JP4328822B1 - 車両内装用熱膨張性基材の製造方法及びそれを用いた車両内装用基材の製造方法 - Google Patents

車両内装用熱膨張性基材の製造方法及びそれを用いた車両内装用基材の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】軽量であり、且つ十分な吸音性及び高い剛性等を有する車両用内装材製造のための車両内装用熱膨張性基材の製造方法、及び車両内装用基材の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の車両内装用熱膨張性基材の製造方法は、合成樹脂エマルジョン、熱膨張性マイクロカプセルエマルジョン、樹脂系接着剤エマルジョンを混合し、これを無機繊維マットに含浸させ、その後、マイクロカプセルの熱膨張開始温度より低い温度範囲で乾燥させ、次いで、合成樹脂粉末が溶融し、且つマイクロカプセルの熱膨張開始温度より低い温度範囲で加熱し、熱プレスし、次いで、冷却することを特徴とする。本発明の車両内装用基材の製造方法は、車両内装用熱膨張性基材を、マイクロカプセルの熱膨張開始温度を越える温度範囲で加熱し、その後、冷却することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両内装用熱膨張性基材及びそれを用いた車両内装用基材の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、軽量であり、且つ十分な吸音性及び高い剛性等を併せて有する車両用内装材を製造することができる車両内装用熱膨張性基材、及びこの車両内装用熱膨張性基材を用いた車両内装用基材の製造方法に関する。
従来、車両用内装材の基材として、無機繊維と樹脂繊維とを混合して堆積させ、これにニードルパンチを施してマットとし、その後、樹脂繊維が溶融する温度でマットを加熱し、次いで、熱プレスし、その後、冷却プレスして成形した車両内装用基材が用いられている。この基材は熱寸法安定性に優れ、加熱による寸法変化率は小さいが、高い剛性を有する車両用内装材とするためには、目付量を高くする必要があり、昨今の車両軽量化の要求には十分に応えられないのが実情である。
上記の問題を解決するため、無機繊維と樹脂繊維及び／又は樹脂粉末とを混合し、堆積させてなるマットに、熱膨張性マイクロカプセルを配合した車両内装用基材が提案されている。この基材は、二次成形時に熱膨張性マイクロカプセルが膨張するため、容易に軽量化することができ、且つ二次形成品は十分な厚さを有し、剛性も高い。このような基材は、例えば、ガラス繊維を主体としニードリングされた繊維フェルト状物中に、熱可塑性樹脂バインダーと発泡性微球体とを分散、発泡させて形成することができる（例えば、特許文献１参照。）。また、強化繊維、加熱膨張性粉末等を、特定の水性媒体中に分散させて調製した泡液を抄造してウェブとし、このウェブを加熱、加圧し、冷却してスタンパブルシートとし、その後、このスタンパブルシートを加熱し、加熱膨張性粉末を膨張させてから成形し、冷却して、膨張成形品を製造する方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平２−４５１３５号公報 特開２００６−３４２４３７５７号公報
しかし、特許文献１に記載の基材の形成方法では、熱膨張後、比重が小さくなったマイクロカプセル（例えば、熱膨張後は熱膨張前の１／５０程度の比重になる。）が飛散するという問題がある。また、特許文献２に記載の製造方法では、抄造によりウェブを作製しているが、このような製造方法では、複雑な構造の装置が必要であり、操作、工程も煩雑である。更に、界面活性剤が配合され、強化繊維、加熱膨張性粉末等を分散させて調製した高価な泡液を用いるため、コストの面でも好ましくない。
本発明は、上記の従来の問題を解決するものであり、軽量であり、且つ十分な吸音性及び高い剛性等を併せて有する車両用内装材を製造することができる車両内装用熱膨張性基材の製造方法を提供することを目的とする。また、この車両内装用熱膨張性基材を所定温度で加熱するという簡易な操作、工程で熱膨張させる車両内装用基材の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は以下のとおりである。
１．合成樹脂エマルジョン、熱膨張性マイクロカプセルエマルジョン、樹脂系接着剤エマルジョンを混合して混合エマルジョンとし、その後、該混合エマルジョンを無機繊維マットに含浸させ、次いで、含浸された混合エマルジョンに含有される熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度より低い温度範囲で乾燥させて水系媒体を除去し、その後、含浸された混合エマルジョンに含有される合成樹脂粉末が溶融し、且つ該熱膨張性マイクロカプセルの該熱膨張開始温度より低い温度範囲で加熱し、熱プレスし、次いで、冷却することを特徴とする車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
