JP5448719B2 - 成形用シート及びこれを用いたシート状成形体 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車の天井内装材や建材等に用いられる成形用シート及びこの成形用シートを発泡・プレス成形して形成されるシート状成形体に関するものである。

自動車用の天井内装材や建材等には、一般的に、断熱性、吸音性、剛性、寸法安定性等が要求されている。一方、近年において、自動車用の天井内装材等には、このような断熱性等の要求に加えて、軽量性、製造過程での作業性、サーマルリサイクル、産業廃棄物削減等の人的・資源的環境に対する配慮が強く要請されている。

従来の自動車用天井内装材としては、例えば発泡ポリウレタンシートの両表面に、結合剤によりガラスチョップドストランドマットを接着した自動車成形天井材が開発されている（特許第４０２６４５５号公報参照）。かかるガラスチョップドストランドマットは、ガラスチョップドストランドが接着剤を介して結合したものであり、目付が８０〜２００ｇ／ｍ^２で、ＪＩＳ−Ｒ３４２０に基づいて測定した強熱減量が１０〜２５重量％とされている。

しかしながら、上記従来の自動車用成形天井材は、剛性、寸法安定性、断熱性、生産性等には優れるものの、素材としてガラス繊維を用いることから、製造過程での作業性、サーマルリサイクル、産業廃棄物削減等の環境問題をクリアすることができない。

特許第４０２６４５５号

本発明は、これらの不都合に鑑みてなされたものであり、天然繊維や非熱可塑性化学繊維等を組成物とし、軽量性や剛性等に優れると共に環境に優しい成形用シート及びこの成形用シートを発泡・プレス成形して得られるシート状成形体の提供を目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた発明は、
天然繊維、熱可塑性合成繊維、非熱可塑性化学繊維及び発泡剤を含む組成物を抄紙して得られる成形用シートである。

本発明の成形用シートは、発泡剤を発泡させ、コールドプレス法等により圧縮成型することで、軽量性、剛性、寸法安定性、吸音性等に優れるシート状構造材を形成することができる。特に、当該成形用シートの組成物として、
（Ａ）天然繊維を含有させることで、成形用シートを用いたシート状成形体の軽量性を向上することができると共に、サーマルリサイクルの効率を向上することができ、環境への負担を著しく低減することができる、
（Ｂ）熱可塑性合成繊維を含有させることで、熱可塑性合成繊維が成形体加工の加熱下で融解して天然繊維の繊維間に浸透し、成形性シートを用いたシート状成形体の剛性を向上することができ、さらに、かかるシート状成形体に良好な深絞り適正及び成型保持性を付与することができる、
（Ｃ）発泡剤を含有させることで、発泡剤が発泡して天然繊維の繊維間隔を広げ、成形性シートを用いたシート状成形体に良好な軽量性、耐久性、断熱性、吸音性等を付与することができる、
（Ｄ）非熱可塑性化学繊維を含有させることにより、非熱可塑性化学繊維が成形体加工の加熱下で軟化せず、成形性シートを用いたシート状成形体の天然繊維の繊維間に気道を形成させ、天然繊維の繊維間の水素結合を部分的に阻害することで発泡の抑制を防止し、シート状成形体の破断及び層間剥離を回避することができ、また、このシート状成形体の軽量性、断熱性及び吸音性を向上させると共に、シート状成形体に良好な剛性及び寸法安定性を付与することができる、等の作用効果が奏される。

上記発泡剤は、発泡性マイクロカプセルであるとよい。この発泡剤が発泡性マイクロカプセルであることで、発泡性マイクロカプセルが成形体加工の加熱下で膨張し、成形性シートを用いたシート状成形体に対して、特に良好な軽量性、耐久性、断熱性、吸音性等を付与することができる。

上記組成物中の天然繊維の含有量としては１０質量％以上８０質量％以下、熱可塑性合成繊維の含有量としては１０質量％以上４０質量％以下、非熱可塑性化学繊維の含有量としては１０質量％以上７０質量％以下が好ましい。かかる天然繊維、熱可塑性合成繊維及び非熱可塑性化学繊維の含有量を上記範囲とすることで、成形用シートを用いたシート状成形体に対し、寸法安定性、吸音性、断熱性等をバランス良くかつ効率的に付与することができる。

上記非熱可塑性化学繊維の繊維長としては、５ｍｍ以上４５ｍｍ以下が好ましい。この非熱可塑性化学繊維の繊維長を上記範囲とすることで、上述の発泡の抑制の防止、シート内の連続的な気道の確保、発泡・成形時のシートの破断及び層間剥離の回避を効果的に奏し、寸法安定性、剛性、断熱性、吸音性を向上することができる。

