JPH07113068B2 - 繊維補強発泡体およびその製造方法 - Google Patents

繊維補強発泡体およびその製造方法

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JPH07113068B2
JPH07113068B2 JP2229833A JP22983390A JPH07113068B2 JP H07113068 B2 JPH07113068 B2 JP H07113068B2 JP 2229833 A JP2229833 A JP 2229833A JP 22983390 A JP22983390 A JP 22983390A JP H07113068 B2 JPH07113068 B2 JP H07113068B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、繊維補強発泡体とその製造方法に関する。
さらに詳しくは、高剛性な発泡体と特定の複合繊維を構
成材料として併用して加熱発泡処理を行なうことによ
り、衝撃や曲げに対して強く、かつ形態保持性が良好で
ある繊維補強発泡体とその製造方法に関するものであ
る。
［従来技術］ 従来から、ポリスチレン発泡体、フェノール樹脂発泡体
などの高剛性を有する発泡体は、外部応力に対して変形
が小さく、保形性や寸法安定性に優れるため、家電製品
や精密機器の包装・梱包、クーラボックス、断熱性建材
などに広く用いられてきた。
ところが、これらの発泡体は、上記利点の反面、衝撃や
曲げなどの外部応力に対して極めて脆く、わずかの変形
により割れたり、折れやすく発泡体の全体破壊につなが
る欠点があった。そのため、強い衝撃力を受けたり、ま
た曲げや捩りを受ける部位には適さない材料とされてい
た。
たとえば、ポリスチレン発泡体は、家電製品の包装・梱
包材料としてよく用いられるが、ポリスチレン発泡体単
独では、輸送中に製品を包んだ該包装・梱包材料が衝撃
により破損して製品が損傷を受けたり、ポリスチレン発
泡体が散乱する等の問題があるために、ダンボール等の
副素材を用いてそのものを被覆して補強したり、発泡体
の肉厚を厚くするなど手段により対応しているのが現状
である。そのため、余分な手間がかかったり、また嵩ば
ったり、重くなったりして、運搬費や格納費がかさむと
いう欠点があった。
かかる問題に対して、ポリスチレン発泡体を強化するた
めに他のプラスチック体との複合化を図るという提案が
あるが、硬くなる、コストが上がる、重くなる等の問題
があり好ましくない。
また、繊維を混合して強化を図る方法が提案されている
が（特公昭47-28097号公報、特開昭48-100471号公
報）、補強用繊維と発泡体との一体性が乏しいために、
実質的な補強効果が得られずそれら公報に記載されてい
る発明は好ましい方法とは言えないものであった。
また、さらに、フェノール樹脂発泡体を例に挙げれば、
フェノール樹脂発泡体は、前記した保形性、寸法安定性
が良好である他に、耐熱性や耐火性に優れるため、この
特性に注目して建築用板材等への適用が試みられている
が、該フェノール樹脂発泡体は、特に脆く形態が崩れや
すいという欠点があり施工しにくい材料である。このた
め、表裏を紙で積層したり、ハニカム構造中に発泡体を
収納して強化して用いる等の方法が採られているが、こ
のようなものは、製造に手間がかかりコストアップにつ
ながるという問題があり、また、現場での施工において
釘打ちや切断の際、エッジが欠けたり、粉状に簡単に崩
れる等の問題があり、これら各種問題点は依然として解
決されていないのは実状である。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上述したような問題に鑑み、発泡体に
対して優れた機械的性能と形態保持性を有し得る繊維補
強発泡体とその製造方法を提供せんとするにある。
［課題を解決するための手段］ 上記した目的を達成するために、本発明は次の構成を有
する。
すなわち、本発明の繊維補強発泡体は、曲げ弾性率にお
いて150kg/mm2以上のポリスチレン系樹脂からなる発泡
体の表面が、発泡体と同じモノマー単位を含む重合体か
