JPS63120151A - 繊維質軽量成形体の製造方法 - 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、軽量、高強度で耐熱性、賦型性、吸音性に富
んだ成形体、特に自動車用天井材として有用な繊維シー
トに関する。

（従来の技術） 自動車の内装材のひとつである成形天井にはダンボール
や各種樹脂発泡体などが使用されている。ダンボールは
軽量で安価ではあるが、成形手段が圧縮という操作のみ
であるため、賦形性が悪く微妙な形状を付与することが
できない。

さらＫ、吸湿性を有するため形状維持性が悪いという欠
点がある。そのため、樹脂発泡体が広く利用されている
。例えば特開昭５８−７１１５４′８および特公昭５８
−２８１１号公報には、変性ポリスチレン発泡体を用い
た成形天井の開示がある。このような成形体は、樹脂を
発泡させて所望の形状にｒ７ｊｔ杉して得られるため賦
形性に優れ、得られる成形体は比較的強度が高く軽量で
あり、断熱性、耐熱性などに優れる。しかし、熱可塑性
樹脂が用いらｈるため、高温での寸法安定性および高温
での強度に劣る。さらＫ。

断熱効果を得るために独立気泡の発泡体を用いるため表
面で音の反射が起こシ、充分な吸音効果が得られない。

このような成形天井の強度を向上させるためＫＷ強材を
積層したり、吸音効果を得るために吸音材を積層もしく
は基材に貫通孔を設けることが行われている（特開昭５
５−１１９４７号、特開昭５３−１４０７４号および特
公昭５７−６０９４４号公報）が、製造工程が複雑にな
りコスト高となる。成形天井自身の重量も増すため自動
車の走行燃費が落ちるという欠点もある。

（発明が解決しようとする問題点ン 木発明は上記従来の欠点を解消するものであり、その目
的とするところは、軽量、高強度で賦形性、耐熱性、断
熱性および吸音性に優れ。

且つ高温上於ける強度および寸法安定性に優れた自動車
の成形天材に適した成形体を提供するととくよる。

（問題点を解決するための手段） 本発明の繊維質軽量成形体の製造方法は、無根繊維と有
機繊維を含有する不織布基材中に分解型発泡剤を含んだ
熱可塑性樹脂粒子を均一に分散させ、該基材を前記有機
ｍ維の融点又は前記熱可塑性樹脂粒子の融点のいずれか
高い方の温度以上に加熱し、前記有機繊維を滴状の溶融
物となし、又前記熱可塑性樹脂粒子を発泡させてその押
圧力によシ前記滴状の溶融物を前記無機繊維同士の交点
方向へ移動させると共に発泡後は溶融物となして前記無
機繊維間に介在させ、しかる後にこの基材を加圧成形し
て骨格となる無機繊維同士をその交叉点及び隣接点釦お
いて接着せしめるものであり、そのことによシ上記目的
が達成される。

本発明に使用される無機繊維の素材としては例えば、ガ
ラス繊維、ロッククール等が挙げられる。

本発明に使用さｈる有機繊維の素材としては、例、ｔは
ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、
ポリエステル類、ポリアミド類。

ポリスチレン等が挙げらｈる。これらの素材の２種以上
からなる複合繊維１例えば相対的に高融点の樹脂を低融
点の樹脂で被覆した繊維も利用される。このような複合
繊維としては、ポリプロピレンをポリエチレンで被覆し
た繊維、高融点のポリエステルを低融点のポリエステル
で被覆した繊維などが挙げられる。

これらの繊維としてはいずれもその直径２〜５０声ｍ、
長さが５〜２００５ｍ’の短繊維が用いられる。ａ緯経
及び長さが上記範囲を下まわると成形体の強度が不充分
であシ、上記範囲を上まわると成形時の賦形性が悪い。

本発明の繊維質軽量成形体に用いられる不織布基材は、
上記無機繊維および有機繊維をそのＭＮ比で３０：１〜
１：５の割合で含有するのが好ましい。無機繊維の量が
過剰であり有機繊維が過少であると不織布状に成形する
のが困難であシ、かつ加熱・加圧下で成形体を調製する
際に有機繊維に由来する後述のバインダー効果が得られ
にくくなる。逆に、有機繊維が過剰であると得られる成
形体の強度は向上するが、無機繊維が過少であるため成
形体の空隙率が低下する。そのため、吸音性能が低下す
る。

