JPS60132753A - 熱成形可能な積層構造物 - Google Patents

熱成形可能な積層構造物

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JPS60132753A
JPS60132753A JP59245867A JP24586784A JPS60132753A JP S60132753 A JPS60132753 A JP S60132753A JP 59245867 A JP59245867 A JP 59245867A JP 24586784 A JP24586784 A JP 24586784A JP S60132753 A JPS60132753 A JP S60132753A
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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 本発明は熱可塑性材料、、特に二つの発泡熱可塑性層か
らなる熱成形可能積層構造物に関する。更に詳しく言え
ば１本発明′はツイン−シート熱成形により複雑な形状
に成形できる耐湿性、熱成形可能な積層構造物に関する
ものである。更に詳しく言えば、本発明は高い軟化温度
を有する重合体樹脂で含浸した布から形成された被覆物
を有する熱成形可能な積層構造物に関する。
従来の技術および発明が解決しようとする問題Ａ　：・
□・ 発泡熱可塑性積層物は長年にわたり使用きれで来た。こ
れら積層物は、発泡熱可塑性材料が２１ナーボード表面
仕上げ拐ア間に封入′さ−れたザ１シドイツチ構造とし
て形成されることが殆どである。
この構造物の一例は、各側にり２イト、ライオ−ボード
表面仕上げ材を有するポリスチレンホームシートである
。この積層物はダイス切断およ゛び刻み目をつけること
によシ、あるいはボードを圧縮し圧縮された形状を固定
するため樹脂を施すことによって使用されて来た。しか
し、クラフトライナ・−ポード表面仕上げ材は紙材料で
あって、とのも。
のは成形が容易でなくそして積層構造物の成形中□にし
わ寄シする傾向をもつ。
もつと容易に成形できる積層構造物を提供するため別の
努力がなされて来た。熱可塑性重合体の外被を接着した
発泡スチレン−無水マレイン酸重合体の層から熱、可塑
性積層物が形成されている。
この積層物は、初期に開発された紙表面仕上げ材によっ
て起こる問題もなく・成形可能であ・る。
更に最近の研究によ６．結合剤としてフェノ−゛　ルー
ホルムアルデヒド重合体を含む成形ガラス繊゛維から形
成され′た積層構造物が提供された。ガラ゛　ス繊維バ
ットの片側にレーヨンスクリムを゛付け１、、′　望む
形状に圧縮成形する。
、問題点を解決するための手段 本発明は、少なくとも外部表面に重合体含浸布層からな
る耐湿性、成形可能、熱成形可能積層構造物を提供する
ものである。発泡熱可塑性材料の”二つの層からなる本
発明積層構造物は・、中空の積層構造物に′熱成形され
たツイン、−シートでよい。
゛　□第１図はツイン−シー斗熟成形を促進するため発
泡熱可塑性材料の層間の接着性登録、模様を、概略□的
に説明するものであ・る。・□　、１・第２図は、本発
明に係るツイン、−シート熱、成形□種層構造物横断面
図を概略的に説明するものでろる。　・　□ 特に適当な具体例の記述　・ 本発明に係る耐湿性、□成形町・能、熱成形可能積層構
造物は、発泡熱可塑性材料の少なくともｉつ□め層を有
し、そしてしばしば内部および外部表面を有する発泡熱
可塑性材料の二つの層を有する。
熱可塑性材料の少なくとも一つの層はなるべく発泡ポリ
スチレンがよいが、他の発泡熱可塑性材料、例えば発泡
スチレン−無水マレイン酸重合体ｔ・発泡スチレン−ア
クリロニトリル重合体、発泡ポリ□　エチレンおよび他
の同様な材料も使用できる。発泡熱可塑性材料の層厚に
制限はないが、この厚さは通常は容易に積層できる厚さ
に限られる。本発明に使用される熱可塑性材料の層の厚
