JP4590483B1 - 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
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Abstract
【解決手段】無機繊維、熱可塑性樹脂繊維又は熱可塑性樹脂粉末及び熱膨張性マイクロカプセルを含有するウェブ11をニードリングして繊維マット1を作製し、その後、繊維マット1を、熱可塑性樹脂繊維が溶融し、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、車両内装用熱膨張性基材を製造する。また、この基材2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、車両内装用基材を製造する。
【選択図】図1
Description
本発明の車両内装用熱膨張性基材及び車両内装用基材の各々の製造方法では、水等の媒体は用いず、全工程が乾式であるため、各々の基材を、簡易な装置により、簡便な操作で、効率よく製造することができる。
1.無機繊維、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性マイクロカプセルを含有するウェブをニードリングして繊維マットを作製し、その後、該繊維マットを、該熱可塑性樹脂繊維が溶融し、且つ該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方法。
2.前記無機繊維及び前記熱可塑性樹脂繊維を含有する第1ウェブを形成し、該第1ウェブ上に前記熱膨張性マイクロカプセルを撒布し、その後、該第1ウェブの該熱膨張性マイクロカプセルが撒布された面に、前記無機繊維及び前記熱可塑性樹脂繊維を含有する第2ウェブを積層して前記ウェブを作製する前記1.に記載の車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
3.前記熱プレスが、前記熱可塑性樹脂繊維が溶融する温度を5〜50℃越え、且つ前記熱膨張性マイクロカプセルの前記熱膨張開始温度から該熱膨張開始温度を50℃下回る温度までの温度範囲でなされる前記1.又は2.に記載の車両内装用基材の製造方法。
4.前記熱可塑性樹脂繊維がポリオレフィン樹脂繊維である前記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.前記無機繊維と、前記熱可塑性樹脂繊維と、前記熱膨張性マイクロカプセルとの合計を100質量%とした場合に、該無機繊維は20〜80質量%、熱可塑性樹脂繊維は20〜80質量%、熱膨張性マイクロカプセルは5〜20質量%である前記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.無機繊維、熱可塑性樹脂粉末及び熱膨張性マイクロカプセルを含有するウェブをニードリングして繊維マットを作製し、その後、該繊維マットを、該熱可塑性樹脂繊維が溶融し、且つ該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方法。
7.前記無機繊維を含有する第1ウェブを形成し、該第1ウェブ上に前記熱可塑性樹脂粉末及び前記熱膨張性マイクロカプセルを撒布し、その後、該第1ウェブの該熱可塑性樹脂粉末及び該熱膨張性マイクロカプセルが撒布された面に、前記無機繊維を含有する第2ウェブを積層して前記ウェブを作製する請求項6に記載の車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
8.前記熱プレスが、前記熱可塑性樹脂粉末が溶融する温度を5〜50℃越え、且つ前記熱膨張性マイクロカプセルの前記熱膨張開始温度から該熱膨張開始温度を50℃下回る温度までの温度範囲でなされる前記6.又は7.に記載の車両内装用基材の製造方法。
9.前記熱可塑性樹脂粉末がポリオレフィン樹脂粉末である前記6.乃至8.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。
10.前記無機繊維と、前記熱可塑性樹脂粉末と、前記熱膨張性マイクロカプセルとの合計を100質量%とした場合に、該無機繊維は20〜80質量%、熱可塑性樹脂粉末は20〜80質量%、熱膨張性マイクロカプセルは5〜20質量%である前記6.乃至9.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。
11.前記熱膨張性マイクロカプセルは静電気除去された後、撒布される前記1.乃至10.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。
12.前記無機繊維がガラス繊維である前記1.乃至11.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。
13.前記1.乃至12.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、前記熱膨張性マイクロカプセルの前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。
14.前記加熱が、前記熱膨張性マイクロカプセルの前記熱膨張開始温度を5〜50℃越える温度範囲でなされる前記13.に記載の車両内装用基材の製造方法。
