(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維と、
耐熱性有機繊維と、
該無機繊維と該耐熱性有機繊維とを結着する結着樹脂繊維と、を含む混合繊維からなる繊維マットであり、
該混合繊維における該無機繊維の比率が５〜４５質量％であり、長さが５〜２５０ｍｍであり、太さが３〜３０μｍであり、
該混合繊維における該耐熱性有機繊維の比率が５〜４５質量％であり、長さが５〜２５０ｍｍであり、繊度が０．５〜５０ｄｔｅｘであり、融点が２００℃以上であり、
該混合繊維における該結着樹脂繊維の比率が５０〜８０質量％であり、長さが５〜２５０ｍｍであり、繊度が０．５〜５０ｄｔｅｘであり、該繊維マットの目付けが５０〜７５０ｇ／ｍ２である繊維マットの少なくとも一方の表面に、合成樹脂フィルムが配置されている積層体。
【請求項２】
前記結着樹脂繊維が、発泡剤を含まないものである、請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
前記混合繊維における前記無機繊維の比率が１０〜４０重量％であり、前記耐熱性有機繊維の比率が１０〜４０重量％である請求項１又は２に記載の積層体。
【請求項４】
前記耐熱性有機繊維が中空構造を有する有機繊維を少なくとも５質量％含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項５】
一方の表面に前記合成樹脂フィルムが配置された前記繊維マットにおける、前記合成樹脂フィルムの前記繊維マットが配置された表面とは反対の表面には、不織布又は布材が配置されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項６】
前記合成樹脂フィルムは、前記繊維マットの両方の表面に配置されており、前記合成樹脂フィルム各々の前記繊維マットが配置された表面とは反対の表面には、不織布又は布材が配置されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項７】
無機繊維と、耐熱性有機繊維と、該無機繊維と該耐熱性有機繊維とを結着する結着樹脂繊維とを含む混合繊維からなる繊維マットと、
該繊維マットの少なくとも一方の表面に配置され且つ結着樹脂成分を含む合成樹脂フィルムとを有する積層体であって、
該繊維マットを構成する該混合繊維における該無機繊維の比率が５〜４５質量％であり、長さが５〜２５０ｍｍであり、太さが３〜３０μｍであり、
該混合繊維における該耐熱性有機繊維の比率が５〜４５質量％であり、長さが５〜２５０ｍｍであり、繊度が０．５〜５０ｄｔｅｘであり、融点が２００℃以上であり、
該混合繊維における該結着樹脂繊維の比率が５０〜８０質量％であり、長さが５〜２５０ｍｍであり、繊度が０．５〜５０ｄｔｅｘであり、
該繊維マットの目付けが５０〜７５０ｇ／ｍ２であり、
該結着樹脂繊維、及び該合成樹脂フィルムに含まれる結着樹脂成分によって前記無機繊維と前記耐熱性有機繊維とが結着させられてなる積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機繊維と、耐熱性有機繊維と、該無機繊維と該耐熱性有機繊維とを結着する結着樹脂繊維とを含む混合繊維からなる繊維マット、及びこの繊維マットと合成樹脂フィルムとを用いて形成される積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両内側又は外側には、車両躯体部を覆うことのできる表面部材が用いられている。表面部材には、車両躯体部の凹凸形状に沿った形状であることが求められるため、車両躯体部の凹凸形状の深さが大きい場合、表面部材に加工される成形前材料には、深い形状に沿って加工可能なこと、即ち、深絞り加工性が良好であることが要求される。
【０００３】
例えば、自動車の内側に配置される表面部材としては、トランクの内張を形成する内装材が挙げられる。トランクの内装材には、荷物が積み込まれたときの衝撃や、荷物の重量に耐え得る十分な強度が要求される。
また、自動車の外側に配置される表面部材としては、車両の路面側の表面の凹凸形状を覆って空気抵抗を低減したり、飛び石などから車両底面を保護したり、車外の騒音が車内に及ぶことを防止したりする機能を備えたカバー部材が挙げられる。特に、タイヤハウスの内側を覆うカバー部材は、成形前材料から成形加工後の成形品の変形度合いが高く、高度な深絞り加工性が求められる。
【０００４】
自動車に適用される表面部材には、高い強度と高度な加工性に加えて、更に、軽量化が求められている。近年、地球環境への配慮から、自動車産業は、ハイブリッド車（ＨＩＶ車）や電気自動車（ＥＶ車）の市場性が急速に高まりつつある。これに伴い、車両を形成する車両重量の軽量化に関し、あらゆる部材の一層の軽量化が求められているからである。
【０００５】
特許文献１には、グラスファイバーなどの補強材とオレフィン樹脂などを混合してなる芯材を有し、この芯材の片面又は両面にオレフィン樹脂などからなる補強層が配置された車両外装材が提案されている。この車両外装材によれば、従来品に比べて、軽量化と吸音性の向上とを実現できる。
特許文献１に記載されたような車両外装材は、特許文献２に記載されているように、射出成形の代わりに、補強材とオレフィン樹脂などを混合してなるシート状の芯材（繊維マット）を加熱しながら型押しする型押加工によって製造される。型押加工による車両外装材の適用領域は広がりつつあり、タイヤハウス内面を覆う部材や、車両内装材への適用が検討されている。
【０００６】
例えば、タイヤハウス内面を覆う部材を型押加工により形成する場合、繊維マットには、平面に交差する方向へ圧縮されるよりも平面方向へ移動する比率が高められる部分ができる。このため、成形前材料から成形加工後の成形品の変形度合いが高い深絞り加工の場合には、特に、繊維マットの繊維同士の結着が不十分になったり、繊維同士間の摩擦による繊維が破断したりすることにより、繊維同志の結着強度が不足する部分ができ易い。
【０００７】
これに対して、従来では、深絞り加工前の繊維マットの厚みを増やすことにより、繊維マットを構成する繊維が平面方向への移動を終えた後にも、ある程度の量の繊維が元の場所に留まるようにすることで、成形加工後の成形品の厚みと強度とを確保していた。
しかし、深絞り加工において、深絞りの程度は、部材の場所によって異なるため、繊維マットの厚みを一律に増やしたものでは、成形加工後の成形品の厚みに斑ができることがあった。
このように、平面形状の繊維マットから深絞り加工によって、設計通りの形状と強度とを備えた成形品を得ることには困難性が高かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２４０４０８号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２０１０／２１１０３１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、高い強度、高度な加工性及び軽量化を実現可能な繊維マット、及び高い強度、高度な加工性及び軽量化を実現可能な積層体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、無機繊維と、耐熱性有機繊維と、該無機繊維と該耐熱性有機繊維とを結着する結着樹脂繊維とを特定の比率で配合することと、更にこれらの繊維からなる繊維マットの表面に積層する合成樹脂層の機能を特定化する材料特性を選択することにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