JPS6375161A - 繊維シ−ト状成型材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は回収屑綿を利用した繊維シーＩ・状成型材料で
ある。更に詳細には密度の低い柔軟な平板状の繊維シー
ト状成型材料である。該成型材で１を用いて加熱加圧成
型することにより、従来の線維成型物と樹脂成型物の両
名の性能を合わせ持った、そして各種用途別の良好な形
状の硬い樹脂含有繊維成型製品を得ることが出来る。

（ロ）従来の技術 従来、繊維と樹脂からなる成型物にはＵ＆維比率の高い
ものと、逆に樹脂比率の高いしのとがある。繊維比率の
高い成型物は不繊布を用いたものが多く、一般に透水性
や透気性等ｍ！！素材としてのｍ維性能を有するが柔軟
である。また不織重含形成している繊維の形状も均一な
単繊維状である。

一方樹脂比率の高い成型物は線維強化プラスチックとし
て知られ本発明の成型物と同様硬いが繊維の使用量が少
なく上記の繊維性能は持たない、上記画成型物はそれぞ
れ上記のごとき特徴を生かした用途分野に使用されてい
るが、上記画成型物特に繊維比率の高い成型物は原料及
び製造費が高くつくことから、両方の特徴を有する成型
物はあまり遣られておらずその製造技術もまだ確立して
いない。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は紡績工程、不織布製造工程、染色工程、縫製工
程等で発生する繊維屑を開繊して得た回収屑綿、特に未
開繊繊維束又は糸屑又は両者の混合物が混入した不均一
な回収屑綿を用いて、繊維比率の高いｖＡ脂含有＆Ｉ維
マットを遺り、該繊維マットを形態が保持できる程度の
弱い加熱加圧条件で成型せしめた、低密度で柔軟な平板
状の繊維シート状成型材料である。該成型材料は適切な
加熱加圧条件で成型することにより、従来の繊維成型物
と樹脂成型物の両者の性能を合わせ持ったしかも各種用
途別の良好な形状の硬い樹脂含有繊雄成型物を安い製造
費で得ることが出来る。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は太さ２０ないし１５００デニールの未１７Ｐ！
繊繊維束又は糸屑又は両者の混合物が５ないし６０！ｆ
ｉ１％混入した不均質な回収屑綿に樹脂バインダーを樹
脂／ｍｍ重重量比０．１ないし０゜７なる量で付与せし
めた繊維マットに、プレス機或は自重のある押さえ板又
は網を用いて樹脂融点より１０℃低い温度から５０℃高
い温度、０．１ないし１０　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２圧
力の形態を保持できる程度の弱い加熱加圧条件で成型せ
しめた、密度０゜０１ないし０．２０ｇ／ｃｍ３の柔軟
な平板状の繊維シートからなる成型材料である。

本発明は紡績工程、不織布製造工程、染色工程、縫製工
程で発生する布屑、糸屑、単繊維層の１８１以上からな
る回収繊維屑を原料として用いる。

回収繊維屑はポリエステルｌａ維、ナイロン繊維、アク
リルｍＭ！、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリ
ウレタン繊維、ポリ塩化ビニール繊ｒ、Ｉｔ　”５の合
成繊維、アセテート繊維、レーヨン繊維等の人造繊維、
及び木綿、羊毛、絹、麻等の天然繊維、或はこれらを２
種以上混合したものでも良い。

該回収繊維屑は開繊機にかけて回収屑綿とするが、開繊
した屑綿中に太さ２０ないし１５００デニールの未開繊
繊維束又は糸屑又は両者の混合物が５ないし６０重量％
混入した状態の軽い開繊が良い、即ち屑綿中にこれらの
繊維束および糸屑が混入することにより最終成型製品の
透水性、透気性、硬さく曲げ弾性率）、引っ張り強力等
の物性が向上する。物性向上の原因はこれらの繊維束お
よび糸屑が導水管、通気管、及び骨材の役割を果たすこ
とによる０ｍ維束及び糸屑の太さは２０ないし１５００
デニールである。２０デニ一ル未満では細すぎて上記の
役割、効果を果たすことが出来ないし、１５００デニー
ルを越えた場合は大すぎ屑綿仝体が不均一になり過ぎて
逆に上記効果が減少する。また繊維束及び糸屑及び両名
の混合物の混入量も上記の太さの役割、効果と同じ理由
で５ないし６０重型置のｉｎが良くこの範囲を外れると
少なすぎたり、多すぎたりして役割、効果が減少する。