らなる成分を接着成分とする複合繊維状物により補強さ
れてなることを特徴とするものであり、また、本発明の
繊維補強発泡体の製造方法は、曲げ弾性率において150k
g/mm2以上のポリスチレン系樹脂からなる潜在発泡性を
有する材料と、複合繊維により構成された布帛を用い
て、該複合繊維の複合第一成分の熱変形温度あるいは溶
融点よりも少なくとも10℃以上高く、かつ複合第二成分
の溶融点よりも少なくとも50℃以上低い温度で加熱発泡
処理を行なわしめることにより、前記複合第二成分を繊
維状の補強物として、かつ前記複合第一成分を該繊維状
の補強物と発泡体との接着剤として、繊維補強発泡体を
構成せしめることを特徴とするものである。
［作用］ 以下、本発明を詳細に説明する。
従来から発泡体に繊維を混入して発泡体を強化し、保形
性や寸法安定性に加えて機械的性能や形態保持性を向上
せしめる試みは多くなされてきた。しかし、これまでの
方法では、発泡体の発泡を生じさせる発泡処理温度に比
べて繊維の熱変形温度あるいは溶融点が極めて高いた
め、発泡後、発泡体と繊維の十分な接着一体化が図れ
ず、有効な補強効果は得られていない。また、発泡体の
発泡を生じさせるための発泡処理温度以下で熱変形性あ
るいは溶融性を有する繊維を用いると、発泡処理を受け
た後、そのものが十分な強力を有していないため当然な
がら補強に寄与することはできない。また、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンなどの低剛体ポリマは、曲げ、捩り
などの作用に対してその高伸縮性でもって破壊しにくい
性能を有することから、かかる低剛性ポリマからなる発
泡体を用いて、繊維で強化し保形性、寸法安定性を改良
する手段も考えられるが、発泡体の剛性が低いと、発泡
体が経形を起こしやすく、外部応力に対して、発泡体が
変形を起した後に遅れて繊維がその応力を受持つように
なり、かかる手段で保形性、寸法安定生を向上せしめる
ことは到底できず、補強のメカニズムからいっても実質
的な補強効果も得ることができない。
これについて、曲げ応力を受けた場合を例にとり、具体
的に説明すると、曲げのメカニズムは、物体の一面が引
張り作用を受け、反対の面が圧縮作用を受けるが、剛性
の低い発泡体であると、まず、圧縮作用を受ける部位に
挫屈が起こり、発泡体が変形を起してしまってから繊維
の補強硬化が発揮されるものである。
そこで、本発明者らは、高剛性ポリマからなる特定の発
泡体を複数成分からなる特定の複合繊維を用いてあるい
は該特定の複合繊維からなる布帛を用いて強化を図ると
いう全く新規な技術思想により、かかる問題を解決した
ものである。
本発明は、代表的には、少なくとも一成分が繊維軸方向
に十分延伸された高い繊維強力を有し、かつ他の少なく
とも一成分が加熱発泡処理温度の条件で容易にかつ十分
な熱変形あるいは溶融を起こしうる成分からなる特定の
複合繊維あるいは該特定の複合繊維からなる布帛（以
下、「複合繊維・同布帛」と言う）を特定の高剛性ポリ
マからなる発泡体に混合することにより達成されるもの
である。
ここで加熱処理とは、加熱プレスのような加熱面で圧接
して、発泡体と布帛を、圧着、接着することを意味する
ものであり、もちろん、この温度で、同時に発泡処理す
るものである。
すなわち、かかる特定の複合繊維・同布帛と特定の発泡
体を混合した後、加熱発泡処理をすることにより、該複
合繊維・同布帛中における複合繊維の少なくとも一成分
が熱変形あるいは溶融を起こすとともに、接着成分に変
化をして、発泡エネルギーによって合体されて発泡体と
接着一体化し、また他の少なくとも一成分は繊維状のも
のとして残存し、曲げや捩りなどの外部応力に対し、発
泡体と複合繊維・同布帛が同時に応力を受持つことにな
るものである。
本発明の繊維補強発泡体は、かかる補強のメカニズムに
より優れた保形性、寸法安定性を維持しつつ、かつ、発
泡体の引張強さ、衝撃強さ、曲げ、捩り強さ等の機械的
性能を著しく向上せしめ、かつ形態保持性に著しく優れ
たものに形成し得るものである。第１図〜第７図は、本
発明の繊維補強発泡体に用いられ得る複合繊維の一実施
態様例をモデル的に示した横断面概略モデル図である。
