JPH01165431A - 熱成形用繊維成形体の製造方法 - Google Patents

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、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９ホテ） 自動車用天井材には、軽量で、剛性、耐熱性、吸音性、
熱１１Ｒ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） 本発明においては、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５〜２００胴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°Ｃ
のものが好ましく、９０〜２５０″Ｃ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°Ｃ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°Ｃ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．Ｏ１〜０．２ｇ
　／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維持性が低下し、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。４　ｍｍ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、１００皿を越えると熱成形
する際に中心部まで熱が伝わりにく（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４〜１２層が好ましい。

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°Ｃ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。

次イテ、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／ｃｆｆｌ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、ポリプロピレン発泡体、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剤層を設けておくと、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ｍ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、この繊維の有する良好な弾力により圧縮された不１
＠繊維マツ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、嵩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終
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。

ス崖」工 ガラス繊維（繊維太さ９〜１３μｍ、繊維長さ４０〜１
００ｍｍ）　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１３
５°Ｃ）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５００　ｇ　／ボ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１５０ｕｍ　、融点１０７°Ｃ）を積層し、こ
の積層物を１２０″ＣのプレスでＩｋｇ／ｃ＋ｆｌ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８．３柵の平板状の熱成
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１
７０’Ｃになるまで加熱し、これを速やかに３０°Ｃの
金型に入れ１　ｋｇ　／　ｃ＋＋１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２．５ｎｕｎ、最大肉厚部が５．０ｍｍに設計されて
おり、また曲率半径が５ｍｍ（Ｒ５）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°Ｃの熱風オープン中
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５ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試料片を切
り取り、ＪＩＳ　Ｋ　７２１１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８Ｍ、直径９
０圓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。

尖薔賀１ 高密度ポリエチレン繊維（融点１３５°Ｃ）をポリエス
テル繊維（融点１６０°Ｃ）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°Ｃ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。

裏搭桝ニ 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
．５Ｍ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。

を較■上 プレスの温度を１５０°Ｃに変更した以外は実施例１と
同様にして２．　ｌ　ｍｍ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。

４比−較ｆｆ１ｕ プレスの温度を８０゛Ｃ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。

止較桝主 低密度ポリエチレンフィルム（融点１０７°Ｃ）を高密
度ポリエチレンフィルム（融点１３５°Ｃ）に変更し、
プレス温度を１５０°Ｃ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。

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。

（以下余白　） 第１表 （以下余白　） （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、嵩高で全体
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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 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。