なお屑綿中の未開繊繊維束または糸屑または両者の混合
物の太さと混入量の調整は開繊時に行うが、開繊後に添
加して調整しても良い。

また上記の役割、効果を減じない程度のごく少量の小さ
な未開繊布屑の混入も許容できる０以上説明のごとく回
収繊維屑のｒＭ繊は軽く行うのがよく、処理費も低減出
来る。

本発明で用いるバインダーの樹脂は通常使用されている
市販の熱硬化性樹脂或は熱可塑樹脂が使用できる。熱硬
化性樹脂としては例えばフェノールホルマリン樹脂、尿
素ポルマリン樹脂、メラミンホルマリン樹脂等があり、
熱可塑性樹脂としては例えばポリエチレン樹脂、ポリプ
ロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂、エポキシ樹脂、
ポリスチレン樹脂、ＳＢＲ，ＮＢＲ等がある。樹脂の選
定に当たって重要なことは主体となる屑綿の融点よりも
低融点の樹脂を選ぶこと、Ｒ終成型製品の要求品質に合
致する性能の樹脂を選ぶことが必要である。樹脂バイン
ダーのＶ状は杓状、小塊状（直径３ないしｌＱｍｍ）、
繊維状、ネット状及び溶媒に溶解または分散させた液状
等の形で用いる。使用法は樹脂バインダーの形状によっ
て使い分け、綿又は綿の層の上に振り掛ける方法、スプ
レーする方法、塗布する方法、浸漬する方法或は繊維マ
ットに挿入する方法等がある。また屑綿が融点の異なる
２種以上の混線からなる場合は低融点側の屑綿をバイン
ダー樹脂として或はその一部として利用することも出来
る。

本発明で採用する樹脂／繊維の重量比は０゜１ないし０
．７である。比率が０．７の最終成型物は一例として曲
げ弾性率が１５０ｋｇ／ｍｍ’と非常に硬く硬質成型物
として十分に実用性がある。比率が０．７より小さくな
るにしたがって硬さが減り柔らかさが増し、同時に繊維
成型物の特徴である透水性や透気性が増すので、この特
徴を生かした最終成型物に適用出来る。樹脂量が比率０
．７を越える量に増しても最終成型物の硬さ増加の効果
は少なく、逆に透水性、透気性等の特徴が失われたりコ
スト高となったりして回収繊維屑使用の利点が減少する
。逆に比率が０．１未満の場合は樹脂量が少ないために
樹脂による繊維相互間の接着力が弱くなり引っ張り強度
や曲げ弾性率等の物性値が低下する。

樹脂バインダーを付与した屑綿は簡単なカードやウェー
バ−等を使って繊維マットにする。該繊維マットは屑綿
中の未開繊ｍ紐束又は糸屑又は両者の混合物がほとんど
そのままの形態で存在する不均一な繊維マットである。

本発明の加熱加圧成型工程は形態の不安定な纜雄マット
分、形態を保持出来る程度の柔軟な平板状の繊維シート
にすることが目的である。該繊維シートは取り扱い時に
型層れがなく、しかも該繊維シートを使用してのその後
の加熱加圧成型で各種用途形状の最終成型製品に成型出
来るような軽度の加熱加圧成型条件で造る必要がある。

したがって本発明の成型は平板プレス機或はロールプレ
ス機或は口重のある押さえ板又は押さえ問答登用いて、
樹脂融点より１０℃低い温度から５０℃高い温度、０．
１ないし１０　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２の圧力で５ない
し３００秒間行う、出来た！ａ維レシートその後の取り
汲いて型層れが起こらない程度に固まったしかもその後
の加熱加圧成型でどのような形状にも成型可能な、密度
０．０１ないし０．２０　ｇ　／　ｃ　ｍ　’の柔軟な
平板状の繊維シートである。

なお樹脂融点より１０℃未満の温度および０．１ｋ　ｇ
　／　ｃ　ｍ　２未満の圧力では条件か弱すぎて繊維マ
ットが固まらない、また樹脂融点より５０℃を越える温
度、１０　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　’を越える圧力では条
件が強すぎて固まりすぎその後の加熱加圧成型が困難と
なる。

