(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動するコンベアの上方に材料供給ホッパーを配置し、該材料供給ホッパーの下端に材料供給ローラーを配置し、該材料供給ホッパー内に繊維と液状多価イソシアネートと水または水蒸気以外の硬化触媒との混合物を主体とする成形材料を蓄積し、該材料供給ホッパー下端に配置されている該材料供給ローラーを回転させることによって該コンベア上に該成形材料を供給してシートをフォーミングし、該シートを加熱炉に導いて加熱することによって該シート中の多価イソシアネートを硬化させて該繊維を結着させることを特徴とする硬質繊維シートの製造方法
【請求項２】
該コンベア上にフォーミングされたシートの少くとも下側にはプラスチックシートおよび／または不織布が積層されている請求項１に記載の硬質繊維シートの製造方法
【請求項３】
該材料供給ホッパーにはミキサーによって混合された成形材料が供給され、更に該材料供給ホッパーの下段には材料供給タワーが配置され、該材料供給ホッパー内にミキサーから供給される成形材料の蓄積量が所定になった時に該材料供給ローラーが作動回転して該材料供給タワー内に該成形材料を供給するように設定し、該材料供給タワー下端に配置されている材料供給ローラーを常時回転させることによってコンベア上に連続的に該成形材料を供給してシートをフォーミングする請求項１または２に記載の硬質繊維シートの製造方法
【請求項４】
該材料供給タワーの巾は下方に向けて漸減され、かつ該材料供給タワーには該成形材料の下降を円滑にするために震動が付与されている請求項３に記載の硬質繊維シートの製造方法
【請求項５】
該成形材料の繊維には液状多価イソシアネートが５〜３０質量％添加混合されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の硬質繊維シートの製造方法
【請求項６】
該繊維は繊維製品のスクラップを解繊または粉砕することによって得られる再生繊維である請求項１〜５のいずれか１項に記載の硬質繊維シートの製造方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば自動車の内装材料等に使用される硬質繊維シートの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車床敷用カーペット等の繊維製品のスクラップは解繊され、あるいは粉砕され、該解繊物あるいは粉砕物には低融点繊維が混合され、該混合物をシートにフォーミングして加熱し、該低融点繊維を軟化せしめることによって該解繊物あるいは粉砕物を結着して硬質繊維シートに再生している。
更に他の再生方法としては該解繊物あるいは粉砕物に多価イソシアネートを混合し、該混合物を型枠内に充填し、該型枠内に水蒸気を吹込んで該混合物中の多価イソシアネートを硬化せしめて該解繊物あるいは粉砕物を結着すると共にプレス成形する方法が提供されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前者の再生方法では、該解繊物や粉砕物の繊維長がある程度長くないと、低融点繊維との密接な絡み合いが保障されず、低融点繊維による結着が充分行われないと云う問題点があり、後者の再生方法では、多価イソシアネートを該解繊物や粉砕物に均一に混合することは出来るが、連続的な製造工程を適用することが出来ないし、水蒸気によって硬化せしめるので、得られた成形物には可なりの量の水分が含まれており、乾燥工程が必要になると云う問題点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、回動するコンベア１７の上方に材料供給ホッパー１０を配置し、該材料供給ホッパー１０の下端に材料供給ローラー１３を配置し、該材料供給ホッパー１０内に繊維と液状多価イソシアネートと水または水蒸気以外の硬化触媒との混合物を主体とする成形材料Ｍを蓄積し、該材料供給ホッパー１０下端に配置されている該材料供給ローラー１３を回転させることによって該コンベア１７上に該成形材料Ｍを供給してシートＳをフォーミングし、該シートＳを加熱炉２２に導いて加熱することによって該シートＳ中の多価イソシアネートを硬化させて該繊維を結着させる硬質繊維シートの製造方法を提供するものである。
