JP3767636B2

JP3767636B2 - 繊維成形体の製造方法

Info

Publication number: JP3767636B2
Application number: JP13729995A
Authority: JP
Inventors: 文隆井野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1995-05-11
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: JPH08300533A

Description

【０００１】
本発明は、自動車用内装材などとして好適に使用される繊維成形体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、天井、ドアトリム、リアーパーシェルフ、トランクマット、トランクリッド等の自動車用内装材としては、熱可塑性材料又は熱硬化性材料を加熱成形した内装材、及びこの熱可塑性材料又は熱硬化性材料の加熱成形体に接着剤に表皮材を貼り付けた内装材、更にフェルトと無機繊維を熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂にて結合、成形した内装材などが用いられている。
【０００３】
この場合、熱可塑性材料或いは熱硬化性材料を加熱成形したものでは、材料自体の持つ硬さをできるだけ軟らかく見せ、かつ外観性を向上させるため、表面をしぼ加工することが行われている。また、高級車などでソフト感をだすためにこのような成形品に繊維系材料を貼り付けることも行われている。従って、工数もかかり、内装材のコストが高くなっていた。
【０００４】
また、自動車用内装材は形状保持のために剛性が要求される。このために従来、剛性アップの目的で上記材料にガラス繊維を多く配合することが行われているが、ガラス繊維の使用は、作業環境上の問題、リサイクルできないなどの問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ガラス繊維を使用せずに高い剛性を有し、リサイクル又は容易に焼却可能であると共に、ソフト感を有し、外観も良好で、安価に製造することができる繊維成形体及びこの繊維成形体からなる自動車用内装材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、以下の繊維成形体の製造方法を提供する。
請求項１：
有機繊維不織布又は有機短繊維を集合的に成形した繊維集合体からなる基材の片面又は両面に熱可塑性材料のエマルジョン又は有機溶剤溶液を塗布し、乾燥した後、前記基材を熱圧縮成形する繊維成形体の製造方法であって、
前記基材が２１０℃以上で溶融する高融点繊維と、融点７０〜２００℃の低融点繊維とを含み、前記高融点繊維が基材全体に占める割合が６０〜９０重量％であり、前記基材の平均見掛け密度が０．０５〜０．４５ｇ／ｃｍ ³ であり、かつ前記基材を構成する繊維の径が３〜６０デニールであると共に、
前記熱可塑性材料のエマルジョン又は有機溶剤溶液の塗布が、該熱可塑性材料を３０〜５０重量％の濃度で含むエマルジョン又は有機溶剤溶液を用いて６００〜１５００ｇ／ｍ ² の塗布量をもって行われ、また、前記基材に対する加熱下での圧縮成形が、前記低融点繊維の溶融温度範囲にて行なわれることを特徴とする繊維成形体の製造方法。
請求項２：
前記高融点繊維の繊維径が６デニール以上である請求項１記載の製造方法。
請求項３：
前記熱可塑性材料のエマルジョンが、ＡＢＳ系エマルジョン（スチレン・アクリロニトリル・ブタジエン）、又はＡＢＳ系エマルジョンとＳＢＲ系エマルジョン（スチレン・ブタジエンゴム）とを混合したものである請求項１又は２記載の製造方法。
請求項４：
前記基材の複数が直接、又は熱可塑性材料層若しくは熱可塑性の網状物を介して積層される請求項１，２又は３記載の製造方法。
【０００７】
また、本発明は、上記（１）〜（６）のいずれかの繊維成形体からなる自動車用内装材を提供する。
【０００８】
【作用】
本発明の繊維成形体は、上記（１）のように形成されているので、後述する実験例で示したように、剛性が高く、形状保持性の高いものであると共に、有機繊維からなるのでソフト感があり、外観が優れているものである。また、容易にリサイクルし得、あるいは焼却が可能なものである。更に、製造も簡単に行われ、コスト的にも安価なものである。
【０００９】
また、本発明の繊維成形体は、（２）〜（４）のように変形し得、これによって剛性その他の特性を使用目的に応じた最適のものにすることができる。更に、（５）のように構成することにより、熱可塑性材料層が圧縮成形体に確実に一体化し、剛性の点で好ましいものであり、（６）のように基材を選定することにより、上記特性をより有利に発揮する。
【００１０】
そして、本発明の自動車用内装材は上記特性を有するので、天井、ドアトリム、トランクサイドトリムなどに有効に用いられるものである。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例につき図面を参照して説明する。
図１，２は本発明の第１及び第２実施例を示すもので、図１の第１実施例は、有機繊維不織布又は有機短繊維を集合的に成形した繊維集合体からなる基材１を後述する低融点繊維の溶融温度範囲にて溶融して圧縮成形することによって得られた圧縮成形体２の片面を覆って熱可塑性材料層３を形成したもの、図２の第２実施例は圧縮成形体２の両面の有機繊維又は有機短繊維を覆って熱可塑性材料層３，３をそれぞれ形成したものである。この場合、いずれの例も、熱可塑性材料層を覆って形成した状態において、全体として三次元網状構造を有し、内部連通性を有するものである。
【００１２】
ここで、上記不織布としては、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリル、ナイロン、ビニロン、レーヨン等の繊維からなるものが好ましい。また、不織布は、ニードルパンチ処理したものが好ましく、この場合ニードル打込本数は片面３０本／ｃｍ²以上、特に６０本／ｃｍ²以上とすることが好ましく、両面に対してニードル打込みを行うことが推奨される。
【００１３】
一方、上記繊維集合体の短繊維の材料としては、例えばポリエステル、ポリプロピレン、アクリル、ナイロン、ビニロン等の合成繊維の他に、羊毛、綿、麻等の天然繊維を使用することができる。更に、これらの繊維を使用した布から開繊した短繊維を使用することもできる。また、繊維集合体は、種々の成形法で得ることができる。例えば第１の方法として、開繊してバラバラになった繊維を気体（空気）と共にモールド内に吹き込み、多数の細孔よりこの空気のみを排出し、短繊維のみをモールド内に充填して成形する方法が挙げられる。このような空気搬送式の充填法により、片面に突起のある形状に合致したモールドに沿った形状の充填が可能となり、全体に均質な多孔質を得ることができる。また、第２の方法として、ニードルパンチによりシート状にした低融点の短繊維の結合材を含む短繊維集合体をモールド内にセットして熱成形する方法も採用することができる。
【００１４】
