JPH06218859A - 積層体およびその製造方法 - Google Patents

積層体およびその製造方法

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JPH06218859A
JPH06218859A JP913393A JP913393A JPH06218859A JP H06218859 A JPH06218859 A JP H06218859A JP 913393 A JP913393 A JP 913393A JP 913393 A JP913393 A JP 913393A JP H06218859 A JPH06218859 A JP H06218859A
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thermoplastic resin
sheet
layer
fibers
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JP913393A
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Katsuhiko Yamaji
克彦 山路
Michiaki Sasayama
道章 笹山
Akira Shibata
亮 柴田
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 強度を充分発現できるサンドイッチ構造をう
る。 【構成】 積層体Xは、ガラス繊維と熱可塑性樹脂6か
らなる積層構造であって、含有ガラス繊維が長さ3mm
の短繊維1である第1層2と、含有ガラス繊維が長さ3
mm以下の短繊維1および50mmの長繊維3との混在
状態である第2層4と、含有繊維が長さ50mmの長繊
維3である第3層5とをこの順で一体的に備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用天井芯材およ
びドア芯材などの自動車用内装材や建築用内装材に用い
られる積層体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、上記内装材には、軽量で、剛
性、耐熱性、成形性等の性能に優れた材料が要求され
る。従来より、この種の材料、特に軽量および剛性を重
要視される材料としては、サンドイッチ構造体があげら
れる。例えば特公平3−80621号公報に開示されて
いるような積層体が知られている。この積層体は、繊維
補強樹脂材料を多孔質にした物を芯材とし、その両面に
繊維補強樹脂材料シートをはりあわせてサンドイッチ構
造体としたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のサンドイッ
チ構造体が曲げ応力を受け破壊に至ると、各層の境界面
がせん断力により層間剥離をおこし、強度が充分に発現
できないことが多いという欠点がある。
【0004】また、補強用長繊維が表面に露出して美観
が損なわれるという欠点もある。
【0005】上記内装材は、その取り付け工程中や使用
状態において耐えうる強度を必要とするが、上記したよ
うに製品強度が不充分であると、折れが生じる。
【0006】本発明の目的は、強度を充分発現できるサ
ンドイッチ構造体を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明による積
層体およびその製造方法は、無機繊維と熱可塑性樹脂か
らなる積層構造であって、含有無機繊維が長さ5mm以
下の短繊維である第1層と、含有無機繊維が長さ5mm
以下の短繊維および20mm以上の長繊維との混在状態
である第2層と、含有繊維が長さ20mm以上の長繊維
である第3層とをこの順で一体的に備えていることを特
徴とするものである。
【0008】請求項2の発明による積層体およびその製
造方法は、第1層、第2層および第3層のうち少なくと
も第3層は多数の空隙を有してその密度が第1層より低
くなされていることを特徴とするものである。
【0009】請求項3の発明による積層体の製造方法
は、主として20mm以上の無機繊維からなる不織マッ
ト状物の両面のうち少なくとも片面に5mm以下の短繊
維と熱可塑性樹脂からなる複合フィルム(A)を積層す
る工程と、複合フィルム(A)が積層せられた不織マッ
ト状の両面に、これに含まれる熱可塑性樹脂が溶融状態
では融着するが非溶融状態では融着しないシート状物
(B)を積層する工程と、この積層物を加熱加圧圧縮し
て複合フィルム(A)中の熱可塑性樹脂を溶融し、これ
をマット状物に含浸し、マット状物、複合フィルム
(A)及びシート状物(B)を一体化した後解圧し、含
