JPH0449455B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、深絞り成形加工に適した低比重の成
形用マツト及びその製造法に関する。

従来の技術 従来、深絞り成形加工に適した成形用マツト及
びその製造方法は知られている。

例えば、特公昭55−40423号においては、木質
繊維、該木質繊維よりも引張り強度の強い合成パ
ルプ繊維、さらに所望ならば繊維長の長い天然繊
維を混合し、これに熱硬化性樹脂を添加し、湿式
混合した後、抄造脱水して低比重の軟質繊維板を
得る方法が開示されている。

特開昭59−120440号には、蒸煮解繊した後、水
蒸気を分離しただけの未乾燥の木質繊維に、引張
り強度の大きい長繊維と粉末状熱硬化性合成樹脂
及び粉末状又は繊維状の熱可塑性合成樹脂を添加
混合し、得られた混合物を製綿装置でマツト状と
した後、該マツトを熱可塑性合成樹脂の融点以上
で熱可塑性樹脂の硬化温度に達しない温度範囲で
加熱乾燥しつゝ圧綿する成形用木質繊維マツトの
製造方法が開示されている。

従来技術の問題点 上述の湿式抄造方法では、抄造脱水時に樹脂が
流出するので、必要な量の樹脂をマツト内に定着
させるためには、過剰量の樹脂を添加しなければ
ならない。また、抄造後の乾燥のために熱エネル
ギーと時間とが浪費される。また湿式抄造である
が故に繊維間の絡合性が大であり、深絞り成形の
際に亀裂が生じ易い傾向がある。

上述の後者の方法は乾式法に近いが、蒸煮解繊
した木質繊維を乾燥せずに用いるために40〜50％
の含水率を有し、木質繊維と長繊維との混合の際
に、繊維が絡み易く、繊維ダマが生ずる傾向を有
し、均質なマツトが得られない。またマツトの乾
燥のために長時間を要し、高含水率のまゝ成形加
熱圧締を行なうと、含有水分の急激な蒸発による
バンクが発生する。また、粉末状の樹脂を用いる
ために、繊維への樹脂の付着及び分散が悪く、均
一品質のマツトを得ることが困難である。殊に、
樹脂配合量が少ない場合には、樹脂の均一な分散
が困難である。

従つて、本発明は、上述の諸欠点を解消した成
形用マツトの製造方法を提供することを目的とし
ている。

本件出願人は、上述の問題点を解決した成形用
マツトの製造方法に関して、先に２件の特許出願
をした。

第１の出願（特願昭60−22054号）には、木質
繊維と、該木質繊維よりも引張強度が強く繊維長
の長い天然繊維、反毛より成る乾燥した繊維材料
と、液状あるいは繊維状の熱可塑性樹脂と、該熱
可塑性樹脂の融点より高い硬化温度を有する熱硬
化性樹脂とより成る樹脂材料とを均一に混合し、
得られた混合物をフオーミング装置によりマツト
状とし、得られたマツトを上記熱可塑性樹脂の融
点以上で、しかも上記熱硬化性樹脂の硬化温度以
下の温度範囲内で加熱加圧した後、冷却して上記
繊維材料を熱可塑性樹脂によつて融着させて比重
0.01〜0.5の成形用マツトとする方法が開示され
ている。

上記第２の出願（特願昭60−22055号）には、
上記第１の出願の方法におけるフオーミング工程
において形成されるマツト状物の表裏にシート状
物を積層することを除いては、上記第１の出願と
同様の成形用マツトの製造方法が開示されてい
る。

これらの方法は、従来技術における上述の欠点
を解決しているが、上述の第１の出願の方法によ
る製品は、第２の出願の方法による製品に比して
深絞り成形の際に繊維が幾分か切れ易く、従つて
深い絞り成形に限界があり、また深絞り成形品の
表面が平滑に仕上がり難い傾向がある。また、成
形用マツトの保形強度も第２の出願の方法による
製品より幾分劣り、取扱い易さの点でも幾分か劣
つている。また上述の第２の出願の方法ではシー
ト状物をマツトの表裏両面に積層していた。しか
し乍ら、本件出願人の更なる研究によつて、ネツ
ト状物を使用するときは、必ずしもマツトの表裏
両面にネツト状物を積層する必要がないことが判
つた。即ち、ネツト状物は繊維材料層の表裏の何
れか一面に積層しても良く、また２層以上の繊維
材料の層間に積層しても良い。更に、ネツト状物
を用いるときは、繊維材料は木質繊維のみを用い
ても深絞り成形の際の加工性が良いことが判つ
た。これは、薄葉紙、和紙等のシート状物より
も、ネツト状物の方が繊維材料との付着が良好で
あり、従つて深絞りの際にネツト状物の変形に繊
維材料が良く追随するためと思われる。

