特表 2023-544323 ニードル加工サンドイッチ不織布構造体及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-23

(54)【発明の名称】ニードル加工サンドイッチ不織布構造体及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B32B 5/26 20060101AFI20231016BHJP

   D04H 1/485 20120101ALI20231016BHJP

   D04H 1/498 20120101ALI20231016BHJP

   B32B 27/02 20060101ALI20231016BHJP

【ＦＩ】

B32B5/26

D04H1/485

D04H1/498

B32B27/02

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023519736

(86)(22)【出願日】2021-09-02

(85)【翻訳文提出日】2023-05-23

(86)【国際出願番号】 EP2021074312

(87)【国際公開番号】W WO2022069148

(87)【国際公開日】2022-04-07

(31)【優先権主張番号】102020125477.6

(32)【優先日】2020-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513044337

【氏名又は名称】アドラー ペルツァー ホルディング ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】Ａｄｌｅｒ Ｐｅｌｚｅｒ Ｈｏｌｄｉｎｇ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ベルンハルト、ジークフリート

(72)【発明者】

【氏名】シュルツェ、フォルクマー

【テーマコード（参考）】

4F100

4L047

【Ｆターム（参考）】

4F100AK01

4F100AK01B

4F100AK01C

4F100AK01D

4F100AK01E

4F100AK04

4F100AK04B

4F100AK04C

4F100AK07

4F100AK07A

4F100AK42

4F100AK42A

4F100AK42B

4F100AK42C

4F100BA03

4F100BA05

4F100BA07

4F100CA23

4F100CA23A

4F100DG01

4F100DG01A

4F100DG01B

4F100DG01C

4F100DG10

4F100DG10B

4F100DG10C

4F100DG11

4F100DG11B

4F100DG11C

4F100DG15

4F100DG15A

4F100DG15B

4F100DG15C

4F100EC09

4F100EC09A

4F100EC09B

4F100EC09C

4F100GB72

4F100JH01

4F100JK04

4L047AA14

4L047AA21

4L047AA27

4L047AA29

4L047BA03

4L047BA09

4L047BA24

4L047BB01

4L047BB02

4L047BB06

4L047BB09

4L047CA04

4L047CA05

4L047CA06

(57)【要約】

本発明は、垂直配向繊維を有するコア不織布が使用されるニードル加工サンドイッチ材料構造体、及びこれらのサンドイッチ材料構造体の製造方法に関する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＥＴ及び／又はＰＥＴ／ＰＰ繊維並びにＰＥ、ＰＰ及び／又はＢｉＣｏ繊維（ｃｏＰＥＴ）の結合繊維を備える、垂直繊維配向を伴うコア不織布（２）を有し、前記コア不織布（２）には片面又は両面にカバー材料（３ａ，３ｂ）が設けられ、
前記コア不織布（２）の前記垂直配向繊維間の領域は、粉砕材料、繊維、フレーク及び／又は粉末の散在した同一又は異なる充填材料（４）を含み、
前記カバー材料（３ａ、３ｂ）は、同じ又は異なり、それぞれ互いに独立して、不織布、織布、編物、紙又はフィルムを備える、
微細穿孔ニードルパンチサンドイッチ不織布構造体（１）。

【請求項2】

前記コア不織布（２）と前記カバー材料（３ａ，３ｂ）との間にフィルム（５）を備える、請求項１に記載のサンドイッチ不織布構造体（１）。

【請求項3】

機械的又は空気力学的に形成された不織布（６）の繊維が、主に９０°～４５°の範囲で垂直レイアップデバイス（７）内でインライン配向され、
配向繊維／繊維層を広げ、
散乱デバイス（８）によって、充填材料（４）が垂直配向繊維間に散乱され、
得られた構造体が炉（９）内で熱硬化され、
固化後、カバー材料（３ａ，３ｂ）が片面又は両面に供給され、
得られた複合体をニードル加工ユニット（１０）でニードル加工する、
請求項１又は２に記載のサンドイッチ不織布構造体（１）を製造する方法。

