JP3624974B2

JP3624974B2 - 繊維強化熱可塑性樹脂複合シート

Info

Publication number: JP3624974B2
Application number: JP26529295A
Authority: JP
Inventors: 章夫小野寺; 昌彦横北; 徹渡辺; 繁宏松野
Original assignee: Ube-Nitto Kasei Co Ltd
Current assignee: Ube-Nitto Kasei Co Ltd
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2015-10-13
Also published as: JPH09109308A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築内装材、自動車部品、通い箱などの梱包資材、家具、建具、養生シートなどの板材等に用いて好適な繊維強化熱可塑性樹脂複合シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ハードボード、あるいは硬質繊維板と言われている合成板材は、木材を機械的にほぐして繊維化し、抄紙法により板状に加工したものであり、その用途としては、建築内装材、自動車部品、通い箱などの梱包資材、家具、建具等の広範な用途がある。
【０００３】
また、建築現場での資材・機材等の運搬や、事務所移転等の引越時における資材・機材の運搬には、建物や床あるいは機材自体の傷付き防止のため、薄ベニア合板あるいは合成樹脂製シート等の養生シートを床面に敷設し、その上面に機材を設置したり、上面を滑らせて移動させている。
【０００４】
しかしながら、前記合成板材、あるいは養生シートにあっては、次に述べる欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、合成板材は、耐水性が十分でなく水と接触することにより、吸水し、強度低下するため、屋外などの場所での使用が制限され、耐水塗装などの耐水性向上のための処理を施す必要があり、さらには曲げ加工がしにくいなどの加工上の制限がある。従って例えば通い箱のように、繰返し用いられる自動車部品などのコンテナ輸送用の梱包容器などの用途には不向きであった。
【０００６】
また、養生シートに用いられる薄ベニア合板は、使用時に木屑が発生したり、耐水性に劣るため、汚れやすいし、繰り返し使用に耐えることが難しい。一方、合成樹脂シートでは、強度および剛性が不十分であるため、本来の目的である緩衝機能を充分に発揮することができない。緩衝機能を向上させるためにはシート厚さを増すことが行われるが、板材としての容積が増して、作業現場での施工性が低下し、また値段も高価になる。
【０００７】
なお、これらの欠点を改善するものとして近年、強度および剛性を向上したスタンパブルシートと称する繊維強化熱可塑性樹脂シートが養生シートとして使用されている。該シートは、ガラス繊維製マットに熱可塑性樹脂（一般にはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂）を含浸ラミネートしたものであるが、ガラス繊維を補強材とした高強度品であるため、次の問題がある。
【０００８】
（１）シート端縁にガラス繊維が露出し、この突出部分が肌に突き刺さってチクチクした触感を有する。
（２）施工現場での切断、打ち抜き等の二次加工が容易でない。（３）使用済み品を焼却処分した場合、ガラス繊維の残滓が大量に出るため、廃棄処分方法が限定される。
【０００９】
本発明は、以上の問題を解決するものであって、高強度にして、耐水性、取り扱い性、および加工性に優れ、更に使用済みの廃棄処分を容易に行えるようにした、建築内装材、自動車部品、通い箱などの梱包資材、家具、建具、養生シートなどに用いて好適な繊維強化熱可塑性樹脂複合樹脂シートを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のうち請求項１記載の発明は、複数層の麻製の平織りクロスを強化材として、該平織りクロスに熱可塑性樹脂を含浸ラミネートする際に、表面が凹凸形状となった型面を用いて表面エンボス模様を形成してから、熱ロールを通した溝加工によってヒンジ溝が形成され、該ヒンジ溝を介して折畳み展開可能であることを特徴とする。これによって、端縁の突出部分が肌に突き刺さることがなく、また切断、打ち抜き、曲げ加工等の二次加工が容易である。シート厚みは積層枚数に対応して設定でき、少ない樹脂量によって、厚みおよび必要とする耐衝撃性、引き裂き強度、曲げ剛性を確保することが出来、また、合成板材やベニア製に比べて耐水性がある。また、廃棄処分をする際に焼却による残滓も生じない。
【００１１】
本発明のうち請求項２記載の発明は、前記熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂であることにより、製造時に要する熱エネルギーを低減することができるので、製造時間を低減することができるとともに、製造コストをも低減することができ、材料自体が比較的安価であることと相俟って経済性がよい。
【００１２】
前記発明において、前記複合シートの表面に凹凸加工が施されていることによって、凹凸が滑り止めとして機能するほか、麻の質感や風合いを創出できる。
【００１３】
前記発明において、前記複合シートには、熱ロールを通した溝加工によってヒンジ溝が形成され、該ヒンジ溝を介して折畳み展開可能であることにより、折畳み可能な梱包用板材料としての使用が可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１において、符号１は麻の平織りクロスを示し、本図ではこの平織りクロス１が６枚積層されており、熱可塑性樹脂２により溶融含浸され、表面が樹脂２によって平滑化された複合シートに成形されている。
【００１５】
各平織りクロス１は、一般にカーペットのバッキングクロスや、ヘッシャンクロスとして用いられるもので、経糸１ａおよび緯糸１ｂを直交して平織り状に織り込んだ天然繊維素材である。
【００１６】
樹脂２は、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、あるいは強度向上のために、これらをマレイン酸、イタコン酸などの有機酸により変性させた変性ポリオレフインが掲げられるほか、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の熱可塑性樹脂素材等も用いることが出来る。
【００１７】
以上の複合シートの製造方法としては、複数層重ねたクロスを長手方向に沿って引き出しつつ、クロス間に樹脂シートを溶融押出して積層するとともに、この積層体をプレス成型機に連続供給し、加熱加圧によって一体に含浸させた後、冷却することによって、クロスの積層枚数に応じた厚みの複合シートが得られることになる。
【００１８】
図２は、以上の複合シートの表裏面にエンボス加工によって凹凸３を形成した場合を示すもので、この凹凸３はプレス成型機の金型表面に形成されたエンボス模様に応じて任意に形成できる。この凹凸３は表面の滑り止めとして機能するほか、外方から見える平織りクロス１の平織り模様形状に加え、凹凸により、クロスの質感や、風合いを創出する。勿論、用途に応じて両面でなく片面のみ凹凸３を形成し、他面を平滑面とすることも可能である。
【００１９】
さらには、この複合シートの表裏面の一部にヒンジ溝を形成することによって、このヒンジ溝を支点として折畳み展開が可能となる。
【００２０】
次に以上の構造の複合シートの具体的製造方法の実施例を説明する。
【００２１】
実施例１
カーペットバッキングクロス５．５オンスタイプ（株式会社テザック製：目付量１８５ｇ／ｍ ^２）を予め、６枚積層したものを上下に分離して長尺方向に走行させながら引き出した。このクロス積層面間に、ポリプロピレン樹脂（宇部興産株式会社製：Ｊ３１２ＨＡ）を押出機のＴ形ダイスから押出量１６６５ｇ／ｍ ^２でシート状に溶融押出して積層させた。その後この積層シートを加熱・加圧後冷却機能を有するダブルスチールベルトプレスに連続的に通し、麻クロスにポリプロピレン樹脂を溶融含浸させた厚さ約２．５ｍｍの繊維強化複合シートを得た。この複合シートの繊維含有量は、４０重量％である。
【００２２】
実施例２
ダブルスチールベルトプレスでの樹脂含浸作業時において、ポリプロピレン樹脂製オーバレイフィルム（４５ｇ／ｍ^２）を追加積層して、厚さを２．７ｍｍとした以外は実施例１と同様の繊維強化複合シートを得た。
【００２３】
実施例３
ダブルスチールベルトプレスでの樹脂含浸作業時において、表面が凹凸形状となったテフロンコーティングシートをスチールベルトに貼り合わせて型面とした以外は実施例１と同様にして、深さ約０．１ｍｍ、ピッチ１．５ｍｍの表面エンボス模様の複合シートを得た。
【００２４】
次に、以上の実施例１〜３で得られた複合シートの物性値と、比較例１として、従来の養生シートとして知られているポリプロピレン樹脂単独シート（厚さ２．５ｍｍ）、比較例２として薄ベニア板（厚さ２．５ｍｍ）の物性値を比較測定したところ、以下の表１に示す結果が得られた。
【００２５】
【表１】