問題点の解決手段 本発明による成形マツトにおいては、少なくと
も木質繊維を含む繊維材料と、少なくとも熱硬化
性樹脂を含む樹脂材料とより成る少なくとも一層
の繊維材料層と、ネツト状物の少なくとも一層と
の積層体が、上記樹脂材料によつて融着されてい
る。積層体は、単一の繊維材料層の表裏の何れか
に、ネツト状物の単一の層が形成されていても良
く、複数の繊維材料層の間及び／又は表裏の何れ
か一方又は両方にネツト状物の一層以上が積層さ
れていても良く、或るいはその逆であつても良
い。

本発明による成形マツトの製造法においては、
少なくとも木質繊維を含む繊維材料と、少なくと
も熱硬化性樹脂を含む樹脂材料とを均一に混合
し、得られた混合物をフオーミングして少なくと
も一層の繊維材料層を形成し、上記フオーミング
工程において、少なくとも一枚のネツト状物を上
記繊維材料層の少なくとも表裏何れかの面、又は
複数の繊維材料層間及び／又は少なくとも表裏何
れか一方の面に積層させ、得られた積層体を、熱
硬化性樹脂の硬化反応開始温度よりも低い温度
で、上記樹脂材料の少なくとも一部が可塑性を呈
する温度以上の温度で加熱し、加圧した後、冷却
して上記繊維材料とネット状物とを融着せしめて
いる。

繊維材料としては、木質繊維のみであつても良
く、或るいは、これに麻、しゆろ、やし等の比較
的剛性があり、木質繊維に比して引張強度が強
く、また繊維長の長い天然の繊維及び反毛などの
比較的柔軟性があり、木質繊維に比して引張強度
が強く、また繊維長の長い天然、合成の繊維の何
れか一方又は両方を混合したものであつても良
い。

樹脂材料としては、熱硬化性樹脂のみであつて
も良く、或るいはこれに該樹脂の硬化温度よりも
低い融点を有する熱可塑性樹脂とを用いても良
い。

ネツト状物としては、成形用マツトの用途、上
述の積層状態に応じて様々な材質のものが用いら
れ得る。

実施例の説明 本発明において用いられる繊維材料は、フアイ
バボード原料として一般に用いられる木質繊維の
みであつても良い。木質繊維は、例えば針葉樹、
広葉樹などの木材チツプを常法により２〜15mm程
度の繊維に解繊し、これを含水率８％前後に乾燥
する。

或るいは、上述の木質繊維に加えて、それより
も引張り強度が強い長繊維を混合して用いても良
い。例えば比較的剛性のある麻、しゆろ、やし等
の天然繊維、及び反毛なの比較的柔軟な繊維の何
れか一方または両方を混合して用いても良い。こ
れらの長繊維は20〜80mm程度のものが良い。剛性
の高い長繊維は、骨材的機能を果し、また柔軟な
長繊維は、繊維間の絡み付きを良好にして曲げや
引張りに対する強度を与え、両者は相補なつてマ
ツトの保形強度を高める。

上述の如き繊維材料に樹脂材料が均一に混合さ
れる。樹脂材料としては、尿素樹脂、メラミン樹
脂、フエノール樹脂等の熱硬化性樹脂が必須であ
る。これらの樹脂は、液状、粉末状、繊維状の何
れであつても良い。しかし乍ら粉末状の熱硬化性
樹脂を用いるときは、液状の熱可塑性樹脂と共に
用いるのが良い。

或るいは、上述の如き熱硬化性樹脂と、その硬
化温度よりも低い融点を有する熱可塑性樹脂とを
混合しても良い。熱可塑性樹脂としては、酢酸ビ
ニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ラテツクス等がある。