２．上記熱プレスが、上記合成樹脂粉末が溶融する温度を１０〜５０℃越え、且つ上記熱膨張性マイクロカプセルの上記熱膨張開始温度から該熱膨張開始温度を８０℃下回る温度までの温度範囲でなされる上記１．に記載の車両内装用基材の製造方法。
３．上記無機繊維マットがガラス繊維マットである上記１．又は２．に記載の車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
４．上記合成樹脂粉末がポリオレフィン樹脂粉末である上記１．乃至３．のうちのいずれか１項に記載の車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
５．上記樹脂系接着剤エマルジョンに含有される樹脂系接着剤粉末がアクリル樹脂粉末である上記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
６．上記合成樹脂粉末、上記熱膨張性マイクロカプセル及び上記樹脂系接着剤エマルジョンに含有される樹脂系接着剤粉末の合計を１００質量％とした場合に、該合成樹脂粉末は６５〜８５質量％、該熱膨張性マイクロカプセルは５〜１８質量％、該樹脂系接着剤粉末は６〜２２質量％である上記１．乃至５．のうちのいずれか１項に記載の車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
７．上記１．乃至６．のうちのいずれか１項に記載の方法により製造された車両内装用熱膨張性基材を、上記熱膨張性マイクロカプセルの上記熱膨張開始温度を越える温度範囲で加熱して熱膨張させることを特徴とする車両内装用基材の製造方法。
８．上記加熱が、上記熱膨張性マイクロカプセルの上記熱膨張開始温度を５〜５０℃越える温度範囲でなされる上記７．に記載の車両内装用基材の製造方法。
本発明の車両内装用熱膨張性基材の製造方法によれば、３種類のエマルジョンを混合し、その後、無機繊維マットに含浸させ、次いで、所定温度で乾燥させ、その後、加熱し、熱プレスし、冷却するという簡易な操作、工程で、軽量であり、且つ十分な吸音性及び高い剛性等を併せて有する車両用内装材を作製することができる車両内装用熱膨張性基材を、容易、且つ安価に製造することができる。
また、熱プレスが、合成樹脂粉末が溶融する温度を１０〜５０℃越え、且つ熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度から該熱膨張開始温度を８０℃下回る温度までの温度範囲でなされる場合は、無機繊維の一部が合成樹脂により結着されて強化され、その後の取り扱い等が容易な車両内装用熱膨張性基材とすることができる。
更に、無機繊維マットがガラス繊維マットである場合は、十分な断熱性及び吸音性等が発現される車両用内装材を作製することができる車両内装用熱膨張性基材を、容易、且つ安価に製造することができ、且つガラス繊維は入手も容易であり、安価であって、コストの面でも有利である。
また、合成樹脂粉末がポリオレフィン樹脂粉末である場合は、比較的低温で溶融し、無機繊維間を容易に結着させることができ、無機繊維マットを内部から容易に強化することができる車両内装用熱膨張性基材を容易に製造することができる。
更に、樹脂系接着剤エマルジョンに含有される樹脂系接着剤粉末がアクリル樹脂粉末である場合は、賦形性に優れ、強度が大きい車両用内装材を作製することができる車両内装用熱膨張性基材を、容易に製造することができる。
また、合成樹脂粉末、熱膨張性マイクロカプセル及び樹脂系接着剤エマルジョンに含有される樹脂系接着剤粉末の合計を１００質量％とした場合に、合成樹脂粉末は６０〜８０質量％、熱膨張性マイクロカプセルは８〜２０質量％、樹脂系接着剤粉末は１２〜２０質量％である場合は、強度の大きい車両内装用熱膨張性基材を容易に製造することができ、且つこの基材を用いることにより、賦形性に優れ、強度が大きく、適度に熱膨張した車両用内装材とすることができる。
本発明の車両内装用基材の製造方法によれば、本発明の方法により製造された車両内装用熱膨張性基材を、熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度を越える温度範囲で加熱するという簡易な操作、工程で、軽量であり、且つ十分な吸音性及び高い剛性等を併せて有する車両用内装材を作製することができる車両内装用基材を容易に製造することができる。
