(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機強化繊維と、天然パルプ繊維と、バインダー成分を含む外装補強用シートであって、
前記バインダー成分の含有量は、前記外装補強用シートの全質量に対して２５質量％以下であり、
前記バインダー成分は、アクリル樹脂を含み、前記アクリル樹脂は、前記外装補強用シートにスプレー塗布されている、外装補強用シート。
【請求項２】
前記天然パルプ繊維の含有量は、前記無機強化繊維と前記天然パルプ繊維の合計質量に対して、２０質量％以上８０質量％以下である請求項１に記載の外装補強用シート。
【請求項３】
前記天然パルプ繊維の含有量は、前記外装補強用シートの全質量に対して１５質量％以上である請求項１又は２に記載の外装補強用シート。
【請求項４】
坪量が１０ｇ／ｍ2以上１２０ｇ／ｍ2以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の外装補強用シート。
【請求項５】
密度が０．０３ｇ／ｃｍ3以上０．９ｇ／ｃｍ3以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の外装補強用シート。
【請求項６】
前記無機強化繊維の繊維径は、３μｍ以上１５μｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の外装補強用シート。
【請求項７】
前記無機強化繊維の繊維長は、３ｍｍ以上３５ｍｍ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の外装補強用シート。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の外装補強用シートを、熱可塑性樹脂含有部材の少なくとも一方の面に配して成形されてなる成形体。
【請求項９】
自動車用内装部材として用いられる請求項８に記載の成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外装補強用シート及び成形体に関する。具体的には、本発明は、無機強化繊維と天然パルプ繊維とバインダー成分を含む外装補強用シート、及び、該外装補強用シートを、熱可塑性樹脂含有部材の少なくとも一方の面に配して成形されてなる成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス繊維や炭素繊維、パルプ繊維からなる繊維シートが知られている。このような繊維シートは、各繊維を水中や空気中で分散させてシート状に抄造することで得られる。繊維シートは、様々な用途に用いられているが、近年は内装材といった建材の表面に貼合する用途にも用いられている。内装材には機械的強度が要求されるため、繊維シートを貼合することで内装材全体の機械的強度を高めることが検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１〜３には、発泡シート等の芯材の表面に積層される繊維シート、及び芯材と繊維シートを成形してなる積層体（成形体）が開示されている。特許文献１では、繊維シートとして、ガラス繊維シート又は炭素繊維シートが用いられている。特許文献２では、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維からなるシートが繊維シートとして用いられている。また、特許文献３では、発泡層の両面に非発泡層が積層された積層体が開示されており、非発泡層として、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂製のフィルム、繊維シート、熱可塑性樹脂等と強化繊維を複合したシートが開示されている。
【０００４】
特許文献１〜３においては、繊維シートを用いて成形体や積層体を形成することで発泡性の芯材を補強することができ、機械的強度を高めることができるとされている。さらに、軽量性や吸音性を高めることも検討されており、車両用内装材等への応用も期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１２１６３８号公報
【特許文献２】特開２００２−２０５３５０号公報
【特許文献３】特開２００６−３２１１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来の繊維シートを表層に配して成形体を成形した場合、その強度をある程度高めることはできる。しかし、成形後の繊維シートと芯材の接着性が良好ではない場合があり、このような場合は、成形体の強度を十分に高めることができないという問題があった。
【０００７】
また、繊維シートを表層に配して成形された成形体は、車両用内装材としても用いられている。車両用内装材の表面は、車両に乗用する人の肌に直接接触することがあるため、成形体の表面には、良好な表面質感等も求められている。しかし、従来の繊維シートを用いた場合、車両用内装材の表面質感が劣る場合があり、改善が求められていた。
【０００８】
そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、芯材に積層し成形した際に、その強度を高め得る外装補強用シートであって、成形後の芯材との接着性が良好な外装補強用シートを提供することを目的として検討を進めた。さらに、本発明者らは、成形体の表面質感を良化させ得る外装補強用シートを提供することも目的として検討を進めた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、無機強化繊維と、天然パルプ繊維と、バインダー成分を含む外装補強用シートにおいて、バインダー成分の含有量を所定範囲内とすることにより、強度に優れた成形体であって、表面質感が良化した成形体が得られることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
【００１０】
［１］  無機強化繊維と、天然パルプ繊維と、バインダー成分を含む外装補強用シートであって、バインダー成分の含有量は、外装補強用シートの全質量に対して２５質量％以下である外装補強用シート。
［２］  天然パルプ繊維の含有量は、無機強化繊維と天然パルプ繊維の合計質量に対して、２０質量％以上８０質量％以下である［１］に記載の外装補強用シート。
［３］  天然パルプ繊維の含有量は、外装補強用シートの全質量に対して１５質量％以上である［１］又は［２］に記載の外装補強用シート。
［４］  坪量が１０ｇ／ｍ2以上１２０ｇ／ｍ2以下である［１］〜［３］のいずれかに記載の外装補強用シート。
［５］  密度が０．０３ｇ／ｃｍ3以上０．９ｇ／ｃｍ3以下である［１］〜［４］のいずれかに記載の外装補強用シート。
［６］  無機強化繊維の繊維径は、３μｍ以上１５μｍ以下である［１］〜［５］のいずれかに記載の外装補強用シート。
［７］  無機強化繊維の繊維長は、３ｍｍ以上３５ｍｍ以下である［１］〜［６］のいずれかに記載の外装補強用シート。
［８］  ［１］〜［７］のいずれかに記載の外装補強用シートを、熱可塑性樹脂含有部材の少なくとも一方の面に配して成形されてなる成形体。
［９］  自動車用内装部材として用いられる［８］に記載の成形体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、成形体の強度及び表面質感を高め得る外装補強用シートを得ることができる。本発明の外装補強用シートは、車両用内装材等の人の肌に直接触れる部材の表層を構成するシートとして好ましく用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の外装補強用シートを熱可塑性樹脂含有部材（芯材）に積層して成形した成形体の構成及び、外装補強用シートと芯材の接着性の評価方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。
【００１４】
（外装補強用シート）
本発明は、無機強化繊維と、天然パルプ繊維と、バインダー成分を含む外装補強用シートに関する。ここで、バインダー成分の含有量は、外装補強用シートの全質量に対して２５質量％以下である。
本発明の外装補強用シートは上記構成を有するため、熱可塑性樹脂を含む芯材（以下、熱可塑性樹脂含有部材ともいう）に積層し加熱加圧成形を行うことで得られる成形体の強度を高めることができる。また、本発明の外装補強用シートは、熱可塑性樹脂を含む芯材との接着性が高い点にも特徴がある。さらに、本発明の外装補強用シートと熱可塑性樹脂含有部材から成形された成形体は、天然パルプ繊維を表面に含有するため、表面質感にも優れている。ここで、表面質感がよいことは、成形体の表面に触れた際の触感が柔軟であることをいい、具体的には、チクチク感（ｔｉｎｇｌｉｎｇ）や表面のゴワゴワ感（ｓｔｉｆｆ）が低減されていることをいう。
以上のように、本発明の外装補強用シートは、内装材等の芯材として用いられる熱可塑性樹脂含有部材の表面（外装）に貼合されるものであって、芯材を補強するために用いられるシートであるから、外装補強用シートと呼ぶことができる。
【００１５】
本発明の外装補強用シートは、熱可塑性樹脂含有部材に積層された後に成形され、成形後は熱可塑性樹脂含有部材を補強する機能を持つ。なお、本発明では、外装補強用シートは熱可塑性樹脂含有部材の表層に配された後に成形される用途に用いられることが好ましいが、それ自体が単層でシート状物を形成してもよいし、熱可塑性樹脂含有部材以外の芯材等に貼合される用途に用いられてもよい。
【００１６】
バインダー成分の含有量は、外装補強用シートの全質量に対して２５質量％以下であればよい。バインダー成分の含有量は、２０質量％以下であることが好ましく、１８質量％以下であることがより好ましく、１５質量％以下であることがさらい好ましい。なお、バインダー成分の含有量の下限値は０．１質量％であることが好ましい。
バインダー成分の含有量を上記範囲内とすることにより、成形後の熱可塑性樹脂含有部材との接着性を高めることができる。これにより、成形体の曲げ強度等に代表される機械的強度を高めることができる。
また、バインダー成分の含有量を上記範囲内とすることにより、外装補強用シートを表面に有する成形体の表面質感を向上させることができる。ここで、表面質感がよいことは、成形体の表面に触れた際の触感が柔軟であることをいい、具体的には、チクチク感（ｔｉｎｇｌｉｎｇ）や表面のゴワゴワ感（ｓｔｉｆｆ）が低減されていることをいう。
【００１７】
