JP2015107647A - 軽量性多層複合基材及びその製造方法 - Google Patents

軽量性多層複合基材及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】軽量性及び人体に対する安定性を有すると共に、水分の吸収による物性の低下を改善し、密度均一性を向上させた軽量性多層複合基材の製造方法を提供する。【解決手段】発泡シートからなる芯材層１００と、その両面に積層された補強層２００を含む軽量性多層複合基材の製造方法であって、i）発泡シート１００を準備する段階と、ii）天然繊維と合成繊維をカーディングにより混合した後、クロスラッピングし、ニードルパンチによって結束して低密度補強シートを形成し、前記低密度補強シートにポリオレフィン系パウダを１０ｇ／m2〜１００ｇ／m2塗布した後、１５０〜２３０℃の熱ローラで前記低密度補強シートを圧着することで、補強層２００を製造する補強層２００の製造段階と、iii）前記発泡シート１００及び前記補強層２００を熱を用いて積層して多層複合基材を得る段階と、を含むことを特徴とする軽量性多層複合基材の製造方法。【選択図】図３

Description

本発明は自動車内装材用複合基材に関し、更に詳しくは、天然繊維と合成繊維からなる補強層を、熱可塑性発泡シートの両面に積層して製造した軽量性多層複合基材に関する。
ヘッドライナは自動車内装材のうち乗客の頭上側に位置する自動車部品であって、特定の形状を有し、自動車上部の車体鉄板に固定されており、衝撃からの乗客保護と直射光線の断熱、吸遮音の機能をする。このような自動車内装材は、乗車時に快適性を左右する主要部品であり、一般に、軟らかいイメージの樹脂や繊維などが主に用いられる。
このような自動車内装材は、自動車に適用される面積が相対的に広く、部品モジュール化の傾向に伴い、多様な相関部品が組み立て・取り付けられるなど複雑な構造をなしており、素材の形態安定性（又は寸法安定性）が必須的に要求されている。即ち、多様な温度及び湿度などの外部環境の下でも形態の変形及び層間の剥離が発生してはならない。また、近年は環境へのやさしさが要求されることに伴い、耐熱性及び剛性に優れているとともに、エネルギー効率を向上させることができる軽量素材が求められているのが現状である。
一般に、自動車内装材用複合基材は、形態及び装着性を維持させる芯材層に、意匠性、吸音性とクッション感を付与する補強層（又は表皮層）が一面又は両面に積層される構造からなっている。
１）芯材層
従来、自動車内装材用複合基材の芯材層として天然繊維強化ボード、レジンフェルト、ウッドファイバ、ポリウレタンフォームなどが用いられる。
前記芯材層の具体的な例として、天然繊維或いは合成繊維が含まれているシート状繊維構造物をフェルト状のまま吸遮音材に用いたり、熱を加えた後、モールドで一定形状の成形品を製作した天然繊維強化ボードの形態で利用される。ところが、前述した従来の吸遮音材は組織が緻密でないため、湿気が侵入しやすく、カビとこれによる臭いが発生するおそれがあり、天然繊維の腐敗、細菌、カビの発生を抑止するために処理される防腐剤から起因する有害成分が発生するという問題があった。そして、密度が低いため、剛性が低下し、形態安定性が要求される分野には適用するのに限界があった。また、天然繊維強化ボードの場合、剛性が高く、形態安定性に優れている特徴があるが、単位面積当たりの重量が１２００ｇ／m2以上で製造されなければならないため、重量が重く、圧着製作によるクッション感の低下などにより自動車の内装材として適用するには限界があるのが現状である。
従来の自動車内装材用複合基材の芯材層の他の一例としては、麻、綿、化学繊維と熱硬化性フェノール樹脂を混合したレジンフェルトと、木粉にフェノール樹脂を混合したウッドファイバ素材などが挙げられ、強度が強くて大型車の内装材として多く用いられているが、これらの素材は重量が重くて自動車の燃費節約に逆行するという問題を抱えており、フェノール自体の特有な臭い及び人体に有害な粉塵が発生し、かつ表皮材との接着過程で有機溶剤の揮発による臭いの発生などによって作業環境が悪くなり、消費者が使用する過程においても前記臭いによる頭痛が誘発される可能性がある。