これら図において、詳細は後述するが、１は複合繊維、
２、２′は芯成分、３は鞘成分である。
本発明の繊維補強発泡体は、大きく分けて二つの部分か
ら構成される。すなわち、発泡体と、補強に寄与する複
合繊維から構成される。さらに、該複合繊維は、繊維補
強発泡体にせしめる加工処理、特に加熱処理を経ること
によって繊維状半繊維状かあるいは繊維状を保っていな
い状態で接着成分として発泡体との接着一体化に寄与す
る熱変形あるいは溶融成分（以下、第一成分という）
と、繊維状としてそのまま残存して強化に寄与する繊維
状成分（以下、第二成分という）に分けられるものであ
る。
その発泡体（Ｐ）と複合繊維（Ｆ）の割合は、特に限定
されるものではないが、本発明者らの知見によれば、重
量割合で通常P/F＝99/1〜30/70が好ましい。
本発明に使用される発泡体としては、本発明の目的であ
る保形性、寸法安定性を維持しつつ、かつ機械的性能、
形態保持性を向上せしめる理由から、高剛性のポリマが
適用される。すなわち、非発泡体での樹脂単体の曲げ弾
性率が少なくとも150kg/mm2以上のポリマが用いられる
が、特に、200kg/mm2以上のポリマが好ましく用いられ
る。従って、本発明は、曲げ弾性率が150kg/mm2未満の
低剛性ポリマでは達成されるものではない。本発明で
は、曲げ弾性率が150kg/mm2以上のものを高剛性ポリマ
と呼び、また、150kg/mm2未満のものを低剛性ポリマと
呼ぶことにする。かかる曲げ弾性率は、ASTM-D790法に
よって測定されるものである。
かかる高剛性ポリマとしては、ポリスチレン、スチレン
・エチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重
合体、ABS樹脂の一種または二種以上からなる熱可塑性
のポリマおよび／または熱硬化性のポリマが用いられ
る。本発明において、ポリスチレン系ポリマがが好まし
く用いられる理由は、かかる構造を有するポリマが、非
結晶状態でも高い剛性を有し、該発泡体が保形性、寸法
安定性に優れていること、また、高い剛性である故に応
力に対して、引張作用および圧縮作用とも発泡体と繊維
が同時に応力を受持つため極めて効率的に補強効果をも
たらすことができるからである。
本発明に用いられる複合繊維における繊維状のものとし
て残存する第二成分としては、繊維軸方向に十分延伸さ
れて高配向かつ高強力を有し、かつ、加熱発泡処理温度
による強力劣化の極めて小さいものが好ましく用いられ
る。つまり、第二成分単体での繊維強度が、少なくとも
2g/d以上であり、特に、3g/d以上であることが好まし
い。また、該第二成分の融点は、160℃以上であること
が好ましく、特に200℃以上の高融点ポリマであること
がより好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート
に代表されるポリエスエル類、ナイロン６、ナイロン66
に代表されるポリアミド類、その他にポリアリレート、
ポリアクリルニトリル、ポリプロピレンおよびそれらの
共重合変性体あるいは他成分の混合体などの各種の可紡
性を有するポリマを用いることができるものであり、こ
れらのポリマ群の中から発泡体および第一成分との組合
せ、あるいは、また、加熱発泡処理温度に応じて、ま
た、繊維補強発泡体の目的、用途に応じて一種または二
種以上のポリマが用いられる。
一方、接着成分として発泡体との接着一体化に寄与する
第一成分は、発泡処理により熱変形あるいは溶融を起こ
すものであることが重要であり、すなわち、次の、
を満足するものである。
すなわち、 発泡体と同じモノマ単位を含むポリマであること、 発泡体構成モノマ単位と他のモノマ単位からなる共重
合体であること、 このように発泡体、第一成分、第二成分の選択は、次式
が成り立つように行なわれるとよい。
（１）第一成分のMD＋10℃＜加熱発泡処理温度、 （２）加熱発泡処理温度＋50℃＜第二成分のMD、 （３）第一成分のMD＋70℃＜第二成分のMD、 （４）発泡体のMD＋50℃＜第二成分のMD、 ここで、本発明において、「MD」は、明瞭な溶融点を有
する成分ではJIS-K0064法で測定される溶融点温度を指