本発明の成形体の不織布基材は、上記無機繊維と有機＠
維とを用い、通常の不織布の製造法によりｍ製される。

例えば、まずヤーンチョップ、ロービングチコツプなど
の形状で市販されるガラス繊維を開繊する。有機繊維も
同様に開繊維同士を充分に混合した徒、圧縮成形して不
織布を得る。カードマシンなどを用いてもよい。

このような不織布の空隙率は９２〜９９．５５１１５で
ある。９２％を下まわると後述の加熱・成形工程におい
て後述する発泡性樹脂粒子が発泡し。

ても充分に溶融樹脂が繊維間に入り込むことができず、
その結果、繊維同士を強固に融菅するバインダーの効果
が充分に得られない。つまり、得られる成形体の強度を
不充分となる。空隙率が高すぎると不織布としての形状
を維持するのが困難となシ、得られる成形品の強度も低
下する。不織布の厚みは目的とする成形体の厚みや密度
により異なるが、通常１０〜Ｚｏｏｍ好ましくは１０〜
６０ｍである。１０ｍを下まわると成形天井全体として
の強度が不充分であり、１００Ｍを越えると後述の加熱
時に中心部分まで熱が伝わりにくくなるため大熱量を必
要とする。

上記不織布基材中に均一に分散される発泡性樹脂粒子は
、分解型発泡剤を混練した熱可塑性樹脂粒子であり、該
分解型発泡剤の分解温度及び該熱可塑性樹脂の融点のい
ずれか高い方の温度以上に加熱すると発泡、溶融する性
質を有する。

使用される熱可塑性樹脂は、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、ポリ塩化ビニー
ル、ポリスチレン、アクリロニトリルーズタジエンース
チレンｐｍ合体等が挙げられる。

分解型発泡剤としては、無機系分解型発泡剤の重炭配モ
トリクム炭酸アンモニクム、亜硝酸アンモニクム、アジ
ド化合物、また有機系分解型発泡剤のアゾ化合物、ニト
ロソ化合物、スルホニルヒドラジド化合物等が挙げられ
る。

発泡性樹脂粒子は、下記の方法等を用いて作られる。

即ち、上記熱可塑性樹脂に、混線ロールあるいは混練押
出機等を用いて、該熱可塑性樹脂の軟化温度以上、混練
する分解型発泡剤の分解温度以下で、分解型発泡剤を混
練し、この混線物を冷凍粉砕等の手段によって粒子化す
る。

この様にして得られる発泡性樹脂粒子は０．００５〜Ｌ
Ｏｍの範囲が好ましく、粒子径がＬＯ鱈以上となると基
材である不織布基材中に均一に分散することが困難であ
り、０．００５　ｙ以下になると、加熱して発泡層溶融
し無機繊維の７（インダーとしての役目をなす場合に効
果が薄れ充分な強度が期待できなくなる。

発泡性樹脂粒子の発泡率は１０倍以上、好ましくは２０
倍以上である。１０倍を下まわると００述の基材の加熱
・成形時に基材の繊維同士を接着するバインダーとして
の働きが不充分であり、そのために得られる成形体の強
度が低下する。発泡性樹脂粒子の発泡率の上限は特に制
限されないが、このような発泡性樹脂粒子の製造可能な
発泡率の上限は約８０倍である。発泡性樹脂粒子の発泡
率が１０倍以上となるようにポリマーの素材、粒径、発
泡剤の種類１発泡剤の含浸量などを適宜選択する。

このような発泡性樹脂粒子は、使用されを繊維〔無機繊
維および必要に応じて有機繊維を含む〕全体の２０〜１
２０重景％の割合で基材中に含有される。過少であると
得られる成形体の強度が不充分であり、過剰であると基
材ンートの調製が困雅となる。

この様にして得られる不織布基材は、適当な大きさに切
断され、加熱した後、所望する形状の凸凹を有する一対
の金型で加圧成形される。

この時の加熱温度は発泡性樹脂粒子中に混練された分解
型発泡剤の分解温度、発泡性樹脂粒子に使用される樹脂
の融点、あるいは不織布基材中に混練されている有機繊
維の融点のうちの一番高い温度以上である必要がある。

また圧縮成形する時の金型の温度は発泡性樹脂粒子に使
用される樹脂の融点および不織布基材中に混線さｈてい
る有機繊維の融点以下であればよいが、通常、常温８０
℃以上程度である。

圧縮力は通常０．２〜５０Ｋｇ／ｃｔＩであシ、圧縮時
１ｆｆｌＦｉ１０〜６００秒である。この様にして、も
との基材の厚みのα０５〜α７倍の範囲に圧線された成
形体が得られる。（成形体の厚みは１〜２０ｍとなる。