さは、一般に６０ミリメートル未満であり、そして発泡
熱可塑性材料の層の厚さは２．０と２０．０ミリメート
ルとの間にあるのがよい。
重合体含浸布からなる被覆物を、発泡熱可塑性材料の少
なくとも外部表面に接着する。重合、体含浸布は、１６
０℃から１８０℃の範囲内の熱、成形温度で複雑な形状
に熱成形された積層物、例えば複合積層物に安定性を与
える。こ、のような熱成形温度範囲は、発泡熱可塑性シ
ートを容易に熱成形できる温度、１６０℃という温度が
低限である。
仁の範囲は発泡熱可塑性シートの材料のホーム崩。
壊温度によって１８０℃という高温のところに限界があ
る。従って、熱成形温度範囲の上限は用いた発泡熱可塑
性材料によって、左右される。スチレン−無水マレイン
酸共重合体からなるホームを使用して積層物を成形する
には約１８０℃までの温度が申し分ない。しかし、ポリ
スチレンからなるホームを使用して積層物を熱成形する
ための温度上限は約１５０℃である。
熱可塑性層の表面に適用されている重合体に対して支持
体となる布は織布でも、不織布でも、あるいは不織スパ
ンボンデツド布（５ｐｕｎｂＯｎｄｅｄｆａｂｒｉｃ　
）でもよい。布は種々な織物構造からなることがで、き
、例えば布は織布でも不織布でもよい。布の望まれる特
徴は、熱成形法により付与しようとする希望の複雑な形
状と合致するようにその表面である方向に十分伸びるこ
とである。望ましい布は熱成形温度において布構造の完
全さを破壊することなく、例えば約１　’０　）５０パ
ーセントの範囲内で伸びるであろう。天然繊維またはガ
ラス繊維の織布は一般に１０パーセント未満の伸びを示
す。このような伸びに耐えることのできる特に適当な布
は、不織布１例えば不織スパンボンデツドポリエステル
布からなる。着用な他の布には、不織ポリエステル、不
織ナイロンおよび不織ポリプロピレンが含まれる。布は
望まれるどんな厚さをもつこともできる。典型的に役立
つ布は肌０５から１．０ミリメートルの範囲内の厚さを
有するであろう。しかし、もつと厚い布も使用できる。
布は不織布であって０．１から０．４ミリメートルの厚
さｔ有するのが特に適当である。典型的に有用な布はま
た０、６から１０゜０オンス／平方ヤード（１０〜６４
０グラム／平万メートル）の範囲内、なるべくは１．０
から６．０オンス／平方ヤード（６４〜２０６グラム／
平方メートル）の範囲内の基準重量を有するであろう。
本発明の目的に対して、［軟化温度］という用語は、パ
ーキンｘ　ｋ　−ｒ　−（Ｐｅｒｋｉｎ　Ｅｌｍｅｒ　
）モデルＴＭＳ　−２ｓサーモメカニカル　アナライザ
ーを用いてパーキン　エルマーにより提供されたｒ　Ｔ
ＡＤＳ　ＴＭＳ　ＳＴＤ　ＴＥｖｏ　１．０４　ＰＣＮ
　Ｄ　５．０６　Ｂ、０１　。
０１．０４Ｊと称するプログラムを使用する熱機械的な
分析により測定される軟化点を意味するものとする。分
析パラメーターは次の通りであるニブロープ荷重＝１０
グ２ム；最低温度＝２５°Ｃ；最高温度＝２００°Ｃ；
加熱速度＝５℃／分；冷却速度：、２０℃／分；侵入ゾ
ロープ：ラウンドチップ。重合体試料は約％インチ×％
イ／チＸＸ６インチ（６，３５ｍｎ＋Ｘ　３．１８ｍｍ
’Ｘ　１−６ｍｍ）である。熱機械的分析は、一様な速
度でゆつくシ加熱した薄い試料上に重みをつけた圧縮プ
ローグを置くことからなる。プローグが試料に侵入し始
める温度が軟化点であり、これはプローグが試料に侵入
し始める温度付近で侵入距離対温度のプロット上の変曲
点付近の接線の交りにより決定される。本発明方法に役
立つ重合体は７５℃より高く、発泡熱ｏＪ塑性材料の最
低熱成形温度、例えば約１６０℃あるいは約１８０・０
Ｃまで、より低い軟化温度を有するであろう。　・ 布を含浸する□ために使用する重合体は、高い軟化温度
、即ち約７５℃より高い軟化温度を有するアクリル樹脂
がよい。他の重合体−例えばフェノール樹脂も使用でき
る。特に適当なアクリル樹脂の代夛にフェノール樹脂を
使用するときは％積層構造物を望む最終形状に成形する
前に、フェノール樹脂の完全硬化を防止するため加工法