これらの樹脂材料は、木材チツプの解繊時に添
加しても良く、あるいは繊維材料に混合装置を用
いて添加しても良い。熱硬化性樹脂を単用する場
合には、繊維材料に対して３〜30wt％程度が望
ましい。3wt％以下では、成形品自体の強度が低
くなり、30wt％以上では品質的には問題はない
がコスト高となる。熱可塑性樹脂の添加量は、繊
維材料に対して、0.5〜10wt％程度が望ましく、
この場合の熱硬化性樹脂の添加量は単用の場合と
同程度で良い。熱可塑性樹脂が0.5wt％の下限値
は臨界的ではないが、熱可塑性樹脂のみの溶融に
よる融着が不十分となり、熱硬化性樹脂による融
着力をも利用する必要を生じ混用の意味が希薄と
なる。また10wt％以上添加すると、加熱加圧時
または製品の深絞り成形時に、熱盤や金型に付着
し易くなり（離型性が悪い）、生産性、品質の低
下を招く。

斯くて得られた混合物は、フオーミング装置に
よりマツト状にフオーミングされる。

この際、繊維材料の層とネツト状物の層を夫々
幾層とするかによつて、手順が変更される。夫々
の層が単一であるときは、予じめネツト状物２を
給送し、その上に繊維材料層１を形成するか（第
１図ａ参照）、或るいはその逆であつて良く（第
１図ｄ参照）、単一の繊維材料層１の両面に２層
のネツト状物２を積層する場合には（第１図ｃ参
照）、予じめネツト状物２を給送し、その上に繊
維材料層１を形成し、しかる後再びネツト状物２
をその上に載置する。２層の繊維材料層１の間に
ネツト状物２の一層を積層する場合には（第１図
ｂ参照）、第１の繊維材料層１を形成した後、そ
の上にネツト状物２を載置し、その上に更に第２
の繊維材料層１を形成すれば良い。繊維材料層１
とネツト層２とを夫々複数層とするときは、説明
するまでもなく、上述の組合わせによつて可能で
ある（第１図ｅ，ｆ参照）。

こゝで使用されるネツト状物は、３Kg／cm²程度
以上の引張強度を有するのが望ましい。引張強度
が３Kg／cm²以下であると、深絞り成形時に成形金
型によつて与えられる引張り力によつてネツト状
物自体が切断され、それに伴なつてマツトに亀裂
を生じ、或るいはマツトが裂断されてしまう。し
かし乍ら、ネツト状物を積層体のどの位置に設け
るかによつて、上述の強度は変化する。即ち、深
絞り成形の際に、成形金型の成形面と直接に接触
しない場合には、成形面とネツト層との間に距離
が増大すればする程、ネツト状物自体の引張強度
は、より低くて良いことは明らかである。

ネツト状物の材質は、合成繊維ネツト、ガラス
繊維ネツト、寒冷紗、金属ネツト等、何れをも用
い得る。しかし乍ら、製品を深絞り成形する際に
成形金型に柔軟に順応する材質、構造のネツト状
物が望ましい。例えば、成形用マツトの製造工程
の最終段階での加熱加圧の際に用いられる加熱温
度よりも高く、熱硬化性樹脂の硬化温度と同程度
の融点を有する熱可塑性樹脂のネツトを用いると
きは、成形用マツトの製造時の加熱加圧工程で
は、軟化することはあつても溶融せず、従つて成
形用マツト製品中においてネツト構造を維持する
ことができる。これにより製品の保形強度、ハン
ドリング性が良好となる。そして更に、斯かる成
形用マツトが深絞り成形される際には、熱硬化性
樹脂の硬化温度以上に加熱されることによつてネ
ツト状物が溶融し、従つて特にネツト状物が成形
用マツトの表面に積層されている場合には、成形
品の表面を平滑にすることができる。

また、ネツト状物が成形用マツトの層内に積層
されるときは、ネツト状物の材質は熱硬化性樹脂
の硬化温度より高くするのが良い。それにより成
形用マツトを深絞り成形加工した後の製品中にお
いてネツト構造が保存され、該製品の強度を増大
させる。