芯材層の別の例として、ポリウレタン発泡体を用いる場合、補強層と効果的に熱によるラミネーションがなされないため、補強層をラミネートするためには、プライマ成分が含まれている接着剤を用いるか、多層の接着フィルムを使用しなければならないので、製造工程が複雑であり、単価が上昇するという短所がある。
２）芯材層と補強層の積層
自動車内装材用複合基材を製造するにおいては、このように前述した従来の複合材芯材層に、更にガラス繊維のような無機繊維を用いたマット或いはフィルム紙、天然繊維と合成繊維間のニードルパンチによる方法のみで製造された補強シートを一面或いは両面に補強層として積層して構成する。
このうち、特に、自動車内装材の軽量化及び形態安定性を満たすために、天然繊維と合成繊維のニードルパンチによる方法のみで製造された補強シートを芯材層の両面に積層して用いる方法が一般に用いられる。
ところが、この場合、天然繊維と化学繊維の混繊過程で３００ｇ／m2以下の補強シート２０２は、カーディング工程及びニードルパンチ工程を経ながら、厚さ及び密度が不均一となり、これによって複合基材の物性が不均一となり、屈曲強度が低下する場合がある。更に、複合基材の軽量化のために、補強シート２０２の単位面積当たりの重量を３００ｇ／m2以下で製造する場合、発泡シートとラミネートするとき、長さ方向に延伸しやすくなり、成形後の寸法変化率の安定性が低下する傾向がある。また、軽量化により密度均一性が低下すれば、成形過程で熱による予熱時に部分的に発泡シートが炭化する問題が発生するおそれがある。
また、天然繊維と合成繊維の補強シートは、高温多湿な条件で湿気により膨張し、乾燥により収縮するが、このような膨張と収縮の繰り返しによって複合基材の物性の低下と変形が発生するという問題があり、特に補強シートの重量が低い場合、湿気による影響が更に大きくなり、内装材として使用中に変形する問題により内装材の軽量化に制限がある。特に、高温多湿な条件で使用中に天然繊維が水分を吸収すれば、複合基材の形状が歪んだり、収縮或いは膨張し、製品として適用するのに制限が生じ得る。
更に、芯材層と補強層を熱成形する過程でそれぞれ加熱した後、プレスで加圧して接着させる場合、発泡体の厚さが顕著に減少し、屈曲特性が顕著に減少するという短所がある。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、天然繊維を用いることで、軽量性及び人体に対する安定性を有すると共に、水分の吸収による物性の低下を改善し、密度均一性を向上させた軽量性多層複合基材及び製造方法を提供することにある。
本発明は前記課題を解決するための手段として、芯材層である発泡シートの両面に、密度均一性及び耐湿性、剛性などを改善して形態安定性を向上させることを目的とする補強層が積層された構造からなる軽量性多層複合基材を製造する方法を提供する。
本発明によれば、天然繊維と合成繊維をカーディングにより混合した後、天然繊維と合成繊維を単独又はポリエステル系不織布にクロスラッピングし、ニードルパンチによって結束して低密度補強シートを形成し、表面張力の向上による耐湿特性の強化とＳａｇ弛みの改善のためにポリオレフィン系パウダやポリオレフィンフィルムを適用した後、熱ローラを用いて連続的に高密度薄膜シート状の補強層として形成した後、芯材層であるポリプロピレン発泡シートの両面に熱を用いて連続的に積層して軽量性多層複合基材を製造することによって、既存の製品よりも密度均一性、剛性、耐湿性及び形態安定性に優れた製品が得られる。
このような目的を達成するために、本発明は、発泡シートを準備する段階と、天然繊維と合成繊維をカーディングにより混合した後、天然繊維と合成繊維を単独又はポリエステル系不織布上にクロスラッピングし、ニードルパンチによって結束して低密度補強シートを形成し、その一面にポリオレフィン系パウダを塗布したり、ポリプロピレンフィルムを結合させ、熱ローラを用いて前記低密度補強シートを連続的に高密度薄膜シート状の補強層として製造する段階と、前記発泡シート及び前記補強層を、熱を用いて同時に連続的に積層する段階とを含むことを特徴とする。
