JPH01308623A - 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、熱成形性が優れており、自動車用天井材とし
て好適に使用される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。

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。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の欠点を解決するものであり、その目的
は、軽量で、剛性、耐熱性、熱賦形性、吸音性、曲げ強
度等の優れた、自動車用天井材に適した繊維成形体の製
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、溶融粘度の異なる複数枚の
熱可塑性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５〜２００鴫が好ましく、５
０ｍｍ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７〜２０Ｉｌｆ
ｆ＋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　ｍｍが好まし
く、より好ましくは２０〜１００［ｌｌｌ１１であり、
太さは３〜５０，１７１１１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、−般１こ５０〜１００メツシユの粉末
が好適に用いられる。

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。

マント状物の密度は、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０．０１〜０．２ｇ
／ｃｆｆｌが好ましく、より好ましくは０．０３〜０、
０７　ｇ　／　ｃＪ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鴫の範囲が好ましく、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ＩＣ１
１Ｉ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。

マッ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
の熱可塑性樹脂を選定し、各々の樹脂を単独でロール又
は押出機によりシートに成形し、溶融粘度の異なる複数
枚の樹脂シートを得る。

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５，０００〜５０，０００ポアズ、Ｂが
２０　、０００ポアズ以下で、且つＡ＞　１．２Ｂ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
は高化式フローテスターにより測定される。

そして、上記の溶融粘度の異なる複数枚の熱可塑性樹脂
シートは、マット状物の少なくとも片面に外層から内層
へと溶融粘度が小さくなるように積層する。即ち、最も
大きい溶融粘度Ａを有する樹脂シートは最外層に積層さ
れ、最も小さい溶融粘度Ｂを有する樹脂シートは最内層
に積層されることになる。

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、また
成形体の連通構造の形成が阻害され吸音性も低下する。

一方、樹脂の溶融粘度Ａがｓ、ｏｏｏ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＞　１．２Ｂ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。

上記の複数枚の樹脂シートにおいて各々の樹脂シートの
重量比は、全部の樹脂シートの１０重量％以上を占める
ようにするのが好ましい。また、樹脂シートの全体の厚
さは厚くなると重くなり、薄くなると強度が低下するの
で、一般に全体の厚さで５０〜５００μｍ、好ましくは
７０〜３００μｍ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
の全体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
溶融粘度の異なる複数枚の樹脂シートを積層するには、
単に樹脂シートをマント状物に重ね合わせるだけでよ（
、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、上記複数枚の樹脂シ　□−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。加熱温度は各々の樹脂シ
ートを構成する熱可塑性樹脂のうち最も低い融点以上で
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＜＜、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。

マット状物は上記加熱された後熱可塑性樹脂シートが溶
融した状態で圧縮されるが、圧縮方法は任意の方法が採
用されてよく、例えばプレス圧縮、ロール圧縮等があげ
られる。

プレス圧縮の圧力は、０．１〜１０Ｋｇ／ｃｍ２が好ま
しく、より好ましくは３〜４　Ｋｇ／ｃｍ”であり、ロ
ール圧縮の際のロール間距離はマット状物の厚みの１１
５〜１／２０が好ましく、より好ましくは１７８〜１／
１５である。尚、圧縮する際に、熱可塑性樹脂が冷却さ
れ固化されると次の工程でマット状物の厚みが回復しな
くなるので、プレス金型及びロールも加熱されているの
が好ましい。

圧縮されたマット状物は、次に圧縮が解除され厚みが回
復される。

厚みを回復する方法は任意の方法が採用されてよく、例
えば、圧縮を解除し、熱可塑性樹脂の溶融温度以上の温
度に保持する方法、圧縮を解除した後マット状物の両面
を真空吸着等により強制的に拡開する方法等があげられ
る。