上記方法においては、該コンベア１７上にフォーミングされたシートＳの少くとも下側にはプラスチックシートおよび／または不織布Ｎ1が積層されていることが望ましい。更に該材料供給ホッパー１０にはミキサー１によって混合された成形材料Ｍが供給され、更に該材料供給ホッパー１０の下段には材料供給タワー１５が配置され、該材料供給ホッパー１０内にミキサー１から供給される成形材料Ｍの蓄積量が所定になった時に該材料供給ローラー１３が作動回転して該材料供給タワー１５内に該成形材料Ｍを供給するように設定し、該材料供給タワー１５下端に配置されている材料供給ローラー１６を常時回転させることによってコンベア１７上に連続的に該成形材料Ｍを供給してシートＳをフォーミングすることが望ましく、また該材料供給タワー１５の巾は下方に向けて漸減され、かつ該材料供給タワー１５には該成形材料Ｍの下降を円滑にするために震動が付与されていることが望ましい。
また更に該成形材料Ｍの繊維には液状多価イソシアネートが５〜３０質量％添加混合されていることが望ましく、該繊維は繊維製品のスクラップを解繊または粉砕することによって得られる再生繊維であることが望ましい。
【０００５】
【作用】
本発明では成形材料Ｍ中に多価イソシアネートを均一に混合することが出来、また該多価イソシアネートは水または水蒸気以外の硬化触媒により加熱硬化せしめられるので、水蒸気硬化に比べて成形物中の水分含有量が極めて少なく、乾燥工程の必要がなく、連続生産工程を適用することも可能である。
上記硬質繊維シートＦＳの製造方法として、回動するコンベア１７の上方に材料供給ホッパー１０を配置し、該材料供給ホッパー１０の下端に材料供給ローラー１３を配置し、該材料供給ホッパー１０内に繊維と液状多価イソシアネートと硬化触媒との混合物を主体とする成形材料Ｍを蓄積し、該材料供給ホッパー１０下端に配置されている該材料供給ローラー１３を回転させることによって該コンベア１７上に成形材料Ｍを供給すれば、巾方向に略均一な厚みと密度を有するシートＳをフォーミングすることが出来る。更に該材料供給ホッパー１０の下段に材料供給タワー１５が配置し、該材料供給ホッパー１０内にミキサー１から供給される成形材料Ｍの蓄積量が所定になった時に該材料供給ローラー１３が作動回転して該材料供給タワー１５内に該成形材料Ｍを供給するように設定し、該材料供給タワー１５下端に配置されている材料供給ローラー１６を常時回転させることによってコンベア１７上に連続的に該成形材料Ｍを供給すれば、シートＳを連続的にフォーミングすることが出来る。
また該材料供給タワー１５の巾を下方に向けて漸減し、かつ該材料供給タワー１５に該成形材料Ｍの下降を円滑にするために震動を付与すれば、該材料供給タワー１５から該コンベア１７に円滑に成形材料Ｍを供給して長手方向にもむらのないシートＳをフォーミングすることが出来る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明を以下に詳細に説明する。
〔繊維〕
本発明に使用する繊維としては、ポリエステル繊維、脂肪族または芳香族ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維、ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリウレタン繊維、ビニロン、レーヨン、キュプラ、アセテート繊維等の化学繊維、パルプ、木片等の木質繊維、木綿、竹繊維、ヤシ繊維、ケナフ繊維、麻繊維、羊毛、絹等の天然繊維、あるいは上記化学繊維や天然繊維からなるカーペット、不織布、フェルト、繊維編織物、紙等の廃材を破砕解繊した再生繊維、ガラス繊維、岩綿、セラミック繊維、カーボン繊維等の無機繊維等が例示されるが、本発明に特に有用に適用されるのは、繊維製品のスクラップを解繊または粉砕することによって得られる再生繊維である。
【０００７】
上記繊維製品としては、例えばカーペット、特に自動車床敷用カーペット、衣服等がある。上記繊維製品は解繊機、あるいは粉砕機によって解繊あるいは粉砕されることによって再生繊維とされ、必要ならば該再生繊維は長繊維と短繊維とに分割され、長繊維のみ、あるいは長繊維と短繊維とを所定の比率で混合して本発明の再生繊維として使用する。
自動車床敷用カーペットの場合には、通常カーペット本体の裏面にポリエチレン等の熱可塑性樹脂のフィルムが積層されるので、解繊物や粉砕物には熱可塑性樹脂フィルムの粉砕物が繊維に付着して、あるいは繊維から分離して混在する。  本発明にあっては上記熱可塑性樹脂フィルムの粉砕物は繊維と分離するか、あるいは分離することなく、あるいは一部繊維と分離して再生繊維とする。
【０００８】
〔多価イソシアネート〕