前記のように、一次的に製造された、天然繊維と合成繊維の低密度補強シートを熱ローラを用いて、より高密度な薄膜シート状に製造すれば、補強層の密度均一性、耐湿性及び剛性などの改善が可能である。特に、前記補強シートにポリオレフィン系パウダを塗布したり、ポリオレフィン系フィルムを付着することによって、表面張力を高めて水分の影響を最小化し、Ｓａｇ弛みの改善が可能である。これを用いて製造された複合基材は、熱成形時に天然繊維の炭化を防止でき、腐敗、カビなどの繁殖を防止できる。更に、多層複合基材の屈曲特性を向上させて形態安定性に優れ、移送中や車両への装着時に撓むことを防止する機能を行える。
１．芯材層（発泡シート）
本発明において芯材層１００に用いられる発泡シートは、連続相でロール状で巻き取れる程度の密度を有する発泡体を適用できるが、ポリプロピレン発泡体が最も好ましいが、その他、ポリエチレンなどのポリオレフィン発泡体なども適用され得る。このような前記ポリプロピレン発泡シートの発泡倍率は、３倍〜４０倍であることが好ましく、１ｍｍ〜１５ｍｍの厚さで形成することを特徴とし、１重又は２重でラミネートして形成することを特徴とする。
２．補強層の製造（低密度補強シート->高密度薄膜シート）
本発明において、前記補強層は以下の通り複数の段階で製造する。
まず、天然繊維と合成繊維をカーディングにより混合した後、クロスラッピングを行うが、天然繊維と合成繊維を単独でクロスラッピングするか、又はポリエステル系不織布上にクロスラッピングする。次に、ニードルパンチによって結束して低密度補強シートを形成する。このとき、表面張力の強化とＳａｇ弛みの改善を目的にポリオレフィン系パウダを塗布するか、ポリオレフィン系フィルムを塗布し、熱ローラ工程を用いて圧着することで、高密度薄膜シート状の補強層を製造する。
１）補強シートの原料
本発明の多層複合基材の補強層のうち補強シートの製造原料は、天然繊維と合成繊維が１：９〜９：１の割合で混合されたものを用いる。前記天然繊維としてはケナフ、黄麻、シザル麻、亜麻又は竹などが用いられ、太さは４０μm〜１２０μm、長さは４０ｍｍ〜８０ｍｍであることを特徴とし、前記合成繊維としては低融点ポリエステル繊維、ＰＥＴ繊維、ポリプロピレン繊維又は生分解性繊維の中から選択された１つ或いは２種以上の成分を混合したことを特徴とする。
前記天然繊維と合成繊維はカーディングにより混合され、クロスラッピングされ、ニードルパンチされて前記補強シートを製造するが、天然繊維／合成繊維のみ用いるか、又は前記カーディング混合された天然繊維／合成繊維を単位面積当たりの重量５ｇ／m2〜３０ｇ／m2のポリエステル系不織布上でクロスラッピングした後、ニードルパンチして製造したものであってもよい。
２）低密度補強シート->高密度薄膜シート工程
一方、このような段階まで経た補強シートは製造工程上、密度が相対的に低いため、次いで熱ローラを適用することによって高密度化する工程を経るようになる。熱ローラの温度は１５０〜２３０℃で調節されるところ、この温度範囲では合成繊維の溶融侵透性が良好である。
このとき、同時にポリオレフィン系パウダ又はポリオレフィン系フィルムによるコーティング面の形成が可能である。本発明の前記低密度補強シートの一面にポリオレフィン系パウダを１０ｇ／m2〜１００ｇ／m2塗布すれば、表面張力を高めて水分による影響を最小化し、Ｓａｇ弛みの改善が可能である。ポリオレフィン系フィルムに天然繊維と合成繊維を含む場合にも、ポリオレフィン系パウダを塗布できるが、ポリオレフィン系フィルムとポリオレフィン系パウダが類似の機能をするので、別途のポリオレフィン系パウダを処理しなくても同一の機能を発現することが可能である。
このとき、高密度薄膜シート状で製造された補強層の厚さは０.５ｍｍ〜１ｍｍで製作することが好ましく、更に好ましくは、０.７ｍｍ〜０.８ｍｍの厚さで形成して密度を向上させて軽量性複合基材の剛性及び屈曲特性を更に向上させることができる。本発明に係る補強層は薄膜状で形成し、単位面積当たりの重量が１５０ｇ／m2〜４５０ｇ／m2であることが好ましく、より好ましくは１５０ｇ／m2〜３００ｇ／m2である。
