JPH05503670A - 硬質ファイバー複合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、硬質ファイバー複合体の形成方法及びその生成物に関する。

ファイバーを用いる数多くの複合体がある。そのいくつかは、米国特許４，７６ ６．０２９号に示す圧延と組み合わされた溶融−吹込み方法によるものである。

米国特許４，３７３．００１のようなその他のものは、織られるまたは編まれる 外層を必要とするか、米国特許４，２５８．０９３のようなものは外層さえ持た ないものか、あるいは米国特許４，１９９．６３５のようにファイバーのブレン ドを有している。

さらに、米国特許４，４３２．８２２及び米国特許４，４４５．９４５のように 加圧下で成形を要する複合体が数多くある。

簡単にいえば、現在の木材の代用品は、柔軟性、強度に欠けるか、または、成形 、ヒートセット、あるいは圧延等の延伸工程を必要とする。本発明は、既知の従 来技術に開示されていない方法で問題を解決する。

発明の概要 ２つの相互に絡み合った第１のファイバーの織られていない層の間に挟まれた、 初期融点を有する第１のファイバーと、高融点を有する１つ以上の他のファイバ ーとのブレンドの複合体を針縫いした後、その複合体を第１のファイバーの融点 よりも高いレベルに加熱することにより製造される硬質ファイバー複合体の製造 方法及びその生成物。

本発明の利点は、このファイバー複合体が、圧力に関して木材よりも高い柔軟性 を有することにある。

本発明の他の利点は、このファイバー複合体が、木材の数倍のレベルの音を吸収 し得ることにある。

本発明のさらに他の利点は、このファイバー複合体の耐熱性が木材の耐熱性より も１．５及び２倍であることにある。

本発明のさらにまた他の利点は、このファイバー複合体の　゛主要部分が、廃棄 ファイバーからなり、結果的に経済的な最終生成物となることにある。

また、本発明の別の利点は、複合体が溶融され、可塑化されるのであり、及び単 に熱硬化しないことにある。

本発明のさらに別の利点は、複合体が外側の装飾の織物層が簡単に複合体上に火 炎貼合わせを行われることにある。

図面の簡単な説明 本発明の上記及びその他の目的は、添付の図面と共に、以下の本発明の好ましい 態様の詳細な説明によりさらに明白となる。

図１は、初期融点を有する第１のファイバーの第１の互いに絡み合った層を、第 １のファイバーと高融点のファイバーとのブレンドと、貼合わせ、針縫いするた めの装置の側立面図である。

図２は、初期融点を有する第１のファイバーの第２の互いに絡み合った層を、第 １図の方法の最終生成物と、貼合わせ、針縫いするための装置の立体側面図であ る。

図３は、ファイバー複合体のその上層及び下層の両方を通して針縫いされたファ イバーを有する全ての３つの層を露出した切欠透視図である。

図４は、本発明のファイバー複合体の熱処理後の断面図である。

図５は、本発明のファイバー複合体の熱処理前の断面図である。

図６は、互いに絡み合った上部のファイバ一層の接着前の本発明のファイバー複 合体の断面図である。

図７は、織物上に貼付けられたファイバーを有する本発明のファイバー複合体の 断面図である。

図８は、上層に火炎貼合わせされた装飾織物層を有する本発明のファイバー複合 体の断面図である。

図９は、初期融点を有する第１のファイバーの第１及び第２の互いに絡み合った 層を、第１のファイバーと高融点のファイバーとのブレンドと、結合、針縫いす るための装置の側立面図である。

好ましい態様の詳細な説明 さらに特に図面に参照すると、図１及び図２は、硬質ファイバー複合体を作る装 置の全体的な側立面図を図式的に示す。

図１に示すように、互いに絡み合い、織られも、編まれもしない１００％ポリプ ロピレンファイバー８の第１のロール１０は、ナイロンとポリプロピレンのファ イバーブレンド６の第２のロール１２と、１組のドライブロール１４及び１６で 、結合され、この１組のドライブロール１４及び１６は、互いに絡み合ったポリ プロピレンファイバー８と、ナイロン及びポリプロピレンのブレンド６の結合体 ２０を運搬する。互いに絡み合ったファイバー８は、いろいろなサイズになり得 るものであり、６ないし１７デニールであることが最適である。