上記基材（不織布及び繊維集合体）の平均見掛け密度は本発明の目的から０．０５〜０．４５ｇ／ｃｍ³、特に０．０９〜０．３ｇ／ｃｍ³とすることが好ましい。また、基材は、上記不織布或いは繊維集合体を構成する繊維の径が３〜６０デニールである短繊維を用いることが好ましく、３デニール未満であると、嵩高さが確保できず、また軟らかいものとなってしまう。６０デニールを超えると嵩高くなりすぎて製造しにくく、外観、肌触りが悪くなる。なお、より好ましい範囲は６〜４０デニールである。更に、上記基材を構成する繊維は、低融点繊維、特に２００℃以下、より好ましくは１８０℃以下で溶融し、融点が７０℃以上、好ましくは１１０℃以上である繊維を基材全体の１０重量％以上、より好ましくは２０重量％以上、更に好ましくは３０重量％以上含有するものが好適である。ここで、繊維の軟化点が低いと寸法安定性の点で問題が生じる可能性があるので、使用する部位の要求品質によって選択する。またこの場合、基材中には２００℃以上、特に２１０℃以上で溶融する高融点繊維を基材全体の４０〜９０重量％、特に５０〜７０重量％程度含有することが成形性、剛性、コストなどの点から好適である。なお、この高融点繊維径は６デニール以上、特に１０デニール以上であることが好ましい。
【００１５】
本発明においては、上記基材を低融点繊維の溶融温度範囲にて溶融して所定形状に熱圧縮成形するものであるが、その圧縮率は０〜９９％、特に１０〜９０％とすることが好ましく、得られた圧縮成形体の平均見掛け密度は０．０５〜０．３ｇ／ｃｍ³、特に０．０７〜０．１５ｇ／ｃｍ³であることが好ましい。
【００１６】
本発明においては、更に上記圧縮成形体の片面又は両面を覆って熱可塑性材料層を形成するものであるが、ここで熱可塑性材料としては、ポリビニルアセタール、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニルアルコール、酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、ビニル・アルキルエーテル共重合体、ビニル・メチルエーテル・無水マレイン酸共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチラール、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸イソブチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸メチル、クマロンインデン樹脂、ポリイソブチレン、ポリアミドなどの熱可塑性樹脂、でんぷん等の天然材料が挙げられる。
【００１７】
これらの熱可塑性材料は、エマルジョンとして又は有機溶剤溶液として使用することができる。なお、ＡＢＳ系エマルジョン（スチレン・アクリロニトリル・ブタジエン）及びＡＢＳ系エマルジョンとＳＢＲ系エマルジョン（スチレン・ブタジエンゴム）とを混合したものも好適に用いられ、これによって成形体の剛性向上の効果がみられる。このようなエマルジョンや有機溶剤溶液を上記基材の片面又は両面に塗布した後、乾燥させ、基材を熱圧縮成形することにより、圧縮成形体の製造と同時に熱可塑性材料層を形成するようにしてもよく、圧縮成形体に塗布して熱可塑性材料層を形成してもよいが、製造工程の点から前者の方法が好適に採用される。なお、塗布量は適宜選定されるが、熱可塑性材料が３０〜５０重量％濃度のエマルジョン又は有機溶剤溶液を５０〜１５００ｇ／ｍ²、特に１００〜７００ｇ／ｍ²とすることが好ましい。塗布方法としては通常のハケ塗り、スプレー、ロールコーターなどによる方法が採用される。
【００１８】
図３〜５は、本発明の他の実施例を示したもので、図３の第３実施例は、基材１を２層構成１ａ，１ａとして積層し、上述したように圧縮成形体２を形成したもので、この場合２層１ａ，１ａは互いに同一又は異なる性状の不織布又は繊維集合体、或いは不織布と繊維集合体の積層体とすることができる。図４の第４実施例は、この積層体の各層１ａ，１ａ間にも上記熱可塑性材料層３を介在させた例、図５の第５実施例は、これら各層１ａ，１ａ間にポリエチレンなどの熱可塑性材料の網状物４を介装した例であり、このように基材を２層以上の積層体とし、必要により各層間に熱可塑性材料層を形成したり、熱可塑性材料の網状物を介装することで、繊維成形体の剛性などを適宜なものに設定できる。
【００１９】
本発明の繊維成形体は、自動車用内装材として好適に用いることができ、また建築材料、日用雑貨、音響材料等の他の分野にも使用することができる。なお、自動車用内装材等として用いる場合、圧縮成形体の一面に表皮材を貼り付けるなど、適宜変更を加えることができる。
【００２０】
次に、本発明の繊維集合体の具体例を下記実験例により示す。
〔実験例〕
不織布として４デニールの低溶融繊維（ポリエステル）４０重量％と１５デニールの高溶融繊維（ポリエステル）６０重量％とからなる平均見掛け密度が０．０５ｇ／ｃｍ³の不織布（厚さ１０ｍｍ）の両面にそれぞれ酢酸ビニル樹脂エマルジョン（固形分濃度５０重量％）を６００ｇ／ｍ²の割合で塗布した後、その両面を２５０℃で５０秒間加熱し、次いでこれを圧縮成形体金型内に入れ、３０秒間加圧して、厚さ３ｍｍ、平均見掛け密度が０．３７ｇ／ｃｍ³の図６に示す圧縮成形体を得た。
【００２１】
この圧縮成形体の曲げ強度は、下記方法によって測定した結果、３１．７ｋｇｆ／ｃｍ²であった。比較のため、上記酢酸ビニル樹脂の塗布を行わなかった以外は上記と同様にして圧縮成形体を成形し、その曲げ強度を測定した結果は４．２ｋｇｆ／ｃｍ²であった。
曲げ強度測定方法
上記と同様にして５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３ｍｍの大きさの試験片ａを作成し、スパンＬを１００ｍｍとして支点ｓ，ｓの上方中央部から荷重Ｆを負荷し、下記式によって曲げ強度を求める。
曲げ強度（ｋｇｆ／ｃｍ²）＝３ＷＬ／２ｂｈ²
Ｗ：最大荷重（ｋｇｆ）〔Ｎ〕
Ｌ：スパン（ｃｍ）
ｈ：試験片の厚さ（ｃｍ）
ｂ：試験片の巾（ｃｍ）
【００２２】
また、上記例において、低融点繊維（４デニール）を１０，２０，３０及び４０重量％、高融点繊維は残りの量とし、かつ６，１０，１５，３０デニールとしたものについて剛性（曲げ強度）を測定した結果、低融点繊維の量が多いほど、また高融点繊維の径が太いほど剛性の高いものが得られた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の繊維成形体は、剛性が高く、良好な形状保持性を有すると共に、ソフト感もあり、外観、品質、コスト面で優れ、しかもガラス繊維を使用する場合の欠点もなくなり、リサイクルあるいは容易に焼却ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第４実施例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第５実施例を示す概略断面図である。
【図６】曲げ強度の測定方法の説明図である。
【符号の説明】
１基材
２圧縮成形体
３熱可塑性材料層
４熱可塑性材料の網状体