、無機繊維と、耐熱性有機繊維と、該無機繊維と該耐熱性有機繊維とを結着する結着樹脂繊維と、を含む混合繊維からなる繊維マットであって、該混合繊維における該無機繊維の比率が５〜４５質量％であり、該耐熱性有機繊維の比率が５〜４５質量％であり、該結着樹脂繊維の比率が５０〜８０質量％である繊維マットを提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高い強度、高度な加工性及び軽量化を実現可能な繊維マット、及び高い強度、高度な加工性及び軽量化を実現可能な積層体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る積層体１の厚さ方向の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る積層体１ａの厚さ方向の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る積層体１ｂの厚さ方向の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る積層体１ｃの厚さ方向の断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る積層体２の厚さ方向の断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る積層体２ａの厚さ方向の断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る積層体２ｂの厚さ方向の断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る積層体２ｃの厚さ方向の断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る積層体２ｄの厚さ方向の断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る積層体２ｅの厚さ方向の断面図である。
【図１１】本発明に係る積層体を製造する積層体製造装置を説明する構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。
［繊維マット］
本発明の実施形態に係る繊維マットについて説明する。本発明の実施形態に係る繊維マットは、無機繊維と、耐熱性有機繊維と、該無機繊維と該耐熱性有機繊維とを結着する結着樹脂繊維と、を含む混合繊維からなり、該混合繊維における該無機繊維の比率が５〜４５質量％であり、該耐熱性有機繊維の比率が５〜４５質量％であり、該結着樹脂繊維の比率が５０〜８０質量％である。
【００１４】
繊維マットの目付は、５０〜７５０ｇ／ｍ2が好ましく、１００〜７００ｇ／ｍ2がより好ましい。目付を５０〜７５０ｇ／ｍ2とすることにより、軽量化と機械的強度とを両立させることができる。
繊維マットには、無機繊維と耐熱性有機繊維との結着性を向上させるため、結着樹脂繊維のほかに、無機繊維と耐熱性有機繊維とを結着可能な熱可塑性樹脂粉末を含有させてもよい。このような熱可塑性樹脂粉末を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、無水マレイン酸変性ポリエチレンが挙げられる。
また、繊維マットには、必要に応じて、カーボンブラックなどの顔料、酸化防止剤、スリップ剤、結晶化核剤などが含有されていてもよい。
【００１５】
［無機繊維］
無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、ロックウール、金属繊維、炭素繊維などが挙げられる。取り扱い性が良好であることから、無機繊維は、ガラス繊維、ロックウールが好ましく、ガラス繊維がより好ましい。
無機繊維の長さは、５〜２５０ｍｍが好ましく、３０〜１５０ｍｍがより好ましい。無機繊維の長さが５〜２５０ｍｍであると、無機繊維を解繊する解繊工程において、無機繊維が解繊され易く、また分散され易く、均質な繊維マットが製造できる。
無機繊維の太さは、３〜３０μｍが好ましく、５〜２０μｍがより好ましく、６〜１５μｍがより好ましい。無機繊維の太さが３μｍ以上であると、解繊工程等において切断されない程度の強度が得られ、所定の繊維長さを有する無機繊維が得られる。また、無機繊維の太さが３０μｍ以下であると、作業者の肌に触れた際に作業者が感じる刺激が軟らかく、作業者が不快感を感じにくい。このため、良好な作業環境が得られる。
混合繊維中における無機繊維の比率は、５〜４５質量％とすることができ、１０〜４０質量％であることがより好ましい。混合繊維中における無機繊維の比率が５〜４５質量％の範囲にあると、繊維マットを型押成形して得られる成形品が軽量かつ十分な機械的強度を付与できる。
【００１６】
［耐熱性有機繊維］
耐熱性有機繊維としては、繊維マットを加熱しながら型押成形して成形品を得るまでの製造工程中において溶融することなく形態を保持できる有機繊維であれば適用可能である。耐熱性有機繊維としては、融点が２００℃以上の有機繊維を用いることができる。
製造工程中に、耐熱性有機繊維に掛かる温度の上限は、２００℃程度であるため、製造温度において溶融しないことが必須条件である。
耐熱有機繊維として適用可能な有機繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリウレタン繊維などの合成樹脂繊維が挙げられる。合成樹脂繊維のなかでは、ポリエチレンテレフタレート繊維が好ましい。また、綿、麻、ケナフ、羊毛などの天然繊維であってもよい。なお、耐熱性有機繊維の融点とは、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１に準拠して測定されたものである。
【００１７】
耐熱性有機繊維の長さは、５〜２５０ｍｍが好ましく、３０〜１５０ｍｍがより好ましい。耐熱性有機繊維の長さが５〜２５０ｍｍであると、耐熱性有機繊維を解繊する解繊工程において、耐熱性有機繊維が解繊され易く、また分散され易く、均質な繊維マットが製造できる。
混合繊維中における耐熱性有機繊維の比率は、５〜４５質量％とすることができ、１０〜４０質量％であることがより好ましい。上記長さの耐熱性有機繊維が混合繊維中に５〜４５質量％存在すると、繊維マットの加工性が良好になるとともに、繊維マットを加工して得られる成形品に十分な機械的強度を付与でき、成形品の耐衝撃性を高めることができる。また、耐熱性有機繊維の繊度は、０．５〜５０ｄｔｅｘが好ましく、１〜３０ｄｔｅｘがより好ましい。耐熱性有機繊維の繊度が上記範囲にあると、混合繊維中に耐熱性有機繊維を均質に混合分散できるため、繊維マットの加工性を高めることができる。
【００１８】
耐熱性有機繊維は、中空構造を有する有機繊維を耐熱性有機繊維中に少なくとも５質量％含むことが好ましい。中空構造を有する耐熱性有機繊維と、中空構造を有さない耐熱性有機繊維との比率は、耐熱性中空有機繊維：耐熱性非中空有機繊維＝５〜１００ｗｔ％：９５〜０ｗｔ％とすることができる。耐熱有機繊維中に、中空構造を有する有機繊維が耐熱性有機繊維中に５質量％以上含まれると、高温における引張伸度に優れ、変形度合いの大きい高成形に適用可能となる。このため、深絞り加工が適用できる。
中空構造としては、繊維軸に直交する断面における外郭形状又は内郭形状が、円、楕円、三角形、矩形、多角形、星形など（また、これらの形状に類似する形状を含む）が挙げられる。ここで、外郭形状と内郭形状との組み合わせは自由である。
【００１９】
［無機繊維と耐熱性有機繊維との配合比］
