JPS63264959A - 通気性シート状繊維構造体及びその製造方法 - Google Patents

通気性シート状繊維構造体及びその製造方法

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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　　　゛ 本発明はシート状ｍ維構遺体に関し、特にファイバー強
化したゴムあるいはゴム状材料及びゴム状製品の製造に
使用するシート状繊維構造体に関する。また、本発明は
そのような材料の製造方法にも関連する。
従来の技術 従来からファイバー強化したゴム製品が知られており、
通常未硫化または熱可塑性ゴムのラミネート、あるいは
ラテックスへの含浸および凝結による方法、または混合
ゴムの配合時に極く短いファイバーを混入する方法によ
り製造されていた。
解決すべき課題 これらの製造方法のうち、最初の二つの方法によって製
造されたゴムシートは複雑な形状に成形することが困難
であり、また、三番目の方法は短いファイバーがゴムの
配合時にさらに粉砕する為にゴムが強化不足になりやす
い。
従って、本発明はかかる従来の方法および材料における
問題点に対処するために、ファイバー強化した製品の成
形に使用する為のファイバーと、ゴムまたはゴム状材料
との混合材料を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 かかる目的を達成すべく本発明によるシート状繊維構造
体は、２０乃至６０重量％で長さ約７乃至５０ｍｍの高
弾性率を有する強化用ファイバーと、４０乃至８０重量
％で全体あるいは略全体が未凝固かつ未架橋の粒状弾性
材料とから成り、該繊維状組成物と、弾性組成物とが結
合して通気性構造を形成している。
該通気性構造は上記弾性材料を熱可塑性にすれば、必要
に応じて凝固することが可能である。
該ファイバーは１本１本に分離した状態であることが好
ましく、ガラスファイバーの場合は束状に切断したもの
を使用し、シート状繊維構造体を形成する前に１本１本
に分離する。
また前述したファイバーの高弾性率とは、上記の構造を
有するシートよりも該ファイバーが実質的に高い弾性率
を有することを意味する。
さらに上記の条件を満足するファイバーとしては、ガラ
ス、炭素、あるいはセラミックファイバーがあり、また
商品名「ＫｅｖｌａｒＪあるいは「ＮｏｍｅｘＪで市販
されているアラミドファイバーや１０，０００メガパス
力ル以上の弾性率を有するファイバーであればよい。
また、前記未架橋の粒状弾性材料としては、天然ゴムや
ニトリルゴムあるいはスチレンブタジェンゴムのような
合成ゴムでもよく、さらに熱可塑性を有する弾性材料と
しては、スチレンブロック共重合体、ポリオレフィン混
合体あるいはポリウレタン、ポリニスチル共重合体でも
よい。
また、該材料間の結合は上記弾性材料の熱特性により行
なわれ、該シート構造体が十分に加熱されると弾性材料
が溶融して表面に粒子やファイバーを付着しやすくする
。
また、該シート構造の結合時には不活性バインダーを弾
性材料に添加することができる。
該バインダーはシート状構造体内における弾性材料を凝
固させない温度で材料間の結合に帰与することができる
もので、カルボキシメチルセルロースやでん粉などが好
適でる。
本発明において使用するファイバーの長さは７ｍｍ異常
を必要とし、それ以下の場合は前記シート構造体を成形
して成る製品の強度が不十分となる虞れがある。
しかし、該ファイバーの長さを５ｏ關以上とすると、上
述した繊維状のシート構造を製造する場合の処理が困難
となるので、５０ｍ■以下とする必要がある。
また、ガラスファイバーを使用す、る場合は直径が１３
ミクロンあるいはそれ以下であることがことが好ましく
、１３ミクロンよりも大径であると、成形後の組織内に
おける重合体の部分の補強も効果的に行うことが困難に
