JP2002105824A - 繊維層状体およびその製造方法およびその製造装置 - Google Patents

繊維層状体およびその製造方法およびその製造装置

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JP2002105824A JP2000294925A JP2000294925A JP2002105824A JP 2002105824 A JP2002105824 A JP 2002105824A JP 2000294925 A JP2000294925 A JP 2000294925A JP 2000294925 A JP2000294925 A JP 2000294925A JP 2002105824 A JP2002105824 A JP 2002105824A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車ドアのトリムに用いるボードは、従来
性質の異なる繊維層を別工程で製作し、これを重ね合わ
せて得る方法が採られていた。このため生産効率がよく
なかった。本発明では、この種の繊維ボードを効率よく
生産する方法および装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 天然繊維と熱可塑性繊維を配合した原材
料１２を回転する回転体１１の表面に供給した後、回転
体１１の回転力により天然繊維と熱可塑性繊維を移動す
るベルトコンベア１５の搬送面に向けて飛散させて、天
然繊維と熱可塑性繊維を搬送面上に、その各繊維質の重
量差により厚み方向に配合比率が徐々に変化する状態に
堆積させて層状化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車の
ドアトリム等の内装材または住宅の壁材等の建材、家具
等に用いられる繊維層状体およびその製造方法およびそ
の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のドアトリム等の内装材として、
厚み方向に天然繊維と熱可塑性繊維の配合比率が変化す
る繊維積層体（傾斜マット）が用いられている。従来、
この種の繊維積層体１００は、図９に示すように天然繊
維と熱可塑性繊維の配合比率を変えて予め別々に製作し
た各層１０１〜１０３を貼り合わせ、これにより例えば
表面側と裏面側では熱可塑性繊維の配合比率が高く、中
心層では天然繊維の配合比率が高い繊維積層体１００を
製作していた。以下の説明において、表面側および裏面
側から中心部に向けて同様に配合比率が変化する構造を
両面傾斜構造といい、表面側から裏面側（またはその
逆）に向けて配合比率が変化する構造を片面傾斜構造と
いう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造方法によれば、配合比率が異なる各層１０１〜
１０３を予め別々の工程で製作しておく必要があったた
め、複数の工程が必要になって生産工程が煩雑になり生
産性がよくなかった。本発明は、この種の繊維層状体を
効率よく製造するための方法およびこれにより生産され
た繊維層状体およびその製造装置を提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、前
記各請求項に記載した構成の繊維層状体およびその生産
方法およびその製造装置とした。請求項１記載の繊維層
状体によれば、天然繊維と熱可塑性繊維の配合比率が厚
み方向に徐々に変化する（以下、「徐変する」ともい
う）状態で層状化されているので、例えば両繊維を配合
した原材料を搬送コンベア上に飛散させれば、両繊維の
成分である各繊維質の重量差を利用してその配合比率が
厚み方向に徐変する状態に層状化させることができ、こ
の方法によれば従来のように別々の工程で別途製作した
ものを積層するのではなく、１工程で製作することがで
き、これにより従来よりも当該繊維層状体の生産効率を
向上させることができる。また、配合比率が厚み方向に
徐変しているので、従来のように別々の工程で製作した
