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纤维片材

阅读:531发布:2020-05-12

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1.一种竹纤维片材,其特征在于,具有丝状竹纤维和浆状竹纤维,
所述丝状竹纤维在由竹裂解出的竹纤维中具有超过0.3mm的纤维粗度,并包含外皮侧的维管束
所述浆状竹纤维在所述竹纤维中具有0.3mm以下的纤维粗度,并包含内皮侧的维管束,所述竹纤维片材由所述丝状竹纤维和所述浆状竹纤维一体地混抄而成,并且,在所述竹纤维片材中,所述丝状竹纤维构成网眼状的骨架构造。
2.如权利要求1所述的竹纤维片材,其特征在于,至少所述丝状竹纤维的细胞壁间含有与裂解前同等量的木质素。
3.如权利要求1或2所述的竹纤维片材,其特征在于,至少所述丝状竹纤维是在常温下利用机械性装置裂解出的竹纤维。
4.如权利要求1或2所述的竹纤维片材,其特征在于,所述丝状竹纤维的重量比是所述浆状竹纤维的重量比以上。
5.如权利要求4所述的竹纤维片材,其特征在于,所述丝状竹纤维的重量比在50%以上且80%以下的范围内,所述浆状竹纤维的重量比在20%以上且50%以下的范围内。
6.如权利要求1或2所述的竹纤维片材,其特征在于,所述丝状竹纤维具有10mm以上的纤维长度。
7.如权利要求1或2所述的竹纤维片材,其特征在于,所述浆状竹纤维具有10mm以下的纤维长度。
8.如权利要求1或2所述的竹纤维片材,其特征在于,具有对所述丝状竹纤维和所述浆状竹纤维进行连接的作为连接材料的结合纤维。
9.如权利要求8所述的竹纤维片材,其特征在于,所述结合纤维的原料的一部分或全部是由植物来源原料制造而成的。
10.如权利要求8所述的竹纤维片材,其特征在于,所述结合纤维具有生物分解性。

说明书全文

纤维片材

技术领域

[0001] 本发明涉及一种以竹的纤维为原材料抄造而成的竹纤维片材。

背景技术

[0002] 以往,作为一种代替木材的植物纤维材料,已知有竹纤维。在非木材的植物纤维中竹纤维的比强度较高,具有优异的材料特性。另外,由于竹的生长速度比木材快,故在生产率方面也是有利的。因此,开发了将竹纤维应用于车辆用内装材料、建筑材料、音响材料等各种制品的技术。
[0003] 专利文献1记载了一种无纺布,其含有由热塑性树脂构成的热熔接性复合纤维和竹纤维。在该技术中,在将竹纤维和热熔接性复合纤维层叠后,通过实施热处理来制造竹纤维片材。热熔接性复合纤维受热处理而产生软化、融化,起到对竹纤维进行固定的粘接剂的作用。
[0004] 另外,作为玻璃纤维加强塑料(GFRP)的改良技术,也提出了一种代替玻璃纤维而应用竹纤维的技术。例如,专利文献2所记载的成形体,是将通过爆破处理裂解出的爆破竹纤维填埋在塑料(聚丙烯)中而成的。在该技术中,利用爆破时形成于竹纤维表面的微小凹凸的锚固效应,而能实现良好的拉伸强度。
[0005] 但是,这些以往技术是将竹纤维用作为复合材料之一的技术,因此往往在技术上难以再用作为原料。另外,即使可分离竹纤维,在成本上也不合算,有循环利用性低的问题。
[0006] 针对这种问题,也开发了一种不将竹纤维作为复合材料之一而单个使用竹纤维的技术。例如专利文献3记载了一种以竹纤维作为主成分的通过抄纸工艺制造的扬声器用振动板。另外,专利文献4涉及一种竹纤维的抄纸振动板的制造方法,且公开了使用破碎度不同的二种竹纤维的方法。在该技术中,通过使原纤化度增长的竹纤维缠绕于通常的竹纤维,可获得高刚性的扬声器用振动板。
[0007] 专利文献1:日本专利特开2009-197362号公报
[0008] 专利文献2:日本专利特开2003-253011号公报
[0009] 专利文献3:日本专利特许第4752752号公报
[0010] 专利文献4:日本专利特许第4743108号公报
[0011] 但是,在包含上述那样的破碎处理的竹纤维的抄造方法中,随着破碎的进行,用该竹纤维抄造的竹纤维片材的抗断强度就下降,并且纤维长度短小化。即,不能抑制由破碎引起的竹纤维的特性变化,不能确保抄造出的产品的强度和刚性。
[0012] 另外,在抄造工序之前包含破碎工序的以往方法中,不仅破碎处理耗时,而且脱时间随着滤水度的下降而延长,总的抄造时间延长。因此,难以使竹纤维片材的抄造作业性提高。
[0013] 另一方面,还考虑不实施破碎处理而仅用破碎度均匀的竹纤维来抄造竹纤维片材的方法。但在该情况下,与一并使用玻璃纤维和树脂纤维的情况相比,有难以确保充分的强度和刚性的问题。

发明内容

[0014] 发明所要解决的课题
[0015] 本发明的目的之一是鉴于上述那样的问题而做成,涉及车辆的内装用基材,其无论竹纤维的破碎度的大小如何,都能使强度和刚性提高。
[0016] 另外,不限于该目的,本发明的其它目的在于,获得后述的实施发明用的方式所示的各结构所带来的作用效果,即以往的技术无法得到的作用效果。
[0017] 用于解决课题的手段
[0018] (1)此处公开的竹纤维片材,具有丝状竹纤维和浆状竹纤维,所述丝状竹纤维在由竹裂解出的竹纤维中具有超过0.3mm的纤维粗度,并包含外皮侧的维管束;所述浆状竹纤维在所述竹纤维中具有0.3mm以下的纤维粗度,并包含内皮侧的维管束。另外,所述竹纤维片材由所述丝状竹纤维和所述浆状竹纤维一体地混抄而成,并且,在所述竹纤维片材中,所述丝状竹纤维构成网眼状的骨架构造。
[0019] 另外,较好的是,所述丝状竹纤维的纤维粗度在0.3mm~1.0mm的范围内。
[0020] 在上述的竹纤维片材中,所述丝状竹纤维和所述浆状竹纤维的各自功能被分开。所述丝状竹纤维起到形成所述竹纤维片材的骨架构造的作用。另一方面,所述浆状竹纤维起到将所述竹纤维片材的骨架构造予以互相结合的作用。通过如此将功能分开,从而确保所述竹纤维片材的刚性、强度。
[0021] (2)另外,较好的是,至少所述丝状竹纤维的细胞壁间含有与裂解前同等量的木质素。
[0022] 即,不是木质素被分解或被去除的竹纤维,而是残留有与裂解前同等的木质素的竹纤维被用作为丝状竹纤维。另外,较好的是,不仅是所述丝状竹纤维,而且所述浆状竹纤维的细胞壁间也含有与裂解前同等量的木质素。
[0023] (3)另外,较好的是,至少所述丝状竹纤维是在常温下利用机械性装置裂解出的竹纤维。
[0024] 即,较好的是,至少所述丝状竹纤维不是被实施了粉碎处理、主动的去木质素处理(性处理等)后的竹纤维,而是在常温下被实施物理性、机械性处理而裂解出的竹纤维。例如,最好是使用通过沿竹的纤维方向去掉柔组织细胞、或将柔组织细胞撕开来取出维管束的方法而裂解出的竹纤维。具体地说,被认为是使用在筒面上设有许多刀状物或爪部件的裂解滚筒或裂解装置而裂解出的竹纤维(例如后述实施形态所记载的“裂解方法”)。另外,较好的是,不仅是所述丝状竹纤维,而且所述浆状竹纤维也是在常温下利用机械性手段而裂解出的竹纤维。
