JP7442362B2 - 成型用基材 - Google Patents
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Description
このようにして調製した成型用基材は、難燃性繊維を含んでいない繊維基材層を備える成型用基材よりも、難燃性が向上しているものではあった。しかし、難燃性繊維として上述した芯鞘型複合繊維よりも親水性が高い難燃性繊維(例えば、レーヨン繊維)を採用した場合、繊維基材層が全体的に雨水などの水分を吸収し易くなる、および/または、当該水分を保持し易くなることで、当該成型用基材からなる車両用外装材の重量が保持している水分の分増す(以降、重量増と称することがある)結果、車両用外装材が車体から剥離し易くなる、および/または、車両用外装材に内部剥離が生じ易くなる恐れがあった。
一方、前述の問題を発生し難くするため、単純に、繊維基材層を調製する際に混綿する難燃性繊維の割合を低くすると、難燃性は低下するものであった。
「一層の第一繊維層と一層の第二繊維層とを有する繊維基材層を備える、成型用基材であって、
前記第一繊維層は構成繊維として、レーヨン繊維と鞘部がポリプロピレン系樹脂であり芯部がポリエステル系樹脂である芯鞘型複合繊維とを含んでおり、
前記第二繊維層の構成繊維に占める前記レーヨン繊維の割合は、前記第一繊維層の構成繊維に占める前記レーヨン繊維の割合よりも低いことを特徴とする、
成型用基材。」
である。
そして、第二の発明は、
「更に、カバー層とポリプロピレン系樹脂接着層とを備える、請求項1に記載の成型用基材であって、
前記ポリプロピレン系樹脂接着層により、前記繊維基材層と前記カバー層とが接着一体化している、
請求項1に記載の成型用基材。」
である。
そして、本発明で例示する各上限値および各下限値は、任意に組み合わせることができる。
・主面同士がバインダにより接着している態様、
・第一繊維層(1)および/または第二繊維層(2)が含む接着繊維により、層間が接着している態様、
・第一繊維層(1)と第二繊維層(2)の層間を超え、第一繊維層(1)と第二繊維層(2)の構成繊維同士が絡合している態様、
などを指し、第一繊維層(1)と第二繊維層(2)がただ重なり合っているだけの態様ではないことを意味する。
成型用基材(10、100)の製造工程において、第一の布帛と第二の布帛をただ重なり合うように積層することで繊維基材層(3)が調製されている場合、あるいは、第一の布帛と第二の布帛を積層一体化させ繊維基材層(3)が調製されている場合には、成型用基材(10、100)が備えている繊維基材層(3)、は第一の布帛由来の第一繊維層(1)と第二の布帛由来の第二繊維層(2)を有するものである。
1.成型用基材(10、100)が備えている繊維基材層(3)から、繊維基材層(3)を構成している各繊維層を容易に分離して採取できる場合には、採取した各繊維層を以下の判断方法へ供する。
2.採取した繊維層のうち隣接する2層の繊維層における、当該2層の繊維層がなす層間側と反対側の各主面を構成する、繊維の種類とその質量比率を各々確認する。なお、確認には、FT-IRや元素分析やNMRなどの各種分析装置を用いる方法、電子顕微鏡などの分析装置を用いる方法、カヤステインなどの染料を用いて染色し分析する方法など周知の分析方法を採用できる。
3.構成繊維に占める難燃性繊維の割合が高い方の主面を有する繊維層を、仮の第一繊維層とする。
4.仮の第一繊維層が、当該難燃性繊維よりも親水性が低い鞘部がポリプロピレン系樹脂であり芯部がポリエステル系樹脂である芯鞘型複合繊維を含んでいる場合、当該仮の第一繊維層を第一繊維層とし、もう一方の繊維層を第二繊維層とする。
1.成型用基材(10、100)が備えている繊維基材層(3)から、繊維基材層(3)を構成している各繊維層を容易に分離して採取できない場合には、成型用基材(10、100)が備えている繊維基材層(3)の両主面を構成する、繊維の種類とその質量比率を各々確認する。なお、確認には、上述した周知の分析方法を採用できる。