していうものであり、明瞭な溶融点を示さない成分では
ASTM-D3418で測定したガラス転移温度を指していうもの
である。
なお、上式に示したように第一成分MDと加熱発泡処理温
度との温度差は、発泡処理により第一成分が容易にかつ
十分に熱変形あるいは溶融を起こし、接着成分としての
効果を発現せしめるためには、少なくとも10℃以上であ
ることが好ましく、特に20℃以上であることが好まし
い。また、第二成分MDと加熱発泡処理温度との温度差
は、発泡処理熱による第二成分の配向度の低下、すなわ
ち強力劣化を極力小さくするために、少なくとも50℃以
上であることが好ましく、特に80℃以上であることが好
ましい。また、同様の理由から、第二成分MDは、第一成
分MDより少なくとも70℃以上であることが好ましく、特
に90℃以上であることが好ましい。また、第二成分MD
は、発泡体MDより少なくとも50℃以上であることが好ま
しく、特に70℃であることは好ましい。
また、良好な発泡体成型性と第一成分の十分な接着性を
発現せしめるためには、第一成分が発泡体のMD点よりも
少なくとも10℃以上低い熱変形温度あるいは溶融点を有
するポリマであることが好ましい。
第一成分と第二成分のポリマの組合せは、両成分間の熱
変形温度あるいは溶融点差をできるだけ大きくとって、
加熱発泡処理による第二成分の強力劣化を極力抑えて発
泡体の強化の有効性を高めることが重要であり、これ
は、同一成分系統ポリマの組合せによって達成される。
したがって、第一成分および第二成分の選択は、上式お
よび上記の範囲内で適宜行なうことが可能である。
第一成分において、発泡体と同じモノマ単位を含むポリ
マとの組合せの場合、第一成分MDを加熱発泡処理温度よ
りも低くせしめる代表的な方法としては、一つには、MD
を低下せしめる成分を共重合する内部可塑化方法と、可
塑剤を混合する外部可塑化方法がある。
かかる内部可塑化方法について、説明すると、ポリスチ
レン、スチレン・エチレン共重合体および／またはアク
リルニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマ
にアクリル酸および／またはメタアクリル酸の高級アル
コールエステルを共重合してかかる共重合体を得ること
ができる。かかる共重合体において、MDを低下させる効
果や複合繊維の製糸上の適合性の点から、そのアルコー
ル成分は、炭素数が２〜20であることが好ましく、特に
４〜16が特に好ましい。また、側鎖のあるアルコール成
分が特に好ましい。また、その共重合比率は５〜50重量
％が好ましく、10〜30重量％が特に好ましい。
ついで、外部可塑化方法について説明すると、かかる可
塑剤としては、ポリアリレンメチルオリゴマー、ポリブ
テンオリゴマー、飽和高級脂肪酸エステル、ジブチルフ
タレート、ジアミルフタレート、ジオクチルフタレー
ト、ポリスチレンオリゴマー、トリフェニルフォスフェ
ート、トリクレジルフォスフェート、フェニルステアリ
ルアルコール、ジイソアミルテトラリン、ミリスチルベ
ンゾール、ラウリルベンゾール、ジイソアミルナフタリ
ン、ブタントリカルボン酸トリオクチル、ブタントリカ
ルボン酸メチルジブチル、ブタントリカルボン酸トリア
リル、ポリアレンメチルオリゴマー、流動パラフィン、
その他４、４′−ジアルキルジフェニルパラフィン類、
４−アルキルジフェニルエタン類、４−ｎブチルフェニ
ルパラフィン類、ω、ω′−ジフェニルパラフィン類等
があり、これらの中から、目的、用途に応じて一種また
は二種以上の可塑剤が用いられればよい。かかる可塑剤
の添加量は、発泡体との接着性、MDの低下効果、複合繊
維の製糸性等の点の適合性から、一般にはポリマに対し
て５〜50重量％含有せしめることが好ましく、特に10〜
30重量％含有せしめることが好ましい。
もちろん、上記の内部可塑化と外部可塑化方法を併用し
ても構わない。
本発明に用いられる複合繊維の形態としては、芯／鞘型
繊維、バイメタル型繊維、多層接合型繊維、放射状多層
型繊維等の形態であり、この中でも、鞘成分の中に多く
の芯成分を有する構造の繊維である多芯／鞘型複合繊維
が多芯間に接着成分を介在するため、発泡体との接着一
体化がより良好となり、特に好ましく用いられる。すな
