JP3040229B2 - 自動車天井材用繊維複合体およびその製造方法 - Google Patents

自動車天井材用繊維複合体およびその製造方法

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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
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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
用いられる自動車天井材用繊維複合体およびその製造方
法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、成形性などの性能に優れた材料
が要求される。
【0003】従来より、この種の材料としては、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加熱
含浸せしめ、該熱可塑性樹脂で、互いに隣接している無
機繊維同士を接着固定したものである。
【0004】この繊維複合体から自動車天井材などの製
品を成形するには、熱可塑性樹脂の融点以上の温度に再
加熱し、所定の形状に賦形プレスした後、冷却すること
によって行っていた。
【0005】
【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、熱可塑性樹脂によって無機繊維が結着
されているので、成形時に熱可塑性樹脂を再加熱する
と、無機繊維の結着状態が大きく変化することとなって
しまう。すなわち、図2(a)に示すように、再加熱前
では熱可塑性樹脂aが無機繊維bの交差部分に広がるよ
うに付着して無機繊維b同士を結着しているが、成形時
に再加熱されると、熱可塑性樹脂aの粘度が低いため
に、図2(b)に示すように、熱可塑性樹脂aの大半が
無機繊維bから剥がれてしまうこととなる。
【0006】その結果、製品強度が不均一で部分的に強
度不足の製品が成形されることとなり、製品の取付作業
時や使用時に、その弱い部分が折れるなどの不都合が生
じることとなる。
【0007】本発明は、係る実情に鑑みてなされたもの
で、成形時の再加熱による無機繊維の結着状態の変化を
抑え、均一で良好な製品強度を得ることのできる自動車
天井材用繊維複合体およびその製造方法を提供すること
を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の自動車天井材用繊維複合体は、無機繊維が架
橋熱可塑性樹脂によって部分的に結着され、全体にわた
って多数の空隙を有する不織繊維マット状となされたも
のである。
【0009】また、上記課題を解決するための本発明の
自動車天井材用繊維複合体の製造方法は、無機繊維を主
体とする不織繊維マット状物に、過酸化物を含有する熱
可塑性樹脂フィルムを重ね合わせて積層体を形成する積
層工程と、この積層体を上記樹脂成分の溶融温度以上
で、かつ、過酸化物の分解温度未満の温度に予備加熱し
て樹脂成分を溶融させる予備加熱工程と、この溶融状態
で積層体を圧縮し、該樹脂成分を不織繊維マット状物に
含浸させるとともに、積層体を過酸化物の分解温度以上
に加熱して樹脂成分を架橋させる圧縮工程と、この樹脂
成分が溶融状態で積層体を拡開し、該積層体の厚みを増
大させる拡開工程とを順次行うものである。
【0010】本発明の自動車天井材用繊維複合体は、無
機繊維が架橋熱可塑性樹脂によって部分的に結着され、
全体にわたって多数の空隙を有する不織繊維マット状と
なされている。
【0011】上記無機繊維としては、たとえばガラス繊
維、ロックウールなどが挙げられ、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7〜20μ
mである。
【0012】また、上記熱可塑性樹脂としては、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
が挙げられる。
【0013】熱可塑性樹脂は架橋されているが、その架
橋方法は任意の方法が採用されてよく、過酸化物、シラ
ン化合物による化学架橋法、電子線架橋法等が挙げられ
る。
【0014】本発明の自動車天井材用繊維複合体の製造
方法は、任意の方法が採用しうるが、本発明の請求項2
の製造方法で製造されるのが好ましい。
【0015】本発明の請求項2の製造方法は、無機繊維
を主体とする不織繊維マット状物に、過酸化物を含有す