また、無機繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含有する第1ウェブを形成し、第1ウェブ上に熱膨張性マイクロカプセルを撒布し、その後、第1ウェブの熱膨張性マイクロカプセルが撒布された面に、無機繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含有する第2ウェブを積層してウェブを作製する場合、及び無機繊維を含有する第1ウェブを形成し、第1ウェブ上に熱可塑性樹脂粉末及び熱膨張性マイクロカプセルを撒布し、その後、第1ウェブの熱可塑性樹脂粉末及び熱膨張性マイクロカプセルが撒布された面に、無機繊維を含有する第2ウェブを積層してウェブを作製する場合は、第1ウェブと第2ウェブとの間に撒布された熱膨張性マイクロカプセル、又は熱可塑性樹脂粉末及び熱膨張性マイクロカプセルが、ニードリングによって繊維マットの全体に均一に分散され、より均質な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を、容易に製造することができる。
更に、熱プレスが、熱可塑性樹脂繊維又は粉末が溶融する温度を5〜50℃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50℃下回る温度までの温度範囲でなされる場合は、無機繊維の一部が熱可塑性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を製造することができる。
また、熱可塑性樹脂繊維がポリオレフィン樹脂繊維である場合、及び熱可塑性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、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、無機繊維と、熱可塑性樹脂繊維と、熱膨張性マイクロカプセルとの合計を100質量%としたときに、無機繊維は20〜80質量%、熱可塑性樹脂繊維は20〜80質量%、熱膨張性マイクロカプセルは5〜20質量%である場合、及び無機繊維と、熱可塑性樹脂粉末と、熱膨張性マイクロカプセルとの合計を100質量%としたときに、無機繊維は20〜80質量%、熱可塑性樹脂粉末は20〜80質量%、熱膨張性マイクロカプセルは5〜20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を製造することができる。
また、熱膨張性マイクロカプセルが静電気除去された後、撒布される場合は、熱膨張性マイクロカプセルが凝集することなく、第1ウェブ上に均一に撒布されるため、より均質な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を、より容易に製造することができる。
更に、無機繊維がガラス繊維である場合は、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製造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、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。
[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、無機繊維、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性マイクロカプセルを含有するウェブをニードリングして繊維マットを作製し、その後、繊維マットを、熱可塑性樹脂繊維が溶融し、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。
無機繊維と、熱可塑性樹脂繊維と、熱膨張性マイクロカプセルとを用いて車両内装用熱膨張性基材を製造する場合、繊維マットを作製す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作製することができる(図1参照)。
2台のウェブ形成装置54、55を併置し、一方のウェブ形成装置54のリザーブボックス541に、解繊された無機繊維と熱可塑性樹脂繊維との混合繊維を供給し、スパイクラチス542により更に解繊させながら搬送し、その後、フィードローラ543により搬送し、次いで、シリンダーブロア544によりスクリューコンベア545上に供給し、次いで、所定位置からフロントコンベア547上に堆積させて第1ウェブ111を形成する。
無機繊維と、熱可塑性樹脂粉末と、熱膨張性マイクロカプセルとを用いて車両内装用熱膨張性基材を製造する場合、繊維マットを作製す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作製することができる(図2参照)。
2台のウェブ形成装置54、55を併置し、一方のウェブ形成装置54のリザーブボックス541に、解繊された無機繊維を供給し、スパイクラチス542により更に解繊させながら搬送し、その後、フィードローラ543により搬送し、次いで、シリンダーブロア544によりスクリューコンベア545上に供給し、その後、所定位置からフロントコンベア547上に堆積させて第1ウェブ111を形成する。
第1解繊装置51のリザーブボックス511に混合繊維又は無機繊維を供給し、チューブラチス512により解繊させながら搬送し、スパイクラチス513に供給して更に解繊させながら搬送し、その後、フィードローラ514により搬送し、次いで、解繊された混合繊維又は無機繊維をシリンダーブロア515及びファン516により空送し、切替ダンパ517により送路を切り替え、併置された2台の第2解繊装置52、53に供給する。
前記(1)、(2)で作製した繊維マット1は、通常、加熱炉内を通過させて加熱させる。この場合、加熱炉の温度は熱可塑性樹脂繊維又は粉末が溶融する温度より高く設定され、加熱炉において熱可塑性樹脂繊維又は粉末が溶融し、これにより、無機繊維の一部を熱可塑性樹脂により結着させることができる。