わち、たとえば、高分子配列体繊維、混合紡糸繊維等に
代表されるものである。
かかる複合繊維において、第一成分は複合繊維の外周あ
るいは外殻部分に配置されることが好ましい。たとえ
ば、第１図、第２図および第３図のような芯／鞘型繊維
においては、鞘成分に配置されるのが好ましい。また、
第４図、第５図、第６図および第７図のようなバイメタ
ル型あるいは多層接合型繊維においては、いずれの成分
に配置されて構わないが、外部への露出面積の大きい部
分に配置される方が効果的で好ましい。
複合繊維の太さは、強化材料として、その具体的用途に
適したものとすればよく、特に限定されるものではない
が、一般には複合繊維で0.1〜1000デニールの範囲が好
適であり、多芯／鞘型複合繊維においては、芯繊維の太
さは、通常、複合繊維の1/3〜1/1000程度が好ましく、
また、複合繊維中の芯の本数は、３本〜10000本の範囲
とするのが好ましく、10本〜1000本が特に好ましい。
かかる多芯／鞘型複合繊維において、第２図および第３
図において２、２′は芯成分、２は鞘成分であり、芯成
分としては、第２図に示すように、一成分のものでも本
発明の目的は十分達成できるが、第３図に示すように、
芯成分が二種以上の２、２′からなるものも好ましく用
いられる。
すなわち、本発明のポリスチレン系ポリマ発泡体では、
芯１成分／芯２成分／鞘成分が、ナイロン／ポリエチレ
ンテレフタレート／スチレンと２−エチルヘキシルアク
リレートの共重合体、あるいはナイロン6/ポリブチレン
テレフタレート／スチレンと２−エチルヘキシルアクリ
レートの共重合体、ナイロン6/ポリアリレート／スチレ
ンとステアリルアクリレートの共重合体の組合せ等のよ
うに、鞘成分（接着成分）さえ同じモノマー単位を含む
重合体であれば、目的、用途に応じて適宜に組合せて用
いることができる。芯１成分と芯２成分の本数、成分比
は限定されない。また、太さが芯成分間で同じであって
も、異なっていても構わないし、同じ芯成分の中でも異
なっていてもよい。
また、本発明にかかる補強手段は、繊維状もしくは糸状
のもののみならず、前述した複合繊維から構成されてい
る布帛が発泡体の外表面に配設されて補強されるものを
も含むものである。特に、該布帛が発泡体の一表面に配
設された場合、外見上は第一成分がフィルム化あるいは
プラスチック化し、発泡ビーズ粒子がむき出しとなった
表面を有する従来の発泡体とは全く異なる外観を呈し、
任意の表面形状、たとえばスムース表面、模様を有する
凹凸形状のなどのように表面を美粧化し、さらに鮮明な
印字やプリントのできる繊維補強発泡体の実現が可能で
あり好ましいことである。また、第一成分がフィルム化
あるいはプラスチック化して、連続皮膜を作成すること
から、防水性、耐水性が抜群に向上することも達成で
き、かかる点も大きな特長である。
もちろん、前述した繊維状または糸状のものによる補強
と、かかる布帛による補強を併用したものであっても構
わない。この場合、補強効果が極めて大きくなり好まし
い方法である。かかる布帛としては、織物、編物、不織
布、網状シート状物等のうちのいずれか、またはそれら
の複合体またはそれらが混合使用して用いられる。
本発明の繊維補強発泡体は、前述の布帛で補強を図った
ものの場合には発泡体の外表面において補強繊維が布帛
の面状を成して存在しているものとなり、また、繊維お
よび／または糸と布帛の両者を用いて補強を図った場合
にはこれらの２種の構造の双方が表われるものとなる。
また、本発明において、複合繊維の繊維長は、長繊維
（フィラメント）、短繊維（ステープル）または極短繊
維（ウイスカー）のいずれの形態で用いられても構わな
い。しかし、本発明に基づいて繊維補強発泡体を作るに
当り、繊維部分を長繊維で用いるか、また短繊維（ステ
ープル）または極短繊維（ウイスカー）で用いるかで
は、大きく思想の異なるものである。なぜなら、それぞ
れの場合によって、得られる本発明の繊維補強発泡体の
性能、特に強度面での特性や外観あるいは製造方法も全
く異なってくるからである。
本発明では、繊維補強発泡体を製造する方法は、何ら問
われるものでなく、いかなる方法で製造しても構わない
