JPH0814065B2

JPH0814065B2 - 熱成形用繊維成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH0814065B2
Application number: JP63139624A
Authority: JP
Inventors: 昌博塚本; 克彦山路
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1988-06-07
Filing date: 1988-06-07
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPH01314769A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車用天井材として好適な熱成形用繊維
成形体の製造方法に関する。

（従来の技術）自動車用天井材には、軽量で、剛性、耐熱性、吸音
性、熱賦形性などの性能に優れた材料が要求される。

この種の材料として、例えば特開昭60−83832号公報
には、ガラス繊維などの無機繊維層の両面に、ポリエチ
レンなどの合成樹脂層を形成した自動車用天井材が開示
されている。ところが、かかる成形体は、特に曲げ強度
が小さく、また吸音性も充分でなく、自動車用天井材と
しては、不充分である。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目
的とするところは、軽量で、剛性、耐熱性、熱賦形性、
及び曲げ強度と吸音性に優れ、自動車用天井材として好
適な熱成形用繊維成形体の製造方法を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段）本発明で使用されるマット状物は、無機繊維と熱可塑
性樹脂結着材とからなる。

上記マット状物を構成する無機繊維としては、ガラス
繊維をはじめ、ロックウール、セラミック繊維、炭素繊
維などがあげられ、その長さは、マット状物の成形性の
点から５〜200mmが好ましく、50mm以上のものが70重量
％以上含まれているのがより好ましい。また、その太さ
は細くなると機械的強度が低下し、太くなると重くなっ
て嵩密度が小さくなるので２〜30μｍが好ましく、より
好ましくは７〜20μｍである。

また、マット状物を構成する熱可塑性樹脂結着材とし
ては、その融点が70〜270℃のものが好ましく、より好
ましくは90〜250℃であり、ポリエチレン、ポリプロピ
レンなどのポリオレフィンをはじめ、飽和ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリビニルブチラール
などの単独又は混合樹脂からなる結着材が用いられる。

かかる結着材は、溶融して無機繊維を部分的に結合し
ている場合と、溶融せずに、例えば繊維状、粉末状、フ
ィルム状で無機繊維に混合又は積層されている場合とが
あるが、いずれの状態であってもよい。上記マット状物
において無機繊維の割合が多くなると、成形体の剛性が
低下し、結着材の割合が多くなると成形体が重くなり、
吸音性も低下するので、無機繊維と結着材との重量比
は、5:1〜1:3が好ましい。

また、マット状物の密度は、大きくなると重くなりす
ぎ、小さくなると機械的強度が低下するので0.01〜0.2g
/cm³が好ましく、より好ましくは0.03〜0.07g/cm³であ
る。また、マット状物の厚みは薄くなると機械的強度が
低下し、厚くなると加熱の際に中心部まで熱が伝わりに
くく多量の熱量を要するので３〜100mmの範囲が好まし
く、自動車用天井材としては４〜12mmが好ましい。

上記のマット状物の製造方法は、任意の方法が採用さ
れてよく、例えば無機繊維と繊維状又は粉末状の結着材
をカードマシンに供給し、解繊、混繊し、必要に応じて
ニードルパンチを施こしてマット状物とすることができ
る。ニードルパンチは1cm²当り１〜30個所行なうのが好
ましい。

繊維状の結着材を使用する場合は、長さが５〜200m
m、太さが３〜50μｍのものが好ましい。粉末状の結着
材を使用する場合は、50〜100メッシュのものが好まし
い。この粉末状の結着材は、マット状物の製造後に散布
してもよい。

また、フィルム状の結着材を使用する場合は、上記の
ようにして製造したマット状物又は無機繊維のみを用い
て製造したマット状物と、フィルム状の結着材とを交互
に少なくとも二層積層し、必要に応じてニードルパンチ
を施こして積層状のマット状物とすることができる。

さらに、上記のような繊維状、粉末状、フィルム状の
結着材が混合又は積層されているマット状物を予備加熱
して上記結着材を溶融させてマット状とすることができ
る。

本発明においては、上記マット状物を結着材の融点以
上の温度に加熱した状態で一対のロール又は無端ベルト
の間を通過させて圧縮する。

マット状物の加熱は任意の方法が採用されてよく、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
などによる輻射加熱方法等があげられる。また、マット
状物の圧縮に用いられる一対のロール又は無端ベルトと
しては、金属製、セラミック製、プラスチック製のもの
が用いられる。そして、これらのロール又は無端ベルト
の表面は、離型剤で処理されていてもよい。いずれにし
ても、マット状物の中の結着材が溶融している状態では
粘着するが、非溶融の状態では粘着しないような表面を
有するロール又は無端ベルトを使用せねばならない。