本発明では、上記繊維の結着剤として多価イソシアネートが使用される。上記多価イソシアネートとしては、例えばトリレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４−ナフタレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート等のポリメチレンポリフェニルイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニルジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジフェニルジイソシアネート、２−クロロ−１，４−フェニルジイソシアネート、１−クロロ−２，４−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、２，２’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネート、ω−キシリレンジイソシアネート、ω’−キシリレンジイソシアネート等の多価イソシアネートおよびこれらの化合物とポリエチレンアジペート、ポリテトラヒドロフラン、１，４−ブタンジオール、１，４−シスブテンジオール、１，５−ジヒドロキシエトキシナフタリン、１，４−ブチンジオール、ポリエステル、アクリルポリオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ソルビトール、ペンタエリスリトール、シュクロース、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリ（オキシプロピレン）ポリ（オキシエチレン）グリコール、ポリ（オキシブチレン）グリコール、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシプロピレン）トリオール、ポリ（オキシプロピレン）ポリ（オキシエチレン）トリオール、ポリ（オキシプロピレン）ポリ（オキシエチレン）ポリオキシプロピレントリオール、ヒマシ油ダイマー、トール油ダイマー等の多価アルコールとの付加生成物であるポリイソシアネート等が例示される。
【０００９】
上記多価イソシアネートは、例えば酸性亜硫酸ソーダ、芳香族第二アミン、３級アルコール、アミド、フェノール、ラクタム、複素環化合物、青酸、亜硫酸塩等でマスクされたものを使用してもよい。
【００１０】
上記ポリイソシアネートとしては液状で使用されるが、例えばトリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の融点が常温近辺あるいはそれ以下のものは原則としてそのまゝ、融点が常温より高いものは例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、トルエン、キシレン、塩化メチレン、塩化エチレン、トリクロロエタン等の有機溶剤に溶解させて液状とする。
上記多価イソシアネートのうち望ましいものとしては、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート特に４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートがある。
【００１１】
上記多価イソシアネートは上記繊維に対して５〜３０質量％添加される。上記範囲を下回る添加量では、繊維は該多価イソシアネートによって充分結着されない。また上記範囲を上回る添加量では、成形材料混合物にべたつきが付与され、シートの円滑なフォーミングに支障をきたす。
【００１２】
〔硬化触媒〕
本発明では、上記多価イソシアネートを硬化させるために、水蒸気に代えて硬化触媒が使用される。上記硬化触媒としては、主としてＮ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、トリエチレンジアミン、Ｎ−ペンタメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルプロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルラウリルアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ−ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、Ｎ−ペンタメチルジエチレントリアミン等のアミン系触媒が使用されるが、ジブチルチンジ−２−エチルヘキソエート、２−エチレンヘキソエート鉛、ナトリウム−ｏ−フェニルフェネート、カリウムオレート、硝酸蒼鉛、テトラ（２−エチルヘキシル）チタネート、塩化第二スズ、２−エチルヘキソエート第二鉄、コバルト２−エチルヘキソエート、ナフテン酸亜鉛、三塩化アンチモン等のアミン系触媒以外のものも使用されてもよい。また上記アミン系触媒に蟻酸、塩酸等の揮発性酸を中和反応させることによってマスキングしたものを使用してもよい。
上記硬化触媒は多価イソシアネートに対して通常０．１〜１０質量％程度添加される。
【００１３】
