JPH0667598B2 - 空気透過性シート状構造体およびその製造方法 - Google Patents

空気透過性シート状構造体およびその製造方法

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JPH0667598B2
JPH0667598B2 JP759489A JP759489A JPH0667598B2 JP H0667598 B2 JPH0667598 B2 JP H0667598B2 JP 759489 A JP759489 A JP 759489A JP 759489 A JP759489 A JP 759489A JP H0667598 B2 JPH0667598 B2 JP H0667598B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はプラスチックス素材、特に多孔質基材上に付
着や水切れにより繊維およびプラスチックスの開口ウエ
ブを形成せしめうる水性分散体の調整時に、ガラス繊維
等の補強繊維と併用されるプラスチックス素材に関す
る。このウエブは加熱加圧によって成形品とされ、ある
いは固着シートまたは透過性シートに形成したあと成形
に付されるものである。
従来の技術 ヨーロッパ特許公開公報第0148760号によると、粒径1.5
mm以下、好ましくは1.0mm以下の粉状プラスチックス材
の発泡型水性分散体から、前述のごときウエブを形成す
る方法が開示されている。粒径が1.5mm以上になった場
合、成形時に十分な塑性流れが発現しないため、均質な
成形構造体を得るこのができず、また成形によって固着
されたプラスチック材の曲げ弾性率が大幅に低下すると
考えられている。
発明が解決しようとする課題 成形品の均質性を最大限に、さらに曲げ弾性率を最大限
に向上させるに当り、現状で好適とされているプラスチ
ックス粒径は20〜1,000ミクロン、好ましくは300〜500
ミクロンである。
前出の水性分散体の形成に直接使用可能な市販材料は合
成紡績繊維と、ある種のプラスチックス粒体に限られて
いる。紡績繊維は、その繊度や限界寸法の基準に鑑みれ
ば、極めて高価である。一方、適正寸法のプラスチック
ス粒体は、その塊状体または顆粒体を凍結粉砕せねばな
らぬことで、やはりコストの嵩むものである。
課題を解決するための手段 紡績繊維やプラスチックス粒体の代替材料として、ある
一定の寸法基準を超過しないことを条件に、比較的粒径
の大きい熱可塑性または熱硬化性プラスチックス素材を
使用すれば、曲げ弾性率や曲げ強度の優れた繊維補強プ
ラスチックス材料が得られるとの知見に基づき、本発明
が完成されるに至った。
本発明によれば、高い弾性率を有し、かつ長さ約７〜50
mmの不連続単繊維20〜60重量パーセントと、全面的また
は略全面的に未固着の粒状プラスチックス素材40〜80重
量パーセントからなり、該繊維成分と該素材成分が空気
透過構造状に結合され、該素材成分の少なくとも一部分
が1mm未満の第一寸法と、1.5〜30mmの第二寸法を有し、
その全容積が30mm3以下で、しかも表面積と容積の比が
約4:1であり、該素材成分の残部容積が約1.8mm3以下で
ある空気透過性シート状構造体が提供される。
ここで高弾性率とは、空気透過構造物から形成可能な固
着シートの弾性率より実質的に高い弾性率を意味する。
この部類に属する補強繊維として、ガラス，カーボン，
セラミックスといった繊維、それにケブラー（登録商
標）やノメックス（登録商標）として知られる合成繊維
が挙げられる。一般的に言って、これらの補強繊維には
10,000MPa以上の弾性率を有する繊維も含まれる。
第一寸法は好ましくは0.02mm以上、0.7mm以下であり、
0.3〜0.5mmにおいて顕著な効果を奏することが判明し
た。
本発明に適したプラスチックス素材は熱可塑性または熱
硬化性であって、例えばポリエチレン，ポリプロピレ
ン，ポリスチレン，アクリロニトリル−スチレン−ブタ
ジエン共重合体，ポリエチレンテレフタレート，ポリブ
チレンテレフタレートおよびポリビニルクロリドが列挙