各層を貼り合わせて積層した場合のような配合比率につ
いての界面が存在せず、従って界面はく離による強度低
下を発生せず、ひいては当該繊維層状体の耐久性を大幅
に高めることができる。
【０００５】請求項２記載の製造方法によれば、従来の
ように天然繊維と熱可塑性繊維の配合比率が異なる複数
の層をそれぞれ別工程で製作する必要がなく、１工程で
層状化することができるので、従来よりも当該繊維層状
体の生産効率を高めることができる。また、天然繊維と
熱可塑性繊維の配合比率が徐変しているので、従来のよ
うな界面はく離による強度低下を招くことはなく、これ
により当該繊維層状体の耐久性を高めることができる。
なお、厚み方向に配合比率が徐変する状態に層状化され
た繊維層状体は、その後加熱加圧処理することによりボ
ード体に成型することができる。請求項３記載の製造方
法によれば、天然繊維と熱可塑性繊維が厚み方向に絡み
合うので両繊維のはく離を一層確実に防止することがで
きる。
【０００６】請求項４記載の製造方法によれば、繊維層
状体の表裏両面を同種の繊維層とすることができる。例
えば、天然繊維と熱可塑性繊維を配合比率が厚み方向に
徐変する状態に層状化したものは、表側が天然繊維であ
れば裏側が熱可塑性繊維となる。そこで、表側（天然繊
維側）にさらに熱可塑性繊維層を積層することにより、
表面側および裏面側がともに熱可塑性繊維層で、中心層
が天然繊維層となる繊維層状体を得ることができる。請
求項５記載の製造方法によれば、表裏両面が同種の繊維
層で、かつ厚み方向全域にわたって配合比率が徐変する
繊維層状体を得ることができる。
【０００７】請求項６記載の製造装置によれば、天然繊
維と熱可塑性繊維を配合した原材料を回転する回転体の
表面に積層し、然る後この積層状態の原材料に圧縮空気
を吹き付けて飛散させる。飛散した原材料は、搬送手段
に向けて吹き付けられる。飛散する段階で原材料は、各
繊維の重量が大きく、また繊維が圧縮空気の吹き付け力
を受けにくい形状を有する天然繊維は圧縮空気の影響を
あまりうけることなく回転体の回転による遠心力により
遠くの範囲へ吹き飛ばされ、天然繊維よりも各繊維の重
量が小さく、また各繊維が上記圧縮空気の吹き付け力を
受けやすい形状（各繊維が波形を有し相互に絡まり合っ
た状態）を有する熱可塑性繊維は、回転体の回転に伴う
遠心力よりも圧縮空気の吹き付け力により近い範囲に落
下する。このことから、原材料が吹き飛ばされる全範囲
において、回転体に近い範囲ほど熱可塑性繊維の配合比
率が高く、回転体から遠い範囲ほど天然繊維の配合比率
が高くなり、従って両範囲の中間範囲では天然繊維と熱
可塑性繊維の配合比率が徐変する状態で吹き飛ばされ、
これにより搬送手段上に配合比率が厚み方向に徐変する
状態で天然繊維と熱可塑性繊維が層状に堆積されてい
く。請求項７記載の製造装置によれば、繊維層状体にお
ける各層のはく離を一層確実に防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図１
〜図８に基づいて説明する。図７には、以下説明する本
実施形態の製造方法および製造装置１０により製造され
た繊維層状体５０が示されている。この繊維層状体５０
は、天然繊維（ケナフ繊維（ケナフの靭皮から得られる
繊維））と熱可塑性繊維（ＰＰ繊維（ポリプロピレン繊
維、以下同じ））が層状化された片面傾斜構造になって
いる。図示下面側は熱可塑性繊維の配合比率が高く（Ｐ
Ｐリッチ）、上面側は天然繊維の比率が高くなっている
（ケナフリッチ）。図示下面側から図示上面側に至るほ
ど、熱可塑性繊維の配合比率が低くなる一方、天然繊維
の配合比率が高くなって、厚み方向（図示上下方向）に
配合比率が徐々に（連続的に）変化している。従って、
この繊維層状体５０は、その厚み方向について配合比率
に関する界面が存在しない状態に層状化されている。本
明細書において、配合比率が界面を形成することなく徐
々に変化することを徐変という。また、配合比率が徐変
する状態で層をなすことを層状と称して、配合比率の界
面が存在する積層状態と区別する。