以上の表１に示す結果からも明らかなように、本発明の実施例１〜３の複合シートは、比較例１，２に比べて若干比重の増加があるものの、引っ張り強度、曲げ弾性率、衝撃強度の何れにおいても勝り、しかも、後述するように耐水性があるため、機材運搬用の養生シートとして好適な性能を有することが確認された。
【００２６】
次に、実施例１で得られた複合シートの物性値と、比較例３として板厚２．０ｍｍ（三井木材株式会社製：三井ボードＳ）の物性値を比較測定したところ、以下の表２に示す結果が得られた。
【００２７】
【表２】

なお、パンクチャー面衝撃試験方法とは、東洋精機（株）製、Ｔ．Ｍ．Ｉ．ＰｕｎｃｔｕｒｅＴｅｓｔｅｒを用いて、高さ２５．４ｍｍの鋼製直角三角錐が板状試料を突破るのに必要なエネルギー量を測定するものである。
【００２８】
以上の表２のアイゾット衝撃試験結果及びパンクチャー面衝撃試験結果より、本発明の複合シートは、市販のハードボードよりも約２倍の衝撃強度を有することが明らかとなり、これにより本発明品は、一般建築の内装材、自動車部品等の梱包材、その他木工材料として好適であることが確認された。
【００２９】
実施例４
カーペットヘッシャンクロス＃６（株式会社テザック製：目付量３００ｇ／ｍ ^２）を予め、２枚を上下に分離して長尺方向に走行させながら引き出した。このクロス間に、ポリプロピレン樹脂（宇部興産株式会社製：Ｊ３１２ＨＡ）を押出機のＴ形ダイスから押出量９４０ｇ／ｍ ^２でシート状に溶融押出して積層させると同時に、このクロス上下面にポリプロピレン製オーバレイフィルム（２３０ｇ／ｍ^２）を積層させた。その後この積層シートを加熱・加圧後冷却機能を有するダブルスチールベルトプレスに連続的に通し、麻クロスにポリプロピレン樹脂を溶融含浸させた厚さ約２．０ｍｍの繊維強化複合シートを得た。この複合シートの繊維含有量は、３０重量％である。
【００３０】
次に、この実施例４の複合シートから得られた板状材料と比較例３の板状材料とを水中に２４時間強制的に浸漬させた後の物性値を比較測定したところ、以下の表３に示す結果が得られた。
【００３１】
【表３】