） 例えば、自動車用天井材において、特に強度が必要とさ
れる周辺部ではもとの厚みの０．０５〜１３倍に、強度
は周辺部はど必要としないが吸音性やａ？Ｒ性を必要と
する中央部にもとの厚みの１１．２〜α７倍に圧縮され
る。このような成形体の周辺部の厚みは約１〜３鰭、中
央部は４〜１０ｍである。α７倍以上の厚みに（低密度
）に成形されると発泡性樹脂粒子の発泡・固化による繊
維間の接着が充分に得られないため、成形体の強度が不
充分となる。逆にα０５倍以下であっても特に問題はな
ｈが、圧縮に大きな力を必要とするため無駄である。上
記中央部の空隙率は約５０％以上となり、このような成
形体は吸音性に優れる。

このような方法で得られた自動車天井用の成形体表面に
は、織布、不織布、プラスチックシートなどからなる内
装用化粧材が接着される。

基材と内装用化粧材とを積層し、これを加熱し一体的に
成形してもよい。

以上の様に、本発明の繊維シート成形体は、無機繊維と
有機繊維を含有する不織布基材中に発泡性樹脂粒子が均
一分散されたものを加熱、加圧して得られる。

基材中の有機繊維Ｆｉ加熱・工程で滴状の溶融物となる
。一方基材中に含有される発泡性樹脂粒子の熱可塑性樹
脂は、加熱工程で軟化発泡し、後に溶解する。即ち発泡
性樹脂粒子中に含有された分解型発泡剤が分解し、ガス
を発生する。

このために加熱によシ発泡性楕脂粒子が、基材繊維中に
充分に均一に混練さｈている状態で発泡を起こすことに
なり、有機繊維の溶融した滴状の溶融物を無機繊維同士
の交点方向く移動させる。

また発泡性樹脂粒子の熱可塑性樹脂の融点よりも高い温
度で加熱しているため、発泡性樹脂粒子発泡時基材繊維
間に充分に浸透し、その後溶解し滴状物となる。

この様な状態になった素材を、金型で圧縮する事で骨格
となる無機繊維同士をその交叉点及び隣接点において、
有機繊維に由来する滴状の溶融物及び発泡性樹脂粒子に
由来する溶融樹脂により強固に接着する。このように、
繊維同士が樹脂により固定さｈた状態にあるため、強度
および形状繊維性に優れる。無機繊維が使用さｈている
ため、その熱安定性は従来の熱可塑性樹脂発泡体に比べ
てはるかに高い。

から得られるため軽量である。成形体の密度はその部分
により異なるが、例えば自動車天井の周辺部は充分ＫＥ
Ｅ縮して成形されているため高密度であり、中央部は圧
縮度が小さいため低密度である。高密度部分は特に高強
度であり、低優れた性質を有するため、従来必要とされ
た補強材、吸音材などが不要となる。そのため、自動車
天井製造のための工程が簡略化され、天井自体の重量も
軽量化される。

次に本発明を参照して説明する。

第１図に示す様に、繊維供給容器１に収納された解繊繊
維１１が１！′ｒ足量づつベルトコンベアー１２上に供
給される。

この繊＃ａはカードマシン２に供給され、充分に混綿さ
れる。

この混綿段階で発泡性樹脂粒子供給器３に収納された発
泡性樹脂粒子３１が所定量づつ供給され、均一に分散さ
れた不織布１２０に形成され、巻き取り機４によって巻
き取られる。

次に第１図の様にして得られた基材を第２図に示す様に
、巻き物を所望サイズに切断し、切断された不織布１２
と内装化粧材１３を積層した積層体１０はベルトコンベ
アー５１によって加熱炉５に導かれ、ここで加熱された
８を層体１０は、次に成形用金型６に於いて圧縮成形さ
れ成形体１００が得られる。

（実施例〕 以下に本発明を実施例により説明する。

〈実施例１〉 囚　成形体の製造 繊　　　維　ガラス繊維　直径１５７ｍｍ、８１　Ｍ　
５０〜２００　ｍ ・・・・・・９５重量部 ポリプロピレン繊維　直径１６声ｍ ・・・・・・・・５重量部 内装化粧材　　ポリエステル製不織布　厚さ１５ｍ上記
無機繊維（ガラス繊ｍ）、有機繊維（ポリエステル製繊
維）および発泡性樹脂粒子を用い、第１図に示す装置に
より幅１３００ｕで長さが３０ｍのロール状不織布を調
製した。この不織布の厚みおよび空隙率を第１表に示す
。この不織布を＠１１５０　ｔｘ　、　ｆｊ＜さ１４０
０ｔｍに切断し、これに同サイズの上記内装用化粧材を
［４して、周囲をクランプでピンチした。この８！層体
を第２図に示すように、１８０℃の熱風加熱炉で３分間
加熱した後、速やかに温度３０℃の金型な用い、圧縮力
ＩＫｆ／ｌｘｔの力で１分間圧ｍ成形した。この金型は
、最小肉厚部が’１．９　ｔａｒ、最大肉厚部が８．０
頭に設計されており、得られた成形体ははｔミこの金型
の形状に対応していた。