上述の如くして得られた積層体は、熱圧締装置
によつて加熱加圧され、成形用マツトが得られ
る。この際の加熱温度は、熱硬化性樹脂の硬化反
応開始温度以上であることが必要である。この加
熱温度の下限は、樹脂材料として熱硬化性樹脂が
単用される場合には、該樹脂が可塑性を呈する温
度以上とすることにより繊維間及び繊維とネツト
状物との間の融着が可能となる。

また、樹脂材料として熱可塑性樹脂を混用する
場合には、上述の加熱温度は少なくとも熱可塑性
樹脂の融点以上である必要がある。上述の如く、
熱可塑性樹脂の添加量が少ない場合には、熱硬化
性樹脂が可塑性を呈する温度以上の温度で加熱す
ることにより、熱硬化性樹脂をも融着に利用し得
る。

加圧は、成形用マツトの用途によつて適宜調整
され得るが、深絞り用の成形用マツトでは製品比
重が0.01〜0.5程度となるような圧力とするのが
良い。比重が0.01以下となると、形状保持力があ
つても運搬や成形加工の際に柔軟性が高すぎて取
扱い難くなり、また0.5以上となると深絞り加工
性が悪くなる。

斯くて得られた成形用マツトは、運搬や、成形
加工の際の取扱いに十分耐える形状保持力と引張
り強度とを有する。

成形用マツトを成形加工する際には、熱硬化性
樹脂の硬化温度以上の温度で加圧される。この際
熱硬化性樹脂は一旦溶融して繊維間、及び繊維と
ネツトとの間の融着が解かれてそれら相互の移動
が可能となる。熱可塑性樹脂を混用した場合にお
いても、その融点が熱硬化性樹脂の硬化温度以下
に選択されているので同様である。かくて、成形
用金型によつて圧締されるとき、繊維は成形面に
順応し、またネツト状物の変形によつて或るいは
押され、或るいは引張られてそれに追随し、従つ
て深絞り金型によつて極部的に与えられる力は無
理なく周辺部に伝達されて、金型へのなじみが良
い。硬化反応の進行に伴ない、マツト内において
繊維材料及びネツト状物は最終的に強固に固定さ
れる。

作用効果 本発明の方法は、完全に乾式法であるため、フ
オーミング後のマツトの乾燥は不要であり、熱エ
ネルギ及び時間を節約できる。また湿式法に於け
る過剰量の樹脂の添加、脱水時の樹脂の流出によ
る樹脂材料の損失がなく、樹脂材料の節約ができ
る。

繊維材料と樹脂材料との均一な混合は、液状、
粉末状、繊維状等の樹脂を適宜使い分けることに
より、また混合方法を使い分けることにより可能
である。

ネツト状物を用いるため、繊維材料とネツトと
の結合が一層強固となり、特に繊維材料層間にネ
ツト状物を積層する場合には、ネツトの目を介し
て両側の繊維材料層の繊維間にも融着が生ずるの
で、更に一層強固となる。これにより、本発明に
よる成形用マツトは、深絞り成形加工に際して亀
裂を生ずることがない。

積層体の表面にネツト状物が積層される場合に
は、ネツト状物の材質を、熱硬化性樹脂の硬化温
度と同程度の融点を有する熱可塑性材料を用いる
ことにより、深絞り成形加工後の製品の表面平滑
性を与えることができる。

積層体の層内にネツト状物が積層される場合に
は、熱硬化性樹脂の硬化温度以上の融点を有する
材質を選択することにより、深絞り加工後の製品
にネツト構造が保存され、従つて製品の強度を増
大できる。