前記補強層を製造する段階は、それぞれの工程に分離されているか、或いは連続工程を通じてニードルパンチ区間、パウダ塗布区間、熱ローラ区間で構成されて製造されてもよい。
３．芯材層（発泡シート）と補強層の積層段階
前記のように準備された、ポリプロピレン発泡シートの芯材層と補強層には、次いで、熱を用いて３層を同時に連続的に積層する工程が適用され、これによって密度均一性、高剛性、耐湿性及び形態安定性などに優れた自動車内装材用軽量性多層複合基材を製造できる。
本発明は、前述したように、芯材層としてポリプロピレン発泡シートを使用し、熱を用いて補強層を両面に積層することで、既存のポリオレフィン系発泡体、ポリウレタン系発泡体又は発泡ポリプロピレン（ＥＰＰ）を用いた製造工程に比べて単純な工程で生産が可能であるので、製造コストを低減でき、接着剤を使用しないので、人体に有害でないという長所がある。
また、耐久性、耐水性及び優れた強度を有する合成繊維と環境にやさしい天然繊維を単独又はポリエステル系不織布と混合してニードルパンチ及び熱ローラ法を用いて密度均一性を向上させ、表面張力の向上及びＳａｇ弛みの改善のために、ポリオレフィン系パウダ又はポリオレフィン系フィルムを適用した補強層を用いることで、屈曲強度、外部衝撃、温度及び湿度変化に強く、環境にやさしいという点で技術的な長所がある。
更に、前記芯材層であるポリプロピレン発泡シートと補強層を互いに異なる温度で予熱する過程を追加し、熱によりラミネートすることによって内装材の皺及び重複現象を低減できるという点で技術的な長所がある。
前述した本発明の目的は、本技術分野において熟練した当業者により、添付の図面を参照して後述する本発明の好適な実施形態により更に明確になる。
従来の天然繊維補強基材構造物の概略的な図である。 本発明に係る軽量性多層複合基材の断面図である。 図２に示す軽量性多層複合基材の概略的な拡大図である。 図２に示す軽量性多層複合基材の概略的な拡大図である。
以下、添付の図面を参照して本発明を説明すれば、以下の通りである。
図２は、本発明に係る軽量性多層複合基材の断面図を示し、図３及び図４は、本発明に係る軽量性多層複合基材の拡大図を示した。
前述したような目的を達成するための本発明の軽量性多層複合基材は、芯材層１００であるポリプロピレン発泡シートと補強層２００とを含む。
一方、前記軽量性多層複合基材の補強層２００は、前記ポリプロピレン発泡シート１００の両面に積層されることによって、密度均一性、高剛性、耐湿性及び形態安定性を向上させることができる。
芯材層１００と補強層２００を積層する方法において、成形金型で直接熱を加えて芯材層１００と補強層２００を結合及び成形する場合、結合のための所要時間が長くかかるため、高温により天然繊維の炭化、合成繊維の収縮、発泡層の過度な厚さの収縮などがもたらされるので、効果的な方法ではない。
従って、本発明では補強層２００を熱ローラを用いて密度を高めた連続型の薄膜シート２０１で製作した後、芯材層１００であるポリプロピレン発泡シートを同時に熱でラミネートして多層複合基材を製造する。前記のような方法により形成する場合、補強層２００の剛性補強効果が更に向上するため、堅固な自動車内装材が得られる。
特に、本発明では単位面積当たりの重量３００ｇ／m2以下の軽量化した補強層２００を製造するための技術的な方法を提示することに特徴がある。補強層２００の重量が低いほど密度偏差及び厚さ偏差が発生するため、複合基材の物性が低下し、これによる成形製品の形態安定性及び耐熱安定性などが低下するという短所が生じる。従って、本発明では密度偏差を最小化して物性を維持させるための方法として天然繊維及び合成繊維をニードルパンチして結合させた後、ポリプロピレンパウダ２０３を塗布し、熱ローラによる圧着を行うことで、屈曲強度などの物性の維持及び加熱時の収縮を防止できるようにした。
