JPH01166946A

JPH01166946A - 熱成形用繊維成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH01166946A
Application number: JP62327722A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tsukamoto; 塚本　昌博; Katsuhiko Yamaji; 克彦山路; Masahiko Ishida; 正彦石田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1989-06-30
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH0649363B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車用天井材として好適な熱成形用繊維成
形体の製造方法に関する。

（従来の技術）自動車用天井材には、軽量で、剛性、耐熱性、吸音性、
熱賦形性などの性能に優れた材料が要求される。

この種の材料として、例えば特開昭６０−８３８３２号
公報には、ガラス繊維などの無機繊維層の両面に、ポリ
エチレンなどの合成樹脂層を積層成形体した自動車用天
井材が開示されている。ところが、かかる積層成形体は
、特に吸音性が低く、自動車用天井材としては不充分で
問題がある。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上記の問題点を解決するものであり、その目
的とするところは、軽量で、剛性、耐熱性、熱賦形性、
及び吸音性に優れた、自動車用天井材に適した熱成形用
繊維成形体の製造方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明においては、先ず、無機繊維を主成分とするマッ
ト状物の両面に熱可塑性樹脂からなるフィルムを積層す
る。

上記の無機繊維としては、ガラス繊維、ロッフラール、
セラミック繊維、炭素繊維等があげられ、その長さはマ
ット状物の成形性の点から５〜２００ｆｆＩｆｆｌが好
ましく、５０ｍｍ以上のものが７０重量％以上含まれて
いるのがより好ましい。又、その太さは細くなると機械
的強度が低下し、太くなると重くなって嵩密度が小さく
なるので２〜３０μｍが好ましく、より好ましくは７〜
２０μｍである。

上記の無機繊維には熱可塑性樹脂繊維を混合してもよい
。このような熱可塑性樹脂繊維を混合すると、マット状
物が嵩高になりマット化が容易となる。かかる熱可塑性
樹脂繊維としては、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン
繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等があげられ
、長さは５〜２００　ｍｍが好ましく、より好ましくは
２０〜１００ｍｍであり、太さは３〜５０μｍが好まし
く、より好ましくは２０〜４０μｍである。

このような熱可塑性樹脂繊維は、本発明の加熱工程にお
いて溶融して無機繊維のバインダーとなる場合之、熔融
せずに無機繊維に混在している場合とがあるが、いずれ
の状態であっても支障はない。

また、上記の無機繊維には、熱可塑性樹脂粉末を混合し
てもよい。かかる熱可塑性樹脂粉末としては、マット状
物の両面に積層するフィルムと同様な樹脂のうち、融点
がそれより低い樹脂であって、一般に５０〜１００メツ
シユの粉末が用いられる。このような熱可塑性樹脂粉末
は、本発明の加熱工程において溶融して無機繊維のバイ
ンダーとなる。

マット状物の密度は、大きくなると重くなりすぎ、小さ
くなると機械的強度が低下するので０、０．１〜０．２
　ｇ　／　ｃ＋＋ｔが好ましく、より好ましくは０、０
３〜０．０７　ｇ　／　ａｎｔである。また、マット状
物ノ厚みは薄くなると機械的強度が低下し、厚くなると
加熱の際に中心部まで熱が伝わりにくく多量の熱量を要
するので３〜１００　ｍｍの範囲が好ましく、自動車用
天井材としては４〜１２ｍｍが好ましい。

上記マット状物の製造方法は任意の方法が採用されてよ
く、例えば無機繊維と熱可塑性樹脂繊維や熱可塑性樹脂
粉末などの樹脂成分をカードマシンに供給し、解繊、混
繊し、必要に応じてユニドルパンチを施こしマット状物
を製造する方法があげられる。熱可塑性樹脂粉末を混合
する場合は、この粉末はマット状物の製造後に添加して
もよく、また、エマルジョンやサスペンションを散布し
てもよい。

本発明の加熱工程で溶融しない熱可塑性樹脂繊維を混合
する場合は、その混合量はマット状物中の無機繊維が５
０重量％以上を占めるように抑えられる。無機繊維が５
０重量％より少なくなると成形体の剛性が低下する。

