(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃ペットボトルからの太さ１７デニールの再生繊維であるポリエステル製繊維５０〜９０％に対して、低融点繊維を絡めた太さ４デニールのポリエステル繊維５０〜１０％を配合し、混合した後、ほぐし工程、すき工程を経て、積層成形して、多孔質材料であるポリエステル繊維製不織布を製造し、これを１３５〜２００℃の温度で、３〜３０ＭＰａの圧力で、１０秒〜５分間熱間プレス成形した後、０〜４０℃の温度で、３〜３０ＭＰａの圧力で、熱間プレスと同時間冷間プレス成形することにより、両面表面層を硬化させ、全体として剛性を有し、かつ、表面平滑性及び平行度を有するボードに仕上げるポリエステル繊維製ボードの製造方法。
【請求項２】
熱間及び冷間プレス成形時に、上下加圧面間に所望の厚さの金属製スペーサーを挿入することにより、作製するポリエステル繊維製ボーの厚みを自由に制御する請求項１のポリエステル繊維製ボードの製造方法。
【請求項３】
熱間プレス成形時の温度、時間および圧力を制御することにより、表面硬化部分の厚さと剛性を調整する請求項１または２のポリエステル繊維製ボードの製造方法。
【請求項４】
加圧温度および加圧時間を制御することにより、加圧面から厚み方向に向けてのポリエステル繊維の接触部の融着現象が生じる深さを調整し、その結果として剛性を調整する請求項３のポリエステル繊維製ボードの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかの方法で製造された、多孔質材料であるポリエステル繊維製不織布を、熱間プレス成形した後、冷間プレス成形することにより、両面表面層を硬化させた、全体として剛性を有し、かつ、表面平滑性及び平行度を有するポリエステル繊維製ボード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業の属する技術分野】
本発明は、ポリエステル繊維製ボード及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境ホルモンが問題視される中で、ポリエステルは地球に易しい高分子材料として多くの分野で使用されている。ポリエステル繊維で構成される不織布は、安価で気孔率が９０％以上の多孔質材料であり、また、廃ペットボトルからの再生繊維により製造することも可能である。ポリエステル繊維製不織布は２〜４０デニールの太さのポリエステル製繊維５０〜９０％、に対してバインダーと称する低融点繊維を絡めたポリエステル繊維を５０〜１０％配合し、混合した後、ほぐし工程、すき工程を経て、積層成形されることにより製造されている。不織布は、先に述べたように気孔率が９０％以上の多孔質材料であるが故に、軽量で、断熱性に富み、また弾性に富むことから、これまで敷き布団の芯材として活用されてきた。このようにポリエステル繊維製不織布は、極めて気孔率の高い多孔質材料である故に、軽量で、断熱性に富み、また弾性に富むことから、これまで敷き布団の芯材として広く利用されてきたものの、他の分野での用途開発は全く実現されなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、廃ペットボトルのリサイクルについての社会的要求の高揚、また環境ホルモンとしていろいろな高分子を含む材料が問題視される中、ポリエステルが安全であることなどを考えると、ポリエステル繊維製不織布の建築材料等への用途開発を図るために、これら不織布の加工技術を構築し、新しい形態の材料とする必要がある。
【０００４】
本発明は、安価で気孔率が９０％以上の多孔質材料であり、また、廃ペットボトルからの再生繊維により製造することも可能であるポリエステル繊維で構成される不織布を原材料として、所望の範囲で任意の厚さおよび剛性をもち、表面平滑性と平行度を有する応用性の高いポリエステル繊維製ボードを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、廃ペットボトルからの太さ１７デニールの再生繊維であるポリエステル製繊維５０〜９０％に対して、低融点繊維を絡めた太さ４デニールのポリエステル繊維５０〜１０％を配合し、混合した後、ほぐし工程、すき工程を経て、積層成形して、多孔質材料であるポリエステル繊維製不織布を製造し、これを１３５〜２００℃の温度で、３〜３０ＭＰａの圧力で、１０秒〜５分間熱間プレス成形した後、０〜４０℃の温度で、３〜３０ＭＰａの圧力で、熱間プレスと同時間冷間プレス成形することにより製造した、両面表面層を硬化させ、全体として剛性を有し、かつ、表面平滑性及び平行度を有するボードに仕上げるポリエステル繊維製ボードを要旨としている。
【０００６】
また、本発明は、廃ペットボトルからの太さ１７デニールの再生繊維であるポリエステル製繊維５０〜９０％に対して、低融点繊維を絡めた太さ４デニールのポリエステル繊維５０〜１０％を配合し、混合した後、ほぐし工程、すき工程を経て、積層成形して、多孔質材料であるポリエステル繊維製不織布を製造し、これを１３５〜２００℃の温度で、３〜３０ＭＰａの圧力で、１０秒〜５分間熱間プレス成形した後、０〜４０℃の温度で、３〜３０ＭＰａの圧力で、熱間プレスと同時間冷間プレス成形することにより、両面表面層を硬化させ、全体として剛性を有し、かつ、表面平滑性及び平行度を有するボードに仕上げるポリエステル繊維製ボードの製造方法を要旨としている。