また、５ｇ／m2〜３０ｇ／m2の単位面積当たりの重量を有するポリエステル系不織布２０５又はポリオレフィン系フィルム２０４を同時に天然繊維及び合成繊維とニードルパンチ及び熱ローラで結合させることができるため、一般に、融点が２５０℃以上であるポリエステル系不織布２０５の優れた耐熱性を用いてポリプロピレン繊維又は低融点ポリエステル繊維で発生する熱収縮現象を制御する特徴があり、ポリオレフィン系フィルム２０４を用いることで、密度均一性を向上でき、表面張力を高めて水分の影響を最小化し、Ｓａｇ弛みの改善により軽量性多層複合基材の形態安定性及び剛性を更に補強できる。
更に、本発明で補強層２００は天然繊維と合成繊維の混合によってなされているので、天然繊維が吸水性を有し、これによって高温多湿な条件で複合基材の形態安定性に影響を及ぼし得るため、補強層２００に一定量含まれている天然繊維の吸水性を最小化するためには、根本的に水分を遮断できる遮断膜を形成させることがカギとなっており、ポリオレフィン系パウダ２０３やポリオレフィン系フィルム２０４を用いて補強層２００にコーティング面を形成することで、本発明では天然繊維に対する湿気の影響を最小化して前記問題を解決することを特徴とする。
前記補強層２００は、天然繊維と合成繊維を混合してニードルパンチと熱ローラを用いて薄膜シート２０１を製造するが、薄膜シート２０１の厚さが薄いほど完成した軽量性多層複合基材の剛性及び屈曲特性に優れているため、熱ローラ法を用いて密度を高め、厚さ偏差を最小化することが核心である。
まず、前記天然繊維と合成繊維が容易に含浸されるようにするためには、熱ローラの温度及び間隔の調節がカギとなっているため、熱ローラの温度により溶けられる合成繊維を選択することが重要である。
具体的に、本発明の補強層２００の製造段階で補強シート２０２の組成物は、天然繊維と合成繊維を１：９〜９：１重量の割合で混合して形成する。前記天然繊維としては、ケナフ、黄麻、シザル麻、竹、綿などが用いられ、太さは４０μm〜１２０μm、長さは４０ｍｍ〜８０ｍｍであることを用いることができるが、天然繊維の種類や長さ、太さには特に制限がない。また、前記合成繊維は、熱ローラの温度に溶けられる低融点ポリエステル、ＰＥＴ、ポリプロピレン、アクリル、生分解性樹脂繊維の中から選択された１つ或いは２種以上の成分を混合して用い、耐久性と耐水性及び耐腐食性及び優れた強度を有するようにする。
また、ポリオレフィン系パウダ２０３又はポリオレフィン系フィルム２０４を用いてコーティング面を形成し、天然繊維の含浸性を増加させることで、剛性が向上し、耐湿性が強化された補強層２００を製造する。
一方、前記自動車内装材として適用時、補強層２００の一面又は両面には追加で表皮層３００が積層されて用いられるようになる。前記表皮層３００は、ポリオレフィン系不織布又はポリエステル系不織布が用いられ、前記表皮層３００は、溶剤型接着剤やホットメルト型接着剤を使用せず、補強層２００にコーティングされているポリオレフィン系パウダ２０３又はポリオレフィン系フィルム２０４のｔａｃｋｙと熱により溶融接着が可能であるため、作業が簡素化するだけでなく、従来、接着剤を用いることによって発生する悪臭の問題を解決できる。
図３及び図４は、本発明の軽量性多層複合基材の拡大図であって、前記２重の連続相ポリプロピレン発泡シートの芯材層１００と補強層２００及び表皮層３００が積層された状態を示す図である。
前記芯材層１００であるポリプロピレン発泡シートと補強層２００及び表皮層３００は、熱又は接着剤を用いて連続的に積層が可能であるが、本発明に係る前記芯材層１００のポリプロピレン発泡シートと補強層２００は同一系列の素材であるため、発泡シートの上側及び下側に補強層を配置し、熱を加えながら、圧着して積層することが好ましい。
本発明は２層の補強層２００と芯材層１００であるポリプロピレン発泡シートを連続的に熱によりラミネートする方法を用いる。このとき、ラミネートした製品には、皺及び重複現象が発生するようになるが、これを改善するために、本発明は前記製作されたポリプロピレン発泡シート１００と補強層２００を互いに異なる温度で予熱する方法を更に用いて、皺の発生を抑止できる。
