JP4902391B2

JP4902391B2 - 多層繊維プレスボード、およびその製造方法

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Publication number: JP4902391B2
Application number: JP2007040333A
Authority: JP
Inventors: 篤鈴木; 広信岩崎
Original assignee: Toyota Boshoku Corp; Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Toyota Boshoku Corp; Teijin Fibers Ltd
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2027-02-21
Also published as: JP2008173950A

Description

本発明は、プレスされ３層以上の多層構造を有する多層繊維プレスボードであって、各層の密度が異なる多層繊維プレスボードおよびその製造方法、ならびに該多層プレスボードを用いた繊維製品に関する。

従来、一般に車両用シートのバックボードやドアトリムの基材などには、所定の強度を有する繊維成形体（ハードボード）が使用される。さらに、壁材や床材などの建築材料、高度ＡＶ機器の設置された空間を仕切るために用いられるパーテーションボードなど各種の用途でボードが使用されている。かかるボードとしては、ベニヤ板や、パルプと製紙スラッジからなるプレスボードなどが古くから知られている。

昨今、車両用途、建築材料などにおいて、軽量で剛性の高いプレスボードが求められている。ところで、既存の物は、樹脂でボードを固めた物やフィルムなどをはさみ込んで多層化したものがあるが、作業性などが煩雑となりまた、樹脂を使用することで有害な揮発成分が発散し人体にも良いものでなかった。また、特許文献１には、プレス面に起立するように配向した多数の木質構成要素を加熱、圧締して一体成形することにより軽量で剛性のあるものが提案されている。しかしながら、この特許文献１では、木質を配向ボックス内に自然落下させて堆積させ配向させているが、その配向は均一性に乏しく、応力がボードに加わった場合、不均一な所より亀裂が発生し十分な剛性が得られない。さらに、植物繊維であるケナフ繊維を使用し生分解性樹脂を用いて環境を考慮した材料として、特許文献２が提案されているが、軽量化した場合の剛性は不十分なものであった。
特開平０９−２７７２１３号公報特開２００５−１１９１２３号公報

本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、環境負荷を低減し軽量で剛性の高い多層繊維プレスボードおよびその製造方法を提供することにある。

本発明は、プレスされ３層以上の多層構造を有する多層繊維プレスボードであって、少なくとも下記のＡ層およびＢ層を含み、かつＡ層の平均密度がＢ層の平均密度よりも大であり、かつ、Ａ層は、多層構造の最表面層および最裏面層に配置され、かつＡ層および／またはＢ層のマトリックス繊維として植物性繊維が含まれることを特徴とする多層繊維プレスボードに関する。
（Ａ層）
２５０℃以上の融点または分解点を有するマトリックス繊維（Ａ１）５〜８０重量％と、２１０℃以下の融点を有する繊維形成性ポリマーaが少なくとも繊維表面に露出した熱接着性繊維（Ａ２）９５〜２０重量％［ただし、（Ａ１）＋（Ａ２）＝１００重量％］とからなり、熱接着性繊維（Ａ２）どうしの接触点および／または熱接着性繊維（Ａ２）とマトリックス繊維（Ａ１）との接触点の一部が熱接着している。
（Ｂ層）
２５０℃以上の融点または分解点を有するマトリックス繊維（Ｂ１）５〜８０重量％と、２１０℃以下の融点を有する繊維形成性ポリマーｂが少なくとも繊維表面に露出した熱接着性繊維（Ｂ２）９５〜２０重量％［ただし、（Ｂ１）＋（Ｂ２）＝１００重量％］とからなり、熱接着性繊維（Ｂ２）どうしの接触点および／または熱接着性繊維（Ｂ２）とマトリックス繊維（Ｂ１）との接触点の一部が熱接着しており、
Ｂ層において、Ｂ層の厚さ方向に対して平行に配列されている繊維の総本数を（Ｔ）とし、Ｂ層の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総本数を（Ｈ）とするとき、Ｔ／Ｈが１．５以上である。
以上の本発明の多層繊維プレスボードは、好ましくは、全体の厚みが１〜２０ｍｍであり、かつ後記された「最大曲げ荷重試験」により測定される最大曲げ荷重が２０〜６０Ｎである。
次に、本発明は、２５０℃以上の融点または分解点を有するマトリックス繊維（Ａ１）５〜８０重量％と、２１０℃以下の融点を有する繊維形成性ポリマーaが少なくとも繊維表面に露出した熱接着性繊維（Ａ２）９５〜２０重量％［ただし、（Ａ１）＋（Ａ２）＝１００重量％］とからなるＡ層用ウェブを熱プレスすることによりＡ層用繊維構造体を得る一方、
２５０℃以上の融点または分解点を有するマトリックス繊維（Ｂ１）５〜８０重量％と、２１０℃以下の融点を有する繊維形成性ポリマーｂが少なくとも繊維表面に露出した熱接着性繊維（Ｂ２）９５〜２０重量％［ただし、（Ｂ１）＋（Ｂ２）＝１００重量％］とからなり、その厚さ方向に対して平行に配列されている繊維の総本数を（Ｔ）とし、Ｂ層の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総本数を（Ｈ）とするとき、Ｔ／Ｈが１．５以上であるＢ層用ウェブを作製し、上記Ａ層用繊維構造体が上下に、上記Ｂ層用ウェブを中間層になるように積層して熱プレスする、上記多層繊維プレスボードの製造方法に関する。

