JPH0253948A - Thermo-formable composite material - Google Patents

Thermo-formable composite material

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Publication number
JPH0253948A
JPH0253948A JP63201386A JP20138688A JPH0253948A JP H0253948 A JPH0253948 A JP H0253948A JP 63201386 A JP63201386 A JP 63201386A JP 20138688 A JP20138688 A JP 20138688A JP H0253948 A JPH0253948 A JP H0253948A
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JP
Japan
Prior art keywords
mat
composite material
resin layer
inorganic fibers
thickness
Prior art date
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Pending
Application number
JP63201386A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Yamaji
克彦 山路
Masanori Nakamura
雅則 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication of JPH0253948A publication Critical patent/JPH0253948A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/02Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners

Abstract

PURPOSE:To obtain the subject composite material having light weight and excellent sound absorptivity and suitable as a ceiling material of automobile, etc., by bonding a heat-weldable resin layer to a surface of a mat having a specific void ratio and produced by bonding a thermoplastic resin to inorganic fibers. CONSTITUTION:A mat having a void ratio of 50-99% is produced by bonding a thermoplastic resin to inorganic fibers e.g., having diameter of 5-30mum and length of 5-200mm at a weight ratio of 1/5-5/1. The objective composite material having high mechanical strength, excellent thermoforming property and capable of absorbing the sound of low-frequency range at about 1kHz can be produced by bonding one surface of the mat almost completely with a heat-weldable resin layer having a thickness of 10-100mum and free from through-holes.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、軽量であり、かつ吸音性に優れた熱成形性複
合材料、特に自動車用天井材の基材として好適に使用さ
れる熱成形性複合材料に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention is a thermoformable composite material that is lightweight and has excellent sound absorption properties, particularly a thermoformable composite material that is suitably used as a base material for automobile ceiling materials. Concerning composite materials.

(従来の技術) 自動車の内装材の一つである天井材の基材としては、ダ
ンボール、ガラス繊維強化熱硬化性樹脂シート等が使用
されているが、ダンボールは熱賦形性が悪く、吸音性が
なく、また吸湿性を有しているので長期間使用している
と水分を吸って重くなったり、垂れを生じるという欠点
を有し、上記熱硬化性樹脂シートは熱賦1形性が悪く、
かつ重いという欠点を有している。
(Prior technology) Cardboard, glass fiber-reinforced thermosetting resin sheets, etc. are used as base materials for ceiling materials, which are one of the interior materials of automobiles.However, cardboard has poor heat formability and is difficult to absorb sound. The thermosetting resin sheet has the disadvantage that it absorbs moisture and becomes heavy or sag when used for a long period of time because it is hygroscopic. Bad,
It also has the disadvantage of being heavy.

また、特公昭61−17261号公報には、基材と表皮
材との間に繊維網状のホットメルトシート接着剤を介し
て吸音性表皮材を接着し、接着後に接着剤層の空隙率が
20〜80%になるようにした自動車用天井材が提案さ
れている。
Furthermore, Japanese Patent Publication No. 61-17261 discloses that a sound-absorbing skin material is bonded between a base material and a skin material via a fiber network hot melt sheet adhesive, and after bonding, the porosity of the adhesive layer is 20. A ceiling material for automobiles has been proposed in which the amount of carbon dioxide is reduced to 80%.

(発明が解決しようとする課題) しかし、上記公報に記載された天井材は、空隙率が20
〜80%である接着剤層を介して吸音性表皮材を接着し
ているために、高周波領域の音は比較的良好に吸収する
ことはできるが、低周波領域での吸音率は低下し、自動
車から発生される低周波領域の音を有効に減衰すること
ができない欠点があった。
(Problem to be solved by the invention) However, the ceiling material described in the above publication has a porosity of 20
Because the sound-absorbing skin material is bonded through an adhesive layer with a thickness of ~80%, sound in the high-frequency range can be absorbed relatively well, but the sound absorption coefficient in the low-frequency range decreases. This method has the disadvantage that it cannot effectively attenuate low-frequency sounds generated by automobiles.

従って、従来の天井材では、表皮材として吸音性に優れ
たウレタンフオーム等を用いることが必要となり、他の
表皮材を使用すると吸音性が著しく低下するものであっ
た。
Therefore, in conventional ceiling materials, it is necessary to use urethane foam, etc., which has excellent sound absorption properties, as the skin material, and if other skin materials are used, the sound absorption properties are significantly reduced.

本発明は上記欠点を解決するものであり、その目的とす
るところは、軽量であり、また熱賦形性に優れているの
は勿論のこと、特に低周波領域での吸音性が優れている
と共に、表皮材の材料選択性にも優れている熱成形性複
合材料を旋供することにある。
The present invention is intended to solve the above-mentioned drawbacks, and aims to be lightweight, have excellent thermal formability, and have excellent sound absorption properties, especially in the low frequency range. Another object of the present invention is to provide a thermoformable composite material that has excellent material selectivity for the skin material.

