(57)【要約】【課題】繊維ボードの製造方法並びに繊維マット及び繊維ボードを提供する。【解決手段】植物繊維１１、ポリオレフィン樹脂繊維１２及び酸変性ポリオレフィン樹脂１３を用いてなり、所定の繊維マット形成工程と、分散体塗布工程と、加熱加圧工程と、を備える繊維ボードの製造方法である。植物繊維、樹脂繊維及び酸変性樹脂の合計を１００質量％とした場合に、酸変性樹脂は０．３〜４．０質量％であり、媒体が水系媒体であり、植物繊維がケナフ繊維であることが好ましい。また、植物繊維、ポリオレフィン樹脂繊維及び酸変性ポリオレフィン樹脂が含有され、樹脂繊維には、樹脂として非変性樹脂のみが含有され、酸変性樹脂が、植物繊維に付着している繊維マット、及び植物繊維、ポリオレフィン樹脂及び酸変性ポリオレフィン樹脂が含有され、樹脂は非変性樹脂のみからなり、植物繊維同士が、ポリオレフィン樹脂及び酸変性樹脂により結着されている繊維ボードである。【選択図】図１
2019072924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物繊維をポリオレフィン樹脂繊維及び酸変性ポリオレフィン樹脂を用いて結着させてなる繊維ボードの製造方法であって、
前記植物繊維の原綿と前記ポリオレフィン樹脂繊維の原綿とを混綿し、その後、前記植物繊維と前記ポリオレフィン樹脂繊維とを交絡させて繊維マットを形成する繊維マット形成工程と、
前記繊維マットに、前記酸変性ポリオレフィン樹脂が媒体に分散して含有されている分散体を塗布して分散体塗布繊維マットとする分散体塗布工程と、
前記分散体塗布繊維マットを加熱し、加圧して繊維ボードを形成する加熱加圧工程と、を備えることを特徴とする繊維ボードの製造方法。
【請求項２】
植物繊維をポリオレフィン樹脂繊維及び酸変性ポリオレフィン樹脂を用いて結着させてなる繊維ボードの製造方法であって、
前記ポリオレフィン樹脂繊維の原綿に、前記酸変性ポリオレフィン樹脂が媒体に分散して含有されている分散体を塗布し、分散体塗布樹脂原綿とする分散体塗布工程と、
前記植物繊維の原綿と前記分散体塗布樹脂原綿とを混綿し、その後、前記樹脂繊維と前記ポリオレフィン樹脂繊維とを交絡させて繊維マットを形成する繊維マット形成工程と、
前記繊維マットを加熱し、加圧して繊維ボード形成する加熱加圧工程と、を備えることを特徴とする繊維ボードの製造方法。
【請求項３】
前記植物繊維、前記ポリオレフィン樹脂繊維及び前記酸変性ポリオレフィン樹脂の合計を１００質量％とした場合に、前記酸変性ポリオレフィン樹脂は０．３〜４．０質量％である請求項１又は２に記載の繊維ボードの製造方法。
【請求項４】
前記媒体が水系媒体である請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の繊維ボードの製造方法。
【請求項５】
前記植物繊維はケナフ繊維である請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の繊維ボードの製造方法。
【請求項６】
植物繊維、ポリオレフィン樹脂繊維及び酸変性ポリオレフィン樹脂が含有される繊維マットであって、
前記ポリオレフィン樹脂繊維には、樹脂として非変性ポリオレフィン樹脂のみが含有されており、
前記酸変性ポリオレフィン樹脂は粉粒体であり、
前記酸変性ポリオレフィン樹脂は、前記植物繊維に付着していることを特徴とする繊維マット。
【請求項７】
前記植物繊維、前記ポリオレフィン樹脂繊維及び前記酸変性ポリオレフィン樹脂の合計を１００質量％とした場合に、前記酸変性ポリオレフィン樹脂は０．３〜４．０質量％である請求項６に記載の繊維マット。
【請求項８】
前記植物繊維はケナフ繊維である請求項６又は７に記載の繊維マット。
【請求項９】
植物繊維、ポリオレフィン樹脂及び酸変性ポリオレフィン樹脂が含有される繊維ボードであって、
前記ポリオレフィン樹脂は、非変性ポリオレフィン樹脂のみが含有されるポリオレフィン樹脂繊維が溶融してなる樹脂であり、
前記植物繊維同士が、前記ポリオレフィン樹脂及び前記酸変性ポリオレフィン樹脂により結着されていることを特徴とする繊維ボード。
【請求項１０】
前記植物繊維、前記ポリオレフィン樹脂及び前記酸変性ポリオレフィン樹脂の合計を１００質量％とした場合に、前記酸変性ポリオレフィン樹脂は０．３〜４．０質量％である請求項９に記載の繊維ボード。
【請求項１１】
前記植物繊維はケナフ繊維である請求項９又は１０に記載の繊維ボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は繊維ボードの製造方法並びに繊維マット及び繊維ボードに関する。更に詳しくは、本発明は、繊維マットに、酸変性ポリオレフィン樹脂が媒体に分散して含有されている分散体を塗布することを特徴とする繊維ボードの製造方法、及びポリオレフィン樹脂繊維の原綿に、分散体を塗布することを特徴とする繊維ボードの製造方法、並びに植物繊維、ポリオレフィン樹脂繊維及び酸変性ポリオレフィン樹脂を含有する特定の繊維マット、植物繊維、ポリオレフィン樹脂及び酸変性ポリオレフィン樹脂が含有され、植物繊維同士が酸変性ポリオレフィン樹脂等により結着されている特定の繊維ボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ケナフ等の、短期間で成長し、且つ二酸化炭素吸収量が多い植物資源が、二酸化炭素排出量削減及び二酸化炭素の固定化等の観点から注目されている。