本発明によれば、環境負荷を低減し硬度が高く、軽量な多層繊維プレスボードおよびその製造方法および繊維製品が得られる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、Ａ層に含まれるマトリックス繊維（Ａ１）であるが、例えば車両用ボードを成形する場合、その熱成形温度は、１９０℃〜２４０℃であり、その温度よりも１０℃以上高い、２５０℃以上の融点または分解点を有する繊維が必要である。このマトリックス繊維（Ａ１）としては、合成繊維ではポリエステル系繊維、アラミド繊維、その他高融点繊維である。
なお、本発明において、融点が明確に観察されない場合は、軟化点をもって融点とする（以下も同様）。
また、合成繊維の場合、単繊維横断面形状は、通常の丸型、扁平、異型、中空などいずれでもよい。
さらに、ポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘分岐剤、艶消し剤、着色剤、その他各種の改良剤なども必要に応じて配合されていても良い。

なお、マトリックス繊維（Ａ１）としては、ポリエステル系繊維が好ましい。
ここで、Ａ層に含まれるポリエステル系繊維（Ａ１）としては、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、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ−１，４−ジメチルシクロヘキサンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリピバロラクトン、またはこれらの共重合体からなる短繊維ないしそれら短繊維の混綿体、または上記ポリマー成分のうちの２種類以上からなる複合短繊維などを挙げることができる。また、潜在捲縮性を有するポリエステル系サイドバイサイド複合繊維、親水性油剤を付与したポリエステル系繊維、吸湿加工を施したポリエステル系繊維、ポリマー改質された吸湿、吸水性ポリエステル系繊維でもよい。なかでも、繊維形成性などの観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートからなる短繊維が特に好ましい。
かかるポリエステル系繊維には、捲縮が付与されていることが好ましい。その際、捲縮付与方法としては、熱収縮率の異なるポリマーをサイドバイサイド型に貼り合わせた複合繊維を用いてスパイラル状捲縮を付与、異方冷却によりスパイラル状捲縮を付与、捲縮数が３〜２５個／２５ｍｍ（好ましくは５〜２０個／２５ｍｍ）となるように通常の押し込みクリンパー方式による機械捲縮を付与など、種々の方法を用いればよいが、嵩高性、製造コストなどの面から機械捲縮を付与するのが最適である。
かかるポリエステル系繊維の単糸繊度は、あまり小さいと嵩性や反発性が低下し、またカード性が低下するおそれがある。逆に、あまり大きいと風合いやタッチが低下するおそれがあるので、０．８〜４０ｄｔｅｘ（より好ましくは１〜３０ｄｔｅｘ）であることが好ましい。また、繊維長が３〜１５０ｍｍ（より好ましくは５〜７６ｍｍ）に裁断されていることが好ましい。なお、エアレイド法には短めの繊維長、カード法には長めの繊維長であることが好ましい。

また、マトリックス繊維（Ａ１）としては、無機繊維では、ガラス繊維、カーボン繊維など、一方、環境負荷低減のために天然繊維を含む必要があり、天然繊維では、ウール、絹などの動物性繊維、綿、麻などの植物繊維などがあるが、特に、より好ましくは、一年生草本植物である。具体的には、ケナフ、ジュート、サイザル、フラックス、さとうきびなどである。これらは成長が早いため、安価な原料の入手が容易となる。特に、ケナフの靭皮から採取される繊維は、一般の木質繊維に比較して高強度であるため本発明の目的に対してより望ましい。これら繊維は、単独でも良いし、混ぜ合わせて使用してもよい

特に、マトリックス繊維（Ａ１）としては、ケナフ、ジュート、サイザル、フラックス、サトウキビなどの植物性繊維が、得られるプレスボードが生分解性となることから好ましい。特に好ましくは、ケナフである。
これらの植物性繊維のマトリックス繊維（Ａ１）中の割合は、好ましくは３０〜８０重量％、さらに好ましくは５０〜７０重量％である。３０重量％未満では、得られるプレスボードの生分解性に乏しく、一方、８０重量％を超えると、マトリックス材を接着させるバインダー材が不足し、強度低下を招く。