ＦＢ＋　　成形体の性能評価：ＣＡｔ項で得られた成形
体を９５℃の熱風オープン中で４　ｂｒｓ保持した後、
成形体のもとの厚みが１９ｍの部分ともとの厚みが８鱈
の部分についての厚みを測定し、変化率（％）を算出し
た。別に、囚項で得られた成形体から厚さ８ｆｉ、幅３
０回、長さ１５０ｆｉの試料片を切り取シ、曲げ強度の
評価を行なった。まず、上記試料片を１００四の間隔を
もって配設された一対の支持体上に載置する。次いで、
この試料片中央部［５０鱈／分のスピードで力を加えて
ゆく。そして、試料片が屈曲するときの重量を測定した
。さらに、ｔＡｔ項で得らｈた成彩体から厚さ８ｆｉ、
幅５００鵡、長さ５００四の試料片を切り取シ、垂直入
射吸音率法により１０００　Ｈｚにおける吸音率を測定
した。それぞれの結果を下表に示す。第１麦の曲げ強さ
の項において。

０Ｅ１１は１０々／ｄ以上を、△は９．９〜６即／ｄを
、そしてｘ＃′ｊ：５．９Ｋｇ／ｃｉ以下を示す。

実施例２〜５および比較例１〜６の結果を併せて第１表
に示す。

〈実施例２〉 不織布基材の厚みを５０ｍにした以外Ｆｉ実施例１と同
様である。

く実施例３〉 発泡性樹脂粒子の繊維に対する割合を１２０％にした以
外は実施例１と同様である。

〈実施例４〉 発泡性樹脂粒子の繊維に対する割合を２５９６にした以
外は実施例１と同様である。

〈実施例５〉 ガラス繊維とポリプロピレン繊維の重量比を１０：１に
した以外実施例１と同様である。

く比較例１〉 発泡性樹脂粒子を混合しなかった以外実施例１と同様で
ある。

（以下余白） 手続ネ市正書（方式） 昭和６２年　２月　３日 １、事件の表示 昭和６１年　特許願第２６４６５６号 ２、発明の名称 繊維質軽量成形体の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 郵便番号　５３０ 住　　所　大阪市北区西天満二丁目４番４号特許部　　
　　置　　（０６）　３６５−４３６１特許部東京駐在
置　　（０３）　４３４−９１５１５、補正の対象 １）明細書の図面の簡単な説明の欄。

６、補正の内容 ｆｉｌ明細書第１８頁と第１９頁第１行の間に、次の文
章を挿入する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の工程を順次説明する側面
図である。 １・・・繊維供給容器、２・・・カードマシン、３・・
・樹脂粒子供給容器、４・・・巻取り機、５・・・加熱
炉、６・・・成形用金型、１０・・・積層体、１１・・
・繊維、１２・・・コンヘアー、３１・・・樹脂粒子、
１２０・・・基材、１００・・・成形体。」 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．　無機繊維と有機繊維を含有する不織布基材中に分
   解型発泡剤を含んだ熱可塑性樹脂粒子を均一に分散させ
   、該基材を前記有機繊維の融点又は前記熱可塑性樹脂粒
   子の融点のいずれか高い方の温度以上に加熱し、前記有
   機繊維を滴状の溶融物となし、又前記熱可塑性樹脂粒子
   を発泡させてその押圧力により前記滴状の溶融物を前記
   無機繊維同士の交点方向へ移動させると共に発泡後は溶
   融物となして前記無機繊維間に介在させ、しかる後にこ
   の基材を加圧成形して骨格となる無機繊維同士をその交
   叉点及び隣接点において接着せしめることを特徴とする
   繊維質軽量成形体の製造方法。
2. ２．　前記不織布基材の無機繊維と有機繊維との重量比
   が３０：１〜１：５である特許請求の範囲第１項記載の
   繊維質軽量成形体の製造方法。
3. ３．　前記無機繊維がガラス繊維である特許請求の範囲
   第１項記載の繊維質軽量成形体の製造方法。