なる。
また、使用する弾性材料は粒状であることが好ましく、
その粒径はそれほど微細にする必要はないが、例えば粗
粒砂あるいは細粒米のように粗さが１．５ｍｍ以上の粒
径になると、混合材料の流動性が損われて、成形時に均
一な構造体を形づくることが難しい。
また、本発明によるシート状構造体は通気性を有してい
るので、加熱した空気の通気による予熱が可能であり、
さらに、従来の繊維状シートとゴムシートとのラミネー
トによって構成されたシート状構造体では困難であった
構造体全体の迅速な均一加熱が可能である。
また、該シート状構造体内における各組成の結合度合は
、それぞれが互いに連着し、かつリールによる巻取りが
可能である程度に柔軟であることが好ましい。
さらに、該シートをリール巻きにできれば、その後の予
熱、および成形プロセスでの迅速な移送が可能となる。
また、材料の無駄を少くする為に切断、プレス加工およ
びスタンピング加工により所望の形状に成形し、さらに
フラッシュ部を最小限におさえることのできる金型を使
用することが好ましい。
さらに、また材料の残余部を何度も成形プロセスにかけ
再利用することにより繊維状構造体の成形業者或はメー
カーに於いて廃材処分の手間を省くこともできる。
加えて、天然ゴムを使用する場合は、成形後に必要があ
れば加硫処理できる利点がある。
さらに、該シート材の組織の結合の度合を１週節して堅
固でしかも成形業者の要求によっては通気性を有するシ
ートを形成することも可能になる。
このような条件は、弾性材料が熱可塑性を有する場合に
は、その溶融の度合を調節するか、前述したバインダー
の量の調節によって実現することができ、さらにこれら
の配合量はその種類によって異なる。
また、本発明は、通気性シート状の繊維構造体の製造方
法を提供することを目的とし、該方法は２０乃至６０ｍ
ｍ％の、高弾性で長さ７乃至５０關である単離したファ
イバーと、４０乃至６０重量％で全体あるいは略全体が
未凝固かつ未架橋の粒状弾性材料とによってウェブを形
成する工程と、該ファイバーと弾性材料とを結合する為
に該ウェブを処理する工程とからなる。
該ウェブは製紙機械による繊維シートの製造に関する英
国特許Ｎα１１２９７５７および階１３２９４０９号明
細書中に記載の方法で形成されるのが好ましい。
上記の方法によれば、単離したファイバーを該ファイバ
ーが従来の製紙機械で処理可能の長さより大幅に長くて
も、シート内に均一に分散することができる。
また、他のウェブの形成技術も状況に応じて使用するこ
とができ、例えば該ウェブ構造が低分散密度のファイバ
ーおよび粒状の弾性材料をバインダーを伴って使用する
場合や、いわゆる「アップヒルワイア」を有する製紙機
械を使用したり、または登録商標名「ローチフオーマー
」を使用する場合等がそうである。
また、該ファイバーおよび粒状弾性材料によるウェブは
、英国特許Ｎα１４２４６８２号明細書に記載のいわゆ
るドライレイイングによっても形成することができ、こ
の場合は前記バインダーはドレイン方式で形成されなウ
ェブ表面にスプレーするか、該ウェブの浸漬によって供
給される。
いずれの場合においても、形成されたウェブにバインダ
ーを添加すれば、該ウェブ中に熱可塑性の弾性材料が含
まれていても、該弾性材料をほとんど凝固させることな
く、材料組成間の結合することができる。
また、いわゆるスライドメタ−リング法を使用すれば、
均一な厚さのシート状構造体を作ることができるが、そ
の圧力および温度条件は該ウェブを圧縮させない程度に
留める必要がある。
また、凝固したシート状構造体を処理する装置があり、
さらに前記シート状構造体における弾性組成が全て熱可
塑性の弾性材料であれば、該シート状構造体を所望の長
さに切断した後、加圧下、加熱および冷却して凝固する
ことがある。
以下、本発明の方法を実施する装置を図面に基づいてさ
らに詳説する。
