JPH062976B2

JPH062976B2 - 熱成形用繊維成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH062976B2
Application number: JP62326461A
Authority: JP
Inventors: 正彦石田; 昌博塚本; 克彦山路
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1987-12-22
Filing date: 1987-12-22
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPH01165431A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車用天井材として好適な熱成形用繊維成
形体の製造方法に関する。

（従来の技術）自動車用天井材には、軽量で、剛性、耐熱性、吸音性、
熱賦形性などの性能に優れた材料が要求される。

この種の材料として、例えば特開昭60-83832号公報に
は、ガラス繊維などの無機繊維層の両面に、ポリエチレ
ンなどの合成樹脂層を積層成形した自動車用天井材が開
示されている。ところが、かかる積層成形体は、特に吸
音性が低く、しかも曲げ強さが小さく、自動車用天井材
としては不充分で問題がある。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目的
とするところは、軽量で、剛性、耐熱性、熱賦形性、吸
音性、及び曲げ強さに優れた、自動車用天井材に適した
熱成形用繊維成形体の製造方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明において、先ず、無機繊維と熱可塑性樹脂繊維と
の混合繊維からなる不織繊維マットの両面に熱可塑性樹
脂フィルムを積層する。

無機繊維としては、ガラス繊維をはじめ、岩綿、セラミ
ック繊維、炭素繊維などが用いられ、特に繊維太さが５
〜30μｍ、繊維長が５〜200mmのガラス繊維が好適であ
る。ガラス繊維の繊維太さや繊維長さが上記の値を下ま
わると、得られる成形体の剛性が低下する。一方、繊維
太さや繊維長さが上記の値を上まわると、特に自動車の
成形天井として使用する場合、その微妙な形状が付与で
きなくなる。

熱可塑性樹脂繊維としてはその融点が70〜250℃のもの
が好ましく、90〜250℃のものがより好適である。かか
る熱可塑性樹脂繊維としては、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンなどのポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、
ポリアミド繊維、ポリスチレン繊維などがある。上記熱
可塑性樹脂繊維の融点が70℃を下まわると、得られる成
形体が高温にさらされたときに軟化し、寸法安定性が悪
くなる。一方、融点が250℃を上まわると成形時に高温
を必要とし、かつ成形時間も長くなるため、コスト高と
なる。

熱可塑性樹脂繊維の繊維太さは３〜50μｍで繊維長さ
は、５〜200mmのものが好適である。上記繊維の繊維太
さや繊維長さが上記の値を下まわると、成形体を最終の
形状に賦形するときの圧縮成形工程において、溶融した
熱可塑性樹脂繊維の滴状物が小さな単位となり、無機繊
維の接着が不充分となる。一方、繊維太さや繊維長さが
上記の値を上まわると、溶融した熱可塑性樹脂繊維の滴
状物が大きな単位となり、接着点数が少なくなり充分な
強度の成形体が得られにくくなる。

本発明においては、上記の無機繊維と熱可塑性樹脂繊維
との混合繊維からなる不織繊維マットを使用するが、そ
の混合割合は無機繊維と熱可塑性樹脂繊維との重量比で
10：１〜１：５の範囲が好ましく、７：１〜１：１の範
囲がより好適である。無機繊維の量が多くなり熱可塑性
樹脂繊維が少なくなるとマット状に成形しにくくなり、
また圧縮を解除したとき厚みが良好に増大しにくくな
り、かつ成形体を最終の形状に賦形するときの圧縮成形
工程において、溶融した熱可塑性樹脂繊維によるバイン
ダー効果が得られにくくなる。一方、熱可塑性樹脂繊維
が多くなり無機繊維が少なくなると、得られる成形体の
強度は向上するが、無機繊維が少ないため成形体の空隙
率が低下する。そのため、吸音性能が低下する。

上記の不織繊維マットは、通常の不織繊維マットの製造
法により調製される。例えば、無機繊維と熱可塑性樹脂
繊維とをカードマシンに供給し解繊してマット状に成形
し、これにニードルパンチを施こすことにより得られ
る。

このような不織繊維マットの密度は0.01〜0.2ｇ／ccと
するのが好ましい。0.01ｇ／ccを下まわると、マットと
しての形状繊維性が低下し、得られる成形品の強度も低
下する。0.2ｇ／ccを越えると得られる成形体全体の重
量が大きくなるため、自動車用の成形天井としては適当
でない。不織繊維マットの厚みは用途により適宜決定さ
れるが、通常４〜100mmである。4mmを下まわると成形体
としての強度が不充分となり好ましくない。一方、100m
mを越えると熱成形する際に中心部まで熱が伝わりにく
くなるため多量の熱量を必要とし好ましくない。自動車
用天井材として用いる場合は４〜12mmが好ましい。