無機繊維と耐熱性有機繊維との配合比は、１：１０〜１０：１とすることができ、１：４〜４：１であることがより好ましい。無機繊維と耐熱性有機繊維との配合比が１：１０〜１０：１であると、繊維マットの成形性を型押加工により成形するときの成形性が良好であるとともに、型押成形して形成される成形品の強度を高めることができる。
【００２０】
［結着樹脂繊維］
結着樹脂繊維は、無機繊維と耐熱性有機繊維とを結着する樹脂である。結着樹脂繊維の形態としては、単一の合成樹脂から形成された繊維のほか、芯鞘構造を有する繊維であってもよい。芯鞘構造の繊維の場合には、繊維表面を構成している合成樹脂によって無機繊維と耐熱性有機繊維とが結着される。
単一の合成樹脂から形成された結着性樹脂繊維の融点、及び芯鞘構造の結着性樹脂繊維の表面を構成している合成樹脂の融点は、７０〜１７０℃であることが好ましく、９０〜１７０℃であることがより好ましい。融点が上記範囲にあると、繊維マットを型押成形して形成される成形品の強度を保持しつつ、無機繊維と耐熱性有機繊維とを十分に結着することができる。なお、合成樹脂の融点は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１に準拠して測定されたものである。結着樹脂繊維を構成する合成樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂が挙げられる。
結着樹脂繊維の融点が７０℃以上であると、本実施形態に係る繊維マットを、温度が７０℃以上になる環境下、例えば、車の内装材などに使用することができる。結着樹脂繊維の融点が１７０℃を超えると、繊維マットの製造工程の温度高くなり過ぎて繊維マットと合わせて用いることのできる合成樹脂フィルムなどの熱劣化を招き易くなるため好ましくない。また、製造工程における熱エネルギーコストも高まるために、好ましくない。
【００２１】
芯鞘繊維は、繊維表面層が低融点樹脂で構成され、内部層が耐熱性樹脂で構成されることが好ましい。表面層として適用可能な樹脂としては、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）などが挙げられる。また、内部層として適用可能な樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリウレタン繊維が挙げられる。
【００２２】
結着樹脂繊維の長さは、５〜２５０ｍｍが好ましく、３０〜１５０ｍｍがより好ましい。結着樹脂繊維の長さが５〜２５０ｍｍであると、結着樹脂繊維を解繊する解繊工程において、結着樹脂繊維が解繊され易く、また分散され易く、均質な繊維マットが製造できる。
また、結着樹脂繊維の繊度は、０．５〜５０ｄｔｅｘが好ましく、１〜３０ｄｔｅｘがより好ましい。結着樹脂繊維の繊度が上記範囲にあると、混合繊維中に結着樹脂繊維を均質に混合分散できる。
【００２３】
混合繊維中における結着樹脂繊維の比率は、５０〜８０質量％とすることができる。結着樹脂繊維の比率が５０質量％以上であると、無機繊維と耐熱性有機繊維とのすべり性が向上するため、深絞り加工のように、変形度合いが大きい加工を施した場合でも、無機繊維と耐熱性有機繊維とが変形に追従して移動しやすくなる。
これにより、皺、繊維マットの繊維同士の結着不十分、繊維同士間の摩擦による繊維の破断、繊維同志の結着強度の不足などの成形不良の発生を抑制できる。また、結着樹脂繊維の比率が８０質量％以下であると、深絞り加工後の繊維マットの強度を損なうことなく、無機繊維と耐熱性有機繊維とを十分に結着させることができる。
【００２４】
［積層体］
＜積層体の構造１＞
上述した繊維マットを用いて形成された積層体を、図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る積層体１の厚さ方向の断面図である。積層体１は、繊維マット１１と、繊維マット１１の少なくとも一方の表面１１ａに配置された合成樹脂フィルム１２とを有する。
図２は、本発明の実施形態に係る積層体１ａの厚さ方向の断面図である。図２に示すように、繊維マット１１の表面１１ａに配置された合成樹脂フィルム１２の表面に不織布１３又は布材３１が配置されていてもよい。不織布１３又は布材３１の詳細は、後述する。
図３は、本発明の実施形態に係る積層体１ｂの厚さ方向の断面図である。図３に示すように、繊維マット１１の表面１１ａ，１１ｂの両方に合成樹脂フィルム１２が配置されていてもよい。
図４は、本発明の実施形態に係る積層体１ｃの厚さ方向の断面図である。図４に示すように、繊維マット１１の表面１１ａに配置された合成樹脂フィルム１２の表面に不織布１３又は布材３１が配置されていてもよい。繊維マット１１の表面１１ａ，１１ｂの両方に合成樹脂フィルム１２が配置される場合には、いずれか一方に不織布１３又は布材３１が配置されることが好ましい。
上述した積層体１，１ａ，１ｂ，１ｃは、例えば、深絞り加工のような型押加工が施されることによって、所望の形状に成形される。
【００２５】
≪繊維マット≫
合成樹脂フィルム１２が配置される繊維マット１１は、上述した繊維マットを用いて形成することができる。繊維マット１１は、結着樹脂繊維の比率を増したことで、合成樹脂フィルム１２に含まれる結着樹脂成分に助けられなくても、繊維マット１１内における無機繊維と耐熱性有機繊維とを十分に結着できる。
また、繊維マット１１は、結着樹脂繊維の比率を増したことで、結着樹脂繊維が溶融する温度に達すると、無機繊維と耐熱性有機繊維とで構成される空隙に、溶融した結着樹脂繊維が充満することにより、空隙が少なくなっている。このため、合成樹脂フィルム１２から溶融する結着樹脂成分は、繊維マットに含浸しにくくなっている。これにより、合成樹脂フィルム１２から溶融する結着樹脂成分は、繊維マット１１の表層側に留まって樹脂層を形成し、積層体１の強度の向上に寄与できる。
【００２６】
≪合成樹脂フィルム（単層）≫
合成樹脂フィルム１２は、単層構造を有する。また、合成樹脂フィルム１２は、繊維マット１１との接着性が良好であればよく、延伸性の高いもの、熱によって延伸可能なものであることが好ましい。
合成樹脂フィルム１２は、所定の温度で溶融する結着樹脂成分を含んでいてもよい。結着樹脂成分は、所定の温度で溶融し、繊維マット１１の混合繊維に含浸し、混合繊維中の無機繊維と耐熱性有機繊維とを結着する。合成樹脂フィルム１２の融点は、通常、７０〜１７０℃、更に好ましくは９０〜１７０℃である。
結着樹脂成分としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート共重合樹脂、無水マレイン酸変性ポリエチレン、或いはこれらの樹脂に無機フィラーを混合した樹脂などが挙げられる。
無機フィラーとしては、ガラス短繊維、ミルドファイバー、セラミックス繊維、セラミックスホイスカー、マイカ、タルクなどが挙げられる。また、合成樹脂フィルム１２は、無機繊維と耐熱性有機繊維との結着を阻害しない範囲内で、結着樹脂成分以外の樹脂成分を含有してもよい。
【００２７】
合成樹脂フィルム１２を構成する合成樹脂のメルトフローレイト（ＭＩ値）は、通常、繊維マットと接する側の合成樹脂フィルムは、通常、２〜６０ｇ／１０分であり、３〜５０ｇ／１０分であることが好ましい。合成樹脂フィルム１２に結着樹脂成分が含まれる場合には、合成樹脂フィルム１２のメルトフローレイトが６０ｇ／１０分以下であると、溶融した結着樹脂成分が繊維マット１１に含浸する時間を精度よく調整できる。合成樹脂のメルトフローレイトが２ｇ／１０分以上であると、繊維マット１１に含浸される結着樹脂成分の量を精度よく調整できる。
【００２８】