【請求項4】

コア不織布（２）の垂直配向繊維をローラ対（１１，１２，１３）によって広げ、ローラ対（１１，１２，１３）は、
（ａ）散乱デバイス（８）の前（１２）及び後（１３）であり、又は
（ｂ）ローラ対（１１）によって前記散乱デバイス（８）の後に配置され、
前記ローラ対（１１，１２，１３）が必要に応じて個別に制御され得る、
請求項３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、垂直配向繊維を伴うコアウェブが使用されるニードル加工サンドイッチ材料構造体、及びこれらのサンドイッチ材料構造体を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術では、独国特許出願公開第１０２０１６２０３３４８号明細書は、多層吸音及び／又は補強不織布について報告している。また、未公開の独国特許出願第１０２０１９１０４８４７号明細書には、ニードル不織布構造体への散乱材料のニードル加工に関する開示がある。未公開の独国特許出願第１０２０１９１０４８５１号明細書は、散乱材料をニードル不織布構造体に広げるためのデバイスを開示する。

【0003】

特に人工皮革として使用することができるとともに層を構築する繊維の配置に関して異なる上下に配置された２種類の繊維層から形成される繊維層材料が、独国特許出願公開第２０３２６２４号明細書に記載される。繊維層材料は、繊維（短繊維層）で構築されて、該繊維が本質的に層厚の方向に優勢な割合で延びる、第１の繊維層と、繊維が表面方向に優勢な割合で延びる１つ以上の第２の繊維層とから構成される。両方の繊維層は、積層状に重ね合わされて互いに結合され、この場合、第１の繊維層の表面領域に位置される繊維は、第２の繊維層の繊維構造体に入り込む。繊維層材料は、高分子弾性物質を含むことが好ましい。繊維が実質的に層厚方向に優勢な割合で延びる短繊維層は、Ｒａｎｄｏ－Ｗｅｂｂｅｒ又は交差敷設機で製造された繊維テープを切断ステーションで厚さ方向に連続した繊維片へと切断することによって製造され、その後、繊維片は回転ステーションで９０°回転される。その後、繊維タップが両面に送り込まれ、層構造体が押圧されてニードル加工される。更に、複合体が短繊維層の中央で切断され、続いて、複合体は、高分子弾性材料が含浸されて、バフ仕上げ加工に供される。使用される繊維は、島状構造を有する。含浸後、層複合体を溶媒で処理して包埋成分を除去し、乾燥させる。したがって、最終的に合成皮革のような繊維層材料が得られる。

【0004】

独国実用新案第２９８１２４０１号明細書は、Ｓｔｒｕｔｏ不織布が更なる不織布と共に両面に積層される、高い表面安定性を伴う自己支持成形部品用の繊維複合材料を開示する。Ｔａｏ ＹａｎｇらのＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｂｅｈａｖｉｏｕｒ ａｎｄ Ａｉｒ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｔｒｕｔｏ Ｎｏｎｗｏｖｅｎ；Ｆｉｂｅｒｓ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ２０１６，Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．１２，２０７８－２０８４は、Ｓｔｒｕｔｏ不織布の吸音性能及びそれらの通気性について記載している。

【0005】

国際公開第０２／２０８８９号パンフレット、国際公開第２００５／０８１２２６号パンフレット、国際公開第２００９／１４０７１３号パンフレット及び国際公開第２０１０／０４２９９３号パンフレットは、一般に、垂直な繊維配向を伴う吸収材料構造体及びそれらの製造を記載している。

【0006】

また、垂直繊維配向は、特にシート／シートクッションのためのインサートとしても使用され、これについては例えば国際公開第２０１２／０１９７５２号パンフレット及び国際公開第２０２０／０７２４１２号パンフレットを参照されたい。