上記の加熱及び圧縮は、加熱と圧縮とをこの順に別工
程で行ってもよいが、熱風オーブン中で加熱を行ない、
引続き同じ熱風オーブン中に設けられた一対のロール又
は無端ベルトの間を通過させて圧縮するのが好ましい。
また、マット状物は元の厚みの20％以上圧縮するのが好
ましい。圧縮の割合が少ないと、溶融した結着材が無機
繊維の隙間に含浸するのに長時間を要するが、元の厚さ
の20％以上圧縮する場合は、数秒の圧縮で充分である。

また、本発明においては、上記のようにして圧縮され
たマット状物を、上記のロール又は無端ベルトの出口に
おいて、上記マット又は無端ベルトに粘着させた状態で
解圧して厚みを増大させる。

圧縮されたマット状物の解圧は、上記ロール又は無端
ベルトの出口をマット状物が単に通過し、ロール又は無
端ベルトから解放されることによって行なわれる。ま
た、マット状物の厚みの増大は、反転するロール又は無
端ベルトにマット状物が粘着して厚み方向へ引張られる
ことによって行なわれる。

次に、本発明においては、厚みが増大したマット状物
を冷却して上記ロール又は無端ベルトから剥離する。

マット状物の冷却は、例えばロール又は無端ベルトの
出口を通過するマット状物の両面に冷風を吹き付けるこ
とによって行なわれる。このようにしてマット状物が結
着材の溶融温度以下に冷却されると、マット状物は厚み
が増大した状態で固化し粘着性が失われ、ロール又は無
端ベルトから順次剥離されながら移送されていく。かく
して、目的とする熱成形用繊維成形体が得られる。

本発明方法により得られた熱成形用繊維成形体を最終
の形状に賦形するには、この成形体の中に含浸されてい
る全ての熱可塑性樹脂成分の融点以上の温度に再加熱
し、冷却プレス成形型等で圧縮成形する。自動車用天井
材として使用するにはこの圧縮成形の際に、ポリエチレ
ン発泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリ塩化ビニル発泡
体、ポリウレタン発泡体などの独立気泡又は連続気泡の
発泡体を介して、或いは介せずに織布、不織布、塩化ビ
ニルレザーなどの化粧用表皮材を積層して一体的に賦形
すればよい。

（作用）本発明において、無機繊維と熱可塑性樹脂結着材とか
らなるマット状物が加熱され、一対のロール又は無端ベ
ルトで圧縮されると、マット状物の厚みが減少し、溶融
した結着材が無機繊維の隙間に良好に含浸される。

その後、上記ロール又は無端ベルトの出口でマット状
物が解圧されると、マット状物は反転する上記一対のロ
ール又は無端ベルトに粘着して厚み方向へ引張られ、そ
れにより厚みが増大し、無機繊維が結着材を伴なって全
体に亘って均一に分散する。

そして、これを冷却してロール又は無端ベルトから剥
離すると、マット状物を構成する無機繊維が結着材で嵩
高に結合され、全体に亘って多数の空隙を有する熱成形
用繊維成形が得られる。

（実施例）以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

実施例１ガラス繊維（太さ９〜13μｍ、長さ50〜60mm）65重量
％と高密度ポリエチレン繊維（太さ６デニール、長さ２
インチ、融点135℃）35重量％の割合でカードマシンに
供給し、解繊、混繊してマット状にした。これに1cm²当
り30個所のニードルパンチを施して厚さが10mmで、600g
/m²のマット状物を得た。

このマット状物を200℃の熱風オーブンに通して３分
間加熱し、引続き200℃の同じ熱風オーブン内に設けら
れた一対の無端ベルトの間を３分間で通過させた。この
一対の無端ベルトの間隙は3mmに設定されており、マッ
ト状物は3mmに圧縮された。

上記熱風オーブンの出口と一致する一対の無端ベルト
の出口において、圧縮されたマット状物の表面は、無端
ベルトの表面に粘着した状態で解放され自然に解圧され
るとともに、両方の無端ベルトに粘着したマット状物が
その粘着力により厚み方向に強制的に引張られて厚みが
増大する。そして、一対の無端ベルトが反転する位置
に、この無端ベルトと同じ幅のスリット状ノズルから10
℃の冷風を吹付けてマット状物の両面を130℃以下の温
度に冷却した。