上記非熱可塑性化学繊維としては、水素結合をしないものが好ましく、例えばビニロン繊維が好ましい。この非熱可塑性化学繊維をビニロン繊維とすることで、成形用シートを用いたシート状成形体に対して高い強度、耐久性等を付与することができる。

上記天然繊維としては、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）が好ましい。この天然繊維をＮＢＫＰとすることで、サーマルリサイクルの効率性を確保しつつ、成形用シートを用いたシート状成形体の剛性等を向上させることができる。

上記発泡性マイクロカプセルの発泡開始温度が、熱可塑性合成繊維の融点以下であるとよい。このように、発泡性マイクロカプセルの発泡開始温度が熱可塑性合成繊維の融点以下であることで、熱可塑性合成繊維の融解より先に発泡性マイクロカプセルが膨張し、熱可塑性合成繊維の融解によるマイクロカプセルの発泡阻害を効果的に防止することができる。

また、上記課題を解決するための別の発明は、上記成形用シートを発泡及びプレス成形して形成され、０．０３ｇ／ｃｍ^３以上０．２ｇ／ｃｍ^３以下の密度を有する自動車用内装材である。かかる自動車用内装材の密度を上記範囲とすることで、自動車用内装材に対して良好な軽量性、剛性、強度、耐熱性、吸音性を付与することができると共に、自動車用内装材の表面層が良好な平滑性を発揮し、接着剤の吸収過多を効果的に防止することができ、その結果、人的・資源的環境問題に対する配慮を充足させ、エコフレンドリーを実現することができる。

ここで、「非熱可塑性化学繊維」とは、熱可塑性樹脂に似た特性を有するが、融点が熱分解温度以下の温度で存在しない化学繊維を意味する。「ビニロン繊維」とは、ポリビニルアルコールをアセタール化して得られる化学繊維を意味する。

以上説明したように、本発明の成形用シートは、天然繊維、熱可塑性合成繊維、非熱可塑性化学繊維及び発泡剤を含む組成物を抄紙して得られ、本発明のシート状成形体は、かかる成形用シートを発泡及びプレスして得られるものである。このような成形用シートを用いたシート状成形体は、良好な軽量性、剛性、加工容易性、寸法安定性、吸音性、断熱性等を充足しつつ、環境問題にも十分に対応可能であり、自動車用内装材や建材等の様々な用途への応用が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を詳説する。

当該成形用シートは、天然繊維、熱可塑性合成繊維、非熱可塑性化学繊維及び発泡性マイクロカプセルを含む組成物を抄紙して得られるものである。以下、当該成形用シートの構成要素を順に詳説する。

（天然繊維）
天然繊維は、当該成形用シートを構成する骨格素材である。かかる天然繊維を当該成形用シートの組成物として含有させることで、当該成形用シートを用いたシート状成形体の軽量性を向上することができると共に、製造過程での安全性を向上することができる。また、このような天然繊維は焼却が容易であるため、サーマルリサイクルの効率を著しく向上することができ、その結果、産業廃棄物の大幅な削減を実現することができる。

上記天然繊維の種類としては、特に限定されず、例えばパルプ（古紙パルプ、化学パルプ、機械パルプ）、サイザル麻、マニラ麻、サトウキビ、コットン、シルク、竹、ケナフ等が挙げられる。中でも、高い剛性を発揮する竹、繊維強度が高いケナフやマニラ麻を使用することが好ましく、入手及び加工が容易で比較的紙力が大きい後述の針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を使用することが特に好ましい。

古紙パルプとしては、例えば段ボール古紙、茶古紙、クラフト封筒古紙、雑誌古紙、新聞古紙、チラシ古紙、オフィス古紙、上白古紙、ケント古紙、構造古紙、地券古紙等から製造される離解古紙パルプ、離解・脱墨古紙パルプ、脱墨・漂白古紙パルプ等が挙げられる。

化学パルプとしては、例えば広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹未晒クラフトパルプ（ＬＵＫＰ）、針葉樹未晒クラフトパルプ（ＮＵＫＰ）、広葉樹半晒クラフトパルプ（ＬＳＢＫＰ）、針葉樹半晒クラフトパルプ（ＮＳＢＫＰ）、広葉樹亜硫酸パルプ、針葉樹亜硫酸パルプ等が挙げられる。

機械パルプとしては、例えばストーングランドパルプ（ＳＧＰ）、加圧ストーングランドパルプ（ＰＧＷ）、リファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、サーモグランドパルプ（ＴＧＰ）、グランドパルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、リファイナーメカニカルパルプ（ＲＭＰ）等が挙げられる。

