JPH01306663A - 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形成した自動車用天井材が
開示されている。ところが、かかる成形体は、特に曲げ
強度が小さく、また吸音性も充分でなく、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課題） 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、及
び曲げ強度と吸音性に優れ、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を堤供することにある
。

（課題を解決するための手段） 本発明においては、先ず、無機繊維を主成分とするマッ
ト状物と熱可塑性樹脂フィルムとを、マット状物が少な
くとも２層存在するように交互に積層する。

上記の無機繊維としては、ガラス繊維、ロックウール、
セラミック繊維、炭素繊維などがあげられ、その長さは
マット状物の成形性の点から５〜２００　ｍｍが好まし
く　、５０＋ｎｎ＋以上のものが７０重量％以上含まれ
ているのがより好ましい。また、その太さは細くなると
機械的強度が低下し、太くなると重くなって嵩密度が小
さくなるので２〜３０μｍが好ましく、より好ましくは
７〜２０μｍである。

上記の無機繊維には熱可塑性樹脂繊維を混合してもよい
。このような熱可塑性樹脂繊維を混合すると、マット状
物が嵩高になりマット化が容易となる。かかる熱可塑性
樹脂繊維としては、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン
繊維、ポリエステル繊維゛、ポリアミド繊維、ポリスチ
レン繊維などがあげられ、長さは５〜２００　ｍｍが好
ましく、より好ましくは２０〜１００　＋＋＋ｍであり
、太さは３〜５０μｍが好ましく、より好ましくは２０
〜４０μｍである。

このような熱可塑性樹脂繊維は、本発明の加熱圧縮工程
において溶融して無機繊維のバインダーとなる場合と、
熔融せずに無機繊維に混在している場合とがあるが、い
ずれの状態であっても支障はない。

また、上記の無機繊維には、熱可塑性樹脂粉末を混合し
てもよい。かかる熱可塑性樹脂粉末としては、マット状
物に積層する熱可塑性樹脂フィルムと同様な樹脂のうち
、融点が熱可塑性樹脂フィルムを構成する樹脂の融点よ
り低い樹脂であって、一般に５０〜１００メツシユの粉
末が用いられる。このような熱可塑性樹脂粉末は、本発
明の加熱圧縮工程において溶融し、て無機繊維のバイン
ダーとなる。

マット状物の密度は、大きくなると重くなりすぎ、小さ
くなると機械的強度が低下するので０．０１〜０．２ｇ
／ｃイが好ましく、より好ましくは０．０３〜０．０７
ｇ／ｃｒｄである。また、マット状物の厚みは薄くなる
と機械的強度が低下し、厚くなると加熱の際に中心部ま
で熱が伝わりにくく多量の熱量を要するので３〜１００
ｍｍの範囲が好ましく、自動車用天井材としては４〜１
２ｍｍが好ましい。

上記マット状物の製造方法は任意の方法が採用されてよ
く、例えば無機繊維と熱可塑性樹脂繊維や熱可塑性樹脂
粉末などの樹脂成分をカードマシンに供給し、解繊、混
繊し、必要に応じてニードルパンチを施こしマット状物
を製造する方法があげられる。ニードルパンチは１ｃｆ
Ｉ当り１〜３０個所行なうのが好ましい。熱可塑性樹脂
粉末を混合する場合は、この粉末はマット状物の製造後
に添加してもよく、また、粉末のエマルジョンやサスペ
ンションを散布してもよい。

上記マット状物に積層す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、ポリスチレン、ポ
リビニルブチラール、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、
ポリ酢酸ビニル、ポリエステルなどの熱可塑性樹脂から
なるフィルムがあげられる。かかるフィルムの厚さは３
０〜２００μｍが適当である。

マット状物と熱可塑性樹脂フィルムとは、マット状物が
少なくとも２層存在するように一層づつ交互に積層され
るが、この場合、両面の最外層に熱可塑性樹脂フィルム
がくるように５層以上積層するのが好ましい。また、こ
のような積層物にＩＣＴＩＩ当り　１〜３０個所のニー
ドルパンチを施こすのが好ましい。このニードルパンチ
によってマット状物が相互に絡み合い、得られる繊維成
形体の圧縮強度が向上する。

次いで、本発明においては、上記マット状物と熱可塑性
樹脂フィルムとの積層物を、熱可塑性樹脂フィルムの融
点以上の温度に加熱した状態で圧縮する。

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０．１〜２
０ｋｇ／　ｃｉの範囲が好ましく、圧縮時間は５〜３０
秒あれば充分である。この加熱圧縮によりマット状物の
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。

上記の加熱と圧縮とは、加熱と圧縮とをこの順に別工程
で行ってもよいが、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同じプレスで圧縮を行うことがで
きる。この加熱圧縮により熱可塑性樹脂フィルムが溶融
するとともにマット状物の厚みが減少し、この溶融物が
無機繊維の隙間に含浸され、無機繊維のバインダーとな
る。

しかる後、本発明においては、解圧しマット状物の厚み
を増大させ冷却する。

このように解圧すると、圧縮されたマット状物は自然に
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、両表面を真空吸着により引離
したりして、厚みを増大させる。

特に、本発明においては、圧縮の際に、積層物の両面に
、熱可塑性樹脂フィルムの溶融状態では粘着し非溶融状
態では粘着しない一対のシート又は板状体、例えばガラ
ス繊維強化ポリテトラフルオロエチレン板状シートを積
層しておき、解圧の際に、このシート又は板状体の両端
を持つか或いは真空吸引により反対方向に引張り、それ
によりマット状物をシート又は板状体に粘着させた状態
で厚さ方向に拡開してその厚みを回復増大させ、冷却後
にマット状物からシート又は板状体を剥離するようにす
る方法が好適に採用される。なお、この場合、シート又
は板状体を反対方向に引張りながら冷却すると生産性が
向上する。