(課題を解決するだめの手段) 本発明の熱成形性複合材料は、無機繊維が熱可塑性樹脂
で相互に接合されてなり、空隙率が50〜99%である
マット状物の片面に、実質的に貫通孔を有さない熱接着
性樹脂層が略全面に接着されていることを特徴としてお
り、そのことにより上記目的が達成される。
(Means for Solving the Problems) The thermoformable composite material of the present invention is made by bonding inorganic fibers to each other with a thermoplastic resin and having a porosity of 50 to 99%. It is characterized in that a thermoadhesive resin layer having no through holes is adhered to substantially the entire surface, thereby achieving the above object.

本発明で使用されるマット状物は、無機繊維を主な材料
としてマットに形成され、熱可塑性樹脂によって相互に
接合されたものである。
The mat-like material used in the present invention is formed into a mat using inorganic fibers as a main material, and is bonded to each other using a thermoplastic resin.

無機繊維としては、たとえば、ガラス繊維、ロックウー
ル繊維等があげられ、その長さはマットの形成の容易さ
の点から5〜200 mmが好ましく、50mm以上の
繊維が70重量%含まれているのがより好ましい。また
、無機繊維の直径は5〜30μmが好ましく、より好ま
しくは7〜20μmである。無機繊維の直径が小さくな
り過ぎると、機械的強度が低下し、無機繊維の直径が大
きくなり過ぎると、得られるマット状物が重くなって嵩
密度が大きくなる。
Examples of inorganic fibers include glass fibers, rock wool fibers, etc. The length thereof is preferably 5 to 200 mm from the viewpoint of ease of forming a mat, and 70% by weight of fibers of 50 mm or more are included. is more preferable. Moreover, the diameter of the inorganic fiber is preferably 5 to 30 μm, more preferably 7 to 20 μm. If the diameter of the inorganic fibers becomes too small, the mechanical strength will decrease, and if the diameter of the inorganic fibers becomes too large, the resulting mat-like material will become heavy and its bulk density will increase.

上記熱可塑性樹脂は、多数の無機繊維を相互に結合する
ものであればよく、たとえば、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等があげられ、これら熱可塑性
樹脂よりなる有機繊維、有機粉末及びフィルムとして使
用される。有機繊維の添加はマットを製造する際に添加
するのが好ましいが、有機粉末はマットを製造した後に
散布してもよい。また、有機粉末は乾燥粉末として使用
してもよく、あるいは粉末の分散液やエマルジョンの形
態で使用してもよい。有機繊維の長さ及びその直径は無
機繊維と混繊して容易にマットを形成できる程度が好ま
しい。すなわち、有機繊維の長さは5〜200 mmが
好ましく、より好ましくは20〜100 mmであり、
有機繊維の直径は3〜50μmが好ましく、より好まし
くは20〜40μmである。また、有機粉末の直径は、
粉末状態で添加される際には50〜100メツシユが好
ましく、貧溶媒に分散された状態もしくはエマルジョン
にして添加される際には、それより小さくてもよい。
The above-mentioned thermoplastic resin may be one that mutually bonds a large number of inorganic fibers, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, saturated polyester, polyamide, polystyrene, polyvinyl butyral, etc. Organic fibers made of these thermoplastic resins, Used as organic powder and film. It is preferable to add the organic fibers when manufacturing the mat, but the organic powder may be sprinkled after the mat is manufactured. Further, the organic powder may be used in the form of a dry powder, or in the form of a powder dispersion or emulsion. The length and diameter of the organic fibers are preferably such that they can be easily mixed with inorganic fibers to form a mat. That is, the length of the organic fiber is preferably 5 to 200 mm, more preferably 20 to 100 mm,
The diameter of the organic fiber is preferably 3 to 50 μm, more preferably 20 to 40 μm. Also, the diameter of the organic powder is
When added in the form of a powder, it is preferably 50 to 100 meshes, and when added in a state dispersed in a poor solvent or in the form of an emulsion, it may be smaller than that.

上記熱可塑性樹脂フィルムの厚さは10〜300μmが
好ましく、熱可塑性樹脂フィルムの厚さが厚くなり過ぎ
ると重くなり、薄くなり過ぎると機械的強度が低下する
傾向にある。また、有機繊維や粉末を併用する場合には
、その有機繊維や粉末により無機繊維は結合されるので
、使用する熱可塑性樹脂フィルムの厚さを薄くすること
ができる。
The thickness of the thermoplastic resin film is preferably 10 to 300 μm; if the thermoplastic resin film is too thick, it becomes heavy, and if it is too thin, the mechanical strength tends to decrease. Furthermore, when organic fibers or powders are used together, the inorganic fibers are bound by the organic fibers or powders, so the thickness of the thermoplastic resin film used can be reduced.