一方、Ａ層に含まれる熱接着性繊維（Ａ２）は、上記のマトリックス繊維（Ａ１）を形成するポリマーの融点より４０℃以上低い融点、すなわち２１０℃以下の融点を有する繊維形成性ポリマーａが熱接着性成分として少なくとも繊維表面に露出した熱接着性繊維であれば特に限定されない。上記繊維形成性ポリマーａと上記マトリックス繊維（Ａ１）を形成するポリマーとの融点差が４０℃未満では、熱処理による融着加工時の安定性が低下して生産性が不十分となり好ましくない。さらには、マトリックス繊維（Ａ１）や熱接着性繊維（Ａ２）の力学的特性が低下するおそれがある。
かかる繊維形成性ポリマーａとしては、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、共重合ポリエステル系ポリマーおよびその共重合物（共重合ポリエステル系ポリマー）、ポリオレフィン系ポリマーおよびその共重合物、ポリビニルアルコ−ル系ポリマー、低融点ポリアミド、ポリ乳酸などの生分解性ポリマーなどを挙げることができる。なかでも、Ａ層用として共重合ポリエステル系ポリマーを用いると、硬い層が得られ好ましい。また、ポリ乳酸などの生分解性ポリマーを用いると、得られるプレスボードの生分解性が向上するのでより好ましい。

ここで、ポリウレタン系エラストマーとしては、分子量が５００〜６,０００程度の低融点ポリオール、例えばジヒドロキシポリエーテル、ジヒドロキシポリエステル、ジヒドロキシポリカーボネート、ジヒドロキシポリエステルアミドなどと、分子量５００以下の有機ジイソシアネート、例えばｐ，ｐ’−ジフェニールメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート水素化ジフェニールメタンイソシアネート、キシリレンイソシアネート、２，６−ジイソシアネートメチルカプロエート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどと、分子量５００以下の鎖伸長剤、例えばグリコールアミノアルコールあるいはトリオールとの反応により得られるポリマーである。これらのポリマーのうちで、特に好ましいのはポリオールとしてはポリテトラメチレングリコール、またはポリ−ε−カプロラクタムあるいはポリブチレンアジペートを用いたポリウレタンである。この場合の有機ジイソシアネートとしてはｐ，ｐ’−ビスヒドロキシエトキシベンゼンおよび１，４−ブタンジオールを挙げることができる。

また、ポリエステル系エラストマーとしては、熱可塑性ポリエステルをハードセグメントとし、ポリ（アルキレンオキシド）グリコールをソフトセグメントとして共重合してなるポリエーテルエステル共重合体、より具体的にはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、ジフェニル−４，４’−ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジ酸、ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジカルボン酸の少なくとも１種と、１，４−ブタンジオール、エチレングリコールトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコールネオペンチルグリコール、デカメチレングリコールなどの脂肪族ジオールあるいは１，１−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンメタノールなどの脂環式ジオール、またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジオール成分の少なくとも１種、および平均分子量が約４００〜５,０００程度のポリエチレングリコール、ポリ（１，２−および１，３−ポリプロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランとの共重合体などのポリ（アルキレンオキサイド）クリコールのうち少なくとも１種から構成される三元共重合体を挙げることができる。
特に、接着性や温度特性、強度の面からすればポリブチレン系テレフタレートをハード成分とし、ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメントとするブロック共重合ポリエーテルエステルが好ましい。この場合、ハードセグメントを構成するポリエステル部分は、主たる酸成分がテレフタル酸、主たるジオール成分がブチレングリコール成分であるポリブチレンテレフタレートである。むろん、この酸成分の一部（通常３０モル％以下）は他のジカルボン酸成分やオキシカルボン酸成分で置換されていても良く、同様にグリコール成分の一部（通常３０モル％以下）はブチレングリコール成分以外のジオキシ成分で置換されていても良い。また、ソフトセグメントを構成するポリエーテル部分はブチレングリコール以外のジオキシ成分で置換されたポリエーテルであってよい。

共重合ポリエステル系ポリマーとしては、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸類および／またはヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環式ジカルボン酸類と、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、パラキシレングリコールなどの脂肪族や脂環式ジオール類とを所定数含有し、所望に応じてパラヒドロキシ安息香酸などのオキシ酸類を添加した共重合エステルなどを挙げることができ、例えばテレフタル酸とエチレングリコールとにおいてイソフタル酸および１，６−ヘキサンジオールを添加共重合させたポリエステルが好ましい。

ポリオレフィンポリマーとしては、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどを挙げることができる。
ポリビニルアルコール系ポリマーとしては、部分ケン化ポリビニルアルコール、またアリルアルコール、イタコン酸、アクリル酸、無水マレイン酸とその開環物、アリールスルホン酸、ビニルピロリドン、エチレン、ビバリン酸ビニルの如きビニル化合物や炭素数が４以上の脂肪酸ビニルエステルおよび上記イオン性基の一部または全量中和物などの変性ユニットにより変性したポリビニルアルコール系ポリマーも使用しうる。

生分解性ポリマーとしては、ポリ乳酸のほか、ポリブチレンサクシネート、ポリカプロラトン、ポリエチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリブチレンテレフタレート、ポリヒドロキシブチレートなどが挙げられ、特にポリ乳酸が好ましい。

なお、上述のポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘分岐剤、艶消し剤、着色剤、その他各種の改良剤なども必要に応じて配合されていても良い。

