JPH0776021A

JPH0776021A - 多孔性成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH0776021A
Application number: JP5223067A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Yamaji; 克彦山路
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量性、剛性に優れた多孔性成形体の製造方
法。【構成】無機材料を主成分とする不繊マット状物の両面
に、熱可塑性樹脂シート等を積層し、得られた積層体を
圧縮し、複合材料を得る第１工程及び複合材料を拡開、
成形後、冷却し、多孔性成形体を得る第２工程からな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の天井材や間仕
切り等の建材として好適に用いられる多孔性成形体の製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の天井材や間仕切り等の
建材は、軽量性、剛性が要求される。

【０００３】これらの製造方法として、特開昭６４−７
７６６４号公報には、無機繊維を主体とするマット状物
の両面に、熱可塑性樹脂及び一定のシートが積層された
積層体を加熱、加圧後、拡開し、成形複合材料を製造す
る方法が開示されている。

【０００４】又、特開昭４−３４０５４号公報には、無
機繊維を主体とするマット状物の両面に、熱可塑性樹
脂、表面層が積層された積層体を、加熱、加圧後、拡開
すると同時に、表面層を融着一体化し、成形複合材料を
製造する方法が開示されている。

【０００５】しかし、これらの方法では、所望の形状を
有する成形体を得るためには、再度加熱し、プレス成形
する必要があり、加熱冷却を繰り返さなければならなか
った。

【０００６】

【解決しようとする課題】本発明は、軽量性、剛性に優
れた成形体を容易に製造し得る方法を提供することにあ
る。

【課題を解決するための手段】本発明の第１工程につい
て説明する。本発明で用いられる不繊マット状物の製造
に用いられる無機繊維は、特に限定さず、一般的なもの
が用いられる。

【０００７】例えば、ガラス繊維、炭素繊維、セラミッ
クス繊維が挙げられる。

【０００８】上記無機繊維の長さは、長いとカードマシ
ンに無機繊維が巻きつく等、不繊マット状物の製造に支
障をきたし、短いと得られる不繊マット状物の密度が、
不均一になるので、１０〜２００μｍが好ましい。

【０００９】又無機繊維の太さは、太くなると得られる
不繊マット状物の製造中に無機繊維が折れやすくなり、
細くなると得られる不繊マット状物の機械的強度が低下
するので、３〜３０μｍが好ましい。

【００１０】無機繊維の量は、多いと上記無機繊維同士
を結着する熱可塑性樹脂の量が少なくなり、得られる多
孔性成形体の強度が低下し、少ないと骨格となる無機繊
維の量が減少し、得られる多孔性成形体の強度が低下す
るので、多孔性成形体の２５〜６０重量％であるのが好
ましい。

【００１１】更に、合成繊維、植物繊維、動物繊維等の
有機繊維を混合することは、得られる不繊マット状物の
軽量化が図れ好適である。上記合成繊維としては、アラ
ミド繊維、ポリエステル系繊維、ポリエチレン繊維、ポ
リプロピレン繊維、レーヨン、ビニロン、ポリアミド系
繊維等が挙げられる。上記植物繊維としては、綿、麻、
ジュート等が挙げられる。上記動物繊維としては、絹、
羊毛等が挙げられる。

【００１２】有機繊維の長さは、上記無機繊維と同様の
理由で、１０〜２００μｍが好ましい。又、有機繊維の
太さは、無機繊維との混合のしやすさから、用いられる
無機繊維の太さと略同じものが好ましい。

【００１３】有機繊維の混合量は、多いと得られる不繊
マット状物の機械的強度が低下するため、無機繊維及び
有機繊維の全重量の４０％以下が好ましい。合成繊維、
植物繊維及び動物繊維は単独で用いられても併用されて
もよい。

【００１４】上記無機繊維等を用いて、不繊マット状物
を製造する方法は、一般的な方法が用いられ、特に限定
されない。例えば、ニードルパンチ法、スパンボンド
法、サーマルボンド法等が挙げられ、ニードルパンチ法
が、特に好適である。

