JPH02219612A - 熱成形性複合シートのプレス方法 - 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、主として無機繊維を骨格とし、この無機繊維
が熱可塑性樹脂を主成分とする結着材で結合されてなる
熱成形性複合材料のプレス方法に関する。

（従来の技術） 熱成形性複合材料は、無機繊維を骨格とし、この無機繊
維が熱可塑性樹脂を主成分とする結着材で結合されてな
り、このような熱成形性複合材料は加熱プレスすること
により、種々の形状に成形される。従来、このような熱
成形性複合材料をプレスするには、熱成形性複合材料を
その熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度で加熱した後、金
型内にセットし、そして金型を閉じることにより所定形
状に成形することが一般に採用されている（特開昭６２
−１６１５２９号公報）。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記プレス方法によって、コーナー部を有す
る成形品を成形する場合には、成形品のコーナ一部でシ
ワが入り易いという欠点があった。

特に、曲率半径の小さいコーナ一部を有する成形品にお
いては、シワが入り易く成形品の外観を著しく低下させ
ていた。

本発明は上記の欠点に鑑みてなされたものであり、コー
ナ一部においてもシワを生じることのない成形品を得る
ことができる熱成形性複合材料のプレス方法を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の熱成形性複合材料のプレス方法は、無機繊維が
熱可塑性樹脂を主成分とする結着材で結合されてなる熱
成形性複合材料をプレスする方法であって、該熱成形性
複合材料をその熱可塑性樹脂の溶融状態で面方向に引っ
張る工程と、その引っ張り状態で熱成形性複合材料を熱
可塑性樹脂の軟化点以下の温度でプレスする工程と、を
包含しており、そのことにより上記目的が達成される。

本発明で使用される熱成形性複合材料は無機繊維を骨格
とし、無機繊維の交叉部が熱可塑性樹脂を主成分とする
結着材で結合されて形成されたものである。

この熱成形性複合材料は、通常は熱可塑性樹脂を主成分
とする結着材と無機繊維とを有するマット状物を加熱す
ることにより熱可塑性樹脂を溶融させ、この溶融した熱
可塑性樹脂で無機繊維同志を結合して得られる。溶融し
た熱可塑性樹脂で無機繊維同志を結合する際には、ロー
ル、プレス等で圧縮して樹脂を無機繊維間に含浸させる
のが好ましく、その後冷却することにより熱可塑性樹脂
結着材で無機繊維の交叉部分が結合した熱成形性複合材
料が得られる。また、溶融樹脂を無機繊維間に含浸させ
た後、そのマット状物を熱可塑性樹脂の溶融温度以上の
温度に保持することにより、無機繊維の弾性復元力を利
用してマット状物の厚みを回復させ、あるいは機械的に
マット状物の表裏面を外側方向へ引っ張ることにより、
マット状物の厚みを回復させ、その後冷却して熱成形性
複合材料を得ることもできる。

前者のように溶融樹脂を無機繊維間に含浸させた後すぐ
冷却した場合には、空隙率の低い熱成形性複合材料が得
られ、この熱成形性複合材料は機械適強度が高いので、
例えば構造材として用いることができる。後者のように
厚みを回復させた場合には空隙率の高い熱成形性複合材
料が得られ、この熱成形性複合材料は軽量であり、かつ
空隙を有するので吸音部材、断熱部材等として用いるこ
とができる。

上記熱成形性複合材料に用いられる無機繊維としては、
ガラス繊維、ロックウール、セラミック繊維、炭素繊維
等の１種または２種以上があげられ、中でもガラス繊維
が好ましい。無機繊維は長繊維または短繊維を使用する
ことができる。長繊維を使用する場合には、ロービング
やヤーンを使用することができ、これらを一方向に並べ
たものや無定方向に重ねたものを使用することができ、
あるいは長繊維のマット状あるいはクロス状のものも使
用することができる。短繊維を使用する場合にもマット
として使用することができ、さらに繊維長さが数＋ａｍ
以下である場合には結着材に練り込んでもよく、繊維長
が数十ａｍ程度の場合には結着材を用い、あるいはニー
ドルパンチを施して不織布やマットとして使用すること
もできる。

無機繊維を部分的に結合する結着材は、ポリエチレン、
ポリプロピレン、飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリ
スチレン、ポリビニルブチラール、ポリウレタン等の熱
可塑性樹脂を主成分とするものである。この結着材の形
態は繊維、粉末、フィルム等任意の形態が可能である。

このように熱成形性複合材料において、熱可塑性樹脂を
主成分とする結着材は不織布、マット、クロス等の無機
繊維間に含浸された状態で存在する。

次に、熱成形性複合材料のプレス方法を説明する。

熱成形性複合材料の形状は限定されず、種々の形状の熱
成形性複合材料に本発明のプレス方法を適用することが
できる。例えば、長方形状の熱成形性複合材料をプレス
する場合には、以下のようにして行うことができる。