る熱可塑性樹脂フィルムを重ね合わせて積層体を形成す
る積層工程と、この積層体を上記樹脂成分の溶融温度以
上で、かつ、過酸化物の分解温度未満の温度に予備加熱
して樹脂成分を溶融させる予備加熱工程と、この溶融状
態で積層体を圧縮し、該樹脂成分を不織繊維マット状物
に含浸させるとともに、積層体を過酸化物の分解温度以
上に加熱して樹脂成分を架橋させる圧縮工程と、この樹
脂成分が溶融状態で積層体を拡開し、該積層体の厚みを
増大させる拡開工程とを順次行うことを特徴とするもの
である。
【0016】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、たとえば無機繊維をカードマシンに供
給し、解繊、混織しマット状物を製造する方法が挙げら
れる。
【0017】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、などの熱可塑性有機繊維が添加されていても
よい。
【0018】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ケ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。
【0019】積層工程では、上記マット状物の両側に過
酸化物を含んだ熱可塑性樹脂フィルムを積層する。
【0020】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
エステルなどが好適と考えられる。
【0021】また、過酸化物としては、比較的分解温度
の高く、化学的に安定なジアルキル系の液状の過酸化物
が好適である。具体的なものとしては、例えば、ジータ
ーシャリーブチルペルオキシド、2,5ジメチル−2,
5−ジターシャリーブチルペルオキシヘキシン3などが
挙げられる。
【0022】この熱可塑性樹脂フィルムに過酸化物を含
浸させる方法としては、例えば、液状過酸化物を高濃度
に含有した処理剤を塗工しながらフィルムを巻取り保管
する方法が挙げられる。この方法により過酸化物は未分
解の状態でフィルム中に溶解されることになる。含有量
としては樹脂100重量部に対して0.1重量部から1
重量部までが好適な範囲である。液状の過酸化物を熱可
塑性樹脂フィルムに溶解しておき、後のプレス含浸の際
に架橋を行わせればよい。
【0023】予備加熱工程では、熱可塑性樹脂フィルム
に含まれている過酸化物が反応して樹脂の粘度が高くな
らないように注意する必要がある。樹脂粘度が高くなり
過ぎるとマット状物中への樹脂の含浸が不可能となる。
【0024】圧縮工程では、プレスまたはロールによ
り、フィルム樹脂をマット状物中へ含浸させる。プレス
圧力は0.1〜20Kg/cm2 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5%〜20%に設定するのが好まし
い。また、この圧縮する際に、過酸化物の反応温度以上
の温度に加熱する。これにより、マット状物中に含浸さ
れた樹脂は、架橋反応を起こし、著しく粘度が上がり、
架橋熱可塑性樹脂となって無機繊維を結着することとな
る。
【0025】この圧縮工程の後、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含浸した高粘度
の樹脂に結合されているので材料厚みは十分には回復し
ない。そこで上下から真空吸引を行うなどの拡開工程を
経るのが好ましい。こうして、無機繊維が架橋熱可塑性
樹脂によって部分的に結着され、全体にわたって多数の
空隙を有する不織繊維マット状となされた自動車天井材
用繊維複合体が得られる。
【0026】このようにして製造される自動車天井材用
繊維複合体を賦形するには、樹脂成分である架橋熱可塑
性樹脂の溶融温度以上の温度に再加熱し、プレスなどの
圧縮成形を行えばよい。圧縮成形の際に塩化ビニルレザ
ー、不織布などの化粧用表皮材を積層して賦形すればよ
い。
【0027】
【作用】請求項1記載の本発明によると、架橋した架橋
熱可塑性樹脂によって無機繊維が結着されているので、
成形時に架橋熱可塑性樹脂を再加熱すると、図1に示す
ように、再加熱前と変わりなく、架橋熱可塑性樹脂1が
無機繊維2の交差部分に広がるように結着した状態が維
持されることとなる。
【0028】また、請求項2記載の本発明によると、マ
ット状物中に架橋熱可塑性樹脂を含浸させた請求項1記
載の自動車天井材用繊維複合体が得られる。
【0029】
【実施例】以下、本発明に係る実施例と、この比較対照