〔第三成分〕
上記成分以外、本発明では例えば撥水剤、防腐剤、防カビ剤、顔料、染料、アクリル樹脂（エマルジョンまたは溶液）、酢酸ビニル樹脂（エマルジョンまたは溶液）、スチレン樹脂（エマルジョンまたは溶液）、スチレン−ブタジエン樹脂（エマルジョンまたは溶液）等の合成樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂等のプラスチックのチップまたは粉末あるいは該プラスチックの成形物のスクラップの粉砕物等が混合されてもよい。
【００１４】
〔硬質樹脂シートの製造〕
本発明の硬質樹脂シートの製造工程を図１〜図３に示す一実施例によって説明する。図１に示す装置において、回転ドラム式ミキサー１において、繊維には所望なれば、上記第三成分が添加混合され、更にスプレー装置２から硬化触媒を添加した液状多価イソシアネートが噴霧混合されて成形材料Ｍが調製される。該成形材料Ｍは圧空搬送により第１タワー３内に塔頂から供給され、タワー３内に蓄積する。該成形材料Ｍは該タワー３下端に配置されている材料供給ローラー４によって該タワー３の下側のベルトコンベア５上に供給される。該ベルトコンベア５上に供給されマット状に堆積した成形材料Ｍはこの時点で巾方向に略厚みおよび密度が均一になっている。
【００１５】
該ベルトコンベア５は矢印イ方向に該成形材料Ｍのマットを搬送し、該マットは矢印ロ方向に巡動するスパイクラテス６によって第２タワー７内に塔頂から供給され、該タワー７の下端の材料供給ローラー８によって矢印ハ方向に巡動する第２ベルトコンベア９上に供給されるが、該ベルトコンベア５の終端と該スパイクラテス６の始端との間には相互干渉を回避するための間隙Ｋが設けられているので、この間隙Ｋから漏れた成形材料Ｍは該第２ベルトコンベア９の始端部に受ける。
【００１６】
該第２ベルトコンベア９上の成形材料Ｍは次いで材料供給ホッパー１０に頂上から供給されるが、該ホッパー１０の頂上入口部には材料供給ローラー１１が配置され、更にその奥側にピンローラー１２が配置され、該材料供給ローラー１１と該ピンローラー１２により、該成形材料Ｍは厚み方向の均一性を維持しつゝ該ホッパー１０内に供給される。
【００１７】
該ホッパー１０下端には材料供給ローラー１３が配置され、その下側にはピンローラー１４が配置され、該ホッパー１０内に供給され蓄積された成形材料Ｍは、該材料供給ローラー１３と該ピンローラー１４とによって巾方向の均一性を維持しつゝ第３タワー１５（材料供給タワー）に塔頂から供給される。
【００１８】
上記ホッパー１０において、該成形材料Ｍの蓄積量が所定になった時、その上端レベルＬ1を光電センサＰＳ1 によって検出し、材料供給ローラー１１を停止させかつ材料供給ローラー１３を作動回動させる。そして該成形材料Ｍの蓄積量が略０になったレベルＬ2を光電センサＰＳ2によって検出し、材料供給ローラー１１を作動回転させかつ材料供給ローラー１３を停止させる。
【００１９】
このようにして一定量の成形材料Ｍがホッパー１０内に蓄積した時点で、該成形材料Ｍを第３タワー１５内に供給することによって、フォーミングされるシートの巾方向の厚みと密度の均一性を高くすることが出来る。
該タワー１５は下方に向けて巾を漸減するように設定され、内部の成形材料Ｍはそれによって圧密されつゝ下降するが、該成形材料Ｍの下降を円滑にして巾方向の厚みおよび密度の均一性を維持するため、該タワー１５には矢印方向（横方向）に震動が及ぼされる。
【００２０】
該タワー１５下端には常時作動回動している材料供給ローラー１６が配置されており、タワー１５内を下降して来た成形材料Ｍは該材料供給ローラー１６によってベルトコンベア１７上にマット状に供給されるが、該ベルトコンベア１７上にはあらかじめ不織布ロール１８Ａから不織布Ｎ1が引き出され、ガイドローラー１９を介して該ベルトコンベア１７上に供給され、該不織布Ｎ1上に該成形材料Ｍが供給されシートＳがフォーミングされる。該ベルトコンベア１７の終端部において、該シートＳの成形材料Ｍのマット上には不織布ロール１８Ｂから引き出される不織布Ｎ2がガイドローラー２０を介して供給される。
【００２１】
上記のようにして上下両面を不織布Ｎ1、Ｎ2に挟まれた成形材料Ｍのマットはネットコンベアプレス２１によって挟圧されつゝ加熱炉２２内に導入され加熱プレスされる。この場合の加熱条件は通常１３０〜２３０℃、０．５〜１．５分程度に設定し、加熱方式は熱風加熱とする。
【００２２】
上記加熱プレスによって該成形材料Ｍ中に含まれている多価イソシアネートが硬化触媒によって硬化し、該成形材料Ｍ中の繊維を結着し、同時に該成形材料Ｍのマットの上下面に不織布Ｎ1、Ｎ2を接着する。このようにして図２に示すように上下両面に不織布Ｎ1、Ｎ2が積層された硬質繊維シートＦＳが製造され、該シートＦＳはネットコンベア２３に移乗され、カッター２４によって所定寸法に裁断される。
