JP6633374B2 - 曲げ剛性および吸音性に優れた積層成型体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
一般に、固綿の吸音性は固綿の厚みと密度に影響される。固綿の密度が一定の場合は厚みが厚い方が、厚みが一定の場合は密度が大きい方が、吸音特性は高くなることが知られている。さらに軽量化するためには、厚みを薄くするか、密度を小さくする必要がある。しかしながら、密度を小さく、または、厚みを薄くすると固綿の曲げ剛性が小さく、かつ、吸音性も小さくなる。自動車内の天井材、ダッシュボード、床材あるいはトランクルーム等の内装基材に用いる場合、ある程度の曲げ剛性が求められる。固綿の場合、ガラス繊維などの曲げ剛性の大きい繊維を混合する場合があるが、ガラス繊維は比重2.5程度とポリエステルの1.38と比べて高く、固綿自体の重量が重くなるデメリットを有している。
繊維強化樹脂板は、高融点重合体(a)と低融点重合体(b)とにより構成され、低融点重合体(b)がマトリックス樹脂となって、前記マトリックス樹脂中に、高融点重合体(a)からなる繊維が存在し、前記繊維が連続繊維であり、
固綿は、多数の繊維が堆積することにより構成され、前記繊維は高融点重合体(c)と低融点重合体(d)とからなり、
固綿を構成する低融点重合体(d)が、160〜200℃の結晶融点を有し、かつ融解熱が16J/g以上であり、
繊維強化樹脂板と固綿とは、積層面における低融点重合体(b)および低融点重合体(d)とが溶融固化することにより接着して一体化していることを特徴とする曲げ剛性と吸音性に優れた積層成型体を要旨とする。
高融点重合体(c)と低融点重合体(d)とによって構成され、多数の繊維が堆積してなる固綿と重ね合せ、
0.1MPa以上の加圧下で、低融点重合体(b)および低融点重合体(d)のいずれの融点よりも高い温度であり、かつ高融点重合体(a)および高融点重合体(c)のいずれの融点よりも低い温度にて、緊張下で熱処理することによって、積層面における低融点重合体(b)および低融点重合体(d)とを溶融させて接着一体化することを特徴とする曲げ剛性と吸音性に優れた積層成型体の製造方法を要旨とするものである。
本発明の積層成型体は、繊維強化樹脂板と固綿とが積層一体化してなるものである。本発明において、繊維強化樹脂板は、高融点重合体(a)と低融点重合体(b)とにより構成され、低融点重合体(b)がマトリックス樹脂となって、前記マトリックス樹脂中に、高融点重合体(a)からなる連続繊維が存在する。マトリックス樹脂中に存在する繊維が、いわゆる特定の繊維長を有する短繊維ではなく、特定の繊維長を有しない連続してなる連続繊維である。このような連続繊維間の隙間を埋めるように低融点重合体からなるマトリックス樹脂が存在しており、また言い換えると、母体となるマトリックス樹脂中に連続繊維が均一に存在していることから、樹脂板は、連続繊維よって強化され、曲げ剛性に優れるものとなる。マトリックス樹脂中に存在する連続繊維は、方向性がなくランダムに存在するもの、一定の方向性を有して配列して存在するもののいずれでもよいが、連続繊維が、織物または編物の形態で存在していることが好ましい。マトリックス樹脂中に、織編物の形態で存在することにより布帛の形態で存在することとなり、布帛としての強度等の機能が付加される。また、織物の形態であれば、連続繊維が経糸および緯糸として略直交した2方向に配列するため、寸法安定性が良好となり、強度も向上する。また、編物の形態であれば、連続繊維はループを構成するため、積層成型体を所定の形状に立体成型する場合に、追随性が良好となり、立体成型性に優れる。
(1)結晶融点
示差走査熱量測定装置を使用して昇温速度20℃/分で測定した。
(2)融解熱
示差走査熱量測定装置を使用して昇温速度20℃/分で測定した。
(3)目付
長さ:200mm、幅:200mmの大きさに切断した試験片の質量を秤量後、秤量値から1m×1m当たりの質量に換算し、目付とした。
(4)曲げ強度
試料(長さ:80mm、幅:10mm、厚み:4mm)をISO178に従って3点曲げ試験を実施し、最大曲げ強さ(MPa)と曲げ弾性率(MPa)を算出した。なお、圧子は固綿面側、支持台は繊維強化樹脂板側に接するように積層成型体をセットした。
(5)吸音性
200mm×200mmの積層成型体6枚を準備し、図1に示すごとき側面:Aの中心部に直径:50mmの観測窓:B及び上面:Cの中心部に直径:50mmの落下窓:Dが開けられた200mm×200mm×200mmの立方体を作成した。なお、積層成型体の固綿面側が立方体の内側面となるように作成した。
観測者は、右耳を観測窓Bに近づける。次に、上面:Cから高さ:100mmの位置から直径10mmの金属球:Eを落下させる。このとき、観測者に聞こえた音(落下音)を次の4段階で評価した。
4:著しく気になる。
3:気になる。
2:あまり気にならない。
1:全く気にならない。