を修正しなければならない。フェノール樹脂が完全に硬
化した場合には、最早これを・成形することは不可能で
あり、従って積層構造物の製造中ではフェノール樹脂含
浸布をごく一部分だけ硬化しなければならない。このも
のは最終の成形工程まで部分硬化に留まらねばならない
。特に適当なものであるアクリル樹脂の使用は、フェノ
ール樹脂の使用に付随する硬化および揮発性物質の放出
を防止するた　□めの例えば貯蔵といった取扱い上の問
題をなくす。
望ましいＹ５Ｔ溶性アクリル重合体には、商業上樹脂と
称する重合体が含まれる。水および低級アルコール、例
えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパツールのよう
な液体中に可溶なアクリル重合体が特に適当である。最
も適したアクリル樹脂は水、例えば水およびアンモニア
の溶竿に可溶なものである。このような樹脂にはスチレ
ン−メタクリル酸共重合体が含まれる。このようなアク
リル樹脂は、言うまでもなく、約７５℃よシ高い軟化温
度を示さねばならない。水−アンモニア溶液に０Ｔ浴な
一つのこのようなアクリル樹脂は、ニス。
シー、ジョンンン＆サン、インコーホレーテッド（８，
Ｃ，Ｊｏｈｎｓｏｎ　＆　Ｓｏｎ　）　、　Ｉｎｃ、）
から入手できるもので、約８９°Ｃの軟化温度を有する
ジョンクリル（Ｊｏｎｃｒｙｌ　）　６７８アクリル樹
脂である。このような高い軟化温度はまた特に局部的温
度が中程度に高くなるかもしれない用途に対して安定な
積層物を可能にする。重合体含浸布は、重合体および溶
媒の溶液中に布を浸すことによシ製造でき、例えば布を
溶液のバット中で引き、次に一組のロールを通過させて
過剰の溶液を除去することができる。布を乾燥して過剰
の溶媒を除去し、次に発泡熱可塑性シートの一方の側に
接着できる。この接着は該重合体含浸布を発泡熱可塑性
シートに接着する接着剤のいずれかにより行ないうる。
発泡熱可塑性材料の一方の表面に圧力および熱処理積層
によって被覆物を接着する。
別法として、本発明に係る熱成形可能積層物は、アクリ
ル重合体エマルジョンフィルムを発泡熱可塑性シートに
適用することによっても製造できる。
次に布をこの湿潤アクリル重合体エマルジョンフィルム
に接着できる。このアクリル重合体°エマルジョンフィ
ルム法は、積層物をつくるのに実質的に少ない量の重合
体で済むという点で一般により経済的である。例えば、
この重合体エマルジョンフィルム別法によれば、積層物
１平方メートル当９１６グラム未満（例えば、約５から
８グラム）の重合体が要求されることが判った。他方、
布を重合体溶液中に″浸す場合には、積層物１平方メー
トル当９約４０．０グラムの重合体が使われることが一
般に見出されている。適当な重合体エマルジョンは、重
合体エマルジョンフィルムを発泡熱可塑性シートへ接着
するのを促進するため、接着剤を含むことができる。こ
のような接着剤は、アクリル系接着剤、例えばローム　
アンド　ノ・−ス（Ｒｏｈｍ　ａｎｄ　Ｈａａｓ　）か
らＥ２１３１１＋アクリル系接着剤あるいはＥ１９５８
アクリル系接着剤として入手できる接着剤からなりうる
。このような接着剤は、例えば等容量割合でアクリル系
エマルジョン、例えばブヨシクリル８９スチレン化アク
リル分散系（ニス、シー、ジョンソン　＆サン社より入
手可能）、約１０１℃の軟化温度を有するアクリル固形
公約４８重量パーセントの水をベースとしたエマルジョ
／、と混合することができる。
乾いた重合体エマルジョンフィルム上に布を置くことが
できる。次に、この布と重合体エマルジョンフィルムと
発泡熱可塑性シートとめ複合物を、熱と圧力金かけて軟
化した重合体フィルムを布に浸透させることによシ積層
することができる。例えば、約１２０から１５０℃の温
度を有す兄熱面を布に押しつけて軟化したアクリル重合
体フィルムを布中に浸透させ含浸さ騒ることかできる。
本発明積層構造物が発泡熱可塑性材料の単一層からなる
場合には、重合体含浸布を両面に接着する。