でき、これらの重合体は可塑化または無可塑化のものを
問わない。その他の適例プラスチックスには、ポリフェ
ニレンエーテル，ポリカーボネート，ポリエステルカー
ボネート，熱可塑性ポリエステル，ポリエーテルイミ
ド，アクリロニトリル−ブチルアクリレート−スチレン
共重合体，無定形ナイロン，ポリアリレンエーテルケト
ン，これらの重合体と他の重合体とのポリマーアロイま
たはポリマーブレンドがある。好適プラスチックス素材
の一例はナイロン６である。
本発明の別の態様によれば、高い弾性率を有し、かつ長
さ７〜50mmの不連続単繊維20〜60重量パーセントと、全
面的または略全面的に未固着の粉状プラスチックス素材
40〜80重量パーセントによりウエブを形成する工程と、
ついで該ウエブを処理して該繊維と該素材を一体に係合
させる工程からなり、該素材成分の少なくとも一部分が
1mm未満の第一寸法と、1.5〜30mmの第二寸法を有し、そ
の全容積が30mm3以下で、しかも表面積と容積の比率が
4:1であり、該素材成分の残部容積が約1.8mm3以下であ
る空気透過性シート状構造体の製造方法が提供される。
本発明に基づく製造方法において、プラスチックス素材
の寸法を多様に変化させることができる。
本発明の製造方法には、プラスチックス素材のスライバ
ーを形成し、そのスライバーを前記の特定寸法に切断す
る工程が含まれる。ここで使用するスライバーとして
は、プラスチックス素材の無垢塊状物を切削することで
形成できる。同塊状物は、切削工具と係合して反転また
は往復動するバーを有してもよい。あるいは溶融プラス
チックスをダイから押出して空冷または水冷し、冷却中
または冷却後に回転工具を介して切断しても差し支えな
い。
前掲の全寸法基準を満たすプラスチックス素材であれ
ば、繊維補強プラスチックス材料の形成に適用でき、そ
の素材の粒状構造を特に重視する必要のないことが究明
された。したがって、プラスチックス素材形成の際、多
様の製法が利用可能となり、紡績繊維や粉末の製造には
不可欠の方法に比較して格段のコスト減となる。
本発明は、前出のヨーロッパ特許公開公報に開示の方法
と装置を組み込んで実施できる。しかしながら、同公報
のプラスチックス素材の少なくとも一部分を1mm未満の
第一寸法と、1.5〜30mmの第二寸法を有し、その全容積
が30mm3以下で、しかも表面積−容積比が約4:1以上であ
る粉状プラスチックス材料で置き換える必要のあること
を理解すべきである。
本発明に適した粉状プラスチックス材料は多様に形成さ
れ、数多くの方法が例示できる。添付図面の第１図から
第４図には、プラスチックススライバーを形成したあ
と、適正粒径の粉体に切断する４例の方法が示してあ
る。
第１図の方法によると、プラスチックス材料のロッド
（１）が切断工具（３）と係合して矢印（２）の方向に
回転し、切り屑状スライバー（４）として形成される。
このスライバー（４）はホッパー（５）に落下する。ホ
ッパー（５）の下端部では、往復運動するナイフ（６）
がスライバー（４）を粉体（７）に切断する一方で、そ
の粉体が容器（８）に落下する。
つぎに第２図を参照する。プラスチックス材料のバー
（10）は矢印（11）の方向に往復運動してスクレバー
（12）を通過し、スライバー（13）に形成される。スラ
イバー（13）はホッパー内に落下したあと、第１図に示
したのと同様に切断される。
ダイ（21）を有するダイケース（20）が第３図に示され
ている。溶融プラスチックス（22）がこのダイ（21）か
ら従来のように押出成形される。冷却時にロッド（23）
が形成され、そのロッドが切断ブロック（24）に延出
し、ここで回転カッター（25）が作動する。カッター
（25）はロッド（23）を切断して粉体（26）を形成する
一方、粉体（26）は容器（27）に収集される。
第４図に示したダイケース（30）は開口部（31）を有し
ている。溶融プラスチックス（32）が加圧下で水充填容
器（33）に押し出され、開口部（31）を通過する間に、
回転カッター（36）により粉末（35）に切断される。
第１図から第４図の実施態様において、プラスチックス
材は前記の特定寸法に切断され、補強繊維との併用によ