【0007】

独国特許出願公開第１１２０１２００５２０５号明細書（国際公開第２０１３／０８８８２８号パンフレット、米国特許出願公開第２０１４／０３０２２８５号明細書、米国特許第９３２１４１２号明細書も参照されたい）は、自動車産業における床パネルの断熱材における垂直繊維配向の適用を開示し、米国特許出願公開第２０１７／０００８４６２号明細書は、特に、これに関連して部分減衰要素としての用途を記載している。

【発明の概要】

【0008】

したがって、前述の従来技術と比較して、本発明の目的は、垂直繊維配向を伴うコア不織布から作製された微細穿孔ニードルパンチサンドイッチ不織布構造体を提供することであり、この場合、散乱材料は、用途及び／又は特性に起因して垂直配向繊維間に適用され、このコア不織布は、不織布、織布、編物、紙又はフィルムで片面又は両面にニードルパンチされる。更に、本発明の目的は、そのような不織布構造体のインライン製造のための方法を提供することである。

【0009】

第１の実施形態において、本発明の主題は、ＰＥＴ及び／又はＰＥＴ／ＰＰ繊維並びにＰＥ、ＰＰ及び／又はＢｉＣｏ繊維（ｃｏＰＥＴ）の結合繊維を備える、垂直繊維配向を伴うコア不織布２を有し、コア不織布２には片面又は両面にカバー材料３ａ、３ｂが設けられる、微細穿孔ニードルサンドイッチ不織布構造体１であって、
コアフリース２の垂直配向繊維間の領域は、粉砕材料、繊維、フレーク及び／又は粉末の散在した同一又は異なる充填材料４を含み、
前記カバー材料３ａ、３ｂは、同じ又は異なり、それぞれ互いに独立して、不織布、織布、編物、紙又はフィルムを備える、
ことを特徴とする微細穿孔ニードルサンドイッチ不織布構造体１を提供することである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る微細穿孔ニードルパンチサンドイッチ不織布構造体１を製造するための装置及びそれらの基本的な製造プロセスを示す。

【図2】図１に係る装置の変形例を示す。

【図3】２つのローラ対１２、１３を備えるプロセス変形例を記載する。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、本発明に係る微細穿孔ニードルパンチサンドイッチ不織布構造体１を製造するための装置及びそれらの基本的な製造プロセスを示す。機械的又は空気力学的に製造された不織布６は、垂直レイアップデバイス７に供給され、繊維は約９０°～４５°の角度で立てられる。このようにして「垂直置き」繊維は、前述の繊維間に保持される繊維に充填材料４を添加する散乱デバイス８にインラインで供給される。このようにして得られたプリフォームは、その後、構造体が熱硬化される炉９に供給される。その後、このようにして得られた複合体には、片面又は両面に被覆材料３ａ、３ｂが設けられる。その後のニードル加工ユニット１０では、複合体全体をニードル加工して最終製品１を形成する。また、図１は、カバー材料３ａ、３ｂに加えて、ここではコア不織布２とカバー材料３ａ、３ｂとの間の片面に更なるフィルム５が供給される好ましい実施形態を示す。吸音特性又は機械特性が影響を受ける場合、フィルム５は、カバー材料３ａ、３ｂとコアフリース（２）との間に付加的に供給される。カバー材料３ａ，３ｂがフィルムを含む場合、付加的なフィルム５は省略される。

【0012】

図２は、図１に係る装置の変形例を示す。散乱デバイス８を通過した後、垂直レイアップデバイス７から得られた不織布は、ローラ対１１に供給され、それに応じて圧縮されて広げられる。或いは、図３は、２つのローラ対１２、１３を備えるプロセス変形例を記載しており、ローラ対１２は散乱デバイス８の上流に配置され、ローラ対１３は散乱デバイスの下流に配置される。

【0013】

ニードル加工されたカバーウェブ、フィルム又は紙を片面又は両面に伴う機械的又は空気力学的な不織布形成に基づいて垂直繊維配向を有する不織布構造体は、従来技術では知られていない。更に、垂直繊維配向間の異なる散乱材料の散在に関する開示はない。このような不織布構造体の製造のためのプロセス及びプラントも知られていない。