【００１５】ニードルパンチ法を用いる場合は、ニード
ルパンチの数は、少ないと得られる不繊マット状物の強
度が低下し、多いと複合材料の拡開が困難となり、所望
の厚みの多孔性成形体を得ることが出来ないことがある
ので、１ｃｍ²あたり１０〜１００箇所行われるのが好
ましい。

【００１６】不繊マット状物の密度は、高くなると得ら
れる不繊マット状物の軽量化が図れず、低くなると得ら
れる不繊マット状物の機械的強度が低下するので、０．
０１〜０．２ｇ／ｃｍ³が好ましい。

【００１７】不繊マット状物の空隙率は、低くなると得
られる不繊マット状物の軽量化が図れず、高くなると得
られる不繊マット状物の機械的強度が低下するので、７
０〜９８％が好ましい。

【００１８】無機繊維同士の結着性を向上させるため
に、必要に応じて、用いられる熱可塑性樹脂の溶融温度
よりも低い溶融温度を有している有機繊維、有機粉末、
又は、有機粉末の分散液若しくはエマルジョンを添加し
てもよい。有機繊維及び有機粉末として、例えば、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリアミド、ポリスチレン、ポリビニルブチラール
等からなる有機繊維や有機粉末が挙げられる。

【００１９】上記有機粉末の分散液やエマルジョンの添
加は、不繊マット状物の製造後、不繊マット状物に添加
される。一方、有機繊維や有機粉末の添加は、熱可塑性
樹脂シート（Ａ）を不繊マット状物の両面に積層する前
であれば良く、特に限定されない。従って、不繊マット
状物を製造する前に、有機繊維や有機粉末を、無機繊維
に混合して不繊マット状物を製造してもよく、又、不繊
マット状物を製造したあとで、有機繊維や有機粉末を不
繊マット状物に混合してもよい。

【００２０】有機繊維の長さや太さは、合成繊維等と同
様の理由で、長さは、１０〜２００μｍ、太さは、無機
繊維と略同じ太さであるのが好ましい。有機粉末の粒径
は、大きいと有機粉末の分散性が低下するので、５０μ
ｍ以下であるのが好ましい。

【００２１】本発明で用いられる熱可塑性樹脂シート
（Ａ）は、溶融し、無機繊維同士を結着でき、且つ、上
記無機繊維等が溶融、劣化を生じない温度で、溶融する
ものであれば良く、特に限定されない。このようなシー
ト（Ａ）として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリス
チレン、ポリビニルブチラール、ポリウレタン等からな
るシートが挙げられる。

【００２２】上記シート（Ａ）は、上記不繊マット状物
の一面を略均一に被覆するものであることが必要であ
る。

【００２３】又、該シート（Ａ）の重量は、少ないと無
機繊維同士の結着が弱くなり得られる不繊マット状物の
機械的強度が低下し、多いと複合材料の拡開が困難とな
り、所望の厚みの多孔性成形体を得ることが出来ないの
で、不繊マット状物の全重量の３０〜７０％であること
が好ましい。

【００２４】本発明で用いられるシート（Ｂ）は、上記
シート（Ａ）の溶融温度以上で一定形態を保持し得るも
のであれば良く、特に限定されない。このようなシート
（Ｂ）として、例えば、鉄、アルミニウム、銅等からな
る軟らかいシート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリアミド等からなるシー
ト、紙からなるシート等が挙げられる。

【００２５】上記シート（Ｂ）の厚さは、薄いと不繊マ
ット状物の材料に用いられる無機繊維によりシート
（Ｂ）に穴があく等シートが破損することがあり、厚い
と得られる多孔性成形体に、しわが生じることがあるの
で、５〜５０μｍであるのが好ましい。