□本発明積層構造物はまた、少なくとも一方の表面に接
着した重合体含浸布の被覆物を有する発泡熱可塑性材料
の二つの別個め層を用意することによっても加工できる
。これら層を、一つの表面たけに被ｉ物が存在す鬼場合
には、外側に重合体含浸布を有する表面と一緒に接着す
る。両方め表面に被覆物を有する発泡熱可塑性材料を提
供することも可能である。
二層またはそれ以上の層を使用する場合、向き合う内部
表面の大部分に、例えば全内部表面上に層を接着剤で接
着できる。別法として、例えば二つの層を用いる場合、
これら層を向き合う内部表面の小さい部分に、例えばツ
イ／−シート熱成形を可能にする模様で接着剤を用いて
接着することができる。このような模様を第１図に示す
ｉｔｓここで発泡熱可塑性材料の層の内部面１は模様を
なした接着剤を有し、この場合接着剤３０層は周辺部の
主要部分を取シ囲みまた接着剤２０層は周辺部の小さい
部分を取り囲んで空所部分５を許している。この５の部
分は発泡熱可塑性材料の二つの接着した層の間に挿入さ
れたブロービンを収容できる。接着剤層４は発泡熱可塑
性材料の二つの層の間に他の接着剤接触点を与えている
。二つの層の内部表面の６，７および８の部分は接着剤
を、もたず、ツイン−シート熱成形の間に層をふくらま
せることができるようにする。
ツイン−シート熱成形を行なうには、発泡熱可塑性シー
トの二つの層を、少なくとも一つの屡の少なくとも外側
表面に重合体含浸布の被覆物があるようにそして内部表
面に登録模様をなした接着剤があるように並べる。少な
くとも一つのブロービンを層間に、なるべくはブローピ
ンの後からの除去を容易にするために接着剤が存在しな
い場所に挿入する。プレスでの積層に先立ち層を加熱し
て接着剤を軟化させることができる。次に積層された層
を予熱して発泡熱可塑性材料および有被覆物中に含浸さ
れた重合体を軟化させる。次に予熱した積層物を熱成形
機に挿入し、ここで、加圧されたガス、例えば空気の給
源がブローピンに接続され、型ブロックが発泡熱可塑性
材料の２層間を接着するように積層物のこれらの部分上
に閉じる。
型は、第２図の横断面図に示したように、積層物をその
周辺内の幾つかの場所で中空となっている三次元形状に
形づくる。
ある場合には、発泡熱可塑性材料の非接着部分をふくら
ませるのを助けるため型穴に真空を適用することも有利
である。
型は、例えば冷却した水で冷やされる。冷却を早めるた
め、ブローピンを通して中空対象物内に二酸化炭素を導
入できる。
ツイ／−シート熱成形は、内部表面間に接着剤を用いず
に発泡熱可塑性シートの２層を用いて行なうこともでき
る。このような場合においては、熟成形過程で供給され
た熱が、重合体材料を接触点で融解させることにより、
シート間で接着を起こすことができる。
若干のツイン−シート熱成形過程の間で、シートの膨張
した部分の間の中空容積中にホーム材料を供給すること
も望ましいかもしれない。例えば、ツイン−シート熱成
形中にシート間に挿入されたブローピンを通してウレタ
ンホーム前駆物質をシートの間に注入することができる
。
本発明積層構造物を使用してツイン−シート熱成形によ
り幾つかの有用な物品を加工できる。例えば、ヘッドラ
イナーが屋根支持体肋材間の場所で中空で自動車の内部
面にぴったり合致するように形成されている場合、改善
された音響特性をもつ自動車へラドライナーを加工でき
る。
下記の例は、本発明に従ってつくられた幾つかの積層構
造物を説明するものである。
例１ ポリエステル５０％と綿５０％を含む広幅織布の小片を
、水に分散した固形分５０％を含むフェノール液体相−
脂で亨没する。樹脂含浸布を次にオープン中で乾かす。
乾燥樹脂含浸布をボｊスチレンホームシートの両面へ水
ペース接着剤で接着する。生じた積層物を熱成形する。
例２ ポリスチレンホームのシート金ナイロン網ニょシ覆い、
次に水に溶解したアクリル樹脂により被覆する。ナイロ
ン網はアクリル樹脂被覆物に対する基材となると同時に
積層構造。物に強さと柔軟性を付与する。積層物をアク