る水性分散体を形成する。
最適寸法はプラスチックスの特性に左右される。その関
係で、所定の表面積と容積の比率の点で、プラスチック
ス材料の中には必然的に高い曲げ弾性率を有するものも
ある。
適用可能な方法により形成されたプラスチックス材料の
数例を表に示した。
ポリカーボネート素材を製造するために、レキサン（登
録商標）の各種寸法のポリカーボネートフィルムを各種
寸法に切断し、これに長さ13mm、直径11μの不連続ガラ
ス単繊維30重量パーセントを混合して単層シートを形成
した。乾燥後、ホットプレスにて団結して冷却前に各シ
ートを四つ折りにし、冷却して団結したシートから供試
料を切断したあと、曲げ物性を試験した。供試料の外観
についても評価後、切断せしめた。
プラスチックス材料の表面積−容積比を上昇させる一方
で、粒径を既知の範囲内で細粉したものを対照とした。
この対照品では、1.8mm3以下の容積の粒子が直径1.5mm
の球形であった。この比較実験によると、例えば表面積
−容積比が４以下（2:3）の欠点を有している場合で
も、前記の寸法基準を満しておれば、曲げ物性に有意の
低下は認められなかった。
ナイロン６を使用し、多種の工具を介してシェービング
またはスライシングにより、ポリカーボネートの場合と
同様にしてビレットを形成した。粒子容積1.8mm3以下の
極微細毛羽を有するものを対照として取り上げた。
表から明らかなように、一般に粒子容積の増大ととも
に、物性が低下する傾向にある。特に注目できるのは、
ナイロンの第三供試料の、曲げ弾性率は別にした曲げ強
度における低下である。
PXC81604の名の下にICI社から市販のポリプロピレン粉
末を各種直径の細径ロッドに押し出し、ついで各種長さ
に裁断した。粒径1mm未満のものを対照とした。
三層シートを形成、乾燥して固着した。ロッド状シート
のすべての曲げ弾性率は、統計的に差異はないとはい
え、粉末状のものに比して若干の低下が認められた。ま
た曲げ強度もわずかに低下したが、合格圏内であった。
粉末以外の形状にして、しかも1.8mm3以上の容積を有す
るプラスチックス素材ならば、極端な曲げ弾性率の低下
（10％以上）を招くことなく、満足に使用できることが
判明した。これらのプラスチックス素材の形状は、前掲
の方法により形成される細断フィルム，切削プラスチッ
クスまたは押出／切断素材である。プラスチックス素材
の第一寸法が1mm未満（好ましくは0.7mm未満）、第二寸
法が30mm未満、そして表面積−容積比が4:1以上である
限り、その素材の精密形状や形成手段は限界因子とはな
らない。特に30mm3までの容積を有する素材粒子であれ
ば、本発明の目的を満足させることができる。
発明の作用効果 本発明は、繊維補強プラスチックス材料の形成に辺、低
コストのプラスチックス素材を提供するものである。こ
の種の素材は市販対象外のものであり、コストの低い、
廃棄プラスチックスの有効利用に寄与する。
【図面の簡単な説明】
第１図から第４図は、本発明で使用するプラスチックス
素材の形成方法を概略的に示す図である。 （１）：プラスチックス素材ロッド、 （10）：プラスチックス素材バー、 （4,13）：スライバー、 （22,32）：溶融プラスチックス、 （26,35）：粉体。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】高い弾性率を有し、かつ長さ約７〜50mmの
    不連続単繊維20〜60重量パーセントと、全面的または略
    全面的に未固着の粉状プラスチックス素材40〜80重量パ
    ーセントからなり、該繊維成分と該素材成分が空気透過
    構造状に結合され、該素材成分の少なくとも一部分が1m
    m未満の第一寸法と、1.5〜30mmの第二寸法を有し、その
    全容積が30mm3以下で、しかも表面積と容積の比が約4:1
    であり、該素材成分の残部容積が約1.8mm3以下である空
    気透過性シート状構造体。
  2. 【請求項２】該第一寸法が0.02mm以上である請求項１に
    記載の構造体。
  3. 【請求項３】該第一寸法が0.7mm未満である請求項１ま