更に、加熱が、熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度を５〜５０℃越える温度範囲でなされる場合は、適度に熱膨張し、且つ十分に軽量な車両内装用基材を容易に製造することができる。
以下、図１〜３を参照しながら本発明を詳しく説明する。
［１］車両内装用熱膨張性基材
本発明の車両内装用熱膨張性基材の製造方法は、合成樹脂エマルジョン、熱膨張性マイクロカプセルエマルジョン、樹脂系接着剤エマルジョンを混合して混合エマルジョンとし、その後、混合エマルジョンを無機繊維マットに含浸させ、次いで、含浸された混合エマルジョンに含有される熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度より低い温度範囲で乾燥させて水系媒体を除去し、その後、含浸された混合エマルジョンに含有される合成樹脂粉末が溶融し、且つ熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度より低い温度範囲で加熱し、熱プレスし、次いで、冷却することを特徴とする。
車両内装用熱膨張性基材の製造に用いられる装置及び工程は特に限定されず、例えば、以下のような装置及び工程により製造することができる（図２参照）。
巻き取り機６１に巻回されていた無機繊維マット１を繰り出し、混合エマルジョン槽６２内を通過させて無機繊維マット１に混合エマルジョンを含浸させる。その後、混合エマルジョンが含浸された無機繊維マット１を、脱水ロール６３により脱水する。次いで、低温乾燥室６４１と高温乾燥室６４２とを、この順に通過させ、乾燥させて、水等の媒体を除去する。この乾燥室は必ずしも低温と高温の２室にする必要はなく、媒体を十分に除去することができれば、所定温度に調温された１室のみでもよい。また、高温乾燥室６４２の温度設定を合成樹脂粉末が溶融する温度より高くすることにより、高温乾燥室６４２において合成樹脂粉末を溶融させることができる。その後、熱プレス機６５により、合成樹脂エマルジョンに含有される合成樹脂粉末は溶融し、熱膨張性マイクロカプセルは熱膨張しない温度範囲で熱プレスする。次いで、冷却プレス機６６により冷却し、裁断機６７により所定寸法に裁断し、車両内装用熱膨張性基材２を製造する。
上記「合成樹脂エマルジョン」としては、水系媒体に合成樹脂粉末が分散、含有された各種のエマルジョンを用いることができる。この合成樹脂粉末としては、樹脂系接着剤エマルジョンに分散、含有された樹脂系接着剤粉末を除く各種の合成樹脂粉末が挙げられるが、ポリオレフィン樹脂粉末が好ましい。このポリオレフィン樹脂粉末としては、（１）高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、（２）線状低密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のエチレンと他の単量体との共重合体、及び（３）ポリプロピレンなどの各種のポリオレフィン樹脂の粉末が挙げられ、高密度ポリエチレン粉末及びポリプロピレン粉末が好ましく、高密度ポリエチレン粉末がより好ましい。エマルジョンに含有される合成樹脂粉末は１種のみでもよく、２種以上でもよいが、１種のみが含有されることが多い。
合成樹脂エマルジョンに含有される合成樹脂粉末の平均粒径は特に限定されないが、１０〜２００μｍ、特に２０〜１５０μｍ、更に３０〜１００μｍであることが好ましい。合成樹脂粉末の平均粒径が１０〜２００μｍであれば、無機繊維間を十分に結着させることができ、無機繊維マットを内部から十分に強化することができる。合成樹脂粉末の平均粒径は、エマルジョンから媒体を除去して得られる粉末を用いて、例えば、顕微鏡観察、光透過粒径測定法等の方法により測定することができる。
合成樹脂エマルジョンにおける合成樹脂粉末の含有量も特に限定されないが、合成樹脂エマルジョンを１００質量％とした場合に、３５〜６０質量％、特に３９〜５５質量％、更に４２〜５０質量％であることが好ましい。合成樹脂粉末の含有量が３５〜６０質量％であれば、無機繊維間を容易に、且つ十分に結着させることができ、無機繊維マットを内部からより十分に強化することができる。
上記「熱膨張性マイクロカプセルエマルジョン」としては、水系媒体に熱膨張性マイクロカプセルが分散、含有されたエマルジョンを用いることができる。エマルジョンに含有される熱膨張性マイクロカプセルは、通常、ブタン、イソブタン等の揮発性炭化水素を内包し、その外殻は、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリルニトリル等により構成されている。本発明においては、含有される熱膨張性マイクロカプセルは特に限定されず、内包される炭化水素の種類及び外殻の材質ともに、例えば、上記の各種の炭化水素及び外殻のうちのいずれであってもよく、他の炭化水素及び他の重合体からなる外殻であってもよい。