が、好ましく行なわれる方法の一例を挙げるならば、発
泡体として市販の発泡性ポリスチレンビーズを用い、複
合繊維として芯成分がポリエチレンテレフタレート、鞘
成分がスチレンとアクリル酸エステルの共重合体からな
る多芯／鞘型複合繊維を用いて、まず、発泡性ポリスチ
レンビーズに蒸気を吹付けて一次発泡を行なわせ、この
一次発泡ビーズと多芯／鞘型複合繊維の各々を別個のエ
ジェクタから一部が開口した成型金型中へ噴射し混合充
填する。次いで、成型金型中へ蒸気を吹込んで二次発泡
させるとともに低熱変形成分である多芯／鞘型複合繊維
の鞘成分を発泡体成分と接着一体化せしめ繊維補強発泡
体とする方法などを採用することができるものである。
このようにして得られた本発明の繊維補強発泡体は、過
酷な衝撃や力学的作用を受ける道路の噴泥防止材、各種
土木用材、防水層保護材等の建築・土木分野、断熱工業
分野、自動車内装材等の車両分野、包装・梱包分野、ス
ポーツ・雑貨分野にも副素材なしに適用することができ
る。
また、さらに、本発明の繊維補強発泡体の高強力性を活
かした用途として、海上浮き飛行場、浮き桟橋、海上浮
きテニスコート、海上浮きゴルフ場、海上浮きレジャー
スペースなどの特殊な用途畳用基材に適用することも可
能である。
［実施例］ 以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例によって、本発明の有効性
や権利の範囲が限定されたり、制限を受けるものではな
い。むしろ、次の応用や展開をもたらすものである。
なお、実施例において、「割合」は全て重量に基づくも
のである。
実施例１ 発泡体部分として市販のポリスチレン（非発泡樹脂での
曲げ弾性率:280kg/mm2）の発泡性ビーズを用い、繊維部
分として鞘成分がスチレン80重量部/2−エチルヘキシル
アクリレート20重量部共重合体（熱変形温度:57.6
℃）、芯成分がポリエチレンテレフタレート（溶融点:2
65℃）からなる高分子配列体繊維（１フィラメント中の
芯数:36、単糸繊度:4.0デニール）の51mmにカットした
繊維を用いた。
まず、発泡性ポリスチレンビーズに蒸気を吹付けて一次
発泡を行ない、さらに、この一次発泡ビーズと前記高分
子配列体繊維のカット繊維を、別個のエジェクタから一
部が開口したコの字状の成型金型中へ噴射し混合充填し
た。次いで、成形金型中へ蒸気を吹込んで一次発泡ビー
ズを二次発泡させる（加熱処理温度:105℃）とともに発
泡体成分と高分子配列体繊維が接着一体化せしめ、繊維
補強発泡体を作製した。
得られた繊維補強発泡体は、鞘成分が良好に接着成分化
していて、発泡体と繊維部分の一体化性が極めて良好で
あり、耐衝撃性に優れ、曲げ、捩りに対しても強く、ヒ
ビの入りにくいものであった。こうして得られた本発明
のコの字状の発泡構造体を用い、ダンボールで外部を包
むことなく、二つの該繊維補強発泡体を組合せてラジカ
セを梱包して輸送テストを行なった。その結果、被包装
物であるラジカセ（カセット付きラジオ）を何ら損傷す
ることなく輸送することができた。
一方、従来のポリエチレンテレフタレート繊維（溶融
点:265℃、単糸繊度:4.0デニール、カット長さ:51mm）
を用いて同様の充填量、加工条件により補強したポリス
チレン発泡体を用いて、同様のテストを行なったところ
（比較例）、輸送の際の振動によってポリスチレン発泡
体が割れてしまい、ラジカセのコーナの塗装が剥れ、機
器の一部に損傷が認められた。この比較例のものは、発
泡体とポリエチレンテレフタレート繊維の接着一体化が
全く不十分なものと認められるものであった。
実施例２ 芯成分がポリエチレンテレフタレート（溶融点:265
℃）、鞘成分がスチレン80重量部/2−エチルヘキシルア
クリレート20重量部の共重合体（熱変形温度:57.6℃）
からなる高分子配列体繊維（１フィラメント中の芯数:1
6、単糸繊度:3.8デニール、繊維のカット長さ:10mm）
を、予め加熱したコの字形の成型金型中を吸引しながら
開口部へ向かってエジェクターを用いて噴射し、成型金
型の内壁面全体に高分子配列体繊維シート層を張付け
た。
次いで、市販の発泡性ポリスチレンビーズ（非発泡樹脂
