JPH04286638A - 積層体及びその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積層体及びその製造方
法に関し、特に軽量な積層体及びこれを効率よく生産で
きる製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車内装用部材であるリヤパッケージ
、ドア、サンルーフの材料としては、フェルトや木質繊
維等の有機繊維に粉末フェノール樹脂や溶液型フェノー
ル樹脂を散布または含浸した基材を金型で加熱成型した
ものが用いられている。そして、このものには補強のた
めに鉄芯を挿入していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように鉄芯を併用すると、部材の重量が重くなるうえ、
鉄芯挿入のため時間を要し生産性が悪いという欠点を有
していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、上
記実情に鑑みて鋭意検討したところ、熱硬化性樹脂の硬
化物により結合した無機繊維を鉄芯の代わりに用いて得
た積層体が、充分な強度を有すること、しかもより軽量
であることを見い出し本発明を完成するに至った。

【０００５】即ち本発明の積層体は、熱硬化性樹脂の硬
化物で有機繊維を結合した有機繊維基材層に、熱硬化性
樹脂の硬化物で無機繊維を結合した無機繊維基材層が積
層されていることを特徴とする。

【０００６】また本発明の積層体の製造方法は、無機繊
維に熱硬化性樹脂が含浸された無機繊維プリプレグと液
状の熱硬化性樹脂を含浸した有機繊維からなる有機繊維
マットとを重ね合わせて加圧硬化すること、又は前記無
機繊維プリプレグと有機繊維が混合された固形の熱硬化
性樹脂からなる有機繊維マットとを重ね合わせて加熱硬
化することを特徴とする。

【０００７】前記有機繊維としてはフエルト又は木質繊
維を例示できる。前記無機繊維としては、ガラスチョッ
プマット、ガラス不織布、ガラスクロス、ガラスロービ
ングクロス等のガラス繊維を例示できるが、中でもガラ
スチョップマットとガラス不織布の併用あるいはガラス
クロスを利用することが望ましい。また無機繊維基材層
をなす繊維としては、無機繊維のみでなく有機繊維を併
用することもできる。

【０００８】この出願において熱硬化性樹脂という語は
、それ自体のみで硬化するものの他、硬化剤が添加され
ることによって硬化可能となるものも含む広い意味で使
用されている。このような熱硬化性樹脂としては、公知
慣用のものがいずれも使用できる。例えば尿素樹脂、メ
ラミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂等が
挙げられる。これらの樹脂の中で、メラミン樹脂、ノボ
ラック型フェノール樹脂、、レゾルシノール樹脂を用い
る場合においては、硬化剤を併用することが望ましい。 メラミン樹脂の硬化剤としては塩化アンモニウム、ノボ
ラック型フェノール樹脂としてはヘキサメチレンテトラ
ミンが挙げられる。また硬化剤は、メラミン樹脂の場合
は樹脂１００部に対して０．１〜５部程度、ノボラック
型フェノール樹脂の場合は樹脂１００部に対して５〜２
０部程度使用される。これら樹脂は単独使用でも二種以
上の併用でも良い。耐熱性および強度に優れた硬化体を
得る場合には、前記熱硬化性樹脂としてレゾール型フェ
ノール樹脂を用いることが好ましく、プリプレグの硬化
が低温短時間で行えることを望む場合は、メラミン樹脂
を用いることが好ましい。

【０００９】前記無機繊維基材層及び有機繊維基材層の
いずれの層においても、熱硬化性樹脂としてフェノール
樹脂を用いると、得られる積層体の強度を高めることが
できる。

【００１０】以下、熱硬化性樹脂として、フェノール樹
脂を用いた場合について、特に詳しく説明する。

【００１１】本発明で使用できるフェノール樹脂は、フ
ェノール類とアルデヒド類との縮合物であり、公知慣用
のものがいずれも使用できる。利用するフェノール樹脂
の製造方法は、特に制限されないが、例えばフェノール
類とアルデヒド類を、アルデヒド類／フェノール類のモ
ル比が０．８〜２．０となるようにして、必要に応じて
縮合用触媒の存在下、８０〜１００℃で３０分〜５時間
反応を行えばよい。またその際必要に応じ減圧脱水しア
ルコール類に溶媒置換する方法を使ってもよい。