熱膨張性マイクロカプセルは、通常、直径が１０〜５０μｍ、特に１０〜４５μｍの略球形であり、熱膨張開始温度を越える温度範囲に加熱することにより４〜３０倍に体膨張する。体膨張後の直径は、体膨張前の直径及び膨張倍率によるが、例えば、２０〜３００μｍ、特に３０〜２００μｍになる。本発明においては、特に、体膨張前の直径が１０〜５０μｍ、特に１５〜４０μｍであって、８〜２７倍、特に１８〜２７倍に体膨張し、体膨張後の直径が、例えば、２０〜１５０μｍ、特に４０〜１２０μｍである熱膨張性マイクロカプセルが好ましい。このような熱膨張性マイクロカプセルを含有するエマルジョンであれば、軽量であり、且つ十分な吸音性及び高い剛性等を併せて有する車両用内装材を容易に作製することができる車両内装用熱膨張性基材とすることができる。
熱膨張性マイクロカプセルエマルジョンにおける熱膨張性マイクロカプセルの含有量は特に限定されないが、熱膨張性マイクロカプセルエマルジョンを１００質量％とした場合に、１０〜３０質量％、特に１４〜２７質量％、更に１７〜２４質量％であることが好ましい。熱膨張性マイクロカプセルの含有量が１０〜３０質量％であれば、軽量であり、且つ十分な吸音性及び高い剛性等を併せて有する車両用内装材をより容易に製造することができる車両内装用熱膨張性基材とすることができる。
上記「樹脂系接着剤エマルジョン」としては、水系媒体に樹脂系接着剤粉末が分散、含有された各種のエマルジョンを用いることができる。この樹脂系接着剤粉末は、熱膨張性マイクロカプセルが熱膨張し、車両内装用熱膨張性基材が熱膨張したときに、無機繊維と、熱膨張したマイクロカプセルとを接合することができればよく、特に限定されない。樹脂系接着剤粉末としては、（１）エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体等のアクリル系樹脂、（２）ウレタン系樹脂、（３）酢酸ビニル系樹脂等の粉末が挙げられる。また、これらの樹脂系接着剤粉末のうちでは、アクリル系樹脂粉末が好ましく、エチレン−メチルメタクリレート共重合体粉末及びエチレン−エチルアクリレート共重合体粉末がより好ましい。
樹脂系接着剤エマルジョンに含有される樹脂系接着剤粉末の平均粒径は特に限定されないが、０．０５〜０．７μｍ、特に０．０５〜０．４μｍ、更に０．０５〜０．２μｍであることが好ましい。樹脂系接着剤粉末の平均粒径が０．０５〜０．７μｍであれば、樹脂系接着剤粉末の分散性に優れ、エマルジョンが無機繊維マットにより均一に含浸されるため、より均質な車両内装用熱膨張性基材とすることができる。
樹脂系接着剤エマルジョンにおける樹脂系接着剤粉末の含有量も特に限定されないが、樹脂系接着剤エマルジョンを１００質量％とした場合に、３５〜６５質量％、特に４０〜５７質量％、更に４５〜５２質量％であることが好ましい。樹脂系接着剤粉末の含有量が３５〜６５質量％であれば、無機繊維と、熱膨張したマイクロカプセルとを十分に強固に接合することができ、車両内装用基材を内部からより十分に強化することができる。
各々のエマルジョンの媒体は水系媒体であり、この水系媒体は水のみからなる媒体であってもよく、水を主成分とし、アルコール、エステル、ケトン及びエーテル等のうちの少なくとも１種の有機溶媒が混合された混合媒体であってもよい。混合媒体である場合、有機溶媒の含有量は、水系媒体を１００質量％とした場合に、１０質量％以下、特に５質量％以下であることが好ましい。また、有機溶媒としてはアルコールが好ましく、このアルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、エチレングリコール等が挙げられ、優れた親水性を有するメタノール及びエタノールがより好ましい。
合成樹脂エマルジョンに含有される合成樹脂粉末、及び樹脂系接着剤エマルジョンに含有される樹脂系接着剤粉末のうちの少なくとも一方に、難燃剤を含有させることが好ましい。この難燃剤は特に限定されず、尿素及びメラミンシアヌレート等の窒素含有化合物、ポリリン酸等のリン酸化合物、塩素化パラフィン及びデカブロモビフェニルエーテル等の有機ハロゲン化合物、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウム等の水和金属酸化物などが挙げられる。これらの難燃剤のうちでは、難燃時に有害ガスが発生せず、水和金属化合物ほどに樹脂に多量に配合する必要がない窒素含有化合物及びリン酸化合物が好ましい。この難燃剤としては、窒素含有化合物であるメラミンシアヌレート及びリン酸化合物であるポリリン酸がより好ましい。更に、ポリリン酸メラミン及びポリリン酸グアニジン等のポリリン酸窒素含有化合物が特に好ましい。これらの難燃剤は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用することもできる。