本発明の外装補強用シートにおいては、無機強化繊維の含有量は、無機強化繊維と天然パルプ繊維の合計質量に対して、１０質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましく、３０質量％以上７０質量％以下であることがさらに好ましい。また、天然パルプ繊維の含有量は、無機強化繊維と天然パルプ繊維の合計質量に対して、１０質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましく、３０質量％以上７０質量％以下であることがさらに好ましい。このように無機強化繊維と天然パルプ繊維の質量比を上記範囲内とすることにより、成形体の強度をより効果的に高めることができる。また、無機強化繊維と天然パルプ繊維の質量比を上記範囲内とすることにより、成形体の表面質感をより効果的に高めることができる。
【００１８】
また、無機強化繊維と天然パルプ繊維の合計含有量は、外装補強用シートの全質量に対して、６０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましく、８５質量％以上であることが特に好ましい。無機強化繊維と天然パルプ繊維の合計含有量を上記範囲内とすることにより、成形体の強度をより効果的に高めることができ、さらに成形体の表面質感を高めることができる。
【００１９】
本発明の外装補強用シートの坪量は、１０ｇ／ｍ2以上１２０ｇ／ｍ2以下であることが好ましく、１２ｇ／ｍ2以上１１０ｇ／ｍ2以下であることがより好ましく、１５ｇ／ｍ2以上１００ｇ／ｍ2以下であることがさらに好ましく、１５ｇ／ｍ2以上６０ｇ／ｍ2以下であることが特に好ましい。外装補強用シートの坪量を上記範囲内とすることにより、成形体とした際に、熱可塑性樹脂含有部材等との接着性をより効果的に高めることができる。これにより、より優れた強度を有する成形体を得ることができる。さらに、外装補強用シートの坪量を上記範囲内とすることにより、熱可塑性樹脂含有部材を効果的に隠蔽することができ、意匠性を発揮することもできる。
【００２０】
本発明の外装補強用シートの密度は、０．０３ｇ／ｃｍ3以上０．９ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましく、０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．８ｇ／ｃｍ3以下であることがより好ましく、０．１ｇ／ｃｍ3以上０．６ｇ／ｃｍ3以下であることがさらに好ましい。外装補強用シートの密度を上記範囲内とすることにより、外装補強用シート自体の強度を高めることができ、かつ成形体とした際には成形体の強度を高めることもできる。
【００２１】
本発明の外装補強用シートは、無機強化繊維と、天然パルプ繊維と、バインダー成分を同一層に含む単層シートであることが好ましい。また、外装補強用シート中においては、無機強化繊維と、天然パルプ繊維は均一に混合されていることが好ましい。ここで、無機強化繊維と、天然パルプ繊維が均一に混合されているとは、無機強化繊維の全本数のうち５０％以上の無機強化繊維が天然パルプ繊維と接している状態をいう。
【００２２】
（無機強化繊維）
無機強化繊維としては、例えば、炭素繊維やガラス繊維等を挙げることができる。中でも、無機強化繊維としては、ガラス繊維を用いることが好ましい。
【００２３】
無機強化繊維の繊維径は、３μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上１３μｍ以下であることがよい好ましい。ここで、無機強化繊維の繊維径は、数平均繊維径であり、本明細書において、数平均繊維径は、１００本の繊維の繊維径を測定した繊維径の平均値である。無機強化繊維の繊維径を上記範囲内とすることにより、外装補強用シートを表面に有する成形体の表面質感を向上させることができる。
【００２４】
無機強化繊維の繊維長は、３ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上３５ｍｍ以下であることがさらに好ましく、３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが特に好ましい。ここで、無機強化繊維の繊維長は、質量平均繊維長であり、本明細書において、質量平均繊維長は、１００本の繊維について測定した繊維長の平均値である。無機強化繊維の繊維長を上記範囲内とすることにより、無機強化繊維の解繊を促進することができ、単繊維化した無機強化繊維の割合を高めることができる。これにより、外装補強用シートを表面に有する成形体の表面質感を向上させることができる。さらに、外装補強用シート自体の強度や、成形体の強度を高めることができる。
【００２５】
無機強化繊維は、上述した範囲内の長さにカットされたチョップドストランドであることが好ましい。ガラス繊維は、このような形態であることにより、外装補強用シート中に均一に分散することができる。
【００２６】
無機強化繊維の含有量は、外装補強用シートの全質量に対して、１０質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以上７５質量％以下であることがさらに好ましく、２０質量％以上７０質量％以下であることが特に好ましい。無機強化繊維の含有量を上記範囲内とすることにより、より効果的に、熱可塑性樹脂含有部材の補強を行うことができる。さらに外装補強用シート自体の強度を高めることもでき、また表面質感を向上させることができる。
【００２７】
（ガラス繊維）