また、有機繊維もしくは粉末を併用する場合には、その
溶融温度と熱可塑性樹脂フィルムの溶融温度が近いもの
を使用するのが好ましい。
Furthermore, when organic fibers or powders are used together, it is preferable to use organic fibers whose melting temperature is close to that of the thermoplastic resin film.

熱可塑性樹脂よりなる繊維と粉末及びフィルムは少なく
とも一種が添加され、二種以上が併用されてもよく、そ
の添加量は少なくなると、無機繊維同志の接着が少なく
なり、逆に多くなると無機繊維の量が少なくなって複合
材料にした際に、機械的強度が低下するので、無a繊維
との重量比で1=5〜5:1が好ましい。
At least one type of fiber, powder, and film made of thermoplastic resin is added, and two or more types may be used in combination.If the amount added is small, the adhesion between the inorganic fibers will be reduced, and if the amount is increased, the adhesion between the inorganic fibers will be reduced. Since mechanical strength decreases when the amount is reduced and a composite material is made, a weight ratio of 1=5 to 5:1 with respect to the non-alpha fiber is preferable.

上記マットの製造方法は、任意の方法が採用されてよく
、たとえば、無機繊維及び必要に応じて有機繊維をカー
ドマシンに供給し、解繊、混繊しマットを製造する方法
があげられる。また、マットの機械的強度を向上させる
ためにニードルパンチを施してもよく、ニードルパンチ
はl ci当たり、1〜100箇所行われるのが好まし
く、より好ましくは10〜50箇所である。マットの密
度は大きくなると重(なり、小さ(なると機械的強度が
低下するので、0.01〜0.2g/cm3が好ましく
、より好ましくは0.03−0.07g/cm3である
Any method may be used to produce the mat, such as a method in which inorganic fibers and, if necessary, organic fibers are supplied to a card machine, defibrated and mixed to produce a mat. Further, in order to improve the mechanical strength of the mat, needle punching may be performed, and needle punching is preferably performed at 1 to 100 locations, more preferably 10 to 50 locations per 1 ci. The density of the mat is preferably from 0.01 to 0.2 g/cm3, more preferably from 0.03 to 0.07 g/cm3, since the density of the mat becomes heavier as it becomes larger and the mechanical strength decreases as it becomes smaller.

熱可塑性樹脂フィルムを積層する方法は、任意の方法が
採用されてよく、たとえば、マットの両面又は片面に熱
可塑性樹脂フィルムを載置する方法、熱融着する方法、
あるいは熱可塑性樹脂フィルムを金型より押し出す際に
、マット表面にラミネートする方法等があげられる。熱
可塑性樹脂で無機繊維を相互に接合するには、上記マッ
トを加熱し、熱可塑性樹脂を溶融すればよい。
Any method may be used to laminate the thermoplastic resin film; for example, a method of placing the thermoplastic resin film on both sides or one side of the mat, a method of heat-sealing,
Alternatively, there may be a method in which the thermoplastic resin film is laminated onto a matte surface when extruded from a mold. In order to bond the inorganic fibers to each other with a thermoplastic resin, the mat may be heated to melt the thermoplastic resin.

上記加熱条件としては、熱可塑性樹脂の溶融温度より1
0〜70″C高い温度で1〜10分行うのが好ましい。
The above heating conditions are 1 from the melting temperature of the thermoplastic resin.
Preferably, the heating is carried out at a temperature of 0 to 70"C for 1 to 10 minutes.

また、加熱方法は、任意の方法が採用されてよく、たと
えば、オーブン中で積層体の全体を加熱する方法、ある
いは遠赤外線ヒーター、赤外線ヒーター等による輻射加
熱方法等があげられる。
Further, any heating method may be employed, such as a method of heating the entire laminate in an oven, or a method of radiant heating using a far-infrared heater, an infrared heater, or the like.

また、熱可塑性樹脂フィルムを使用する場合や、より接
合を密にする場合には、圧縮されるのが好ましく、圧縮
すると溶融した熱可塑性樹脂フィルムはマット中に含浸
され無機繊維が相互に接合される。
In addition, when using a thermoplastic resin film or making the bond more dense, it is preferable to compress it. When compressed, the molten thermoplastic resin film is impregnated into the mat and the inorganic fibers are bonded to each other. Ru.

上記圧縮方法は任意の方法が採用されてよく、たとえば
プレス圧縮、ロール圧縮等があげられる。
Any method may be used as the compression method, such as press compression, roll compression, etc.