第１図および第２図は、バインダーによって各交点（２
）を連結したファイバー（１）から成る繊維状構造体を
示し、該マアイバー（１）は該構造体内において、バイ
ンダーによって保持された粒状の弾性を有する材料（３
）の間隙に骨格状構造を形成している。
さらに該ファイバーは長さが１２ｍｍであり、直径が１
１ミクロンのものを使用しており、バインダーはでん粉
を用い、また、該弾性材料は粒状のものを使用している
。
第３図は、本発明による方法を実施する繊維状構造体を
製造する装置の一例であるいわゆるフォードリニア型製
紙装置であり、符号（１０）で示す部分は該装置におけ
る分散液（１２）を充填したヘッドボックス（１１）を
備えたウェットエンド部を示している。
該分散液は発泡水性媒体中にガラスファイバーと粒状の
弾性材料とを混合して成り、好適な発泡水性媒体として
は硫酸ドデシルナトリウムの０゜８％水溶液等がある。
該分散液をサクションボックス（ＩＢ）によってフォト
リニアワイア（１３）上に流出させるとウェブ（１７）
が形成される。
このとき、該ウェブ（１７）においてはガラスファイバ
ーは弾性材料中において、まだ連結しない状態で分散し
ている。
さらに、該ウェブはフォトリニアワイア（１３）からロ
ーラ（１９）に渡設された比較的短い無端状ワイアメツ
シュベルト（１８）に移送される。
次いで、該ベルト（１８）は液状のバインダーを供給す
るスプレー（２０）の下方にウェブ（１７）を移送する
。
なお、該バインダーは、必要に応じて通常のカーテンコ
ーターにより供給することもできる。
その後、該ウェブはローラ（２２）に張設されたステン
レススチール製の無端状バンド（２１）に送られ、さら
にドライイングトンネル（２３）を通過する。
該ドライイングトンネル（２３）を通過することによっ
て、ウェブ中に残存する水分が除去され、バインダーが
前述したようにファイバーを連結する。さらに、該ドラ
イイングトンネル（２３）の後端部において、ウェブ（
１７）が一対のロール（２４）間を通過して、加圧する
ことなく厚さが制御される。
このようにして作成したシート状材料は矢印（２５）で
示す方向に送られ、リールによ−って巻取られる。
次に、該シート状材料を凝固させる為の装置を第４図に
基づいて説明する。
該装置はシート状材料に含まれる弾性材料組成が熱可塑
性をも有する場合において使用することができる。
第４図に示す装置は、サンドビックコンベア社製のスチ
−ルバンド型の連続ホットプレス装置を示しており、前
記ロール（２４）から直接送られて来たシート材料を凝
固することができ、また予めリール巻きされた未凝固の
シート材料をも凝固することが可能である。
第４図において符号（３０）で示したプレス装置には、
回転するそれぞれ一対のドラム（３２）および（３３）
に一対の無端状のスチールバンド（８１）が渡設されて
いる。
該スチールバンド（３１）同士の間隙が入口（３４）か
ら出口（３５）の間で狭められて通路が形成されており
、該通路を介してウェブ（図示せず）が図面上布から左
に移送される。
該ドラム（３２）および（３３）の間には、前記スチー
ルバンド（３１）に近接する前記通路の両側にそれぞれ
対向して６台のシート状回転チェーン（３６ａ）、（３
６ｂ）および（３６ｃ）が配設されている。
該回転チェ＞　（３６ａ　）、（３８ｂ）および（８６
Ｃ）の図面上下側に示された三台は固定されているが、
上側に示された三台はそれぞれ油圧ラム（３７）に連結
され、上下方向に往復動可能である。
コノツレぞれ一対のチェーン（３８ａ　）、（３６ｂ）
および（３８ｃ）は前記ウェブを案内し、また前記スチ
ールバンド（３１）を所定位置に保持しており、さら該
ウェブが通路を通過する間に凝固させる機能を有する。
また、チェーン（３６ｂ）と（３６ｃ）との間には二つ
のニップロール（３８）が前記スチールバンド（３１）
に近接する通路の両側に対向して配設され、さらに図面