第１図（ａ）は、一対の長尺な挟持部材１ａ、１ａから
なる固定部材１を用いて熱成形性複合材料の引っ張りを
行うものである。すなわち、挟持部材１ａｓｌａを熱成
形性複合材料２の対向する両端部の上下面に配置させて
両挟持部材１ａ、１ａで熱成形性複合材料２の両端部を
挟持し、次いで第２図（ｂ）に示すように、熱成形性複
合材料２を両挟持部材ｌａ、１ａで保持した状態で加熱
する。加熱は熱風炉３内（オーブン内）での雰囲気加熱
や赤外線ヒーター等による輻射加熱で行うことができる
。この加熱は熱成形性複合材料２の熱可塑性樹脂の融点
または軟化点以上にまで加熱するものである。次いで、
第２図（Ｃ）に示すように、熱可塑性樹脂の溶融状態に
おいて、熱可塑性樹脂の融点以下の温度に設定された上
下金型４ａ、４ｂ内に上記熱成形性複合材料２をセット
する。ここで、熱成形性複合材料２中の熱可塑性樹脂は
上記加熱によって軟化しているため熱成形性複合材料２
の中央部が垂れ下がるが、挟持部材１ａｓｌａを熱成形
性複合材料２０面方向へ移動することにより、熱成形性
複合材料２に張力を作用させる。次いで、上金型４ａを
閉じることにより、熱成形性複合材料２をプレス成形し
て製品を得るのである。

固定部材１を移動させるには、第３図に示すように、固
定部材１にエアシリンダー５を取り付けて、適宜時期に
エアシリンダー５に空気を供給することにより、固定部
材１を引っ張るようにしてもよく、このようにエアシリ
ンダー５を用いた場合には、その空気圧を調整すること
により、熱成形性複合材料２に作用する張力を調節する
ことができる。熱成形性複合材料２に作用させる張力は
熱成形性複合材料２の目付量によって異なるが、例えば
その目付量が７００ｇ／■２であるならば０．３〜５Ｋ
ｇ７ｃｍが適当である。熱成形性複合材料２０目付量が
小さくなればそれに作用する張力は小さく、目付量が太
き（なれば張力は大きくする必要がある。

熱成形性複合材料２に作用する張力が上記範囲より小さ
過ぎると効果が小さく、得られる成形品のコーナ一部に
シワが発生し易くなり、張力が上記範囲より大き過ぎる
と、熱成形性複合材料２が引き延ばされて薄くなり、切
断するおそれがある。

なお、エアシリンダー５に代えて、引張りバネ等の引張
り部材を用いてもよい。

また、熱成形性複合材料２に張力を作用させるには、上
記熱成形性複合材料２の両端部に固定した固定部材１を
一定距離だけ広げてもよい。この場合には熱成形性複合
材料２の幅の１〜５％が適当である。熱成形性複合材料
２を広げる距離が１％より小さければ効果は小さく、５
％より大きすぎると熱成形性複合材料２が薄くなり切断
するおそれがある。

第１図（ｂ）は固定部材１として、枠材１０に多数の釘
状突起１１．１１・・・を設けて構成したものであり、
図に示すように、釘状突起１１を熱成形性複合材料２の
両端部下面より突き刺し、両固定部材１．１を離間する
方向へ移動させることにより、熱成形性複合材料２に張
力を作用させることができる。

第１図（Ｃ）は、固定部材１として枠材１２に多数のク
ランプ１３．１３・・・を設けて構成したものであり、
クランプ１３で熱成形性複合材料２０両端部の表面を引
っかけ、その状態で第１図（ａ）と同様に両固定部材１
，１を離間する方向へ移動させることにより熱成形性複
合材料２に張力を作用させることができる。

なお、上記では熱成形性複合材料の両側端部から熱成形
性複合材料を引っ張るようにしたが、四周から熱成形性
複合材料２を引っ張りプレスしてもよい。また、熱成形
性複合材料２の片面もしくは両面にポリエチレン、ポリ
プロピレン、飽和ポリエステル等の熱可塑性樹脂フィル
ムや、発泡体あるいは織布、不織布等の化粧用表皮材を
積層した積層シートをプレスする際にも本発明は適用す
ることができる。

（実施例） 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

太ＪＬｆＬＬ ガラス繊維（直径１１μｍ、長さ５０＋ａｍ）とポリエ
チレン繊維（外径６デニール、（約３０μｌＩ）、長さ
５０１１％融点１３５℃）とを重量比２対１０割合でカ
ードマシンに供給して解繊及び混繊し、ニードルパンチ
（２０箇所／ａｍ２）を施して厚み７■、密度Ｏ，Ｓｇ
／ｃ−のマットを作成した。次に、このマットの両面に
厚さ１５０μ■のポリエチレンフィルム（融点１３５”
Ｃ）をそれぞれ−枚積層してマット状物を得た。