プレスで圧縮する際の圧力は0.1〜10kg/c11
1が好ましく、より好ましくは3〜4kg/allであ
り、ロールで圧縮する際のロール間距離はマットの厚み
の115〜l/20が好ましく、より好ましくは1/8
〜1/15である。また、圧縮する際に熱可塑性樹脂が
冷却されて固化するとマットの厚みが回復しなくなり、
空隙率が小さくなるので、プレス金型及びロールも所定
温度に加熱されているのが好ましい。
The pressure when compressing with a press is 0.1 to 10 kg/c11
1 is preferable, more preferably 3 to 4 kg/all, and the distance between rolls when compressing with rolls is preferably 115 to 1/20 of the thickness of the mat, more preferably 1/8
~1/15. Also, when the thermoplastic resin cools and solidifies during compression, the thickness of the mat will not recover.
Since the porosity is reduced, it is preferable that the press mold and rolls are also heated to a predetermined temperature.

このようにして圧縮されたマットは、空隙率を上げるた
めに、次に圧縮が解除されると共に、熱可塑性樹脂の溶
融温度以上の温度に加熱されてその厚みが回復されるの
が好ましい。マットの厚みを回復するには、たとえば、
次の二つの方法によって行うことができる。その一つは
、マットを熱可塑性樹脂の溶融温度以上の温度条件下で
ほぼ無加圧状態で所定時間保持することにより、無機繊
維の弾性復元力によってマットの厚みを元の状態へ回復
させるものであり、他の方法はマットを熱可塑性樹脂の
溶融温度以上の温度条件下で加熱すると共に、マットの
両側に厚み拡張部材を配設し、溶融樹脂とこの拡張部材
とを接着させた状態でマットの厚み方向外方へ拡張部材
を移動させることにより、強制的にマットの厚みを増加
させるものである。上記厚み拡張部材としては、溶融し
た樹脂に接着するが、冷却した樹脂とは接着しないもの
が好ましく、たとえば、テフロンシート、テフロン被覆
鉄板、マイラーシート、ポリエステルフィルム、アルミ
板等を使用することができる。この厚み拡張部材を厚み
方向外方へ移動させるには、たとえば、真空吸着装置を
拡張部材に吸着させて真空吸着装置を外側へ移動させる
ことにより行うことができる。
The thus compressed mat is then preferably decompressed and heated to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the thermoplastic resin to restore its thickness in order to increase the porosity. To restore the thickness of the mat, e.g.
This can be done in two ways: One method is to hold the mat for a predetermined period of time under almost no pressure at a temperature higher than the melting temperature of the thermoplastic resin, so that the elastic restoring force of the inorganic fibers restores the thickness of the mat to its original state. Another method is to heat the mat at a temperature higher than the melting temperature of the thermoplastic resin, place a thickness expanding member on both sides of the mat, and adhere the molten resin to the expanding member. By moving the expansion member outward in the thickness direction of the mat, the thickness of the mat is forcibly increased. The thickness expanding member is preferably one that adheres to the molten resin but does not adhere to the cooled resin; for example, Teflon sheets, Teflon-coated iron plates, mylar sheets, polyester films, aluminum plates, etc. can be used. . The thickness expansion member can be moved outward in the thickness direction by, for example, adsorbing a vacuum suction device to the expansion member and moving the vacuum suction device outward.

上記加熱に要する時間は、マットの厚みがほぼ元の厚み
に回復するまで行うのがよく、一般には10秒〜5分行
うのが好ましく、より好ましくは20秒〜2分である。
The time required for the above-mentioned heating is preferably carried out until the thickness of the mat is almost restored to its original thickness, and is generally preferably carried out for 10 seconds to 5 minutes, more preferably 20 seconds to 2 minutes.

厚みが回復されたマットは、次に冷却されてマット状物
が得られる。マットの冷却は、常温に放置、あるいは冷
風を吹付けることによって行うことができる。
The mat whose thickness has been restored is then cooled to obtain a mat-like material. The mat can be cooled by leaving it at room temperature or by blowing cold air onto it.

得られたマット状物の内部は、三次元的な網状構造を有
し、連続した空隙が存在する多孔性となっており、空隙
率は50〜99%である。また、マット状物の表面には
、内部に比べて比較的樹脂量が多く無機繊維と樹脂とが
一体化された表面層が形成されているのが好ましい。
The interior of the obtained mat-like material has a three-dimensional network structure, is porous with continuous voids, and has a porosity of 50 to 99%. Further, it is preferable that a surface layer in which inorganic fibers and resin are integrated is formed on the surface of the mat-like material, the amount of resin being relatively large compared to the inside.