上記の不織繊維マットの両面に積層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、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエ
ステル、ポリアミドなどのフィルムが使用される。そし
て、かかるフィルムの厚さは20〜500μｍの範囲が好ま
しく、50〜200μｍの範囲がより好適である。フィルム
の厚みが20μｍを下まわると剛性が向上せず、500μｍ
を上まわると完全溶融させるのに時間がかかりエネルギ
ー的に不利であり、且つ成形体の重量が大きくなりコス
ト的に不利となる。

しかして、上記の熱可塑性樹脂フィルムを積層する際
は、不織繊維マット中の熱可塑性樹脂繊維の融点より低
い融点を有する熱可塑性樹脂フィルムを用いる。この場
合、上記の繊維とフィルムとの融点が接近しすぎると加
熱圧縮の際に上記繊維の一部が溶融するおそれがあり、
熱可塑性樹脂繊維の融点より５℃以上低い融点を有する
熱可塑性樹脂フィルムを用いるのが好ましい。なお、積
層方法は不織繊維マットの両面にフィルムを単に重ねる
だけでもよく、熱によりラミネートしてもよい。

次いで、本発明においては、不織繊維マットの両面にフ
ィルムが積層された積層物を、熱可塑性樹脂フィルムの
融点以上であって熱可塑性樹脂繊維の融点より低い温度
で加熱圧縮する。

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、赤外線ヒーターや遠赤外線ヒーターなどによる
輻射加熱方法等があげられる。

また、圧縮方法も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等があげられ
る。圧縮圧力は0.1〜20kg／cm²の範囲が好ましく、圧縮
時間は数秒あれば充分である。この加熱圧縮により不織
繊維マットの厚みが減少する。圧縮の際は上記のプレス
やロールを所定の温度に加熱しておくのが好ましい。

なお、プレスを用いる場合は、このプレスで加熱を行な
い引続き圧縮を行うことができ、この場合は積層物を予
め加熱しておかなくてもよい。

しかる後、本発明においては、解圧することにより不織
繊維マットの厚みを増大させ冷却する。

このように解圧すると圧縮された不織繊維マットは自然
に元の厚さに回復しようとして厚みが増大する。この回
復量が不充分なとき或いは長時間を要するときは、加熱
空気を内部に吹き込んだり、或いは両表面を真空吸着に
より引離したりして厚みの増大を促進させることもでき
る。

厚みが増大した不織繊維マットは冷却されるが、冷却は
放冷であってもよいし冷風を吹きつけてもよい。このよ
うにして、各繊維が溶融樹脂により部分的に結合され、
全体に亘って多数の空隙を有する熱成形用繊維成形体が
得られる。

本発明により得られた熱成形用繊維成形体を最終の形状
に賦形するには、これを熱可塑性樹脂繊維の融点以上の
温度に再加熱し、プレス等で圧縮成形すればよく、自動
車用天井材として使用するには圧縮成形の際に、ポリエ
チレン発泡体、ポプロピレン発泡体、ポリ塩化ビニル発
泡体、ポリウレタン発泡体などの独立気泡又は連続気泡
の発泡体を介して或いは介せずに織布、不織布、塩化ビ
ニルレザーなどの化粧用表皮材を積層して一体的に賦形
すればよい。

このように発泡体や化粧用表皮材を積層して一体的に賦
形する場合は、不織繊維マットに積層する熱可塑性樹脂
シートの外面に熱溶融性の接着材層を設けておくと、得
られる熱成形用繊維成形体の表面の熱接着性が向上し、
発泡体や化粧用表皮材に対する熱接着性が良好となる。

（作用）本発明によれば、不織繊維マットとフィルムとの積層体
を所定の条件で加熱圧縮すると、厚味が減少し熱可塑性
樹脂フィルムの溶融樹脂が不織繊維マットの各繊維の隙
間に良好に含浸される。

その後、解圧すると、不織繊維マットが無機繊維だけで
構成されていると、その厚みは回復しにくいが、本発明
では不織繊維マット中に熱可塑性樹脂繊維が存在するの
で、この繊維の有する有効な弾力により圧縮された不織
繊維マットの厚みが良好に回復して増大する。

その結果、各繊維が溶融樹脂により部分的に強固に結合
され、崇高で全体に亘って多数の空隙を有する熱成形用
繊維成形体が得られる。

また、本発明により得られた熱成形用繊維成形体を最後
の形状に賦形するために熱可塑性樹脂繊維の融点以上の
温度に再加熱されると、この熱可塑性樹脂繊維が溶融し
て滴状となり、この滴状物が無機繊維に付着し、熱可塑
性樹脂フィルムの溶融物とともにバンインダーの働きを
なし、熱賦形が良好になし得る。