【００２３】
上記製造方法においては第１タワー３内に供給される成形材料Ｍは常時回転する材料供給ローラー４によって停滞せしめられて該タワー３内に蓄積した上で該材料供給ローラー４によってベルトコンベア５上に供給され、また材料供給ホッパー１０内に供給される成形材料Ｍは間欠作動回転する材料供給ローラー１３によって塞止められて該ホッパー１０内に所定量蓄積した上で該材料供給ローラー１３によってピンローラー１４を介して第３タワー１５内に供給される。
【００２４】
図３に示すように材料供給ローラー４，１１，１３は表面に横溝が形成されている一対のローラーからなり、例えば第１タワー３の場合、図４に示すようにタワー３内に成形材料Ｍが巾方向中央に厚く、両端に薄く供給されても、材料供給ローラー４上にある程度の量該成形材料Ｍが蓄積されていれば、該供給ローラー４によってベルトコンベア５上に供給される成形材料Ｍの厚み即ち堆積量は巾方向に均一化される。
【００２５】
このような巾方向のならし効果はタワーを多段にする程大きくなり、ホッパー１０の材料供給ローラー１３は間欠作動回転するようにして、該供給ローラー１３上にある程度の成形材料Ｍが蓄積してから、該供給ローラー１３を作動回転してピンローラー１４を介して第３タワー１５内に該成形材料Ｍを供給するようにすると、巾方向のならし効果は更に大きくなる。
【００２６】
本実施例以外、ホッパー（タワー）は一段のみでもよいが、多段にすれば巾方向のならし効果は上記したように大きくなる。またミキサーとしては回転ドラム式以外ニーダー方式等周知のミキサーが使用される。
【００２７】
〔実施例〕
ポリエステル繊維からなるカーペット本体裏面にポリエチレン層を裏打ちした自動車床敷用カーペットのスクラップを解繊機によって剪断的に解繊し解繊物を篩別して繊維分とポリエチレン分とに分別し、繊維分に３〜５質量％のポリエチレン分を混合して本発明の再生繊維とする。  図１に示すミキサー１に上記再生繊維である成形材料Ｍを投入し、スプレー装置２によってポリメチレンポリフェニルイソシアネートに硬化触媒としてＮ−ヘキサメチルトリエチレンテトラミンを０．５質量％添加した混合物を該成形材料Ｍに１５質量％になるようスプレー添加し混合する。
【００２８】
このような成形材料Ｍによって上記に示したようにして厚み３．５mmの硬質繊維シートＦＳを製造する。使用した不織布Ｎ1,Ｎ2は目付１５ｇ／ｍ2のポリエステル不織布である。
上記製造工程において、成形材料マットの厚みを種々変更して目付６００ｇ／ｍ2、８００ｇ／ｍ2、１０００ｇ／ｍ2の３種類の硬質繊維シートＦＳを製造する。
上記硬質繊維シートＦＳの物性を表１に示す。
【００２９】
【表１】
0003675782.tif 000002
＊: (1) １０×４００ｍｍの試験片を縦、横方向から、夫々２枚１組で採取する。
(2) 図５に示すように高さ１００ｍｍの台から、試験片を動かし、試験片が床に触れた時の長さａ（ｍｍ）を縦横方向について測定する。
(3) 曲げ長さを次式に従い算出する。
【数１】
0003675782.tif 000003
【００３０】
表１に示すように本発明の試料はいづれも良好な曲げ強度を示す。従来の低融点繊維で結着した硬質繊維シートは一般に曲げ長さが３００ｍｍ程度であるから、本発明品はそれよりも可なり曲げ強度が大きいことが確認された。
【００３１】
【発明の効果】
本発明では強度が大きく均一な物性を有する硬質繊維シートが簡単な方法で製造される。
【図面の簡単な説明】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すものである。
【図１】製造装置概略図
【図２】硬質繊維シートの部分断面図
【図３】材料供給ローラーの説明図
【図４】材料供給ローラーによる成形材料供給状態説明図
【図５】曲げ試験説明図
【符号の説明】
１          ミキサー
１０        材料供給ホッパー
１３，１６  材料供給ローラー
１５        第３タワー（材料供給タワー）
１７        ベルトコンベア
２２        加熱炉
Ｍ          成形材料
Ｓ          シート（マット）
ＦＳ        硬質繊維シート
Ｎ1,Ｎ2,    不織布（プラスチックシート）
【図１】
0003675782.tif 000004
【図２】
0003675782.tif 000005
【図３】
0003675782.tif 000006
【図４】
0003675782.tif 000007
【図５】
0003675782.tif 000008