上下側に示したロールは油圧ジャ・ンク（３９）によっ
て支持されている。
該ロール（３８）は、前記ウェブの凝固に補助的に作用
する。
また、それぞれ一対のチェーン（３Ｂａ）および（３６
ｂ）の内部にはスチ・−ルバンド（３１）を加熱する加
熱プラテン（４０ａ）および（４０ｂ）が嵌装され、ま
たチェーン（３８ｃ）の内部にはウェブを冷却する為の
一対の冷却プラテン（４０ｃ）が配設されている。
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
（実施例１） 二枚のシート状構造体を以下に示す英国特許Ｎα１１２
９７５７．１３２９４０９号明細書に記載のデンバーエ
クイブメント社製の浮選槽を用いた方法により作成した
。
上記の方法により、７リツトルの水に下記に示す組成か
らなる材料と、該材料の発泡剤である硫酸ドデシルナト
リウムを１５ＣＣとを加えた後、該槽を約１．５分作動
して約６７体積％の空気を含む発泡分散液を形成した。
この場＆、分散液に加える上記材料の組成は直径１１ミ
クロンで長さ１２ｍｍの分離したグラスファイバー１０
０ｇと、デュポン社で商品名ｒＨＹＴＲＥＬ　　５５５
６Ｊとして販売されている熱可塑性を有するポリエステ
ル弾性体２８８ｇと、商品名ｒｌＲＧＡＦＯ３１６８Ｊ
として販売されている酸化防止剤を９ｇと、商品名ｒＮ
ＯＲＧＵＡＲＤ　　４４５Ｊとして市販されている酸化
防ＩＬ剤３ｇとから成る。
なお、この際浮；５！槽に上記組成より成る材料を加え
る前に、酸化防止剤を前記ポリエステル弾性体に食品用
ミキサーで混合した。
その後、発泡分散液を標準の実験用シート材作成装置に
移し、さらに上述した様に流出させて形成したウェブを
乾燥器により１１０℃、４時間加熱乾燥処理した。
このようにして作成した二枚のウェブを、二枚のポリテ
トラフルオロエチレンより成る洗浄板の間に挾み、さら
に該ウェブ間に熱電対を挿入しながらその両外側から熱
プラテン圧縮機によって熱圧縮してはり合せた。
次いで、温度が２２０℃になるまで圧力を加え、さらに
前記弾性体がウェブ間でわずかに流動を呈するほどにな
るまで、少しずつ加熱をつづけた。
その後、該圧縮機を冷却して二層にはり合せたシート材
を圧縮機から削除し、後述する内容の試験を行った。
（実施例２） 該実施例２においては、前記実施例１の方法を繰り返す
ことによって３層にはり合わせたシート状構造体を形成
した。
また、該シート材に含まれる材料組成は、直径１１ミク
ロンで長さ１２ｍｍの分離したグラスファイバーと、ジ
ェネラルエレクトリック社製の商品名「ＶＡＬＯＸ　３
１５」で市販されている熱可塑性ポリエステル２４０ｇ
と、デュポン社製の商品名「ＨＹＴＲＥＬ　　５５５６
Ｊである熱可塑性を有するポリエステル弾性体５８ｇと
、商品名ｒｌＲＧＡＲＯ３６８Ｊである酸化防止剤１ｇ
と、商品名ｒＮＯＲＧＵＡＲＤ　　４１５Ｊである酸化
防止剤１ｇとから成り、前記４選槽への該材料の添加に
先だって、上記酸化防止剤を食品用ミキサーにより上記
ポリエステル弾性体に混合した。
（実施例３） 該実施例３においては、前記ガラスファイバーの代わり
に線密度３．３ｄ（デニール）で長さ１２ｍ１１のポリ
エステルファイバーを用いたことを除いて、他の組成は
前記実施例１と同一にしてシート状構造体を形成した。
次に、上記実施例により作成した試料の試験結果を表−
１に示す。
なお、表−１中の括弧内の数字は標準偏差を示す。
次に、圧縮温度を２００℃にした以外は前記実施例１と
同一の方法でシート状構造体を作成した実施例について
説明する。
（実施例４） 実施例１の材料組成と異なる以下に示す材料組成により
二層シートを作成した。
なお、上記組成は、線密度１．７ｄ、長さ１２ｍｍのポ
リエステルファイバー５０ｇと、商品名ｒＡＬＣＲＹＮ
Ｒ１２０１−６０ＡＪで市販される熱可塑性を有するハ
ロゲン化ポリオレフィン弾性体１５０ｇとから成る。