結合体２０の全厚さは、個々の用途に応じて、広範囲に変化し得る。ポリエチレ ンなどのポリプロピレンに代用し得る低沸点材料は数多くある。ナイロンの代用 品として、第２の高融点材料が十分である。このような高融点材料は、ポリエス テル、木綿、ファイバーグラス、モダクリル繊維などを含み得る。ブレンドに使 用されるファイバーが数多くあり得る。

ブレンドは、硬質ファイバー複合体全体に、ポリプロピレンのようなブレンド中 の低融点のファイバーを、１０％という少量提供する。経済的には、ブレンドフ ァイバーは、他の製造作業からの廃棄ファイバーであり得る。ポリプロピレンは 約３２５〜３４０’　Ｆの融点を有する。

この方法に使用されるファイバーのブレンドを結合させる他の手段は、図７に示 すように、１平方ヤード当たり約２゜５オンスの織られた構造の１００％ポリプ ロピレンスクリム４５にファイバーのブレンドを針縫いすることである。このこ とは、工程及び搬送の簡便さを提供する。

次に、結合体２０を標準的な針縫い織機２２を通して処理する。針縫い織機２２ は、ここに引例としてあげられた米国特許４，２５８．０９３９号に述べられて いるような技術で良く知られている。この針縫い工程は、図６のように、細長い 互いに絡み合った１００％ポリプロピレン８の片４０を、ポリプロピレンとナイ ロンのブレンド６に打ち込む。この針は、直径０．６３８ｍｍないし２．１１ｍ ｍの範囲であるが、好ましくは０．８５８ｍｍである。針の長さは、複合体の厚 さにより変化し得る。針の長さは、結合体の厚さに依存して変化し得る。針は、 ４２６６針／ｍの間隔で設けられる。この因子は、また、所望の最終物の強度に より、広範囲に変化し得る。結合体２０は、種々の速度好ましくは分速３．６４ ｍで針縫い織機２２を通り得る。その後、結合体２０は、連続的に、ティクアッ プローラ２４に集められる。

図２に示すように、上述の全ての工程は、第１のロール１０上に設けられた互い に絡みあった１００％ポリプロピレンファイバー７の追加のロールと、第２のロ ール１２上の針縫いされた貼り合せ２０とをもって繰り返される。結合体２０と 互いに絡み合った１００％ポリプロピレンファイバー７とは、互いに近接して設 けられ、ドライブロール１４及び１６で搬送される最終複合体２６を形成する。

この最終複合体２６は、１００％ポリプロピレンファイバーの上層７と下層８の 間に挟まれたポリプロピレンとナイロンファイバーとのブ゛レンド６を有する。

また、最終複合体２６を上記と同様の操作を行なう針縫い織機２２に通し、この ときだけ、図５に示すように、層７から互いに絡まったプロピレンファイバーの 細長い片４０を、他の互いに絡まった１００％ポリプロピレンファイバー８と同 様に、ポリプロピレンとナイロンのブレンド６に打ち込む。

このことは、全ての３層と、１つの層から延びるポリプロピレンの針縫いされた 片４０を示す図３の切欠透視図により詳細に示される。

次に、この針縫いされた最終複合体２６をオーブン２８に通す。このオーブン２ ８は、伝導、対流または輻射のようなどのような周知の方法で加熱でもきる。好 ましい方法は、天然ガス対流加熱である。この温度は、一般的に約３７５ないし ４２５°Ｆであり、さらに通常は３８０ないし４００°Ｆである。この加熱工程 は、ポリプロピレンの加熱工程に起因するものであり、その後単に熱硬化または 軟化することとは反対に、冷却、硬化を行なう。このため、外層８，７は、複合 体２６の深さ全体にわたって延びる、細長い片４０と構造部材全体が木材の剛性 を有する程度に固化される。また、この構造は、図４に示すように、約３５ない し４０％収縮する。