上記の熱接着性繊維（Ａ２）は、上記繊維形成性ポリマーａ単独からなるものでもよいし、繊維形成性ポリマーａと、該繊維形成性ポリマーａより高い（好ましくは４０℃以上高い）融点を有する他の繊維形成性ポリマーとが貼り合わされた複合繊維であってもよい。その際、他の繊維形成性ポリマーとしては、耐熱性、熱収縮性、繊維形成性の点でポリエチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどの非弾性ポリエステルが好ましく例示される。その際、熱融着成分が、少なくとも１／２の表面積を占めるものが好ましい。重量割合は、熱融着成分と相手方成分が、複合比率で３０／７０〜７０／３０の範囲にあるのが適当である。複合繊維の形態としては、熱融着成分と相手方成分とが、サイドバイサイド、芯鞘型であるのが好ましく、より好ましくは芯鞘型である。この芯鞘型の複合繊維では、繊維形成性ポリマーａが鞘部となるが、芯部は同心円状、もしくは、偏心状にあってもよい。特に、偏心状にある熱接着性複合繊維は、コイル状弾性捲縮が発現するので、同心円状にあるものより好ましい。
かかる熱接着性繊維（Ａ２）において、単糸繊度としては、０．５〜３０ｄｔｅｘ（より好ましくは２〜１３ｄｔｅｘ、特に好ましくは２〜７ｄｔｅｘ）であることが好ましい。かかる単糸繊度が０．５ｄｔｅｘ未満では、繊維プレスボード製造工程でのカード紡出性が悪くなるおそれがある。逆に、単糸繊度が３０ｄｔｅｘよりも大きいと、ウェブの絡合性が悪く、また繊維プレスボードとしての風合いが悪くなるおそれがある。かかる熱接着性繊維（Ａ２）には、上記のマトリックス繊維（Ａ１）と同様、捲縮が付与されていることが好ましい。捲縮数は、３〜２５個／２５ｍｍ（好ましくは５〜２０個／２５ｍｍ）である。また、熱接着性繊維（Ａ２）の繊維長は特に限定されないが、上記のマトリックス繊維（Ａ１）と同様、繊維長が３〜１５０ｍｍ（より好ましくは５〜７６ｍｍ）に裁断されていることが好ましい。

本発明の多層繊維プレスボードにおいて、Ａ層は、上記マトリックス繊維（Ａ１）５〜８０重量％、好ましくは５０〜７０重量％と、熱接着性繊維（Ａ２）９５〜２０重量％、好ましくは２０〜５０重量％［ただし、（Ａ１）＋（Ａ２）＝１００重量％］からなり、熱接着性繊維（Ａ２）どうしの接触点および／または熱接着性繊維（Ａ２）とマトリックス繊維（Ａ１）との接触点の一部が熱接着している。
ここで、熱接着性繊維（Ａ２）の比率がこの範囲より少ない場合は、熱固着点の数が少なくなり、繊維プレスボード製品としての強度が低下するだけでなく、圧縮などによる形態安定性が低下し好ましくない。逆に、熱接着性複合繊維（Ａ２）の比率がこの範囲より多い場合は、熱処理加工時に収縮が大きくなり表面にシワや凹凸が発生しやすくなり好ましくない。

かかるＡ層の平均密度としては、０．４０〜０．８０ｇ／ｃｍ^３の範囲内であることが好ましい。さらに好ましくは、０．５０〜０．７５ｇ／ｍ^３の範囲である。Ａ層の平均密度が、０．４０ｇ／ｃｍ^３よりも小さいと十分な硬さが得られないおそれがある。逆に、Ａ層の平均密度が０．８０ｇ／ｃｍ^３よりも大きいと、製造が困難となるおそれがある。
また、Ａ層の厚さとしては０．５〜０．８ｍｍの範囲内であることが好ましい。さらに好ましくは、０．５〜０．６ｍｍである。

次に、本発明の多層繊維プレスボードにおいて、Ｂ層に含まれるマトリックス繊維（Ｂ１）は、Ａ層に含まれるマトリックス繊維（Ａ１）と同様のものでよい。
なお、マトリックス繊維（Ｂ１）には、単糸繊度が１００ｄｔｅｘ以上、好ましくは２００〜８００ｄｔｅｘの合成繊維を、５重量％以上、好ましくは３０〜７０重量％含有させることが、剛性及び生産性の面から望ましい。この合成繊維としては、上記各種の合成繊維などが使用され、捲縮はあってもよいが、無捲縮のものの方がより剛性向上に供与するため好ましい。

また、本発明の多層繊維プレスボードにおいて、Ｂ層に含まれる熱接着性繊維（Ｂ２）はＡ層に含まれる熱接着性繊維（Ａ２）と同様のものでよい。

本発明の多層繊維プレスボードにおいて、Ｂ層は、上記マトリックス繊維（Ｂ１）５〜８０重量％、好ましくは１０〜７０重量％と、熱接着性繊維（Ｂ２）９５〜２０重量％、好ましくは８０〜３０重量％からなり、熱接着性繊維（Ｂ２）どうしの接触点および／または熱接着性繊維（Ｂ２）とマトリックス繊維（Ｂ１）との接触点の一部が熱接着している。
ここで、熱接着性繊維（Ｂ２）の比率がこの範囲より少ない場合は、熱固着点の数が少なくなり、プレスボード製品としての強度が低下するだけでなく、圧縮などによる形態安定性が低下し好ましくない。逆に、熱接着性複合繊維（Ｂ２）の比率がこの範囲より多い場合は、熱処理加工時に収縮が大きくなり、表面にシワや凹凸が発生しやすくなり好ましくない。