での曲げ弾性率:280kg/mm2）を用いて一次発泡を行った
後、前記成型金型の空間に一次発泡ビーズと高分子配列
体繊維を混合充填した。成型金型の内容積いっぱいに充
填されたとき、かかる噴射を止めて成型金型を封鎖し、
105℃のスチームにより加熱し、高分子配列体繊維の鞘
成分を熱変形せしめると同時に一次発泡ビーズを発泡成
型した。
得られた繊維補強発泡体は、鞘成分がプラスチック化し
た高分子配列体繊維シートと発泡体が強固に一体化した
ものであり、表面平滑性、耐衝撃性に優れ、曲げ、捩り
に対しても強く、ヒビの入りにくいものであった。
本発明の繊維補強発泡体を組合せて、ダンボールで外部
を包むことなく、ラジカセを梱包して輸送テストを行な
った。その結果、被包装物であるラジカセを何ら損傷す
ることなく輸送することができた。
さらに、繊維補強発泡体の表面に製品の名称と模様を印
刷したところ、従来のポリスチレン発泡体とは比べもの
にならないほど鮮明に印刷することができた。
実施例３ 芯成分がナイロン66（溶融点:260℃）、鞘成分がスチレ
ン/2−エチルヘキシルアクリレート共重合体（熱変形温
度:57.6℃）からなる高分子配列体繊維シート（１フィ
ラメント中の芯数:36、単糸繊度:3.5デニール）を用い
て織物を作り、成型金型の内壁面に配設した。
かかる成型金型内容積の空間に一次発泡を行なったポリ
スチレン（非発泡樹脂での曲げ弾性率:280kg/mm2）の発
泡性ビーズを充填し、スチームで加熱して発泡成型し
た。
得られた繊維補強発泡体は、発泡体の外面を高分子配列
体繊維の鞘成分がプラスチック化したものと、芯成分か
らなる織物が覆ったものであり、該織物と発泡体との接
着一体化が極めて良好で、かつ織物組織構造を有するも
のであった。該繊維補強発泡体は、表面平滑性、耐衝撃
性に優れ、曲げ、捩りに対しても強く、ヒビの入りにく
い特性を有するものであった。コンパクトな冷凍コンテ
ナーとして用いたところ、保冷効果が抜群に良好であ
り、外観品位、耐久性にも優れるものであった。
［発明の効果］ 以上のように本発明により得られる繊維補強発泡体は、
高強力繊維と高剛性発泡体が極めて強力に接着一体化し
た構造を有するものであり、良好な引張強さ、衝撃強
さ、曲げ強さ、捩り強さ等の機械的性能と好ましい形態
保持性を有するものである。
また、さらに、複合繊維により構成された布帛により繊
維補強を行なうことにより、表面品位を任意に美粧化す
ることも可能であり、従来の発泡体では得られない外観
品位、機械的強度特性、防水性などを同時に有する製品
とすることができる。
本発明の繊維補強発泡体を用いることにより、包装・梱
包分野においては、ダンボールのような副資材の必要な
しに、直ちに製品を包装梱包しても製品を損傷すること
なく輸送することが可能である。そのため、副資材に要
する費用が節約でき、さらに嵩さばらないので運搬費や
格納費が節減できる利点がある。
その他、過酷な衝撃や力学的作用を受ける道路の噴泥防
止材、各種土木用材、防水層保護材などの建築・土木分
野、断熱工業分野、自動車などの車両分野、包装・梱包
分野、スポーツ・雑貨分野にも好ましく用いられる。
また、さらに、本発明の繊維補強発泡体の高強力性を活
かした用途として、海上浮き飛行場、浮き桟橋、海上浮
きテニスコート、海上浮きゴルフ場、海上浮きレジャー
スペースなどの特殊な用途に適用することも可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第７図は、本発明の繊維補強発泡体に用いる複
合繊維の一実施態様例をモデル的に示した概略モデル横
断面図である。 1:複合繊維 ２、２′：芯成分 3:鞘成分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:04 105:06 Ｃ０８Ｌ 25:00 (56)参考文献 特開 平２−130138（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−49112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−305146（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−236741（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−20655（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−40541（ＪＰ，Ｕ) 特公 平１−49112（ＪＰ，Ｂ２) 古本宏二編「ポリスチレン樹脂」工業調 査会（1970年11月20日）第154頁表13．１