合成樹脂フィルム１２全体の厚みは、２０〜４００μｍであることが好ましく、３０〜３００μｍがより好ましい。合成樹脂フィルム１２の厚みが上述の範囲にあると、深絞り加工を必要とする車両内・外装材として十分な深絞り加工性を得られるとともに軽量化を達成できる。また、合成樹脂フィルム１２の厚みが上述の範囲にあると、積層体１を製造する工程中、及び繊維マット１１を加熱しながら加工する工程中において、合成樹脂フィルム１２に含まれる結着樹脂成分は、溶融し、一部が繊維マット１１の表層部に留まって樹脂層を形成することができ、繊維マット１１の表層部の強度を高めることができる。
【００２９】
合成樹脂フィルム１２として、変性ポリオレフィン（三井化学株式会社製、商品名「アドマー」、三菱化学株式会社製、商品名「モディック」）なども使用できる。これらは、繊維マット１１と良好な接着性を有する。例えば、合成皮革材料、エラストマー樹脂、ポリプロピレン発泡体を使用することができる。これらの合成樹脂は、柔らかな手触りが得られることから、車両内装材などの表皮材として適用できる。
【００３０】
上述のように、繊維マット１１の結着性樹脂繊維が５０質量％以上含まれると、無機繊維と耐熱性有機繊維との間に、溶融した結着樹脂繊維が充満することにより、空隙が少なくなっているため、合成樹脂フィルム１２から溶融する結着樹脂成分は、繊維マットに含浸しにくくなっている。このため、合成樹脂フィルム１２から溶融する結着樹脂成分は、繊維マット１１の表層側に留まって樹脂層を形成し、積層体１の強度の向上に寄与できる。
従って、合成樹脂フィルム１２の主成分を、引張強さが高く、高粘度を有する樹脂とすることができる。更には、合成樹脂フィルム１２は、繊維マット１１中の結着樹脂繊維が溶融する温度で溶融する結着樹脂成分を含まなくてもよい。これにより、合成樹脂フィルム１２に適用可能な樹脂の選択可能性が広がる。例えば、結着樹脂成分の代わりに耐熱性樹脂成分をより多く含み、高強度を有する樹脂を適用することができる。
【００３１】
≪不織布≫
不織布１３は、２００℃以上の耐熱性を有する有機繊維からなる。２００℃以上の耐熱性を有する有機繊維とは、２００℃で溶融しない合成樹脂からなる有機繊維であり、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維が挙げられる。また、不織布１３は、連続する長繊維からなるスパンボンド不織布である。不織布１３を構成する長繊維の太さは、１〜３０ｄｔｅｘとすることができ、２〜２０ｄｔｅｘとすることが好ましい。不織布の目付は、１０〜５０ｇ／ｍ2とすることができ、１５〜３０ｇ／ｍ2とすることが好ましい。
積層体を製造する工程については、後述するが、繊維マット１１に合成樹脂フィルム１２が配置された連続体は、加熱されて圧縮された後、冷却される。この加熱工程における温度条件は、例えば、１８０〜２００℃程度であり、冷却工程における温度条件は、６０℃程度とすることができる。このため、繊維マット１１の、賦型成形の凸面金型に接する側に、不織布１３が配置されていると、積層体の凸面金型に接する面は、不織布１３の存在により急速に冷却されないため、溶融した結着樹脂繊維や合成樹脂フィルムが冷却固化するのを遅らせることができ、深絞り加工性が向上する。このため、深絞り加工等の賦型成形に有利であり、美麗な成形品が得られる。
【００３２】
≪布材≫
布材３１とは、織物、不織布、編み物、フェルトなどをいう。
布材３１は、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂から選択される樹脂からなる結着樹脂成分を含む。結着樹脂成分は、所定の温度で溶融し、繊維マット１１の混合繊維に含浸し、混合繊維中の無機繊維と耐熱性有機繊維とを結着する。結着樹脂成分としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート共重合樹脂、無水マレイン酸変性ポリエチレンなどが挙げられる。布材３１は、無機繊維と耐熱性有機繊維との結着を阻害しない範囲内で、結着樹脂成分以外の樹脂成分を含有してもよい。布材３１を配置することにより、車両内装材などの表皮材として適用できる。
繊維マット１１，不織布１３及び布材３１は、空気が透過しやすい構造になっているため、繊維マット１１，不織布１３及び布材３１を気体が透過した際に、フィルターのような役割をし、繊維マット１１，不織布１３及び布材３１内部に塵や埃が取り込まれ易い。これに対して、繊維マット１１と不織布１３（または布材３１）との間に、合成樹脂フィルム１２が配置されていると空気の透過が遮断され、繊維マット１１内部に塵や埃が取り込まれることを防止できる。
【００３３】
＜積層体の構造２＞
図５は、本発明の実施形態に係る積層体２の厚さ方向の断面図である。積層体２は、繊維マット１１と、繊維マット１１の少なくとも一方の表面１１ａに配置された合成樹脂フィルム２１とを有する。合成樹脂フィルム２１の詳細は後述する。
図６は、本発明の実施形態に係る積層体２ａの厚さ方向の断面図である。図６に示す積層体２ａは、繊維マット１１の表面１１ｂに、図１において説明した合成樹脂フィルム１２が配置されている。
図７は、本発明の実施形態に係る積層体２ｂの厚さ方向の断面図である。図7に示す積層体２ｂは、繊維マット１１の表面１１ａ，１１ｂの両方に合成樹脂フィルム２１が配置されている。
図８は、本発明の実施形態に係る積層体２ｃの厚さ方向の断面図である。図８に示すように、繊維マット１１の表面１１ａに配置された合成樹脂フィルム２１の表面に、図２で説明した不織布１３又は布材３１が配置されていてもよい。
図９は、本発明の実施形態に係る積層体２ｄの厚さ方向の断面図である。図９に示すように、繊維マット１１の表面１１ａに配置された合成樹脂フィルム２１の表面に、図２で説明した不織布１３又は布材３１が配置され、更に表面１１ｂには、合成樹脂フィルム１２が配置されていてもよい。
繊維マット１１の表面１１ａに合成樹脂フィルム２１が配置され、表面１１ｂに合成樹脂フィルム１２が配置される場合には、いずれか一方に不織布１３又は布材３１が配置されることが好ましい。図９では、合成樹脂フィルム１２と合成樹脂フィルム２１のうち合成樹脂フィルム２１の表面に不織布１３又は布材３１が配置されることが説明されているが、合成樹脂フィルム１２と合成樹脂フィルム２１とを備える場合であって、合成樹脂フィルム１２の表面に不織布１３又は布材３１が配置されてもよい。
図１０は、本発明の実施形態に係る積層体２ｅの厚さ方向の断面図である。図１０に示すように、繊維マット１１の表面１１ａ，１１ｂの両方に合成樹脂フィルム２１が配置されていてもよい。図１０に示すように、繊維マット１１の表面１１ａ，１１ｂの両方に合成樹脂フィルム２１が配置される場合には、いずれか一方に不織布１３又は布材３１が配置されることが好ましい。
【００３４】
≪合成樹脂フィルム（複層）≫
合成樹脂フィルム２１は、複数の合成樹脂層２１１，２１２，・・・，２１ｎから構成される。複数の合成樹脂層のうち繊維マット１１に接する合成樹脂層２１１には、合成樹脂フィルム１２の説明で挙げたものと同様の結着樹脂成分が含まれていてもよい。
複数の合成樹脂層のうち繊維マット１１に接する合成樹脂層２１１以外の少なくとも一つの合成樹脂層のメルトフローレイト（ＭＩ値）は、通常、３ｇ／１０分以下であり、好ましくは、２．６ｇ／１０分以下である。ＭＩ値が３ｇ／１０分以下であれば、深絞り加工時においても樹脂層として残すことができ、十分に深い凹凸加工に対応できる。また、強度にも優れた成形品が得られる。合成樹脂層２１１以外の少なくとも一つの合成樹脂層のＭＩ値の下限は、フィルムとして成形できる程度であれば使用でき、０．５ｇ／１０分程度とすることができる。