かかるＢ層の平均密度としては、０．３０〜０．５５ｇ／ｃｍ^３の範囲内であることが好ましい。さらに好ましくは、０．３５〜０．５０ｇ／ｍ^３である。Ｂ層の平均密度が０．５５ｇ／ｃｍ^３よりも大きいと、Ｂ層が硬くなりクッション性が得られないおそれがあると同時に軽量化とはならない。逆に、Ｂ層の平均密度が、０．３ｇ／ｃｍ^３よりも小さいと層の形状保持が困難となりおそれがある。
また、Ｂ層の厚さとしては、０．５〜２．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。さらに好ましくは、１．１〜１．３ｍｍである。

かかるＢ層において、Ｂ層の厚さ方向に対して平行に配列されている繊維の総本数を（Ｔ）とし、Ｂ層の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総本数を（Ｈ）とするとき、Ｔ／Ｈが１．５以上であると、厚さ方向の剛性がアップされるため、成形時にＡ層が優先的にプレスされＡ層がさらに一層高密度となりやすく好ましい。上記Ｔ／Ｈは、さらに好ましくは２〜３である。

このように、Ｂ層において、繊維を厚さ方向に配列させる方法としては、マトリックス繊維（Ｂ１）と熱接着性繊維（Ｂ２）とを混綿し、ローラーカードにより均一なウェブとして紡出した後、熱処理機を用いて、ウェブをアコーディオン状（図１参照）に折りたたみながら加熱処理し、熱融着による固着点を形成させる方法などが好ましく例示される。例えば、特表２００２−５１６９３２号公報に示された装置（市販のものでは、Ｓｔｒｕｔｏ社製、Ｓｔｒｕｔｏ設備など）を使用することで作製できる。
なお、Ａ層もＢ層と同様な方法により作成してもよい。

また、Ａ層、Ｂ層とも繊維が絡み合った状態であることが必要であるが、これは、繊維に捲縮を持った物を、ローラーカードなどを通すことで可能であり、繊維が均一に折りたたみ構造を作り、応力を均一に分散できる。
本発明の多層繊維プレスボードにおいて、Ａ層は、多層構造の最表面層および最裏面層に配置されることが必要であるが、その中間層は、Ｂ層単独でもよいが、上記のＡ層とＢ層とが多層となっていても良い。

以上の本発明の多層繊維プレスボードの、全体の厚みは、好ましくは１〜１０ｍｍ、さらに好ましくは２〜５ｍｍであり、かつ後記された「最大曲げ荷重試験」により、最大曲げ荷重を測定すると全体の厚さが２ｍｍの時３０Ｎ、全体の厚さが３ｍｍの時４５Ｎであった。全体の厚みが１ｍｍ未満では、板厚が薄すぎるため、曲げ剛性が乏しい。一方２０ｍｍを超えるとＢ層の圧縮弾性率が乏しくなり、挫屈現象がおき剛性が低下する。
なお、最大曲げ荷重は、層全体の厚みやＡ層、Ｂ層の厚さを調整することにより、容易に変更可能である。

本発明の多層繊維プレスボードは、下記の製造方法で製造することができる。
すなわち、Ａ層を作成する工程としては、２５０℃以上の融点または分解点を有するマトリックス繊維（Ａ１）／２１０℃以下の融点を有する熱接着性繊維（Ａ２）を混綿した後、汎用の方法により繊維を積層させる。積層された繊維を繊維ウェブという。このとき、ローラーカードおよびクロスレイヤー、ランダムカード、エアレイドなどの乾式の繊維積層工程で実施し、汎用の方法により繊維ウェブを交絡させる。例えば、ニードル・パンチ法やステッチ・ボンド法など機械的に繊維ウェブを交絡させる。好ましくは、ニードル・パンチ法を用いる。さらに、熱風炉により熱融着繊維を溶かし繊維間を接合する方法や、繊維ウェブをストルートと熱成形炉により作成する方法がある。次に、Ａ層を、１９０℃〜２４０℃の温度で熱プレスする。

一方、Ｂ層も同様に繊維を混綿し、繊維ウェブをストルートと熱成形炉により作成する。
次に、Ａ層とＢ層を重ね合わせ、通常は、Ａ層を上下とし、Ｂ層を中間層として重ね合わせ、汎用の方法により圧縮および加熱される。このときプレス温度は、好ましくは１９０℃〜２４０℃であり、より好ましくは２２０℃〜２３０℃である。なお、プレス温度は、プレス型表面温度であることを意味する。
また、この状態を加熱当初から６０秒〜８０秒間維持することが望ましい。

