JPH05247811A - 繊維複合体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】曲げ物性に優れた繊維複合体を容易に製造する
ことのできる繊維複合体の製造方法を提供することを目
的としている。 【構成】無機繊維を主体とする不織マット状物中の無機
繊維を配向させる配向工程と、この不織マット状物の両
側に熱可塑性樹脂からなるフィルムを重ね合わせて積層
体を形成する積層工程と、この積層体を上記樹脂成分の
溶融温度以上の温度に加熱して樹脂成分を溶融せしめる
加熱工程と、この溶融状態で積層体を圧縮する圧縮工程
と、上記樹脂成分が溶融した状態で上記積層体を拡開し
て該積層体の厚みを増大させる拡開工程とを順次行う繊
維複合体の製造方法であって、前記配向工程において、
回転速度の異なる２対の挟持回転ロールの間に不織マッ
ト状物を通過させ、この回転速度から生じる搬送速度の
差によって、不織マット状物を所望の面方向に延伸する
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用天井材として
好適に用いられる繊維複合体の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の説明】一般に、自動車用天井材には、軽量で、
剛性、耐熱性、吸音性、成形性等の性能に優れた材料が
要求される。従来より、この種の材料の製造方法として
は、例えば特開昭６４−７７６６４号公報に示すような
方法が知られている。すなわち、この方法は、無機繊維
を主体とするマット状物の両面に熱可塑性樹脂フィルム
を積層し、この積層体を加熱、次いで圧縮して、溶融し
た熱可塑性樹脂をマット状物内部へ含浸させる。その
後、熱可塑性樹脂が溶融した状態で拡開し、積層シート
の厚みを増大させて冷却することによって実施される。

【０００３】そして、この製造方法で使用されるマット
状物は、製品の厚み方向の強度を発現させるため、ニー
ドルパンチング処理により厚み方向に繊維を多数配向さ
せていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、繊維複合体
によって自動車用天井材を賦形した場合、この自動車用
天井材としては、その取り付け工程に耐えうる強度を必
要とするため、自動車の車長方向における曲げ物性に優
れたものが要求される。

【０００５】しかし、上記従来の繊維複合体の製造方法
の場合、繊維の特定面方向（車長方向）への配向状態が
考慮されていないため、充分な曲げ物性が得られないこ
ととなる。すなわち、マット状物に、ニードルパンチン
グ処理を行って厚み方向に繊維を多数配向させることに
よって、製品の厚み方向の強度を発現させることが行わ
れているが、この場合、ニードルパンチング処理に起因
する多数の孔が生じるとともに、厚み方向にのみ多数の
繊維が配向することとなる。

【０００６】その結果、曲げ破壊時には、このニードル
パンチング処理に起因する多数の孔を起点として破壊が
進行することとなる。また、厚み方向にのみ多数の繊維
が配向することとなるので、面方向に配向した繊維の絶
対量が減少して曲げ物性が低下してしまうこととなる。
そのため、別途、車長方向への繊維配向状態を考慮した
マット状物を積層して繊維複合体を製造することも考え
られるが、作業工程が煩瑣となり、得られる製品がコス
ト高となってしまう。

【０００７】本発明は、係る実情に鑑みてなされたもの
で、曲げ物性に優れた繊維複合体を容易に製造すること
のできる繊維複合体の製造方法を提供することを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の繊維複合体の製造方法は、無機繊維を主体と
する不織マット状物中の無機繊維を配向させる配向工程
と、この不織マット状物の両側に熱可塑性樹脂からなる
フィルムを重ね合わせて積層体を形成する積層工程と、
この積層体を上記樹脂成分の溶融温度以上の温度に加熱
して樹脂成分を溶融せしめる加熱工程と、この溶融状態
で積層体を圧縮する圧縮工程と、上記樹脂成分が溶融し
た状態で上記積層体を拡開して該積層体の厚みを増大さ
せる拡開工程とを順次行う繊維複合体の製造方法であっ
て、前記配向工程において、不織マット状物を所望の面
方向に延伸するものである。