[0025] 在常温下利用机械性手段而裂解出的竹纤维的纤维细胞中,许多的木质素不失去而残留。木质素在高温下变质、分解,失去纤维细胞的加强效果,并生成类化合物(例如甲醛)、有机酸(例如蚁酸)。另一方面,当在常温下利用机械性手段进行裂解时残留有木质素,维持纤维细胞的加强效果,并防止产生醛类的化合物和有机酸。
[0026] (4)另外,较好的是,所述丝状竹纤维的重量比是所述浆状竹纤维的重量比以上。此处所说的重量比,是指重量相对于竹纤维片材的所有成分的比例,例如既可将抄造时的混合比作为所述重量比,也可将抄造后再次分解竹纤维片材并计测后的质量比作为所述重量比。
[0027] (5)另外,较好的是,所述丝状竹纤维的重量比在50%以上且80%以下的范围内,所述浆状竹纤维的重量比在20%以上且50%以下的范围内。
[0028] (6)另外,较好的是,所述丝状竹纤维具有10mm以上的纤维长度。另外,较好的是,所述丝状竹纤维的纤维长度为10mm~30mm的范围内。
[0029] (7)另外,较好的是,所述浆状竹纤维具有10mm以下的纤维长度。
[0030] (8)另外,较好的是,具有对所述丝状竹纤维和所述浆状竹纤维进行连接的作为连接材料的结合纤维。所述结合纤维,是指起到将丝状竹纤维和浆状竹纤维连接起来的连接材料的作用的纤维,除了化学纤维和合成纤维外,包含天然纤维、含有天然纤维的化学纤维、仅使用天然纤维并用化学制法制造的化学纤维(广义的化学纤维)等。
[0031] 作为该结合纤维的具体例子,例如有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维、聚乙烯醇(PVA)纤维、纤维素类纤维、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维、多乳酸(PLA)纤维、聚乙烯纤维和脂肪族聚酯树脂等。
[0032] (9)另外,较好的是,所述结合纤维的原料的一部分或全部是由植物来源原料制造而成的。作为原料的一部分或全部是由植物来源原料制造而成的结合纤维,例如有纤维素类纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维、多乳酸(PLA)纤维和聚乙烯纤维等。
[0033] (10)另外,较好的是,所述结合纤维具有生物分解性。作为具有生物分解性的所述结合纤维的具体例子,例如有纤维素类纤维、聚乙烯醇(PVA)纤维、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维、多乳酸(PLA)纤维和脂肪族聚酯树脂等。
[0034] 另外,较好的是,上述的竹纤维片材是由生长年数为三年以上(更好的是三年~五年)的成竹的竹纤维制成的。即,较好的是,将生长年数为三年以上(更好的是三年~五年)的成竹的外皮侧的维管束(纤维粗度超过0.3mm)做成所述丝状竹纤维。同样,较好的是,将生长年数为三年以上(更好的是三年~五年)的成竹的内皮侧的维管束(纤维粗度为0.3mm以下)做成所述浆状竹纤维。
[0035] 发明的效果
[0036] 一般,竹的外皮侧的维管束小而木化,且比其它的维管束粗而刚直。因此,外皮侧的维管束适合用作为所述丝状竹纤维。另一方面,内皮侧的维管束与柔组织(柔组织细胞)的边界稍稍模糊且较细,因此,尽管作为纤维单体难以获得充分的强度,但通过与外皮侧的维管束组合而发挥优异的结合性。因此,内皮侧的维管束适合用作为所述浆状竹纤维。
[0037] 采用公开的竹纤维片材,鉴于竹的每个部位不同的维管束的特性,将纤维粗度不同的竹纤维分别用作为丝状竹纤维和浆状竹纤维,由此,可用丝状竹纤维形成牢固的骨架构造,并可用浆状竹纤维提高纤维之间的结合性。即,通过将功能分担在按纤维粗度分类的二种的竹纤维上,从而可提高竹纤维片材的刚性、强度。
[0038] 另外,可不浪费地使用由一根竹裂解的竹纤维而制成竹纤维片材,可减少环境负担。尤其,由于使用通常的竹纤维裂解时成为废弃对象的细微的浆状竹纤维(具有0.3mm以下纤维粗度的竹纤维)来制造加强材料,故可减少产业废弃物的量,可减轻环境负担。附图说明
[0039] 图1是用于说明实施形态的竹纤维片材的竹纤维的示意图,图1(a)是竹的切断立体图,图1(b)是A部的放大剖视图。
[0040] 图2(a)~(d)是该竹纤维片材的试制品表面的显微照片。
[0041] 图3是用于说明使用该竹纤维片材的车辆的内装用基材结构的截面图。
[0042] 图4是用于说明该竹纤维片材的特性的曲线图,图4(a)是有关抗断强度的示图,图4(b)是有关弯曲刚性的示图。
[0043] 图5是用于说明该竹纤维片材的制造装置的构造的示意图,图5(a)是圆网抄纸装置,图5(b)是平网抄纸装置,图5(c)是例示一并使用了圆网和平网的抄纸装置的示图。
[0044] 图6是表示作为该竹纤维片材的应用对象的内装用基材的外观的示图,图6(a)是纵向尺寸和横向尺寸大致相等、纵横比较小(接近1)形状的示图,图6(b)是纵横比较大形状的示图。
[0045] 图7是用于说明该竹纤维片材的制造方法的流程图
[0046] 符号说明
[0047] 7   丝状竹纤维
[0048] 8   浆状竹纤维
[0049] 10  竹纤维片材(加强材料)
[0050] 11  内装用基材
[0051] 12  芯材
[0052] 13  粘接剂层
[0053] 20a 圆网抄纸装置
[0054] 20b 平网抄纸装置
[0055] 22a 圆网
[0056] 22b 平网

具体实施方式

[0057] 现参照说明书附图来说明竹纤维片材、竹纤维片材的制造方法及应用了竹纤维片材的车辆的内装用基材。另外,以下所示的实施形态毕竟只是例示,无意排除下面实施形态中未明示的各种变形和技术应用。本实施形态的各结构,在不脱离它们的宗旨的范围内,可作各种变形,并且可根据需要进行舍取选择,或可适当组合。
[0058] [1.竹纤维]
[0059] 本实施形态的竹纤维片材10,是将竹1的纤维(竹纤维)作为原材料而制造的。竹纤维的主成分主要是竹1的维管束2。该维管束2是用于保护导管和筛管的发达的圆柱状或多棱柱状的组织,且沿竹1的延伸方向而形成。另外,导管是用于输送从根吸收的水分的管状组织,筛管是用于输送养分的管状组织。