マット状物の両面に積層するフィルムを構成する熱可塑
性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、ポリ
塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル等があげら
れる。そして、かかる樹脂の中からその融点以上の温度
、好ましくは融点〜融点より１００°Ｃ高い温度の範囲
において、溶融粘度が２．０００〜５０，０００ポアズ
となるものが用いられる。上記の溶融粘度は高下式フロ
ーテスターにより測定される。

上記の熱可塑性樹脂の溶融粘度が５０．０００ポアズを
上まわると、加圧圧縮工程において樹脂がフィルムの形
状で残り、マット状物の内部にあまり含浸されず、表面
から内部に亘る連通構造の形成が阻害され、特に高周波
数領域における吸音性が低下する。一方、２，０００ポ
アズを下まわると、加圧圧縮工程において樹脂がマット
状物の内部に殆んど含浸され、成形体の表面から内部に
亘りほぼ均一な空隙率を有する連通構造が形成され、高
周波数領域における吸音性は優れるものの、低周波数領
域では充分な吸音性が得られない。

上記の熱可塑性樹脂からなるフィルムは、−般に２０〜
５００　μｍ、好ましくは５０〜２００　μｍの厚さの
ものが用いられる。そして、この熱可塑性樹脂からなる
フィルム及び加熱工程で溶融する熱可塑性樹脂繊維や粉
末を成分とする溶融成分の重量合計と、無機繊維や加熱
工程で溶融しない熱可塑性樹脂繊維を成分とする不溶融
成分の重量合計との比率を５：１−１：５の範囲とする
のが好ましい。

上記の溶融成分が多くなると相対的に無機繊維が少なく
なり、成形体の剛性が低下する。−方、上記の不溶融成
分が多くなると相対的にバインダーの働きをする溶融成
分が少なくなり、成形体の剛性が低下する。

本発明においては、マット状物の両面にフィルムを積層
し、その両面に、上記樹脂が溶融状態では接着するが非
溶融状態では接着しない板状体を積層する。

マット状物の両面にフィルムを積層するには、単にフィ
ルムを重ね合わせるだけでよく、またフィルムを熱ラミ
ネートしてもよい。板状体は単に重ね合わせるだけでよ
い。上記の板状体としては、繊維強化ポリテトラフルオ
ロエチレン板状シート、表面がポリテトラフルオロエチ
レン加工されたプレス板、表面が離型処理されたポリエ
ステル板状シート等があげられる。

本発明においては、上記のマット状物とフィルムと板状
体との積層物を、フィルムを構成する樹脂の融点以上の
温度に加熱して上記樹脂を２．０００〜５０．０００ポ
アズの溶融粘度に溶融させた状態で加圧圧縮した後解圧
する。

加熱方法は任意の方法が採用されてよく、例えば熱風加
熱方法、赤外線ヒーター、遠赤外線ヒーターなどによる
輻射加熱方法等があげられる。加熱温度は熱可望性樹脂
からなるフィルムの融点以上であるが、あまり高くなる
と樹脂が劣化したり、必要以上に樹脂がマット状物の内
部に含浸されて目的とする成形体が安定して得られにく
く、上限は樹脂の融点より　１００″Ｃ高い温度とする
のが好ましい。加熱時間は数分で充分である。

なお、加熱と板状体の積層の順序は、加熱後に板状体を
積層してもよく、板状体の積層後に加熱してもよい。

また、加圧圧縮も任意の方法が採用されてよく、例えば
プレスする方法、ロールで圧縮する方法等があげられる
。プレス圧力は０．１〜２０ｋｇ／　ｃ［が好ましい。

プレス圧力が０．１　ｋｇ　／　ｃｌｌｌより小さいと
樹脂の含浸を充分に行うには長い圧縮時間を必要とし生
産性が劣る。一方、プレス圧力が２０ｋｇ／ｃＪより大
きいと無機繊維が押し潰され、板状体の拡開の際に無機
繊維が嵩高に分散しにくくなる。