【０００９】本発明で使用されるマット状物は無機繊維
を主体として形成される。この無機繊維としては、例え
ばガラス繊維、ロックウール等があげられ、その長さは
マット状物の形成性の点から５〜２００ｍｍが好ましく
５０ｍｍ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。また、その太さは細かくなると機械的強
度が低下し、太くなると重くなって、かさ密度が大きく
なるので５〜３０μｍが好ましく、より好ましくは７〜
２０μｍである。

【００１０】このマット状物の製造方法は任意の方法が
採用されてよく、例えば無機繊維をカードマシンに供給
し、解繊、混織しマット状物を製造する方法が上げられ
る。また、無機繊維を接着するためやマット状物のかさ
密度をさげるために、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、ポリアクリロニトリ
ル、等の熱可塑性樹脂製有機繊維が添加されてもよい。

【００１１】配向工程では、まず、マット状物にニード
ルパンチング処理を行うのが好ましい。この際、パンチ
密度は、１ｃｍ² 当り１０〜１００ヶ所行われるのが好
ましい。このニードルパンチング処理は、無機繊維を絡
めてマット状物の取扱いを容易にすることの他に無機繊
維をマット状物の厚み方向に多数配向させることにより
製品の圧縮強度を上げるために行われる。

【００１２】そして、このニードルパンチング処理を行
った後、特定の面方向にマット状物を延伸させる。この
マット状物を延伸させる方法としては、例えば、速度の
異なる２対の挟持回転ロールの間に、マット状物を通過
させる方法が挙げられる。

【００１３】すなわち、マット状物が最初に通過する挟
持回転ロールよりも、後に通過する挟持回転ロールの回
転数の方を大きくし、この２対の挟持回転ロールの間
に、マット状物を通過させる。すると、挟持回転ロール
の回転数から生じる搬送速度の差によってマット状物が
延伸されることとなる。

【００１４】この延伸率としては、最初のマット状物を
１００として、１１０〜２００％の範囲で適宜延伸させ
ることが好ましい。この延伸により、マット状物中に含
まれる無機繊維のかなりの量を特定の面方向に配向する
ことができる。なお、特定の面方向は、得ようとする繊
維複合体に応じて適宜決定しなければならない。例え
ば、自動車用天井材の場合、車長方向に配向するよう
に、面方向を決定する。

【００１５】また、このマット状物の延伸によって厚み
方向に配向した無機繊維の量が少なくなる場合には、再
度、ニードルパンチング処理を施してもよい。

【００１６】積層工程では、マット状物の両面に熱可塑
性樹脂フィルムを積層し、積層体を形成する。この時、
使用される熱可塑性樹脂フィルムとしては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル等が好
適と考えられる。

【００１７】加熱工程では、上記積層体を上記樹脂成分
の溶融温度以上の温度に加熱して樹脂成分を溶融せしめ
る。この際、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、赤外線ヒーターなどによる輻射
加熱方法等が挙げられる。

【００１８】この時、使用される熱可塑性樹脂フィルム
としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、
ポリエステル等が好適である。

【００１９】圧縮工程では、上記積層体を溶融状態のま
まで圧縮する。この際、任意の方法が採用されてよく、
例えば、プレスする方法、ロールで圧縮する方法などが
挙げられる。プレス圧力は、０．１〜２０Ｋｇ／ｃｍ²
であって圧縮時間は１〜１０秒あればよい。また、ロー
ルで圧縮する際にはロール間を材料厚みの８０％〜５％
に設定するのが好ましい。プレス、ロールともに圧縮す
る際には該熱可塑性樹脂の溶融温度以上の温度に加熱さ
れているのが好ましい。この際、圧縮されると溶融した
熱可塑性樹脂は無機繊維中に含浸される。

【００２０】次に、解圧すると、材料は元の厚さに回復
しようとするが、無機繊維は一度押しつぶされているの
で充分に回復しない。そこで、上下から真空吸引を行う
等の拡開工程を経るのが好ましい。

