本発明においては圧縮された後、該積層体
は解圧され、熱可塑性樹脂が溶融した状態で、拡開し、
材料の厚みが増大される。

【００１９】加圧圧縮されると溶融した熱可塑性樹脂は
無機繊維中に含浸される。次に解圧すると材料は元の厚
さに回復しようとするが無機繊維は一度押しつぶされて
いるので十分に回復しない。そこで上下から真空吸引を
行う等の拡開工程を経るのが好ましい。

【００２０】本発明の製造方法で得られた繊維複合体を
賦形するには樹脂成分の溶融温度以上の温度に再加熱
し、プレス等の圧縮成形を行えばよく、たとえば自動車
用天井材として使用するには圧縮成形の際に塩化ビニル
レザー、不織布等の化粧用表皮材を積層して賦形すれば
よい。

【００２１】

【作用】本発明の繊維複合体は、マット状物の表面のう
ち少なくとも片面に、該表面に沿って配向するようにな
された複数の環状体を突出し、この環状体が表面に沿っ
て配向された状態で結着されている。この際、環状体
は、環状となされているので、この環状体を配向させた
特定の面方向だけでなく、面方向全体に対して繊維が配
向することとなる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。

【００２３】

【実施例１】長さ１０〜１００ｍｍ，直径９〜１３μｍ
のガラス繊維と長さ５０ｍｍ，直径３０μｍの高密度ポ
リエチレン繊維を重量比２：１の割合でカードマシンに
供給し、混織してマット状物にし、１ｃｍ² 当り９０箇
所のニードルパンチを行って厚さ７ｍｍ、重さ６００ｇ
／ｍ² のマット状物を得た。

【００２４】次いでフォーク状フェルト針（ＦＰＫ１４
−１９，オルガン針株式会社製）を５ｍｍ間隔で碁盤目
状にニードルロッカーにセットし、該マット状物を針先
端が３ｃｍ突き抜ける深さまで圧縮速度５０ｍｍ／ｍｉ
ｎのスピードで圧縮して環状体をマット状物表面に突出
させた。そして、突出した環状体は、ブラシで１方向に
配向させた。

【００２５】次に、マット状物の両面に厚さ約１００μ
ｍで、ＭＩ５の高密度ポリエチレンフィルムを積層した
後、全体をテフロンシートの間に挟み、２００度Ｃで３
分間加熱し、３Ｋｇ／ｃｍ² の圧力で、２００度Ｃに加
熱してプレスで圧縮し、次に２００度Ｃに保ってテフロ
ンシートを両側から真空吸引して５ｍｍまで拡開した
後、全体を冷却した。

【００２６】得られた繊維複合体から５０ｍｍ×１５０
ｍｍのサイズの曲げ試験片を切取り、ブラシで配向させ
た方向及びその直角方向に対して曲げ強度と曲げ弾性率
を測定した。結果を表１に示す。

【００２７】

【比較例１】実施例１においてフォーク状でないフェル
ト針（ＦＰＤ１−２５，オルガン針株式会社製）を用い
ることの他は実施例１と同様である。この場合、突出し
た環状体は環状形態をなさずに直状となる。

【００２８】得られた繊維複合体から５０ｍｍ×１５０
ｍｍのサイズの曲げ試験片を切取り、ブラシで配向させ
た方向及びその直角方向に対して曲げ強度と曲げ弾性率
を測定した。結果を表１に示す。

【００２９】

【比較例２】実施例１において再度ニードルパンチング
処理をしないこと以外は実施例１と同様である。

【００３０】得られた繊維複合体から５０ｍｍ×１５０
ｍｍのサイズの曲げ試験片を切取り、ブラシで配向させ
た方向及びその直角方向に対して曲げ強度と曲げ弾性率
を測定した。結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によると、環
状体を配向させた特定の面方向だけでなく、面方向全体
に対して繊維が配向することとなるので、繊維複合体の
曲げ物性が、環状体を配向させた特定の面方向だけでな
く、面方向全体に対して大きく向上することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マット状物に環状体を形成するためのニードル
パンチング処理を説明するための断面図である。

【図２】マット状物に形成された環状体を面方向に配向
させる前の状態を示す断面図である。

【図３】マット状物に形成された環状体を面方向に配向
させた状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ マット状物 １０ 環状体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元方向に配向した無機繊維を主体と
   するマット状物が、熱可塑性樹脂によって部分的に結着
   され、全体に渡って多数の空隙を有する状態となされた
   ものであって、前記マット状物の表面のうち少なくとも
   片面に、該表面に沿って配向するようになされた複数の
   環状体が突出され、この環状体が表面に沿って配向され
   た状態で結着されたことを特徴とする繊維複合体。