（実施例５） 上記実施例４における二層のシート材の材料組成のうち
、前記ＡＬＣＲＹＮ　　１００ｇを同量のポリプロピレ
ンに代えてシート材を作成した。
（実、旋回６） 前記実施例１で作成した二層のシート材のうち、一層が
ＨＹＴＲＥＬの代わりに１５０ｇのポリプロピレンパウ
ダーを含有し、他の一層がＨＹＴＲＥＬの代わりに１５
０ｇのＡＬＣＲＹＮを含イｆしているシート材を作成し
た。
次に、上記寥旋回４．５および６によって作成した試料
の試験結果を表−２に示す。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による繊維状構造体の一部分の概略的断
面図である。 第２図は第１図示の繊維状構造体の一部分の概略的拡大
図である。 第３図は本発明による方法の実施する装置の一例の概略
的側面図である。 第４図は本発明による装置において必要に応じて付加的
な製造段階を実施する装置の一例の概略的側面図である
。 （１）：ファイバー、　　（３）二粒状弾性材料、（１
０）　　＋製紙機械、　　　（１７）　　：ウエブ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 〔１〕　２０乃至６０重量％で長さが７乃至５０ｍｍの
    高弾性率を有する強化用ファイバーと、４０乃至８０重
    量％で全体あるいは略全体が未凝固状態であり、さらに
    粒状で未架橋の弾性材料とから成る通気性シート状繊維
    構造体において、該強化用ファイバーと弾性材料とが結
    合して通気性構造を形成していることを特徴とする通気
    性シート状繊維構造体。 〔２〕　前記ファイバーが一本一本に分離している請求
    項１に記載の通気性シート状繊維構造体。 〔３〕　前記未架橋の弾性材料が、天然ゴム、合成ゴム
    またはスチレンブタジエンゴムである請求項１または２
    に記載の通気性シート状繊維構造体。 〔４〕　前記弾性材料が熱可塑性を有する請求項１また
    は２に記載の通気性シート状繊維構造体。 〔５〕　前記弾性材料がスチレンブロック共重合体、ポ
    リオレフィン混合体あるいはポリウレタンおよびポリエ
    ステル共重合体である請求項４に記載の通気性シート状
    繊維構造体。 〔６〕　前記通気性構造体が加熱及び加圧によって凝固
    されている請求項４または５に記載の通気性シート状繊
    維構造体。 〔７〕　前記粒状弾性材料が熱によって互いに結合して
    いる請求項１乃至６のいずれか１項に記載の通気性シー
    ト状繊維構造体。 〔８〕　前記粒状弾性材料を結合する過程において、バ
    インダーが加えられる請求項１乃至６のいずれか１項に
    記載の通気性シート状繊維構造体。 〔９〕　前記バインダーがカルボキシメチルセルロース
    またはでん粉である請求項８に記載の通気性シート状繊
    維構造体。 〔１０〕　前記ファイバーの直径が１３ミクロン以下で
    ある前記の全ての請求項のいずれか１項に記載の通気性
    シート状繊維構造体。 〔１１〕　前記弾性材料が粉末状である前記の全ての請
    求項のいずれか１項に記載の通気性シート状繊維構造体
    。 〔１２〕　前記粒状弾性材料の大きさが１．５ｍｍより
    小さい粗さである請求項１１に記載の通気性シート状繊
    維構造体。 〔１３〕　前記材料の結合度合が、生成すべき通気性構
    造体がリール巻きを可能とする程度に柔軟性を保つべく
    各材料を連着するように制御される前記の全ての請求項
    のいずれか１項に記載の通気性シート状繊維構造体。 〔１４〕　前記材料の結合度合が、前記通気性構造体を
    堅固にかつ通気性を有するように構成すべく制御される
    請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の通気性シート