(a)無機繊維
前記「無機繊維」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。無機繊維は特に限定されず、各種の無機繊維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。
前記「熱可塑性樹脂繊維」は特に限定されず、各種の熱可塑性樹脂を用いてなる繊維を使用することができる。この熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン/プロピレン共重合体等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル/スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル/スチレン/ブタジエン共重合樹脂等のポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂は、紡糸することができれば2種以上を併用してもよいが、1種のみ用いられることが多い。
ポリオレフィン樹脂繊維を構成するポリオレフィン樹脂は、未変性のポリオレフィン樹脂であってもよく、変性されたポリオレフィン樹脂であってもよい。未変性のポリオレフィン樹脂である場合、プロピレン単独重合体、エチレン/プロピレンランダム共重合体、エチレン/プロピレンブロック共重合体等のプロピレン系重合体が好ましい。この共重合体としては、プロピレンと、エチレン及び/又は1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−ペンテン−1等の炭素数4〜20のα−オレフィンとの共重合体が好ましい。プロピレン系重合体としては、プロピレン単独重合体がより好ましい。また、変性されたポリオレフィン樹脂である場合、例えば、カルボン酸又は酸無水物を用いて酸変性された変性ポリオレフィン樹脂等を用いることができる。更に、未変性樹脂と変性樹脂とを併用することもできる。
前記「熱可塑性樹脂粉末」としては、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、ポリプロピレン粉末及び高密度ポリエチレン粉末が好ましい。熱可塑性樹脂粉末は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよいが、1種のみ用いられることが多い。
上記「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。
繊維マットには、無機繊維、熱可塑性樹脂繊維又は粉末及び熱膨張性マイクロカプセルを除く他の成分を含有させることもできる。例えば、樹脂系接着性繊維又は粉末を含有させることができる。この樹脂系接着性繊維又は粉末は、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。樹脂系接着性繊維又は粉末としては、(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繊維又は粉末が挙げられる。また、これらの樹脂系接着性繊維又は粉末のうちでは、アクリル系樹脂繊維又は粉末が好ましく、エチレン−メチルメタクリレート共重合体繊維又は粉末及びエチレン−エチルアクリレート共重合体繊維又は粉末がより好ましい。
本発明の車両内装用基材の製造方法は、本発明の方法及び他の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。
所定寸法に裁断された車両内装用熱膨張性基材2を、ベルトコンベア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。
実施例1(熱可塑性樹脂繊維を用いた車両内装用熱膨張性基材の製造)
(1)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てなるガラス繊維50質量%と、ポリプロピレン樹脂繊維50質量%とを(これらの合計を100質量%とする。)、第1解繊装置51のホッパー511に供給し、解繊して、切替ダンパ517から2台の第2解繊装置52、53の各々のリザーブボックス521、531に供給し、再び解繊して、第1ウェブ形成装置54及び第2ウェブ形成装置55のそれぞれのリザーブボックス541、551に供給し、更に解繊した(図3参照)。
前記(1)で作製した繊維マット1を、170℃[ポリプロピレン樹脂繊維が溶融する温度(160℃)より10℃高い。]に調温された熱風炉62内を3分間かけて搬送して、ポリプロピレン樹脂繊維を溶融させた。その後、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10℃低い。)に設定された熱プレス機63により、圧力15MPaで3秒間、加熱し、加圧した。次いで、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64により冷却し、厚さ1.8mmの車両内装用熱膨張性基材2を製造した。その後、裁断機65により所定長さに裁断し、計量機により重量を測定し、基材載置台67に載置した(図4参照)。