【０００７】
熱間及び冷間プレス成形時に、上下加圧面間に所望の厚さの金属製スペーサーを挿入することにより、作製するポリエステル繊維製ボードの厚みを自由に制御しており、その場合、本発明は、多孔質材料であるポリエステル繊維製不織布を、熱間プレス成形した後、冷間プレス成形することにより、両面表面層を硬化させ、全体として剛性を有し、かつ、表面平滑性及び平行度を有するボードに仕上げること、ならびに、熱間及び冷間プレス成形時に、上下加圧面間に所望の厚さの金属製スペーサーを挿入することにより、作製するポリエステル繊維製ボードの厚みを自由に制御することを特徴とするポリエステル繊維製ボードの製造方法である。
【０００８】
熱間プレス成形時の温度、時間および圧力を制御することにより、表面硬化部分の厚さと剛性を調整しており、その場合、本発明は、多孔質材料であるポリエステル繊維製不織布を、熱間プレス成形した後、冷間プレス成形することにより、両面表面層を硬化させ、全体として剛性を有し、かつ、表面平滑性及び平行度を有するボードに仕上げること、ならびに、熱間プレス成形時の温度、時間および圧力を制御することにより、表面硬化部分の厚さと剛性を調整すること、好ましくは熱間及び冷間プレス成形時に、上下加圧面間に所望の厚さの金属製スペーサーを挿入することにより、作製するポリエステル繊維製ボードの厚みを自由に制御することを特徴とするポリエステル繊維製ボードの製造方法である。
【０００９】
加圧温度および加圧時間を制御することにより、加圧面から厚み方向に向けてのポリエステル繊維の接触部の融着現象が生じる深さを調整し、その結果として剛性を調整しており、その場合、本発明は、多孔質材料であるポリエステル繊維製不織布を、熱間プレス成形した後、冷間プレス成形することにより、両面表面層を硬化させ、全体として剛性を有し、かつ、表面平滑性及び平行度を有するボードに仕上げること、熱間プレス成形時の温度、時間および圧力を制御することにより、表面硬化部分の厚さと剛性を調整するとともに、加圧温度および加圧時間を制御することにより、加圧面から厚み方向に対するポリエステル繊維の接触部の融着現象が生じる深さを調整し、その結果として剛性を調整すること、好ましくはさらに熱間及び冷間プレス成形時に、上下加圧面間に所望の厚さの金属製スペーサーを挿入することにより、作製するポリエステル繊維製ボードの厚みを自由に制御することを特徴とするポリエステル繊維製ボードの製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のポリエステル繊維製ボードの原料としてポリエステル繊維製不織布を用いる。ポリエステル繊維で構成される不織布は、安価で気孔率が９０％以上の多孔質材料であり、また、廃ペットボトルからの再生繊維により製造することも可能である。不織布は、軽量で、断熱性に富み、また弾性に富むことから、これまで敷き布団の芯材として活用されてきた。ポリエステル繊維製不織布は２〜４０デニールの太さのポリエステル製繊維５０〜９０％に対してバインダーと称する低融点繊維を絡めたポリエステル繊維を５０〜１０％配合し、混合した後、ほぐし工程、すき工程を経て、積層成形されることにより製造される。
【００１１】
本発明のポリエステル繊維製ボードの製造方法は、まず、ポリエステル繊維５０〜９０％に対して低融点繊維を絡めたポリエステル繊維を５０〜１０％配合し、混合した後、ほぐし工程、すき工程を経て、積層成形することによりポリエステル繊維製不織布は製造される。
このポリエステル繊維製不織布を１３５〜２００℃の温度で、３〜３０ＭＰａの圧力で、１０秒〜５分間熱間プレス成形する。熱間プレス成形した後、０〜４０℃の温度で、３〜３０ＭＰａの圧力で、熱間プレスと同時間、冷間プレス成形をする。熱間プレス成形と冷間プレス成形により、両面表面層を硬化させ、全体として剛性を有し、かつ、表面平滑性及び平行度を有するポリエステル繊維製ボードを製造し得る。
【００１２】
【作用】
熱間及び冷間プレス成形時に、上下加圧面間に所望の厚さの金属製スペーサーを挿入することにより、作製するポリエステル繊維製ボードの厚みを自由に制御することが可能である。
【００１３】
ポリエステル繊維の溶融開始温度と同程度の温度である１３５℃以上の温度で熱間プレス成形により、プレス両面近傍のポリエステル繊維は接触部分で融着し、これを冷間プレス工程で冷却・固定することにより、プレスされた両面表面を硬化させ、全体として剛性を有し、かつ表面平滑性及び平行度を有するポリエステル繊維製ボードとなる。
【００１４】
表面硬化部分の厚さと剛性は、熱間プレス成形時の温度が高いほど、時間が長いほど、圧力が高いほど高くなる。加圧温度が高く、かつ加圧時間が長くなるほど、加圧面から厚み方向に対して深い部分までポリエステル繊維の接触部の融着現象が生じ、その結果として剛性が高くなるものと考えられる。
