JPH03121144A

JPH03121144A - 繊維強化発泡体の製造方法

Info

Publication number: JPH03121144A
Application number: JP1259604A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Oyama; 毅大山; Setsuo Taguchi; 田口　節男; Kazuyoshi Okamoto; 岡本　三宜
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-10-04
Filing date: 1989-10-04
Publication date: 1991-05-23

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、梱包材、クツション材、保護材、充填材、断
熱材、補修材、装飾材、吸音材などの分野において好ま
しく使用され得る繊維強化発泡体の製造方法に関する。

［従来の技術］発泡体は、軽く断熱性に優れるなどの数多くの特徴を有
し、しかも安価であるために様々な分野で広く使用され
ている。

しかしながら、発泡体の力学的特性は必ずしも産業界の
多様な要求に応え得るものではなく、改善が強く求めら
れているのが現状である。

例えば、電気製品、貴重品などを梱包するに際して、被
梱包物を発泡体で梱包した上、更に段ボール等の包装材
料で、梱包する必要があった。これは、とりもなおさず
、発泡体単独で梱包した際には発泡体および被梱包物の
破損が生じる恐れがあるためである。発泡体単独で梱包
することができないという事実は、梱包時における作業
の煩雑さの原因となっており、ひいては低コスト化を妨
げる障害となっている。

また、発泡体を座席クツション材として用いる際には、
すぐにへたりがきてしまう等の問題、あるいは、養殖用
いかだ、船舶用ブイ等として用いる場合には破損しやす
いなどの問題があった。

上述の問題点、すなわち力学的特性を改善する目的で、
補強繊維を発泡体中に分散させる試みがなされている。

例えば、エスピーアイ　プラスティックス　エンジニア
リング　ハンドブック　第３版（ｓｐｒＰｌａｓｔｉｃ
ｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　１ｌａｎ＋］ｂｏｏｋ　
３ｒｄ　Ｅｄ、）には発泡体の強度を高めるために充填
材としてガラス繊維を入れる方法が開示されている。し
かしながらこの方法では、ガラス繊維を均一に分散させ
ることが極めて困難であった。すなわち、比重、体積の
違い等により、ガラス繊維と発泡体はそれぞれ非常に偏
在しやすかったのである。

上述の欠点を改善する目的で、本発明者らは先に、補強
繊維をエジェクターより噴射させながら、発泡性ビーズ
を同時に注入する方法を提案したが、この方法でも、本
発明者らが満足の行くまで発泡体中に補強繊維を均一に
分散させることは簡単にはできなかった。さらにはこの
方法では、特に連続繊維を用いた場合に言えることであ
るが、繊維が屈曲、あるいは湾曲した箇所、あるいはコ
ーナーの角には入って行きづらく、本来最も補強される
べき箇所の補強が十分になされないこともあるという欠
点も見出された。

［発明が解決しようとする課題］本発明者らは、上述したような点に鑑み、新規な繊維補
強発泡体を得んがために鋭意研究をした結果、特に補強
繊維を均一に分散させる上で、補強繊維と発泡体の間に
おいてそれらが引き合う引力をうまく作用させることが
効果的であるという知見を得た。

すなわち、本発明の目的は、上述したような従来技術の
問題点を解決せんとするものであり、補強繊維と発泡性
ビーズ間に有効な引力を付与せしめることにより、補強
繊維が均一に分散した繊維強化発泡体を製造する方法を
提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］かかる目的に対し、本発明者は長年に亘り鋭意検討した
結果、ついに本発明に到達した。その骨子は次の通りで
ある。

すなわち、本発明の繊維強化発泡体の製造方法は、発泡
性ビーズおよび／または補強繊維にエレクトレット処理
を施し、該発泡性ビーズと補強繊維を混合、撹拌せしめ
た後、該混合物を加熱発泡させることを特徴とする繊維
強化発泡体の製造方法である。

また、かかる本発明の方法において、好ましくは、補強
繊維の平均繊維長が、５０ｍｍ以下であることを特徴と
する方法であり、また、あるいは、補強繊維として、加
熱発泡時に繊維表層の少なくとも一部が溶融および／ま
たは軟化する繊維を用いることを特徴とする方法である
。