2.構成繊維に占める難燃性繊維の割合が高い方の主面を、仮の第一繊維層が備える主面であるとする。
4.仮の第一繊維層が備える主面が、当該難燃性繊維よりも親水性が低い鞘部がポリプロピレン系樹脂であり芯部がポリエステル系樹脂である芯鞘型複合繊維を含んでいる場合、繊維基材層(3)は当該主面側に第一繊維層を備えており、もう一方の主面側に第二繊維層を備えているとする。
X=100×B/A
X:構成繊維に占める特定繊維の質量比率(単位:質量%)
A:繊維層が含む構成繊維の総質量(単位:g/m2)
B:繊維層が含む特定繊維の質量(単位:g/m2)
ポリプロピレン系樹脂層(5)は、周知のポリプロピレン系樹脂(ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、炭化水素の一部をシアノ基またはフッ素或いは塩素といったハロゲンで置換した構造のポリプロピレンなど)を一種類、あるいは、周知のポリプロピレン系樹脂を複数混合してなる樹脂で構成できる。ポリプロピレン系樹脂は熱可塑性樹脂であり、加熱時に流動して繊維基材層(3)やカバー層(4)の内部空隙中へ浸透し易いことで、接着時にくさびの役割も担い両層を強固に接着して、剥離強度や曲げ時最大点荷重に優れるなど剛性を向上できる。
(i)難燃性繊維と、前記難燃性繊維よりも親水性が低い鞘部がポリプロピレン系樹脂であり芯部がポリエステル系樹脂である芯鞘型複合繊維を含む第一の布帛を用意する工程、
(ii)第一の布帛の構成繊維に占める難燃性繊維の割合よりも、低い割合で前記難燃性繊維を含む第二の布帛を用意する工程、
(iii)第一の布帛の一方の主面上に第二の布帛を積層し、露出する第二の布帛側の主面からもう一方の主面へ対し繊維絡合手段を施すことで、第一の布帛と第二の布帛における隣接する主面間の構成繊維同士を絡合することで、積層一体化して不織布を調製する工程、
を備えた成型用基材(10、100)の製造方法であることができる。
このような工程を経て調製された成型用基材(10、100)は、第一の布帛由来の第一繊維層(1)と第二の布帛由来の第二繊維層(2)とが、層間を超え構成繊維同士が絡合して積層一体化した構造を有する不織布である繊維基材層(3)を備えている。
布帛として、例えば、繊維ウエブや不織布、あるいは、織物や編み物などを用意する。なお、布帛における構成繊維の繊度や繊維長、厚さや目付は上述した数値のものを採用できる。
繊維絡合手段の種類は適宜選択できるが、ニードルや水流による繊維絡合手段を採用できる。特に、厚手の第一繊維層(1)を備えることでより難燃性に優れた成型用基材(10)を容易に提供できることから、ニードルパンチ処理により繊維絡合するのが好ましい。
難燃性繊維としてレーヨン繊維(繊度:3d(換算すると約3.3dtex)、繊維長:51mm、融点を有していない樹脂のみで構成されており、LOI値:17~19)を用意した。以降、レーヨン繊維と称することがある。
また、レーヨン繊維よりも親水性が低い芯鞘型複合繊維(繊度:4d(換算すると約4.4dtex)、繊維長:51mm、芯部:ポリエチレンテレフタレート、鞘部:ポリプロピレン、融点を有する樹脂のみで構成されており、LOI値:22以下)を用意した。以降、芯鞘型複合繊維と称することがある。
そして、ポリエチレンテレフタレート繊維(繊度:6dtex、繊維長:51mm、融点を有する樹脂のみで構成されており、LOI値:22以下)を用意した。以降、PET単繊維と称することがある。
ポリエステル樹脂のスパンボンド不織布(目付:90g/m2)を用意し、その一方の主面上にTダイから溶融したポリプロピレン(融点:160℃)を押し出すことで、当該スパンボンド不織布の一方の主面上に未延伸ポリプロピレンフィルム層(目付:36g/m2)を形成した。
PET単繊維50.0質量%と芯鞘型複合繊維50.0質量%を混綿し、カード機へ供することで繊維ウェブ(目付:450g/m2)を2枚調製した。そして、繊維ウェブを2枚積層した状態で、露出している一方の主面からもう一方の主面へ向かい、ニードルパンチ処理を施すことで、繊維ウェブ同士が積層一体化してなるニードルパンチ不織布(目付:900g/m2)を調製した。