合成樹脂層２１１以外の少なくとも一つの合成樹脂層に用いられる樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート共重合樹脂、無水マレイン酸変性ポリエチレン或いは、これら樹脂に無機フィラーを混合した樹脂などが挙げられる。無機フィラーとしては、ガラス短繊維、ミルドファイバー、セラミックス繊維、セラミックスホイスカー、マイカ、タルクなどが挙げられる。
【００３５】
また、複数の合成樹脂層２１１，２１２，・・・，２１ｎのうち少なくとも一つの合成樹脂層を耐熱性合成樹脂から構成することによって、積層体に加熱を伴う加工を施した場合であっても、繊維マット１１の表面に接する層以外の層を熱によって延伸可能にすることができる。また、少なくとも一つの合成樹脂層を、結着樹脂の溶融温度では溶融しない、すなわち融点が２００℃以上の熱可塑性合成樹脂とすることにより、機械的強度、特に耐衝撃性に優れた加工品を得ることができる。
【００３６】
耐熱性合成樹脂の融点は、繊維マット１１に接する合成樹脂層２１１を構成する合成樹脂の融点よりも２０℃以上高いことが好ましく、２５℃以上高いことがより好ましい。耐熱性合成樹脂の融点と合成樹脂層２１１を構成している合成樹脂の融点との差が２０℃以上あると、積層体２を製造する工程中、及び繊維マット１１の加工中に、合成樹脂フィルム２１が溶融することなく形状を保持できる。
耐熱性合成樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、芳香族ナイロンなどのポリアミド樹脂、或いはこれらポリアミド樹脂の共重合体、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、或いはこれらの共重合体などが挙げられる。
【００３７】
また、複数の合成樹脂層２１１，２１２，・・・，２１ｎのうち最外層に配置される合成樹脂層、すなわち、繊維マット１１が接する表面の反対の表面を形成する合成樹脂層は、低融点樹脂又は低粘度樹脂とすることができる。また、最外層は、接着性樹脂であってもよい。積層体を用いて自動車の内装用の表面部材を形成する場合には、積層体に更に内装表面を形成する表皮材を熱接合する必要がある。このため、表皮材と熱接着可能な低融点樹脂又は低粘度樹脂が配置されることが好ましい。
ここで、低融点樹脂とは、融点が８０〜１３０℃の樹脂を表す。一例として、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、メタロセンポリプロピレン樹脂などが挙げられる。これら樹脂の共重合体であってもよい。市販品としては、商品名「アドマー」（三井化学工業株式会社製）、商品名「モデイック」（三菱化学工業株式会社製）が挙げられる。
低粘度樹脂とは、上記樹脂のうち、ＭＩ＞５、好ましくはＭＩ＞８以上のものを用いることができる。
最外層を低融点樹脂又は低粘度樹脂とすることにより、例えば、深絞り加工において、繊維マット１１と合成樹脂フィルム２１と表皮材とが共に破壊されることなく、面方向に延伸できる。また、最外層に低融点樹脂又は低粘度樹脂が配置されることにより、深絞り加工と同時に積層体２を車両躯体部に接着することができる。
【００３８】
繊維マット１１に接する合成樹脂層２１１以外の合成樹脂層を構成する合成樹脂のメルトフローレイトは、繊維マット１１に隣接する合成樹脂層２１１を構成する合成樹脂のメルトフローレイトの１／２以下であることが好ましい。このように構成すると、繊維マット１１に隣接する合成樹脂層２１１に含まれる結着樹脂成分が溶融し、繊維マット１１に含浸するのに対して、合成樹脂層２１１以外の合成樹脂層は、繊維マット１１の表層部に留まって樹脂層を形成し易くなる。このため、繊維マット１１の表層部の強度を高めることができる。
【００３９】
複数の合成樹脂層２１１，２１２，・・・，２１ｎからなる合成樹脂フィルム２１全体の厚みは、２０〜４００μｍであることが好ましく、３０〜３００μｍがより好ましい。合成樹脂フィルム２１全体の厚みが上述の範囲にあると深絞り加工を必要とする車両内・外装材として十分な深絞り加工性を得られるとともに軽量化を達成できる。
【００４０】
［繊維マットの製造方法］
繊維マットの製造方法について説明する。一例として、カード機と、ニードルパンチ機とを用いる方法が挙げられる。
無機繊維と、耐熱性有機繊維と、結着樹脂繊維とが混合されてなる混合繊維をカード機に供給して、シート状のウェブを形成した後、ニードルパンチ機によってウェブの繊維同士を交絡させて繊維マットとする。
繊維同士を交絡させる方法としては、特殊なニードルを用いてパンチングするニードルパンチ法のほか、ウェブに水流を衝突させる水流交絡法などが挙げられる。ニードルパンチ法を適用する場合、ニードルパンチは、１〜１５０箇所／ｃｍ2が好ましく、１０〜１００箇所／ｃｍ2がより好ましい。
【００４１】
［積層体の製造方法］
次に、本発明の積層体の製造方法について説明する。
積層体の製造方法としては、無機繊維と、耐熱性有機繊維と、該無機繊維と該耐熱性有機繊維とを結着する結着樹脂繊維とを含む混合繊維からなる繊維マットの少なくとも一方の表面に合成樹脂フィルムを配置し、所定の温度に加熱しプレスする方法が挙げられる。
繊維マットの表面に合成樹脂フィルムを配置する方法としては、合成樹脂フィルムを接着可能な程度に加熱して繊維マットの表面に配置してもよい。また、合成樹脂フィルムと繊維マットとの間に、ゴム系接着剤、アクリル系接着剤、熱溶融によって接着可能なフィルム、熱溶融によって接着可能な繊維などから選択される接着性樹脂を介在させてもよい。
【００４２】
積層体の製造には、例えば、図１１に示す積層体製造装置１００を用いることができる。積層体製造装置１００は、ポリテトラフルオロエチレンで表面が被覆された上下一対の無端状の搬送ベルト１１１，１１２と、搬送ベルト１１１，１１２によって搬送される連続体を加熱する熱風加熱炉１１３と、連続体をプレスする平板プレス１１４と、連続体を厚み方向に拡開する真空拡開機構１１５と、拡開されたウェブを冷却する冷却機構１１６とを有する。
繊維マット１１の両方の表面に合成樹脂フィルム１２又は布材３１が配置された連続体は、搬送ベルト１１１，１１２の間に供給され、熱風加熱炉１１３内を通過しながら加熱され、繊維マットに含まれる結着樹脂繊維及び合成樹脂フィルムに含まれる結着樹脂成分が溶融される。
次に、連続体は、平板プレス１１４に供給されて、所定の厚みになるように厚み方向に圧縮される。これにより、無機繊維と耐熱性有機繊維とが互いに結着される。
続いて、連続体は、真空拡開機構１１５に供給されて、厚み方向に真空吸引して拡開される。この後、連続体は、冷却機構１１６に供給されて冷却される。以上の工程により、所定の厚み且つ所定の目付を有する積層体が得られる。
なお、図１１に示す積層体製造装置１００では、繊維マット１１の両面に合成樹脂フィルム１２又は布材３１が配置される場合について説明したが、いずれか一方の表面にのみ合成樹脂フィルム１２又は布材３１が配置されてもよい。また、合成樹脂フィルムは、複層タイプであっても同様にして配置できる。
【００４３】
熱風加熱炉１１３の温度条件は、繊維マット中の結着樹脂繊維及び合成樹脂フィルムに含まれる結着樹脂成分が溶融するが、繊維マット中の耐熱性有機繊維が溶融しない温度に設定される。複数の合成樹脂層からなる合成樹脂フィルム２１を用いる場合であって、耐熱性合成樹脂を含む場合には、耐熱性合成樹脂が溶融しない温度に設定されることが好ましい。