【００２６】本発明の第１工程は、無機繊維を主成分と
する不繊マット状物の両面に、熱可塑性樹脂シート
（Ａ）及びシート（Ａ）の溶融温度以上で一定形態を保
持し得るシート（Ｂ）を、シート（Ａ）が内側になるよ
うに積層し、得られた積層体を、熱可塑性樹脂の溶融温
度以上であって、該シート（Ｂ）が一定形態を保持しう
る温度下で圧縮し、不繊マット状物内に熱可塑性樹脂を
含浸させた後、解圧し、複合材料を得る工程である。

【００２７】不繊マット状物の両面に、上記シート
（Ａ）及びシート（Ｂ）を、積層する方法は、一般的な
方法が用いられ、特に限定されない。例えば、不繊マッ
ト状物の両面にシートを単に載置する方法、不繊マット
とシートを熱融着する方法、不繊マットとシートを押出
ラミネートする方法等が挙げられる。

【００２８】不繊マット状物の両面に、上記シート
（Ａ）及びシート（Ｂ）を、シート（Ａ）が内側になる
ように積層する際、シート（Ａ）及びシート（Ｂ）の代
わりに、予めシート（Ａ）の一面にシート（Ｂ）が積層
された積層シートを用いて、不繊マット状物の両面に、
シート（Ａ）が内側になるようにして、積層シートを不
繊マット状物の両面に積層し、積層体を得てもよい。

【００２９】シート（Ａ）の一面にシート（Ｂ）を積層
し、積層シートを得る方法として、一般的な方法が用い
られ、特に限定されない。例えば、共押出しが挙げられ
る。

【００３０】積層体を、上記シート（Ａ）の溶融温度以
上であって、上記シート（Ｂ）が一定形態を保持しうる
温度に加熱する方法は、一般的な方法が用いられ、特に
限定されない。例えば、熱風加熱方法、赤外線ヒーター
や遠赤外線ヒーター等による輻射加熱方法等が挙げられ
る。

【００３１】積層体を圧縮する方法は、一般的な方法が
用いられ、特に限定されない。例えば、平板状プレスで
圧縮する方法、ロールで圧縮する方法等が挙げられる。
圧縮する圧力は、小さいと不繊マット状物内への熱可塑
性樹脂の含浸が不十分となり、大きくしても不繊マット
状物内への熱可塑性樹脂の含浸の効果は変わらないの
で、０．１〜２０ｋｇ／ｃｍ²が好ましい。

【００３２】圧縮後の積層体の厚さは、厚いと不繊マッ
ト状物内への熱可塑性樹脂の含浸が不十分となるので、
圧縮前の積層体の厚さの４／５以下となるように圧縮す
るのが好ましい。

【００３３】又、ロール法を用いる場合は、ロール間の
距離は、広いと不繊マット状物内への熱可塑性樹脂の含
浸が不十分となり、狭いとロール間に無機繊維が詰まる
ことがあるので、積層体の厚みの４／５〜１／２０程度
であるのが好ましい。

【００３４】本発明の第２工程について説明する。本発
明の第２工程で用いられる成形拡開金型は、上記複合材
料の両面を吸引し、複合体を拡開できる構造を有する金
型であればよく、特に限定されない。

【００３５】このような構造を有する金型として、例え
ば、２枚の拡開板からなり、各々の拡開板の複合材料に
接する面に孔を有し、該孔から真空吸引により、複合材
料を吸引し、複合材料の拡開が可能な構造を有する金型
が挙げられる。

【００３６】ここで、拡開とは、複合材料の両面を反対
方向に引っ張り、又は、吸引し、発泡させ、複合材料の
厚みを増加させることをいう。

【００３７】第２工程は、成形拡開金型を用いて、熱可
塑性樹脂の溶融温度以上で複合材料を拡開後、冷却し、
所望の形状を有する多孔性成形体を得る工程である。

【００３８】この際、複合材料を成形拡開金型に移送
前、又は、移送後に、更に、複合材料の両面に、化粧用
表皮板を積層し得られた表皮板複合材料を、成形拡開金
型を用いて拡開し、多孔性成形体を製造してもよい。