また、この植物資源を熱可塑性樹脂と複合化した材料を用いてなる複合材としての利用が期待されており、このような植物資源を用いてなる繊維ボードの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された繊維ボードは、一面側に配置された第１層と、他面側に配置された第２層とを有し、第１層と第２層は、ともに、複数の植物繊維が熱可塑性樹脂によって結着された構造を有し、第２層に含まれた熱可塑性樹脂の割合が、第１層に含まれた熱可塑性樹脂の割合より大きいことを特徴としている。また、この繊維ボードを繊維成形体とする際、型から取り出した繊維成形体の変形を小さく抑えることができると説明されている。更に、特許文献１に記載された繊維ボードでは、熱可塑性樹脂は変性された熱可塑性樹脂を含んでいてもよいこと、及び熱可塑性樹脂繊維を用いてもよいことが記載され、ポリプロピレンと酸変性ポリプロピレンとを混合した樹脂から紡糸された熱可塑性樹脂繊維が例示されている。
【０００５】
上述のように、変性された熱可塑性樹脂を用いた場合、植物繊維に対する結着性能を向上させることができる。しかし、特許文献１に記載された繊維ボードのように、非変性の樹脂（図８の非変性樹脂１２ｂ参照）と酸変性された樹脂（図８の酸変性樹脂１３ｂ参照）との混合樹脂を用いて紡糸された熱可塑性樹脂繊維（図８の混合樹脂繊維６参照）では、酸変性された樹脂の一部は繊維表面に表出し、結着性能を向上させることができるが、酸変性された樹脂の他部は繊維に内在してしまい、結着に寄与しないことが有り得る。また、繊維が溶融することで、繊維に内在していた酸変性樹脂が表出し、結着に寄与することになったとしても十分ではないと考えられる。例えば、図９のように、結着用酸変性樹脂１３ｃの一部が、結着用樹脂１２ｃに内在してしまい、結着に寄与しないことになってしまうことが有り得る。
【０００６】
更に、非変性の樹脂に酸変性された樹脂を混合した樹脂を用いて紡糸する場合、通常、紡糸工程における製造条件を変更しているが、製造条件変更後の設備安定までに廃棄せざるを得ない原材料が発生するとともに、設備安定までに時間も要する。また、その後、非変性の樹脂のみを用いて紡糸するときにも、同様に、設備安定までに廃棄せざるを得ない原材料が発生し、安定までに時間を要するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述の従来の問題を解決するものであり、熱可塑性樹脂繊維として非変性の樹脂のみを用いて紡糸された繊維を使用し、酸変性樹脂として粉末等の形態のものを用いることで、酸変性樹脂の全量が結着性能の向上に寄与するとともに、紡糸の際の原材料の変更に伴う原材料の廃棄及び設備安定までに時間を要するという問題を生じることのない繊維ボードの製造方法、並びに特定の構成を備える繊維マット及び繊維ボード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】
【０００８】
本発明は以下のとおりである。
１．植物繊維をポリオレフィン樹脂繊維及び酸変性ポリオレフィン樹脂を用いて結着させてなる繊維ボードの製造方法であって、
前記植物繊維の原綿と前記ポリオレフィン樹脂繊維の原綿とを混綿し、その後、前記植物繊維と前記ポリオレフィン樹脂繊維とを交絡させて繊維マットを形成する繊維マット形成工程と、
前記繊維マットに、前記酸変性ポリオレフィン樹脂が媒体に分散して含有されている分散体を塗布して分散体塗布繊維マットとする分散体塗布工程と、
前記分散体塗布繊維マットを加熱し、加圧して繊維ボードを形成する加熱加圧工程と、を備えることを特徴とする繊維ボードの製造方法。
２．植物繊維をポリオレフィン樹脂繊維及び酸変性ポリオレフィン樹脂を用いて結着させてなる繊維ボードの製造方法であって、
前記ポリオレフィン樹脂繊維の原綿に、前記酸変性ポリオレフィン樹脂が媒体に分散して含有されている分散体を塗布し、分散体塗布樹脂原綿とする分散体塗布工程と、
前記植物繊維の原綿と前記分散体塗布樹脂原綿とを混綿し、その後、前記樹脂繊維と前記ポリオレフィン樹脂繊維とを交絡させて繊維マットを形成する繊維マット形成工程と、
前記繊維マットを加熱し、加圧して繊維ボード形成する加熱加圧工程と、を備えることを特徴とする繊維ボードの製造方法。
３．前記植物繊維、前記ポリオレフィン樹脂繊維及び前記酸変性ポリオレフィン樹脂の合計を１００質量％とした場合に、前記酸変性ポリオレフィン樹脂は０．３〜４．０質量％である前記１．又は２．に記載の繊維ボードの製造方法。
４．前記媒体が水系媒体である前記１．乃至３．のうちのいずれか１項に記載の繊維ボードの製造方法。
５．前記植物繊維はケナフ繊維である前記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の繊維ボードの製造方法。
６．植物繊維、ポリオレフィン樹脂繊維及び酸変性ポリオレフィン樹脂が含有される繊維マットであって、
前記ポリオレフィン樹脂繊維には、樹脂として非変性ポリオレフィン樹脂のみが含有されており、
前記酸変性ポリオレフィン樹脂は粉粒体であり、
前記酸変性ポリオレフィン樹脂は、前記植物繊維に付着していることを特徴とする繊維マット。
７．前記植物繊維、前記ポリオレフィン樹脂繊維及び前記酸変性ポリオレフィン樹脂の合計を１００質量％とした場合に、前記酸変性ポリオレフィン樹脂は０．３〜４．０質量％である前記６．に記載の繊維マット。