また、本発明の軽量性多層複合基材は、屈曲強度（ｋｇｆ／５ｃｍ）（ＡＳＴＭ Ｄ ７９０によって実施され、試験片の大きさは５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さ、Ｓｐａｎ距離は１００ｍｍ、試験速度は５ｍｍ／ｍｉｎ）が、状態条件（２３℃×５０％Ｒ.Ｈ）で横及び縦それぞれ１.７０及び１.５１以上、耐熱条件（８０℃×２４時間放置後の状態条件で１時間安定化させた後に実施）で横及び縦それぞれ１.５及び１.２９以上、そして耐湿条件（５０℃×９０％Ｒ.Ｈで２４時間放置後の状態条件で１時間安定化させた後に実施）で横及び縦それぞれ１.１１及び１.３１以上であり、
５００ｍｍ×２００ｍｍ×厚さの試験片を２００ｍｍ高さの固定台に試験片の一端部を７０ｍｍだけの面積のジグで固定させ、試験片の反対側の端部は３０ｍｍ×４０ｍｍサイズの２９ｇ重量のジグを付着して固定させた後、底面を基準に初期高さ（Ｌ）を測定した後、５０℃×９０％Ｒ.Ｈ条件で７時間放置した後に再び底面を基準に高さ（Ｌ１）を測定した弛み変化率（弛み変化率（％）＝（Ｌ１-Ｌ）／Ｌ×１００であり、Ｌ（ｍｍ）は暴露前の高さであり、Ｌ１（ｍｍ）は暴露後の高さ）が５.５以下で多様な環境条件で優れた屈曲強度を有し、弛みの変化が小さな点で建築内装材や自動車内装材として活用度が高い。
以上での記述と下記の実施形態を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明に係る実施形態は様々な他の形態で変形され得、本発明の範囲が以下で説明する実施形態に限定されるものとして解釈されてはならない。
＜実施形態１＞
６：４の重量比率の天然繊維及び合成繊維を１８０ｇ／m2でカーディング混合、クロスラッピング及びニードルパンチした後、５０ｇ／m2のポリオレフィン系パウダ２０３を塗布し、２１０℃にセットされた熱ローラを用いて薄膜シートを製造した後、芯材層１００であるポリプロピレン発泡シートの両面に薄膜シートを配置した後、熱を加えながら圧着して軽量性多層複合基材を製造した。
＜実施形態２＞
３０ｇ／m2のポリエステル系不織布２０５に、６：４の重量比率の天然繊維及び合成繊維を１５０ｇ／m2でカーディング混合、クロスラッピング及びニードルパンチした後、５０ｇ／m2のポリオレフィン系パウダ２０３を塗布し、２１０℃にセットされた熱ローラを用いて薄膜シート２０１を製造した後、芯材層１００であるポリプロピレン発泡シートの両面に熱を用いて積層して軽量性多層複合基材を製造した。
＜実施形態３＞
１００ｇ／m2のポリオレフィン系フィルム２０４に、６：４の重量比率の天然繊維及び合成繊維を１３０ｇ／m2でカーディング混合、クロスラッピング及びニードルパンチした後、２２０℃にセットされた熱ローラを用いて薄膜シート２０１を製造した後、芯材層１００であるポリプロピレン発泡シートの両面に熱を用いて積層して軽量性多層複合基材を製造した。
＜比較例１＞
ポリエステル系不織布２０５又はポリオレフィン系フィルム２０４やポリオレフィン系パウダ２０３を用いないこと以外には、実施形態１〜３と同様、芯材層１００であるポリプロピレン発泡シートの両面に熱を用いて補強シートを積層した。
表１は、実施形態１〜３及び比較例１によって製造された試験片を状態条件、耐熱条件及び耐湿条件で屈曲強度を測定し、耐湿条件でＳａｇ弛み変化率を測定して示した。
実施形態１〜３及び比較例１を比較すると、本発明に係る軽量性多層複合基材が状態条件、耐熱条件及び耐湿条件で屈曲強度が増加し、剛性と耐湿特性が改善されることが分かった。また、ポリオレフィン系パウダ２０３又はポリオレフィン系フィルム２０４の適用により天然繊維に対するコーティング効果及び表面張力が高くなり、耐湿特性が向上してＳａｇ弛み試験で耐湿試験後、弛み量が顕著に改善された。
屈曲強度試験はＡＳＴＭ Ｄ ７９０に基づいて行い、試験片の大きさは５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さであり、Ｓｐａｎ距離は１００ｍｍであり、試験速度は５ｍｍ／ｍｉｎで行った。状態条件は２３℃×５０％Ｒ.Ｈで試験し、耐熱条件は８０℃×２４時間放置した後の状態条件で１時間安定化させた後に実施し、耐湿条件は５０℃×９０％Ｒ.Ｈで２４時間放置した後の状態条件で１時間安定化させた後に実施した。