[0060] 如图1(a)所示,竹1的地上茎形成为中空圆筒状。图1(b)表示该竹1的截面中A部的维管束2的分布状态。维管束2分散在竹1的柔组织3的内部。维管束2的密度是越接近外皮侧越密,越接近内皮侧越疏。另外,构成柔组织3的细胞的密度也是越接近外皮侧越密,越接近内皮侧越疏。因此,越是位于外皮侧的维管束2其组织越是高密度。能得到应用于本实施形态的竹纤维片材10的竹纤维的竹1的生长年数较好的是三年以上,更好的是三年~五年。
[0061] 这里,将竹1的组织沿其径向分成三层,从外侧依次称为外皮侧部4、中央部5和内皮侧部6。外皮侧部4的维管束2,密集成导管和筛管仅留有其痕迹的程度而木化。因此,从外皮侧部4裂解的竹纤维在从该竹1取出的竹纤维中是最粗且最刚直的。
[0062] 另外,中央部5的维管束2与外皮侧部4的维管束2相比,密度稍低,内部的各组织分离得最清楚。因此,从中央部4裂解的竹纤维容易分离成每个导管和筛管,成为比从外皮侧部4裂解的竹纤维稍细的竹纤维。
[0063] 另一方面,内皮侧部6的维管束2与中央部5的维管束2相比,密度低,与柔组织3的边界稍模糊。因此,从内皮侧部6裂解的竹纤维是相比于从中央部5裂解的竹纤维还细化的细微的竹纤维。
[0064] 一般来说,从内皮侧部6裂解的竹纤维与从外皮侧部4裂解的竹纤维相比是极细的,作为纤维材料的刚性、强度都低,因此通常作为不需要的部分而被废弃。但是,在本实施形态中,不废弃从内皮侧部6裂解的竹纤维而是积极地加以利用。以下,把纤维粗度超过0.3mm的竹纤维称为“丝状竹纤维7”,把纤维粗度为0.3mm以下的竹纤维称为“浆状竹纤维
8”。
[0065] 从外皮侧部4和中央部5裂解出的竹纤维主要是丝状竹纤维7。另外,从内皮侧部6裂解出的竹纤维、和丝状竹纤维7过分裂解状态的竹纤维是浆状竹纤维8。浆状竹纤维8的纤维长度没有下限值。例如,在竹纤维的裂解过程中必然产生的纤维断片包含在该浆状竹纤维8中。
[0066] [2.裂解方法]
[0067] 在本实施形态中,至少上述的丝状竹纤维7为在常温下利用物理性、机械性手段而裂解出的竹纤维。即,丝状竹纤维7最好不是实施了主动的去木质素处理(碱性处理等)的竹纤维,而是具有与裂解前同等量的木质素的竹纤维。
[0068] 此处所说的物理性、机械性手段,是指通过例如沿竹的纤维方向去掉柔组织3、或将柔组织3撕开来取出维管束2的手段。具体地说,使用在筒面上设有许多刀状物或爪部件的裂解筒或裂解装置而裂解出的竹纤维,被用作为所述丝状竹纤维7。另外,较好的是,丝状竹纤维7及浆状竹纤维8都是在常温下利用机械性手段而裂解出的竹纤维。
[0069] 作为具体的裂解方法,例如可考虑日本特开2008-307832号公报所记载的裂解装置、裂解方法。在该裂解方法中,在用裂解筒将切成规定宽度的竹予以裂解之前的工序中,在规定的压下施加特定频率的振动。由此,竹纤维和肉质的结合被减弱,竹的薄壁细胞组织被破坏,取出损伤少的维管束。
[0070] 在常温下利用物理性、机械性手段裂解出的竹纤维的维管束2中(例如细胞壁间),许多的木质素不会失去而残留。木质素在高温下会变质、分解而失去维管束2的加强效果,同时,并且产生醛类化合物(例如甲醛)、有机酸(例如蚁酸)。另一方面,当在常温下利用物理性、机械性手段进行裂解的话,由于残留木质素,故维管束2的加强效果得到维持,且可防止产生醛类化合物和有机酸。
[0071] 另外,当取出丝状竹纤维7时,较好的是不实施爆破处理和药液处理。所谓的爆破处理,是指例如将竹1静置在高温高压的水蒸气中规定时间,然后在短时间内释放压力而破坏柔组织3将维管束2抽出的方法。在该方法中,由于将木质素加水分解,故抽出的维管束2的刚性、强度下降。另外,所谓的药液处理,是指例如将竹1浸渍在氢化钠水溶液或硝酸水溶液中,将维管束2抽出的方法。在该方法中木质素也被去除,故维管束2的刚性、强度下降。
[0072] 但是,对于以柔化和亲水化为目的的抄纸前处理之一的柔化·亲水化处理,也可以根据需要以丝状竹纤维7中不失去木质素的程度实施。所谓的柔化·亲水化处理,是指例如在弱碱性溶液中蒸煮竹1的处理。被认为:在实施了柔化·亲水化处理后的竹纤维中,尽管有时维管束2的表层部分被去木质素化,但中心部分几乎仍含有原来的木质素。另外,维管束2的直径越大,含有原来的木质素的部分就越增加。至少纤维粗度超过0.3mm的丝状竹纤维7含有与裂解前同等量的木质素。
[0073] [3.竹纤维片材]
[0074] 本实施形态的竹纤维片材10,一体混抄有上述的丝状竹纤维7和浆状竹纤维8而成。丝状竹纤维7如图2(a)所示,以各个纤维的朝向无偏向的无定向状态无规则地分散配置,构成网眼状的骨架构造。另外,浆状竹纤维8如图2(b)~(d)所示,分散配置成将丝状竹纤维7间结合的状态,构成比丝状竹纤维7的网眼还细的网眼状加强构造。即,丝状竹纤维7形成的大的网眼由浆状竹纤维8形成的小的网眼来加强,竹纤维片材10的骨架构造就变得更牢固。如此,在本实施形态的竹纤维片材10中,丝状竹纤维7和浆状竹纤维8的各自功能被分开,它们互相缠绕,作为竹纤维片材10整体的刚性和强度得到确保。
[0075] 丝状竹纤维7的纤维长度为10mm以上。由此,丝状竹纤维7彼此互相交叉容易接触,构成网眼的纤维之间的接触面积就增加,骨架构造更被强化。另一方面,当纤维长度过分长时,有时施工性会下降,因此纤维长度最好在10mm~30mm的范围内。另外,浆状竹纤维8的纤维长度为10mm以下。由此,提高浆状竹纤维8的分散性,浆状竹纤维8无偏向地分布在丝状竹纤维7的间隙中,将纤维彼此结合在一起。
[0076] 丝状竹纤维7相对于整体的重量比为50%以上,浆状竹纤维8的重量比为50%以下。即,丝状竹纤维7的重量比为浆状竹纤维8的重量比以上。较好的是,丝状竹纤维7的重量比设定在50%以上且80%以下的范围内。并且,浆状竹纤维8的重量比设定在20%以上且50%以下的范围内。另外,此处所说的重量比可以是抄造时的重量比(竹纤维的重量混合比),也可以是指抄造后(完成时)的重量比,或是在抄造后再次分解竹纤维片材10而进行计测后的重量比。
[0077] [4.车辆的内装用基材]
[0078] 图3例示使用上述竹纤维片材10的车辆的内装用基材11的截面构造。在图3中,为了清楚表示内装用基材11的构造,将各层的厚度和宽度予以变形来表示。该内装用基材11在构成车辆内装部件的骨架构造的芯材12的表背两面贴附作为加强材料的竹纤维片材102
而构成。芯材12是例如单位面积重量为200g/m 左右的发泡基甲酸乙酯泡沫,起到以一定间隔保持表背的竹纤维片材10的作用。另外,芯材12的厚度和密度,根据例如内装用基材11所要求的吸音性能和隔热性能而设定。