上記天然繊維の含有量の上限としては８０質量％が好ましく、６０質量％がより好ましく、５０質量％が特に好ましい。また、天然繊維の含有量の下限としては１０質量％が好ましく、３０質量％がより好ましく、４０質量％が特に好ましい。このように天然繊維の含有量の上限及び下限を設定することで、当該成形用シートを用いたシート状成形体の軽量性を向上させつつ、シート状成形体に対して良好な寸法安定性及び剛性を付与することができる。この天然繊維の含有量が１０質量％未満であると密度が高くなり、加工適性が下がるため好ましくない。また、この天然繊維の含有量が８０質量％を超えると、繊維素材同士の絡まりが不十分となり、破れの発生が増加する傾向があるため好ましくない。

（熱可塑性合成繊維）
熱可塑性合成繊維は、上記天然繊維と共に当該成形用シートの組成物中に含有される繊維体である。この熱可塑性合成繊維は、成形体加工前の成形用シートの状態では融解することはないが、成形体加工の加熱下で融解して天然繊維の繊維間に浸透し、その後、冷却して再び凝固することから、当該成形用シートを用いたシート状成形体に対して高い剛性及び寸法安定性を付与することができると共に、良好な深絞り適正及び成型保持性を実現することができる。

上記熱可塑性合成繊維の種類としては、特に限定されないが、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維；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、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、共重合ポリエステルなどのポリエステル系繊維；ナイロン−４、ナイロン−６、ナイロン−４６、ナイロン−６６、共重合ナイロンなどのポリアミド系繊維；ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネートなどの生分解性繊維等が挙げられる。中でも、天然繊維との熱溶融による接着性に優れ、その結果、当該成形用シートを用いたシート状成形体の剛性を向上させることから、ポリオレフイン系繊維を用いることが好ましい。なお、上記熱可塑性合成繊維は、後述する通り、発泡性マイクロカプセルの発泡の阻害を回避するため、発泡性マイクロカプセルの発泡開始温度以上の融点を有することが好ましい。

上記熱可塑性合成繊維の含有量の上限としては４０質量％が好ましく、３５質量％がより好ましく、３０質量％が特に好ましい。また、熱可塑性合成繊維の含有量の下限としては１０質量％が好ましく、１５質量％がより好ましく、２０質量％が特に好ましい。このように熱可塑性合成繊維の含有量の上限及び下限を設定することで、溶融した熱可塑性合成繊維の天然繊維の繊維間への浸透率を向上させ、当該成形用シートを用いたシート状成形体の剛性、寸法安定性、深絞り適正等を効果的に実現することができる。この熱可塑性合成繊維の含有量が４０質量％を超えると、後述する発泡性マイクロカプセルの発泡を阻害し、厚みがなく、軽量化が困難となり、良好な吸音性を確保することができなくなるため好ましくない。また、熱可塑性合成繊維の含有量が１０質量％未満であると、繊維素材同士の接着効果が不十分となり、破れの発生が増加する傾向があるため好ましくない。

上記熱可塑性合成繊維の繊維長の上限としては４ｍｍが好ましく、２．５ｍｍがより好ましい。また、熱可塑性合成繊維の繊維長の下限としては０．１ｍｍが好ましく、２ｍｍがより好ましい。このように熱可塑性合成繊維の繊維長の上限及び下限を設定することにより、加熱による熱可塑性合成繊維の溶融効率が向上し、当該成形性シートを用いたシート状成形体における天然繊維の繊維間への浸透率がより一層向上する。

（非熱可塑性化学繊維）
非熱可塑性化学繊維は、上記天然繊維及び熱可塑性合成繊維と共に当該成形用シートの組成物中に含有され、加熱により溶融することのない繊維体である。この非熱可塑性化学繊維は、成形体加工の加熱下で溶融することなく、天然繊維の繊維間の水素結合を部分的に阻害することで当該成形性シートを用いたシート状成形体の天然繊維の繊維間に連続した気道を形成させ、このシート状成形体に対して軽量性、断熱性及び吸音性を付与すると共に、シート状成形体の破断や層間剥離を効果的に防止することができる。

上記非熱可塑性化学繊維の種類としては、特に限定されないが、例えばビニロン繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、レーヨン繊維などの再生セルロース繊維等が挙げられる。中でも、繊維方向と垂直な断面の形状が略円形であるビニロン繊維が、当該成形用シートを用いたシート状成形体に対して高い強度、耐久性、空隙性、低コスト性を付与することができるため好ましい。