難燃剤の含有量は特に限定されず、難燃剤の種類によって適量を含有させることが好ましい。この難燃剤は、例えば、窒素含有化合物、リン酸化合物等では少量で十分な難燃性が発現されるが、水和金属酸化物ではより大量に含有させる必要がある。難燃剤の含有量が過少であると、十分な難燃性を有する車両用内装材とすることができず、過多であると、難燃剤がブリードアウトすることがある。このように、合成樹脂粉末及び樹脂系接着剤粉末のうちの少なくとも一方に難燃剤を含有させることにより、無機繊維マットが本来有する優れた難燃性の低下を十分に抑えることができる。
上記「混合エマルジョン」は、合成樹脂エマルジョン、熱膨張性マイクロカプセルエマルジョン及び樹脂系接着剤エマルジョンを混合したエマルジョンであり、混合方法は特に限定されない。容器に３種類のエマルジョンを同時に投入し、攪拌して混合してもよいし、いずれか２種類のエマルジョンを混合し、その後、他の１種類のエマルジョンを投入し、攪拌して混合してもよい。また、いずれか１種類のエマルジョンが収容された容器に、他の２種類のエマルジョンを同時に、又は順次、投入し、攪拌して混合してもよい。更に、混合エマルジョンに、必要に応じて、水系媒体を投入し、希釈してもよい。
３種類のエマルジョンの質量割合は、それぞれのエマルジョンに含有される各々の媒質の濃度にもよるが、混合エマルジョンに含有される合成樹脂粉末、熱膨張性マイクロカプセル及び樹脂系接着剤粉末の合計を１００質量％とした場合に、合成樹脂粉末が６５〜８５質量％、熱膨張性マイクロカプセルが５〜１８質量％、樹脂系接着剤粉末が６〜２２質量％となる質量割合であることが好ましく、特に合成樹脂粉末が７０〜８０質量％、熱膨張性マイクロカプセルが８〜１５質量％、樹脂系接着剤粉末が１０〜１８質量％となる質量割合であることがより好ましい。これにより、軽量であり、且つ十分な剛性等を併せて有する車両用内装材を製造することができる車両内装用熱膨張性基材とすることができる。
上記「無機繊維マット」は、車両内装用熱膨張性基材の基体をなすものであり、優れた難燃性及び断熱性等を有する。無機繊維マットは特に限定されず、各種の無機繊維からなるマットを用いることができる。この無機繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維及びバサルト繊維等が挙げられる。これらの無機繊維は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの無機繊維のうちでは入手し易く、且つ安価なガラス繊維が好ましい。ガラス繊維を用いる場合、無機繊維の全量を１００質量％とした場合に、ガラス繊維は８０質量％以上、特に９０質量％以上であることが好ましく、無機繊維の全量がガラス繊維であってもよい。
無機繊維マットは、通常、以下のようにして作製される（図１参照）。
ロービング状に捲回されていたものを所定長さに切断した無機繊維１１を、解繊ドラム５１１、５１２により解繊し、その後、空気の流れに載せてベルトコンベア５３上に浮遊させて綿状のウェブ１２とし、次いで、このウェブ１２にニードルパンチング装置５４によりニードルパンチを施し、その後、マットロール５５及び補助マットロール５６１、５６２により巻き取り、所定の目付量及び厚さの無機繊維マット１を作製する。
無機繊維マットの厚さは特に限定されないが、軽量であり、且つ十分な剛性等を併せて有する車両用内装材を作製するためには、２〜１５ｍｍ、特に２〜１０ｍｍであることが好ましい。また、無機繊維マットの目付量も特に限定されないが、軽量であり、且つ十分な剛性等を併せて有する車両用内装材を作製するためには、２００〜１０００ｇ／ｍ２、特に２００〜８００ｇ／ｍ２であることが好ましい。更に、無機繊維マットは、厚さが３〜８ｍｍ、且つ目付量が２００〜６００ｇ／ｍ２、特に厚さが３〜６ｍｍ、且つ目付量が２００〜４００ｇ／ｍ２であることがより好ましい。
無機繊維マットに混合エマルジョンを含浸させる方法は特に限定されない。上記「含浸」の方法としては、例えば、無機繊維マットを混合エマルジョンに浸漬する、無機繊維マットに混合エマルジョンを吹き付け、塗布する等の各種の方法が挙げられる。これらの含浸方法のうちでは、容器に収容された混合エマルジョンに無機繊維マットを浸漬させる方法が好ましい。この浸漬方法によれば、混合エマルジョンを、無機繊維マットの内部にまで均一に含浸させることができ、均質な車両内装用熱膨張性基材とすることができる。