[0079] 竹纤维片材10被做成例如50~150g/m2左右的低单位面积重量,夹着含有氨基甲酸乙酯类树脂(二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)+固化促进剂)的粘接剂层13而贴附在芯材12的两面。粘接剂层13所含的粘接剂的一部分浸透在竹纤维片材10的内部,起到将丝状竹纤维7和浆状竹纤维8更牢固地予以固定的粘合剂(纤维结合剂)的作用。
[0080] 丝状竹纤维7起到这样的作用:形成竹纤维片材10自身的骨架构造,并对由竹纤维片材10夹持的芯材12的形状进行保持和固定。另一方面,浆状竹纤维8起到这样的作用:均匀地分散于竹纤维片材10的整体并使竹纤维彼此互相结合。
[0081] 另外,在当该内装用基材11被安装在车辆上时成为车室内侧的面,贴附由例如聚酯制的无纺布构成的表皮材料14。表皮材料14起到这样的作用:使外观良好,并帮助芯材12的吸音性能。另一方面,在被安装在车辆上时成为车体侧的背面,贴附例如具有聚酯制的防水层和气密性的背面覆盖材料15。背面覆盖材料15可使产品的操作作业性提高,防止竹纤维片材10露出。另外,背面覆盖材料15的防水层起到防止在车体背面结露的水滴的进入和通气污染的作用。
[0082] [4-1.内装用基材的轻量化]
[0083] 如上所述,由于竹纤维片材10含有丝状竹纤维7和浆状竹纤维8,因此,与以往的加强材料相比,每单位重量的强度和刚性高。因此,当内装用基材11所要求的强度和刚性为一定时,通过使用竹纤维片材10可以减轻整体的重量。以下的表1表示,将例如在芯材12两面贴附有玻璃纤维片材(短切玻璃毡,日文:チョップドストランドガラスマット)的结构作为比较例、以获得相同抗断强度的单位面积重量制造内装用基材11时的重量。另外,此处的芯材12、表皮材料14及背面覆盖材料15是相同规格。
[0084] 表1
[0085]
[0086] 根据上述的表1可知,加强材料的单位面积重量是100g/m2至70g/m2,可获得30%的轻量化。另外,产品整体的重量也比比较例轻了大约4%。
[0087] 竹纤维片材10的比重是玻璃纤维片材的大约三分之一,纤维单体的强度也是大约三分之一。因此,若仅着眼于纤维单体的强度,就能以相同的质量发挥同等的强度。但是,当用相同的单位面积重量制造与玻璃纤维片材相同质量的竹纤维片材10时,由于后者的纤维数是前者的纤维数的大约三倍,因此纤维之间的交点大致增加到三倍。另一方面,一般的短切毡的强度是,其网眼构造的细化大大有利于毡的强度和刚性。因此,片材整体的构造强度是,竹纤维片材10比玻璃纤维片材大。
[0088] 另外,在表1的实施例中,粘接剂的量比比较例增加。这意味着将与比较例相同质量的竹纤维片材10贴附在芯材12上所需要的粘接材料增加。由于竹纤维片材10的单位面积重量是70g/m2,因此,该竹纤维片材10所含的纤维数与大约210g/m2的玻璃纤维片材的纤维数大致相同。即,与使用玻璃纤维片材的情况相比,竹纤维片材10含有约二倍的纤维数。因此被认为,将这些纤维粘接在芯材12上所需的粘接剂的量也是大约二倍。
[0089] [4-2.环境负担的减轻]
[0090] 对于作为上述表1记载的比较例的玻璃纤维片材,使用将玻璃纤维自身予以集束用的粘接剂、以及当将其形状形成为片材状时将玻璃纤维的束彼此予以粘接用的粘接剂。这些粘接剂在焚烧时生成少量的残渣而消失。另一方面,玻璃纤维自身几乎不被烧掉而作为残渣残留。因此,在玻璃纤维片材整体中,即使实施了焚烧处理,也有大约89%左右重量的物质不能被烧掉而残留。
[0091] 另一方面,虽然在天然纤维中,竹的焚烧残渣是比较多的,但其量以重量比计算只不过是大约5~6%左右。另外,如果是采用湿式抄纸法抄造出的竹纤维片材10,则基本上不需要将竹纤维粘接在一起用的粘接剂,因此不会产生更多的残渣。
[0092] 在前述的表1的最下行,记载了将焚烧各个产品时产生的残渣(焚烧灰)的量除以原来重量后得到的数值。在许多情况下,焚烧灰被填埋处理,但将玻璃纤维片材替换成竹纤维片材10,由此可将焚烧灰的量减轻至十分之一,可以说是环境负担小的产品。
[0093] 另外,随着汽车内装部件轻量化的发展,更多地实施将由单一材料制造的部件的功能按照每种材料细化以求轻量化的方法。如此制造的复合原料中的大多数在技术上是难以再用作为原料的,要么需要更多的能量以返回到原料状态,要么以成本大不合算等理由而避免作为循环利用对象。
[0094] 与此相对,在本实施形态的内装用基材11中,芯材12、竹纤维片材10、表皮材料14、背面覆盖材料15这些各自的层是可有效用作为燃料的原料,通过将它们组合,则当结束产品本来的用途时,就可用作为燃料。因此,资源的循环利用性高,环境负担减轻。
[0095] [5.强度、刚性]
[0096] 图4(a)、(b)是表示使丝状竹纤维7及浆状竹纤维8的混抄率(重量比)变化时的竹纤维片材10的片材抗断强度和所述内装用基材11的弯曲刚性的变化的曲线图。图4(a)是表示使用拉伸试验机将150mm宽度的竹纤维片材10拉断时的拉伸应力的示图。另外,图4(b)是使用弯曲试验机而对50mm宽度的内装用基材11的弯曲刚性进行测定后的示图。
[0097] 片材抗断强度如图4(a)所示,随着浆状竹纤维8的混抄率增加,在MD方向(与抄造时的机械方向、纤维的定向方向相同)及CD方向(与抄造时的机械方向正交的方向、和纤维的定向方向正交的方向相同)都上升。这被认为由浆状竹纤维8互相缠绕的部分增加引起。即,纤维间传递的物理性的力因浆状竹纤维8的互相缠绕而增加,并且,纤维所含的纤维素之间的氢结合部位增加,片材抗断强度得到提高。因此,从片材抗断强度的观点看,认为浆状竹纤维8的重量比越大越好。
[0098] 另一方面,如图4(b)所示,弯曲刚性在浆状竹纤维8的混抄率是40~50%左右时为最大,且从浆状竹纤维8的混抄率超过50%左右开始,浆状竹纤维8的混抄率越大弯曲刚性越低。这被认为,上述现象是因为,由于丝状竹纤维7的比例随着浆状竹纤维8的混抄率的增加而相对减少,故丝状竹纤维7之间的重合部分减少,网眼状骨架构造减少。因此,若考虑竹纤维片材10的综合强度和弯曲刚性,则较好的是浆状竹纤维8的重量比最大为50%左右。
[0099] 另外,当浆状竹纤维8的混抄率低于20%时,因浆状竹纤维8的不足而难以连接固定丝状竹纤维7,无法通过片材的厚度和单位面积重量而维持形态。由此,适当的浆状竹纤维8的混抄率是20~50%。
[0100] [6.抄造方法]
[0101] 上述的竹纤维片材10用湿式抄纸法进行抄造。此处所说的湿式抄纸法,是指在使竹纤维分散在水中用抄网抄取后,根据需要对其进行干燥、加温和加压而形成片材状的竹纤维集合体的方法。在湿式抄纸法中,不需要将纤维粘接在一起的粘接剂。在本实施形态的竹纤维片材10的制造方法中,也不需要用于将竹纤维粘接在一起的纤维粘接剂。