次に、繊維マットには、５〜６ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力を加えることが望ましい。好ましくは繊維マットの両表面から密着状態で圧力を加える。
なお、加熱・圧縮手段としては圧力を繊維マットに均一に加えることが可能であれば、どのような圧縮手段をとってもよい。
次に、繊維マットを汎用の方法により冷却する。冷却することで取り扱いが容易となる。冷却するとは、少なくとも人が取り扱うのに適した温度にまで繊維マットの温度を下げることをいう。
ここで、加熱プレス工程の後、繊維マットを速やかに冷却することが望ましい。繊維マット内の繊維が損傷を防止または低減するためである。

以上の本発明のプレスボードにおいては、上述したように、Ａ層および／またはＢ層のマトリックス繊維としては、植物性繊維が含まれている。この植物性繊維は、本発明のプレスボード全体に、通常、３０〜８０重量％、好ましくは５０〜７０重量％程度である。
また、本発明のプレスボードのタータル目付けが１,２００ｇ/ｍ^２の時、Ａ層の目付けは、通常、３００〜７００ｇ／ｍ^２、好ましくは５００〜６００ｇ／ｍ^２、Ｂ層の目付けは、通常、３００〜７００ｇ／ｍ^２、好ましくは４００〜５００ｇ／ｍ^２である。

次に、本発明の実施例および比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
（１）融点
Ｄｕ
Ｐｏｎｔ社製、熱示差分析計９９０型を使用し、昇温２０℃／分で測定し、融解ピークをもとめた。融解温度が明確に観測されない場合には、微量融点測定装置（柳本製作所製）を用い、ポリマーが軟化して流動を始めた温度（軟化点）を融点とする。なお、ｎ数５でその平均値を求めた。
（２）捲縮数
ＪＩＳ
Ｌ１０１５７．１２に記載の方法により測定した。なお、ｎ数５でその平均値を求めた。
（３）Ｔ／Ｈ
繊維構造体を厚さ方向に切断し、その断面において、厚さ方向に対して平行に配列されている繊維（図１において矢印ｔ方向を基準とし、矢印ｈ方向への傾きが−４５°≦θ≦４５°）の総本数を（Ｔ）とし、繊維構造体の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維（図１において矢印ｔ方向を基準とし、矢印ｈ方向への傾きが４５°＜θ≦１３５°）の総本数を（Ｈ）としてＴ／Ｈを算出した。なお、本数の測定は、任意の１０ヶ所について各々３０本の繊維を透過型光学顕微鏡で観察し、その数を数えた。
（４）平均密度
下記式により平均密度（ｇ／ｃｍ^３）を算出した。
平均密度（ｇ／ｃｍ^３）＝ウェブの目付け（ｇ／ｃｍ^２）／層の厚さ（ｃｍ）

（５）（最大曲げ荷重試験）
図２において、まず、上述の冷却工程後の繊維成形体および比較繊維成形体から幅５０ｍｍ，長さ１５０ｍｍの試験片１を採取する。次に、それぞれの試験片１を、二つの支持台２，２を用いて均等に試験片１下部から支持する。このとき、支点間距離が１００ｍｍとなるようにする。次に、試験片１上部から、支持台２，２の中央位置に向かって荷重作用部材３を用いて荷重を加える。このとき、荷重作用部材３によって荷重を加えられる際の速度（荷重速度）は５０ｍｍ／ｓｅｃである。なお、支持台２，２および荷重作用部材３の先端は半円状であり、その半円先端部分で試験片１と接触する。上述の半円先端部分の半径は３．２ｍｍである。そして、それぞれの試験片１を屈曲させるのに要した最大の荷重を測定し、最大曲げ荷重（Ｎ）とする。
（６）層の厚み
各層の厚み測定方法として、多層繊維プレスボードの断面を、マイクロスープ（顕微鏡）を用い、各層の板厚を測定した。

［実施例１］
１００％ケナフ由来の繊維でカット長が７６ｍｍのケナフ繊維と、通常に紡糸、延伸した軟化点が１１０℃の共重合ポリエステルを鞘部に、ガラス転位点６７℃、融点２５６℃のポリエチレンテレフタレートを芯部とし、かつ体積比５０／５０の複合比率でできた繊維長５１ｍｍに切断した単糸繊度４．４ｄｔｅｘの熱接着性複合短繊維で構成され、各繊維の重量比をそれぞれ５０％とするとともに混綿し、ランダムカード法を使用して繊維マットとした後、図３に示すように、さらに２００℃で６０秒間熱プレスし目付け３７５ｇ/ｍ^２、厚み０．６ｍｍの繊維ボード（Ａ層用）を作成した。