また、平板プレス１１４では、合成樹脂フィルム１２が配置された繊維マット１１の厚みが０．５〜３ｍｍになるように圧縮することが好ましい。これにより、結着樹脂繊維及び合成樹脂フィルムから溶融した結着樹脂成分が繊維マットの無機繊維と耐熱性有機繊維との間に含浸することができる。
【００４４】
連続体は、平板プレス１１４でプレスされた後、圧力が除かれると、繊維マット１１中で交絡した無機繊維の復元力によって厚みを回復させる。図１１の積層体製造装置１００では、連続体を真空拡開機構１１５で吸引し、強制的に厚み方向の間隔を広げているが、真空拡開機構１１５を備えなくてもよい。積層体の軽量化と機械的強度とを両立する観点からは、積層体の空隙率が３０〜９０％となるように、圧縮と拡開の度合いを調整することが好ましい。
【００４５】
［積層体を用いて形成される成形品］
積層体には、型押加工に適しており、特に、深い凹凸形状を形成する深絞り加工を施すことができる。積層体は、深絞り加工によっても成形不良が発生しにくく、美麗な成形品が得られる。また、積層体は、成形後に軽量化かつ高い強度が得られるため、例えば、車両のトランク内装材などの車両内側に配置される表面部材や、車両外側に配置される表面部材を形成することができる。成形後の厚みが１ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上有していると、優れた弾力性が得られ、荷物が積み込まれたときの衝撃や、荷物の重量に耐え得る十分な強度が要求される。
積層体を加工して得られる成形品を車両外装材として用いる場合には、成形後の厚みが２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上有していると、飛び石などの衝突を受けても破損しにくい。
【実施例】
【００４６】
［評価方法］
＜目付重量＞
積層体を作製し、１ｍ×１ｍの試験片を切り出し、目付を測定した。８００ｇ／ｍ2以下を良好とした。
【００４７】
＜深絞り加工性の評価＞
深絞り加工性は、深絞り加工後の成形品の最薄部の厚みと最薄部の反発力とから良否を評価した。深絞り加工は、底面が直径８０ｍｍの真円形状且つ頂面が直径４０ｍｍ、高さが６０ｍｍの真円形状である截頭円錐状の凸部が形成された雄型と、この雄型の凸部形状に対応した凹部形状を有する雌型とからなる成形型を用意した。
積層体から５００ｍｍ×６００ｍｍの矩形状の試験片を切り出し、この試験片を周囲に等間隔で針が設置された金属製の額縁状枠に取り付け、遠赤外線ヒーターでその試験片の表面温度が１８０℃となるように加熱した。続いて、試験片を雌雄型間に配置し、雌雄型により型締めし、３０秒間に亘って型締め状態を保持した。その後、型開きして成形品を得た。
得られた成形品の凸部の周辺に対応して形成された積層体の最薄部の厚みをマイクロメーターにて測定した。最薄部の厚みは、１．５ｍｍ以上を良好とした。破断の場合は、０ｍｍと表した。
【００４８】
また、最薄部の反発力は、最薄部を親指で押した後、除荷したときの変形程度を目視観察して下記のランクＡ〜Ｅに基づいて評価し、ランクＡ，Ｂ，Ｃを良好とした。
ランクＡ：１ｍｍ以下変形させることができる。除荷後、元に戻り、跡は残らない。
ランクＢ：１〜２ｍｍ程度変形させることができる。除荷後、元に戻り、跡は残らない。
ランクＣ：３〜４ｍｍ程度変形させることができる。除荷後、元に戻り、跡は残らない。
ランクＤ：５ｍｍ以上変形させることができる。除荷後、元に戻るが皺が残る。
ランクＥ：５ｍｍ以上変形させることができる。除荷後、元に戻らない。
【００４９】
［実施例１〜９］
＜実施例１〜７＞
無機繊維として、長さが４０〜７５ｍｍで且つ直径が１０μｍのガラス繊維を用い、結着性樹脂繊維として、繊度が６．６ｄｔｅｘで且つ長さが６４ｍｍのポリプロピレン繊維（融点：１６０℃）を用い、耐熱性有機繊維として、繊度が１３ｄｔｅｘで且つ長さが６４ｍｍのポリエチレンテレフタレート繊維（融点：２５５℃）とを用い、全体として５００ｇ／ｍ2の目付量となるように混合した混合繊維をカード機に供給して解繊及び混繊して長尺状の繊維マットを得た。繊維マットの質量に対する、無機繊維、結着性樹脂繊維、及び耐熱性有機繊維との混合比（質量％）を変更して、実施例１〜８の繊維マットを得た。得られた繊維マットにニードルパンチを１ｃｍ2当たり２０箇所打って繊維同士を交絡させて目付が５００ｇ／ｍ2の長尺状の繊維マットを得た。
【００５０】
次に、繊維マットに接触するポリプロピレン樹脂からなる合成樹脂フィルムを準備した。合成樹脂フィルムのメルトフローレイト（ＭＩ値）は、１０であり、合成樹脂フィルムの全体厚みは、１４０μｍであった。
【００５１】
図１１に示す積層体製造装置１００を用いて積層体を作製した。積層体製造装置１００における熱風加熱炉１１３の温度条件を２００℃、加熱時間を５分間に設定した。また、平板プレス１１４の面圧を６ｋｇ／ｃｍ2、加圧時間１０秒間に設定した。また、繊維マットに配置された合成樹脂フィルムの表面温度が６０℃以下になるように冷却機構１１６の温度条件を設定した。
搬送される繊維マットの上下面に合成樹脂フィルムを配置し、上記条件に設定された熱風加熱炉１１３、平板プレス１１４、冷却機構１１６を通過させた。これにより、厚みが約３ｍｍ、目付が約７５２ｇ／ｍ2の積層体を得た。
得られた積層体は、繊維マットの両面にポリプロピレン樹脂からなる合成樹脂フィルムが積層され、加熱プレスにより溶融一体化していた。繊維マットのガラス繊維とポリエチレンテレフタレート繊維は、ポリプロピレンによって部分的に結着されており、繊維マットの表面部分では、合成樹脂フィルムを構成しているポリプロピレン樹脂の一部が、繊維マット表面層の繊維及び繊維マットの結着性樹脂ポリプロピレン繊維の溶融した成分と結着していた。
【００５２】
＜実施例８＞
繊維マットに接触する合成樹脂フィルムとして、ＭＩ値１０、全体厚みが１４０μｍである無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂を用いた以外は、実施例１と同様にして繊維マットを製造した。この繊維マットの上下面に積層体製造装置１００を用いて合成樹脂フィルムを配置し、積層体を作製した。
【００５３】
＜実施例９＞
実施例１の繊維マット、合成樹脂フィルムに、さらに目付が１５０ｇ／ｍ2のポリエステル繊維からなる不織布層を設けて、積層体を製造した。
【００５４】
［実施例１０〜１６］
無機繊維として、長さが４０〜７５ｍｍで且つ直径が１０μｍの炭素繊維を用い、結着性樹脂繊維として、繊度が６．６ｄｔｅｘで且つ長さが６４ｍｍのポリエチレン繊維（融点：１６０℃）を用い、耐熱性有機繊維として、繊度が１３ｄｔｅｘで且つ長さが６４ｍｍのアラミド繊維（融点なし）とを用い、全体として５００ｇ／ｍ2の目付量となるように混合した混合繊維をカード機に供給して解繊及び混繊して長尺状の繊維マットを得た。繊維マットの質量に対する、無機繊維、結着性樹脂繊維、及び耐熱性有機繊維との質量％混合比を変更して、実施例１０〜１６の繊維マットを得た。得られた繊維マットにニードルパンチを１ｃｍ2当たり２０箇所打って繊維同士を交絡させて目付が５００ｇ／ｍ2の長尺状の繊維マットを得た。
【００５５】
次に、繊維マットに接触するポリプロピレン樹脂からなる合成樹脂フィルムを準備した。合成樹脂フィルムのメルトフローレイト（ＭＩ値）は、１０であり、合成樹脂フィルムの全体厚みは、１４０μｍであった。繊維マットの上下面に合成樹脂フィルムを配置し、図１１に示す積層体製造装置１００を用いてプレスし、厚みが約３ｍｍ、目付が約７５２ｇ／ｍ2の積層体を得た。
【００５６】
［実施例１７〜１９、比較例１，２］
無機繊維、結着性樹脂繊維、及び耐熱性有機繊維の混合比を実施例３と同じにして、繊維マットの目付、合成樹脂フィルムの厚みを変更して実施例１７〜１９、及び比較例１，２の積層体を得た。