複合体２６は、３８０’　Ｆで、分速６．３７ｍ、または４００°Ｆ１分速８． １９ｍで、オーブン２８中を移動する。複合体が長時間の過熱に供されると、外 側の互いに絡み合う層が溶は出す。加熱が不十分であると、複合体が可塑化せず 、剛性がなしとげられない。。最後の領域が１５０ないし２００″Ｆのような非 常に低い温度であるオーブン内には、たくさんの領域があり得る。このことが、 複合体２６を次の工程の前に固化及び冷却せしめる。８つのゾーンを有するオー ブン２８で、各々の領域は３．４１２５ｍの長さを有する。

複合体２６は、ダイカッター３０により断片に切断される。

この複合体２６は、水噴射、レーザ、または鋸などを含むどのような手段でも切 断され得る。硬化されたファイバー複合体の断片２６は、その後パイル３２の形 に積み重ねられる。

別の態様では、図９に示すような最適な方法は、互いに絡み合った織られていな い１００％ポリプロピレンファイバー７を結合し、これを上部ロール１０に配置 し、ナイロンとポリプロピレンファイバーとのブレンド６を中間ロール２に配置 し、互いに絡み合った、織られていない、１００％ポリプロピレンファイバー８ のもう１つのロールを下部ロール１２に配置し、それらをその後ドライブロール １４及び１６により結合して、移動する。

次に、複合体２６を一方向から針縫い織機で針縫いする。

しかしながら、複合体２６の断面を通して延長する細長いポリプロピレンファイ バー片４０の数は半分なので、硬化されたとき、それほど強くはない。このため 、次に複合体２６を、任意に複合体２６の上から下までその織物を針縫いする他 の針縫い織機５２を通して移動する。次に同様の操作を行ない、オーブン２８内 で加熱された複合体２６を、バイル３２に積み重ねられる前に、オーブン２８内 で加熱した後ダイカッター３０で切断する。

硬化され針縫いされた複合体２６は、木材の２ないし３倍の音吸収性と、２．５ 倍の耐熱性を有する。さらに、複合体２６は、ＦＭＶＳＳ　（フエデラル　モー ター　ビヒクル　セーフティ　スタンダード）セクション３０２の耐熱性の試験 を通す。複合体２６の内側は、硬化されたハニカム構造を形成する。

別の態様では、織物またはその他の織物材料６０は、図８に示すように、装飾の ために、硬化され、針縫いされた複合体２６の外表面に火炎により貼り付けられ る。この織物はラシエエルニット織物であり、ポリエーテルのようなフオームバ ッキング上に設けられる。

実施例　１ 図１に示すように、１００％ポリプロピレンのロール１０は、６デニール、１平 方ヤード当たり６オンスで、厚さ０゜０６２５インチ、ファイバー長さ３ないし ４インチの、互いに絡み合った、織られも、編まれもしないファイバ一層８であ り、織られてメツシュが形成された１００％ポリプロピレンスクリム４５の上に あらかじめ針縫いされ、厚さ０．２５インチの、ロール１２上の８０％ナイロン 及び２０％ポリプロピレンファイバーの不織物ブレンド６とドライブロール１４ 及び１６で、結合される。このスクリム４５は、〕−平方ヤード当たり、２．５ オンスである。この結合体２０は、１ｍ当たり４，２６６本の針を具備する針縫 い織機２２で、合計１４．９３１本の針で針縫いされる。３２ゲ一ジ機のこの針 の直径は、０．８５８ｍｍである。組み合わせ２０は、分速３．６４ｍで針縫い された後、ロール２４に巻き取られる。

図２に示すように、ロール１２上の結合体２０を、６デニールの、ロール１０上 の他の１００％の互いに絡み合ったプロピレンファイバーの層７と結合した後、 ドライブロール１４および１６で搬送する。この第２の結合体は結果的に、０゜ ３７５インチの厚さの最終複合体になる。