このマット状物の片面には実質的に貫通孔を有さない熱
接着性樹脂層が略全面に亘って接着されている。上記熱
接着性樹脂層としては、従来ホットメルト型接着剤とし
て使用されている任意のものが使用でき、たとえば、ポ
リオレフィン系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリ
ウレタン系の接着剤があげられる。該樹脂層は厚さが1
0〜100μmのものが好ましい。樹脂層の厚さが10
μm未満の場合には接着力が低く、樹脂層の厚さが10
0μmを超える場合には、後述するように熱成形した際
に樹脂層に開口が形成され難くなる。
A thermoadhesive resin layer having substantially no through holes is adhered to one side of the mat-like material over substantially the entire surface. As the heat-adhesive resin layer, any conventionally used hot-melt adhesive can be used, such as polyolefin-based, polyamide-based, polyester-based, and polyurethane-based adhesives. The resin layer has a thickness of 1
A thickness of 0 to 100 μm is preferable. The thickness of the resin layer is 10
If the thickness is less than μm, the adhesive strength is low, and the thickness of the resin layer is 10 μm.
If it exceeds 0 μm, openings will be difficult to form in the resin layer during thermoforming as described below.

マット状物の表面に樹脂層を設けるには、たとえば、次
のようにして行うことができる。
The resin layer can be provided on the surface of the mat-like material, for example, as follows.

■マット状物表面を熱接着性樹脂の融点以上に加熱し、
このマット状物表面に熱接着性樹脂を積層してロール等
で圧着する。
■Heating the surface of the mat to a temperature above the melting point of the thermoadhesive resin,
A thermoadhesive resin is laminated on the surface of this mat-like material and pressed with a roll or the like.

■マット状物に熱接着性樹脂フィルムを積層し、赤外線
ヒーターや熱風吹付けにより加熱し、次にロール等で圧
着する。
■Layer a thermoadhesive resin film on a mat-like material, heat it with an infrared heater or hot air, and then press it with a roll or the like.

二のようにマット状物の表面に熱接着性樹脂層を接着し
て熱成形性複合材料が構成され、複合材料は加熱加圧す
ることにより、容易に賦形することができる。また、こ
の熱成形性複合材料の表面に発泡シートや化粧用表皮材
等を積層接着した状態で賦形しても良い。
A thermoformable composite material is constructed by adhering a thermoadhesive resin layer to the surface of the mat-like material as shown in 2, and the composite material can be easily shaped by heating and pressing. Further, the thermoformable composite material may be shaped with a foamed sheet, a cosmetic skin material, etc. laminated and adhered to the surface thereof.

熱成形性複合材料を賦形するには、たとえば、以下の方
法によって行うことができる。
The thermoformable composite material can be shaped, for example, by the following method.

複合材料を赤外線ヒーターやオーブン等で表面温度が熱
接着性樹脂の融点以上の温度になるように加熱する。次
に、熱接着性樹脂層上に表皮材を積層する。その後、こ
の積層体をプレスにて所定形状に成形する。その際のプ
レス圧は0.1〜2kg/ c+fi 、プレス温度は
常温〜80°Cが好ましい。このように、複合材料を加
熱すると、樹脂層が溶融し、その溶融した樹脂が表面張
力によって無機繊維の周囲へ凝集するようになり、その
結果マット状物の表面には多数の開口が形成されるので
ある。
The composite material is heated using an infrared heater, oven, etc. so that the surface temperature reaches a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoadhesive resin. Next, a skin material is laminated on the heat-adhesive resin layer. Thereafter, this laminate is molded into a predetermined shape using a press. The press pressure at that time is preferably 0.1 to 2 kg/c+fi, and the press temperature is preferably room temperature to 80°C. In this way, when the composite material is heated, the resin layer melts, and the molten resin aggregates around the inorganic fibers due to surface tension, resulting in the formation of many openings on the surface of the mat-like material. It is.

具体例を揚げて説明すると、上記マット状物の表面に、
着色された融点が120°Cのナイロンフィルムを熱接
着して熱成形性複合材料を作成し、この複合材料を16
0°C1180°C1200°C1220″Cにそれぞ
れ加熱し、熱接着性樹脂フィルムがその熱で溶融した後
の表面状態を50倍の顕微鏡で観察した。その結果、加
熱前では無機繊維の表面に存在していた熱接着性樹脂は
溶融してマット状物の無機繊維に沿って凝集し、多数の
開口が形成されていることが観察された。また、顕微鏡
写真観察により、統計的にその開口率は加熱温度160
″Cで1%、180°c テ2.5%、200°Cテア
、5%、220°cで15%であることが確認された。
To give a specific example, on the surface of the mat-like material,
A colored nylon film with a melting point of 120°C was thermally bonded to create a thermoformable composite material, and this composite material was
After heating to 0°C, 1180°C, 1200°C and 1220"C, the surface condition of the thermoadhesive resin film after it was melted by the heat was observed under a 50x microscope. As a result, it was found that the surface state of the inorganic fibers existed on the surface of the inorganic fibers before heating. It was observed that the heat-adhesive resin melted and agglomerated along the inorganic fibers of the mat, forming a large number of openings.In addition, observation of microscopic photographs showed that the opening ratio was statistically is heating temperature 160
It was confirmed that it was 1% at 180°C, 2.5% at 180°C, 5% at 200°C, and 15% at 220°C.