【００２１】拡開工程では、圧縮工程で加えた圧力を解
圧し、熱可塑性樹脂が溶融した状態で、拡開し、材料の
厚みを増大させる。

【００２２】このようにして得られた繊維複合体を賦形
するには、樹脂成分の溶融温度以上の温度に再加熱し、
プレス等の圧縮成形を行えばよく、例えば自動車用天井
材として使用するには、圧縮成形の際に塩化ビニルレザ
ー、不織布等の化粧表皮材を積層して賦形すればよい。

【００２３】

【作用】本発明の繊維複合体の製造方法によると、配向
工程において、不織マット状物を所望の面方向に延伸す
ることによって、マット状物中の無機繊維を所望の面方
向に配向させることができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明に係る実施例と、この比較対照
となる比較例とを示し、本発明について優れている所以
を明らかにする。

【００２５】

【実施例１】長さ１０〜１００ｍｍ，直径９〜１３μｍ
のガラス繊維と、長さ５０ｍｍ，直径３０μｍの高密度
ポリエチレン繊維とを重量比２：１の割合でカードマシ
ンに供給し、混織してマット状物にし、１ｃｍ² 当り９
０箇所のニードルパンチを行って厚さ１０ｍｍ、重さ９
００ｇ／ｍ² のマット状物を得た。

【００２６】次に、このマット状物を回転速度４０ｒｐ
ｍの第一挟持回転ロール、および回転速度８０ｒｐｍの
第二挟持回転ロールの間を順に通過させ、２倍に延伸さ
せた。この時、マット状物の重量は、およそ４５０ｇ／
ｍ² となった。

【００２７】次いで、マット状物の両面に、厚み１３０
μｍでＭＩ５の高密度ポリエチレンフィルムを積層した
後、全体をテフロンシートの間に挟み、２１０℃のオー
ブン中でおよそ３分間加熱した。そして、２１０℃に加
熱されたプレスを用いて４Ｋｇ／ｃｍ² の圧力で、６秒
間圧縮し、フィルム樹脂のマット状物内部への含浸を行
わせた。

【００２８】次に、材料温度を１５０℃以上に保った状
態で、テフロンシートを両側から真空吸引して材料厚み
が５ｍｍになるまで拡開した後、全体を冷却した。

【００２９】このようにして得られたサンプルを再度材
料温度が２００℃になるまで赤外線加熱器を用いて加熱
した後、４ｍｍのスペーサーをセットしたプレスで冷間
プレスして厚みが約４ｍｍの試験サンプルを得た。

【００３０】得られたサンプルから重量の異なる種々の
部分を取り、上記延伸方向に曲げ強度と曲げ弾性率を測
定し、５回測定の平均値を求めた。結果を表１に示す。

【００３１】

【比較例１】実施例１においてマット状物の延伸処理を
行わないこと以外は、実施例１と同様にしてサンプルを
作成した。ただし、マット状物は、実施例１の比較対照
となるように、およそ４５０ｇ／ｍ² の重量のものを使
用した。

【００３２】得られたサンプルから重量の異なる種々の
部分を取り、曲げ強度と曲げ弾性率を測定し、５回測定
の平均値を求めた。結果を表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によると、配
向工程において、不織マット状物中の無機繊維を所望の
面方向に配向させることができるので、曲げ物性に優れ
た繊維複合体を容易に製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機繊維を主体とする不織マット状物中
   の無機繊維を配向させる配向工程と、この不織マット状
   物の両側に熱可塑性樹脂からなるフィルムを重ね合わせ
   て積層体を形成する積層工程と、この積層体を上記樹脂
   成分の溶融温度以上の温度に加熱して樹脂成分を溶融せ
   しめる加熱工程と、この溶融状態で積層体を圧縮する圧
   縮工程と、上記樹脂成分が溶融した状態で上記積層体を
   拡開して該積層体の厚みを増大させる拡開工程とを順次
   行う繊維複合体の製造方法であって、 前記配向工程において、不織マット状物を所望の面方向
   に延伸することを特徴とする繊維複合体の製造方法。