リル□樹脂添加後約８０℃でオープン乾燥する。
アクリル被覆物によシ構造物の表面に接着されたこのよ
うな″Ｍ覆物、ナイロン網はラエノー゛ルー系ホームの
ような他の脆いホームに適用することにより強さと剛さ
を与えることができる。またアクリル樹脂以外の被覆“
物、例えばポリエステル、メラミンおよびフェノール物
質も使用可能である。
例６ スパンがンデツドポリエステル不織布を、約５０％の固
形分を含む水中に分散したフェノール液体樹脂で含浸す
る。この樹脂含浸ポリエステル布をオープン中で乾かす
。次に樹脂処理された布を、水ペース接着剤で発泡ポリ
スチレンのシートに接着μ、生じた積層構造物を熱成形
する。
例４ 、　不織スパンボンデツドポリエステルの小片を、メタ
ノールに溶かしたアクリル樹脂で含浸し、約１６０℃と
約１６０℃との間の温度のオープン中で乾燥する。樹脂
処理された布を、水ペース接着剤で発泡ポリスチレンの
シートに接着する。
例５ 不織スパンボンデツドポリエステルの小片を、水に溶か
した７クリル樹脂で含浸し、約１３０℃と約１６０℃と
の間の温度のオープン中で乾かす。
樹脂処理した布を、水ベース接着剤で発泡ポリステレフ
のシートの両面に接着する。
当業者にとって明らかなように、本明細書に記述された
発明の概念は成形可能な、熱成形可能積層構造物の分野
で多くの応用を見出すことができ、上記の具体例に対す
る多くの変法および修飾を本発明の主旨と範囲から離れ
ることなく行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はツイン−シー”卜熱成形を促進するため発泡熱
可塑性材料の層間の接着性登録模様を概略的に説明する
ものである。 第２図は本発明に係るツイン−シート熱成形積層構造物
横断面図である。 １・・・発泡熱可塑性材料層の内部表面２．３．４・・
・接着剤層・ １ 代理人　浅　村　皓

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　耐湿性、成形可能、熱成形可能な積層構造物に
    おい゛て、 （イ）□内部表面お・よび″外部□表面を有する発泡熱
    可塑性材料）め二゛つの層、および （ロ）′　□少ｔくども“前記外部表面に・接着された
    ７５℃より高い軟化・温度を有するアクリル樹脂を含浸
    した布である被覆物　゛ からな嶌・こと１膚徴とする上記積層構造物。
  2. （２）発泡熱□ｉ′塑性材料の層゛が発泡ポリスチレン
    。 ′発泡スチレンー無水マレイン酸重合体および発泡ポリ
    エチレンからなる群から選ばれる特許請求の範囲第１瑣
    ・記載の積層構造物。゛
  3. （３）布が不織材料でろ石特許請求の範囲第１項記載の
    積層構造物。　□　゛
  4. （４）アクリル樹脂がスチレン−メタクリ／し゛酸共重
    合体である特許請求の範囲第１項記載の積層構造物。　
    。
  5. （５）発泡熱可塑性材料の層の一部分を互に接着す　、
    る特許請求の範囲第１項記載の積層構造物。
  6. （６）　耐湿性、成形可能、熱成形可能な積層構造物に
    おいて、 （イ）第一および第二の表面を有する発泡熱可塑性材料
    の層、および （ロ）　前記第一および第二の表面に接着された約１６
    ０℃より高い軟化温度を有するアクリル樹脂を含浸した
    布である被覆物 からなることを特徴とする上記積層構造物。
  7. （７）発泡熱可塑性材料の、層が発泡ポリスチレン、　
    ″発泡スチレンー無水マレイン酸重合体、および発泡ポ
    リエチレンからなる群から選ばれる特許請求の範囲第６
    項記載の積層構造物。
  8. （８）　布が不織材料である特許請求の範囲第６項記載
    の積層構造物。
  9. （９）アクリル樹脂がスチレン−メタクリル酸共重合体
    である特許請求の範囲第６項記載の積層構造物。
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