この最終複合体２６を、再度、前述のように針縫い織機２２で上から下まで針縫 いする。この最終複合体２６は、最初の６つの領域は３８０’　Ｆであり、後の ２つの領域は２０００Ｆである８つの領域のオーブン２８を通すことにより可塑 化され、。速度は分速６．３８ｍであり、各々領域は３．４１２５ｍの長さであ る。複合体２６は０．２２３１インチの厚さに下がるまで溶融する。これは、３ ８％の厚さの損失である。この材料は、単に熱硬化するのとは反対に、このとき 溶融または可塑化することにより、内部にハニカム構造を有する。

最終複合体２６は、パイル３２に積み重ねられる前にシングルブレード細断機３ ０中に通される。

実施例　２ 図１に示すように、１５デニール、１平方ヤード当たり１０オンスで、厚さ０． ０７８１２５インチ、長さ３ないし４インチの、互いに絡み合い、織られも、編 まれもしない１００％ポリプロピレンファイバーのロール１０を、ドライブロー ル１４及び１６で、ロール１２上の厚さ０．２５インチの、織られ、メツシュが 形成された１００％ポリプロピレンスクリム４５の上に予め針縫いされた８０％ ナイロンと２０％ポリプロピレンの織られていないブレンド６と結合する。この スクリム４５は、１平方ヤード当たり、２．５オンスの重さである。この結合体 ２０を、１ｍ当たり４，２６６本の針を具備する針縫い織機において全部で１４ ，９３１本の針で針縫いする。この針は、３２ゲ一ジ機で直径０．８５８ｍｍで ある。この結合体２０は、分速３．６４ｍで針縫いされ、次にロール２４に巻き 取られる。

図２に示すように、ロール１２上の結合体２０を、ロール１０上の１５デニール の、互いに絡まった１００％ポリプロピレンファイバーの他の層７と結合した後 、ドライブロール１４及び１６で搬送する。この第２の結合体は、厚さ０．４０ ６２インチとなる。

最終複合体２６を、上述のように、再度、針縫い織機２２により上から下まで針 縫いする。次に、最終複合体２６を、最初の６つの領域が３８０°Ｆ１残りの２ つの領域が２０００Ｆである８つの領域のオーブン２８に通すことにより可塑化 する。速度は分速６．３８ｍであり、各々の領域は、３゜４１２５ｍの長さであ る。複合体２６は２５０インチの厚さに下がるまで溶融する。これは３８％の厚 さの損失である。

この材料は、単に熱硬化することと反対に、このとき溶融または可塑化すること により、内部にノ＼ニカム構造を有する。

最終複合体２６は、バイル３２に積み重ねられる前にシングルブレード細断機３ ０中に通す。

このため、本発明の範囲は、図解され、説明された特定の態様に限定され得るも のではない。むしろ本発明の範囲は、添付のクレーム、及びそれと同様のものに よって限定されるものである。

