JPH01190451A - 繊維成形体の製造方法 - Google Patents

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
などの合成樹脂を積層成形した自動車用天井材が開示さ
れている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、かかる積層成形体は、特に吸音性が低く、ま
た曲げ強度も充分でなく、自動車用天井材としては不充
分で問題がある。

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、
及び吸音性と曲げ強度に優れた、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
。

（課題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
ト状物の少なくとも片面に、溶融粘度の異なる熱可塑性
樹脂を混合してなる樹脂シートを積層する。

上記の無機繊維としては、ガラス繊維、ロックウール、
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５〜２００ＩＩａｌが好まし
く、５０ｍ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７〜２０μ
Ｉ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、ポリスチレ
ン繊維等があげられ、長さは５〜２００　ｔｍが好まし
く、より好ましくは２０〜１００　ｍａであり、太さは
３〜５０μｍが好ましく、より好ましくは２０〜４０μ
ｍ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と、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
物の少なくとも片面に積層する樹脂シートと同様な樹脂
のうち、融点が樹脂シートを構成する樹脂の融点より低
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０．０１〜０．２　
ｇ／ｃＩｉｌが好ましく、より好ましくは０．０３〜０
．０７　ｇ　／　ｃ＋ｆｌである。また、マット状物の
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、必要に応じてニー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。ニードルパンチはｌｃｄ
当り１〜３０個所行なうのが好ましい。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・ント状物の少なくとも片面に積層する樹脂シートを
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溶融
粘度の異なる二種以上の熱可塑性樹脂が選定され混合さ
れてロール又は押出機によりシートに成形される。

この場合、上記の二種以上の熱可塑性樹脂は、最も大き
い溶融粘度をＡポアズ、最も小さい溶融粘度をＢポアズ
とすると、Ａがｓ、ｏｏｏ〜５０，０００ポアズ、Ｂが
２０，０００ポアズ以下で、且つＡ〉１．５Ｂの関係に
なるように選定するのが好ましい。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。

樹脂の溶融粘度Ａが５０．０００ポアズを上まわると、
積層物を加熱溶融させプレスする際に、この樹脂がマッ
ト状物の内部へ含浸されず表面のみに留まるため、内部
の強度が弱くなり全体とて成形体の強度が低下し吸音性
も低下する。−方、樹脂の溶融粘度Ａが５．０００ポア
ズを下まわると、この樹脂を含む全ての樹脂が内部まで
含浸されて成形体の表面が柔らかくなり、全体として成
形体の強度が低下する。

また、樹脂の溶融粘度Ｂが２０．０００ポアズを上まわ
ると、積層物を加熱溶融させプレスする際に、この樹脂
が成形体の表面付近に留まるため、内部の強度が弱くな
り全体として成形体の強度が低下し吸音性も低下する。

また、Ａ＞１．５Ｂの関係から外れると、樹脂シートを
構成する樹脂の溶融粘度が近すぎて、樹脂がマット状物
の一部に集中し強度が低下する。

上記の樹脂シートを構成する溶融粘度の異なる二種以上
の樹脂の混合割合は、各々の樹脂が全樹脂の１０重量％
以上を占めるようにするのが好ましい。また、樹脂シー
トは厚くなると重くなり、薄くなると強度が低下するの
で、一般に５０〜５００ｕｍ、好ましくは７０〜３００
　ｕｍである。

熱可塑性樹脂繊維や粉末を混合する場合は、樹脂シート
の厚さを薄くすることができる。また、本発明において
、マット状物の少なくとも片面に樹脂シートを積層する
には、単に樹脂シートをマット状物に重ね合わせるだけ
でよく、また樹脂シートを熱接着してもよく、また押出
ラミネートしてもよい。

次いで、本発明においては、上記のマット状物と樹脂シ
ートとの積層物を、樹脂シートの溶融温度に加熱する。

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。加熱温度は樹脂シートを
構成する熱可塑性樹脂のうち最も高い融点以上であるが
、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、上限は最も高い融点を有する樹脂
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。

しかる後、本発明においては、加熱された積層物をプレ
ス成形型で圧縮成形する。

この場合、プレス成形型は、樹脂シートを構成する樹脂
のうち最も低い融点より３０”Ｃ低い温度以下で、しか
も４０°Ｃ以上の温度に保持された冷却プレス成形型を
用いるのが好ましい。−プレス成形型の温度が上記の範
囲よりも高くなると、プレス成形型から脱型した直後に
成形体が柔らかく、取扱い作業性が悪くなる。一方、プ
レス金型の温度が上記の範囲よりも低くなると、プレス
成形型で完全に賦形される前に樹脂が固化し、賦形性が
悪くなり、また樹脂のバインダー効果も充分に発揮でき
ず、成形体の強度が低下する。

このようにして、無機繊維が溶融樹脂により部分的に結
合され、全体に亘って多数の空隙を有する繊維成形体が
得られる。

本発明により得られた繊維成形体は、そのまま最終の成
形体とすることができる。また、平板状の繊維成形体を
作り、これを再加熱し賦形成形することができる。自動
車用天井材として使用するには賦形成形の際に、ポリエ
チレン発泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリ塩化ビニル
発泡体、ポリウレタン発泡体などの独立気泡又は連続気
泡の発泡体を介して或いは介せずに織布、不織布、塩化
ビニルレザーなどの化粧用表皮材を積層して一体的に賦
形すればよい。