[0102] 图5(a)~(c)例示对上述竹纤维片材10进行抄造用的装置结构。图5(a)是使用圆网抄纸装置的示图,图5(b)是使用平网抄纸装置的示图,图5(c)是一并使用了圆网抄纸装置和平网抄纸装置的示图。
[0103] [6-1.圆网抄纸装置]
[0104] 图5(a)所示的圆网抄纸装置20a设有抄槽21、圆网22a(抄网)、湿毡23及水流发生机24。抄槽21是将丝状竹纤维7及浆状竹纤维8的混合竹纤维25分散的储存水的储存槽。丝状竹纤维7及浆状竹纤维8的重量比设定为50~80%∶50~20%。圆网22a是设成相对于抄槽21转动自如的滚筒状的抄网。圆网22a的筒面的一部分设成位于水面的上方。圆网22a起到这样的作用:将抄槽21内的分散于水中的混合竹纤维25抄取在其筒面上。
[0105] 混合竹纤维25,由于以钩挂在进行旋转的圆网22a的筒面上的状态被抄取,因此,纤维的方向容易沿圆网22a的旋转方向一致。这种倾向随着圆网22a的旋转速度加快而变得显著。因此,在欲使定向性减弱(即,不偏向特定的方向而欲相对于整个方向均等定向)的情况下,较好的是使圆网22a的旋转速度下降而慢慢地抄起混合竹纤维25。相反,在欲使定向性加强(即,欲使纤维的定向在圆网22a的旋转方向一致)的情况下,只要使圆网22a的旋转速度上升即可。
[0106] 但是,当使旋转速度变化时,抄起的竹纤维的量(单位面积重量)也产生变化。在降低旋转速度的情况下,单位面积重量就增加,在提高旋转速度的情况下,单位面积重量就减少。作为避免这种情况而以一定的单位面积重量对定向性进行调整的手段,可考虑对使供给于抄槽21的竹纤维分散的水中的竹纤维浓度进行调整。在前者的情况下,即在降低旋转速度的情况下,只要降低竹纤维浓度即可,在后者的情况下,即在提高旋转速度的情况下,只要提高竹纤维浓度即可。
[0107] 湿毡23是接受抄取在圆网22a的筒面上的混合竹纤维25、并将其移送到未图示的干燥装置的输送装置。湿毡23与圆网22a之间的尺寸可利用未图示的调整手段来任意调整。从圆网22a的表面至湿毡23的混合竹纤维25的移送量,根据例如湿毡23与圆网22a之间的尺寸和压力等而变动。
[0108] 水流发生机24如图5(a)中空心箭头所示,是发生这样水流的装置:该水流向将水中的混合竹纤维25按压在圆网22a上的方向流动。该水流发生机24具有:将以圆网22a的位置为基准的抄槽21的上游侧和下游侧予以连接的循环通道24a;以及夹装在循环通道24a上的电动24b。电动泵24b从抄槽21的下游侧将循环通道24a内的水和混合竹纤维25一起吸入,压送到上游侧。由此,在抄槽21的内部产生从上游侧至下游侧的水流,水中的混合竹纤维25被高效地按压在圆网22a上。
[0109] 分散于水中的混合竹纤维25,其重量比例如在通常的抄纸工序中被抄取在圆网22a上的纸材料要大,容易从圆网22a上滑落。另一方面,通过使抄槽21的内部发生水流,圆网22a与混合竹纤维25的接触频率就被提高。另外,由于水流的方向是将混合竹纤维25按压在圆网22a上的方向,故混合竹纤维25容易钩挂在圆网22a上。由此,混合竹纤维25高效地被抄取在圆网22a上,竹纤维片材10的抄造效率和生产率提高。
[0110] [6-2.平网抄纸装置]
[0111] 图5(b)所示的平网抄纸装置20b设有抄槽21、平网22b、湿毡23及水流发生机24。抄槽21、湿毡23及水流发生机24其各自的要素与圆网抄纸装置20a中的相同。
[0112] 平网22b如图5(b)所示,是形成为输送带状的抄网,为使在水中的移动时间较长,输送面在水中配置成相比于水平稍微倾斜。平网22b的倾斜方向为输送面的下游侧比上游侧高的方向。由此,保持分散于水中状态的混合竹纤维25就缓慢地抄取在平网22b上,抄取在平网22b上的混合竹纤维25的定向性被减弱。另外,平网22b的输送速度被设成与水流发生机24所发生的水流速度相对应的速度,最好被控制成与在平网22b附近流动的水流等方向、等速度。由此,抄取在平网22b上的混合竹纤维25大致成为无定向。
[0113] 平网抄纸装置20b与圆网抄纸装置20a相比,装置自身的尺寸大,且在高速运转时稍许不合适。另一方面,即使竹纤维的纤维长度较长,也容易抑制定向的偏向,具有可制造通用性高的竹纤维片材10的优点。
[0114] [6-3.圆网及平网的并用]
[0115] 图5(c)是表示将上述的圆网22a及平网22b予以并用时的装置结构的示图。在该图5(c)中,省略画出水流发生机24。该抄纸装置20c沿湿毡23的输送方向连续设置上述的圆网抄纸装置20a和平网抄纸装置20b,被移送到湿毡23上的混合竹纤维25在各个抄纸装置20a、
20b重合,形成定向程度不同的混合竹纤维25被多层化的竹纤维片材10。
[0116] 因此,若将湿毡23从圆网抄纸装置20a接收的混合竹纤维25的厚度设为W1、将湿毡23从平网抄纸装置20b接收的混合竹纤维25的厚度设为W2,则根据竹纤维片材10所要求的定向程度来调整厚度W1、W2,由此可自由地变更定向特性。另外,也可在竹纤维片材10的表面侧和背面侧给予不相同的定向特性。此外,若使圆网抄纸装置20a和平网抄纸装置20b的连续设置数增加,则可更柔性地控制定向特性。
[0117] 另外,从抄网移送至湿毡23的混合竹纤维25的量,可通过控制抄网的驱动速度或抄网与湿毡23之间的间隙尺寸、压力等来变更。另外,也可作成这样的结构:通过变更抄槽21内的混合竹纤维25的浓度,来变更抄取在抄网上的混合竹纤维25的单位面积重量。
[0118] [7.纤维的定向特性]
[0119] 关于竹纤维片材10的定向比,表2表示在由上述的圆网抄纸装置20a制造的情况、由平网抄纸装置20b制造的情况、以及一并使用两者的情况下的各个数值。这里,关于竹纤维片材10的片材抗断强度及基材弯曲刚性,将MD方向的数值相对于CD方向的数值的比例作为定向比。该定向比越接近1,则表示纤维的定向性越弱(纤维的方向无偏向)。另外,片材抗断强度是竹纤维片材10单体的抗断强度(150mm宽度),基材弯曲刚性是在芯材12的两面贴附有竹纤维片材10后的内装用基材11的弯曲刚性(50mm宽度)。
[0120] 如表2所示,在使用圆网抄纸装置20a的情况下,关于抗断强度、弯曲刚性定向比都大,即,强烈表现出竹纤维的定向沿着圆网22a旋转方向。相反,在使用了平网抄纸装置20b的情况下,关于抗断强度、弯曲刚性定向比都小,定向性减弱。平网22b的输送速度越慢,或者平网22b的输送速度与水流的速度之差越小,则定向比越接近1,定向性下降。
[0121] 另外,在一并使用圆网22a及平网22b的情况下,由圆网22a抄起的竹纤维与由平网22b抄起的竹纤维被层叠化。因此,定向比是使用圆网抄纸装置20a时和使用平网抄纸装置