ＦＩＧ、−３− Ｌ竹　−２− ４戸　、パ勺　＃佇 第１のファイバーの絡み合った２つ織られていない層の間に挟まれた、初期融点 を有する第１のファイバーと、高融点を有する１以上の他のファイバーとの織ら れていないブレンドの複合体を針薄くした後、この複合体を第１のファイバーの 融点より高いレベルに加熱し、可塑化された構造を形成することにより、硬質フ ァイバー複合材料を製造する方法及びその生成物。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）２つの絡み合った第１のファイバーの織られていない層の間に挟まれ た、第１の融点を有する第１のファイバーと、第２の融点を有する第２のファイ バーとの織られていないブレンドを含む３層複合体を針縫いする工程、（ｂ）及 び前記３層複合体を第１のファイバーの融点より高いレベルに加熱し、可塑化さ れた構造を形成する工程を含む硬質ファイバー複合体材料の製造方法。 ２．前記第１のファイバーはポリプロピレンである請求項１に記載の方法。 ３．前記第１のファイバーはポリエチレンである請求項１に記載の方法。 ４．前記第２のファイバーはナイロンである請求項１に記載の方法。 ５．前記第２のファイバーは綿である請求項１に記載の方法。 ６．前記第２のファイバーはポリエステルである請求項１に記載の方法。 ７．前記第２のファイバーはモダクリル繊維である請求項１に記載の方法。 ８．前記第２のファイバーはガラス繊維である請求項１に記載の方法。 ９．前記３層複合体は上部及び底部の両方から針縫いされる請求項１に記載の方 法。 １０．前記３層複合体は３７５ないし４１５°Ｆで加熱される請求項１に記載の 方法。 １１．前記３層複合体は３８０ないし４００°Ｆで加熱される請求項１に記載の 方法。 １２．前記３層複合体は１ｃｍ当たり１ないし４００針で針縫いされる請求項１ に記載の方法。 １３．前記３層複合体は１ｃｍ当たり１０ないし３００針で針縫いされる請求項 １に記載の方法。 １４．前記３層複合体は１ｃｍ当たり１５ないし２００針で針縫いされる請求項 １に記載の方法。 １５．前記３層複合体は１ｃｍ当たり２０ないし６０針で針縫いされる請求項１ に記載の方法。 １６．前記３層複合体は直径０．６３８ないし２．１１ｍｍの針で針縫いされる 請求項１に記載の方法。 １７．前記３層複合体は直径０．６３８ないし１．８３ｍｍの針で針縫いされる 請求項１に記載の方法。 １８．前記３層複合体は直径０．８５８ないし１．８３ｍｍの針で針縫いされる 請求項１に記載の方法。 １９．装飾材料層が前記３層複合体上に火炎貼り付けされる請求項１に記載の方 法。 ２０．前記装飾材料層は、フォームバッキングを有する繊維材料である請求項１ ９に記載の方法。 ２１．前記繊維材料は、ラシェルニット織物である請求項２０に記載の方法。 ２２．前記フォームバッキングは、ポリエーテルである請求項２０に記載の方法 。 ２３．請求項１の方法の製品。 ２４．前記織られていないブレンドは、前記第１のファイバーの織られた層に効 果的に接着される請求項１に記載の方法。 ２５．（ａ）互いに絡み合った第１のファイバーの織られていない層と対向する 、第１の融点を有する第１のファイバーと、第２の高融点ファイバーを有する第 ２のファイバーとのブレンドを含む２層複合体を針縫いする工程、（ｂ）第１の ファイバーの絡み合った、第２の織られていない層と対向する前記２層複合体を 含む３層複合体を針縫いする工程、（ｃ）前記３層複合体を第１のファイバーの 融点より高いレベルまで加熱する工程を含む硬質ファイバー複合体の製造方法。 ２６．前記第１のファイバーポリプロピレンである請求項２５に記載の方法。 ２７．前記第１のファイバーはポリエチレンである請求項２５に記載の方法。 ２８．前記第２のファイバーはナイロンである請求項２５に記載の方法。 ２９．前記第２のファイバーは綿である請求項２５に記載の方法。 ３０．前記第２のファイバーはポリエステルである請求項２５に記載の方法。 ３１．前記第２のファイバーはモダクリル繊維である請求３２．前記第２のファ イバーはガラス繊維である請求項２５に記載の方法。 ３３．前記３層複合体は３７５ないし４１５°Ｆで加熱される請求項２５に記載 の方法。 ３４．