このように発泡体や化粧用表皮材を積層して一体的に賦
形する場合は、マット状物に積層する樹脂シートの外面
に熱溶融性の接着剤層を設けておくと、得られる繊維成
形体の表面の熱接着性が向上し、発泡体や化粧用表皮材
に対する熱接着性が良好となる。

（作用） 本発明によれば、無機繊維を主成分とするマット状物と
、溶融粘度の異なる熱可塑性樹脂を混合してなる樹脂シ
ートとの積層物が加熱され樹脂シートが溶融し、この溶
融状態で積層物が圧縮される。すると、樹脂シートを構
成する溶融粘度の小さい樹脂はマット状物の内部に含浸
され、一方、溶融粘度の大きい樹脂はマット状物の表面
付近に留まり、全体として溶融樹脂がマット状物の全体
に広く分布し、溶融樹脂がマット状物の一個所に集中す
ることがない。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

１１皿上 ガラス繊維（長さ４０〜２００　ｍｍ、太さ９〜１３μ
ｍ）をカードマシンに供給し混繊してマット状にし、Ｉ
　ＣＴＩＩ当り２０個所のニードルパンチを施し、厚さ
１０ｍｍ、重さ６００ｇ／ｎ（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（融点１
３５°Ｃ，２００°Ｃの溶融粘度３０，０００ポアズ）
５０重量％と高密度ポリエチレン（融点１３５°Ｃ１２
００’Ｃの溶融粘度５．０００ポアズ）５０重量％とを
混合してなる厚さ１００μｍの樹脂シートを積層した。

なお、上記の溶融粘度は島津製作所製フローテスターＣ
ＦＴ　５０００で測定した。また樹脂シートは上記の二
種の樹脂をロール混練機で混練し、押出機でシート状に
溶融押出して作成した。

上記の積層物の四辺を保持して２００″Ｃのオープンで
３分間加熱した後、８０°Ｃのプレス成形型に入れ１ｋ
ｇ／ｃ−の圧力で１分間圧縮して取出し、繊維成形体を
得た。上記のプレス成形型は最小肉厚部が３６０陥、最
大肉厚部が８．０Ｍ、曲率半径が５．０ｍｍの凹部を有
し、得られた繊維成形体は縦１，４００ｍｍ、横１．１
５０＋＋＋＋ｎであった。

この成形体について、上記の曲率半径が５．０胴の凹部
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。また、上記の成形体を８５°Ｃの熱風オーブ
ン中で四辺を保持して２４時間後の熱変位量（垂れ下っ
た距離）を測定して耐熱性を評価した。さらに、前記の
成形体から厚さ６Ｍ、幅５０ｗｎ、長さ１５０Ｍの試料
片を切り取り、ＪＩＳ　Ｋ　７２１１に準じ曲げ強度を
測定した。

また、前記の成形体から厚さ８鴫、直径９０ｍｍの試料
片を切り取り、ＪＴＳ　Ａ　１４０５に準じ垂直入射法
による１、５　ＫＨ２における吸音率を測定した。

以上の結果を第１表に示した。

裏庭炭ｌ 高密度ポリエチレン（融点１３５°Ｃ１２００°Ｃの溶
融粘度２０，０００ポアズ）５０重景％とポリプロピレ
ン（融点１６５°Ｃ，２００°Ｃの溶融粘度４０，００
０ポアズ）５０重量％とを混合してなる樹脂シートを用
いる以外は、実施例１と同様に行なった。その結果を第
１表に示した。

ル較炎上 高密度ポリエチレン（融点１３５°Ｃ，２００°Ｃの溶
融粘度１０，０００ポアズ）の単独樹脂からなる樹脂シ
ートを用いる以外は、実施例１と同様に行なった。その
結果を第１表に示した。単独樹脂からなる樹脂シートを
用いた場合は、本発明方法に比べ曲げ強度が劣る。

ル較炭主 実施例１で用いたガラス繊維のマット状物の両面に、高
密度ポリエチレン（融点１３５°Ｃ１２００°Ｃの溶融
粘度７０，０００ポアズ）の単独樹脂からなる厚さ１０
０μｍの樹脂シートを積層し、この積層物を２００″Ｃ
で３分間加熱した後、プレス成形型の温度を３０″Ｃと
する以外は、実施例と同様に行なった。その結果を第１
表に示した。

上記の成形体は、樹脂シートがマット状物の内部に含浸
されずに表面に積層状に接着されており、本発明方法に
比べ曲げ強度と吸音性が劣る。

第１表 （発明の効果） 本発明の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、全体として広く分布した溶
融樹脂により互いに部分的に強固に結合され、全体に亘
って多数の空隙を有するコストの安い繊維成形体を容易
に得ることができる。

そして、この繊維成形体は嵩高で、無機繊維と空隙と溶
融樹脂とが全体として広く存在し一個所に集中しないこ
とにより、軽量で、剛性、耐熱性、吸音性、熱賦形性に
優れ、特に吸音性と曲げ強度が向上し、自動車用天井材
に好適に使用することができるほか、家屋や船舶用の天
井材或いは建材など多くの分野に利用し得る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、無機繊維を主成分とするマット状物の少なくとも片
   面に、溶融粘度の異なる熱可塑性樹脂を混合してなる樹
   脂シートを積層し、次いで樹脂シートの溶融温度に加熱
   し、しかる後プレス成形型で圧縮成形することを特徴と
   する繊維成形体の製造方法。