上記非熱可塑性化学繊維の含有量の上限としては７０質量％が好ましく、６０質量％がより好ましく、５０質量％が特に好ましい。また、非熱可塑性化学繊維の含有量の下限としては１０質量％が好ましく、２０質量％がより好ましく、３０質量％が特に好ましい。このように非熱可塑性化学繊維の含有量の上限及び下限を設定することで、当該成形性シートを用いたシート状成形体に対して、連続的な気泡を確実かつ効率的に形成させることができ、その結果、このシート状成形体の吸音性及び断熱性を向上することができる。この非熱可塑性化学繊維の含有量が７０質量％を超えると、後述する発泡性マイクロカプセルと繊維素材との接触性が低下し、シート状成形体に十分な嵩を付与することができないため好ましくない。また、非熱可塑性化学繊維の含有量が１０質量％未満であると、繊維素材間の絡まりが不十分となり破れの発生を増加させると共に、天然繊維の繊維間の水素結合阻害を抑制し、十分な発泡を行えず、その結果、シート状成形体の軽量性、断熱性及び吸音性を低下させるため好ましくない。

上記非熱可塑性化学繊維の繊維長の上限としては４５ｍｍが好ましく、２５ｍｍがより好ましく、２０ｍｍが特に好ましい。また、非熱可塑性化学繊維の繊維長の下限としては５ｍｍが好ましく、７ｍｍがより好ましく、１５ｍｍが特に好ましい。このように非熱可塑性化学繊維の繊維長の上限及び下限を設定することで、シート状成形体加工の加熱下におけるシート状成形体の破断を防止でき、天然繊維の繊維間隔を拡張することをより一層確実なものとすることができる。かかる非熱可塑性化学繊維の繊維長が５ｍｍ未満であると、当該成形用シートを発泡・成形した際に繊維間の絡み合いが少なくなり、シート状成形体の破れや強度が低下するため、例えば深絞り成形性や剛性が必要とされる自動車用内装材には品質が不十分となると共に、この成形用シートを用いたシート状成形体における気道確保の効果が不十分となるため好ましくない。また、この非熱可塑性化学繊維の繊維長が４５ｍｍを超えると、当該成形用シートの抄紙作業において均一なシートとすることが困難になると共に、この成形用シートを用いたシート状成形体の天然繊維が剥離しやすくなるため好ましくない。

（発泡性マイクロカプセル）
発泡性マイクロカプセルは、熱可塑性の重合体から形成される微小なカプセルに発泡剤を封入したものである。かかる発泡性マイクロカプセルは、当該成形用シートの抄紙工程では膨張することなく安定した状態を維持しているが、成形体加工の加熱下では、発泡性マイクロカプセルに封入されている発泡剤が気化することで蒸気圧が上昇し、熱可塑性の重合体から形成される発泡性マイクロカプセルが膨張する。このように、発泡性マイクロカプセルが成形体加工の加熱下で膨張することで、天然繊維等の繊維間隔を拡張させ、シート状成形体の軽量性、耐久性、断熱性、吸音性等を著しく向上させることができる。なお、この発泡性マイクロカプセルを膨張させるための加熱は、一回の加熱で当該シート状成形体の所望とする大きさまで発泡させ膨張させるとよい。

上記発泡性マイクロカプセルを構成する熱可塑性の重合体の種類としては、特に限定されず、例えば塩化ビニリデン系共重合体、アクリロニトリル系共重合体、アクリル系共重合体等が挙げられる。中でも、熱可塑性重合体の熱安定性の観点から、ニトリル系単量体と（メタ）アクリル酸エステル系単量体を主成分としたアクリル系共重合体を用いることが特に好ましい。

上記発泡剤の種類としては、特に限定されないが、発泡性マイクロカプセルを構成する熱可塑性重合体の軟化温度以下の温度の沸点を有する液体を用いるとよく、例えばプロパン、シクロプロパン、ブタン、シクロブタン、イソブタン、ペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン、イソペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、２−メチルペンタン、２，２−ジメチルブタン、ヘプタン、シクロヘプタン、オクタン、シクロオクタン、メチルヘプタン類、トリメチルペンタン類、ハイドロフルオロエーテル類が挙げられる。なお、これらの発泡剤を１種又は２種以上併用して用いることもできる。

上記発泡性マイクロカプセルの発泡開始温度は、熱可塑性合成繊維の融点以下であるとよい。具体的には、発泡性マイクロカプセルの発泡開始温度としては、８０℃以上１２０℃以下が好ましい。例えば、発泡性マイクロカプセルの発泡開始温度を９０℃、熱可塑性合成繊維の融点を１３５℃とする場合において、まず、（Ａ）当該成形用シートの抄紙工程におけるドライヤーパートの乾燥温度を９０℃未満に設定することで、抄紙工程では発泡性マイクロカプセルは膨張せず、熱可塑性合成繊維は融解せず、当該成形用シートは寸法安定性及び加工容易性を発揮することができる。次に、（Ｂ）当該成形性シートを発泡及びプレスして成形体を形成する工程において、加熱温度を例えば８０℃から徐々に上昇させると、約９０℃の時点で熱可塑性合成繊維より先に発泡性マイクロカプセルが膨張を開始し、次いで、約１３５℃の時点で熱可塑性合成繊維が融解を開始する。その結果、発泡性マイクロカプセルの膨張開始より先に熱可塑性合成繊維が融解することを防ぎ、融解した熱可塑性合成繊維による発泡性マイクロカプセルの膨張阻害を効果的に防止することができる。