そして、その開口を通してマット状物内部の空隙と外部
とが連通ずるようになり、従って、熱成形性複合材料の
表面に当たる音波は、表面層の開口を通して内部の空隙
に到達し、表面層及び内部空隙で効果的に減衰されるこ
ととなる。
Then, through the openings, the voids inside the mat-like material communicate with the outside, and therefore, the sound waves that hit the surface of the thermoformable composite material reach the voids inside through the openings in the surface layer, and It will be effectively attenuated by the air gap.

なお、上記熱成形性複合材料の樹脂層には、強制的に、
たとえば、針等で小孔を多数形成しておいても良い。こ
のようにすれば、熱成形性複合材料の加熱時に、小孔を
中心として上記現象により開口が形成され易くなり、開
口率を上げることができる。この場合、樹脂層に形成さ
れる小孔の直径は、0.1〜3+nm、その開口率は0
.5〜15%が好ましい。また、複合材料の加熱によっ
て樹脂層の開口率はやや増加するので、最終的に得られ
る製品における樹脂層の開口率が1〜20%となるよう
に調整することが好ましい。この樹脂層の開口率が1%
未満の場合には製品の吸音率を高める効果が小さいもの
であり、特に高周波領域における吸音率が低下する。ま
た、樹脂層の開口率が20%を超える場合には、高周波
領域での吸音率を高めることはできるが、特にIKII
Z付近の低周波領域での吸音率が低下する。これは、マ
ット状物表面の孔(大きさ、開口率)が樹脂層によって
適切な範囲で制御されるためであると思われる。
Note that the resin layer of the thermoformable composite material is forcibly coated with
For example, a large number of small holes may be formed using a needle or the like. In this way, when the thermoformable composite material is heated, openings are more likely to be formed around the small holes due to the above phenomenon, and the opening ratio can be increased. In this case, the diameter of the small pores formed in the resin layer is 0.1 to 3+ nm, and the aperture ratio is 0.
.. 5 to 15% is preferred. Further, since the aperture ratio of the resin layer increases slightly by heating the composite material, it is preferable to adjust the aperture ratio of the resin layer in the final product to be 1 to 20%. The aperture ratio of this resin layer is 1%
If it is less than 1, the effect of increasing the sound absorption coefficient of the product is small, and the sound absorption coefficient particularly in the high frequency range decreases. In addition, when the aperture ratio of the resin layer exceeds 20%, the sound absorption coefficient in the high frequency region can be increased, but especially in IKII
The sound absorption coefficient in the low frequency region near Z decreases. This seems to be because the pores (size, aperture ratio) on the surface of the mat-like material are controlled within an appropriate range by the resin layer.

このような熱成形性複合材料は、自動車、列車、航空機
等の移動機の内装用基材、建築用内装材等として使用す
ることができる。
Such a thermoformable composite material can be used as a base material for the interior of mobile devices such as automobiles, trains, and airplanes, interior materials for construction, and the like.

(実施例) 以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。(Example) The present invention will be explained in detail below based on examples.

なお、本実施例において空隙率は次のようにして求めた
。まず、使用した樹脂及び無機繊維の平均比重ρを求め
る。
In this example, the porosity was determined as follows. First, the average specific gravity ρ of the resin and inorganic fibers used is determined.

樹脂1gの比重をρ1とし、無機繊維1gの比重をρ2
とすると、 ρ−(1+1)/(1/ρ1+1/ρ2)−2/(1/
ρ1+1/ρ2) となる。
The specific gravity of 1 g of resin is ρ1, and the specific gravity of 1 g of inorganic fiber is ρ2.
Then, ρ-(1+1)/(1/ρ1+1/ρ2)-2/(1/
ρ1+1/ρ2).

次に、測定する試験体の厚さをtc+++、大きさ1M
当たりの重量をwgとすると、 空隙率 K =1  w/ (10,000x t x2/ (
1/ ρ+ + 1/ 0g) )となる。
Next, the thickness of the specimen to be measured is tc+++, and the size is 1M.
If the weight per unit is wg, the porosity K = 1 w/ (10,000x t x2/ (
1/ρ+ + 1/0g)).