20b时的中间值。如此,通过一并使用圆网22a和平网22b,从而可自由地控制定向比。
[0122] 表2
[0123]
[0124]
[0125] 竹纤维片材10的定向性,可考虑根据使用竹纤维片材10的内装用基材11的形状和特性而设定。例如,如图6(a)所示,对于纵向尺寸和横向尺寸大致相等、且向车辆固定的固定部位16大致均等地分散设置于部件整体的内装用基材11a来说,要求在所有方向呈现均等强度的特性。对于这种内装用基材11a,最好使用由平网抄纸装置20b抄造的定向性弱的竹纤维片材10。
[0126] 另外,对于纵向尺寸和横向尺寸很大不同、且向车辆固定的固定位置有偏移的部件,不一定要求所有方向均等的强度。例如,图6(b)所示,在固定部位16仅设于内装用基材11b长度方向的两端部的情况下,要求长度方向呈现的强度比宽度方向强的特性。对于这种内装用基材11b,也可使用由圆网抄纸装置20a抄造的定向性强的竹纤维片材10,使圆网22a的旋转方向与内装用基材11b的长度方向一致即可。或者,在仅由圆网22a制造的竹纤维片材10的定向性过强的情况下,使用将圆网22a和平网22b一起使用而抄造的竹纤维片材10即可。
[0127] 另外,对于上述的内装用基材11b也可使用仅由平网22b抄造的竹纤维片材10。但是,在该情况下,就要制造能充分确保长度方向强度那样的厚度、单位面积重量的竹纤维片材10,宽度方向强度就过剩。另一方面,通过按照内装用基材11b所要求的强度、方向,一并使用圆网22a、平网22b来抄造竹纤维片材10,由此可在需要的方向上仅分配所需的材料的性能。因此成为容易与竹纤维片材10的轻量化和省资源化的需求相适应的材料。
[0128] [8.流程图]
[0129] 图7是例示上述竹纤维片材10的制造顺序的流程图。
[0130] 在步骤A10的准备工序中,准备作为竹纤维片材10的原材料的二种竹纤维,即准备丝状竹纤维7和浆状竹纤维8。
[0131] 在这些竹纤维通过竹1的裂解产生的情况下,使用常温的物理性手段(例如裂解滚筒),将竹1裂解为维管束2和柔组织3(裂解工序)。另外,裂解出的竹纤维中,具有超过0.3mm的纤维粗度的纤维被分类为丝状竹纤维7。另一方面,具有0.3mm以下的纤维粗度的纤维不废弃而被分类为浆状竹纤维8(分选工序)。
[0132] 在步骤A20的混合工序中,实施将前步骤所准备好的丝状竹纤维7和浆状竹纤维8分散在水中的作业。在该步骤,如图5(a)~(c)所示,竹纤维被混合在抄槽21内的水中。丝状竹纤维7及浆状竹纤维8的重量混合比是,至少前者是后者以上,较好的是前者为50%以上且80%以下的范围内,后者为20%以上且50%以下的范围内。
[0133] 在该步骤中,生成向将水中的混合竹纤维25按压在抄网上的方向流动的水流(水流工序)。该水流如图5(a)、(b)中空心箭头所示,是在抄槽21及循环通道24a中循环的水流。因此,即使混合竹纤维25未钩挂在抄网上,该混合竹纤维25也向抄网的上游侧循环,再被移送到抄网的近旁。由此,水中的混合竹纤维25被高效地按压在圆网22a、平网22b上,竹纤维片材10的抄造效率及生产率提高。
[0134] 当在抄槽21的内部形成水流时,就驱动抄网(抄网工序)。如图5(a)所示,在由圆网22a进行抄造的情况下,例如根据欲抄起在圆网22a上的混合竹纤维25的厚度和定向的程度,来控制圆网22a的旋转速度。另外,如图5(b)所示,由平网22b进行抄造时也相同,但较好的是,将平网22b的驱动方向及驱动速度控制成,与在平网22b近旁流动的水流等方向和等速度。
[0135] 通过驱动抄网,则在步骤A30的抄造工序中,混合竹纤维25从水中被抄取,并被移送到湿毡23上。该混合竹纤维25的水分被去除到湿毡23上,同时,在接着的步骤A40以后的工序中被输送到脱水装置、干燥装置和压缩装置等,在实施了脱水工序、干燥工序和压缩工序后,最终完成竹纤维片材10。另外,对于被移送到湿毡23上的混合竹纤维25的脱水工序、步骤A40的干燥工序和压缩工序等,可转用与公知的抄造技术中相同的作业工序。
[0136] [9.效果]
[0137] [9-1.关于竹纤维片材]
[0138] (1)在本实施形态的竹纤维片材10中,鉴于竹1的每个部位不同的维管束2的特性,而将纤维粗度超过0.3mm且纤维长度为10mm以上的竹纤维用作为丝状纤维7,并且,将纤维粗度为0.3mm以下且纤维长度为10以下的竹纤维用作为浆状竹纤维8。由此,可形成丝状竹纤维7所带来的牢固的骨架构造,且可由浆状竹纤维8来提高纤维之间的结合性。因此,可提高竹纤维片材10的刚性、强度。即,通过将功能分担在按纤维粗度分类的二种的竹纤维上,从而无论竹纤维的破碎度如何,都可提高竹纤维片材10的刚性、强度。
[0139] 另外,可不浪费地使用由一根竹1裂解的竹纤维来制作竹纤维片材10,可减轻环境负担。尤其,由于可使用通常裂解竹纤维时成为废弃对象的细微的浆状竹纤维8(具有0.3mm以下纤维粗度的竹纤维)来制造竹纤维片材10,因此,可减少产业废弃物的量,可减轻环境负担。
[0140] 另外,与专利文献4(日本特许第4743108号公报)所记载那样的以往技术相比,不需要对竹纤维的破碎处理,可缩短抄造时间,可提高竹纤维片材10的抄造作业性。
[0141] (2)上述的混抄在竹纤维片材10中的丝状竹纤维7及浆状竹纤维8,不是细胞壁间的木质素被分解或被去除的竹纤维,是残留有与裂解前同等量的木质素的竹纤维。由此,可获得有效利用竹纤维原本的刚性和强度的具有硬度的竹纤维片材10,即,可提高竹纤维片材10的刚性、强度。
[0142] (3)上述的丝状竹纤维7及浆状竹纤维8,是在常温下利用例如裂解滚筒或裂解装置这样的物理性、机械性手段而裂解出的竹纤维。利用物理性、机械性手段在常温下而裂解出的竹纤维的纤维细胞,许多的木质不会失去而残留,纤维细胞的加强效果被维持,且可防止醛类化合物(例如甲醛)和有机酸(例如蚁酸)的产生。因此,可不损害竹纤维原本的刚性和强度地加以有效利用,可改善竹纤维片材10的物理特性。
[0143] (4)在上述竹纤维片材10中,丝状竹纤维7的重量比是浆状竹纤维8的重量比以上。根据这种竹纤维的重量分配,可使来自丝状竹纤维7的物理特性比来自浆状竹纤维8的物理特性优越。即,可确保丝状竹纤维7彼此的重合部位数和重合面积,可容易形成网眼状的骨架构造。因此,能由丝状竹纤维7可靠地形成竹纤维片材10的骨架构造,能提高竹纤维片材
10的刚性、强度。