上記繊維素材（天然繊維、熱可塑性合成繊維、非熱可塑性化学繊維）を基準とする発泡性マイクロカプセルの含有量の上限としては３０質量％が好ましく、２０質量％が特に好ましい。また、この発泡性マイクロカプセルの含有量の下限としては１０質量％が好ましく、１５質量％が特に好ましい。このように発泡性マイクロカプセルの含有量の上限及び下限を設定することで、当該成形性シートを用いたシート状成形体における発泡をより均一なものとすることができ、その結果、シート状成形体の軽量性及び吸音性を向上させることができる。この発泡性マイクロカプセルの含有量が３０質量％を超えると、シート状成形体の繊維素材同士の絡みが少なくなり強度が低下すると共に、成形時に発泡性マイクロカプセルが脱落する可能性があるため好ましくない。また、この発泡性マイクロカプセルの含有量が１０質量％未満であると、シート状成形体の嵩が低下し、軽量化が困難となり、吸音性が低下するため好ましくない。

（その他の任意成分）
当該成形用シート中には、上記組成物の他に、本発明の目的効果を損なわない範囲で、任意成分を適宜使用することができる。この任意成分としては、例えば軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、クレー、焼成カオリン、デラミカオリン、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ、尿素−ホリマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、微小中空粒子などの填料；アルキルケテンダイマー系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤、中性ロジンサイズ剤などのサイズ剤；ポリアクリルアミド系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、カチオン化澱粉、尿素／ホルマリン樹脂、メラミン／ホルマリン樹脂などの紙力増強剤；アクリルアミド／アミノメチルアクリルアミドの共重合物の塩、カチオン化澱粉、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、アクリルアミド／アクリル酸ナトリウム共重合物、カチオン性の定着剤（ハクトロンＫＣ−１００等）などの歩留り向上剤；ＤＳ４３５６などの紙粉脱落防止剤；硫酸バンド；湿潤紙力材；紙厚向上剤；嵩高剤；カチオン化剤；着色剤；染料などを、その種類及び含有量を適宜調整して添加することができる。

また、当該成形性シートに対し、サイズブレス、ゲートロール等の塗工方法を用いて、シート表面にデンプン、ポリビニルアルコール、表面サイズ剤、蛍光増白剤等を塗布することもできる。

（成形性シート）
当該成形用シートの坪量の上限としては７００ｇ／ｍ^２が好ましく、６００ｇ／ｍ^２がより好ましい。また坪量の下限としては１５０ｇ／ｍ^２が好ましく、２００ｇ／ｍ^２がより好ましい。このように当該成形用シートの坪量の上限及び下限を設定することで、当該成形用シートを用いたシート状成形体に付与される軽量性及び剛性のバランスをより一層向上させることができる。

当該成形用シートの厚さの上限としては、１．５ｍｍが好ましく、１ｍｍがより好ましい。また、厚さの下限としては０．５ｍｍが好ましく、０．８ｍｍがより好ましい。このように当該成形用シートの厚さの上限及び下限を設定することで、成形用シートの厚さの均一化を図ると共に、抄紙工程での抄紙機による巻き取りを容易とすることができる。かかる成形用シートの厚さが０．５ｍｍ未満であると、成形時において嵩が出ず、十分な剛性、吸音性を発揮することができないため好ましくない。この成形用シートのカレンダー処理方法については、特に限定されず、オンマシンで設定されているマシンカレンダー、スーパーカレンダー、グロスカレンダー、ブラッシカレンダー、マットカレンダー、ソフトカレンダー等を用いることができる。

当該成形用シートのフリーネスの上限としては８００ｃｃが好ましく、７００ｃｃがより好ましい。また、フリーネスの下限としては５８０ｃｃが好ましく、６００ｃｃがより好ましい。このフリーネスが５８０ｃｃ未満であると、当該成形性シートを用いたシート状成形体の天然繊維の繊維長が短くなり、破裂強度の低下や角割れ等が発生しやすくなると共に、天然繊維において水素結合が発生する表面積が拡大し、発泡が阻害されるため好ましくない。なお、フリーネスは、ＪＩＳ−Ｐ８２２０に準拠して標準離解機にて試料を離解処理した後、ＪＩＳ−Ｐ８１２１に準拠してカナダ標準濾水度試験機にて濾水度を測定した値である。