【0014】

コア不織布２の片面を覆うことに加えて、両面を前述のカバー材料３ａ，３ｂで覆うことも好ましい。これらは、同じであっても異なっていてもよく、異なる材料、異なる厚さ、異なる密度、異なる流れ抵抗（通気性）などを有することができる。

【0015】

更なる実施形態において、フィルム５は、垂直繊維配向を伴うコア不織布２とカバー材料３ａ、３ｂとの間の片面又は両面に更に位置され、複合体全体のニードル加工によっても微細穿孔される。フィルムの材料には、特にＰＥ／ＰＡ／ＰＥ及びＰＡ／ＰＥが含まれる。純粋なＰＥフィルムも使用される。フィルム５は、本質的に４０μｍ～１８０μｍの範囲の厚さを有する。ただ１つのフィルムフリース（ＰＥ／ＰＡ／ＰＥ＋ＰＥＴ）がカバー材料（３ａ、ｂ）として使用される場合、４５０μｍまでの厚さが好ましい。不織布３ａ，３ｂの単位面積当たりの重さは、６０～４５０ｇ／ｍ^２の範囲であることが好ましい。

【0016】

少なくとも片面に垂直繊維配向を伴うコア不織布２にインラインでカバー材料３ａ、３ｂを供給し、複合体全体をニードルパンチできるようにする、微細穿孔ニードルパンチサンドイッチ不織布構造体１（図１参照）の製造のための本発明に係る方法は、
機械的又は空気力学的に形成された不織布６の繊維が、主に９０°～４５°の範囲で垂直レイアップデバイス７内で配向され、
配向繊維／繊維層を広げ、
散乱デバイス８によって、垂直配向繊維間の充填材料４を散乱させ、
得られた構造体が炉９内で熱硬化され、
固化後、カバー材料３ａ、３ｂが片面又は両面に送り込まれ、
得られた複合体をニードル加工ユニット１０でニードル加工する、
ことを特徴とする。

【0017】

炉９が２つのコンベアベルト及び２つの別個の駆動装置を備えていれば有利である。上下のベルトの異なる速度を使用することにより、配向された繊維／繊維層の気密性を互いに独立して調整することができる。

【0018】

更に、例えば、必要に応じて別々に制御することができるスループット方向を横断する特別な熱風スロットノズルによって、好ましくは１２０～１８０°Ｃの範囲の異なる温度（上部及び下部）を炉内に設定することができると有利である。したがって、特に、厚さを介して繊維／散乱複合体の特性に影響を及ぼすことができることが有利である。

【0019】

ここでの焦点は、主に材料の架橋、すなわち機械的特性の剛性、強度、及び後続のプロセスにおける処理挙動の影響にある。

【0020】

垂直方向（９０°）から４５°に配向された繊維／繊維層の延展は、例えば、ローラ対１１を散乱デバイス８の背後、すなわち散乱デバイス８と炉９との間（図２参照）に移動方向で配置することによって行われる。ローラ対１１の速度は、可変的に調整することができ、垂直レイアップデバイス７の動作速度よりも大きくすることができる。

【0021】

２つのローラ対１２、１３で作業することも可能である。一方のローラ対１２は、散乱デバイス８の上流側に配置され、一方のローラ対１３は、散乱デバイスの下流側（炉９の上流側）に配置されている（図３参照）。両方のローラ対１２及び１３は、別々に制御することができる。

【0022】

本発明の本質的な要素は、吸音、機械及び加工特性が、一方では、特性に影響を及ぼす散乱材料を垂直配向繊維に散乱させることによって達成され、他方では、不織布、織布、編物、紙又はフィルムでこの構造体の片面又は両面をニードルパンチするプロセスによって達成される、微細穿孔ニードルパンチサンドイッチ不織布構造体である。更に、特に一体型散乱プラントによるこのようなサンドイッチ不織布構造体の製造のためのインラインプロセス、及び正確には散乱材料の垂直繊維配向への散乱は、プラント分野における新規性を表す。