８．前記植物繊維はケナフ繊維である前記６．又は７．に記載の繊維マット。
９．植物繊維、ポリオレフィン樹脂及び酸変性ポリオレフィン樹脂が含有される繊維ボードであって、
前記ポリオレフィン樹脂は、非変性ポリオレフィン樹脂のみが含有されるポリオレフィン樹脂繊維が溶融した樹脂であり、
前記植物繊維同士が、前記ポリオレフィン樹脂及び前記酸変性ポリオレフィン樹脂により結着されていることを特徴とする繊維ボード。
１０．前記植物繊維、前記ポリオレフィン樹脂及び前記酸変性ポリオレフィン樹脂の合計を１００質量％とした場合に、前記酸変性ポリオレフィン樹脂は０．３〜４．０質量％である前記９．に記載の繊維ボード。
１１．前記植物繊維はケナフ繊維である前記９．又は１０．に記載の繊維ボード。
【発明の効果】
【０００９】
繊維マットに、酸変性ポリオレフィン樹脂（以下、「酸変性樹脂」と略記することもある）が媒体に分散して含有されている分散体（以下、「分散体」と略記することもある）を塗布する本発明の繊維ボードの製造方法、及びポリオレフィン樹脂繊維（以下、「樹脂繊維」と略記することもある）の原綿に分散体を塗布する他の本発明の繊維ボードの製造方法によれば、原材料として含有される酸変性樹脂の多くが結着性能の向上に寄与し、酸変性樹脂が少量であっても、優れた結着作用を発現させることができ、優れた曲げ強度等を有する繊維ボードすることができる。また、紡糸の際の原材料の変更に伴う原材料の廃棄及び設備安定に時間を要するという問題を生じることがなく、コスト面でも有利である。更に、酸変性樹脂を含有する分散体を繊維マットに塗布したときは、酸変性樹脂を繊維マット全体により均一に分散、含有させることができ、均質であり、より優れた曲げ強度等を有する繊維ボードとすることができる。
また、植物繊維、樹脂繊維及び酸変性樹脂の合計を１００質量％とした場合に、酸変性樹脂が０．３〜４．０質量％である場合は、非変性ポリオレフィン樹脂（以下、「非変性樹脂」と略記することもある）と酸変性樹脂とを混合して紡糸したときと比べて、酸変性樹脂が同様に少量であっても、より優れた曲げ強度等を有する繊維ボードとすることができる。
更に、媒体が水系媒体である場合は、酸変性樹脂を親水性を有する植物繊維に容易に且つ均一に付着させることができるとともに、有機溶媒を媒体とするときに比べて環境面でも好ましい。
また、植物繊維がケナフ繊維である場合は、ケナフが短期間で成長する一年草であり、且つ優れた二酸化炭素吸収性等を有するため、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献することができる。
【００１０】
本発明の繊維マットによれば、樹脂繊維に非変性樹脂のみが含有され、酸変性樹脂の多くが植物繊維に付着しているため、曲げ強度等に優れた繊維ボードを作製することができる。
また、本発明の繊維ボードによれば、酸変性樹脂の多くが植物繊維間の結着に寄与しており、酸変性樹脂が少量であっても、優れた曲げ強度等を有する繊維ボードとすることができる。
更に、繊維マット及び繊維ボードにおいて、植物繊維、樹脂繊維及び酸変性樹脂の合計を１００質量％とした場合に、酸変性樹脂が０．３〜４．０質量％である場合は、酸変性樹脂が少量であっても、優れた曲げ強度等を有する繊維ボードを作製することができる繊維マットとすることができる。
更に、繊維マット及び繊維ボードにおいて、植物繊維がケナフ繊維である場合は、ケナフが優れた二酸化炭素吸収性等を有するため、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】繊維マットに、分散体を塗布する本発明の繊維ボードの製造方法により、分散体塗布繊維マットを製造する工程の模式図である。
【図２】図１の工程によって製造された繊維マットの一部を拡大して示す模式図である。
【図３】樹脂繊維の原綿に、分散体を塗布する他の本発明の繊維ボードの製造方法により、繊維マットを製造する工程の模式図である。
【図４】分散体が塗布された樹脂繊維の原綿の一部を拡大して示す模式図である。
【図５】図１、３における繊維マットの一部を拡大して示す模式図である。
【図６】図１、３における繊維マットを加熱、加圧し、その後、冷却して繊維ボードを製造する工程の模式図である。
【図７】図６の繊維ボードの一部を拡大して示す模式図である。
【図８】非変性樹脂と酸変性樹脂とを混合して紡糸してなる繊維を拡大して示す模式図である。
【図９】図８の繊維を用いて製造した繊維ボードの一部を拡大して示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を、図も参照しながら詳しく説明する。
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００１３】
１．繊維ボードの製造方法
［１］繊維マットに、分散体を塗布する本発明の繊維ボードの製造方法
本発明の繊維ボードの製造方法は、植物繊維１１の原綿１１Ａと樹脂繊維１２の原綿１２Ａとを混綿（図１の混綿工程Ａ参照）し、その後、植物繊維１１と樹脂繊維１２とを交絡（図１の交絡工程Ｃ参照）させて繊維マットｍ（分散体塗布前の繊維マットである）を形成する繊維マット形成工程を備える。また、繊維マットｍに、酸変性樹脂が媒体に分散して含有されている分散体を塗布して分散体塗布繊維マット４ａとする分散体塗布工程（図１の分散体塗布工程Ｄ参照）を備える。更に、分散体塗布繊維マット４ａを加熱し、加圧して繊維ボード５（図６参照）を形成する加熱加圧工程（図６の加熱加圧工程Ｅ参照）を備える。