無機強化繊維はガラス繊維であることが好ましい。本発明で用いるガラス繊維としては、Ｅガラス（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｇｌａｓｓ）、Ｃガラス（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｇｌａｓｓ）、Ａガラス（Ａｌｋａｌｉ  ｇｌａｓｓ）、Ｓガラス（Ｈｉｇｈ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｇｌａｓｓ）及び耐アルカリガラス等のガラスを溶融紡糸してフィラメント状の繊維にしたものを挙げることができる。
【００２８】
ガラス繊維は、丸ガラスであってもよく、扁平ガラスであってもよい。ここで、丸ガラスとは、繊維の断面形状が略円形のものである。なお、繊維の断面形状とは、ガラス繊維の長さ方向に対し、垂直方向のカット面の形状のことをいう。扁平ガラスとは、繊維の断面形状が扁平（異形）であるものであり、略円形ではないものをいう。具体的には、扁平形状とは、繊維の断面形状が、中心点を通過する最大長で定義される長径と、中心点を通過する最小長で定義される短径を有する形状をいう。扁平形状としては、例えば、ひょうたん型、まゆ型、長円型、楕円型等を例示することができる。
【００２９】
（炭素繊維）
無機強化繊維は炭素繊維であってもよい。炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、石油・石炭ピッチ系、レーヨン系、リグニン系等の炭素繊維を用いることができる。これらの炭素繊維は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、これら炭素繊維の中でも、工業規模における生産性及び機械特性の観点から、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系の炭素繊維を用いることが好ましい。
【００３０】
（天然パルプ繊維）
天然パルプ繊維を構成するパルプとしては、木材パルプ、非木材パルプ、脱墨パルプを挙げることができる。木材パルプとしては例えば、広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、サルファイトパルプ（ＳＰ）、溶解パルプ（ＤＰ）、ソーダパルプ（ＡＰ）、未晒しクラフトパルプ（ＵＫＰ）、酸素漂白クラフトパルプ（ＯＫＰ）等の化学パルプ等が挙げられる。また、セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）、ケミグラウンドウッドパルプ（ＣＧＰ）等の半化学パルプ、砕木パルプ（ＧＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ、ＢＣＴＭＰ）等の機械パルプ等も挙げられる。非木材パルプとしてはコットンリンターやコットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わら、バガス、竹、とうもろこし等の非木材系パルプ、ホヤや海草等から単離されるセルロース、キチン、キトサン等が挙げられる。脱墨パルプとしては古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられる。天然パルプ繊維として上述した天然パルプの１種を単独で用いてもよいし、２種以上混合して用いてもよい。
上記天然パルプの中でも、入手のしやすさという点で、セルロースを含む木材パルプを好ましく用いることができ、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）をより好ましく用いることができる。
【００３１】
天然パルプ繊維のカナディアン・スタンダード・フリーネス（ＣＳＦ）は、３００ｍｌ以上８００ｍｌ以下であることが好ましく、３００ｍｌ以上７００ｍｌ以下であることがより好ましく、３５０ｍｌ以上６５０ｍｌ以下であることがさらに好ましい。ここでカナディアン・スタンダード・フリーネスとは、ＪＩＳ  Ｐ  ８２２０に準拠して標準離解機にて試料を離解処理した後、ＪＩＳ  Ｐ  ８１２１に準拠してカナダ標準濾水度試験機にて測定した濾水度の値である。天然パルプ繊維のカナディアン・スタンダード・フリーネスを上記範囲内とすることにより、天然パルプ繊維の絡み合いが十分となり、天然パルプ繊維が外装補強用シートから脱落することを効果的に防止することができる。また、熱可塑性樹脂含有部材に含まれる熱可塑性樹脂が外装補強用シートに嵌入しやすくなるため、成形体において熱可塑性樹脂含有部材と外装補強用シートの接着性をより効果的に高めることができる。
【００３２】
天然パルプ繊維の含有量は、外装補強用シートの全質量に対して１０質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましく、２５質量％以上８０質量％以下であることがさらに好ましく、３０質量％以上８０質量％以下であることが特に好ましい。天然パルプ繊維の含有量を上記範囲内とすることにより、外装補強用シート自体の強度を高め、熱可塑性樹脂含有部材の補強をしつつも、外装補強用シートを表面に有する成形体の表面質感をより効果的に向上させることができる。さらに外装補強用シートと熱可塑性樹脂含有部材の接着性も良好となる。
【００３３】
（バインダー成分）
本発明の外装補強用シートは、バインダー成分を含む。バインダー成分は、無機強化繊維や天然パルプ繊維の接点に存在する結着成分である。バインダー成分の形状は特に限定されないが、例えば、粒子形状や繊維形状とすることができる。さらにバインダー成分は、水溶液やエマルジョンに分散させた状態で用いてもよい。