浸樹脂が溶融状態にあるうちに両シート状物(B)を拡
開することにより積層物を厚さ方向に引っぱって膨らま
せた後冷却する工程と、両シート状物(B)を積層物か
ら剥離除去して積層体(X)を得る工程とを含むことを
特徴とするものである。
【0010】このように、シート状物(B)を拡開して
積層物を厚さ方向に引っぱって膨らませることにより、
多数の空隙を有して密度が第1層より低くなされた第3
層を備えた請求項1記載の積層体が得られる。
【0011】請求項4の発明による積層体の製造方法
は、主として20mm以上の無機繊維からなる不織マッ
ト状物の両面のうち少なくとも片面に熱可塑性樹脂フィ
ルム(C)を積層する工程と、熱可塑性樹脂フィルム
(C)が積層せられた不織マット状の両面に、これに含
まれる熱可塑性樹脂が溶融状態では融着するが非溶融状
態では融着しないシート状物(B)を積層する工程と、
この積層物を加熱加圧圧縮して熱可塑性樹脂フィルム
(A)中の熱可塑性樹脂を溶融し、これをマット状物に
含浸し、マット状物、熱可塑性樹脂フィルム(A)及び
シート状物(B)を一体化した後解圧し、含浸樹脂が溶
融状態にあるうちに両シート状物(B)を拡開すること
により積層物を厚さ方向に引っぱって膨らませた後冷却
する工程と、両シート状物(B)を積層物から剥離除去
して積層体(X2)を得る工程と、さらに積層体(X
2)の両面のうち、少なくとも、熱可塑性樹脂フィルム
(C)を積層した側の片面に5mm以下の短繊維と熱可
塑性樹脂からなる複合フィルム(A)を積層する工程
と、複合フィルム(A)が積層せられた積層体(X2)
の両面にシート状物(B)を積層する工程と、この積層
物を加熱加圧圧縮して複合フィルム(A)中の熱可塑性
樹脂を溶融して積層体(X2)、複合フィルム(A)及
びシート状物(B)を一体化した後解圧し、含浸樹脂が
溶融状態にあるうちに両シート状物(B)を拡開するこ
とにより積層物を厚さ方向に引っぱって膨らませた後冷
却する工程と、両シート状物(B)を積層物から剥離除
去して積層体(Y)を得る工程とを含むことを特徴とす
るものである。
【0012】第1層および第2層は、第3層の片方に存
在してもよいし両方に存在してもよい。また第1層およ
び第2層が第3層の片方にある場合は、他方には金属層
や熱硬化性樹脂層のような硬い板状材料を一体的に積層
してもよい。
【0013】図2は、第1層および第2層が第3層の片
方にのみ存在している例を示すものである。この積層体
(X1)は、金属板(7) の片側に、ガラス繊維と熱可塑
性樹脂(5) からなる3層の積層構造物を備えたものであ
って、含有ガラス繊維が長さ3mmの短繊維(1) である
第1層(2) と、含有ガラス繊維が長さ3mmの短繊維
(1) および50mmの長繊維(3) との混在状態である第
2層(4) と、含有繊維が長さ50mmである第3層(5)
とをこの順で一体的に備えているものである。
【0014】長繊維の上限は、とくに限定せられない
が、100mm程度が適当である。
【0015】マット状物に含浸させる熱可塑性樹脂の量
を所定値に調節するため、熱可塑性樹脂フィルムを不織
マット状物に積層してもよいし、熱可塑性樹脂の粉末や
繊維を不織マット状物内に散在させておいてもよい。
【0016】無機繊維としては、たとえばガラス繊維、
ロックウール等があげられ、その太さは細くなると機械
的強度が低下し、太くなるとマット形成時に折れ易くな
るので、5〜30μmが好ましく、より好ましくは7〜
20μmである。
【0017】複合フィルム(A)もしくは熱可塑性樹脂
フィルム(C)に用いられる熱可塑性樹脂としては、ポ
リエレチン、ポリプロピレン、飽和ポリエステル、ポリ
アミド、塩化ビニル等をあげることができる。
【0018】不織マット状物の製造方法は任意である
が、たとえば、無機繊維をカードマシンに供給し、解
繊、混繊し、ニードルパンチ処理する方法があげられ
る。ニードルパンチ密度は、1cm2 当り30〜100
が好ましい。
【0019】なお、無機繊維を接着するためやマット状
物のかさを増すために、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニト
リル等の熱可塑性有機繊維を添加してもよい。
【0020】シート状物(B)としては、ポリテトラフ
ルオロエチレンシート、シリコンシート、アルミニウム
板、ガラス繊維補強テトラフルオロエチレンシート、テ
トラフルオロエチレン被覆金属板、シリコン被覆金属板
を使用することができる。
【0021】複合フィルム(A)は、5mm以下の無機
繊維と熱可塑性樹脂を混練し、押し出しやカレンダー法
でフィルム化して得られる。また、本発明の積層体や特
開昭64−77664号に開示されている複合材料や一