加熱温度200℃に調整した熱風加熱装置へ供した後のニードルパンチ不織布における両主面の各々に、間に未延伸ポリプロピレンフィルム層を介して、スパンボンド不織布を積層した。このようにして調製した積層物を、加熱温度200℃に調整した熱ロール間へ供し、更にその後、加熱温度210℃に調整した遠赤炉へ供した。最後に、クリアランスを5mmに調整した冷却プレス装置へ供することで、未延伸ポリプロピレンフィルム層由来のポリプロピレンによりニードルパンチ不織布とスパンボンド不織布が接着一体化してなる、成型用基材(目付:1152g/m2、厚さ:5mm)を調製した。
PET単繊維47.5質量%と芯鞘型複合繊維50.0質量%ならびにレーヨン繊維2.5質量%を混綿し、カード機へ供することで繊維ウェブ(目付:450g/m2)を2枚調製した。そして、繊維ウェブを2枚積層した状態で、ニードルパンチ処理を施すことで、繊維ウェブ同士が積層一体化してなるニードルパンチ不織布(目付:900g/m2)を調製した。
このようにして調製したニードルパンチ不織布を用いたこと以外は、比較例1と同様にして、未延伸ポリプロピレンフィルム層由来のポリプロピレンによりニードルパンチ不織布とスパンボンド不織布が接着一体化してなる、成型用基材(目付:1152g/m2、厚さ:5mm)を調製した。
PET単繊維45.0質量%と芯鞘型複合繊維50.0質量%ならびにレーヨン繊維5.0質量%を混綿し、カード機へ供することで繊維ウェブ(目付:450g/m2)を2枚調製した。そして、繊維ウェブを2枚積層した状態で、露出している一方の主面からもう一方の主面へ向かい、ニードルパンチ処理を施すことで、繊維ウェブ同士が積層一体化してなるニードルパンチ不織布(目付:900g/m2)を調製した。
このようにして調製したニードルパンチ不織布を用いたこと以外は、比較例1と同様にして、未延伸ポリプロピレンフィルム層由来のポリプロピレンによりニードルパンチ不織布とスパンボンド不織布が接着一体化してなる、成型用基材(目付:1152g/m2、厚さ:5mm)を調製した。
PET単繊維50.0質量%と芯鞘型複合繊維50.0質量%を混綿し、カード機へ供することで繊維ウェブA(目付:450g/m2)を1枚調製した。次いで、PET単繊維45.0質量%と芯鞘型複合繊維50.0質量%ならびにレーヨン繊維5.0質量%を混綿し、カード機へ供することで繊維ウェブB(目付:450g/m2)を1枚調製した。そして、繊維ウェブAならびに繊維ウェブBを積層した状態で、ニードルパンチ処理を施すことで、繊維ウェブAならびに繊維ウェブBが積層一体化してなるニードルパンチ不織布(目付:900g/m2)を調製した。
このようにして調製したニードルパンチ不織布を用いたこと以外は、比較例1と同様にして、未延伸ポリプロピレンフィルム層由来のポリプロピレンによりニードルパンチ不織布とスパンボンド不織布が接着一体化してなる、成型用基材(目付:1152g/m2、厚さ:5mm)を調製した。
測定対象である成型用基材から採取した試験片を、FMVSS No.302燃焼性試験へ供することで、その燃焼速度を計った。本試験では、第一繊維層側が、炎側に面するようにして試験片を設置し燃焼速度(単位:mm/min)を計った。なお、燃焼速度の値が小さいほど、難燃性に優れることを意味する。
そして、燃焼速度が30mm/min以下であった成型用基材については、難燃性に優れる成型用基材であると評価して表中に「〇」を記載した。一方、燃焼速度が30mm/minよりも大きい成型用基材については、難燃性に劣る成型用基材であると評価して表中に「×」を記載した。
測定対象である成型用基材から採取した試験片(長辺:75mm、短辺:25mm)を、105~110℃雰囲気下に曝し予備乾燥した。加熱した試験片をデシケータ内に収め放冷した後、その質量W0を量った。
そして、質量W0を計った試験片を20℃の蒸留水中に2時間浸漬した後、蒸留水中から試験片を取り出し、乾布を用いて試験片の表面に付着している余分な蒸留水を拭き取り、蒸留水を含んだ試験片の質量W2を量った。