従って、たとえばポリエチレン(比重0.95)とガラ
ス繊維(比重2.5)とからなる厚さ7mm(0,7c
m)、重量800 g /ボの板状試験体の空隙率は、
1−800/  (10,000X0.7X2/(11
0,95+ 1/2.5))=0.917  (91,
7%)となる。
Therefore, for example, a 7 mm thick (0.7 cm) made of polyethylene (specific gravity 0.95) and glass fiber (specific gravity 2.5)
m), the porosity of the plate-shaped specimen with a weight of 800 g/bo is:
1-800/ (10,000X0.7X2/(11
0,95+ 1/2.5))=0.917 (91,
7%).

また、開口率は次のようにして測定した。電子顕微鏡で
低倍率(40倍)の表面写真をとり、開口を、円、三角
形、四角形等に近似して面積を求め、その開口の総面積
を撮影面積で除して開口率を求め、写真10枚(10ケ
所)の平均で示した。
Further, the aperture ratio was measured as follows. Take a low magnification (40x) surface photo with an electron microscope, approximate the aperture to a circle, triangle, square, etc. to find the area, divide the total area of the aperture by the photographed area to find the aperture ratio, and take the photo. Shown as an average of 10 sheets (10 locations).

尖旌開よ 長さ50mm、直径10μmのガラス繊維からなるチョ
ツプドストランドと、6デニール、50mmカット品の
ポリエチレン繊維とを、重量比で2:1の割合で配合し
てカードマシンに供給し、解繊及び混繊して綿状物を得
た。次に、この綿状物にニードルパンチを打って目付は
量500g/m2のマットを得た。ニードルパンチ密度
は20箇所/ CTl1とした。
A chopped strand of glass fiber with a length of 50 mm and a diameter of 10 μm and a 6 denier, 50 mm cut polyethylene fiber were mixed in a weight ratio of 2:1 and fed to a card machine. , defibrated and mixed to obtain a flocculent material. Next, this cotton-like material was needle punched to obtain a mat having a basis weight of 500 g/m2. The needle punch density was 20 locations/CTl1.

次に、このマットの両側に厚み100μmの高密度ポリ
エチレンフィルムを積層し、さらにこのポリエチレンフ
ィルムの外側に、厚み100μmのガラス繊維強化ポリ
テトラフルオロエチレンシートを積層し、この積層体を
乾燥機に供給して200°Cで3分間加熱し、このもの
をクリアランスが1.3mmで、200°Cに加熱され
たロールに10cm7秒の速度で通すことにより圧縮し
た。次に、200″Cに保った状態でガラス繊維強化ポ
リテトラフルオロエチレンシートを両側から0.5 m
m7秒の速度で真空吸引してシート間が9鵬まで拡開し
、その後3分間空冷し、次いでシートを剥離して厚さ9
mmのマット状物を得た。
Next, a 100 μm thick high-density polyethylene film is laminated on both sides of this mat, and a 100 μm thick glass fiber reinforced polytetrafluoroethylene sheet is further laminated on the outside of this polyethylene film, and this laminate is fed to a dryer. The material was heated at 200°C for 3 minutes, and compressed by passing it through rolls heated to 200°C at a speed of 10 cm and 7 seconds with a clearance of 1.3 mm. Next, while maintaining the temperature at 200″C, a glass fiber reinforced polytetrafluoroethylene sheet was placed 0.5 m from both sides.
Vacuum suction at a speed of 7 seconds to expand the gap between the sheets to 9 mm, then air cooling for 3 minutes, and then peel the sheets to a thickness of 9 mm.
A matte material of mm in size was obtained.

次に、得られたマット状物の片面に厚み70μmで融点
が120°Cのナイロンフィルムを熱接着することによ
り樹脂層を設けて熱成形性複合材料を得た。次いで、こ
の複合材料を200°Cのオーブンで2分間加熱して、
その表面に厚み1mmのポリエステル繊維製ニットを重
ね、このものを深さ10 mm、金型間距離5mm、凹
部の曲率半径5mmの金型(金型温度は25°C)に供
給し、0.3 kg/ c+flの圧力で2分間プレス
成形して成形品を得た。なお、プレス温度は50°C、
クリアランスは6mmとした。
Next, a resin layer was provided by thermally adhering a nylon film having a thickness of 70 μm and a melting point of 120° C. to one side of the resulting mat to obtain a thermoformable composite material. This composite material was then heated in an oven at 200°C for 2 minutes to
A polyester fiber knit with a thickness of 1 mm was layered on the surface, and this material was fed into a mold with a depth of 10 mm, a distance between the molds of 5 mm, and a radius of curvature of the concave portion of 5 mm (the mold temperature was 25°C). A molded product was obtained by press molding for 2 minutes at a pressure of 3 kg/c+fl. The press temperature was 50°C.
The clearance was 6 mm.