（実施例）以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

実施例１ガラス繊維（繊維太さ９〜13μｍ、繊維長さ40〜100m
m）65重量％と高密度ポリエチレン繊維（繊維太さ６デ
ニール、繊維長さ40〜100mm融点135℃）35重量％とを混
合しカードマシンで解繊し綿状とし、ニードルパンチ加
工を施し、厚さ10mm、重さ500ｇ／m²の不織繊維マット
を得た。

この不織繊維マットの両面に低密度ポリエチレンフィル
ム（厚さ150μｍ、融点107℃）を積層し、この積層物を
120℃のプレスで１kg／cm²の圧力で10秒間加熱し圧縮し
厚みを減少させ、その後圧縮を解除し厚みを増大させ、
厚さ8.3mmの平板状の熱成形用繊維成形体を得た。

上記の成形体を赤外線ヒーターで両面より表面温度が17
0℃になるまで加熱し、これを速やかに30℃の金型に入
れ１kg／cm²の圧力で１分間圧縮成形して最終の形状に
賦形した。上記金型の最小肉厚部が2.5mm、最大肉厚部
が5.0mmに設計されており、また極率半径が５mm（Ｒ
５）の凹部を有しており、この凹部に対応して賦形され
ているか否かを測定して熱賦形性を評価した。

上記の賦形された成形体を、95℃の熱風オーブン中で四
辺を保持して24時間後の耐熱変位量（垂れ下った距離）
を測定した。また、上記の賦形された成形体から厚さ５
mm、幅50mm、長さ150mmの試料片を切り取り、JIS K 721
1に準じ曲げ強さの評価を行なった。さらに、前記の成
形体から厚さ８mm、直径90mmの試料片を切り取り、JIS
A 1405に準じ垂直入射法による1000Hzにおける吸音率を
測定した。その結果を第１表に示した。

実施例２高密度ポリエチレン繊維（融点135℃）をポリエステル
繊維（融点160℃）に変更した以外は実施例１と同様に
して、厚さ8.7mmの熱成形用繊維成形体を得た。

この成形体を用いて最終の形状に賦形するときの成形体
の表面温度を200℃に変更した以外は実施例１と同様に
して、熱賦形性、耐熱変位量、曲げ強さ、吸音性を測定
した。その結果を第１表に示した。

実施例３ガラス繊維50重量％と高密度ポリエチレン繊維50重量％
とを混合した以外は実施例１と同様にして、厚さ7.5mm
の熱成形用繊維成形体を得た。

この成形体を用いて実施例１と同様にして、熱賦形性、
耐熱変位量、曲げ強さ、吸音性を測定した。その結果を
第１表に示した。

比較例１プレスの温度を150℃に変更した以外は実施例１と同様
にして2.1mmの熱成形用繊維成形体を得た。

この成形体は、高密度ポリエチレン繊維が溶融している
ため、厚さの増大が小さく厚みが薄く、金型で所望の厚
みに賦形不能であった。

比較例２プレスの温度を80℃に変更した以外は実施例１と同様に
して厚さ10.5mmの熱成形用繊維成形体を得た。

この成形体は、熱可塑性樹脂フィルムが溶融していない
ため、積層状の成形体となった。

この成形体を用いて実施例１と同様にして、熱賦形性、
耐熱性変位性、曲げ強さ、吸音性を測定した。その結果
を第１表に示す。

比較例３低密度ポリエチレンフィルム（融点107℃）を高密度ポ
リエチレンフィルム（融点135℃）に変更し、プレス温
度を150℃に変更した以外は実施例１と同様にして厚さ
3.2mmの熱成形用繊維成形体を得た。

（発明の効果）本発明の熱成形用繊維成形体の製造方法は、上述のよう
に構成されているので、無機繊維と熱可塑性樹脂繊維と
が溶融樹脂により部分的に強固に結合され、崇高で全体
に亘って多数の空隙を有するコストの安い熱成形用繊維
成形体を容易に得ることができる。

したがって、この熱成形用繊維成形体は、無機繊維と熱
可塑性樹脂繊維と空隙が存在することにより、軽量で、
剛性、耐熱性、熱賦形性、吸音性、曲げ強さに優れ、自
動車用天井材に好適に使用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機繊維と熱可塑性樹脂繊維との混合繊維
からなる不織繊維マットの両面に熱可塑性樹脂フィルム
を積層し、次いで熱可塑性樹脂フィルムの融点以上であ
って熱可塑性樹脂繊維の融点より低い温度で加熱圧縮
し、しかる後解圧することにより不織繊維マットの厚み
を増大させ冷却することを特徴とする熱成形用繊維成形
体の製造方法。