Ｓａｇ弛み試験は５００ｍｍ×２００ｍｍ×厚さの試験片を２００ｍｍ高さの固定台に試験片の一端部を７０ｍｍだけの面積のジグで固定させ、試験片の反対側の端部は３０ｍｍ×４０ｍｍサイズの２９ｇ重量のジグを付着して固定させた後、底面を基準に初期高さ（Ｌ）を測定した後、５０℃×９０％Ｒ.Ｈ条件で７時間放置した後に再び底面を基準に高さ（Ｌ１）を測定して弛み変化率を求める。ここで、弛み変化率（％）＝（Ｌ１-Ｌ）／Ｌ×１００であり、Ｌ（ｍｍ）は暴露前の高さであり、Ｌ１（ｍｍ）は暴露後の高さである。
Figure 2015107647
１００ 芯材層
２００ 補強層
２０１ 薄膜シート
２０２ 補強シート
２０３ ポリオレフィン系パウダ
２０４ ポリオレフィン系フィルム
３００ 表皮層

Claims (17)

  1. 発泡シートからなる芯材層１００と、その両面に積層された補強層２００を含む軽量性多層複合基材の製造方法であって、
    i）発泡シート１００を準備する段階と、
    ii）天然繊維と合成繊維をカーディングにより混合した後、クロスラッピングし、ニードルパンチによって結束して低密度補強シートを形成し、前記低密度補強シートにポリオレフィン系パウダを１０ｇ／m2〜１００ｇ／m2塗布した後、１５０〜２３０℃の熱ローラで前記低密度補強シートを圧着することで、補強層２００を製造する補強層２００の製造段階と、
    iii）前記発泡シート１００及び前記補強層２００を熱を用いて積層して多層複合基材を得る段階と、
    を含むことを特徴とする軽量性多層複合基材の製造方法。
  2. 前記低密度補強シートは、厚さが４.０ｍｍ〜６.０ｍｍであり、単位面積当たりの重量が５０ｇ／m2〜４５０ｇ／m2であり、
    前記補強層２００は、厚さが０.５ｍｍ〜１ｍｍであり、単位面積当たりの重量が１５０ｇ／m2〜４５０ｇ／m2であることを特徴とする請求項１に記載の軽量性多層複合基材の製造方法。
  3. 前記補強層２００は、厚さが０.７ｍｍ〜０.８ｍｍであり、単位面積当たりの重量が１５０ｇ／m2〜３００ｇ／m2であることを特徴とする請求項２に記載の軽量性多層複合基材の製造方法。
  4. 前記天然繊維は、植物性繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載の軽量性多層複合基材の製造方法.
  5. 前記植物性繊維は、黄麻、ケナフ（ｋｅｎａｆ）、シザル麻、亜麻又は竹のうちの何れか１つを含むことを特徴とする請求項４に記載の軽量性多層複合基材の製造方法。
  6. 前記合成繊維は、低融点ポリエステル繊維、ＰＥＴ繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維又は生分解性樹脂繊維の中から選択された１つ或いはそれ以上の成分を混合したことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の軽量性多層複合基材の製造方法。
  7. 前記発泡シート１００はポリプロピレン系であり、発泡倍率は３倍〜４０倍であり、１ｍｍ〜１５ｍｍの厚さを形成し、ロール状で巻き取れる連続相のシート型発泡体であるを特徴とする請求項１又は２に記載の軽量性多層複合基材の製造方法。
  8. 発泡シート１００からなる芯材層と、その両面に積層された補強層２００を含む軽量性多層複合基材の製造方法であって、
    i）発泡シート１００を準備する段階と、
    ii）天然繊維と合成繊維をカーディングにより混合した後、ポリエステル系不織布上に前記天然繊維と合成繊維をクロスラッピングし、ニードルパンチによって結束して低密度補強シートを形成し、前記低密度補強シートのポリエステル系不織布面に１０ｇ／m2〜１００ｇ／m2のポリオレフィン系パウダを塗布した後、１５０〜２３０℃の熱ローラで圧着することで、補強層２００を製造する段階と、
    iii）前記発泡シート１００と前記補強層２００を熱を用いて積層して多層複合基材を得る段階と、