般に市販されているスタンパブルシート(商品名:アズ
デル、ラドライト等)のような主に無機繊維と熱可塑性
樹脂からなる繊維複合体の不要物を粉砕した再生フィル
ム化したものも使用可能である。
【0022】
【作用】請求項1および2の発明による積層体は、第1
層を外側にして用いると、外側では繊維が短繊維である
ため強度が大であり、内側では長繊維であるため軽量で
あり、これらの中間は両長さの繊維が混在しているの
で、各層の境界が定かでなく層間剥離が生ぜず折れたり
することがない。
【0023】請求項3および4の発明による積層体の製
造方法は、上記のような強度の大きい積層体を容易に得
ることができるものである。
【0024】
【実施例】
実施例1 図1は、この実施例の積層体を示すもので、この積層体
(X)は、ガラス繊維と熱可塑性樹脂(6) からなる5層
の積層構造であって、含有ガラス繊維が長さ3mmの短
繊維(1) である第1層(2) と、含有ガラス繊維が長さ3
mmの短繊維(1) および50mmの長繊維(3) との混在
状態である第2層(4) とが、含有繊維が長さ50mmの
長繊維(3) である第3層(5) を中心としてその両側に一
体的に備わったものである。
【0025】上記積層体(X)は、つぎのようにして製
造せられる。すなわち、長さ50mm、直径10μmの
ガラス繊維と、長さ50mm、直径10μmのポリプロ
ピレン繊維を重量比3:1でカードマシンに供給し、解
繊した後1cm2 当り100箇所のニードルパンチを行
なって厚さ6mm、幅1m、長さ1m、平均重量800
g/m2 のマット状物を得、マット状物の両面に厚さ2
00μm、重量190g/m2 の高密度ポリエチレンフ
イルムを積層し、さらに長さ3mm、直径10μmのガ
ラス繊維を30重量%含む、厚さ250μm、重量30
0g/m2 の高密度ポリエチレンフィルムを両面に積層
して得られた積層物を2枚のポリテトラフルオロエチレ
ンのシート状物の間に挾んで200℃で3分間加熱した
後、200℃に加熱したプレスにより5kg/cm2
加圧して0.8mmに圧縮し、200℃に保ったまま両
面のシート状物を厚さ方向に真空吸引し、厚さ7mmま
で積層物を膨らませた後冷却し、シート状物を積層物か
ら剥離除去して積層体を得たものである。
【0026】実施例2 この実施例の積層体(Y)は実施例1と同様、図1で表
わされ、含有ガラス繊維が長さ3mmの短繊維(1) であ
る第1層(2) と、含有ガラス繊維が長さ3mmの短繊維
(1) および50mmの長繊維(3) との混在状態である第
2層(4) とが、含有繊維が長さ50mmの長繊維(3) で
ある第3層(5) を中心としてその両側に一体的に備わっ
たものである。
【0027】上記積層体(Y)は、つぎのようにして製
造せられる。すなわち、実施例1の積層体(X)の製造
方法において、ガラス繊維含有高密度ポリエチレンフィ
ルムを省略した以外は実施例1と同様にして積層体(X
1)を得る。
【0028】つぎに、この積層体(X1)の両面に長さ
3mm、直径10μmのガラス繊維を30重量%含む、
厚さ250μm、重量300g/m2 の高密度フィルム
を両面に積層して得られた積層物を2枚のポリテトラフ
ルオロエチレンのシート状物の間に挾んで200℃で3
分間加熱した後、200℃に加熱したプレスにより5k
g/cm2 で加圧して0.8mmに圧縮し、200℃に
保ったまま両面のポリテトラフルオロエチレンのシート
状物を厚さ方向に真空吸引し、厚さ7mmまで積層物を
膨らませた後冷却し、シート状物を積層物から剥離除去
して積層体(Y)を得たものである。
【0029】実施例3 この実施例は、不要物となった積層体を再生利用するも
のであって、実施例1で得た再生用積層体を粉砕機で粉
砕し、この粉砕物2.4に対し高密度ポリエチレンを1
の割合で追加混合し、押出機で押し出して厚さ250μ
m、ガラス繊維含有量30重量%の再生フィルムとし、
これを実施例1におけるガラス繊維含有フィルムの代わ
りに用いた以外は実施例1と同様の製造方法で積層体を
得た。
【0030】実施例4 実施例3の再生フィルムを用いた以外は実施例3と同様
にして積層体を製造した。
【0031】比較例 2回目にシート状物を両側から真空吸引して拡開しなか
った以外は実施例2と同様にして積層体を製造した。
【0032】この比較例の積層体は、表面のガラス短繊
維含有ポリエチレン層の境界が明確であった。
【0033】実施例1〜4および比較例の各積層体を幅
50mm、長さ150mmに切断し、スパン100mm
の3点曲げ試験を行なった。そのS−Sカーブを図4に
示す。また表1に曲げ荷重の最大値を示す。比較例の積
層体は曲げ応力を受けると積層面境界で剥離をおこし、