【００１２】本発明の積層体を製造する際に用いる無機
繊維プリプレグの製造方法は特に制限されるものではな
いが、例えばつぎの工程により製造できる。■熱硬化性
樹脂及び必要に応じて離型剤、着色剤を配合する。■上
記配合物を無機繊維基材に含浸する。熱硬化性樹脂の含
浸量は、無機繊維１００重量部に対して１０〜１００重
量部の範囲で調整すると良い。含浸の方法は特に限定さ
れず、ロールコーター、バーコーター、マングルロール
、スプレー等を用いれば良い。無機繊維基材としては、
シート状のものが連続生産性に優れるので好ましい。■
熱硬化性樹脂が硬化を開始しない温度で上記■で得られ
たシート状樹脂含浸基材を乾燥する。例えば、熱硬化性
樹脂としてフェノール樹脂を用いた場合におけるこの時
の乾燥温度は、通常９０〜１２０℃で３〜６分である。 この際の乾燥は、通常循環熱風乾燥機内で行われる。こ
の様に■〜■の工程を経て得られた無機繊維プリプレグ
を保存する場合は、必要に応じてその表面を合成樹脂シ
ートで覆い外気と遮断すると良い。

【００１３】本発明の製造方法では、例えば前記の様に
して得られた無機繊維プリプレグを、別途準備された有
機繊維に熱硬化性樹脂を散布あるいは含浸乾燥した有機
繊維マットに重ね合わせて、目的とする形状に成形しつ
つ、熱硬化性樹脂の硬化温度で加熱加圧成形し目的の成
形物を得る。

【００１４】無機繊維プリプレグと有機繊維マットの重
ね合わせたときの成形前の自然状態での厚みは５〜４０
ｍｍ程度が好ましい。

【００１５】この際無機繊維プリプレグにスリットを入
れて用いると、深絞り成形し易い。

【００１６】本発明の積層体を成形する時の硬化温度は
、無機繊維基材層に用いる熱硬化性樹脂により異なるが
、レゾール型フェノール樹脂を用いた場合は１８０〜２
１０℃で３０〜１２０秒、メラミン樹脂の場合は１４０
〜１６０℃で３０〜９０秒である。

【００１７】この硬化処理は、通常、前記有機繊維シー
トと無機繊維プリプレグとを重ね合わせて金型内に入れ
、必要に応じてガス抜きを行いつつプレス成形により行
われる（以下これを熱圧成形と言う）。

【００１８】

【作用】本発明の積層体は、熱硬化性樹脂の硬化物で有
機繊維を結合した有機繊維基材層に熱硬化性樹脂の硬化
物で無機繊維を結合した無機繊維基材層が積層されたも
のなので、有機繊維基材層が無機繊維基材層によって補
強される。

【００１９】熱硬化性樹脂が含浸された無機繊維プリプ
レグと、液状の熱硬化性樹脂が含浸された有機繊維又は
有機繊維が混合された固形の熱硬化性樹脂とを重ね合わ
せて加熱硬化すると効率よく本発明の積層体を製造でき
る。

【００２０】特に熱硬化性樹脂が含浸された無機繊維プ
リプレグにスリットを入れて用いると、成形時スリット
の部分が広がって成形により生じる応力の発生を最小限
に抑えることができる。

【００２１】

【実施例】実施例１ ■　　３７％ホルムアルデヒド水溶液８１１ｇ、フェノ
ール５１７ｇ、２５％アンモニア水溶液３０ｇをこの順
で還流冷却器付きのフラスコに仕込み、１時間かけて８
０℃まで昇温した。この温度で３時間反応を行い、次い
で減圧脱水しメタノール３８０ｇを加え常温まで冷却し
た。得られたレゾール型フェノール樹脂初期縮合物水溶
液は、固形分６０．５％、粘度９５ｃｐｓであった。

【００２２】■　　上記レゾール型フェノール樹脂１０
０部と、メタノール３０部を混合した。以下、これを単
に含浸液という。■　　次に上記含浸液を含浸槽にいれ
、ガラスクロスＥＰ１１Ｅ（ＪＩＳ　　Ｒ３４１４　　
質量６５ｇ／ｍ２）を含浸し熱風循環乾燥炉にて１００
℃で３分間乾燥した。含浸量は絞りロールの間隔で調整
した。得られた含浸ガラスクロスの質量は１１３ｇ／ｍ
２であった。以下、これを単にプリプレグという。

【００２３】■　　木質繊維１００部に対し粉末ノボラ
ック樹脂１８部とヘキサメチレンテトラミン２部を散布
して質量２ｋｇ／ｍ２の木質繊維マットを準備した。

【００２４】■　　この木質繊維マットの両面に前記プ
リプレグを置いた。このものの厚さは、自然状態で約３
０ｍｍであった。

【００２５】■　　この木質繊維マットとプリプレグと
が重ねられたものを、２００℃の熱プレスで２．５ｍｍ
の厚さの板状にプレスしつつ６０秒間加熱成型した。こ
うして得られた積層体は、図１に示すように、硬化性樹
脂の硬化物で有機繊維を結合した有機繊維基材層２に、
熱硬化性樹脂の硬化物で無機繊維を結合した無機繊維基
材層１が積層されたものであった。