無機繊維マットに混合エマルジョンを含浸させた後、この無機繊維マットを、含浸された混合エマルジョンに含有される熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度より低い温度範囲で加熱し、乾燥させて、水系媒体を除去する。上記「乾燥」の方法は特に限定されず、赤外線ヒータ、遠赤外線ヒータ等のヒータによる加熱、熱風による加熱、高周波加熱等が挙げられる。また、これらの加熱は加熱炉によりなされることが好ましく、混合エマルジョンが含浸された無機繊維マットを加熱炉内を通過させることにより、水系媒体をより容易に除去し、乾燥させることができる。
乾燥は、水系媒体を除去することができる温度範囲でなされる。この乾燥温度は特に限定されないが、熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度より低い温度範囲でなされる。この熱膨張開始温度は、通常、水系媒体の除去に必要な温度を相当に上回っているが、乾燥温度は、熱膨張開始温度より１０〜８０℃、特に２０〜６０℃低い温度範囲であることが好ましい。更に、乾燥温度は合成樹脂粉末が溶融する温度を越える必要はないが、乾燥温度が溶融温度を越える場合は、溶融した合成樹脂粉末により無機繊維の一部が結着され、無機繊維マットを内部から強化することができ、その後の熱成形時等における車両内装用熱膨張性基材の取り扱いが容易になる。また、乾燥温度は、水系媒体の除去の促進も勘案して設定することが好ましく、水の沸点（水より高沸点の有機溶媒が含有されるときは、この有機溶媒の沸点）を１０〜６０℃、特に３０〜５０℃越える温度範囲とすることが好ましい。更に、乾燥時間も特に限定されず、乾燥温度にもよるが、１０〜６０分、特に２０〜５０分とすることができる。
乾燥後、水系媒体が除去された無機繊維マットを、含浸された混合エマルジョンに含有される合成樹脂粉末が溶融し、且つ熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度より低い温度範囲で加熱し、熱プレスし、次いで、冷却して、車両内装用熱膨張性基材を製造する。上記「加熱」により、合成樹脂粉末が溶融し、無機繊維が結着されて強化される。この加熱温度は、合成樹脂粉末が溶融する温度を５〜２０℃、特に８〜１７℃越え、且つ熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度より３０〜５５℃、特に３５〜５０℃低い温度範囲であることが好ましい。また、上記「熱プレス」は、通常、圧縮成形機によりなされ、この熱プレスは、合成樹脂粉末が溶融する温度より５〜５０℃、特に１０〜３０℃、更に１０〜２０℃高く、且つ熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度から熱膨張開始温度を８０℃下回る温度までの温度範囲、特に熱膨張開始温度から熱膨張開始温度を５０℃下回る温度までの温度範囲、更に熱膨張開始温度から熱膨張開始温度を２０℃下回る温度までの温度範囲でなされることが好ましい。
尚、加熱と熱プレスとは、別工程であってもよく、熱プレス時の加熱により合成樹脂粉末を溶融させ、且つ加圧する方法であってもよい。
また、上記「冷却」は、所定厚さを有し、且つ内部まで均質な車両内装用熱膨張性基材とするため、通常、圧縮成形機等による冷却プレスによりなされ、車両内装用熱膨張性基材を製造することができる。冷却プレス時、成形板は室温（例えば２０〜３５℃）のままでもよく、内部に水等の冷媒を流通させ、より急速に冷却させてもよい。このようにして製造された車両内装用熱膨張性基材は、車両用内装材の種類等によって所定寸法に裁断され、熱膨張性マイクロカプセルを熱膨張性させて車両内装用基材を製造する工程に供給される。
車両内装用熱膨張性基材の厚さ及び目付量は特に限定されないが、この基材を用いて作製される車両用内装材の種類等により設定することが好ましい。また、軽量であり、且つ十分な剛性等を併せて有する車両用内装材を作製するためには、厚さは０．５〜８ｍｍ、特に１〜６ｍｍであることが好ましい。また、目付量は３００〜１２００ｇ／ｍ２、特に３００〜１０００ｇ／ｍ２であることが好ましい。更に、車両内装用熱膨張性基材は、厚さが１〜４ｍｍ、且つ目付量が３００〜７００ｇ／ｍ２、特に厚さが１〜３ｍｍ、且つ目付量が３００〜５００ｇ／ｍ２であることがより好ましい。
本発明の車両内装用熱膨張性基材の製造方法は、（１）３種類のエマルジョンの混合工程、（２）混合エマルジョンの無機繊維マットへの含浸工程、（３）乾燥工程、（４）熱プレス工程、及び（５）冷却工程、を備えるが、これらの工程は連続していてもよく、連続していなくてもよい。また、（１）〜（５）の工程のうちの一部が連続しており、他部は連続していなくてもよい。これらの工程は、全工程が連続していることが好ましく、これにより、均質な車両用内装材用熱膨張性基材を、効率よく製造することができる。
［２］車両内装用基材