なお該繊維シート状成型材料はその後の加熱加圧成型で
各種用途別形状の硬い最終成型製品に造られる。その加
熱加圧成型条件は各種用途別の金型を有するプレス機を
用いて樹脂融点温度ないし樹脂融点温度より６０℃高い
温度、ジないし１００　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２の圧力
で１０ないし５００秒間行う、なお温度及び圧力は先の
成型材料製造時の温度及び圧力と同等以上にすることが
好ましい。

出来な成型物は金型の形状を忠実に再現した密度０．２
０ないし１．００ｇ／ｃｍ’の硬い成型製品である。な
お樹脂融点未満の温度、５　ｋ　ｇ／　ｃｍ２未満の圧
力では条件か弱すぎて金型の形状を忠実に再現した成型
物にならない、また樹脂融点より６０℃を越える温度、
１００　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　”を越える圧力では条件
が強すぎて樹脂や繊維の劣化が起きる。

（ホ）作用 正規の原料を使用し、紡糸、ウェッブＩｊ製、成型加工
と複雑な工程を経る繊維成型物は製造費が高くなる。し
たがって：亥成型物は従来がら繊維の使用量の少ない密
度の小さい柔軟なものが土な製品となっている０本発明
は透水性や透気性等のｍ維性能と繊維強化プラスチック
並の引っ張り強度と硬さを有ししかも金工に忠実な形状
の繊維成型製品を造る為のｕａ維レシート状成型材料提
供することを目的とする１本発明で使用するｉａ　４ｍ
は回収繊維屑であり安価であることから、密度３上げ硬
さを上げるために５１に使うことが出来る。また本発明
の特徴は上記繊維性能を向上させる為に特に未開繊繊維
束又は糸屑又は両者の混合物が混入した屑綿を用い、こ
れらがそのままの状態で存在する繊維シートを造ること
にある０次に本発明の第２の特徴は上記繊維性能を向上
させる為に繊維マット製造工程では該屑綿に樹脂バイン
ダーを少ない比率で混入し繊維比率の多い繊維マットを
造ることである。また該繊維マットは手で持つと型崩れ
する程形態が不安定であるため、該繊維マットを用い、
いきなり加熱加圧成型しても、成型密度むらを生じ形の
良い成型物は得られない６本発明の第３の特徴はこの問
題を解決するために該繊維マットを加熱加圧成型して形
態を保持出来る程度の柔軟な平板状の繊維シートを遺り
、各種形状の成型製品を造り得る成型材料を提供するも
のである０以上本発明の製造方法によって上記目的の繊
維シート状成型材料が得られ、更に該成型材料を使用し
て上記の目的とするｍ維成型物を得ることが出来る。

以下に実施例、比較例にて講明するが、引っ張り強度の
測定はＪＩＳ−Ｌ−１０９６，透水係数の測定はＪＩＳ
−Ａ−１２１８，曲げ弾性率の測定はＪ　Ｉ　Ｓ−に−
７２０３に準じて行った。

実施例　１ 縫製工程、染色工程で発生したポリエステル綿混の布屑
及び糸屑からなる回収繊維層ｔ！−開繊機にかけて軽く
開繊し、屑綿中に５０ないし８００デニールの未開繊繊
維束及び糸屑が３５重量％残存混入した屑綿を造った。

該屑綿にフェノールホルマリン樹脂粉、末を樹脂／ｍｍ
重重量比０．３となる量で混入してのち簡単なカードに
かけて繊維マットを造った＊　２’Ａ繊維マツトは厚さ
７０１１１　ｍ密度０．０１４３ｇ／ｃｍ’で上記の未
開繊繊維束及び糸屑がそのままのｎ状で存在した不均質
なマットであった。該繊維マットは手に持つと型層五す
る形態の不安定なものであった０次に：Ｘ　ｍ　雄マッ
トをあらかじめ１８０℃に昇温した平板プレス機を用い
て圧力１　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　”で２０秒間プレスし
た。出来た平板状繊維シートは厚さが２０ｍｍで、ａｍ
のばらけがなくシートの形態を保持出来る程度にバイン
ダー樹脂で粗に接着された密度ｏ、０６５　ｇ　／　ｃ
　ｍ　”の柔軟なシートであった。該繊維シートは硬化
していないのでその後の加熱加圧成型では各種用途のあ
らゆる形状の最終成型製品に造ることが可能な成型材料
であった。