ここで、厚さ方向膨張率とは、水中浸漬前の厚さをＨ０、水中浸漬２４時間後の厚さをＨ１としたときに、次式により得られた寸法増加率（Ａ）をいう。
【００３２】
Ａ＝（Ｈ１ −Ｈ０）／Ｈ０ ×１００
以上の表３に示す結果により、本発明品は吸水時の物性低下がほとんどなく、市販のハードボードと比較して明らかに耐水性に優れていることが判明した。特に厚さ方向膨張率は、ハードボードの約１／４０であり、通常の合板（膨張率２〜８％）よりさらに吸水時の寸法安定性に優れていることが判明した。またこれにより、屋外での使用制限や、耐水塗装処理などを施すことなく使用が可能であることが判明した。
【００３３】
実施例５（繰返し曲げ試験）
次に、実施例３で得られた複合シートが、ヒンジ材料としての使用が可能である否かの評価のために、実施例３で得られた板状試料を次の手順により繰返し曲げ試験を実施した。
【００３４】
（１）試験体作成方法
幅１２５ｍｍ×長さ１６０ｍｍの試験体において、長さ方向の中央部分に歯幅３ｍｍ、曲率Ｒ＝０．９ｍｍの熱ロール（加熱温度１４０℃）を通して溝加工をした（熱罫線加工とも言う）。
【００３５】
（２）繰返し曲げ試験方法
デマチア式屈曲亀裂試験機（東洋精機製、ＪＩＳＫ６３１準拠）に（１）の試験体をセットして溝加工部分を支点として、繰返し速度３００回／分で屈曲部分が破壊するまで曲げ動作繰返した。
【００３６】
（３）試験結果
試験数Ｎ＝４回とも、繰返し２０万回までは破壊は認められなかった。この繰返し回数は、ヒンジ特性に優れたポリプロピレン樹脂単品と同等であり、折畳み可能な梱包用板材料として十分に使用が可能であることを確認した。
【００３７】
【発明の効果】
以上各実施例によって詳細に説明したように、本発明にかかる繊維強化熱可塑性樹脂複合シートにあっては、強化材として、しなやかな天然繊維である麻（ジュート）を用いているので、従来のガラス繊維を強化材として用いたものに比べて、端縁の突出部分が肌に突き刺さることがなく、取り扱い性に優れている。また切断、打ち抜き等の二次加工が容易である。シート厚みは積層枚数に対応して設定でき、少ない樹脂量によって、厚みおよび必要とする耐衝撃性、引き裂き強度、曲げ剛性を確保することが出来るため、従来の合成樹脂単体からなるシート材料に比べて安価に提供できる利点がある。
【００３８】
また、合成板材やベニア製に比べて耐水性に優れ、繰り返し使用に耐えることが出来る。さらに、廃棄に際しては、焼却による残滓も生じないため、廃棄処分に制限を受けることがない利点がある。
【００３９】
本発明のうち請求項２記載の発明では、製造時に要する熱エネルギを低減することができるので、製造時間を低減することができるとともに、製造コストをも低減することができ、材料自体が比較的安価であることと相俟って経済性がよい。
【００４０】
本発明のうち請求項３の発明では、凹凸が滑り止めとして機能するほか、麻の質感や風合いを創出できる。
【００４１】
本発明のうち請求項４の発明では、折畳み式の製品一般に適用できる。
【００４２】
したがって本発明の複合シートにあっては、建築内装材、自動車部品、通い箱などの梱包資材、家具、建具、資材，機材運搬用の養生シートなどの広範な用途に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる複合シートの断面図である。
【図２】同複合シートにおいて表裏面に凹凸を形成した例を示す断面図である。
【符号の説明】
１麻の平織りクロス
２熱可塑性樹脂
３凹凸

Claims

複数層の麻製の平織りクロスを強化材として、該平織りクロスに熱可塑性樹脂を含浸ラミネートする際に、表面が凹凸形状となった型面を用いて表面エンボス模様を形成してから、熱ロールを通した溝加工によってヒンジ溝が形成され、該ヒンジ溝を介して折畳み展開可能であることを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂複合シート。
前記熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化熱可塑性樹脂複合シート。