【００１５】
【実施例】
本願発明の詳細を実施例で説明する。本願発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。
【００１６】
実施例１
太さ１７デニールのポリエステル繊維７０％に対して低融点繊維を絡めた太さ４デニールのポリエステル繊維を３０％配合し、混合した後、ほぐし工程、すき工程を経て、積層成形することにより厚さ３０ｍｍのポリエステル繊維製不織布を製造した。
このポリエステル繊維製不織布を１８０℃の温度、１０ＭＰａの圧力でプレス面間に１２ｍｍの厚さのスペーサーを挿入し、２分間熱間プレス成形した後、３５℃の温度、１０ＭＰａの圧力で、熱間プレスと同様に同時間冷間プレス成形することにより９００×９００×１２ｍｍのポリエステル繊維製ボードを作製した。ボードの厚みは１２ｍｍで、熱間及び冷間加圧面は９００×９００ｍｍの両面である。
【００１７】
試作したボードの周辺部における一片を四等分した計１６点、及び長て方向の二等分線上を四等分した３点、合計１９点の厚みを測定した。測定した厚みは、１２．１０〜１２．２２の間にあり、平均厚みは１２．１８ｍｍであった。すなわち、厚みのばらつきは、平均厚みの１％以内にあり、本発明による方法で作製したポリエステル繊維ボードは十分なる平行度を有するといえる。
【００１８】
また、加圧面近傍のポリエステル繊維製ボードの微構造を観察した走査型電子顕微鏡写真を図１に、厚み方向における中心部、すなわち加圧面から最も遠い部分のポリエステル繊維製ボードの微構造を観察した走査型電子顕微鏡写真を図２に示す。
【００１９】
加圧面近傍の微構造を示す図１において、ポリエステル繊維は、その接触部において融着している。一方、厚み方向における中心部の微構造を示す図２では、ポリエステル繊維の接触部における融着現象は認められない。
【００２０】
これらのことから、加圧温度が高く、かつ加圧時間が長くなるほど、加圧面から厚み方向に対して深い部分までポリエステル繊維の接触部の融着現象が生じ、その結果として剛性が高くなるものと考えられる。
【００２１】
実施例２
太さ１７デニールのポリエステル繊維７０％に対して低融点繊維を絡めた太さ４デニールのポリエステル繊維を３０％配合し、混合した後、ほぐし工程、すき工程を経て、積層成形することによりポリエステル繊維製不織布を製造した。このポリエステル繊維製不織布を１０ＭＰａの圧力で、１４０、１７０、２００℃の三種類温度、１、２、３分間の三種類の時間、計９種類の条件で熱間プレス成形した後、室温、約２８℃の温度で、１０ＭＰａの圧力で、熱間プレスと同時間冷間プレス成形することにより２００×１００×９ｍｍのポリエステル繊維製ボードを作製した。なお、熱間及び冷間ブレス成形時のプレス面間に挿入するスペーサーは厚み９ｍｍとした。この様にして作製した９種類のポリエステル繊維製ボードのかさ比重、曲げ強さ、曲げヤング率を測定した結果を表１に示す。なお、曲げ試験のスパンは１５０ｍｍ、また、表１の結果はいずれも５試料の測定値の平均値である。
【００２２】
【表１】
0003560576.tif 000002
【００２３】
表１において、プレス温度が１４０℃のかさ比重は、他の温度条件に比較して、若干小さい値を示しているが、大きい差異はなく、ポリエステル繊維製ボードを熱間及び冷間プレス成形するときに、ブレス面間に９ｍｍのスペーサーを挿入したことにより、プレス温度や時間が異なっても、作製したボードの厚みはほぼ同程度の厚みになったことが、かさ比重がプレス条件に左右されなかった原因である。一方、曲げ強さや曲げヤング率は、プレス温度が高くなるに従って、またプレス時間が長くなるに従って高い値を示している。これは、熱間プレス成形することによりプレス面近傍のポリエステル繊維の接触部が融着し、プレス温度が高くかつプレス時間が長くなるほど、ポリエステル繊維製ボード全体に占めるポリエステル繊維接触部の融着部分の割合が増加することによる。以上の結果から、剛性の全くないポリエステル繊維製不織布を、所定の温度、時間で、熱間及び冷間プレスすることにより、剛性を有し、かつ平滑で平行度を有するポリエステル繊維製ボードを作製することが可能である。また、本ボードの剛性はプレス時間、プレス温度及びプレス時の圧縮率により、ある程度自由に制御し得る。
【００２４】
【発明の効果】
安価で気孔率が９０％以上の多孔質材料であり、また、廃ペットボトルからの再生繊維により製造することも可能であるポリエステル繊維で構成される不織布から、所望の範囲で任意の厚さおよび剛性をもち、表面平滑性と平行度を有するポリエステル繊維製ボードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加圧面近傍のポリエステル繊維製ボードの微構造を観察した走査型電子顕微鏡写真である。
【図２】加圧面から最も遠い部分のポリエステル繊維製ボードの微構造を観察した走査型電子顕微鏡写真である。
【図１】
0003560576.tif 000003
【図２】
0003560576.tif 000004