なお、ロールで圧縮する際にはロール間をマット状物の
４７５〜１／２０に設定するのが好ましい。

また、圧縮時間は一般に１秒〜２０分の範囲に設定され
る。

さらに、本発明においては、解圧した後上記樹脂が溶融
した状態で上記板状体を拡開することによりマット状物
の厚みを増大させ冷却する。

板状体の拡開方法としては、例えば、板状体の両端を持
って行ってもよいし、真空吸引によって反対方向に引張
してもよい。拡開されて厚みが増大し嵩高くなったマッ
ト状物は冷却されるが、冷却は放冷であってもよいし冷
風を吹き付けてもよい。冷却して樹脂が固化した後に板
状体を剥離すると熱成形用繊維成形体が得られる。なお
、マット状物の冷却は、板状体の拡開後に冷却するほか
、板状体を拡開しながら冷却してもよい。

板状体の拡開の際は、得られる成形体の空隙率が８０〜
９８％となるようにマット状物の厚みを調節するのが好
ましい。空隙率が８０％を下まわると吸音性が低下する
。一方、空隙率が９８％を上まわると剛性が低下する。

このようにマット状物の厚みを調節すると、内部で連通
した多数の空隙を有し、その空隙率が８０〜９８％で、
表面の非連通比率が５０〜９８％を占める熱成形用繊維
成形体が得られる。

本発明の製造方法で得られた熱成形用繊維成形体を賦形
するには、樹脂成分の溶融温度以上の温度に再加熱し、
プレス金型等で賦形圧縮成形すればよく、自動車用天井
材として使用するには、賦形圧縮成形の際に塩化ビニル
レザー、不織布、織布等の化粧用表皮材や独立気泡もし
くは連続気泡を有するポリエチレン発泡シート、ポリプ
ロピレン発泡シート、ポリウレタン発泡シート等の発泡
シートを積層して一体化してもよい。又、熱成形用繊維
成形体の少なくとも一面に、上記表皮材、発泡シート等
との接着性を高めるために接着シートを積層してもよい
。

（作用）本発明において、無機繊維を主成分とするマット状物と
、熱可塑性樹脂からなるフィルムと、板状体との積層物
を加熱して上記樹脂を溶融し、この溶融状態で上記の積
層物が加圧圧縮されると、溶融した樹脂は無機繊維中に
適度に含浸される。

次に解圧すると、マット状物は元の厚さに回復しようと
するが、無機繊維は一度押し潰されているので充分に厚
みが回復しない。そこで、板状体を拡開してやると、マ
ット状物は板状体に接着しているので、マット状物が厚
み方向に引張られ無機繊維が嵩高に分散し厚みが回復増
大する。

この際、樹脂は溶融しているので無機繊維から離れるこ
とはなく、その後に冷却されて無機繊維が互いに部分的
に強固に結合され、内部で連通した多数の空隙が形成さ
れる。そして、冷却されたマット状物から板状体を剥離
すると、表面に適度の非連通比率の薄膜を有する成形体
が得られる。

（実施例）次に本発明の詳細な説明する。

１詣■１ガラス繊維（長さ４〜１００ｍｍ、太さ９〜１３　ｍｍ
　）と高密度ポリエチレン繊維（長さ４〜１００　ｍｍ
、太さ６デニール、融点１３５°Ｃ）とを４：１（重量
比）の割合で、カードマシンに供給し混繊してマット状
とし、ニードルパンチ加工を施し、厚さ１０ｍｍ、重さ
５００ｇ／ｒｒｆのマット状物を得た。

このマット状物の両面に高密度ポリエチレンフィルム〔
厚さ１５０μｍ１融点１３５°Ｃ１２００”Ｃにおける
溶融粘度２０，０００ポアズ（品性製作所製フローテス
ターＣＦＴ　５０００で測定）〕を積層し、この積層物
の両面にガラス繊維強化ポリテトラフルオロエチレン板
状シートを積層し、これを２００°Ｃで３分間加熱し、
１０ｃｍ／分の速さのロールで１　ｍｍに加圧圧縮した
。その後温度を２００″Ｃに保ちながら上記の板状シー
トを真空吸引により反対方向に引張りマット状物の厚さ
を９ｍｍまで回復増大させ、冷却した後上記の板状シー
トを剥離して熱成形用繊維成形体を得た。