[0144] (5)尤其,在上述的竹纤维片材10中,丝状竹纤维7的重量比被设定在50%以上且80%以下的范围内,浆状竹纤维8的重量比被设定在20%以上且50%以下的范围内。由此,如图4(a)、(b)所示,可提高片材的抗断强度和弯曲刚性双方,可提高竹纤维片材10的综合强度,并且可将刚性、强度的平衡最佳化。
[0145] (6)另外,上述的竹纤维片材10中的丝状竹纤维7的纤维长度是10mm以上,丝状竹纤维7之间容易互相交叉。因此,可容易形成网眼状的骨架构造,可进一步提高竹纤维片材10的刚性、强度。
[0146] (7)同样,上述的竹纤维片材10中的浆状竹纤维8的纤维长度是10mm以下,浆状竹纤维8容易分散。由此,可使浆状竹纤维8无偏向地分布在丝状竹纤维7的间隙中,可将网眼状的骨架构造之间均匀地结合在一起而加强。因此,可进一步提高竹纤维片材10的刚性、强度。
[0147] [9-2.关于制造方法]
[0148] (1)在本实施形态的竹纤维片材10的制造方法中,在准备工序中准备纤维粗度不同的丝状竹纤维7和浆状竹纤维8,用湿式抄纸法从这些混合竹纤维25中抄造竹纤维片材10。丝状竹纤维7的刚性较高,适于形成竹纤维片材10的骨架构造,但有时无法在抄槽21的内部获得良好的分散性。另一方面,在上述的制造方法中,纤维粗度为0.3以下的浆状竹纤维8在抄槽21的内部迅速分散,均匀扩散而填埋丝状竹纤维7的骨架构造的间隙。因此,可制造刚性、强度高的竹纤维片材10。
[0149] (2)在上述的竹纤维片材10的制造方法中,如图5(a)、(b)所示,在混合工序中,生成向将抄槽21中的混合竹纤维25按压在抄网上的方向流动的水流。由此,可提高混合竹纤维25在抄网上的固定性,可制造适当厚度的竹纤维片材10。另外,由于抄取在抄网上的混合竹纤维25的量增加,故可加快抄网的驱动速度,可缩短竹纤维片材10的制造时间。
[0150] (3)另外,在使用圆网抄纸装置20a的情况下,可沿圆网22a的旋转方向使丝状竹纤维7的排列一致,可加强竹纤维片材10的纤维定向性。因此,制造要求特定方向上的强度的竹纤维片材10的情况下,使用圆网抄纸装置20a是较佳的。
[0151] (4)另一方面,在使用平网抄纸装置20b的情况下,通过使用平网22b,从而可减弱竹纤维片材10的纤维定向性。因此,制造要求所有方向强度均匀的竹纤维片材10的情况下,使用平网抄纸装置20b是较佳的。
[0152] (5)另外,在使用平网抄纸装置20b的竹纤维片材10的制造方法中,通过使抄槽21内的水流方向、速度与平网22b的移动方向、速度对应,从而可维持混合竹纤维25的分散性地进行抄取。由此,可抑制竹纤维的定向的偏向,可制造所有方向大致呈现均等的刚性、强度的通用性高的竹纤维片材10。
[0153] (6)另外,在一并使用圆网22a和平网22b的情况下,可任意控制抄取在抄网上的混合竹纤维25的定向性。例如,在将由圆网22a抄取的混合竹纤维25所构成的层、和由平网22b抄取的混合竹纤维25所构成的层予以多层化(重合)而制造一片竹纤维片材10的情况下,若加大前者的厚度、单位面积重量,则圆网22a在旋转方向的定向性被加强,若加大后者的厚度、单位面积重量,则该定向性被减弱。如此,根据竹纤维片材10所要求的定向的程度,分开使用圆网22a及平网22b,或控制它们的动作,由此可制造具有所需定向特性的竹纤维片材10。
[0154] (7)在上述的竹纤维片材10的制造方法中,在准备工序中,例如利用裂解滚筒或裂解装置这样的物理性、机械性手段在常温下将竹1裂解为维管束2和柔组织3,生成丝状竹纤维7及浆状竹纤维8。常温下用机械性手段裂解出的竹纤维的纤维细胞中,许多的裂解前的木质素不会失去而残留。如此,通过使用纤维细胞中残留木质素的竹纤维,从而可不损害竹纤维原本的刚性、强度地加以有效利用,可提高竹纤维片材10的刚性、强度。另外,由于不对竹1实施热处理,因此,不会产生醛类的化合物(例如甲醛)和有机酸(例如蚁酸),可减轻环境负担。
[0155] (8)在上述的竹纤维片材10的制造方法中,在准备工序中,从竹1的外皮侧裂解出的竹纤维是丝状竹纤维7,从竹1的内皮侧裂解出的竹纤维是浆状竹纤维8。由此,可不浪费地使用由一根竹1裂解的竹纤维来制作竹纤维片材10,可减轻环境负担。另外,由于通常裂解竹纤维时成为废弃对象的细微的浆状竹纤维8被混入竹纤维片材10内,因此可减轻产业废弃物的量。
[0156] (9)在上述的竹纤维片材10的制造方法中,在混合工序中,以丝状竹纤维7的混合比为浆状竹纤维8的混合比以上的状态进行混合。通过如此混抄,可确保丝状竹纤维7彼此的重合部位数和重合面积,可容易形成网眼状的骨架构造。因此,能由丝状竹纤维7可靠地形成竹纤维片材10的骨架构造,可提高竹纤维片材10的刚性、强度。
[0157] (10)尤其,在将丝状竹纤维7的重量比设定在50~80%的范围内、将浆状竹纤维8的重量比设定在20~50%的范围内的情况下,如图4(a)、(b)所示,可提高片材的抗断强度和弯曲刚性双方,可提高竹纤维片材10的综合强度,同时可将刚性、强度的平衡最佳化。
[0158] (11)另外,在上述的竹纤维片材10的制造方法中,丝状竹纤维7的纤维长度为10mm以上,丝状竹纤维7彼此容易互相交叉。因此,可容易形成网眼状的骨架构造,可进一步提高竹纤维片材10的刚性、强度。
[0159] (12)同样,在上述的竹纤维片材10的制造方法中,浆状竹纤维8的纤维长度为10mm以下,浆状竹纤维8容易分散。由此,可使浆状竹纤维8无偏向地分布在丝状竹纤维7的间隙中,将网眼状的骨架构造之间均匀地结合在一起而加强。因此,可进一步提高竹纤维片材10的刚性、强度。
[0160] [9-3.关于车辆的内装用基材]
[0161] (1)在本实施形态的车辆的内装用基材11中,混抄有丝状竹纤维7及浆状竹纤维8这二种竹纤维的竹纤维片材10,被用作为芯材12的加强材料。该竹纤维片材10所含的竹纤维可根据其纤维长度而分类,丝状竹纤维7是10mm以上的纤维,浆状竹纤维8是10mm以下的纤维。根据这种纤维长度的分类,可容易将构成网眼状的骨架构造的丝状竹纤维7彼此互相交叉、接触,可使竹纤维片材10的骨架构造牢固。另外,可使构成细网眼状加强构造的浆状竹纤维8无偏向地分布在丝状竹纤维7的间隙中,可提高纤维间的结合性。
[0162] 另外,通过将竹纤维片材10作为芯材12的加强材料,可满足足够的刚性、强度,并可获得内装用基材11的轻量化,可提高作为内装用基材11的产品性。
[0163] 另外,如表1所示,可减少在焚烧产品时所产生的残渣(焚烧灰)的量,可大幅度减轻环境负担。另外,竹纤维片材10的原材料的再利用性高,可提高再生效率,除此之外,可再用作为燃料。从这一点来看,也可提高减轻环境负担的效果。