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】曲げ弾性率において150kg/mm2以上のポリ
    スチレン系樹脂からなる発泡体の表面が、該発泡体と同
    じモノマー単位を含む重合体からなる成分を接着成分と
    する複合繊維状物により補強されてなることを特徴とす
    る繊維補強発泡体。
  2. 【請求項２】複合繊維により構成された布帛により表面
    が強化された繊維補強発泡体であって、加熱処理により
    該複合繊維の複合第一成分が熱変形あるいは熱溶融して
    接着成分になり、他の成分が繊維状成分として存在して
    発泡体が補強されてなることを特徴とする請求項第１項
    記載の繊維補強発泡体。
  3. 【請求項３】加熱処理が、発泡を伴う処理である請求項
    ２項記載の繊維補強発泡体。
  4. 【請求項４】複合繊維が、芯／鞘型複合繊維であること
    を特徴とする請求項第２項記載の繊維補強発泡体。
  5. 【請求項５】芯／鞘型複合繊維の構造が、多芯／鞘型複
    合繊維であることを特徴とする請求項第３項記載の繊維
    補強発泡体。
  6. 【請求項６】多芯／鞘型の複合繊維の構造が、２種以上
    の異なる芯成分を有するものであることを特徴とする請
    求項第５項記載の繊維補強発泡体。
  7. 【請求項７】複合繊維における接着成分が、発泡体の熱
    変形温度あるいは溶融点よりも少なくとも10℃以上低い
    熱変形温度あるいは溶融点を有するポリマであることを
    特徴とする請求項第２項記載の繊維補強発泡体。
  8. 【請求項８】複合繊維における繊維状成分が、160℃以
    上の熱変形温度あるいは溶融点を有するポリマであるこ
    とを特徴とする請求項第２項記載の繊維補強発泡体。
  9. 【請求項９】複合繊維における繊維状成分が、接着成分
    の熱変形温度あるいは溶融点よりも少なくとも70℃以上
    高い熱変形温度あるいは溶融点を有するポリマであるこ
    とを特徴とする請求項第２項記載の繊維補強発泡体。
  10. 【請求項１０】複合繊維における繊維状成分が、発泡体
    の熱変形温度あるいは溶融点よりも少なくとも50℃以上
    高い熱変形温度あるいは溶融点を有するポリマであるこ
    とを特徴とする請求項第２項記載の繊維補強発泡体。
  11. 【請求項１１】曲げ弾性率において150kg/mm2以上のポ
    リスチレン系樹脂からなる潜在発泡性を有する材料と、
    複合繊維により構成された布帛を用いて、該複合繊維の
    複合第一成分の熱変形温度あるいは溶融点よりも少なく
    とも10℃以上高く、かつ複合第二成分の溶融点よりも少
    なくとも50℃以上低い温度で加熱発泡処理を行なわしめ
    ることにより、前記複合第二成分を繊維状の補強物とし
    て、かつ前記複合第一成分を該繊維状の補強物と発泡体
    との接着剤として、繊維補強発泡体を構成せしめること
    を特徴とする繊維補強発泡体の製造方法。
JP2229833A 1989-12-11 1990-08-30 繊維補強発泡体およびその製造方法 Expired - Lifetime JPH07113068B2 (ja)

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JP1-322164 1989-12-11
JP32216489 1989-12-11

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