【００３９】化粧用表皮板は、一般的なものが用いら
れ、特に限定されない。このような化粧用表皮板とし
て、例えば、ポリエステル系繊維からなる不繊布、伸縮
可能な織布、並びに、これらに発泡体を積層したもの等
が挙げられる。

【００４０】上記発泡体は、ウレタン等からなる連続気
泡性発泡体であると、表皮板複合材料の拡開工程で、表
皮板複合材料の吸引が不十分となることがあるので、ポ
リエチレンやポリプロピレン等からなる独立気泡性発泡
体が好ましい。

【００４１】又、複合材料と化粧用表皮板が、熱融着し
ない場合は、複合材料と化粧用表皮板との接着のため、
複合材料と化粧用表皮板との間にホットメルト接着剤等
からなる接着層をもうけることが必要である。ホットメ
ルト接着剤として、例えば、ポリエチレン、ポリイソブ
チレン、ポリアミド、酢酸ビニル−エチレン共重合体等
が挙げられる。

【００４２】成形拡開金型を用いて、複合材料を拡開す
る際、複合材料の吸引性を向上させるために、必要に応
じて、複合材料を拡開する前に、複合材料を圧縮してか
ら、複合材料を拡開してもよい。

【００４３】又、拡開するときの吸引圧力は、小さい
と、吸引できない場合があるので、０．３ｋｇ／ｃｍ²
以上が好ましく、特に、０．５ｋｇ／ｃｍ²以上が好ま
しい。

【００４４】複合材料を拡開、成形し、多孔性成形体を
製造する際、多孔性成形体の厚さを厚くすると、得られ
る多孔性成形体の機械的強度が低下することがあるの
で、多孔性成形体の厚みは、複合材料の厚みの１０倍以
下になるように、複合材料を拡開、成形するのが好まし
い。

【００４５】又、冷却は、一般的な方法が用いられ、特
に限定されない。例えば、放冷、冷風を吹きつけての冷
却等が挙げられる。

【００４６】冷却は、拡開が終了してから行ってもよい
し、拡開と同時に冷却を行ってもよい。

【００４７】拡開と同時に冷却を行う場合は、拡開が終
了するまで熱可塑性樹脂が溶融している様に、冷却を調
整することが必要である。

【００４８】

【作用】積層体から複合材料を製造後、冷却、再加熱す
ることなく、必要に応じて、複合材料の保温のみを行
い、次に、複合材料を拡開、成形し、無機繊維が、多数
の空隙を有する状態で結着され、必要に応じて、化粧用
表皮板が融着一体化された多孔性成形体を製造する。

【００４９】

【実施例】

（実施例１）長さ５０ｍｍ、直径１０μｍのガラス繊維
と長さ５０ｍｍ、直径３０μｍのポリエチレン繊維を重
量比で２：１の割合で、カードマシンに供給し、解繊し
た後、１ｃｍ²当たり８０箇所のニードルパンチを施
し、重量４５０ｇ／ｍ²の不繊マット状物を得た。

【００５０】得られた不繊マット状物の両面に厚さ１２
０μｍの高密度ポリエチレンからなるシート及び厚さ１
０μｍのポリブチレンテレフタレートからなるシート
を、高密度ポリエチレンからなるシートが内側となるよ
うに載置し、積層体を得た。