一方、ケナフ繊維に混ぜたものと同一の熱接着性複合短繊維５０％（重量）と、常法により得られた単繊維の太さが９０ｄｔｅｘ（８２デニール）、繊維長が７６ｍｍ、捲縮数が８ケ／２．５４ｃｍの中実断面のポリエチレンテレフタレート短繊維（ポリエチレンテレフタレートの融点２５６℃）３０％（重量）、さらに、常法により得られた太さが２２０ｄｔｅｘ（２００デニール）、繊維長が７６ｍｍ、無捲縮の中実断面のポリエチレンテレフタレート短繊維（ポリエチレンテレフタレートの融点２５６℃）２０％（重量）とをカードにより混綿し、ローラーカードとストルートおよび熱処理設備により、Ｔ／Ｈが４．１の目付け４５０ｇ／ｍ^２、厚み２０ｍｍの硬綿（Ｂ層用）を得た。

次いで、図４に示すように、上記Ａ層用硬綿が上下に、上記Ｂ層用硬綿が中間層になるように積層し、２００℃に加熱された金属製平板の間にはさみ、６０秒間熱プレスした後、室温にて冷却し多層繊維プレスボードを得た。
得られた多層繊維プレスボードは、図５に示すような断面構成図であり、全体として、目付け１,２００ｇ／ｍ^２、厚さ２．３ｍｍ、Ａ層の厚み０．５ｍｍ、Ａ層の平均密度０．７５ｇ／ｃｍ^３、Ｂ層の厚み１．３ｍｍ、Ｂ層の平均密度０．３５ｇ／ｃｍ^３であった。最大曲げ荷重は、３５Ｎであり、非常に硬いボードとなった。また、天然繊維使用のため、環境負荷低減となっている。

［実施例２］
実施例１において、Ｂ層の繊維配合が４．４ｄｔｅｘの熱接着性複合短繊維５０％（重量）と常法により得られた太さが２２０ｄｔｅｘ（２００デニール）、繊維長が７６ｍｍ、無捲縮の中実断面のポリエチレンテレフタレート短繊維（ポリエチレンテレフタレートの融点２５６℃）５０％（重量）とし、目付け５００ｇ／ｍ^２、厚み２０ｍｍの硬綿（Ｂ層用）を得た。それ以外は、実施例１と同様にして、多層繊維プレスボードを得た。
得られた多層繊維プレスボードは、全体として、目付け１,２５０ｇ／ｍ^２、厚さ２．３ｍｍ、Ａ層の厚さ０．５ｍｍ、Ａ層の平均密度０．７５ｇ／ｃｍ^３、Ｂ層の厚さ１．３ｍｍ、Ｂ層の平均密度０．３８ｇ／ｃｍ^３であった。最大曲げ荷重は、５０Ｎであり、非常に硬いボードとなった。また、天然繊維使用のため、環境負荷低減となっている。

［実施例３］
実施例１におけるＡ層において、ランダムカード後の厚手繊維ウェブを熱プレスせずに熱風１７０℃で６０秒熱処理を行ったものを用意した、目付けは３６５ｇ／ｍ^２で、厚みは、１８ｍｍであった。そして、この繊維シートを上下に、実施例１のＢ層用硬綿が中間になるように積層し、２００℃に加熱された金属製平板の間にはさみ、９０秒間熱プレスした後、室温にて冷却し多層繊維プレスボードを得た。
得られた多層繊維プレスボードは、全体として、目付け１,１８０ｇ／ｍ^２、厚さ２．５ｍｍ、Ａ層の厚み０．６ｍｍ、Ａ層の平均密度０．６１ｇ／ｃｍ^３、Ｂ層の厚み１．３ｍｍ、Ｂ層の平均密度０．３５ｇ／ｃｍ^３であった。最大曲げ荷重は、２０Ｎであり、硬さにやや劣る繊維ボードとなった。

［比較例１］
実施例１において、Ｂ層をカードとクロスレイ方式により繊維ウェブを重ね合わせたものを作成し、次いで通気性のあるベルトによりウェブを挟み熱風処理により、Ｔ／Ｈが０．６の目付け４６０ｇ／ｍ^２、厚み２０ｍｍの硬綿（Ｂ層用）を得た。
次いで、実施例１と同様にして上記Ａ層用硬綿が上下に、上記Ｂ層用硬綿が下になるように積層し、２００℃に加熱された金属製平板の間にはさみ、６０秒間熱プレスした後、室温にて冷却し多層繊維プレスボードを得た。
得られた多層繊維プレスボードは、全体として、目付け１,２１０ｇ／ｍ^２、厚さ２．４ｍｍ、Ａ層の厚み０．６ｍｍ、Ａ層の平均密度０．６５ｇ／ｃｍ^３、Ｂ層の厚み１．２ｍｍ、Ｂ層の平均密度０．３８ｇ／ｃｍ^３であったが、最大曲げ荷重は、１５Ｎであり、硬さに劣る繊維ボードとなった。また、天然繊維使用のため、環境負荷低減とはなっている。

本発明によれば、環境負荷を低減し軽量で剛性の高い多層繊維プレスボードおよびその製造方法を提供することにあり、車両用シートのバックボードやドアトリムの基材などには所定の強度を有する繊維成形体（ハードボード）、壁材や床材などの建築材料や、特にＡ層が表面側に位置するよう用いてなる、パーテーションボード、車両用内装材、人体用プロテクター、靴の中芯、靴の中敷などの繊維製品に利用でき、その工業的価値は極めて大である。