【００５７】
［実施例２０〜２６、比較例３〜６］
無機繊維、結着性樹脂繊維、及び耐熱性有機繊維の混合比を実施例５と同じに設定した、無機繊維の長さと径とを変更させて、実施例１７〜１９、及び比較例１，２の積層体を得た。
【００５８】
［実施例２７〜３３、比較例７〜１０］
無機繊維、結着性樹脂繊維、及び耐熱性有機繊維の混合比を実施例５と同じに設定した、耐熱性有機繊維の長さと径とを変更させて、実施例２７〜３３、及び比較例７〜１０の積層体を得た。
【００５９】
［実施例３４〜４０、比較例１１〜１４］
無機繊維、結着性樹脂繊維、及び耐熱性有機繊維の混合比を実施例５と同じに設定した、結着性樹脂繊維の長さと径とを変更させて、実施例３４〜４０、及び比較例１１〜１４の積層体を得た。
【００６０】
［実施例４１〜５１、比較例１５〜２２］
＜実施例４１＞
無機繊維として、長さが４０〜７５ｍｍで且つ直径が１０μｍのガラス繊維を用い、結着性樹脂繊維として、繊度が６．６ｄｔｅｘで且つ長さが６４ｍｍのポリプロピレン繊維（融点：１６０℃）を用い、耐熱性有機繊維として、繊度が１３ｄｔｅｘで且つ長さが６４ｍｍのポリエチレンテレフタレート繊維（融点：２５５℃）とを用い、全体として５００ｇ／ｍ2の目付量となるように混合した混合繊維をカード機に供給して解繊及び混繊して長尺状の繊維マットを得た。繊維マットの質量に対する、無機繊維、結着性樹脂繊維、及び耐熱性有機繊維との質量％混合比を変更して、実施例１〜８の繊維マットを得た。得られた繊維マットにニードルパンチを１ｃｍ2当たり２０箇所打って繊維同士を交絡させて目付が５００ｇ／ｍ2の長尺状の繊維マットを得た。
【００６１】
次に、繊維マットに接触する接触層、内層、外層の３層構造を有するポリプロピレン樹脂からなる合成樹脂フィルムを準備した。合成樹脂フィルムの各層のメルトフローレイト（ＭＩ値）は、接触層／内層／外層＝１０／２／１０であり、厚みは、接触層／内層／外層＝３０／１００／１０μｍであった。また、合成樹脂フィルムの全体厚みは、１４０μｍであった。
【００６２】
図１１に示す積層体製造装置１００を用いて積層体を作製した。積層体製造装置１００における熱風加熱炉１１３の温度条件を２００℃、加熱時間を５分間に設定した。また、平板プレス１１４の面圧を６ｋｇ／ｃｍ2、加圧時間１０秒間に設定した。また、繊維マットに配置された合成樹脂フィルムの表面温度が６０℃以下になるように冷却機構１１６の温度条件を設定した。
搬送される繊維マットの上下面に合成樹脂フィルムを配置し、上記条件に設定された熱風加熱炉１１３、平板プレス１１４、冷却機構１１６を通過させた。これにより、厚みが約３ｍｍ、目付が約７５２ｇ／ｍ2の積層体を得た。
得られた積層体は、繊維マットの両面にポリプロピレン樹脂からなる合成樹脂フィルムが積層され、加熱プレスにより溶融一体化していた。繊維マットのガラス繊維とポリエチレンテレフタレート繊維は、ポリプロピレンによって部分的に結着されており、繊維マットの表面部分では、合成樹脂フィルムを構成しているポリプロピレン樹脂の一部が、繊維マット表面層の繊維及び繊維マットの結着性樹脂ポリプロピレン繊維の溶融した成分と結着していた。
【００６３】
＜実施例４２＞
繊維マットのガラス繊維を２０質量％、ポリプロピレン繊維を７０質量％としたこと以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約３ｍｍ、目付は約７５２ｇ／ｍ2であった。
【００６４】
＜実施例４３＞
繊維マットのガラスを繊維１０質量％、ポリプロピレン繊維を５０質量％、ポリエチレンテレフタレート繊維４０質量％としたこと以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約３．５ｍｍ、目付は約７５２ｇ／ｍ2であった。
【００６５】
＜実施例４４＞
合成樹脂フィルムの内層のメルトフローレイトを１とした以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約３ｍｍ、目付は約７５２ｇ／ｍ2であった。
【００６６】
＜実施例４５＞
合成樹脂フィルムを厚み１４０μｍの単層フィルムとした以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約３ｍｍ、目付は約７５２ｇ／ｍ2であった。
【００６７】
＜実施例４６＞
繊維マットの上面側に配置される合成樹脂フィルムの内層をナイロン６とし、接触層とナイロン６とを接着する接着層、及びナイロン６と外層とを接着する接着層を有する５層構造とした。また、内層の厚みを３０μｍとした。これ以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約２．８ｍｍ、目付は約７０６ｇ／ｍ2であった。
【００６８】
＜実施例４７＞
繊維マットの上下面に配置される両方の合成樹脂フィルムの内層をナイロン６とし、接触層とナイロン６とを接着する接着層、及びナイロン６と外層とを接着する接着層を有する５層構造とした。また、内層の厚みを３０μｍとした。これ以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約２．６ｍｍ、目付は約６６０ｇ／ｍ2であった。
【００６９】
＜実施例４８＞
繊維マットの目付を３００ｇ／ｍ2としたこと以外は、実施例７と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約２．４ｍｍ、目付は約４６０ｇ／ｍ2であった。
【００７０】
＜実施例４９＞
繊維マットのポリエチレンテレフタレート繊維として、中空繊維を５０％含む繊維を用いたこと以外は、実施例７と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約２．８ｍｍ、目付は約６６０ｇ／ｍ2であった。
【００７１】
＜実施例５０＞
繊維マットのポリエチレンテレフタレート繊維として中空繊維１００％の繊維を用いたこと以外は、実施例７と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約３．２ｍｍ、目付は約６６０ｇ／ｍ2であった。
【００７２】
＜実施例５１＞
実施例４６の繊維マットに１５０ｇ／ｍ2のポリエステル繊維からなる不織布層を設けて、積層体を製造した。
【００７３】
＜比較例１５＞
繊維マットのガラス繊維６０質量％と、ポリプロピレン繊維４０質量％と、ポリエチレンテレフタレート繊維０質量％とした以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約２．５ｍｍ、目付は約７５２ｇ／ｍ2であった。
得られた積層体は、繊維マットの両面にポリプロピレン樹脂からなる合成樹脂フィルムが積層され、加熱プレスにより溶融一体化していた。繊維マットのガラス繊維とポリエチレンテレフタレート繊維は、ポリプロピレンによって部分的に結着されており、繊維マットの表面部分では、合成樹脂フィルムを構成しているポリプロピレン樹脂の一部が、繊維マット表面層の繊維及び繊維マットの結着性樹脂ポリプロピレン繊維の溶融した成分と結着していた。
【００７４】
＜比較例１６＞
繊維マットのガラス繊維を０質量％、ポリプロピレン繊維を４０質量％、ポリエチレンテレフタレート繊維を６０質量％としたこと以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約２．５ｍｍ、目付は約７５２ｇ／ｍ2であった。
【００７５】
＜比較例１７＞