【００５１】得られた積層体を、２００℃で３分間加熱
後、２００℃に加熱した平板プレスを用いて、５ｋｇ／
ｃｍ²の圧力で圧縮し、厚さ０．７ｍｍの複合材料を得
た。

【００５２】次に、複合材料の成形に用いた成形拡開金
型の断面図を図１に示した。成形拡開金型は、雌型金型
１及び雄型金型２からなり、各々の金型には、直径１０
ｍｍの真空孔５が、２０ｍｍ間隔で１４本設けられてお
り、真空孔５は、真空ポンプ（図示せず）に連通された
ヘッダー３に連通している。更に、真空孔５から垂直
に、２０ｍｍ間隔で、４０７１個の直径５ｍｍの吸引孔
６が連通しており、各々の金型１、２には、直径５ｍｍ
の冷却孔４が１００ｍｍ間隔で設けられている。

【００５３】又、用いられた成形拡開金型の雌型金型１
の底部７は、一辺が１０００ｍｍ、８００ｍｍの長方形
であり、深さが、１００ｍｍ、水平部９の長さが、２０
０ｍｍであり、更に、傾斜部８は、垂直面に対して、４
５°傾斜している。

【００５４】用いられた成形拡開金型の雄型金型２は、
上記雌型金型１に整合した形状を有している。

【００５５】水冷により３０℃に保持した上記成形拡開
金型に、得られた複合材料を供給し、厚みが１ｍｍとな
るように複合材料を圧縮後、圧力０．６ｋｇ／ｃｍ²で
真空吸引し、厚みが４ｍｍになるように拡開し、その状
態で２０秒間放冷し、多孔性成形体を得た。

【００５６】得られた多孔性成形体の厚み、縦、横、高
さを測定し、結果を表１に示した。

【００５７】（比較例１）実施例１と同様の方法で得ら
れた複合材料を２００℃に保持し、平板状拡開板を用い
て、圧力０．６ｋｇ／ｃｍ²で真空吸引し、厚みが４ｍ
ｍになるように拡開し、その状態で２０秒間放冷し、板
状成形体を得た。

【００５８】得られた板状成形体を、赤外ヒーターを用
いて、１８０℃に加熱し、実施例１と同一形状の多孔性
成形体を成形し得る金型を用いて、冷却プレスで多孔性
成形体を得た。

【００５９】得られた多孔性成形体の厚み、縦、横、高
さを測定し、結果を表１に示した。

【００６０】（実施例２）不繊マット状物の両面に積層
した厚さ１２０μｍの高密度ポリエチレンからなるシー
ト及び厚さ１０μｍのポリブチレンテレフタレートから
なるシートの代わりに、厚さ１１０μｍのポリエチレン
からなるシートと厚さ１０μｍのポリブチレンテレフタ
レートからなるシート間に厚さ１０μｍの酸変性ポリエ
チレンからなる接着層を有するポリエチレンからなるシ
ート及びポリブチレンテレフタレートからなるシート
を、共押出しにより一体成形された多層シートを用い
て、不繊マット状物の両面にポリエチレンからなるシー
トが内側になるように積層し、積層体を得た以外は、実
施例１と同様にして、多孔性成形体を得た。

【００６１】得られた多孔性成形体の厚み、縦、横、高
さを測定し、結果を表１に示した。

【００６２】（比較例２）実施例２と同様の方法で得ら
れた積層体を用いた以外は、比較例１と同様の方法で、
多孔性成形体を得た。

【００６３】得られた多孔性成形体の厚み、縦、横、高
さを測定し、結果を表１に示した。

【００６４】（実施例３）長さ５０ｍｍ、直径１０μｍ
のガラス繊維と長さ５０ｍｍ、直径３０μｍのポリエチ
レン繊維を重量比で２：１の割合で、カードマシンに供
給し、解繊した後、１ｃｍ²当たり８０箇所のニードル
パンチを施し、重量４５０ｇ／ｍ²の不繊マット状物を
得た。

【００６５】得られた不繊マット状物の両面に厚さ１２
０μｍの高密度ポリエチレンからなるシート及び厚さ１
０μｍのポリブチレンテレフタレートからなるシート
を、高密度ポリエチレンからなるシートが内側となるよ
うに載置し、積層体を得た。