次に該繊維シート状成型材料を用いた加熱加圧成型の１
例として縦３（５ｃｍ横２０ｃｍ高さ５ｃｍのケースを
造った。即ち上記形状の金型を有するプレス機をあらか
じめ２１０℃に４温し、この金型に繊維シート状成盟材
料を乗せて圧力４０ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２で１５０秒
間プレスして、直ちに別の冷ゴルス機へ移し冷却したの
ち取り出した。

このようにして造ったケース型の成型物は石のまとまり
の良い、そして圧縮された繊維群がバインダーの樹脂で
強固に接着された、厚さ２ｍｍ密度０．６５ｇ／ｃｍ’
の硬質の繊維成型物であった。

該成型物中には未ｒ：Ａｍ繊維束及び糸屑が散在し、こ
れによる補強効果もあって引っ張り強度１゜５０　ｋ　
ｇ　／　、ｍ　ｍ　”曲げ弾性率８１　ｋ　ｇ　／　ｍ
　ｍ　’と硬くアタッシュケース用途に最適であった。

比較例　１ 実施例１と同じ回収繊維屑を開繊機にかけて書入りに開
繊し未ｒＭｍｍｕ束及び糸屑の存在しない屑綿を造った
。該屑綿に実施例１と同じ樹脂を同じ量混入してのちラ
ンダムウェッブ製造へにかけて単繊維の並びかたがラン
ダムでしがも密度むらの非常に少ない繊維マットを得た
。該！ａ　ｉ！マットは実施例１とほぼ同じ厚さ６．７
ｍｍと密度０゜０１５１ｇ／ｃｍ’であったが、実施例
１のごとき未開繊繊維束及び糸屑は見られなかった。該
繊維マットは手で持つと型層れする不安定なマットであ
り操業性は全く無かった。

試験的に該繊維マットを注息を払いながらいきなり実施
例１のケース型と同じ金型同じ成型条件でケースを造っ
た。出来た成！！物は形態が不安定なマットにいきなり
ケース型の深絞り成型を行ったＺ）に絞り込み部分の密
度むらが大きく（正常部０．６８ｇ／ｃｍ’、異常部０
．４５ｇ／ｃｍ’）、また未開繊繊維束による補強効果
が無いために硬さが不足しく正常部曲げ弾性率６２　ｋ
　ｇ　／　ｍ　ｍ　”、異常部曲げ弾性率４６　ｋ　ｇ
　／　ｍ　ｍ　２）−アタッシュケースには不向きであ
った。

比較例　２ 正規のポリエステル繊ｌｉ原料を用い熔融紡糸で造った
長繊維を太さ３デニールに延伸し、捲縮し、５ｃｍ長さ
に切断してポリエステル繊維綿を造った。該Ａ１維綿を
１７１ｍ機にかけて均一な開繊綿とし、実施例１と同じ
樹脂を同じＩ混入し、次いでランダムウェッブ製造機に
かけて単繊維の並びかたがランダムでしかも密度むらの
非常に少ない繊維マットを得た。該繊維マットは厚さ３
５ｍｍ、密度０．０２９ｇ／ｃｍ’で実施例１及び比較
例１に比べて形態保持性が良かったが手に持つと多少型
崩れする不安定なマットであった。

型層れのため操ズ性は無かったが、試験的に該繊維マッ
トに実施例１の第２段目と同じ金型同じ成型条件でケー
スを遣った。出来た成型物は形態が不安定なマットにい
きなりケース型の深絞り成型を行った為に絞り込み部分
の密度むらが大きく（正常部０．６５ｇ／ｃｍ’、異常
部０．５２ｇ／ｃｍ’）、また未開繊繊維束による補強
効果が無いために硬さが不足しく正常部曲げ弾性率６８
　ｋ　ｇ　／　ｍ　ｍ　”、異常部曲げ弾性率５２　ｋ
　ｇ　／　ｍｍ２）、アタッシュケースには不向きであ
った。