［作用］以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の方法の特徴は、発泡性ビーズおよび／または補
強繊維にエレクトレット処理を施すことにより、該補強
繊維と発泡性ビーズ間に静電的な引力を付与せしめ、そ
の結果として補強繊維が均一に分散した発泡体が得られ
るようにした点にある。

本発明を実施するに当たっては、発泡性ビーズおよび／
または補強繊維にエレクトレット処理を施すことが必須
要件である。エレクトレット処理を施すに当たっては、
公知の如何なる方法を用いても構わない。例えば、熱エ
レクトレツト化法、エレクトロエレクトレット化法、ラ
ジオエレクトレット化法、メカノエレクトレット化法な
どの方法を用いることができる。さらに詳しくは、例え
ば、特開昭６１−１０２４７６号公報に記載された方法
などを用いることができる。

ここで、一般にエレクトレット処理を施す補強繊維とし
ては、特開昭６３−５２１４９号公報に記載されている
ように、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレ
フィン、ポリカーボネート、ポリフッ素系樹脂、ポリ塩
化ビニル系樹脂などの繊維状物等の他、ガラスや無機化
合物からなる繊維状物、特に体積低効率が１０１３Ω−
以上の繊維状物が好ましいとされているが、本発明を実
施するに当たっての制限はより緩やかなものとなる。

何故なら本発明を実施するに当たっては、発泡体を得る
までの間に十分なエレクトレット効果が存続すればよく
、エレクトレット効果を半永久的に持続させる必要は特
別にはないからである。したがって、上述の繊維状物の
他に、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、アクリ
ル、ビニロン、ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリウレ
タン、フッ素繊維、アラミド繊維なども好ましい素材と
して使用可能である。

発泡性ビーズの種類やエレクトレット処理時の印加電圧
などにより、使用可能な補強繊維の種類には多少の変動
があるが、選ぶ際の目安としては、体積低効率が１０１
０Ω口以上の繊維状物を選ぶのがよい。このように通常
のエレクトレット処理よりも汎用的に繊維状物を選択で
きることは本発明の大きな長所である。

補強繊維の繊維長については、発泡性ビーズの大きさ、
発泡倍率等により適宜選択されるべきであるが、平均繊
維長を５０＋ｎｍ以下とすることが好ましい。より一層
、補強繊維の均一分散が容易になるためである。

補強繊維の形態については特別な限定はない。

いわゆる異形断面繊維を用いれば、発泡性ビーズとの接
触面積を大きくとることができるから、より大きな補強
効果が得られる。例えば、三角形、四角形、五角形、へ
角形などのマルチローバルと言われる形状のもの、ある
いは■形、■形、ノコギリ形、花弁形、円形等の断面を
有する繊維を用いることができる。ただし、異形断面繊
維とすることは一般にコスト的に不利であるから、用途
、目的に応じて円形断面繊維との使い分けをするべきで
ある。

補強繊維の構造についても特別な制約はなく、単一成分
型、芯鞘型複合繊維、バイメタル型複合繊維、多層接合
繊維、放射状多層繊維、海島型繊維、海島型の島成分が
さらに芯鞘構造、あるいは多芯鞘構造を取る繊維などを
好ましく使用できる。

特に加熱発泡時に繊維表層の少なくとも一部が溶融およ
び／または軟化する繊維を用いれば、発泡性ビーズ同士
を強固に結び付ける効果が得られ、より力学的特性の優
れた繊維強化発泡体を得ることが可能である。加熱発泡
時に繊維表層の少なくとも一部が溶融および／または軟
化する繊維としては如何なるものでも使用可能であるが
、特にエレクトレットのかかりやすいポリエチレンは非
常に好ましく使用することが可能である。また、用いる
発泡性ビーズと同じ鞘成分を有する繊維も好ましく使用
可能である。

補強繊維の切断にも特別な限定はなく、公知の如何なる
方法をも使用することができる。例えば、カッティング
マシーンを好ましく用いることができる。

発泡性ビーズとしては、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、酢酸セ
ルロール樹脂、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂を好
ましく使用することができる。発泡性ビーズにエレクト
レット処理を施すに際しては、補強繊維の場合と同じく
体積低効率が１０１０Ω口以上のものを使用することが
望ましい。