本発明の車両内装用基材の製造方法は、本発明の方法により製造された車両内装用熱膨張性基材を、熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度を越える温度範囲で加熱して熱膨張させることを特徴とする。
車両内装用基材の製造に用いられる装置及び工程は特に限定されず、例えば、以下のような装置及び工程により製造することができる（図３参照）。
所定寸法に裁断された車両内装用熱膨張性基材２を、基材載置台７１上に載置し、その後、熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度を越える温度範囲に調温された熱膨張室７２に収容し、熱膨張性マイクロカプセルを熱膨張させて車両内装用基材３を製造する。
上記「加熱」は、通常、所定温度に調温された加熱室、所定温度に調温された圧縮成形機等による熱プレスなどによりなされ、この加熱は、熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度より５〜５０℃、特に８〜３５℃、更に１２〜２５℃高い温度範囲でなされることが好ましい。これにより、熱膨張性マイクロカプセルが十分に熱膨張し、軽量であり、且つ優れた剛性等を併せて有する車両用内装材を製造することができる車両内装用基材を容易に製造することができる。
車両内装用基材の厚さ及び目付量は特に限定されないが、この基材を用いて作製される車両用内装材の種類等により設定することが好ましい。また、軽量であり、且つ十分な剛性等を併せて有する車両用内装材を作製するためには、厚さは３〜１８ｍｍ、特に３〜１５ｍｍであることが好ましい。また、目付量は３００〜１２００ｇ／ｍ２、特に３００〜１０００ｇ／ｍ２であることが好ましい。更に、車両内装用基材は、厚さが５〜１２ｍｍ、且つ目付量が３００〜７００ｇ／ｍ２、特に厚さが６〜１０ｍｍ、且つ目付量が３００〜５００ｇ／ｍ２であることがより好ましい。
また、上記のようにして製造された車両内装用基材３は、通常、圧縮成形可能な温度に保持されているうちに、圧縮成形機７３のプレート間に収容し、所定形状の車両用内装材４に成形される。この圧縮成形は冷間プレスによりなされるが、圧縮成形機７３のプレートは雰囲気温度であってもよく、必要に応じてプレート内部に通水する等の方法により強制冷却してもよい。また、図３の装置では、車両内装用熱膨張性基材２の熱膨張室７２への移送、及び車両内装用基材３の圧縮成形機７３への移送は、ベルトコンベア７４により連続的になされており、車両用内装材４は、このような装置によって製造することが好ましい。特に、車両内装用基材３と車両用内装材４とは、図３のように、一体となった装置により連続的に製造することが好ましい。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１（車両内装用熱膨張性基材の製造）
（１）ガラス繊維マット（無機繊維マット）の作製
ロービング状に捲回されていたガラス繊維を所定長さに切断し、解繊ドラムにより解繊して綿状のガラス繊維とし、このガラス繊維を空気の流れに載せて目付量２８０ｇ／ｍ２となるように浮遊させ、堆積させて厚さ４．１ｍｍのガラス繊維マットを作製した。
（２）混合エマルジョンの調製
３００リットルの水及び６リットルの界面活性剤を容量６００リットルの容器に投入し、攪拌して混合し、その後、この容器に、４５．７質量％の高密度ポリエチレン粉末（高密度ポリエチレンの融点は１４７℃である。）が分散、含有されたエマルジョンを８４リットル、２０．５質量％の熱膨張性マイクロカプセル（熱膨張開始温度１７８℃である。）が分散、含有されたエマルジョンを３０リットル、及び４８．４質量％のアクリル樹脂接着剤が分散、含有されたエマルジョンを１５リットル投入し、３８．４ｋｇの高密度ポリエチレン粉末、６．２ｋｇの熱膨張性マイクロカプセル、及び７．３ｋｇのアクリル樹脂接着剤粉末が分散、含有された混合エマルジョンを調製した。
（３）車両内装用熱膨張性基材
上記（２）で調製した混合エマルジョンに、上記（１）で作製したガラス繊維マットを、室温（１８℃）で、４５秒間浸漬した。その後、容器から取り出したガラス繊維マットをロール間を通過させて脱水し、１３５℃に調温された加熱炉内に５０分間静置して乾燥させた。次いで、１６０℃（高密度ポリエチレン粉末の融点より１３℃高い。）に調温された加熱炉に３分３０秒間静置して、高密度ポリエチレン粉末を溶融させた。次いで、熱板の温度が１７０℃（熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度より８℃低い。）に設定された熱プレス機により、圧力５ＭＰａで２秒間、加熱し、加圧した。その後、冷却板間のクリアランスが２ｍｍであり、この冷却板の内部に水が流通されて温度が２０℃に設定された冷却プレス機により冷却し、厚さ１．８ｍｍの車両内装用熱膨張性基材を製造した。