繊維マットのポリプロピレン繊維を４０質量％とし、ポリエチレンテレフタレート樹脂を２０質量％としたこと以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約２．８ｍｍ、目付は約７５２ｇ／ｍ2であった。
【００７６】
＜比較例１８＞
繊維マットのポリプロピレン繊維を４０質量％とし、ポリエチレンテレフタレート樹脂を２０質量％としこと以外は実施例５と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約２．５ｍｍ、目付は約７５２ｇ／ｍ2であった。
【００７７】
＜比較例１９＞
繊維マットのガラス繊維を３０質量％、ポリプロピレン繊維を７０質量％、ポリエチレンテレフタレート繊維を０質量％とし、繊維マットの上下面に配置される合成樹脂フィルムの内層をナイロン６とし、接触層とナイロン６とを接着する接着層、及びナイロン６と外層とを接着する接着層を有する５層構造とした。これ以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約２．０ｍｍ、目付は約６６０ｇ／ｍ2であった。
【００７８】
＜比較例２０＞
繊維マットのガラス繊維を８０質量％とし、ポリプロピレン繊維を０質量％とし、ポリエチレンテレフタレート樹脂を２０質量％としたこと以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約２．５ｍｍ、目付は約７５２ｇ／ｍ2であった。
【００７９】
＜比較例２１＞
繊維マットのガラス繊維を０質量％とし、ポリプロピレン繊維を８０質量％とし、ポリエチレンテレフタレート樹脂を２０質量％としたこと以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約２．５ｍｍ、目付は約７５２ｇ／ｍ2であった。
【００８０】
＜比較例２２＞
繊維マットの目付を９００ｇ／ｍ2とし、ポリプロピレン繊維を４０質量％とし、ポリエチレンテレフタレート樹脂を２０質量％とした。また、内層のメルトフローレイトを１とするとともに内層の厚みを２００μｍとした。これ以外は実施例１と同様の条件で積層体を作製した。積層体の厚みは約３．５ｍｍ、目付は約１３３２ｇ／ｍ2であった。
【００８１】
［評価結果］
実施例１〜５１、比較例１〜２２の積層体を用いて形成された成形品を、上述の評価方法によって評価した結果を、表１〜表８に示す。
【００８２】
【表１】
0006046930.tif 000002
【００８３】
【表２】
0006046930.tif 000003
【００８４】
【表３】
0006046930.tif 000004
【００８５】
【表４】
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【００８６】
【表５】
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【００８７】
【表６】
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【００８８】
【表７】
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【００８９】
【表８】
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【００９０】
表１に示すように、混合繊維における該無機繊維の比率が５〜４５質量％であり、該耐熱性有機繊維の比率が５〜４５質量％であり、該結着樹脂繊維の比率が５０〜８０質量％であるような繊維マットを用いた積層体は、目付、最薄部の厚さ、最薄部の反発性の全てにおいて、良好な結果が得られたことが判った。繊維マット両面に配置される合成樹脂フィルムの構成が同じでも、繊維マットの繊維構成により、深絞り加工性のうち最薄部の厚さもしくは反発性のいずれか、又は双方ともが良好とされる基準に達しないことが判る。
【００９１】
表１〜表８に示すように、結着樹脂繊維であるポリプロピレン繊維の配合比を５０％以上にした実施例と、ポリプロピレン繊維が５０質量％未満の比較例とを比べると、前者は、目付、最薄部の厚さ、最薄部の反発性の全てにおいて、良好な結果が得られたことが判った。繊維マット両面に配置される合成樹脂フィルムの構成が同じでも、繊維マットの繊維構成により、深絞り加工性のうち最薄部の厚さもしくは反発性のいずれか、又は双方ともが良好とされる基準に達しないことが判る。
【００９２】
ポリプロピレン繊維の配合比を５０％以上とすると、深絞り加工の際に、繊維マットを構成するガラス繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維の繊維間に、溶融したポリプロピレン繊維が十分に介在し、ガラス繊維とポリエチレンテレフタレート繊維の互いのすべりを助ける働きをするためである。また、ポリプロピレン繊維が５０％以上存在することにより、ガラス繊維と、ポリエチレンテレフタレート繊維とを十分に結着できるため、深絞り加工後の成形品に十分な強度を付与できる。
【００９３】
ポリエチレンテレフタレート樹脂のような耐熱性有機繊維は、深絞り加工性の向上に大きな効果を発揮するが、ポリエチレンテレフタレート樹脂のような耐熱性有機繊維の体積は、無機繊維の体積よりも大きいため、比較例１６のように配合比を大きくしすぎると、繊維マットに結着性樹脂繊維が含浸することの妨げになり、深絞り加工性の向上効果を却って阻害する。
【００９４】
ポリプロピレン繊維の配合比が５０質量％未満の場合、比較例２２に見られるように、繊維マットと合成樹脂フィルム双方の重量（繊維マットは目付重量、合成樹脂フィルムは厚さ）を増すことによって、最薄部は厚みを増し、深絞り加工された後の最薄部の強さも向上するが、全体の目付重量が１０００ｇ/ｍ2を大きく超えるため、軽量化のニーズには適合しない。
すなわち、積層体の重量と深絞り加工性は、繊維マットを構成するガラス繊維（無機繊維）と、ポリエチレンテレフタレート繊維（耐熱性有機繊維）と、ポリプロピレン繊維（結着樹脂繊維）の比率と繊維マットの表面に配置される合成樹脂フィルムのメルトフローレイト、樹脂の種類などの構成によって最適化される。
【００９５】
また、積層体を形成した際に、繊維マットの結着樹脂繊維を５０質量％以上としたことにより、繊維マットの表面に配置される合成樹脂フィルムに含有される、繊維マットの結着に寄与する結着樹脂成分の含有量を減少又は不要とすることができるため、合成樹脂フィルムの全体質量を小さくできる。これにより、合成樹脂フィルムのコストを抑えられる。また、合成樹脂フィルムの全体質量を抑えられるため、大幅なコストの増加なく、高強度を有するナイロン樹脂のような高機能エンプラを合成樹脂フィルムとして使用できる。
【符号の説明】
【００９６】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…積層体、  ２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ積層体、  １１…繊維マット、  １１ａ，１１ｂ…表面、  １２…合成樹脂フィルム、  １３…不織布、  ２１…合成樹脂フィルム、  ２１１，２１２，・・・，２１ｎ…合成樹脂層、  ３１…布材、  １００…積層体製造装置、  １１１，１１２…搬送ベルト、  １１３…熱風加熱炉、  １１４…平板プレス、  １１５…真空拡開機構、  １１６…冷却機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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