Claims

有機繊維不織布又は有機短繊維を集合的に成形した繊維集合体からなる基材の片面又は両面に熱可塑性材料のエマルジョン又は有機溶剤溶液を塗布し、乾燥した後、前記基材を熱圧縮成形する繊維成形体の製造方法であって、
前記基材が２１０℃以上で溶融する高融点繊維と、融点７０〜２００℃の低融点繊維とを含み、前記高融点繊維が基材全体に占める割合が６０〜９０重量％であり、前記基材の平均見掛け密度が０．０５〜０．４５ｇ／ｃｍ ³ であり、かつ前記基材を構成する繊維の径が３〜６０デニールであると共に、
前記熱可塑性材料のエマルジョン又は有機溶剤溶液の塗布が、該熱可塑性材料を３０〜５０重量％の濃度で含むエマルジョン又は有機溶剤溶液を用いて６００〜１５００ｇ／ｍ ² の塗布量をもって行われ、また、前記基材に対する加熱下での圧縮成形が、前記低融点繊維の溶融温度範囲にて行なわれることを特徴とする繊維成形体の製造方法。
前記高融点繊維の繊維径が６デニール以上である請求項１記載の製造方法。
前記熱可塑性材料のエマルジョンが、ＡＢＳ系エマルジョン（スチレン・アクリロニトリル・ブタジエン）、又はＡＢＳ系エマルジョンとＳＢＲ系エマルジョン（スチレン・ブタジエンゴム）とを混合したものである請求項１又は２記載の製造方法。
前記基材の複数が直接、又は熱可塑性材料層若しくは熱可塑性の網状物を介して積層される請求項１，２又は３記載の製造方法。