厚みが増大したマット状物の冷却は、放冷であってもよ
いし冷風を吹付けてもよい。かくして、熱成形用繊維成
形体が得られる。

本発明方法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、この成形体の中に含有されている
全ての熱可塑性樹脂成分の融点以上の温度に再加熱し、
冷却プレス成形型等で圧縮成形する。自動車用天井材と
して使用するにはこの圧縮成形の際に、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。

（作用） 本発明において、少なくとも２層のマット状物の間にフ
ィルムが積層された状態で、加熱と圧縮が行なわれると
、マット状物の厚みが減少し、フィルムの溶融樹脂は上
記２層のマット状物の両方に良好に分散し、両方のマッ
ト状物を構成する無機繊維の全体に亘って広く含浸され
る。

その後、解圧しマット状物の厚みを増大させ冷却すると
、マット状物を構成する無機繊維が嵩高に分散し、無機
繊維が溶融樹脂により部分的に強固に結合され、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。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

人指± ガラス繊維（繊維太さ９〜１３μｍ、繊維長さ５０〜６
０ｍｍ）７５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５１Ｍ、融点１３５°Ｃ）２５
重量％とを混合し、カードマシンで解繊し綿状とし、こ
れに１ｃ＋ｆｌ当り１０個所ニードル　　　′パンチを
施し、２５０ｇ／ｎ（のマット状物を２枚作成した。

上記マット状物２枚と高密度ポリエチレンフィルム（厚
さ１００μｍ、融点１３５°Ｃ）３枚とを用い、このマ
ット状物とフィルムとを交互に５層積層し、これに１ｃ
＋＋１当り１０個所ニードルパンチを施し、厚さが１０
ｍｍで８００ｇ／ｒｔｆの積層物を形成した。

この積層物の両面に、ガラス繊維強化ポリテトラフルオ
ロエチレン板状シートを重ね、これを２００°Ｃで３分
間加熱し、１０ｃｍ／分の速さのロールでＩＩ！１Ｉ１
１厚に圧縮した。その後温度を２００°Ｃ０に保ちなが
ら、上記の板状シートを真空吸引により反対方向へ引張
り、板状シートにマット状物を粘着させた状態で厚みを
９胴まで回復増大させ、冷却した後上記の板状シートを
マット状物から剥離して熱成形用繊維成形体を得た。

上記成形体を２００°Ｃの熱風オーブンで２分間加熱し
た後取出し、これを３０°Ｃの金型に入れ１ｋｇ　／　
ｃｉの圧力で１分間圧縮成形して最終の形状に賦形した
。得られた賦形成形体は縦１４００ｍｍ、横１１５０ｎ
ｕｎであった。゛上記金型は、最小肉厚部が３．０胴、
最大肉厚部が８　、０　ｍｍに設計されており、また曲
率半径が５ｍｍの凹部を有しており、この凹部に対応す
る部分の曲率半径（Ｒ）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８５°Ｃの熱風オーブン中で
四辺を保持して２４時間後の熱変位量（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１５０胴の試料片を切り取り
、ＪＩＳ−Ｋ　７２１１に準じ曲げ強度の評価を行なっ
た。さらに、前記の成形体から厚さ８ｍｍ、直径９０ｍ
ｍの試料片を切り取り、ＪＩＳ　Ａ　１４０５に準じ垂
直入射法による１’、５ＫＨｚにおける吸音率を測定し
た。その結果を第１表に示した。

且教炭よ 実施例と同じガラス繊維５０重量％と実施例と同じ高密
度ポリエチレン繊維５０重量％とを混合し、カードマシ
ンで解繊し綿状とし、これに１ｃｎｌ当り１０個所ニー
ドルパンチを施し、６００　ｇ　／ボのマット状物を１
枚作成した。

上記マット状物１枚の両面に、実施例と同じ高密度ポリ
エチレンフィルムを各々１枚積層し、これに１ｃｆｆｌ
当り１０個所ニードルパンチを施し、厚さが１０ｍｍで
８００ｇ／ｒｒｆの積層物を形成した。

以後は実施例と同様に行なった。その結果を第１表に示
した。

北較炭Ｉ 比較例１で作成した６００ｇ／ｎ（のマット状物１枚の
両面に高密度ポリエチレンフィルム（厚さ１００μｍ、
融点１３５°Ｃ）を各々１枚積層し、この積層物を２０
０°Ｃで２分間加熱した後、実施例と同じ３０°Ｃの金
型に入れ、１　ｋｇ　／　ｃ＋ｆｌの圧力で１分間圧縮
して取出し繊維成形体を得た。

この繊維成形体は、フィルムの溶融物がマント状物の内
部にあまり含浸されずに表面部に留まっていた。この繊
維成形体について実施例と同様にして評価を行なった。

その結果を第１表に示した。

第１表 （発明の効果） 本発明方法は、上述のように構成されているので、無機
繊維が、全体として広く分布した溶融樹脂により互いに
部分的に強固に結合され、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。

そして、この熱成形用繊維成形体は嵩高で、無機繊維と
空隙と溶融樹脂とが全体として広く分布し一個所に集中
しないことにより、軽量で、剛性、耐熱性、吸音性、熱
賦形性に優れ、特に曲げ強度と吸音性が向上し、自動車
用天井材に好適に使用することができるほか、家屋や船
舶用の天井材或いは建材など多くの分野に利用し得る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　無機繊維を主成分とするマット状物と熱可塑性樹
   脂フィルムとを、マット状物が少なくとも２層存在する
   ように交互に積層し、次いで熱可塑性樹脂フィルムの融
   点以上の温度に加熱した状態で圧縮し、しかる後解圧し
   マット状物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。