[0164] (2)由于构成上述内装用基材11的竹纤维片材10,使用含有与裂解前同等量的木质素的竹纤维,因此,可获得有效利用了竹纤维原本的刚性、强度的具有硬度的竹纤维片材10,由竹纤维片材10来充分加强芯材12,实现内装用基材11的刚性、强度的提高。
[0165] (3)对于构成上述内装用基材11的竹纤维片材10,使用利用物理性、机械性手段在常温下裂解出的竹纤维。由此,可用无损害地有效利用了竹纤维原本的刚性、强度的竹纤维片材10来加强芯材12,可改善竹纤维片材10的物理特性,同时可进一步提高内装用基材11的刚性、强度。
[0166] (4)如图1所示,丝状竹纤维7含有竹1的外皮侧的维管束2,浆状竹纤维8含有内皮侧的维管束2。如此,将考虑竹1的部位与纤维粗度的关系而混抄有二种竹纤维的物件作为芯材12的加强材料,由此可使由丝状竹纤维7形成的骨架构造更牢固,并可利用浆状竹纤维8来提高纤维结合性。另外,竹纤维片材10是不浪费地使用由一根竹1裂解的竹纤维而形成的,可利用这样的竹纤维片材10来制造内装用基材11,可减轻环境负担。
[0167] (5)在上述的内装用基材11的竹纤维片材10中,丝状竹纤维7的重量比是浆状竹纤维8的重量比以上。根据这种竹纤维的重量分配比的混抄,可使来自丝状竹纤维7的物理特性比来自浆状竹纤维8的物理特性优越。由此,可形成刚性和强度高的竹纤维片材10,可进一步提高芯材12的加强效果。因此,可进一步提高内装用基材11的刚性、强度。
[0168] (6)尤其,在上述的竹纤维片材10中,丝状竹纤维7的重量比被设定在50%以上且80%以下的范围内,浆状竹纤维8的重量比被设定在20%以上且50%以下的范围内。由此,如图4(a)、(b)所示,可提高片材抗断强度和弯曲刚性双方,可提高竹纤维片材10的综合强度,并且可将刚性、强度的平衡最佳化。因此,可提高内装用基材11的刚性、强度,并且可将刚性、强度的平衡最佳化。
[0169] (7)采用上述的内装用基材11的竹纤维片材10,通过使用纤维粗度超过0.3mm的丝状竹纤维7来形成芯材12的加强材料,从而可提高对加强材料自身的骨架构造进行支撑的功能,可进一步提高内装用基材11的刚性、强度。
[0170] (8)另外,采用上述的内装用基材11的纤维片材10,通过使浆状竹纤维8的粗度为0.3mm以下,故可提高将丝状竹纤维7彼此结合的功能和分散性,可进一步提高竹纤维片材
10的刚性、强度。因此,可进一步提高内装用基材11的刚性、强度。
[0171] [10.变形例]
[0172] 与上述实施形态无关,在不脱离它们的宗旨的范围内可进行各种变形来实施。本实施形态的各结构,可根据需要进行舍取选择,或也可进行适当组合。
[0173] 在车辆的内装部件中,即使最终产品的性能要求是相同的,有时因原材料、形状和成形方法等的不同而要求对于成形时的应力的耐性。另一方面,如果是应用于上述内装用基材11的竹纤维片材10,通过将浆状竹纤维8的一部分置换成结合纤维,从而可应付这种需要。此处所说的结合纤维,是指起到作为将丝状竹纤维7和浆状竹纤维8连接起来的连接材料的作用的纤维,除了化学纤维和合成纤维外,包含天然纤维、含有天然纤维的化学纤维、仅使用天然纤维并用化学制法制成的化学纤维(广义的化学纤维)等。
[0174] 例如,在上述的实施形态中,例示了使丝状竹纤维7及浆状竹纤维8的重量比为50~80%∶50~20%的情况,但可考虑使浆状竹纤维8的重量比例减少,混抄该重量的结合纤维。在该情况下,可考虑,当在图7所示的流程图内的混合工序中使丝状竹纤维7和浆状竹纤维8分散在水中时,以规定的重量比混入结合纤维。
[0175] 作为结合纤维的具体例子,如有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维、聚乙烯醇(PVA)纤维、纤维素类纤维、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维、多乳酸(PLA)纤维、聚乙烯纤维和脂肪族聚酯树脂等。另一方面,为了满足抄纸要件,并抑制木质素的分解温度,较好的是,结合纤维例如其比重为0.8~1.5,融点为150℃以下,纤维粗度为10~200×10-3mm,纤维长度为5~15mm左右。
[0176] 如下所示的表3,是将丝状竹纤维7的重量比固定为70%、浆状竹纤维8的重量比做成30%、以及将其中的10%置换为结合纤维的竹纤维的刚性和强度的测定结果。
[0177] 表3
[0178]
[0179] 内装用基材11的弯曲刚性大致一定,与浆状竹纤维8的配合比例的大小无关而基本一定,即,受丝状竹纤维7的配合比例支配。因此,若丝状竹纤维7的重量比为一定,则认为最终产品的刚性没有变化。
[0180] 一方面,竹纤维片材10的抗断强度如图4(a)所示,随着浆状竹纤维8的配合比例减少而下降。但是,通过使用起到粘合剂作用的结合纤维来代替浆状竹纤维8,或在不使用结合纤维的情况下使用市售的浆料,从而如表3所示,竹纤维片材10的抗断强度被强化。
[0181] 如此,通过使竹纤维片材10含有结合纤维,从而可强化纤维之间的结合力,可进一步提高竹纤维片材10的强度。另外,在将这样的竹纤维片材10作为车辆的内装用基材11的情况下,可进一步提高内装用基材11的强度。
[0182] 另外,仅在成形内装用基材11时要求竹纤维片材10的强度的话(作为最终产品的性能要求的强度比制造过程中要求的强度低的情况),也可用植物来源原料制造原料的一部分或全部来作为上述的结合纤维,或者也可使用具有生物分解性的原料。在该情况下,可提高竹纤维片材10的强度,并可减轻环境负担,可提高产品性和商品性。
[0183] 作为原料的一部分或全部由植物来源原料制造而成的结合纤维的具体例子,例如也可使用纤维素类纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维、多乳酸(PLA)纤维和聚乙烯纤维等。另外,作为具有生物分解性的结合纤维的具体例子,也可使用纤维素类纤维、聚乙烯醇(PVA)纤维、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)纤维、多乳酸(PLA)纤维和脂肪族聚酯树脂等。
[0184] 另外,在上述的实施形态中,详细描述了丝状竹纤维7及浆状竹纤维8都是在常温下利用机械性手段而裂解出的竹纤维的情况,但是,至少丝状竹纤维7是在常温下利用机械性手段而裂解出的竹纤维即可。即,在浆状竹纤维8配合量不足的情况下,也可用市售的浆料来弥补该不足部分。只要至少丝状竹纤维7的细胞壁间含有与裂解前同等量的木质素,就可形成竹纤维片材10的牢固的骨架构造。
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