これをテフロンシートに挟み、２００℃に加熱した後５
１：ｇ／ａｍ”で圧縮し、溶融したポリエチレンをマッ
ト状物のガラス繊維間に含浸させた。これを冷却し、テ
フロンシートを剥離して約０．６ｓｍ厚の熱成形性複合
材料を得た。

上記で得られた熱成形性複合材料を赤外線ヒーターで２
００℃に加熱して（赤外線ヒーターの表面温Ｒ３００℃
、４５秒加熱）ポリエチレンを再び溶融させ、このポリ
エチレンの溶融状態で熱成形性複合材料に１．５１：ｇ
／ｃ■の引っ張り張力を加えて金型内にセットシ、この
状態で３　Ｋｇ／ｃｍの圧力でプレスして第４図（ａ）
（ｂ）に示す成形品を得た。金型温度は３０℃とした。

なお、第４図＜１１＞　　（ｂ）において成形品６の各
部の寸法単位はミリを示し、コーナ一部６ａの曲率半径
Ａが２０．３Ｇ、　４０ｍｍの３種類の成形品について
実施した。また、熱成形性複合材料の両端部を固定した
固定部材１の幅寸法は５０ｍ＋ｍとした。

成形品６のコーナ一部６ａのシワの入り具合いを目視に
て観察し、その結果を表１に示した。表１において、コ
ーナ一部６ａにシワが認められないものをＯｌわずかに
シワが入ったものをΔ、シワが大きく入ったものを×と
した。

ル上」し。

実施例１において、熱成形性複合材料に張力を作用させ
ない他は実施例１と同様に熱成形性複合材料をプレスし
た。得られた成形品６のコーナー部６ａには、箪５図に
示すようにシワＳが入っていた。

表１ 表１から熱成形性複合材料に張力を作用させながらプレ
スして得た成形品の方がシワが入り難いことがわかる。

宜ｍ 実施例１と同じマット状物を用いて、そのマット状物の
ガラス繊維間に溶融したポリエチレンを含浸させた後、
マット状物表裏面のテフロンシートの外面に、多数の細
孔を有する真空吸着板をそれぞれ吸着させ、次いで両真
空吸着板を外方へ移動させることにより熱成形性複合材
料の厚みを増加させた。次に、テフロンの創外面から冷
却（空冷）シ、テフロンシートを剥離して厚さ７ｍｍの
熱成形性複合材料を得た。熱成形性複合材料の空隙率は
９０％であった。

次に、得られた熱成形性複合材料を実施例１と同様に赤
外線ヒーターで２００℃に加熱してポリエチレンを再び
溶融させ、このポリエチレンの溶融状態で熱成形性複合
材料に１．５にｇ／ｃ１１の引っ張り張力を加え、その
状態で金型にセットし、プレスして第４図（ａ）（ｂ）
に示す成形品を得た。上下金型間のクリアランスは５■
ｍに設定した。成形された成形品のシワの状態を観察し
て表２に示した。

匿枚医１ 実施例２において、熱成形性複合材料に引張張力を作用
させない他は、実施例２と同様にしてプレス成形した。

成形された成形品のシワの状態を観察して表２に示した
。

（以下余白） 表２ この表２からも張力を作用させた状態でプレスすること
により、シワの入らない成形品が得られることがわかる
。

（発明の効果） このように、本発明の熱成形性複合材料のプレス方法は
、熱成形性複合材料をその熱可塑性樹脂の溶融状態で面
方向に引っ張り、その引っ張り状態で熱成形性複合材料
を熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度でプレスするので、
曲率半径の小さいコーナ一部を有する成形品を成形する
場合においても、コーナ一部でシワの生じない成形品を
得ることができる利点がある。

４　　　　　の　　　な号　日 第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ本発明に用いられ
る熱成形性複合材料の両端部に固定部材を取り付けた状
態を示す斜視図、第２図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は本発明の
熱成形性複合材料のプレス方法を示す説明図、第３図は
その熱成形性複合材料を引っ張っている状態を示す要部
平面図、第４図（ａ）は実施例１及び２で得られた成形
品の平面図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）のＡ−Ａ’線
断面図、第５図は比較例１及び２で得られた成形品の平
面図である。

１・・・固定部材、２・・・熱成形性複合材料、４・・
・金型。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、無機繊維が熱可塑性樹脂を主成分とする結着材で結
   合されてなる熱成形性複合材料をプレスする方法であっ
   て、 該熱成形性複合材料をその熱可塑性樹脂の溶融状態で面
   方向に引っ張る工程と、 その引っ張り状態で熱成形性複合材料を熱可塑性樹脂の
   軟化点以下の温度でプレスする工程と、を包含する熱成
   形性複合材料のプレス方法。