【0023】

本発明の利点は、特に、（コア内で）垂直繊維配向を有する微細穿孔ニードルパンチサンドイッチ不織布構造体のインライン製造にあり、一方では、不織布の吸音特性、機械特性、及び加工特性（したがって最終的には部品特性）は、繊維配向、繊維混合物、コア不織布の繊維繊度、及びコア不織布に含まれる散乱材料によって影響されることができ、他方では、垂直配向繊維で形成されたこの散乱充填コア不織布を不織布、織布、編物、紙又はフィルムで針で縫うことによって、新しい適切に最適化されたサンドイッチ不織布構造体を提供する。

【0024】

とりわけ、以下の材料は、以下の特性に影響を及ぼす、垂直繊維配向を有するコア不織布の垂直配向繊維間の散乱材料として使用される。
吸音：異なる断面形状を伴う中空繊維、ＧＦ／ＢｉＣｏ／ＰＥＴ粉砕／繊維材料、発泡フレーク；
吸水率：疎水化繊維（とりわけＨ－ＰＥＴ）、ＧＦ／ＰＰ／ＢｉＣｏ粉砕／繊維材料；
石チッピング：ＰＰ／ＰＥ粉砕／繊維状材料；
氷の蓄積／付着：疎水化繊維（とりわけＨ－ＰＥＴ）、ＰＰ／ＰＥＴ粉砕材料；
剛性：炭素繊維、天然繊維；
耐熱性：ＰＰ／ＧＦ粉砕／繊維材料、鉱物繊維、ガラス繊維（ＧＦ）；
燃焼挙動：ＧＦ／Ｐａｎｏｘ／ＰＥＴ／ＢｉＣｏ粉砕／繊維材料、難燃剤、難燃剤処理繊維、鉱物繊維、ガラス繊維；
引裂抵抗：アラミド繊維。

【0025】

本発明に係るサンドイッチ不織布構造体は、ニードル加工によって微細穿孔される。本発明の意味における微細穿孔は、０．０５～２．４ｍｍの範囲の孔径によって規定される。

【0026】

実行例：
実施例１：
本発明の方法によれば、垂直配向繊維（６５％ＰＥＴ／３５％ｃｏＰＥＴ）を伴う市販の５００ｇ／ｍ^２不織布２に、５０ｇ／ｍ^２の７５％ＰＰ／２５％ＰＥ粉砕／繊維材料４を散在させ、これを両面に８０ｇ／ｍ^２のニードル加工不織布（７５％ＰＥＴ／２５％ＰＰ）３でニードル加工した。

【0027】

ホイールアーチライナーに成形した後、従来の不織布（８００ｇ／ｍ^２４０％ＰＰ／３０％ＰＥＴ／３０％ＢｉＣｏ）で作製した従来のホイールアーチライナーを用いて比較試験を行なった。曲げ剛性（１０％の増加）、耐石衝撃性（貫通及び重量損失）及び変形挙動に関して有意な差が見られた。

【0028】

実施例２：
本発明の方法によれば、
１３００ｇ／ｍ^２の垂直配向繊維を伴う不織布（７０％ＰＥＴ／３０％ｃｏＰＥＴ）２，１００ｇ／ｍ^２の４０％ＰＰ／３０％ＰＥＴ／３０％ＢｉＣｏ粉砕材料４を散在させ、次いで１５０ｇ／ｍ^２のニードル加工された不織布（７５％ＰＥＴ／２５％ＰＰ）３で両面にニードルパンチした。ここでも、従来のアンダーボディシールド材料構造体と比較して、アンダーボディシールドに形成した後に機械的特性の著しい改善が見られた。

【符号の説明】

【0029】

１ サンドイッチ不織布構造体
２ コア不織布
３ａ，３ｂ カバー材料
４ 充填材料
５ フィルム
６ 不織布
７ 垂直レイアップデバイス
８ 散乱デバイス
９ 炉
１０ ニードル加工部
１１ ローラ対
１２ ローラ対
１３ ローラ対

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】