前記３層複合体は３８０ないし４００°Ｆで加熱される請求項２５に記載 の方法。 ３５．前記３層複合体は１ｃｍ当たり１ないし４００針で針縫いされる請求項２ ５に記載の方法。 ３６．前記３層複合体は１ｃｍ当たり１０ないし３００針で針縫いされる請求項 ２５に記載の方法。 ３７．前記３層複合体は１ｃｍ当たり１５ないし２００針で針縫いされる請求項 ２５に記載の方法。 ３８．前記３層複合体は１ｃｍ当たり２０ないし６０針で針縫いされる請求項２ ５に記載の方法。 ３９．前記３層複合体は直径０．６３８ないし２．１１ｍｍの針で針縫いされる 請求項２５に記載の方法。 ４０．前記３層複合体は直径０．６３８ないし１．８３ｍｍの針で針縫いされる 請求項２５に記載の方法。 ４１．前記３層複合体は直径０．８５８ないし１．８３ｍｍの針で針縫いされる 請求項２５に記載の方法。 ４２．装飾の材料層は前記３層複合体上に火炎貼り付けされる請求項２５に記載 の方法。 ４３．前記装飾の材料層は、フォームバッキングを有する繊維材料である請求項 １９に記載の方法。 ４４．前記繊維材料は、ラシェルニット織物である請求項４３に記載の方法。 ４５．前記フォームバッキングは、ポリエーテルである請求項４３に記載の方法 。 ４６．請求項２５の方法の製品。 ４７．前記織られていないブレンドは、前記第１のファイバーの織られた層に効 果的に接着される請求項２５に記載の方法。 ４８．（ａ）第１のファイバーの、２つの絡み合った織られていない層の間に挟 まれた、種々の融点を有する第１のファイバーと、第２の高融点を有する第２の ファイバーとの複数の織られていないブレンドを含む３層複合体を針縫いする行 程、（ｂ）前記第１のファイバーの融点より高いレベルまで前記複合体を加熱す る工程を含む硬質ファイバー複合体の製造方法。 ４９．（ａ）第１のファイバーの、複数の絡み合った織られていない層の間に挟 まれた、第１の融点を有する第１のファイバーと、第２の高融点を有する第２の ファイバーとの複数の織られていないブレンドを含む３層複合体を針縫いする行 程、（ｂ）前記第１のファイバーの融点より高いレベルまで前記複合体を加熱す る工程を含む硬質ファイバー複合体の製造方法。 ５０．（ａ）第１のファイバーの、複数の絡み合った織られていない層の間に挟 まれた、第１の融点を有する第１のファイバーと、複数の高融点を有する複数の ファイバーとの複数の織られていないブレンドを含む３層複合体を針縫いする行 程、（ｂ）前記第１のファイバーの融点より高いレベルまで前記複合体を加熱す る工程を含む硬質ファイバー複合体の製造方法。 ５１．（ａ）第１のファイバーの、２つの絡み合った織られていない層の間に挟 まれた、第１の融点を有する第１のファイバーと、複数の第２の高融点を有する 複数の第２のファイバーとの織られていないブレンドを含む３層複合体を針縫い する工程、（ｂ）前記第１のファイバーの融点より高いレベルまで前記複合体を 加熱する工程を含む硬質ファイバー複合体の製造方法。 ５２．（ａ）第１の融点を有する第１のファイバーと、第２の高融点を有する第 ２のファイバーとの織られていないブレンドを含み、（ｂ）前記織られていない ブレンドは、第１のファイバーの、２つの絡み合った織られていない層の間に挟 まれ、及び（ｃ）前記織られていないブレンドは、その中に挟まれた前記絡み合 った織られていない層の部分を有する硬質ファイバー複合体。 ５３．（ａ）第１の融点を有する第１のファイバーと、複数の付随する高融点を 有する複数のファイバーとの織られていないブレンドを含み、（ｂ）前記織られ ていないブレンドは、第１のファイバーの、２つの絡み合った、織られていない 層の間に挟まれ、及び（ｃ）前記織られていないブレンドは、その中に挟まれた 前記絡み合った織られていない層の部分を有する硬質ファイバー複合体。 ５４．前記織られた層部分は織られた層を横断する請求項５２に記載の硬質ファ イバー複合体。 ５５．前記織られた層部分は織られた層を横断する請求項５３に記載の硬質ファ イバー複合体。 ５６．前記織られた層部分は０．０１ないし０．０７インチの幅である請求項５ ４に記載の硬質ファイバー複合体。 ５７．前記織られた層部分は０．０２ないし０．０５インチの幅である請求項５ ５に記載の硬質ファイバー複合体。