実施例２（車両内装用基材の製造）
実施例１で製造した車両内装用熱膨張性基材を、２３０℃に調温された加熱炉内に９０秒間静置することで、車両内装用熱膨張性基材の表面温度が１９５℃になり（熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度より１７℃高い。）、熱膨張性マイクロカプセルを熱膨張させ、その後、冷却板間のクリアランスが８ｍｍであり、この冷却板の内部に水が流通されて温度が１８℃に設定された冷却プレス機により冷却し、厚さ８ｍｍの車両内装用基材を製造した。
本発明は、軽量であり、且つ十分な吸音性及び高い剛性等を併せて有する車両用内装材を製造するための車両内装用熱膨張性基材、及びこの車両内装用熱膨張性基材を用いた車両内装用基材の技術分野において利用することができ、特に、車両の天井材、ドアトリム、トランクルーム等の内張、ワゴン車等の荷室等の製品分野において有用である。
無機繊維マットを作製するための装置、工程の模式的な説明図である。 車両内装用熱膨張性基材を製造するための装置、工程の模式的な説明図である。 車両内装用基材を製造するための装置、工程の模式的な説明図である。
符号の説明
１；無機繊維マット（ガラス繊維マット）、１１；無機繊維（ガラス繊維）、１２；ウェブ、２；車両内装用熱膨張性基材、３；車両内装用基材、４；車両用内装材、５１１、５１２；開繊ドラム、５２；送りロール、５３；ベルトコンベア、５４；ニードルパンチング装置、５５；マットロール、５６１、５６２；補助マットロール、５７；巻き取り機、６１；巻き取り機、６２；混合エマルジョン槽、６３；脱水ロール、６４１；低温乾燥室、６４２；高温乾燥室、６４３；隔壁、６４４；段差ロール、６５；熱プレス機、６６；冷却プレス機、６７；裁断機、６８；梱包箱、７１；基材載置台、７２；熱膨張室、７３；圧縮成形機、７４；ベルトコンベア。

Claims (8)

  1. 合成樹脂エマルジョン、熱膨張性マイクロカプセルエマルジョン、樹脂系接着剤エマルジョンを混合して混合エマルジョンとし、その後、該混合エマルジョンを無機繊維マットに含浸させ、次いで、含浸された混合エマルジョンに含有される熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度より低い温度範囲で乾燥させて水系媒体を除去し、その後、含浸された混合エマルジョンに含有される合成樹脂粉末が溶融し、且つ該熱膨張性マイクロカプセルの該熱膨張開始温度より低い温度範囲で加熱し、熱プレスし、次いで、冷却することを特徴とする車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
  2. 上記熱プレスが、上記合成樹脂粉末が溶融する温度を１０〜５０℃越え、且つ上記熱膨張性マイクロカプセルの上記熱膨張開始温度から該熱膨張開始温度を８０℃下回る温度までの温度範囲でなされる請求項１に記載の車両内装用基材の製造方法。
  3. 上記無機繊維マットがガラス繊維マットである請求項１又は２に記載の車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
  4. 上記合成樹脂粉末がポリオレフィン樹脂粉末である請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
  5. 上記樹脂系接着剤エマルジョンに含有される樹脂系接着剤粉末がアクリル樹脂粉末である請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
  6. 上記合成樹脂粉末、上記熱膨張性マイクロカプセル及び上記樹脂系接着剤エマルジョンに含有される樹脂系接着剤粉末の合計を１００質量％とした場合に、該合成樹脂粉末は６５〜８５質量％、該熱膨張性マイクロカプセルは５〜１８質量％、該樹脂系接着剤粉末は６〜２２質量％である請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
  7. 請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の方法により製造された車両内装用熱膨張性基材を、上記熱膨張性マイクロカプセルの上記熱膨張開始温度を越える温度範囲で加熱して熱膨張させることを特徴とする車両内装用基材の製造方法。
  8. 上記加熱が、上記熱膨張性マイクロカプセルの上記熱膨張開始温度を５〜５０℃越える温度範囲でなされる請求項７に記載の車両内装用基材の製造方法。
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