となる比較例とを示し、本発明について優れている所以
を明らかにする。
【0030】
【実施例1】(マット状物の調製) 長さ10〜100mm(平均50mm),直径9〜13
μm(平均10μm)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450g/m2 のマット状物を得た。 (熱可塑性樹脂フィルムの調製) 厚み130μmでMI5の高密度ポリエチレンフィルム
に、熱可塑性ポリウレタン20重量部、ジーターシャリ
ーブチルペルオキシド(1分間半減期186℃)10重
量部、メチルエチルケトン30重量部およびジクロロメ
タン40重量部よりなる処理剤を約3μmの厚みで塗工
して巻き取り、3日間保存し、過酸化物の含有された熱
可塑性樹脂フィルムを得た。 (自動車天井材用繊維複合体の製造) 上記マット状物の両面に、上記熱可塑性樹脂フィルムを
積層した後、全体をテフロンシートの間に挟み、140
℃のオーブン中でおよそ3分間加熱した。ついで、21
0℃に加熱されたプレスを用いて4kg/cm2 の圧力
で、6秒間圧縮し、フィルム樹脂のマット状物内部への
含浸、および架橋を行わせた。そして、材料温度を15
0℃以上に保った状態で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、自動車
天井材用繊維複合体を得た。 (性能評価) このようにして得られた自動車天井材用繊維複合体を再
度材料温度が200℃になるまで、赤外線加熱器を用い
て加熱した後、4mmのスペーサーをセットしたプレス
で冷間プレスして厚みが約4mmの試験サンプルを得
た。
【0031】得られたサンプルの重量の異なる部分から
試料を5個取り、曲げ強度と曲げ弾性率(JIS K
7221)を測定した。曲げ強度は53kg/cm2
曲げ弾性率は6500kg/cm2 であった。また表面
付近の樹脂を切取りそのゲル分率(キシレン不溶解分)
を測定したところ、20重量%であった。
【0032】
【比較例1】実施例1において、高密度ポリエチレンフ
ィルムに処理剤を塗工しなかったこと以外は実施例1と
同様である。以下、同様にして性能評価を行ったとこ
ろ、曲げ強度は31kg/cm2 、曲げ弾性率は480
0kg/cm2 、ゲル分率は0重量%であった。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1記載の本発
明によると、成形時に再加熱しても、再加熱前と変わり
なく、架橋熱可塑性樹脂が無機繊維の交差部分に広がる
ように結着した状態を維持することができるので、結着
状態の変化による強度の低下を防止し、均一で良好な強
度を有する自動車天井材用繊維複合体を得ることができ
る。
【0034】また、請求項2記載の本発明によると、
ット状物中に架橋熱可塑性樹脂が含浸された、成形時の
再加熱による無機繊維の結着状態の変化の少ない自動車
天井材用繊維複合体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動車天井材用繊維複合体の成形前と成形後の
架橋熱可塑性樹脂による無機繊維の結着状態を示す部分
拡大図である。
【図2】従来の繊維複合体の成形前と成形後の熱可塑性
樹脂による無機繊維の結着状態を示す部分拡大図であ
る。
【符号の説明】
1 架橋熱可塑性樹脂 2 無機繊維

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機繊維が架橋熱可塑性樹脂によって部
    分的に結着され、全体にわたって多数の空隙を有する不
    織繊維マット状となされたことを特徴とする自動車天井
    材用繊維複合体。
  2. 【請求項2】無機繊維を主体とする不織繊維マット状物
    に、過酸化物を含有する熱可塑性樹脂フィルムを重ね合
    わせて積層体を形成する積層工程と、この積層体を上記
    樹脂成分の溶融温度以上で、かつ、過酸化物の分解温度
    未満の温度に予備加熱して樹脂成分を溶融させる予備加
    熱工程と、この溶融状態で積層体を圧縮し、該樹脂成分
    を不織繊維マット状物に含浸させるとともに、積層体を
    過酸化物の分解温度以上に加熱して樹脂成分を架橋させ
    る圧縮工程と、この樹脂成分が溶融状態で積層体を拡開
    し、該積層体の厚みを増大させる拡開工程とを順次行う
    ことを特徴とする自動車天井材用繊維複合体の製造方
    法。
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