JP7362018B2 - 複合積層体およびその製造方法 - Google Patents
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Description
[複合積層体の構成]
まず、複合積層体の構成および製造方法を説明する。図1は、複合積層体100を示す断面図である。複合積層体100は、本体層110および基盤樹脂層120を備えている。本体層110は、フィルム層111、113および複合層112、114で構成されている。フィルム層111、113および複合層112、114は、互い違いに積層されている。
上記のように構成された複合積層体100の製造方法を説明する。複合積層体100は、熱圧着、プレフォーム成形、トリミングおよび射出成形の工程で製造される。図2は、PPフィルム(熱可塑性樹脂フィルム)と不織布とを熱圧着する工程を示す斜視図である。
[回路部材埋設型の複合積層体の構成]
上記の複合積層体100の本体層には回路部材を埋設することができる。図5(a)、(b)は、それぞれ本体層に導線および素子を埋設した複合積層体200、300を示す断面図である。
[合線の形態]
上記の実施形態における回路部材231として、絶縁線および前記絶縁線に巻き回されている1または複数の導電線からなる合線を用いてもよい。合線には、具体的には様々な形態のものを用いることができる。図6(a)~(c)は、それぞれカバリング線231a(導電線2本)、カバリング線231b(導電線1本)および撚り線231cを示す平面図である。
上記のような回路部材231としてヒータ線を用いた積層複合体を備えた暖房便座を構成することができる。図7は、複合積層体200を備えた暖房便座400を示す斜視図である。暖房便座400は、ヒータ線に電流を流すことで表面の温度を40℃程度に維持できる。ヒータ線の材料は特に限定されない。
複合積層体は、機器への電力を供給する合線および機器を制御する電気信号を伝える導線を埋設したワイヤーハーネスに用いることができる。導線を複合層の間に埋設しているため、回路のショート等の不具合の生じにくいワイヤーハーネスを実現できる。タッチパネルやアンテナを複合積層体に内蔵させることも可能である。
不回路部材を埋設せずにPPフィルムとスパンボンド系の不織布を交互に合計4枚重ねて積層し、熱圧着を行った。圧力3.9MPaで油圧熱プレス機を用いて1分間プレスした。プレス後は、いずれも10~20%合計の厚さが減少した。その際のPPフィルムの厚さ、不織布の厚さ、温度は、表1に示す通りである。
PPフィルムの厚さと温度条件を変えてプレスを行った。いずれも厚さ100μmの不織布を用いた。厚さ200μmのPPフィルムを用いて155℃でプレスを行ったところ、剥離しなかった。同様の条件で厚さ300μmのPPフィルムを用いた場合も剥離しなかった。一方、厚さ500μmのPPフィルムを用いて155℃でプレスを行ったところ、剥離が生じた。
不織布の厚さを変えてプレスを行った。厚さ40μmの不織布を用いて158℃でプレスを行い、得られた積層シートの切断面を観察したところ、不織布の繊維切れが生じていた。厚さ50μmの不織布を用いて同様にプレスし、切断面を観察したところ、不織布の繊維切れは生じていなかった。
厚さ500μmのPPフィルムおよび厚さ100μmの不織布を交互に合計2枚重ね、158℃でプレスを行い2層構造の積層シートを作製したところ、剥離は生じなかったものの積層シートに撓みが生じた。
4層構造の第1層と第2層との間に直径0.1mmヒータ線を埋設し、積層シートを作製した。得られた積層シートの表面を観察したところ、ヒータ線に由来する凹凸は無く平滑であった。得られた積層シートに対し、ヒータ線に3V、4.5Aの電流を流したところ、表面温度が5s程度で40℃に上昇した。
PPフィルムと不織布とを用い、4層構造の第1層と第2層との間に直径0.3mmのカバリング線を埋設し、積層シートを作製した。カバリング線は、2本の導電線(銅線)が絶縁線(ポリエステルウーリー糸)の周りに配置されたものを用いた。そして、図3(b)に示すようなオス金型D1とメス金型D2とを用い、150℃で型締めし、成形体を得た。得られた成形体の表面を観察したところ、カバリング線に由来する凹凸は無く平滑であった。また、カバリング線の導電線に3V、4.5Aの電流を流したところ問題無く導通した。