【００３４】
バインダー成分の含有量は、外装補強用シートの全質量に対して２５質量％以下である。バインダー成分の含有量は、２０質量％以下であることがより好ましく、１８質量％以下であることがさらに好ましく、１５質量％以下であることが特に好ましい。なお、バインダー成分の含有量の下限値は０．１質量％であることが好ましい。バインダー成分の含有量を上記範囲内とすることにより、熱可塑性樹脂含有部材との接着性を高め、熱可塑性樹脂含有部材と外装補強用シートを含む成形体の曲げ強度を高めることができる。また、バインダー成分の含有量を上記範囲内とすることにより、外装補強用シートを表面に有する成形体の表面質感を向上させることができる。
【００３５】
バインダー成分としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂、各種澱粉、セルロース誘導体、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、アクリルアミドーアクリル酸エステルーメタクリル酸エステル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体アルカリ塩、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体アルカリ塩、ポリ酢酸ビニル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体等を挙げることができる。中でも、バインダー成分としては、アクリル樹脂及びポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂から選択される少なくとも一方を用いることが好ましい。
【００３６】
バインダー成分として用いられるアクリル樹脂は、アクリル繊維であってもよく、アクリル樹脂を含むエマルジョンや、アクリル樹脂を水中に分散させた溶液であってもよい。中でも、本発明では、アクリル樹脂エマルジョンを用いることが好ましい。このような水溶液やエマルジョンをスプレーや含浸等の方法で付与することで、バインダー成分を含む外装補強用シートを得ることもできる。
【００３７】
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂は、繊維状のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂、粒状のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂いずれも好ましく使用することができる。また、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の溶液をスプレーもしくは含浸法により付与することもできる。
【００３８】
バインダー成分の形状が繊維形状の場合、バインダー繊維の繊維長は、３ｍｍ以上であることが好ましく、１０ｍｍ以上であることがより好ましく、１５ｍｍ以上であることがさらに好ましく、２０ｍｍ以上であることが特に好ましい。なお、バインダー繊維の繊維長は、５０ｍｍ以上とすることもできる。また、バインダー繊維の繊維長は、１５０ｍｍ以下であることが好ましく、１００ｍｍ以下であることがより好ましく、７５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。なお、本明細書においてバインダー繊維の繊維長は、質量加重平均繊維長であり、１００本の繊維について測定した繊維長の平均値である。
【００３９】
また、バインダー成分の形状が繊維形状の場合、バインダー繊維の繊維径は３μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましい。なお、本明細書において、バインダー繊維の繊維径は数平均繊維径であり、１００本の繊維の繊維径を測定した繊維径の平均値である。
【００４０】
バインダー成分の形状が粒子形状の場合、バインダー粒子の平均１次粒子径は、３μｍ以上７０００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上３０００μｍ以下であることがより好ましく、１００μｍ以上１０００μｍ以下であることがさらに好ましい。なお、バインダー粒子が球形ではない場合は、バインダー粒子の平均１次粒子径は、透過型電子顕微鏡写真により粒子の投影面積を求め、同じ面積を有する円の直径を平均１次粒子径とする。バインダー粒子の平均１次粒子径を上記範囲内とすることにより、網の抄き上げが可能となり湿式抄紙法で外装補強用シートを得ることができる。
【００４１】
（その他の成分）
外装補強用シートは、上述したバインダー成分以外の熱可塑性繊維を含んでもよい。但し、外装補強用シートが上述したバインダー成分以外の熱可塑性繊維を含む場合は、バインダー成分と熱可塑性樹脂の合計含有量が２５質量％以下であることが好ましい。上述したバインダー成分以外の熱可塑性繊維としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド、ポリプロピレンが挙げられる。
【００４２】
（外装補強用シートの製造方法）