    を含むことを特徴とする軽量性多層複合基材の製造方法。
  9. 前記ポリエステル系不織布２０５は、単位面積当たりの重量が５ｇ／m2〜３０ｇ／m2であり、
    前記補強層２００は、厚さが０.５ｍｍ〜１ｍｍであり、単位面積当たりの重量が１５０ｇ／m2〜４５０ｇ／m2であることを特徴とする請求項８に記載の軽量性多層複合基材の製造方法。
  10. 前記補強層２００は、厚さが０.７ｍｍ〜０.８ｍｍであり、単位面積当たりの重量が１５０ｇ／m2〜３００ｇ／m2であることを特徴とする請求項９に記載の軽量性多層複合基材の製造方法。
  11. 前記発泡シート１００はポリプロピレン系であり、発泡倍率は３倍〜４０倍であり、１ｍｍ〜１５ｍｍの厚さを形成し、ロール状で巻き取れる連続相のシート型発泡体であることを特徴とする請求項８〜１０の何れか一項に記載の軽量性多層複合基材の製造方法。
  12. 発泡シート１００からなる芯材層１００と、その両面に積層された補強層２００を含む軽量性多層複合基材の製造方法であって、
    i）発泡シート１００を準備する段階と、
    ii）天然繊維と合成繊維をカーディングにより混合した後、クロスラッピングし、ニードルパンチによって結束して低密度補強シートを形成し、ニードルパンチ前又は後にポリオレフィン系フィルムを前記低密度補強シートに結合し、１５０〜２３０℃の熱ローラで前記低密度補強シートを圧着することで、補強層２００を製造する補強層２００の製造段階と、
    iii）前記発泡シート１００と前記補強層２００を熱を用いて積層して多層複合基材を得る段階と、
    を含むことを特徴とする軽量性多層複合基材の製造方法。
  13. 前記ポリオレフィン系フィルム２０４は、単位面積当たりの重量が５０／m2〜１３０ｇ／m2であり、
    前記補強層２００は、厚さが０.５ｍｍ〜１ｍｍであり、単位面積当たりの重量が１５０ｇ／m2〜４５０ｇ／m2であることを特徴とする請求項１２に記載の軽量性多層複合基材の製造方法。
  14. 前記補強層２００は、厚さが０.７ｍｍ〜０.８ｍｍであり、単位面積当たりの重量が１５０ｇ／m2〜３００ｇ／m2であることを特徴とする請求項１３に記載の軽量性多層複合基材の製造方法。
  15. 前記発泡シート１００はポリプロピレン系であり、発泡倍率は３倍〜４０倍であり、１ｍｍ〜１５ｍｍの厚さを形成し、ロール状で巻き取れる連続相のシート型発泡体であることを特徴とする請求項１２〜１４の何れか一項に記載の軽量性多層複合基材の製造方法。
  16. 請求項１〜５、８〜１０及び１２〜１４の何れか一項により製造され、
    屈曲強度（ｋｇｆ／５ｃｍ）（ＡＳＴＭ Ｄ ７９０によって実施され、試験片の大きさは５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さ、Ｓｐａｎ距離は１００ｍｍ、試験速度は５ｍｍ／ｍｉｎ）が、状態条件（２３℃×５０％Ｒ.Ｈ）で横及び縦それぞれ１.７０以上及び１.５１以上、耐熱条件（８０℃×２４時間放置後の状態条件で１時間安定化させた後に実施）で横及び縦それぞれ１.５以上及び１.２９以上、そして耐湿条件（５０℃×９０％Ｒ.Ｈで２４時間放置後の状態条件で１時間安定化させた後に実施）で横及び縦それぞれ１.１１以上及び１.３１以上であり、
    ５００ｍｍ×２００ｍｍ×厚さの試験片を２００ｍｍ高さの固定台に試験片の一端部を７０ｍｍだけの面積のジグで固定させ、試験片の反対側の端部は３０ｍｍ×４０ｍｍサイズの２９ｇ重量のジグを付着して固定させた後、底面を基準に初期高さ（Ｌ）を測定した後、５０℃×９０％Ｒ.Ｈ条件で７時間放置した後に再び底面を基準に高さ（Ｌ１）を測定した弛み変化率（弛み変化率（％）＝（Ｌ１-Ｌ）／Ｌ×１００であり、Ｌ（ｍｍ）は暴露前の高さであり、Ｌ１（ｍｍ）は暴露後の高さ）が５.５以下であることを特徴とする軽量性多層複合基材。
  17. 請求項１６に記載の軽量性多層複合基材を含むことを特徴とする自動車内装材。
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