各層が個別に破壊されるため、S−Sカーブが図のよう
になった。そのため表1の最大値も小さくなっている。
【0034】
【表1】 表1より明らかなように、本発明によれば強度が大きく
向上したことがわかる。
【0035】
【発明の効果】請求項1および2の発明の積層体によれ
ば、サンドイッチ構造でありながら各層の境界が定かで
なく、そのために層間剥離が生ぜず折れたりすることが
なくて軽量でかつ強度が大である。
【0036】請求項3および4の発明による積層体の製
造方法は、上記のような強度の大きい積層体を容易に得
ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の実施例を示す垂直断面図であ
る。
【図2】請求項1の発明の他の実施例を示す垂直断面図
である。
【図3】3点曲げ試験の結果を示すS−Sカーブ図であ
る。
【符号の説明】
(1) :短繊維 (2) :第1層 (3) :長繊維 (4) :第2層 (5) :第3層 (6) :熱可塑性樹脂

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機繊維と熱可塑性樹脂からなる積層構
    造であって、含有無機繊維が長さ5mm以下の短繊維で
    ある第1層と、含有無機繊維が長さ5mm以下の短繊維
    および20mm以上の長繊維との混在状態である第2層
    と、含有繊維が長さ20mm以上の長繊維である第3層
    とをこの順で一体的に備えていることを特徴とする積層
    体。
  2. 【請求項2】 第1層、第2層および第3層のうち少な
    くとも第3層は多数の空隙を有してその密度が第1層よ
    り低くなされていることを特徴とする請求項1記載の積
    層体。
  3. 【請求項3】 主として20mm以上の無機繊維からな
    る不織マット状物の両面のうち少なくとも片面に5mm
    以下の短繊維と熱可塑性樹脂からなる複合フィルム
    (A)を積層する工程と、複合フィルム(A)が積層せ
    られた不織マット状の両面に、これに含まれる熱可塑性
    樹脂が溶融状態では融着するが非溶融状態では融着しな
    いシート状物(B)を積層する工程と、この積層物を加
    熱加圧圧縮して複合フィルム(A)中の熱可塑性樹脂を
    溶融し、これをマット状物に含浸し、マット状物、複合
    フィルム(A)及びシート状物(B)を一体化した後解
    圧し、含浸樹脂が溶融状態にあるうちに両シート状物
    (B)を拡開することにより積層物を厚さ方向に引っぱ
    って膨らませた後冷却する工程と、両シート状物(B)
    を積層物から剥離除去して積層体(X)を得る工程とを
    含むことを特徴とする積層体の製造方法。
  4. 【請求項4】 主として20mm以上の無機繊維からな
    る不織マット状物の両面のうち少なくとも片面に熱可塑
    性樹脂フィルム(C)を積層する工程と、熱可塑性樹脂
    フィルム(C)が積層せられた不織マット状の両面に、
    これに含まれる熱可塑性樹脂が溶融状態では融着するが
    非溶融状態では融着しないシート状物(B)を積層する
    工程と、この積層物を加熱加圧圧縮して熱可塑性樹脂フ
    ィルム(A)中の熱可塑性樹脂を溶融し、これをマット
    状物に含浸し、マット状物、熱可塑性樹脂フィルム
    (A)及びシート状物(B)を一体化した後解圧し、含
    浸樹脂が溶融状態にあるうちに両シート状物(B)を拡
    開することにより積層物を厚さ方向に引っぱって膨らま
    せた後冷却する工程と、両シート状物(B)を積層物か
    ら剥離除去して積層体(X2)を得る工程と、さらに積
    層体(X2)の両面のうち、少なくとも、熱可塑性樹脂
    フィルム(C)を積層した側の片面に5mm以下の短繊
    維と熱可塑性樹脂からなる複合フィルム(A)を積層す
    る工程と、複合フィルム(A)が積層せられた積層体
    (X2)の両面にシート状物(B)を積層する工程と、
    この積層物を加熱加圧圧縮して複合フィルム(A)中の
    熱可塑性樹脂を溶融して積層体(X2)、複合フィルム
    (A)及びシート状物(B)を一体化した後解圧し、含
    浸樹脂が溶融状態にあるうちに両シート状物(B)を拡
    開することにより積層物を厚さ方向に引っぱって膨らま
    せた後冷却する工程と、両シート状物(B)を積層物か
    ら剥離除去して積層体(Y)を得る工程とを含むことを
    特徴とする積層体の製造方法。
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