（成形用シートの製造方法）
当該成形用シートの製造方法としては、一般的に製紙用途で使用される方法を用いることができる。具体的には、上記天然繊維、熱可塑性合成繊維、非熱可塑性化学繊維、発泡性マイクロカプセル等を含む原料スラリーを、ワイヤーパート、プレスパート、ドライヤーパート、リールパートを経て抄紙し、これを巻き取ることで製造することができる。かかるドライヤーパートでは、当該成形用シートに含まれる熱可塑性合成繊維が融解せず、かつ発泡性マイクロカプセルの発泡が開始しない温度に調整して乾燥を行う。例えば、熱可塑性合成繊維の融点が１３５℃であり、発泡性マイクロカプセルの発泡開始温度が９０℃である場合には、ドライヤーパートにおける乾燥温度は９０℃未満に設定する。

上記発泡性マイクロカプセルを紙に付与する方法としては、例えば発泡性マイクロカプセルを原料スラリーに混合して抄紙する内添抄紙方法、抄紙工程途中における湿潤状態の湿紙に発泡性マイクロカプセルをスプレーする方法、発泡性マイクロカプセルとゴムラテックス及び／又は合成樹脂エマルジョンからなる含浸液を湿式含浸法により含浸させる方法等を用いることができる。

上述の製造方法により、当該成形性シートを多層抄きのシート材とすることもできる。
例えば、かかる多層抄きのシート材を３層構造とする場合には、（１）中央の層のみが当該成形用シートから形成されるパターン、（２）中央の層を挟む両側層のみが当該成形用シートから形成されるパターン、（３）上記両側層の片方の層のみが当該成形用シートから形成されるパターン、（４）３層全てが当該成形用シートから形成されるパターンが考えられる。中でも、（４）３層全てが当該成形用シートから形成される場合において、両側層の発泡性マイクロカプセルの含有量が中央層の含有量よりも少なく、両側層の天然繊維の含有割合が中央層の含有割合よりも大きく、さらに両側層に非熱可塑性化学繊維が特に多く含有されていることで、かかる多層抄きシート材を用いたシート状成形体の剛性及び吸音性を著しく向上させることができる。

（シート状成形体）
当該シート状成形体は、成形用シートを加熱下において発泡及びプレス成形（深絞り成形）して形成される。当該成形用シートに上記加熱処理を施した状態の構造体の密度の上限としては０．１ｇ／ｃｍ^３が好ましく、０．０５ｇ／ｃｍ^３がより好ましい。また、密度の下限としては０．０２ｇ／ｃｍ^３が好ましく、０．０４ｇ／ｃｍ^３がより好ましい。このように構造体の密度の上限及び下限を設定することで、上述した気道を確保しつつ、当該構造体の深絞り成形の容易性を向上させることができる。

上記シート状成形体の寸法安定率の上限としては１％が好ましく、０．５％がより好ましい。また、寸法安定率の下限としては０．２％が好ましく、０．３％がより好ましい。このようにシート状成形体の寸法安定率の上限及び下限を設定することで、当該シート状成形体の形状安定性及び加工容易性を向上させることができる。かかる寸法安定率Ｃ（％）は、シート状成形体の加熱前の寸法をＬ１とし、加熱し冷却した後の寸法をＬ２とすると、下記数式（１）で算出される値である。
Ｃ＝［（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１］＊１００ ・・・（１）

上記シート状成形体の吸音率の上限としては、０．７が好ましく、０．６がより好ましい。また、吸音率の下限としては０．４が好ましく、０．５がより好ましい。このようにシート状成形体の吸音率の上限及び下限を設定することで、当該シート状成形体は極めて良好な吸音性を発揮することができる。かかる吸音率は、ＪＩＳ−Ａ１４０９に準拠した値であり、残響室内で音を出して急に止めた際の残響質の減衰時間から算出されるものである。

上記シート状成形体が自動車用内装材である場合において、この自動車用内装材の密度の上限としては０．２ｇ／ｃｍ^３が好ましく、０．０８ｇ／ｃｍ^３がより好ましい。また自動車用内装材の密度の下限としては０．０３ｇ／ｃｍ^３が好ましく、０．０４ｇ／ｃｍ^３がより好ましい。このように自動車用内装材の密度の上限及び下限を設定することで、自動車用内装材の軽量性を確保しつつ剛性、強度及び耐熱性を向上させ、さらには良好な吸音性を発揮させることができる。また、このように自動車用内装材の密度の上限及び下限を調節することで、自動車用内装材の表面層に良好な平滑性を付与することができ、その結果、当該自動車用内装材の表面層に接着剤を塗布する場合において、接着剤の吸収過多を効果的に防止することができる。かかる自動車用内装材の密度が０．２ｇ／ｃｍ^３を超えると吸音率が落ちる傾向があり、０．０３ｇ／ｃｍ^３未満であると剛性、衝撃吸収性が落ちる傾向となり、また表面層の平滑性が下がり、表皮へ柄が浮き出る不都合があるため好ましくない。