実施例1で用いたガラス繊維を(これらの合計を100質量%とする。)、第1解繊装置51のホッパー511に供給し、解繊して、切替ダンパ517から2台の第2解繊装置52、53の各々のリザーブボックス521、531に供給し、再び解繊して(図3参照)、第1ウェブ形成装置54及び第2ウェブ形成装置55のそれぞれのリザーブボックス541、551に供給し、更に解繊した。その後、実施例1と同様にして第1ウェブ111を形成した。次いで、この第1ウェブ111上に、カプセル撒布機56から熱膨張性マイクロカプセルを撒布した。また、樹脂粉末撒布機57からポリプロピレン樹脂粉末を撒布した(ガラス繊維とポリプロピレン樹脂粉末との質量割合は、実施例1におけるガラス繊維とポリプロピレン樹脂繊維との質量割合と同じであり、全量における熱膨張性マイクロカプセルの質量割合も実施例1の場合と同じである。)。
実施例1で製造され、所定長さに裁断された車両内装用熱膨張性基材2を、230℃に調温された加熱炉72内に90秒間静置し、表面温度が195℃(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。)になるように車両内装用熱膨張性基材2を昇温させ、熱膨張性マイクロカプセルを熱膨張させ、車両内装用基材3を製造した。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73により冷却し、厚さ8mmの車両内装用基材4を製造した。
Claims (14)
- 無機繊維、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性マイクロカプセルを含有するウェブをニードリングして繊維マットを作製し、その後、該繊維マットを、該熱可塑性樹脂繊維が溶融し、且つ該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方法。
- 前記無機繊維及び前記熱可塑性樹脂繊維を含有する第1ウェブを形成し、該第1ウェブ上に前記熱膨張性マイクロカプセルを撒布し、その後、該第1ウェブの該熱膨張性カプセルが撒布された面に、前記無機繊維及び前記熱可塑性樹脂繊維を含有する第2ウェブを積層して前記ウェブを作製する請求項1に記載の車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
- 前記熱プレスが、前記熱可塑性樹脂繊維が溶融する温度を5〜50℃越え、且つ前記熱膨張性マイクロカプセルの前記熱膨張開始温度から該熱膨張開始温度を50℃下回る温度までの温度範囲でなされる請求項1又は2に記載の車両内装用基材の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂繊維がポリオレフィン樹脂繊維である請求項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。
- 前記無機繊維と、前記熱可塑性樹脂繊維と、前記熱膨張性マイクロカプセルとの合計を100質量%とした場合に、該無機繊維は20〜80質量%、熱可塑性樹脂繊維は20〜80質量%、熱膨張性マイクロカプセルは5〜20質量%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。
- 無機繊維、熱可塑性樹脂粉末及び熱膨張性マイクロカプセルを含有するウェブをニードリングして繊維マットを作製し、その後、該繊維マットを、該熱可塑性樹脂繊維が溶融し、且つ該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方法。
- 前記無機繊維を含有する第1ウェブを形成し、該第1ウェブ上に前記熱可塑性樹脂粉末及び前記熱膨張性マイクロカプセルを撒布し、その後、該第1ウェブの該熱可塑性樹脂粉末及び該熱膨張性マイクロカプセルが撒布された面に、前記無機繊維を含有する第2ウェブを積層して前記ウェブを作製する請求項6に記載の車両内装用熱膨張性基材の製造方法。
- 前記熱プレスが、前記熱可塑性樹脂粉末が溶融する温度を5〜50℃越え、且つ前記熱膨張性マイクロカプセルの前記熱膨張開始温度から該熱膨張開始温度を50℃下回る温度までの温度範囲でなされる請求項6又は7に記載の車両内装用基材の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂粉末がポリオレフィン樹脂粉末である請求項6乃至8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。
- 前記無機繊維と、前記熱可塑性樹脂粉末と、前記熱膨張性マイクロカプセルとの合計を100質量%とした場合に、該無機繊維は20〜80質量%、熱可塑性樹脂粉末は20〜80質量%、熱膨張性マイクロカプセルは5〜20質量%である請求項6乃至9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。
- 前記熱膨張性マイクロカプセルは静電気除去された後、撒布される請求項1乃至10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。
- 前記無機繊維がガラス繊維である請求項1乃至11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。
- 請求項1乃至12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、前記熱膨張性マイクロカプセルの前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。
- 前記加熱が、前記熱膨張性マイクロカプセルの前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13に記載の車両内装用基材の製造方法。
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