110 本体層
111、113 フィルム層
112、114 複合層
120 基盤樹脂層
200、300 複合積層体
210 本体層
210a 端縁
211 フィルム層
212 複合層
231 回路部材(ヒータ線等の導線)
231a カバリング線
231b カバリング線
231c 撚り線
232a~c 絶縁線
233a~c 導電線
331 回路部材(素子)
300 複合積層体
310 本体層
311 フィルム層
312 複合層
331 回路部材
400 暖房便座
A1、A2 PPフィルム
A3、A4 不織布
B1 積層シート
B2 予備成形体
B3 プレフォーム成形体
D1 オス金型
D2 メス金型
M10 射出成形機
M11 射出スクリュー
M12 射出成形用のメス金型
M13 射出成形用のオス金型
M15 射出孔
M16 射出成形孔
P1 原料(熱可塑性樹脂溶融液)
T1 タンク
Claims (12)
- ポリプロピレンからなり、厚みが均一なフィルム層ならびに前記フィルム層に接し、不織布および前記不織布の網目内に浸潤し固着されたポリプロピレンで形成される複合層を有する本体層と、
前記複合層に接し、ポリプロピレンで形成された基盤樹脂層と、を備え、
前記本体層は、前記フィルム層および前記複合層が互い違いに複数設けられた多層構造を有することを特徴とする複合積層体。 - ポリプロピレンからなり、厚みが均一なフィルム層ならびに前記フィルム層に接し、不織布および前記不織布の網目内に浸潤し固着されたポリプロピレンで形成される複合層を有する本体層と、
前記複合層に接し、ポリプロピレンで形成された基盤樹脂層と、を備え、
前記本体層は、前記フィルム層と前記複合層とに挟まれて設けられた回路部材をさらに備えることを特徴とする複合積層体。 - 前記回路部材は、絶縁線および前記絶縁線に巻き回されている1または複数の導電線からなる合線であることを特徴とする請求項2記載の複合積層体。
- 前記合線は、前記絶縁線の周囲に前記導電線が設けられて形成されるカバリング線であり、
前記絶縁線は、加熱時に収縮することを特徴とする請求項3記載の複合積層体。 - 前記絶縁線は、ポリエステルウーリー糸または高収縮糸であることを特徴とする請求項3記載の複合積層体。
- 端縁が、前記基盤樹脂層が前記本体層を被覆して形成されていることを特徴とする請求項1記載の複合積層体。
- 前記回路部材は、端子が露出せず全体が埋設されていることを特徴とする請求項2記載の複合積層体。
- 前記フィルム層の厚さは、1500μm以下であり、
前記複合層の厚さは、500μm以下であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の複合積層体。 - ポリプロピレンからなるフィルムと不織布とを所定の設計に基づいて配置する工程と、
前記フィルムと前記不織布とを前記フィルムを形成するポリプロピレンの融点以下軟化点以上の温度で熱圧着し積層シートを形成する工程と、
前記積層シートにおける前記不織布で形成された主面にポリプロピレンを射出成型する工程をさらに含むことを特徴とする複合積層体の製造方法。 - 前記フィルムの厚さは、200μm以上1500μm以下であり、前記不織布の厚さは、50μm以上500μm以下であり、前記熱圧着は155℃以上170℃以下で行うことを特徴とする請求項9記載の複合積層体の製造方法。
- 前記所定の設計により前記フィルムと前記不織布との間に回路部材を配置することを特徴とする請求項10記載の複合積層体の製造方法。
- 前記回路部材は、絶縁線および前記絶縁線に巻き回されている1または複数の導電線からなる合線であることを特徴とする請求項11記載の複合積層体の製造方法。
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