（シート状成形体の製造方法）
上述した通り、当該成形用シートを加熱下で発泡させ、プレス成形することでシート状成形体が得られる。かかるプレス成形に用いる成形装置としては、雄型及び雌型から構成されるプレス成形金型を用いることができる。

上記加熱・プレス成形の方法については、当該成形用シートのみを予め加熱しておき、加熱していないプレス成形金型でプレスする方法や、当該成形用シート及びプレス成形金型の両方を加熱しておく方法が挙げられる。また、当該シート状成形体及びプレス成形金型の加熱方法については、赤外線加熱方式、電気ヒーター加熱方式、熱風加熱方式、蒸気加熱方式、加熱オイル循環方式などを単独又は併用することができる。

上記プレス成形の圧力は、当該成形用シートを構成する組成物の含有割合や含有量、目的とするシート状成形体のサイズ・厚さ・用途等に応じて調整することができる。このプレス成形の圧力は、シート状成形体の破損等を防ぐためには、５ｋｇ／ｃｍ^２以上５００ｋｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましく、１０ｋｇ／ｃｍ^２以上３５０ｋｇ／ｃｍ^２以下であることがより好ましく、３０ｋｇ／ｃｍ^２以上２５０ｋｇ／ｃｍ^２以下であることが特に好ましい。また、プレス成形の時間についても、当該成形用シートを構成する組成物の含有割合や含有量、目的とするシート状成形体のサイズ・厚さ・用途等に応じて調整することができ、上述したプレス圧力で成形を行う場合には、プレス時間を２秒以上２０秒以下に調整することが好ましい。

上述の製造方法により製造されたシート状成形体は、組成物である天然繊維、熱可塑性合成繊維及び非熱可塑性化学繊維の含有割合を変更・調整することで、それぞれ異なる性質を発揮する。例えば、（Ａ）天然繊維の含有量を４０質量％以上８０質量％以下、熱可塑性合成繊維の含有量を１０質量％以上３０質量％以下、非熱可塑性化学繊維の含有量を１０質量％以上５０質量％以下に設定した場合、かかる成形性シートを用いたシート状の成形体は、特に良好な軽量性及び防音性を発揮できることから、自動車用内装材として好適に使用され得る。また、（Ｂ）天然繊維の含有量を１０質量％以上５０質量％以下、熱可塑性合成繊維の含有量を１０質量％以上４０質量％以下、非熱可塑性化学繊維の含有量を３０質量％以上７０質量％以下に設定した場合、かかる成形性シートを用いたシート状の成形体は、特に良好な剛性・強度を発揮できることから、自動車のドアトリムとして好適に使用され得る。

なお、本発明の成形用シート及びこれを用いたシート状成形体は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明のシート状成形体は、自動車用内装材として好適に使用され得る。このような自動車用内装材は、断熱性、吸音性、剛性、寸法安定性等を確実かつ効果的に発揮することができると共に、近年における軽量性、製造過程での作業性、サーマルリサイクル、産業廃棄物削減等の人的・資源的環境に対する配慮や要求を十分に満たすことができ、エコフレンドリーを確実に実現することができる。

また、本発明の成形用シートを構成する組成物に含有される発泡剤としては、特に限定されず、例えば重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジッド等が挙げられる。かかる発泡剤を本発明の成形用シートを構成する組成物に含有させることで、本発明の成形用シートのプレス成形加工が容易となる。