【００１４】
（１）繊維マット形成工程
繊維マット形成工程では、植物繊維１１の原綿１１Ａとポリオレフィン樹脂繊維１２の原綿１２Ａとを混綿（図１の混綿体２参照）してウェブを形成し、その後、植物繊維１１と樹脂繊維１２とを交絡（図１の交絡工程Ｃ参照）させ、繊維マットｍを形成する。
【００１５】
植物繊維１１の原綿１１Ａと樹脂繊維１２の原綿１２Ａとを混綿する方法は特に限定されず、種々の方法により混綿することができる。この混綿方法としては、乾式法と湿式法とがあるが、植物繊維１１は吸湿性を有するため、抄紙法等の湿式法により混綿した場合、高度な乾燥工程を必要とすることになるため、より簡易に混綿することができる乾式法が好ましい。また、乾式法としては、エアーレイ方式及びカード方式等が挙げられるが、より簡易な装置で効率よく混綿することができるエアーレイ方式が好ましい。エアーレイ方式では、各々の繊維を気流によって浮遊させ、その後、コンベアベルトＦ等に堆積させて、植物繊維１１と樹脂繊維１２とが混綿され、堆積されて、ウェブが形成される。
【００１６】
更に、エアーレイ方式では、ウェブの形態は特に限定されず、混綿され、堆積されて、形成された１層のウェブのみからなっていてもよく、２層以上のウェブが積層されていてもよい（図１のウェブ積層工程Ｂ及び積層ウェブ３参照）。繊維マットの厚さは、ウェブの層数によって調整することができ、これにより製造される繊維ボードの目付も調整することができる。また、ウェブは、植物繊維１１と樹脂繊維１２とがより十分に絡み合い、混合されるように交絡されて繊維マットｍが形成される。交絡方法は特に限定されず、ニードルパンチ法（図１の交絡工程Ｃ参照）、ステッチボンド法及びウォーターパンチ法等が挙げられる。
【００１７】
植物繊維１１の原綿１１Ａは、植物繊維１１の塊状体である。この植物繊維１１としては、ケナフ、ジュート麻、マニラ麻、サイザル麻、雁皮、三椏、楮、バナナ、パイナップル、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスパルト、サバイグラス、麦、稲、竹、針葉樹（杉、檜等）、広葉樹及び綿花などの各種の植物が有する繊維が挙げられる。この植物繊維は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのうちでは、成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有し、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献することができるケナフが有する繊維が好ましい。また、植物のうちの用いる部位は特に限定されず、非木質部、木質部、葉部、茎部及び根部等の植物を構成するいずれの部位であってもよい。更に、特定部位のみを用いてもよいし、２箇所以上の異なる部位を併用してもよい。
【００１８】
ケナフは木質茎を有する早育性の一年草であり、アオイ科に分類される植物である。このケナフとしては、学名におけるｈｉｂｉｓｃｕｓ  ｃａｎｎａｂｉｎｕｓ及びｈｉｂｉｓｃｕｓ  ｓａｂｄａｒｉｆｆａ等、並びに通称名における紅麻、キューバケナフ、洋麻、タイケナフ、メスタ、ビムリ、アンバリ麻及びボンベイ麻等が挙げられる。植物繊維１１としてケナフが有する繊維を用いる場合、強靱な繊維を有する靭皮と称される外層部分を用いることが好ましい。
【００１９】
植物繊維１１の繊維長及び繊維径は特に限定されないが、繊維長（Ｌ）と繊維径（ｔ）との比（Ｌ／ｔ）が５〜２００００であることが好ましい。また、植物繊維１１の繊維長は、通常、１０〜３００ｍｍであり、繊維径は、通常、１０〜１５０μｍである。この繊維長は、ＪＩＳ  Ｌ１０１５における直接法と同様にして１本の植物繊維１１を伸張させずに真っ直ぐに延ばし、置尺上で測定した値である。一方、繊維径は、繊維長を測定した植物繊維１１について、繊維の長さ方向の中央部における繊維径を光学顕微鏡を用いて測定した値である。
【００２０】
ポリオレフィン樹脂繊維１２の原綿１２Ａは、樹脂繊維１２の塊状体である。樹脂繊維１２を構成するポリオレフィン樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂、ポリエチレン樹脂等が挙げられ、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂、特にエチレン−プロピレンブロック共重合樹脂が好ましい。ポリオレフィン樹脂は２種以上を併用してもよいが、通常、１種のみが用いられ、エチレン−プロピレンブロック共重合樹脂が用いられることが多い。
【００２１】
樹脂繊維１２の繊維長は特に限定されないが、１０ｍｍ以上であることが好ましい。繊維長が１０ｍｍ以上であれば、植物繊維１１との混綿が容易であり（特に、繊維間の絡み合いが形成され易い）、繊維ボード５の曲げ強度等を向上させ易い。この繊維長は１０〜１５０ｍｍ、更に２０〜１００ｍｍ、特に３０〜７０ｍｍであることがより好ましい。この繊維長範囲であれば、植物繊維１１との混綿がより容易であり、繊維ボード５の曲げ強度等をより向上させることができる。また、樹脂繊維１２は植物繊維１１よりも繊維長が短いことが好ましい。尚、繊維長の測定方法は植物繊維１１の場合と同様である。
【００２２】