混合・撹拌および加熱発泡の条件については、公知の方
法に準じればよい。

［実施例］以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが
、本発明の有効性や権利の範囲はこれによって限定され
たり、制限を受けるものではない。

むしろ、次の応用や展開をもたらすものである。

実施例１芯成分がナイロン、鞘成分がポリスチレンである芯鞘型
繊維に電圧５０ｋＶでエレクトレット処理を施した。該
繊維を、カッティングマシーンにより、平均繊維長が２
ｍｍとなるように切断した。

切断した繊維を予備発泡および熟成済みの発泡性ポリス
チレンビーズに５重量部添加した。回転式撹拌機により
３０分間の混合、撹拌処理を施した。

撹拌処理後のポリスチレンビーズを観察したところ、均
一に短繊維が付着していることが認められた。

この撹拌処理後の短繊維が付着しているポリスチレンビ
ーズを金型に入れ、書表ν伽熱による二次発泡を行った
。発泡体の任意の点で断面を観察したが、補強繊維は極
めて均一に充填されており、かつポリスチレンビーズと
融着されていた。

このようにして得られた発泡体の引っ張り強さ、引き裂
き抵抗、圧縮歪、耐摩耗性、屈曲疲労性などの力学的特
性は、エレクトレット処理を施さない繊維を使用した場
合、補強繊維を使用しない場合の何れに比べても格段に
優れたものであった。

また、エレクトレット処理を施さずに得た発泡体におい
ては補強繊維の偏在が顕著であった。

さらに得られた発泡体をテレビの梱包用材料として使用
してみたところ、段ボールを使用せずとも、テレビを破
損することなく確実に運搬できることが明らかになった
。

一方、繊維にエレクトレット処理を施さずに得た発泡体
を用いてテレビの梱包を行い同様な運搬を試みたが、段
ボールを使用しない場合、発泡体およびテレビは運搬途
中で破損してしまった。

［発明の効果］本発明によれば、従来にない極めて優れた力学的特性を
有し、かつ安価な繊維強化発泡体を得ることが可能であ
る。

本発明にかかる繊維強化発泡体は主に下記の用途にある
いは製品として好ましく使用され得るものである。

建物の屋根、天井、壁、床などの断熱材、組立住宅のサ
ンドイッチパネル（屋根、側壁、床、間仕切など）。温
調用設備、冷暖房ダクト、し尿処理槽周断熱材。壁紙、
ルーフィングペーパー。車両、船舶などの内装、冷凍貨
車、冷凍トラック、冷凍船、牛乳やビールなどの運搬車
、冷凍コンテナーなどの断熱材。食品（弁当、寿司、ア
イスクリーム、茶、ジャム、納豆、惣菜など）の軽量容
器。乾物、塩干物、菓子、卵、果物などの包装。

飲料瓶王冠のディスク。電気冷蔵庫断熱材。うちわ、帽
子、化粧品容器用内蓋。輸送緩衝材。製氷、食品工業な
どにおける断熱材、醸造工業におけるタンクの断熱、保
温保冷室の内張り。米穀倉庫などの台本式わりの下敷き
材、温室保温材、低温倉庫（米穀、酪農、果実、野菜な
ど）の断熱材。育苗枠（タバコ、トマト、スイカなど）
、れき耕栽培用温床紙、防霜紙、ブイ、定置網の浮子。

かき、真珠、はまち養殖用いかだ。温泉の貯湯槽などの
断熱。鉄道、道路の凍上防止。ショーウィンドーの装飾
用、広告文字。救命胴衣。演劇、テレビなどの舞台セッ
ト。医薬品（アンプル、錠剤など）の包装など。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発泡性ビーズおよび／または補強繊維にエレクト
レット処理を施し、該発泡性ビーズと補強繊維を混合、
撹拌せしめた後、該混合物を加熱発泡させることを特徴
とする繊維強化発泡体の製造方法。
（２）補強繊維の平均繊維長が、５０ｍｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項（１）に記載の繊維強化発泡体の
製造方法。
（３）補強繊維として、加熱発泡時に繊維表層の少なく
とも一部が溶融および／または軟化する繊維を用いるこ
とを特徴とする請求項（１）または（２）に記載の繊維
強化発泡体の製造方法。