上記の成形体を２００°Ｃの熱風オーブンで２分間加熱
し、これを速やかに３０°Ｃの金型に入れ１ｋｇ　／　
ａ＋１の圧力で１分間圧縮成形して最終の形状に賦形し
た。得られた賦形成形体は縦１４００胴、横１１５０ｍ
ｍであった。上記金型は最小肉厚部が３゜０柵、最大肉
厚部が８．０ｍｍに設計されており、また曲率半径が５
　ｍｍの凹部を有しており、この凹部に対応する部分の
曲率半径（Ｒ）を測定して熱賦形性を評価した。

上記の賦形された成形体を９５°Ｃの熱風オーブン中で
四辺を保持して２０時間後の耐熱変位量（垂れ下った距
離）を測定した。また、と記の賦形された成形体から厚
さ５１１ＩＩＩ＋、幅５０ｎ＋ｍ、長さ１５０ｍｍの試
料片を切り取り、ＪＩＳ　Ｋ　７２１１に準じ曲げ強度
の評価を行なった。さらに、前記の成形体から厚さ８　
ｍｍ、直径９０１ＩＩ［Ｉｌの試料片を切り取り、ＪＩ
Ｓ　Ａ　１４０５に準じ垂直入射法によるＩＫＨ□（低
周波数領域）及び１．５並びに２．０ＫＨ２（高周波数
領域）における吸音率を測定した。その結果を第１表に
示した。

尖施拠Ｉマット状物を厚さ１０ｍｍまで回復増大させた以外は、
実施例１と同様に行なった。その結果を第１表に示した
。

尖隻尉主実施例１で用いた高密度ポリエチレンフィルムを低密度
ポリエチレンフィルム（厚さ１５０μｍ、融点１０７°
Ｃ１２００°Ｃにおける溶融粘度４，０００ポアズ）に
変更した以外は、実施例と同様に行なった。その結果を
第１表に示した。

災施桝土実施例１で用いた高密度ポリエチレンフィルムを高密度
ポリエチレンフィルム（厚さ１５０μｍ、融点１３５°
Ｃ１２００″Ｃにおける溶融粘度３，５００ポアズ）に
変更した以外は、実施例１と同様に行なった。その結果
を第１表に示した。

北較開よ実施例１で用いた高密度ポリエチレンフィルムを高密度
ポリエチレン（厚さ１５０μｍ、融点１３５°ｃ、　　
２００°Ｃにおける溶融粘度７０，０００ポアズ）に変
更した以外は、実施例と同様に行った。

その結果を第１表に示した。

ル較皿ｌ実施例１で用いた高密度ポリエチレンフィルムを高密度
ポリエチレン（厚さ１５０μｍ、融点１３５°Ｃ，２０
０°Ｃにおける溶融粘度１　、２００ポアズ）に変更し
た以外は、実施例１と同様であった。

その結果を第１表に示した。

（以下余白　）第１表（発明の効果）本発明の熱成形用繊維成形体の製造方法は、上述のよう
に構成されているので、無機繊維が溶融樹脂により互い
に部分的に強固に結合され、内部で連通した多数の空隙
を有し、しかも表面に適度の非連通比率の薄膜を有する
コストの安い熱成形用成形体を容易に得ることができる
。

そして、この熱成形用成形体は嵩高で、無機繊維と空隙
が存在することにより軽量で、剛性、耐熱性、熱賦形性
及び特に高周波数領域での吸音性に優れ、しかも表面の
適度の非連通比率の薄膜が存在することにより、特に低
周波数領域での吸音性にも優れ、自動車用天井材に好適
に使用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１．　無機繊維を主成分とするマット状物の両面に熱可
塑性樹脂からなるフィルムを積層し、その両面に、上記
樹脂が溶融状態では接着するが非溶融状態では接着しな
い板状体を積層し、上記樹脂の融点以上の温度に加熱し
て樹脂を２，０００〜５０，０００ポアズの溶融粘度に
溶融させた状態で加圧圧縮した後解圧し、上記樹脂が溶
融した状態で上記板状体を拡開することによりマット状
物の厚みを増大させ冷却することを特徴とする熱成形体
用繊維成形体の製造方法。