樹脂繊維１２の繊度も特に限定されないが、繊度は１〜１００ｄｔｅｘであることが好ましい。この範囲の繊度であれば、植物繊維１１との混綿が容易であり、各々の繊維をより均一に分散させることができる。この繊度は１〜５０ｄｔｅｘ、更に１〜２０ｄｔｅｘ、特に３〜１０ｄｔｅｘであることがより好ましい。尚、繊度３〜１０ｄｔｅｘの樹脂繊維１２の繊維径は、用いる樹脂にもよるが、例えば、ポリプロピレン樹脂及び／又はエチレン−プロピレンブロック共重合樹脂を使用した場合、３．８〜３７．５μｍ程度となる。この繊維径の測定方法は植物繊維１１の場合と同様である。
【００２３】
植物繊維１１と樹脂繊維１２との質量割合も特に限定されないが、植物繊維１１と樹脂繊維１２との合計を１００質量％とした場合に、植物繊維１１は３０〜９５質量％であることが好ましい。この範囲であれば、優れた曲げ強度等、及び賦形性を有する繊維ボード５とすることができる。この植物繊維１１の含有量は４０〜８５質量％、更に４５〜７５質量％であることがより好ましい。このような範囲であれば、曲げ強度等の物性及び賦形性がより向上する。尚、植物繊維１１の質量は、平衡水分率１０％における測定値であるものとする。
【００２４】
（２）分散体塗布工程
分散体塗布工程では、繊維マットｍに、酸変性ポリオレフィン樹脂１３が媒体に分散して含有されている分散体を塗布して分散体塗布繊維マット４ａとする（図１の分散体塗布工程Ｄ及び分散体塗布繊維マット４ａの拡大図である図２参照）。
【００２５】
分散体は、コンベアベルトＦ等の搬送手段によって搬送されてきた繊維マットｍの表面にスプレー塗布などにより塗布することができる。また、分散体は繊維マットｍの両面に塗布してもよく、片面のみに塗布してもよいが、両面に塗布することが好ましい。繊維マットｍの表面に塗布された分散体は、内部に浸透し、含浸されるが、両面に塗布すれば、繊維マットｍの厚さ方向に容易に均等に含浸させることができる。これにより、繊維マットｍに酸変性樹脂を均等に分散させることができ、より均質な分散体塗布繊維マット４ａとすることができる。
【００２６】
分散体は、通常、図１のように、搬送されてきた繊維マットｍをカッターＧにより所定長に切断し、その後、この所定長の繊維マットに塗布し、分散体塗布繊維マット４ａとすることができる。特に、分散体を繊維マットｍの両面に塗布する場合は、分散体は切断された所定長の繊維マットに塗布することになる。一方、連続的に搬送される繊維マットｍに所定量の分散体を搬送速度と等速で塗布することができれば、繊維マットｍを切断することなく、分散体を連続的に塗布し、塗布後、所定長に切断して分散体塗布繊維マット４ａとしてもよい。
【００２７】
酸変性樹脂（酸変性樹脂１３は図１の分散体塗布工程Ｄにおいて破線により表されているスプレー塗布される分散体に含有されている）を分散させて含有させる媒体は水系媒体であることが好ましい。水系媒体としては、水、及び水と水溶性の他の有機溶媒、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール等との混合媒体が挙げられる。この媒体としては水が多用される。
【００２８】
更に、分散体に含有されている酸変性樹脂１３の形態も特に限定されないが粉粒体（図１、４、５の酸変性樹脂１３の粉粒体参照）であることが好ましい。即ち、分散体は酸変性樹脂粉粒体を媒質として含有するエマルジョンであることが好ましい。粉粒体の平均粒径は特に限定されないが、０．１〜１５μｍ、更に０．３〜５μｍ、特に０．５〜２μｍであることが好ましい。この範囲の平均粒径であれば、スプレー塗布性に優れており、酸変性樹脂１３の粉粒体が繊維マットｍ（分散体塗布繊維マット４ａ）の内部に含浸され易く、加熱加圧工程における分散体塗布繊維マット４ａのコンベアベルトＦ等への付着を抑えることもできる。尚、平均粒径はレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置を用いたマイクロトラック法により測定することができる。
【００２９】
分散体における酸変性樹脂１３の含有量も特に限定されないが、５〜５５質量％、更に１０〜４５質量％、特に１５〜３５質量％であることが好ましく、この範囲の含有量であれば、優れたスプレー塗布性を有する分散体とすることができる。また、分散体の粘度は、１０００ｍＰａ・ｓ以下、更に７００ｍＰａ・ｓ以下、特に５００ｍＰａ・ｓ以下（通常、５０ｍＰａ・ｓ以上）であることが好ましい。この範囲の粘度であれば、優れたスプレー塗布性を有する分散体とすることができる。
【００３０】
酸変性樹脂１３としては、前述の各種のポリオレフィン樹脂を酸変性した樹脂を用いることができる。更に、非変性のポリオレフィン樹脂と、酸変性に用いるポリオレフィン樹脂とは同種の樹脂であることが好ましい。また、同種の樹脂であり、且つ各々の樹脂の平均分子量、密度等の物性の差が小さい樹脂であることがより好ましく、共重合体であるときは、各々の単量体単位の割合の差が小さいことがより好ましい。
【００３１】
ポリオレフィン樹脂に酸基を導入する方法も特に限定されないが、通常、ポリオレフィン樹脂に酸基を有する化合物を反応させて導入する、所謂、グラフト重合により導入することができる。酸基を有する化合物も特に限定されず、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水コハク酸等の酸無水物、及びマレイン酸、イタコン酸、コハク酸等の有機酸が挙げられる。これらは１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのうちでは、酸無水物が用いられることが多く、特に無水マレイン酸及び無水イタコン酸が多用される。