この冷却により、無端ベルトの表面に粘着していたマ
ット状物は、無端ベルトから順次剥離されていく。この
マット状物を順次一定長さに切断して、厚さ10mmの熱成
形用繊維成形体を得た。

上記成形体を200℃の熱風オーブンで２分間加熱した
後取出し、これを30℃の金型に入れ1kg/cm²の圧力で１
分間圧縮して最終の形状に賦形した。得られた賦形成形
体は縦1400mm、横1150mmであった。上記金型は、最小肉
厚部が3.0mm、最大肉厚部が8.0mmに設計されており、ま
た曲率半径が5mmの凹部を有しており、この凹部に対応
する部分の曲率半径（Ｒ）を測定して熱賦形成を評価し
た。

上記の賦形された成形体85℃の熱風オーブン中で四辺
を保持して24時間後の熱変位量（垂れ下った距離）を測
定した。また、上記の賦形された成形体から厚さ5mm、
幅50mm、長さ150mmの試料片を切り取り、JIS K 7211に
準じ曲げ強度の評価を行なった。さらに、前記の成形体
から厚さ8mm、直径90mmの試料片を切り取り、JIS A 140
5に準じ垂直入射法による1.5KHzにおけ吸音率を測定し
た。その結果を第１表に示した。

実施例２実施例１と同じガラス繊維65重量％と実施例１と同じ
高密度ポリエチレン繊維35重量％とを混合し、カードマ
シンで解繊し綿状とし、この両面に高密度ポリエチレン
フィルム（厚さ100μｍ、融点135℃）を積層し、これに
1cm²当り30個所ニードルパンチを施して厚さが10mmで、
800g/m²のマット状物を得た。

以後、実施例１と同様に行なって、賦形された成形体
を得た。この成形体について実施例１と同様にして評価
を行なった。その結果を第１表に示した。

比較例実施例１と同じガラス繊維65重量％と実施例１と同じ
高密度ポリエチレン繊維35重量％の割合でカードマシン
に供給し、解繊、混繊してマット状にした。これに1cm²
当り30個所のニードルパンチを施して厚さが10mmで、60
0g/m²のマット状物を得た。このマット状物の両面に高
密度ポリエチレンフィルム（厚さ100μｍ、融点135℃）
を積層した。

この積層物を200℃で２分間加熱した後、実施例１と
同じ30℃の金型に入れ、1kg/cm²の圧力で１分間圧縮し
て取出し賦形された成形体を得た。

この成形体は、フィルムの溶融物がマット状物の内部
にあまり含浸されずに表面部に留まっていた。この成形
体について実施例１と同様にして評価を行なった。その
結果を第１表に示した。

（発明の効果）本発明方法は、上述のように構成されており、特にロ
ール又は無端ベルトに粘着したマット状物をその粘着力
により厚み方向に引張って厚みを増大させるものである
から、使用する無機繊維の弾性率に関係なく、マット状
物（無機繊維）の復原力（弾力性）を越えて厚みを増大
させることができ、より嵩高な熱成形用繊維成形体を得
ることができる。また、無機繊維が、全体として広く分
布した熱可塑性樹脂結着材により互いに部分的に強固に
結合され、全体に亘って多数の空隙を有するコストの安
い熱成形用繊維成形体を容易に得ることができる。

そして、この熱成形用繊維成形体は嵩高で、無機繊維
と空隙と結着材とが全体として広く分布し一個所に集中
しないことにより、軽量で、剛性、耐熱性、吸音性、熱
賦形成に優れ、特に曲げ強度及び吸音性が向上し、自動
車用天井材に好適に使用することができるほか、家屋や
船舶用の天井材或いは健材など多くの分野に利用し得
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機繊維と熱可塑性樹脂結着材とからなる
マット状物を、上記結着材の融点以上の温度に加熱した
状態で一対のロール又は無端ベルトの間を通過させて圧
縮し、上記ロール又は無端ベルトの出口において、上記
マット状物をロール又は無端ベルトに粘着させた状態で
解圧することにより、ロール又は無端ベルトに粘着した
マット状物をその粘着力により厚み方向に引張って厚み
を増大させ、このマット状物を冷却して上記ロール又は
無端ベルトから剥離することを特徴とする熱成形用繊維
成形体の製造方法。