芯部にポリエチレンテレフタレート(結晶融点:255℃)、鞘部にテレフタル酸、ε‐カプロラクトン、エチレングリコールと1、4−ブタンジオールとを構成成分とする共重合ポリエステル(結晶融点:160℃)からなる芯鞘複合型連続繊維からなるマルチフィラメント糸(1670デシテックス/192フィラメント、繊維の芯鞘質量比率:芯/鞘=73/27)を用いて、経糸本数:24本/インチ、緯糸本数:25本/インチの平組織の織物を製織した。
実施例1において、平組織の織物を製織する際、連続繊維として、芯部にポリエチレンテレフタレート(結晶融点:255℃)、鞘部にテレフタル酸、ε‐カプロラクトン、エチレングリコールと1、4−ブタンジオールの共重合ポリエステル重合体(結晶融点:160℃)からなる芯鞘型複合連続繊維からなるマルチフィラメント糸(280デシテックス/48フィラメント、繊維の芯鞘質量比率:芯/鞘=73/27)を用いたこと、経糸本数48本/インチ、緯糸本数48本/インチの平組織の織物としたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2の積層成型体を得た。
実施例1において、織物を熱処理した繊維強化樹脂板を用いず、固綿のみ用いたこと以外は、実施例1と同様にして固綿からなる成型体を得た。詳細には下記のとおりである。
実施例1において、繊維強化樹脂板に替えて、厚み2mmのポリエチレンテレフタレート製の平板を用いた。それ以外は、実施例1と同様にして、平板と固綿とを積層して、比較例2の樹脂平板が積層されてなる成型体を得た。
表1から明らかなように、本発明の積層成型体は、固綿のみによって構成される比較例1と同様の吸音性を有しながら、樹脂平板が積層してなる比較例2と同等以上の曲げ強さおよび曲げ弾性を有していることが分かる。したがって、本発明の積層成型体は、密度が小さく、軽量化を図ったものでありながら、曲げ剛性や曲げ強度に優れ、吸音性も優れるものであり、相反する2つの性能を満足するものであった。
Claims (8)
- 繊維強化樹脂板と、固綿とが積層一体化してなる成型体であり、
繊維強化樹脂板は、高融点重合体(a)と低融点重合体(b)とにより構成され、低融点重合体(b)がマトリックス樹脂となって、前記マトリックス樹脂中に、高融点重合体(a)からなる繊維が存在し、前記繊維が連続繊維であり、
固綿は、多数の繊維が堆積することにより構成され、前記繊維は高融点重合体(c)と低融点重合体(d)とからなり、
固綿を構成する低融点重合体(d)が、160〜200℃の結晶融点を有し、かつ融解熱が16J/g以上であり、
繊維強化樹脂板と固綿とは、積層面における低融点重合体(b)および低融点重合体(d)とが溶融固化することにより接着して一体化していることを特徴とする曲げ剛性と吸音性に優れた積層成型体。 - 繊維強化樹脂板において、マトリックス樹脂中に存在する連続繊維は、織物または編物の形態で存在していることを特徴とする請求項1記載の曲げ剛性と吸音性に優れた積層成型体。
- 高融点重合体(a)、低融点重合体(b)、高融点重合体(c)、低融点重合体(d)のいずれもがポリエステル系重合体であることを特徴とする請求項1または2記載の曲げ剛性と吸音性に優れた積層成型体。
- 積層成型体の厚みが2〜20mm、密度が0.05〜0.6g/cm3であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の曲げ剛性と吸音性に優れた積層成型体。
- 高融点重合体(a)と低融点重合体(b)とによって構成される連続繊維からなる布帛を準備し、該布帛を、低融点重合体(b)の融点以上かつ高融点重合体(a)の融点未満の温度にて緊張下で熱処理した後、
高融点重合体(c)と低融点重合体(d)とによって構成され、多数の繊維が堆積してなる固綿と重ね合せ、
0.1MPa以上の加圧下で、低融点重合体(b)および低融点重合体(d)のいずれの融点よりも高い温度であり、かつ高融点重合体(a)および高融点重合体(c)のいずれの融点よりも低い温度にて、緊張下で熱処理することによって、積層面における低融点重合体(b)および低融点重合体(d)とを溶融させて接着一体化することを特徴とする曲げ剛性と吸音性に優れた積層成型体の製造方法。 - 布帛を構成する連続繊維が、高融点重合体(a)が芯部を構成し、低融点重合体(b)が鞘部を構成してなる芯鞘型複合繊維であることを特徴とする請求項5記載の曲げ剛性と吸音性に優れた積層成型体の製造方法。
- 固綿を構成する繊維が、高融点重合体(c)が芯部を構成し、低融点重合体(d)が鞘部を構成してなる芯鞘型複合繊維であることを特徴とする請求項5または6に記載の曲げ剛性と吸音性に優れた積層成型体の製造方法。
- 布帛が、織編物であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の曲げ剛性と吸音性に優れた積層成型体の製造方法。
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