【００３２】
酸変性樹脂１３における酸基の導入量は特に限定されないが、酸価が５以上となる導入量であることが好ましい。酸変性樹脂１３の酸価が５以上となる導入量であれば、酸変性樹脂１３を多量に配合することなく、繊維ボード５の曲げ強度等の物性を十分に向上させることができる。酸価は５以上であればよいが、１０〜８０、特に１５〜７０、更に２０〜６０であることがより好ましい。この酸価は、ＪＩＳ  Ｋ００７０により測定することができる。
【００３３】
また、酸変性樹脂１３の平均分子量も特に限定されないが、重量平均分子量が１００００〜２０００００であることが好ましい。即ち、比較的低分子量の酸変性樹脂１３であることが好ましい。このような酸変性樹脂１３を用いることにより、優れた曲げ強度等を有する繊維ボード５とすることができる。この重量平均分子量は、１５０００〜１５００００、特に２５０００〜１２００００、更に３５０００〜１０００００であることがより好ましい。尚、重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィを用いて測定することができる。
【００３４】
更に、樹脂繊維１２と酸変性樹脂１３との合計を１００質量％としたときに、酸変性樹脂１３は１〜１５質量％、更に１〜１０質量％、特に１．５〜８質量％であることが好ましい。酸変性樹脂１３の配合量が１〜１５質量％であれば、繊維ボード５の曲げ強度等を十分に向上させることができる。また、樹脂繊維１２を構成する樹脂と酸変性樹脂１３に用いる樹脂とは同種の樹脂であってもよく、異なる樹脂であってもよいが、前述のように同種であることが好ましい。同種であれば、繊維ボード５の製造が容易であり、生産性を向上させることができる。
【００３５】
酸変性樹脂１３は、植物繊維１１、樹脂繊維１２及び酸変性樹脂１３の合計を１００質量％とした場合に、０．２〜８．０質量％とすることができ、０．２〜６．０質量％、特に０．３〜４．０質量％であることが好ましい。酸変性樹脂１３の割合が０．３〜４．０質量％と少量であっても、非変性樹脂と酸変性樹脂とを同割合で混合した樹脂を用いて紡糸した繊維を用いたときと比べて、植物繊維間が十分に結着され、より優れた曲げ強度等を有する繊維ボード５とすることができる。
【００３６】
（３）加熱加圧工程
加熱加圧工程は、分散体塗布繊維マット４ａを加熱し、加圧して繊維ボード５を形成する工程である（図６の加熱加圧工程Ｅ参照、図６においてＥ１は加熱装置、Ｅ２は冷却装置である）。この加熱加圧によって、分散体塗布繊維マット４ａに含有された樹脂繊維１２及び酸変性樹脂１３が溶融する。更に、加熱加圧の後、繊維ボード５は、環境温度、例えば、２０〜３０℃程度にまで冷却される。これにより、樹脂繊維１２が溶融した後、冷却されて固化した樹脂（図７の結着用樹脂１２ａ参照）と酸変性樹脂１３が溶融した後、冷却されて固化した樹脂（図７の結着用酸変性樹脂１３ａ参照）とによって植物繊維同士が結着される（図７参照）。また、この加熱加圧工程における加熱によって、分散体の媒体の実質的に全量が蒸散し、媒体が含有されない繊維ボード５とすることができる。
【００３７】
加熱加圧工程Ｅにおける加熱温度は、樹脂繊維１２及び酸変性樹脂１３を溶融させることができる温度であればよく、特に限定されないが、通常、１５０〜２８０℃である。特に、樹脂繊維１２及び酸変性樹脂１３がいずれもポリプロピレン樹脂を用いてなる場合は、１７０〜２５０℃、更に１８０〜２４０℃、特に１９０〜２３０℃とすることが好ましい。また、加熱加圧工程における圧力も特に限定されないが、０．５〜８ＭＰａ、更に０．７〜５ＭＰａ、特に１〜４ＭＰａとすることが好ましい。この加圧により圧縮することで、植物繊維同士をより強固に結着することができる。尚、加熱と加圧とは同時であってもよく、加熱した後、連続して加圧してもよく、この加熱加圧の後、繊維ボード５は、通常、環境温度、例えば、２０〜３０℃程度にまで冷却される。
【００３８】
また、分散体塗布繊維マット４ａ及びこの分散体塗布繊維マット４ａが加熱加圧されて形成される繊維ボード５の各々の性状は特に限定されないが、分散体塗布繊維マット４ａは、例えば、目付４００〜３０００ｇ／ｍ２（好ましくは６００〜２０００ｇ／ｍ２）、厚さ５ｍｍ以上（通常、５０ｍｍ以下であり、８〜４０ｍｍ、更に１０〜３０ｍｍであることが好ましい）、密度０．３ｇ／ｃｍ３以下（通常、０．０５ｇ／ｃｍ３以上）であることが好ましい。一方、繊維ボード５は、目付３８０〜２８８０ｇ／ｍ２（好ましくは５８０〜１９２０ｇ／ｍ２）、厚さ５ｍｍ未満（通常、１ｍｍ以上であり、１．５〜４ｍｍ、更に２〜３ｍｍであることが好ましい）、密度は０．３ｇ／ｃｍ３を越える（通常、１．０ｇ／ｃｍ３以下）ことが好ましい。
【００３９】
［２］樹脂繊維の原綿に、分散体を塗布する他の本発明の繊維ボードの製造方法
他の本発明の繊維ボードの製造方法は、樹脂繊維１２の原綿に、分散体を塗布し、分散体塗布樹脂原綿１２Ｂ（図３及び分散体塗布樹脂原綿１２Ｂの拡大図である図４参照）とする分散体塗布工程Ｄ２を備える。また、植物繊維１１の原綿１１Ａと分散体塗布樹脂原綿１２Ｂとを混綿し、その後、植物繊維１１と樹脂繊維１２とを交絡させて繊維マット（図３の繊維マット４ｂ参照、拡大すれば図２の分散体塗布繊維マット４ａと同様の構成である）を形成する繊維マット形成工程Ｃを備える。更に、繊維マット４ｂを加熱し、加圧して繊維ボード５を形成する加熱加圧工程（図６の加熱加圧工程Ｅ参照）を備える。