また、質量W0を計った試験片を20℃の蒸留水中に24時間浸漬した後、蒸留水中から試験片を取り出し、乾布を用いて試験片の表面に付着している余分な蒸留水を拭き取り、蒸留水を含んだ試験片の質量W24を量った。
測定された質量W0と質量W2ならびに質量W24の値を以下の数式へ代入し、蒸留水へ2時間浸漬した際の吸水率(単位:質量%)と、蒸留水へ24時間浸漬した際の吸水率(単位:質量%)を各々算出した。なお、吸水率の値が小さいほど、重量増し難いことを意味する。
蒸留水へ2時間浸漬した際の吸水率(単位:質量%)=100×(質量W2-質量W0)/質量W0
蒸留水へ24時間浸漬した際の吸水率(単位:質量%)=100×(質量W24-質量W0)/質量W0
そして、蒸留水へ2時間浸漬した際の吸水率が10質量%以下であると共に、蒸留水へ24時間浸漬した際の吸水率が25質量%以下である成型用基材については、重量増し難い成型用基材であると評価して表中に「〇」を記載した。一方、蒸留水へ2時間浸漬した際の吸水率が10質量%より大きいと共に、蒸留水へ24時間浸漬した際の吸水率が25質量%より大きい成型用基材については、重量増し易い成型用基材であると評価して表中に「×」を記載した。
PET単繊維50.0質量%と芯鞘型複合繊維50.0質量%を混綿し、カード機へ供することで繊維ウェブA(目付:450g/m2)を1枚調製した。次いで、PET単繊維47.0質量%と芯鞘型複合繊維50.0質量%ならびにレーヨン繊維3.0質量%を混綿し、カード機へ供することで繊維ウェブC(目付:450g/m2)を1枚調製した。そして、繊維ウェブAならびに繊維ウェブCを積層した状態で、ニードルパンチ処理を施すことで、繊維ウェブAならびに繊維ウェブCが積層一体化してなるニードルパンチ不織布(目付:900g/m2)を調製した。
このようにして調製したニードルパンチ不織布を用いたこと以外は、比較例1と同様にして、未延伸ポリプロピレンフィルム層由来のポリプロピレンによりニードルパンチ不織布とスパンボンド不織布が接着一体化してなる、成型用基材(目付:1152g/m2、厚さ:5mm)を調製した。
PET単繊維50.0質量%と芯鞘型複合繊維50.0質量%を混綿し、カード機へ供することで繊維ウェブA(目付:450g/m2)を1枚調製した。次いで、PET単繊維42.0質量%と芯鞘型複合繊維50.0質量%ならびにレーヨン繊維8.0質量%を混綿し、カード機へ供することで繊維ウェブD(目付:450g/m2)を1枚調製した。そして、繊維ウェブAならびに繊維ウェブDを積層した状態で、ニードルパンチ処理を施すことで、繊維ウェブAならびに繊維ウェブDが積層一体化してなるニードルパンチ不織布(目付:900g/m2)を調製した。
このようにして調製したニードルパンチ不織布を用いたこと以外は、比較例1と同様にして、未延伸ポリプロピレンフィルム層由来のポリプロピレンによりニードルパンチ不織布とスパンボンド不織布が接着一体化してなる、成型用基材(目付:1152g/m2、厚さ:5mm)を調製した。
1・・・第一繊維層
2・・・第二繊維層
3・・・繊維基材層
4・・・カバー層
5・・・ポリプロピレン系樹脂接着層
Claims (2)
- 一層の第一繊維層と一層の第二繊維層とを有する繊維基材層を備える、成型用基材であって、
前記第一繊維層は構成繊維として、レーヨン繊維と鞘部がポリプロピレン系樹脂であり芯部がポリエステル系樹脂である芯鞘型複合繊維とを含んでおり、
前記第二繊維層の構成繊維に占める前記レーヨン繊維の割合は、前記第一繊維層の構成繊維に占める前記レーヨン繊維の割合よりも低いことを特徴とする、
成型用基材。 - 更に、カバー層とポリプロピレン系樹脂接着層とを備える、請求項1に記載の成型用基材であって、
前記ポリプロピレン系樹脂接着層により、前記繊維基材層と前記カバー層とが接着一体化している、
請求項1に記載の成型用基材。
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