得られた成形品の空隙率は93.8%であった。また得
られた成形品の吸音率を垂直入射法(JIS A140
5、背面距離10mm)で測定した。その結果を第1表
に示した。
The porosity of the obtained molded article was 93.8%. In addition, the sound absorption coefficient of the obtained molded product was measured using the normal incidence method (JIS A140
5. Measured at a back-to-back distance of 10 mm). The results are shown in Table 1.

尖旌炎1 実施例1において、得られた複合材料の表面の樹脂層に
多数の針が設けられた孔形成部材を押圧することにより
、樹脂層に直径0.5mmの孔部を多数形成してその開
口率を5%とし、次に160°Cに加熱した後ポリエス
テル繊維製ニットを重ねた他は、実施例1と同様にして
成形品を得た。
In Example 1, a large number of holes with a diameter of 0.5 mm were formed in the resin layer by pressing a hole forming member provided with a large number of needles on the resin layer on the surface of the obtained composite material. A molded product was obtained in the same manner as in Example 1, except that the aperture ratio was set to 5%, and then a polyester fiber knit was layered after heating to 160°C.

得られた成形品の空隙率は93.8%であった。また得
られた成形品の吸音率を実施例1と同様にして測定した
。その結果を第1表に示した。
The porosity of the obtained molded article was 93.8%. Further, the sound absorption coefficient of the obtained molded article was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

止較炭 実施例1で得られたマット状物の表面を200°Cに加
熱した後、ホットメルトフィルムとポリエステル繊維製
ニットを順次重ねた後、実施例1で行ったと同様にして
プレスして成形品を得た。
After heating the surface of the matte obtained in Example 1 to 200°C, a hot melt film and a polyester fiber knit were layered one after another, and then pressed in the same manner as in Example 1. A molded product was obtained.

得られた成形品の空隙率は90%であった。また得られ
た成形品の吸音率を実施例1と同様にして測定した。そ
の結果を第1表に示した。
The porosity of the obtained molded article was 90%. Further, the sound absorption coefficient of the obtained molded article was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(以下余白) 第1表 第1表の結果から、本実施例のように予めマット状物の
片面に熱接着性樹脂層を設けておくことにより、低周波
領域から高周波領域の音に対しても、高い吸音率を有し
ていることが確認された。
(Margins below) From the results in Table 1, it can be seen that by providing a heat-adhesive resin layer on one side of the mat-like material in advance as in this example, it is possible to reduce the sound in the low to high frequency range. It was also confirmed that the material had a high sound absorption coefficient.

これは、複合材料の加熱時に、樹脂層に開口が形成され
、その開口を通して複合材料内部の空隙と外部とが連通
ずることで、材料内部の空隙が吸音のために適度に利用
されるためと思われる。なお、比較例の成形品の樹脂層
を観察すると、樹脂層には孔部が形成されていないもの
であった。
This is because openings are formed in the resin layer when the composite material is heated, and the voids inside the material are communicated with the outside through these openings, allowing the voids inside the material to be used appropriately for sound absorption. Seem. Note that when the resin layer of the molded product of the comparative example was observed, no holes were formed in the resin layer.

(発明の効果) このように、本発明の熱成形性複合材料は、多数の無機
繊維が熱可塑性樹脂で結合されており、空隙率が50〜
99%であるので、軽量であって、機械的強度が高く、
また熱賦形性に優れている。しかも、加熱時には、樹脂
層に多数の開口が形成されるので、内部の空隙を吸音の
ために適度に利用することができ、特にIKIIZ付近
の低周波領域での吸音率を高めることができるようにな
り、たとえば、自動車用天井材の基材や建築用内装材等
として好適に使用することができる。
(Effects of the Invention) As described above, the thermoformable composite material of the present invention has a large number of inorganic fibers bonded with a thermoplastic resin, and has a porosity of 50 to 50.
99%, it is lightweight and has high mechanical strength.
It also has excellent heat formability. Moreover, since a large number of openings are formed in the resin layer during heating, the internal voids can be used appropriately for sound absorption, and the sound absorption coefficient can be particularly increased in the low frequency region near IKIIZ. For example, it can be suitably used as a base material for automobile ceiling materials, architectural interior materials, etc.

以上that's all

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1. 無機繊維が熱可塑性樹脂で相互に接合されてなり
、空隙率が50〜99%であるマット状物の片面に、実
質的に貫通孔を有さない熱接着性樹脂層が略全面に接着
されていることを特徴とする熱成形性複合材料。
1. A thermoadhesive resin layer having substantially no through holes is adhered to one side of a mat-like material having a porosity of 50 to 99%, which is made up of inorganic fibers mutually bonded with a thermoplastic resin. A thermoformable composite material characterized by:
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EP0656465A2 (en) * 1993-11-04 1995-06-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Pneumatic tool having noise reducing muffling structure
JP2014121809A (en) * 2012-12-20 2014-07-03 Fusogosei Co Ltd Sheet for interior material

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