【００４０】
他の本発明の繊維ボードの製造方法では、樹脂繊維１１の原綿１１Ａに分散体を塗布し、その後、植物繊維１１の原綿１１Ａと分散体塗布樹脂原綿１２Ｂとを混綿し、次いで、植物繊維１１と樹脂繊維１２とを交絡させ、繊維マット（図３の繊維マット４ｂ参照）を形成し、その後、繊維マット４ｂを加熱加圧して繊維ボード５（図６の繊維ボード５参照）を形成する。このように、本発明の繊維ボードの製造方法では、繊維マットに分散体を塗布するのに対して、他の本発明の繊維ボードの製造方法では、樹脂繊維の原綿に予め分散体を塗布しておくことのみが異なり、用いる原材料及び各々の工程は実質的に同様である。
【００４１】
他の本発明の繊維ボードの製造方法における植物繊維１１、樹脂繊維１２、酸変性樹脂１３、非変性樹脂及び分散体のそれぞれについては、本発明の繊維ボードの製造方法における各々についての記載をそのまま適用することができる。また、混綿方法、交絡方法、ウェブが２層以上積層されてなる繊維マットであってもよいこと、スプレー塗布などの分散体の塗布方法、並びに加熱加圧工程における加熱温度、圧力、及び加熱加圧の後の冷却のそれぞれについても、本発明の繊維ボードの製造方法における各々についての記載をそのまま適用することができる。
【００４２】
上述のような工程の相違により、本発明の繊維ボードの製造方法では、混綿され、交絡された植物繊維１１と樹脂繊維１２とを用いてなる分散体塗布繊維マット４ａに分散体が塗布されるため、酸変性樹脂１３を分散体塗布繊維マット４ａにより均一に分散させることができ、より均質な繊維ボード５とすることができる。一方、他の本発明の繊維ボードの製造方法では、混綿工程、混綿されたウェブを２層以上積層するときは、この積層工程、及び交絡工程において分散体の媒体が蒸散し、媒体をより容易に除去することができるという利点がある。
【００４３】
更に、本発明及び他の本発明の繊維ボードの製造方法では、前述の各工程以外の他の工程を備えていてもよい。例えば、分散体を塗布した繊維マットを乾燥し、予め分散体の媒体を除去した後、加熱加圧工程に供することもできる。また、加熱加圧工程により形成された繊維ボードを所定の寸法、形状に裁断することもできる。更に、繊維ボード５は、必要に応じて、賦形工程により、例えば、車両用内装材等の所定の形状を有する繊維成形品とすることもできる。
【００４４】
２．繊維マット
本発明の繊維マットは、植物繊維１１、ポリオレフィン樹脂繊維１２及び酸変性ポリオレフィン樹脂１３が含有されており、樹脂繊維１２には、樹脂として非変性ポリオレフィン樹脂のみが含有されている。また、酸変性樹脂１３は粉粒体であり、酸変性樹脂１３は、植物繊維１１に付着している（図５参照）。このように、樹脂繊維１２には非変性ポリオレフィン樹脂のみが含有されているため、酸変性樹脂１３の粉粒体の多くは親和性の高い植物繊維１１に付着することになる。
【００４５】
更に、植物繊維１１、樹脂繊維１２及び酸変性樹脂１３の合計を１００質量％とした場合に、酸変性樹脂１３は０．３〜４．０質量％とすることができる。このように繊維マットにおける酸変性樹脂１３が少量であっても、優れた曲げ強度等を有する繊維ボードを形成することができる。また、植物繊維１１は特に限定されないがケナフ繊維であることが好ましい。ケナフ繊維であれば、大気中の二酸化炭素量を削減することができ、森林資源を有効利用することもできる。
【００４６】
繊維マットの目付、厚さ及び目付と厚さとで定まる密度は特に限定されないが、通常、目付は４００〜３０００ｇ／ｍ２、好ましくは６００〜２０００ｇ／ｍ２である。また、厚さは５ｍｍ以上（通常、５０ｍｍ以下）であることが好ましく、８〜４０ｍｍ、特に１０〜３０ｍｍであることがより好ましい。更に、密度は０．３ｇ／ｃｍ３以下（通常、０．０５ｇ／ｃｍ３以上）である。この密度はＪＩＳ  Ｋ７１１２（プラスチック−非発泡プラスチックの密度及び比重の測定方法）に準じて測定することができる。
【００４７】
本発明の繊維マットにおける植物繊維１１、樹脂繊維１２、酸変性樹脂１３、非変性樹脂及び酸変性樹脂１３の粉粒体のそれぞれについては、本発明及び他の本発明の繊維ボードの製造方法における各々についての記載をそのまま適用することができる。
【００４８】
３．繊維ボード
本発明の繊維ボードは、植物繊維１１、ポリオレフィン樹脂１２及び酸変性ポリオレフィン樹脂１３が含有される繊維ボードである。また、ポリオレフィン樹脂１２は、非変性ポリオレフィン樹脂のみが含有される樹脂繊維が溶融してなる樹脂（非変性ポリオレフィン樹脂のみが含有される樹脂繊維が溶融した後、冷却され、固化してなる樹脂）であり、植物繊維同士が、ポリオレフィン樹脂及び酸変性ポリオレフィン樹脂により結着されている（図７参照）。このように、ポリオレフィン樹脂１２が非変性ポリオレフィン樹脂のみが含有される樹脂繊維が溶融した樹脂であるため、酸変性ポリオレフィン樹脂１３の多くが親和性の高い植物繊維１１の結着に寄与することになる。
【００４９】
更に、植物繊維１１、ポリオレフィン樹脂１２及び酸変性樹脂１３の合計を１００質量％とした場合に、酸変性樹脂１３は０．３〜４．０質量％とすることができる。このように繊維ボードにおける酸変性樹脂１３（図７の結着用酸変性樹脂１３ａ参照）が少量であっても、優れた曲げ強度等を有する繊維ボードとすることができる。また、植物繊維１１は特に限定されないがケナフ繊維であることが好ましい。ケナフ繊維であれば、大気中の二酸化炭素量を削減することができ、森林資源を有効利用することもできる。