実施例　２ 縫製工程で発生したポリエステル７０％ポリプロピレン
３０％の混綿の布屑及び糸屑からなる回収繊維屑を開繊
機にかけて軽く開繊し、屑綿中に５０ないし１２００デ
ニールの範囲に分布する未開繊繊維束及び糸屑が４５ｆ
ｆｉ呈％残存混入した屑綿を造った。＝１屑綿にメラミ
ンホルマリン樹脂扮末と樹脂／繊維重量比が０２となる
量で混入してのち軽度の条件でカードにかけて未開繊繊
維束及び糸屑がそのままの形状で混在する不ｊ勺質なｍ
！！マットを造った。該繊維マットは厚さ６０ｎ１ｍ、
密度０．０２ｇ／ａｍ”で形態の崩れやすい状態であっ
た４次に該繊維マットにあらかじめ１８０℃に昇温した
平板プレス機を用いて圧力１ｋｇ　／　ｃ　ｍ　”で１
５秒間プレスした。得られた甲板状の繊維シートは型崩
れがなく厚さ２０　ｍ　ｍ密度０　、０６　ｇ　／　ｃ
　ｍ　３の柔軟なシートで成＝　ｉｔ　ｙｌｌとしてＭ
適であった。

次に該繊維シート状成型材を加熱加圧成型して円管状の
繊維成型物を造った。まず該繊維シートを１０　ｃ　ｍ
巾のベルト状に裁断したものを外径が８ｃｍの鉄芯凹金
型へ螺旋状に重ね捲きしたのち、あらかじめ２１０℃に
加熱した凹金型のプレス機で圧力６０　ｋ　ｇ　／　ｃ
　ｍ　”、時間１５０秒間プレスして内径が８ｃｍ厚さ
２ｍｍ、密度０．６ｇ／”　ｃ　ｒｎ　３の軽量の管状
成型物を得た。該成型物は未開繊繊維束の散在による効
果で曲げ弾性率９８６　ｋ　ｇ　／　ｍ　ｍ　２と硬く
、透水係数ら０．５Ｘ１０−”ｍ／ｓｅｃと優れ、土中
埋没の透水性排水管に！＆適であった。なお該成型物で
は混綿中のポリプロピレン綿も熔融してバインダーの役
割を果たした。

比較例　３ 実施例２と同じ樹脂バインダー付着の繊維マットを使用
し該繊維マットを１０ｃｍ中のベルト状に裁断したもの
な実施例２と同じ鉄芯凸金型に螺旋状に重ｈｔ巻きして
ただ１回の加熱圧着成型で管状成型物を造ろうとしたが
、該繊維マットの形態が不安定なため密度むらの激しい
ｔａ断ベルトしか得られず、また鉄芯に捲く段階でマッ
トが度々切断した。

細心の注意を払って鉄芯に捲き実施例２と同じ加熱加圧
条件で成型した管状成型物は密度及び硬さむらが激しく
て商品価値の全く無いものであった。

（へ）発明の効果 未開繊繊維束又は糸屑又は百行の混合物が混入した不均
一な屑綿からｌａ雄比率の高い樹脂含有繊維マットを造
り、形態な保持できる程度の弱い加熱加圧条件で成型せ
しめた柔軟な！板状の繊維シートからなる成型材１１　
、該成型材で（は各種用途別形状の金型を用い加熱加圧
成型することによって、透水性や透気性等の繊維性能と
ｍ維強化プラスチック並の引っ張り強度や硬さを４ｉす
る、Ｌい喚えると繊維成型物と樹脂成型物の百行の性能
を合わせ持った、しかも各種用途別の良好な形状の樹脂
３有繊；■シ製品を得ることが出来た。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　太さ２０ないし１５００デニールの未開繊繊維束
   又は糸屑又は両者の混合物が５ないし６０重量％混入し
   た不均質な回収屑綿に樹脂バインダーを樹脂／繊維重量
   比が０．１ないし０．７なる量で付与せしめた繊維マッ
   トに、プレス機或は自重のある押さえ板又は網を用いて
   樹脂融点より１０℃低い温度から５０℃高い温度、０．
   １ないし１０ｋｇ／ｃｍ＾２圧力の形態を保持できる程
   度の弱い加熱加圧条件で成型せしめた、密度が０．０１
   ないし０．２０ｇ／ｃｍ＾３の柔軟な平板状の繊維シー
   トからなる成型材料。
2. ２．　各種用途別形状の金型を有するプレス機を用いて
   樹脂融点ないし樹脂融点より６０℃高い温度、５ないし
   １００ｋｇ／ｃｍ＾２の圧力で第２段目の本成型を行い
   密度０．２０ないし１．００ｇ／ｃｍ＾３の樹脂含有繊
   雄成型物を製造するための材料として用いられる特許請
   求の範囲第１項記載の成型材料。