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。

［実施例１〜２５及び比較例１〜４］
（成形用シートの製造）
成形用シートを構成する繊維素材として、実施例１〜２３及び比較例１〜４では、天然繊維であるＮＢＫＰ、熱可塑性合成繊維であるポリオレフィン繊維（三井化学社の「ＳＷＰ−Ｅ４００」）、非熱可塑性化学繊維であるビニロン（クラレ社の「ＶＰＢ３０３」）を表１に示す含有量により調整した。また、実施例２４では熱可塑性合成繊維としてポリエステル繊維（帝人ファイバー社の「テピルス」）を、実施例２５では非熱可塑性化学繊維であるアクリル繊維（東洋紡社の「ビィパル」）をそれぞれ採用した以外は実施例１〜２３と同様とし、表１に示す含有量により調整した。そして、実施例１〜２５及び比較例１〜４について、非熱可塑性化学繊維の繊維長についても表１に示す長さに調整した。次いで、かかる繊維素材を基準として、発泡性マイクロカプセル（松本油脂製薬、松本マイクロスフェア−Ｆ７８Ｋ）を表１に示す含有量添加して、原料スラリーを得た。かかる発泡性マイクロカプセルの発泡開始温度は９０℃、最大膨張温度は１７０℃であり、熱可塑性合成繊維の融点は１３５℃である。また、かかる原料スラリーには、任意成分として発泡剤歩留向上剤（ハクトロンＫＣ−１００）、紙粉脱落防止剤（ＤＳ４３５６）、硫酸バンド、湿潤紙力剤、ＰＥＯを別途含有した。

次いで、上記原料スラリーをワイヤーパート、プレスパート、ドライヤーパート、カレンダーパートを経て成形用シートを得た。このドライヤーパートにおける乾燥温度は、８０℃に調整した。なお、ワイヤーパートではギャップフォーマを、プレスパートではオープンドローのないストレートスルー型を、ドライヤーパートではシングルデッキドライヤーを用いて抄紙した。カレンダーパートでは、マルチニップカレンダーを用いて平坦化処理を行った。かかる抄紙処理及び平坦化処理を調整することで、密度を表１のように変化させた。

（シート状成形体の製造）
上述した製造工程により得られた成形用シートを、雄型及び雌型の金型を有する加熱プレス装置を用いて成形した。

（寸法安定率の測定）
上述した通り、実施例及び比較例の寸法安定率を上記数式１に基づいて測定した。

（吸音率の測定）
実施例及び比較例では、ランダム入射吸音率を評価指標として用いた。ランダム入射吸音率は、残響室吸音率と呼ばれるもので、ＪＩＳ−Ａ１４０９に準拠し、残響室内で音を出して急に止めた際の、残響室の減衰時間から算出したものである。具体的には、容積：７０ｍ^３、表面積：９５ｍ^２である残響室の床面中央に、実施例及び比較例のシート状成形体を設置し、天井の周囲には厚さ１７ｍｍのアクリル板からなる高さ７００ｍｍの拡散枠板を設置した。そして、音源を天井内装材から離れた位置に配置した。このように、天井表面に対してランダムな方向から音による空気振動が入射するようにした。なお、吸音率は、実際の健常者の体感では、吸音率が０．４以上あれば、効果が実感でき、良好な吸音材といえる。

（断熱性の測定）
断熱性（Ｗ／ｍｋ）とは熱伝導率であり、ＪＩＳ−Ａ１４１２の熱流計法に基づき、英弘精機株式会社製の熱伝導率測定器ＨＣ−１１０を用いて測定した値である。なお、測定は温度２０℃の条件下で行った。

（評価）
表１に示す通り、実施例１〜２５は、比較例１〜４と比較して、良好な寸法安定性、吸音性及び断熱性を示した。

以上のように、本発明の成形用シート及びこれを用いたシート状成形体は、主として天然繊維等を原料とするものであり、資材調達及び加工の容易性に優れ、製造過程での作業性向上、低コスト化、サーマルリサイクルの効率化、産業廃棄物削減を実現することができるため、広く好適に使用され得る。

Claims (4)

1. 天然繊維、熱可塑性合成繊維及び融点が熱分解温度以下の温度で存在しない非熱可塑性化学繊維を含む繊維素材と発泡剤とを含む組成物を抄紙して得られる成形用シートであって、
   上記繊維素材中の天然繊維の含有量が１０質量％以上８０質量％以下、熱可塑性合成繊維の含有量が１０質量％以上４０質量％以下、非熱可塑性化学繊維の含有量が１０質量％以上７０質量％以下であり、
   上記発泡剤の上記繊維素材に対する含有量が１０質量％以上３５質量％以下であり、
   上記非熱可塑性化学繊維の繊維長が５ｍｍ以上４５ｍｍ以下である成形用シート。
2. 上記非熱可塑性化学繊維がビニロン繊維である請求項１に記載の成形用シート。
3. 上記発泡剤が発泡性マイクロカプセルであり、
   上記発泡性マイクロカプセルの発泡開始温度が上記熱可塑性合成繊維の融点以下である請求項１又は請求項２に記載の成形用シート。
4. 請求項１、請求項２又は請求項３に記載の成形用シートを発泡及びプレス成形して形成され、
   ０．０３ｇ／ｃｍ^３以上０．２ｇ／ｃｍ^３以下の密度を有する自動車用内装材。