Ｔ／Ｈの測定方法を説明するための模式図である。最大曲げ荷重試験の測定方法を説明するための模式図である。Ａ層を作成する方法を説明するための模式図である。多層繊維プレスボードを作成する方法を説明するための模式図である。多層繊維プレスボードを説明するための模式図である。

Claims

プレスされ３層以上の多層構造を有する多層繊維プレスボードであって、少なくとも下記のＡ層およびＢ層を含み、かつＡ層の平均密度がＢ層の平均密度よりも大であり、かつ、Ａ層は多層構造の最表面層および最裏面層に配置され、かつＡ層および／またはＢ層のマトリックス繊維として植物性繊維が含まれることを特徴とする多層繊維プレスボード。
（Ａ層）
２５０℃以上の融点または分解点を有するマトリックス繊維（Ａ１）５〜８０重量％と、２１０℃以下の融点を有する繊維形成性ポリマーaが少なくとも繊維表面に露出した熱接着性繊維（Ａ２）９５〜２０重量％［ただし、（Ａ１）＋（Ａ２）＝１００重量％］とからなり、熱接着性繊維（Ａ２）どうしの接触点および／または熱接着性繊維（Ａ２）とマトリックス繊維（Ａ１）との接触点の一部が熱接着している。
（Ｂ層）
２５０℃以上の融点または分解点を有するマトリックス繊維（Ｂ１）５〜８０重量％と、２１０℃以下の融点を有する繊維形成性ポリマーｂが少なくとも繊維表面に露出した熱接着性繊維（Ｂ２）９５〜２０重量％［ただし、（Ｂ１）＋（Ｂ２）＝１００重量％］とからなり、熱接着性繊維（Ｂ２）どうしの接触点および／または熱接着性繊維（Ｂ２）とマトリックス繊維（Ｂ１）との接触点の一部が熱接着しており、
Ｂ層において、Ｂ層の厚さ方向に対して平行に配列されている繊維の総本数を（Ｔ）とし、Ｂ層の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総本数を（Ｈ）とするとき、Ｔ／Ｈが１．５以上である。
Ａ層および／またはＢ層のマトリックス繊維に、他繊維としてポリエステル繊維が含まれる、請求項１に記載の多層繊維プレスボード。
Ａ層の平均密度が０．４０〜０．８０ｇ／ｃｍ^３の範囲内である、請求項１または請求項２に記載の多層繊維プレスボード。
Ａ層の厚さが０．３〜０．８ｍｍの範囲内である、請求項１〜３のいずれかに記載の多層繊維プレスボード。
Ｂ層の平均密度が０．３０〜０．５５ｇ／ｃｍ^３の範囲内である、請求項１〜４のいずれかに記載の多層繊維プレスボード。
Ｂ層の厚さが０．５〜２．０ｍｍの範囲内である、請求項１〜５のいずれかに記載の多層繊維プレスボード。
Ｂ層のマトリックス繊維（Ｂ１）として、単糸繊度が１００ｄｔｅｘ以上の繊維が含まれる、請求項１〜６のいずれかに記載の多層繊維プレスボード。
多層繊維プレスボードの、全体の厚みが１〜２０ｍｍであり、かつ後記された「最大曲げ荷重試験」により測定される最大曲げ荷重が２０〜６０Ｎである請求項１〜７いずれかに記載の多層繊維プレスボード。
２５０℃以上の融点または分解点を有するマトリックス繊維（Ａ１）５〜８０重量％と、２１０℃以下の融点を有する繊維形成性ポリマーaが少なくとも繊維表面に露出した熱接着性繊維（Ａ２）９５〜２０重量％［ただし、（Ａ１）＋（Ａ２）＝１００重量％］とからなるＡ層用ウェブを熱プレスすることによりＡ層用繊維構造体を得る一方、
２５０℃以上の融点または分解点を有するマトリックス繊維（Ｂ１）５〜８０重量％と、２１０℃以下の融点を有する繊維形成性ポリマーｂが少なくとも繊維表面に露出した熱接着性繊維（Ｂ２）９５〜２０重量％［ただし、（Ｂ１）＋（Ｂ２）＝１００重量％］とからなり、その厚さ方向に対して平行に配列されている繊維の総本数を（Ｔ）とし、Ｂ層の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総本数を（Ｈ）とするとき、Ｔ／Ｈが１．５以上であるＢ層用ウェブを作製し、上記Ａ層用繊維構造体が上下に、上記Ｂ層用ウェブを中間層になるように積層して熱プレスする、請求項１に記載の多層繊維プレスボードの製造方法。
請求項１〜８のいずれかに記載の多層繊維プレスボードを、Ａ層が表面側に位置するよう用いてなる、パーテーションボード、車両用内装材、人体用プロテクター、靴の中芯、および靴の中敷から群より選択されるいずれかの繊維製品。