本発明の外装補強用シートの製造工程は、無機強化繊維と、天然パルプ繊維と、バインダー成分を混合したスラリーを、湿式抄紙する工程を含むことが好ましい。この湿式抄紙する工程で使用される抄紙機としては、長網式、円網式、傾斜式等の連続抄紙機、これらを組み合わせた多層抄き合わせ抄紙機等が挙げられる。抄紙工程では、手抄き等公知の抄紙を行ってもよい。
【００４３】
抄紙工程では、無機強化繊維と、天然パルプ繊維と、バインダー成分を混合したスラリーをワイヤー上で濾過、脱水して湿紙状態のシートを得た後、脱水、乾燥することで外装補強用シートを得る。
スラリーの濃度は特に限定されないが、０．０５質量％以上５質量％以下が好ましい。脱水工程では、紙の製造で通常使用されている脱水方法が採用でき、例えば、長網、円網、傾斜ワイヤーなどで脱水した後、ロールプレスで脱水する方法が好ましい。また、乾燥方法としては、例えば、シリンダードライヤー、ヤンキードライヤー、熱風乾燥、近赤外線ヒーター、赤外線ヒーターなどの方法が好ましい。
【００４４】
本発明の外装補強用シートの製造工程においては、抄紙工程後に得られるシートにさらにバインダー成分をスプレー塗布または含浸する工程を設けることも好ましい。例えば、繊維状のバインダー成分は、無機強化繊維と天然パルプ繊維の混合スラリー中に添加して抄紙した後に、繊維状以外のバインダー成分については、水溶液やエマルジョンとして、シートを得た後に添加することができる。なお、バインダー成分のスプレー塗布工程の後には、さらに乾燥工程を設けることが好ましい。このように水溶液やエマルジョンのバインダー成分を後添することで、外装補強用シートの表面繊維の飛散、毛羽立ちや脱落を抑制することができ、ハンドリング性に優れた外装補強用シートを得ることができる。さらに、強度に優れた成形体を成形することができる。
【００４５】
（成形体）
本発明は、上述した外装補強用シートを、熱可塑性樹脂含有部材の少なくとも一方の面に配して成形されてなる成形体に関するものでもある。本発明の成形体においては、芯材として熱可塑性樹脂含有部材を用いており、かつ上述した構成を有する外装補強用シートを有しているため、成形後の外装補強用シートと熱可塑性樹脂含有部材の接着性を高めることができる。このため、成形体は優れた強度を発揮し得る。
また、外装補強用シートは、成形体の表層を覆うように配されるものであることが好ましい。このような成形体は、表面質感にも優れている。なお、外装補強用シートは、熱可塑性樹脂含有部材の少なくとも一方の面に配されて成形されればよいが、熱可塑性樹脂含有部材の両面に配されて成形されてもよい。
【００４６】
熱可塑性樹脂含有部材に含まれる熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリイソシアネート樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、尿素樹脂、ポリプロピレン樹脂等が挙げられる。
【００４７】
熱可塑性樹脂含有部材は、上記樹脂からなる部材であってもよいが、上記樹脂の他に、強化繊維等を含む複合材料であってもよい。例えば、ガラス繊維、炭素繊維から選択される少なくとも一種の繊維と、熱可塑性樹脂を含む複合材料であってもよい。この場合、熱可塑性樹脂の含有量は、熱可塑性樹脂含有部材の全質量に対して、４０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましい。
【００４８】
熱可塑性樹脂含有部材は、発泡性部材であってもよい。この場合、熱可塑性樹脂含有部材には予め発泡剤を添加しておくことが好ましい。例えば、熱分解型発泡剤等を添加しておくことで、成形体を成形する際に熱可塑性樹脂含有部材を発泡体にすることもできる。また、あらかじめ芯材のみを加熱して発泡させておき、その後表面材と貼合することもできる。なお、熱可塑性樹脂含有部材が発泡性部材である場合は、射出発泡成形により得られた部材も好ましく用いることができる。熱可塑性樹脂含有部材を発泡性部材とすることにより、成形体をより軽量化することができる。
【００４９】
本発明の成形体は、優れた強度及び表面質感を有するため、車両用内装材や室内内装材として好ましく用いられる。中でも、自動車用内装部材として好ましく用いられる。本発明の成形体は、芯材を熱可塑性樹脂含有部材とすることで、軽量化が可能となり、このような成形体を自動車用内装部材として用いることにより、燃費の低減にも寄与することができる。
【００５０】
本発明の成形体の曲げ弾性勾配は、２５Ｎ／ｃｍ／ｋｇ／ｍ2以上であることが好ましく、３０Ｎ／ｃｍ／ｋｇ／ｍ2以上であることがより好ましく、３５Ｎ／ｃｍ／ｋｇ／ｍ2以上であることがさらに好ましく、４０Ｎ／ｃｍ／ｋｇ／ｍ2以上であることが特に好ましい。成形体の曲げ弾性勾配を上記範囲内とすることにより、成形体の剛性を高めることができ、使用時に意図せず折れることなどを抑制することができる。
なお、成形体の曲げ弾性勾配は、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの成形体を用い、支点間距離を１００ｍｍとして、ＪＩＳ  Ｋ  ７２０３に準ずる曲げ試験を行い、その曲げ弾性率を算出する式において算出する。
【００５１】
（成形体の製造方法）