厚みが回復されたマット状物は冷却されて繊維成形体が
得られる。

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
、溶融粘度の異なる複数枚の熱可塑性樹脂シートとの積
層物が加熱され各々の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、最内層に積層されている樹脂シートは溶融粘度
が最も小さいので、マット状物の内部に含浸されていく
、一方、最外層に積層されている樹脂シートは溶融粘度
が最も大きいので、マット状物の表面付近に留まり、各
々の樹脂の含浸深度の違いによ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。

災嵐炭土 ガラス繊維（長さ４０〜２００ｍｍ、太さ９〜１３μｍ
）をカードマシンに供給し解繊、混繊してマット状にし
、１　ｃｆｆｌ当り２０個所のニードルパンチを施し厚
さ１０ｍｍ、重さ６００ｇ／ｒｄのマット状物を得た。

このマット状物の両面に、厚さ５０ａｍの高密度ポリエ
チレンシート（融点１３５°Ｃ１２００°Ｃの溶融粘度
１０，０００ポアズ）を積層し、さらに上記シートの表
面に、厚さ５０μｍの高密度ポリエチレンシート（融点
１３５°Ｃ１２００°Ｃの溶融粘度３０．０００ポアズ
）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ＣＦＴ　５０００で測定した。また各々の
樹脂シートは各々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のオーブンで
３分間加熱した後、多数の真空吸引装置の設けられたプ
レス成形型に入れ、８０°Ｃで１ｋｇ／ｃ１ｉ１の圧力
で３秒間圧縮した後、解圧し、真空吸引しながらプレス
の間隔を８ｍｍに広げて厚みを回復させ、次いで冷却し
て厚さ７，５１１１ｍの繊維成形体を得た。

この成形体を、縦１４００ｍｍ、横１１５０ｍｍの長方
形状に切取り、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、前記の成形体から幅５０
ｍｍ、長さ１５０胴の試料片を切り取り、ＪＩＳＫ　７
２１１に準じ曲げ強度を測定した。また、前記の成形体
から直径９０ｍｍの試料片を切り取り、ＪＩＳ　Ａ１４
０５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。

裏胤尉叢 厚さ５０μｍの高密度ポリエチレンシート（融点１３５
°Ｃ，２００°Ｃの溶融粘度１５．０００ポアズ）と厚
さ５０μｍのポリプロピレンシート（融点１６５°Ｃ，
２００°Ｃの溶融粘度４０．０００ポアズ）を用い、前
者を内層とし後者を外層とする以外は、実施例１と同様
に行なった。その結果を第１表に示した。

１施ｌユ 実施例１で得られた積層物の四辺を保持して２００°Ｃ
のオーブンで３分間加熱した後８０°Ｃのプレス成形型
に入れ１ｋｇ／ｃ１ａの圧力で１分間圧縮した後解圧し
、再度２００°Ｃのオーブンに入れ１分間保持して厚み
を回復させ、次いで冷却して厚さ８゜０ｍｍの繊維成形
体を得た。

得られた成形体を用い実施例１で行ったと同様にして物
性を測定し、その結果を第１表に示した。

比較炎上 溶融粘度の異なる二枚の樹脂シートの代りに、厚さ１０
０μｍの一枚の高密度ポリエチレンシート（融点１３５
°Ｃ１２００°Ｃの溶融粘度１０，０００ポアズ）を実
施例１で用いたガラス繊維のマット状物の両面に積層す
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。このように単独樹脂からな
る一枚の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。

北較炭又 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°Ｃ，２００°Ｃの溶融
粘度７０，０００ポアズ）の単独樹脂からなる厚さ１０
０　ｕ　ｒｒ＋の樹脂シートを積層し、この積層物を２
００°Ｃで３分間加熱した後、プレス成形型の温度を３
０″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、溶融粘度の異なる複数枚の熱可塑性樹脂シートを
   外層から内層へと溶融粘度が小さくなるように積層し、
   次いで上記複数枚の樹脂シートの溶融温度に加熱した後
   圧縮し、次に圧縮を解除して厚みを回復させ、その後冷
   却することを特徴とする繊維成形体の製造方法。