【００２６】実施例２ 実施例１で用いたものと同様のプリプレグ（１１３ｇ／
ｍ２）と木質繊維マット（２．０ｋｇ／ｍ２）の積層物
を図２に示す形状に深絞り成形した。成形条件は実施例
１と同様である。この成形品３は、凹部４の幅×長さ×
深さが４０ｃｍ×１００ｃｍ×５ｃｍのもので、その外
周に幅５ｃｍのフランジ５が形成された物である。

【００２７】実施例３ 図３に示すようにプリプレグに長さ４０ｃｍのスリット
６を４本入れた。長手方向に隣接するスリット６，６の
間には、ガラスクロスをなすガラス繊維を１〜３本残し
た。このプリプレグに実施例２と同様にして木質繊維マ
ットを積層し、ついでこの積層物を深絞り成形した。

【００２８】比較例１ 実施例１で用いた木質繊維マット（２．０ｋｇ／ｍ２）
を、２００℃の熱プレスで２．５ｍｍの厚さに６０秒間
加熱成型した。

【００２９】比較例２ 実施例２で用いた木質繊維マット（２．０ｋｇ／ｍ２）
を成型する際、プリプレグの代わりに５００ｇ／本の鉄
芯を２本挿入した。

【００３０】試験 前記のように製造した成形品の重量及び外観を調べた。 また実施例１と比較例１で製造した成形品に付いては、
密度、曲げ強度、弾性率等も調べた。表１及び表２に結
果を示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】これらの結果から、実施例の積層体は強度
が強く、自動車内装用部材として十分な強度を有するこ
とが分かった。また生産性にも優れていることを確認で
きた。また特に実施例３で行ったようにプリプレグに予
めスリット６を入れてから成形を行うと、成形時にスリ
ット６の部分が開いて成形時の変形を吸収するので、深
絞り成形を行ってもプリプレグが破れるのを防止でき、
外観の良好な成形品を製造できることが判明した。また
実施例３の製造方法ではプリプレグに断続的にスリット
６を入れたので、成形型にこれを乗せる時にスリット６
の部分が過度に広がるのを防止でき、作業性が向上した
。

【００３４】なお上記のように成形された積層体は、そ
れ自体を自動車内装部材として利用することもできるが
、この積層体の表面に接着剤を塗布し不織布やニットか
らなる表皮材を張り付けると外観品質を向上することが
できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の積層体は、熱硬化性樹脂の硬化
物で有機繊維を結合した有機繊維基材層に熱硬化性樹脂
の硬化物で無機繊維を結合した無機繊維基材層が積層さ
れたものなので、有機繊維基材層が無機繊維基材層によ
って補強される。従って、本発明の積層体は、鉄芯等で
補強する必要がなく、軽量な部品を構成できる。また生
産性に優れたものとなる。

【００３６】本発明の積層体は、無機繊維ぷ利プレフグ
と木質繊維マットを重ねて加熱硬化すると効率よく製造
できる。

【００３７】特に熱硬化性樹脂が含浸された無機繊維プ
リプレグにスリットを入れて用いる請求項５の製造方法
においては、成形時スリットの部分が広がって成形によ
り生じる応力の発生を最小限に抑えることができるので
、深絞り成形しても無機繊維プリプレグが破れるのを防
止できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の積層体を示す断面図。

【図２】実施例２の積層体を示す斜視図。

【図３】実施例３で用いたプリプレグを示す平面図

【符号の説明】

１　　無機繊維基材層 ２　　有機繊維基材層 ６　　スリット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　熱硬化性樹脂の硬化物で有機繊維を結
   合した有機繊維基材層に、熱硬化性樹脂の硬化物で無機
   繊維を結合した無機繊維基材層が積層されていることを
   特徴とする積層体。
2. 【請求項２】　　前記無機繊維がガラス繊維で、かつ有
   機繊維がフエルト又は木質繊維である請求項１記載の積
   層体。
3. 【請求項３】　　前記無機繊維基材層及び有機繊維基材
   層のいずれの層においても、熱硬化性樹脂としてフェノ
   ール樹脂が用いれられていることを特徴とする請求項１
   記載の積層体。
4. 【請求項４】　　無機繊維に熱硬化性樹脂が含浸された
   無機繊維プリプレグと、液状の熱硬化性樹脂が含浸され
   た有機繊維又は有機繊維が混合された固形の熱硬化性樹
   脂から成る有機繊維マットとを重ね合わせて加熱硬化す
   る積層体の製造方法。
5. 【請求項５】　　前記無機繊維プリプレグにスリットを
   入れて用いる請求項５記載の製造方法。