成形体を成形する際には、外装補強用シートを熱可塑性樹脂含有部材の表面に積層して、目的とする形状や成形法に合わせて任意の形状に加工することができる。成形体の製造工程においては、外装補強用シートをバインダー成分が流動する温度であって無機強化繊維及び天然パルプ繊維が熱劣化しない温度帯で加熱加圧成形をすることが好ましい。具体的には、加熱温度は、１５０℃以上６００℃以下であることが好ましく、１５０℃以上３００℃以下が好ましく、１５０℃以上２５０℃以下がより好ましい。このような温度域とすることで、天然パルプの熱劣化や熱による変色を抑制することができる。また、圧力としては、０．５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下が好ましい。
【００５２】
加熱加圧成形の方法としては、各種存在する加熱加圧成形の方法の中でも、大型の航空機などの成形体部材を作製する際によく使用されるオートクレーブ法や、金型プレス法が好ましく挙げられる。設備や成形工程でのエネルギー使用量、使用する成形用の治具や副資材等の簡略化、成形圧力、温度の自由度の観点からは、金属製の型を用いて成形を行う金型プレス法を用いることが好ましく、これらは用途に応じて選択することができる。
【００５３】
金型プレス法には、ヒートアンドクール法やスタンピング成形法を採用することができる。ヒートアンドクール法は、外装補強用シートを熱可塑性樹脂含有部材の表面に積層した積重体を型内に予め配置しておき、型締とともに加圧、加熱を行い、次いで型締をおこなったまま、金型の冷却により冷却をおこない成形体を得る方法である。スタンピング成形法は、予め該積重体を遠赤外線ヒーター、加熱板、高温オーブン、誘電加熱などの加熱装置で加熱し、熱可塑性樹脂を溶融、軟化させた状態で、成形体型の内部に配置し、次いで型を閉じて型締を行い、その後加圧冷却する方法である。また、低密度の成形体を得る場合など、成形時の温度が比較的低い場合は、ホットプレス法を採用することもできる。
本発明では、熱可塑性樹脂含有部材の両表面に外装補強用シートを積層した積重体を加熱加圧成形することが好ましく、このような積重体を用いることにより、加熱加圧成形後の金型離型性を高めることができる。このため、金型に離型処理を施さなくても成形体を容易に離型することができ、かつ、金型の内部が樹脂により汚染されることも抑制される。
【００５４】
成形用の金型は大きく２種類に分類され、１つは鋳造や射出成形などに使用される密閉金型であり、もう１つはプレス成形や鍛造などに使用される開放金型である。成形時の分解ガスや混入空気を型外に排除する観点からは開放金型が好ましいが、過度の樹脂の流出を抑制するためには、成形加工中においては開放部をできるだけ少なくし、樹脂の型外への流出を抑制するような形状を採用することも好ましい。
【００５５】
さらに、金型には打ち抜き機構、タッピング機構から選択される少なくとも一種を有する金型を使用することができる。２段プレス機構を用いるなどの工夫で、熱プレス後に連続して、成形体を打ち抜き加工することも可能である。また、成形体は、その使用目的などによってはリブやボス等の強度補強・加工用の突起やネジ穴の形成、意匠性の付与を目的とした模様の付与を行うことができる。
【００５６】
また、成形体の製造工程においては、成形体を成形すると同時、或いは成形後にアウトサート成形やインサート成形によって、より複雑な形状部材を接着することも可能である。
【００５７】
（積重体）
本発明は、上述したような外装補強用シートを熱可塑性樹脂含有部材の表面に積層した積重体に関するものであってもよい。なお、外装補強用シートと熱可塑性樹脂含有部材は、加熱加圧成形により、一体成形されることが好ましいが、外装補強用シートと熱可塑性樹脂含有部材を接着剤等で接着した積重体を加熱加圧成形してもよい。すなわち、本発明において、積重体には、外装補強用シートを熱可塑性樹脂含有部材の表面に積層した態様と、外装補強用シートを、接着剤層等を介して熱可塑性樹脂含有部材の表面に積層した態様が含まれる。
本発明では、このような積重体を加熱加圧成形するため、金型離型性を高めることができ、成形体の生産効率を高めることもできる。
【００５８】
また、積重体は、外装補強用シートと熱可塑性樹脂含有部材をそれぞれ加熱加圧成形した後に、接着剤等で接着したものであってもよい。接着後の積重体はさらに加熱加圧成形により、一体成形されてもよい。
【実施例】
【００５９】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００６０】
（実施例１）
天然パルプ（セニブラ社製、ＮＢＫＰパルプシート、水分２０％）を、３．０質量％濃度となるように水中に投入し、ディスインテグレーターを用いて１０分間離解し、表１に示すカナディアン・スタンダード・フリーネスのパルプスラリーを得た。得られたスラリーを０．２質量％濃度となるよう水で希釈し、撹拌して均一な濃度のパルプスラリーを得た。
次に、別の容器に水を投入し、表１に示す繊維径及び繊維長のガラス繊維（オーウェンスコーニング社製、ＣＳ０６ＤＡＧＰ１９５）を投入し、分散剤としてラッコールＡＬをガラス繊維の質量に対し０．１質量％となるように添加した。再び水を追加して、ガラス繊維濃度を０．２質量％濃度とした。得られたガラス繊維スラリーをアジテーター（スリーワンモーター）を用いて１５分間撹拌し、均一に分散したガラス繊維スラリーを得た。
そして、天然パルプ繊維とガラス繊維の配合比が表１の比率となるよう、各スラリーを混合し、ガラス繊維含有パルプスラリーを得た。
【００６１】