ネツト状物の使用により、長繊維材料を混入す
ることなく木質繊維のみを用いて深絞り成形用の
マツトが得られる。

繊維材料の選択、樹脂材料の選択、ネツト状物の
選択と積層配置の選択により、多様な成形用マツ
トが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｆは、本発明による成形用マツトの
積層構造の変形の若干例を示す。 符号の説明、１……繊維材料層、２……ネツト
層（ネツト状物）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも木質繊維を含む繊維材料と、少な
   くとも熱硬化性樹脂を含む樹脂材料とより成る少
   なくとも一層の繊維材料層と、ネツト状物の少な
   くとも一層との積層体が、上記樹脂材料によつて
   融着されていることを特徴とする成形用マツト。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の成形用マツトに
   おいて、上記繊維材料が、相対的に短かい木質繊
   維と、該木質繊維より引張強度が強く相対的に長
   い長繊維との混合物より成ることを特徴とする成
   形用マツト。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の成形用マツトに
   おいて、上記長繊維が麻、しゆろ、やし等の天然
   の長繊維であることを特徴とする成形用マツト。 ４ 特許請求の範囲第２項記載の成形用マツトに
   おいて、上記長繊維が反毛であることを特徴とす
   る成形用マツト。 ５ 特許請求の範囲第２項記載の成形用マツトに
   おいて、上記長繊維が麻、しゆろ、やし等の天然
   繊維と、反毛との混合物であることを特徴とする
   成形用マツト。 ６ 特許請求の範囲第１項〜第５項のうち、何れ
   か１項記載の成形用マツトにおいて、上記樹脂材
   料が、熱硬化性樹脂と、該樹脂の硬化温度より低
   い融点を有する熱可塑性樹脂との混合物であるこ
   とを特徴とする成形用マツト。 ７ 少なくとも木質繊維を含む繊維材料と、少な
   くとも熱硬化性樹脂を含む樹脂材料とを均一に混
   合し、 得られた混合物をフオーミングして少なくとも
   一層の繊維材料層を形成し、 上記フオーミング工程において、少なくとも一
   枚のネツト状物を上記繊維材料層の少なくとも表
   裏何れかの面又は複数の繊維材料層間に積層さ
   せ、 得られた積層体を熱硬化性樹脂の硬化反応開始
   温度よりも低い温度で、上記樹脂材料の少なくと
   も一部が可塑性を呈する温度以上の温度で加熱
   し、加圧した後、冷却して上記繊維材料とネツト
   状物を融着せしめることを特徴とする成形用マツ
   トの製造法。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の方法において、
   上記繊維材料として、相対的に短かい木質繊維
   と、該木質繊維に比して引張強度が強い相対的に
   長い長繊維との混合物を使用することを特徴とす
   る成形用マツトの製造法。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の方法において、
   上記長繊維として、麻、しゆろ、やし等の天然繊
   維を使用することを特徴とする成形用マツトの製
   造法。 １０ 特許請求の範囲第８項記載の方法におい
   て、上記長繊維として反毛を用いることを特徴と
   する成形用マツトの製造法。 １１ 特許請求の範囲第８項記載の方法におい
   て、上記長繊維として、麻、しゆろ、やし等の天
   然繊維と、反毛との混合物を用いることを特徴と
   する成形用マツトの製造法。 １２ 特許請求の範囲第７項から第１１項のう
   ち、何れか１項記載の方法において、上記樹脂材
   料として、熱硬化性樹脂と、該樹脂の硬化温度よ
   りも低い融点を有する熱可塑性樹脂とを用い、上
   記積層体の加熱温度として、上記熱硬化性樹脂の
   硬化反応開始温度よりも低く、上記熱可塑性樹脂
   の融点よりも高い温度範囲を用いることを特徴と
   する成形用マツトの製造法。 １３ 特許請求の範囲第７〜第１２項のうち、何
   れか１項記載の方法において、上記ネツト状物と
   して、室温において３Kg／cm²以上の引張強度を有
   するネツト状物を用いることを特徴とする成形用
   マツトの製造法。 １４ 特許請求の範囲第７項〜第１３項のうち、
   何れか１項記載の方法において、上記積層体の表
   面に積層されるネツト状物として、上記熱硬化性
   樹脂の硬化温度にほゞ等しい融点を有する熱可塑
   性材料で形成されたネツト状物を用いることを特
   徴とする成形用マツトの製造法。 １５ 特許請求の範囲第７項〜第１４項のうち、
   何れか１項記載の方法において、上記積層体の内
   層又は裏面に積層されるネツト状物として、上記
   成形用マツトの成形加工時に用いられる加熱温度
   より高い融点を有する材料で形成されたネツト状
   物を用いることを特徴とする成形用マツトの製造
   法。