【００５０】
繊維ボードの目付、厚さ及び目付と厚さとで定まる密度は特に限定されないが、通常、目付３８０〜２８８０ｇ／ｍ２（好ましくは５８０〜１９２０ｇ／ｍ２）、厚さ５ｍｍ未満（通常、１ｍｍ以上であり、１．５〜４ｍｍ、更に２〜３ｍｍであることが好ましい）、密度は０．３ｇ／ｃｍ３を越える（通常、１．０ｇ／ｃｍ３以下）ことが好ましい。密度は繊維マットの場合と同様の方法により測定することができる。更に、繊維ボード５は、必要に応じて、賦形工程により所定の形状を有する繊維成形品とすることもできる。
【００５１】
繊維ボードの用途は特に限定されないが、例えば、自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の内装材などとして用いることができる。これらのうち、自動車用としては、ドアトリム、ルーフトリム、パッケージトレー、ピラーガーニッシュ等が挙げられる。更に、繊維ボードは、例えば、建築物の内装材として用いることもできる。例えば、ドア内装材、及び机、椅子、棚、箪笥等の各種家具などの表装材等として用いることができる。その他、緩衝材等の保護用部材及びパーティション部材等として用いることもできる。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１〜４
ケナフ繊維とポリプロピレン繊維とを表１の実施例１〜４の質量割合となるように混綿してウェブを形成し、このウェブを２枚積層し、その後、ニッドルパンチ法によってケナフ繊維とポリプロピレン繊維とを交絡させて繊維マットを形成した。次いで、実施例１〜４の繊維マットに、酸変性ポリプロピレン樹脂の粉粒体を水に分散させ、含有させた水分散体を、酸変性ポリプロピレン樹脂が表１の実施例１〜４の質量割合となるようにスプレー塗布した。その後、水分散体が塗布された繊維マットを２００℃で１２０秒間加熱加圧し、次いで、環境温度（２０〜３０℃）にまで冷却させ、厚さ２．３ｍｍの繊維ボードを製造した。
【００５３】
また、ケナフ繊維と、ポリプロピレン樹脂及び酸変性ポリプロピレン樹脂を表１の比較例１〜４の質量割合となるように混合した混合樹脂を用いて紡糸した混合樹脂繊維とを、ケナフ繊維、ポリプロピレン樹脂、及び酸変性ポリプロピレン樹脂が表１の比較例１〜４の質量割合となるように混綿してウェブを形成し、このウェブを２枚積層し、その後、ニッドルパンチ法によってケナフ繊維と混合樹脂繊維とを交絡させて繊維マットを形成し、次いで、繊維マットを実施例１〜４と同様の条件で加熱加圧し、冷却して、厚さ２．３ｍｍの繊維ボードを製造した。
上述のようにして製造した実施例１〜４及び比較例１〜４の繊維ボードの最大曲げ荷重（単位；Ｎ）をＪＩＳ  Ｋ７１７１に準じて測定した。結果を表１に記載する。
【００５４】
【表１】
2019072924.tif 000003
表１によれば、酸変性ポリプロピレン樹脂の粉粒体を水に分散させ、含有させた水分散体を塗布した繊維マットを用いた実施例１〜４の繊維ボードでは、ポリプロピレン樹脂と酸変性ポリプロピレン樹脂とを混合した混合樹脂を用いて紡糸した混合樹脂繊維を用いて繊維マットを製造した比較例１〜４の繊維ボードと比べて、最大曲げ荷重が大きいことが分かる。また、酸変性ポリプロピレン樹脂の質量割合が０．５質量％である実施例１と比較例１、１．５質量％である実施例２と比較例２、特に酸変性ポリプロピレン樹脂の質量割合が０．５質量％である実施例１と比較例１とでは、酸変性ポリプロピレン樹脂の質量割合が同じであるにもかかわらず、最大曲げ荷重の差がより大きいことが分かる。
【００５５】
尚、前述の記載は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態を挙げて説明したが、本発明の記述及び図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく、説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料及び実施形態を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、寧ろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、車両及び建築物等の内装材などの技術分野において利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１１；植物繊維、１１Ａ；植物繊維の原綿、１２；樹脂繊維、１２Ａ；樹脂繊維の原綿、１２Ｂ；分散体塗布樹脂原綿、１２ａ；結着用樹脂、１３；酸変性樹脂（粉粒体）、１３ａ；結着用酸変性樹脂、２；混綿体、３；積層ウェブ、ｍ；分散体塗布前の繊維マット、４ａ；分散体塗布繊維マット、４ｂ；繊維マット、５；繊維ボード、６；混合樹脂繊維。
【図１】
2019072924.tif 000004
【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】
2019072924.tif 000011
【図９】
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