ガラス繊維含有パルプスラリーに、繊維状ＰＶＡバインダー（ＶＰＢ１０５−１）を、表１に示す配合比となるように添加し、撹拌して均一に混合した。得られたスラリーを内寸が２５ｃｍ×２５ｃｍの熊谷理機工業社製の手抄き機でシート化し、温度１１０℃のフェロタイプ乾燥機を用いて乾燥した。乾燥後のシートの坪量は表１に示す通りであった。得られたシートに、アクリル樹脂エマルジョン（大日本インキ社製、ＧＭ−１０００）の１.０質量％濃度の液を、外装補強用シートの全質量に対する比率が表１に示す通りとなるようにスプレー添加した。その後、１１０℃の熱風乾燥機で乾燥させて外装補強用シートを得た。
【００６２】
（実施例２〜４）
坪量を表１に示す通りとした以外は実施例１と同様にして外装補強用シートを得た。
【００６３】
（実施例５〜７）
ガラス繊維、天然パルプ繊維及びバインダー成分の添加量を表１に示す通り変更した以外は、実施例２と同様にして外装補強用シートを得た。
【００６４】
（実施例８）
ガラス繊維の繊維長及び繊維径を表１に示す通りとした以外は、実施例２と同様にして外装補強用シートを得た。
【００６５】
（実施例９）
天然パルプ繊維を、ディスインテグレーターで離解した後、更にテスト用シングルディスクリファイナー（熊谷理機社製）を用いて処理し、カナディアン・スタンダード・フリーネスを表１に示す通りとした以外は、実施例２と同様にして外装補強用シートを得た。
【００６６】
（比較例１〜３）
ガラス繊維、天然パルプ繊維及びバインダー成分の添加量を表１に示す通り変更した以外は、実施例２と同様にして外装補強用シートを得た。
【００６７】
＜熱可塑性樹脂含有部材（芯材）との貼合＞
熱可塑性樹脂含有部材（芯材）として、天然パルプ、ＰＰ樹脂繊維及びＰＰ・ＰＥ芯鞘バインダー樹脂繊維を混抄した坪量８００ｇ／ｍ2のシート（配合比：天然パルプ／ＰＰ樹脂／ＰＰ・ＰＥ芯鞘バインダー樹脂繊維＝４０／５０／１０）を準備した。この芯材と、外装補強用シートを各々幅６０ｍｍ、長さ１６０ｍｍの長方形に切断し、芯材の両表面に外装補強用シートを配し、プレス圧５ＭＰａ、プレス温度２４０℃で４０秒間プレスした。その後、７０℃に冷却して取り出し、外装補強用シートを両面に有する成形体を作成した。得られた成形体の４辺を５ｍｍずつトリミングし、幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの成形体を得た。
【００６８】
（評価）
＜接着性＞
図１に示すように成形体４０の外装補強用シート１０の端部に粘着テープ５０を貼り付け、成形体４０と略９０°方向になるように粘着テープ５０を上方に持ち上げて熱可塑性樹脂含有部材（芯材）２０から外装補強用シート１０を矢印の方向に引き剥がした。尚、粘着テープ５０の接着範囲は端部より１０ｍｍとした。引き剥がした後の芯材２０の状態を観察し、下記の通りＡ〜Ｄの４段階で評価した。なお、Ａが最も接着性が良好であり、Ｄが最も接着性が悪いものであり、Ｃ評価以上を合格レベルとした。
Ａ：芯材の全面に天然パルプ繊維が付着している。
Ｂ：天然パルプ繊維が付着していない部分が芯材の面積の５％未満である。
Ｃ：天然パルプ繊維が付着していない部分が芯材の５％以上３０％未満である。
Ｄ：天然パルプ繊維が付着していない部分が芯材の面積の３０％以上である。
【００６９】
＜手触り感＞
日常生活や日常業務においてガラス繊維不織布等の無機繊維含有不織布に触れない成人１０名を被験者とし、以下の通り手触り感を評価した。
＜＜評価方法＞＞
（１）天然パルプ繊維１００％の濾紙（アドバンテック社製、ＦＩＬＴＥＲ  ＰＡＰＥＲ  ５Ｃ）を人差し指の腹で軽く３回なでる。
（２）成形体の表面を同様に３回なでる。
（３）チクチク感について、以下の３段階で評価を行う
甲：成形体は、濾紙に比べてチクチク感を全く感じない。
乙：成形体は、濾紙に比べわずかにチクチク感を感じる。
丙：成形体は、濾紙に比べ明らかにチクチク感を感じる。
（４）得られた結果を集計し、以下の通りＡ〜Ｄの４段階で評価した。なお、Ｂ評価以上を合格レベルとした。
Ａ：甲と判定した者が８名以上、乙と判定した者が２名以下、丙と判定した者が０名
Ｂ：甲と判定した者が３名以上７名以下、乙と判定した者が７名以下、丙と判定した者が０名
Ｃ：丙と判定した者が１名以上２名以下
Ｄ：丙と判定した者が３名以上
【００７０】
＜単位目付量（ｋｇ／ｍ2あたり）の曲げ弾性勾配）＞
上述した幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの成形体を用い、支点間距離を１００ｍｍとして、ＪＩＳ  Ｋ  ７２０３に準ずる曲げ試験を行い、その曲げ弾性率を算出する式において、曲げ弾性勾配で表される値を算出し、単位目付け量（ｋｇ／ｍ2）当りの曲げ弾性勾配（Ｎ／ｃｍ／ｋｇ／ｍ2）を算出した。
【００７１】
【表１】
0006493159.tif 000002
【００７２】
上記の評価結果を表１に示した。実施例で得られた外装補強用シートを貼合した成形体においては接着性、曲げ弾性勾配、手触り感ともに良好であった。一方、ガラス繊維を含有しない比較例１においては曲げ弾性勾配が明らかに劣る結果となった。また、天然パルプ繊維を含有しない比較例２は手触り感が特に悪く、接着性にも劣っていた。バインダー量が多い比較例３においては、熱可塑性樹脂含有部材のＰＰ樹脂が嵌入しにくいため接着性に劣る結果であった。
【符号の説明】
【００７３】
１０    外装補強用シート
２０    熱可塑性樹脂含有部材（芯材）
４０    成形体
５０    粘着テープ
【図１】
0006493159.tif 000003