    たは２に記載の構造体。
  4. 【請求項４】該第一寸法が0.3〜0.5mmである請求項３に
    記載の構造体。
  5. 【請求項５】該第一寸法と該第二寸法における各素材成
    分の容積が1.8mm3以上である請求項１から４のいずれか
    １項に記載の構造体。
  6. 【請求項６】該素材成分が熱可塑性プラスチックス、熱
    硬化性プラスチックスまたはその双方の混合物である請
    求項１から５のいずれか１項に記載の構造体。
  7. 【請求項７】該素材成分が可塑化または無可塑化のポリ
    エチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，アクリロニ
    トリル−スチレン−ブタジエン共重合体，ポリエチレン
    テレフタレート，ポリビニルクロリドおよびポリカーボ
    ネートから選ばれる請求項６に記載の構造体。
  8. 【請求項８】該素材成分がナイロン６である請求項６に
    記載の構造体。
  9. 【請求項９】高い弾性率を有し、かつ長さ７〜50mm不連
    続単繊維20〜60重量パーセントと、全面的または略全面
    的に未固着の粉状プラスチックス素材40〜80重量パーセ
    ントによりウエブを形成する工程と、ついで該ウエブを
    処理して該繊維と該素材を一体に結合させる工程からな
    り、該素材成分の少なくとも一部分が1mm未満の第一寸
    法と、1.5〜30mmの第二寸法を有し、その全容積が30mm3
    以下で、しかも表面積と容積の比が約4:1であり、該素
    材成分の残部容積が約1.8mm3以下である空気透過性シー
    ト状構造体の製造方法。
  10. 【請求項１０】該第一寸法が0.02mm以上である請求項９
    に記載の製造方法。
  11. 【請求項１１】該第一寸法が0.7mm未満である請求項９
    または10に記載の製造方法。
  12. 【請求項１２】該第一寸法が0.3〜0.5mmである請求項11
    に記載の製造方法。
  13. 【請求項１３】該素材成分の両群の容積が1.8mm3以上で
    ある請求項９から12のいずれか１項記載の製造方法。
  14. 【請求項１４】該素材成分が熱可塑性プラスチックス，
    熱硬化性プラスチックスまたはその双方の混合物である
    請求項９から13のいずれか１項記載の製造方法。
  15. 【請求項１５】該素材成分が可塑化または無可塑化のポ
    リエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，アクリロ
    ニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体，ポリエチレ
    ンテレフタレート，ポリビニルクロリドおよびポリカー
    ボネートから選ばれる請求項14に記載の製造方法。
  16. 【請求項１６】該素材成分がナイロン６である請求項15
    に記載の製造方法。
  17. 【請求項１７】該素材成分のスライバーを形成し、その
    スライバーを所定寸法に切断する工程を含む請求項９か
    ら16のいずれか１項に記載の製造方法。
  18. 【請求項１８】該スライバーを、該素材成分の無垢塊状
    物から切削により形成する工程を含む請求項17に記載の
    製造方法。
  19. 【請求項１９】該塊状物が切削工具と係合して反転また
    は往復動するバーを有する請求項18に記載の製造方法。
  20. 【請求項２０】溶融プラスチックス素材成分をダイから
    押出して空冷または水冷し、冷却中または冷却後に回転
    工具を介して切断せしめる請求項17に記載の製造方法。
JP759489A 1988-08-03 1989-01-13 空気透過性シート状構造体およびその製造方法 Expired - Lifetime JPH0667598B2 (ja)

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