    状繊維構造体。 〔１５〕　２０乃至６０重量％で長さ７乃至５０ｍｍの
    高弾性率を有する分離したファイバーと、４０乃至６０
    重量％で全体あるいは略全体が未凝固状態であり、さら
    に粒状で未架橋の弾性材料とによってウェブを形成する
    工程と、該ファイバーと弾性材料とを結合する為に該ウ
    ェブを処理する工程とを含むことを特徴とする通気性シ
    ート状繊維構造体の製造方法。 〔１６〕　前記ファイバーが分離している請求項１５に
    記載の通気性シート状繊維構造体の製造方法。 〔１７〕　前記粒状弾性材料が天然ゴム、合成ゴムまた
    はスチレンブタジエンゴムである請求項１５または１６
    に記載の通気性シート状繊維構造体の製造方法。 〔１８〕　前記弾性材料が熱可塑性を有する請求項１５
    または１６に記載の通気性シート状繊維構造体の製造方
    法。 〔１９〕　前記弾性材料がスチレンブロック共重合体、
    ポリオレフィン混合体あるいはポリウレタンおよびポリ
    エステル共重合体である請求項１８に記載の通気性シー
    ト状繊維構造体の製造方法。 〔２０〕　前記通気性構造体が加熱および加圧によって
    、凝固されている請求項１８または１９に記載の通気性
    シート状繊維構造体の製造方法。 〔２１〕　前記粒状弾性材料が熱によって互いに結合し
    ている請求項１５乃至２０のいずれか１項に記載の通気
    性シート状繊維構造体の製造方法。 〔２２〕　通気加熱を用いる請求項２１に記載の通気性
    シート状繊維構造体の製造方法。 〔２３〕　前記粒状弾性材料を結合する過程において、
    バインダーが加えられる請求項１５乃至２２に記載の通
    気性シート状繊維構造体の製造方法。 〔２４〕　前記バインダーがカルボキシメチルセルロー
    スあるいはでん粉である請求項２３に記載の通気性シー
    ト状繊維構造体の製造方法。 〔２５〕　前記ファイバーの直径が１３ミクロン以下で
    ある請求項１５乃至２４に記載の通気性シート状繊維構
    造体の製造方法。 〔２６〕　前記弾性材料が粉末状である前記の全ての請
    求項のいずれか１項に記載の通気性シート状繊維構造体
    の製造方法。 〔２７〕　前記粒状弾性材料の大きさが１．５ｍｍより
    小さい粗さである請求項２６に記載の通気性シート状繊
    維構造体の製造方法。 〔２８〕　前記材料の結合度合が、生成すべき通気性構
    造体がリール巻きを可能とする程度に柔軟性を保つべく
    各材料を連着するように制御される請求項１５乃至２７
    のいずれか１項に記載の通気性シート状繊維構造体。 〔２９〕　前記材料の結合度合が、前記通気性構造体を
    堅固にかつ通気性を有するように構成すべく制御される
    請求項１５乃至２７のいずれか１項に記載の通気性シー
    ト状繊維構造体。 〔３０〕　前記ウェブを製紙装置により形成する請求項
    １５乃至２７のいずれか１項に記載の通気性シート状繊
    維構造体の製造方法。 〔３１〕　前記ウェブがドレインおよびドライレイイン
    グ方式により形成され、次いで、バインダーが該ウェブ
    表面にスプレイあるいは浸漬によって供給される請求項
    １５乃至２９のいずれか１項に記載の通気性シート状繊
    維構造体の製造方法。 〔３２〕　前記通気性構造体が加圧下において加熱およ
    び冷却されることにより凝固する熱可塑性材料を全体的
    に含有する請求項１５乃至３１のいずれか１項に記載の
    通気性シート状繊維構造体の製造方法。 〔３３〕　前記通気性構造体が作成後に所定の形状に成
    形される請求項１５乃至３２のいずれか１項に記載の通
    気性シート状繊維構造体の製造方法。
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