【００６６】得られた積層体を、２００℃で３分間加熱
後、２００℃に加熱した平板プレスを用いて、５ｋｇ／
ｃｍ²の圧力で圧縮し、厚さ０．７ｍｍの複合材料を得
た。

【００６７】得られた複合材料の両面に、共押出ラミネ
ートにより成形された、低密度ポリエチレンと高密度ポ
リエチレンが重量比で７０：３０の割合で混合されてな
るポリエチレン発泡体と塩化ビニルからなる合成皮革と
の間に、アミド系ホットメルト接着剤層を有する、ポリ
エチレン発泡体と塩化ビニルからなる合成皮革からな
る、厚さ３ｍｍの化粧用表皮板を、ポリエチレン発泡体
が内側になるように載置し、複合材料の両面に、化粧用
表皮板が積層された複合材料を得た。

【００６８】次に、実施例１で用いた成形拡開金型を用
いて、複合材料の厚みが２ｍｍとなるように複合材料を
圧縮後、圧力０．６ｋｇ／ｃｍ²で真空吸引し、厚みが
７ｍｍになるように拡開し、その状態で２０秒間放冷
し、多孔性成形体を得た。

【００６９】得られた多孔性成形体の厚み、縦、横、高
さを測定し、結果を表１に示した。

【００７０】（比較例３）実施例３で得られた複合材料
を２００℃に保持し、平板状拡開板を用いて、圧力０．
６ｋｇ／ｃｍ²で真空吸引し、厚みが４ｍｍになるよう
に拡開し、その状態で２０秒間放冷し、板状成形体を得
た。

【００７１】得られた板状成形体を、赤外ヒーターを用
いて、１８０℃に加熱後、板状成形体の両面に、実施例
３で用いられた化粧用表皮板を積層し、比較例１で用い
られた金型を用いて、冷却プレスで多孔性成形体を得
た。

【００７２】得られた多孔性成形体の厚み、縦、横、高
さを測定し、結果を表１に示した。

【００７３】（実施例４）実施例２で用いられた積層体
を用いた以外は、実施例３と同様の方法で多孔性成形体
を得た。

【００７４】得られた多孔性成形体の厚み、縦、横、高
さを測定し、結果を表１に示した。

【００７５】（比較例４）実施例２で用いられた積層体
を用いた以外は実施例３と同様の方法で得られた複合材
料を用いて、比較例３と同様の方法で多孔性成形体を得
た。

【００７６】得られた多孔性成形体の厚み、縦、横、高
さを測定し、結果を表１に示した。

【００７７】

【表１】

【００７８】

【発明の効果】本発明である多孔性成形体の製造方法の
構成は、上記の通りであり、本発明である多孔性成形体
の製造方法によれば、従来の製造方法の如く、加熱、冷
却を繰り返す必要もなく、工程の簡略化を図ることがで
き、しかも、従来の製造方法により製造される多孔性成
形体と同様のものを得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いられる成形拡開金型の一例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１雌型金型２雄型金型３ヘッダー４冷却孔５真空孔６吸引孔７底部８傾斜部９水平部

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Ｄ０４Ｈ 1/42 Ｋ 7199−3ＢＴ 7199−3Ｂ 1/54 Ｑ 7199−3Ｂ // Ｂ２９Ｌ 9:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機繊維を主成分とする不繊マット状物の
両面に、熱可塑性樹脂シート（Ａ）及びシート（Ａ）の
溶融温度以上で一定形態を保持し得るシート（Ｂ）を、
シート（Ａ）が内側になるように積層し、得られた積層
体を、熱可塑性樹脂の溶融温度以上であって、該シート
（Ｂ）が一定形態を保持しうる温度下で圧縮後、解圧
し、複合材料を得る第１工程及び成形拡開金型を用い
て、熱可塑性樹脂の溶融温度以上で該複合材料を拡開、
成形後、冷却し、多孔性成形体を得る第２工程からなる
ことを特徴とする多孔性成形体の製造方法。