【０００９】この繊維層状体５０は、図１に示した製造
装置１０により製造される。この製造装置１０は、大き
く分けて層状化工程Ｓと、熱可塑性繊維ウエブ積層工程
Ｗと、ニードルパンチ工程Ｎを有している。層状化工程
Ｓは、回転する回転体１１と、該回転体１１の表面に原
材料１２を供給する手段（原材料供給装置１３）と、前
記回転体１１の表面に供給された原材料１２に圧縮空気
を吹き付けて飛散させる手段（エアブロー装置１４）
と、飛散した原材料１２を受けて搬送する搬送手段（ベ
ルトコンベア１５）を主体として構成されている。
【００１０】原材料１２には、天然繊維と熱可塑性繊維
をほぼ１：１の重量比率で配合したものが用いられてい
る。天然繊維の各繊維は熱可塑性繊維の各繊維よりも重
い。また、天然繊維の各繊維は、棒状で圧縮空気により
吹き飛ばされにくい形状を有している。一方、熱可塑性
繊維の各繊維は波形状を有して相互に絡み合っている。
このため、熱可塑性繊維の各繊維は圧縮空気により吹き
飛ばされやすい。原材料供給装置１３は、原材料１２を
投入するホッパー１３ａと、このホッパー１３ａの下部
から原材料１２を給送する上下の給送コンベア１３ｂ，
１３ｃを備えている。給送コンベア１３ｂ，１３ｃによ
り原材料１２は、回転体１１の背部（図示左側の側部）
に給送される。回転体１１の背部から上部に至る範囲に
は、大小２つのローラー（ウォーカとストリッパ）から
なるほぐしローラー対１１ａ〜１１ａが複数組配置され
ている。原材料１２は、このほぐしローラー対１１ａ〜
１１ａに巻き込まれてほぐされながら回転体１１の表面
に供給されていく。
【００１１】回転体１１の正面側（図示右側）上方に
は、上記エアブロー装置１４が配置されている。このエ
アブロー装置１４により、上記ほぐしローラー対１１ａ
〜１１ａによりほぐされた原材料１２に向けて圧縮空気
が吹き付けられ、これにより原材料１２が回転体１１の
正面側部付近から下方すなわちベルトコンベア１５の搬
送面にへ向けて吹き飛ばされる。吹き飛ばされる段階
で、原材料１２には回転体１１の回転による慣性力（遠
心力）により前方（図示右方）に向けて放出される。こ
のため、図２に示すように各繊維が重く圧縮空気により
吹き飛ばされにくい形状を有する天然繊維が、図中白抜
きの矢印で示すようにエアブロー装置１４の影響をあま
り受けることなく、回転体１１の遠心力により該回転体
１１から遠く離れた範囲に飛ばされ、各繊維が天然繊維
よりも軽い熱可塑性繊維が回転体１１の回転による遠心
力よりもエアブロー装置１４による圧縮空気の吹き付け
力により図中黒く塗りつぶした矢印で示すように回転体
１１に近い範囲に落下する。しかも、原材料１２が吹き
飛ばされる全範囲において、回転体１１に近い範囲ほど
熱可塑性繊維の配合比率（飛散する割合）が高く、回転
体１１から遠い範囲ほど天然繊維の配合比率（飛散する
割合）が高くなる。その結果、天然繊維と熱可塑性繊維
は配合比率が徐変する状態で吹き飛ばされ、これにより
ベルトコンベア１５の搬送面上に配合比率が厚み方向に
徐変する状態で天然繊維と熱可塑性繊維が層状に堆積さ
れていく。
【００１２】ベルトコンベア１５には網目状の搬送ベル
トが用いられている。また、搬送ベルトの下方であって
上記エアブロー装置１４により原材料１２が吹き付けら
る範囲の下方には、吸引装置１６が配置されている。こ
の吸引装置１６により搬送ベルト上に熱可塑性繊維と天
然繊維が効率よく堆積される。
【００１３】ベルトコンベア１５は図示時計回り方向に
作動して、その搬送面は図示右方に移動する。従って、
回転体１１に近い範囲で先ず熱可塑性繊維が高い配合比
率で堆積され、図示右方へ搬送される過程において徐々
に天然繊維の配合比率が高い割合で堆積されていく。従
って、搬送面上には厚み方向に配合比率が徐変する状態
で片面傾斜構造の繊維層状体５０が形成されていく。さ
らに、図示右方へ搬送されて回転体１１から離れた範囲
に至ると、熱可塑性繊維は少なくなり、天然繊維が極め
て高い割合で堆積される。このため、最終的にベルトコ
ンベア１５の搬送面側（下側）が熱可塑性繊維の配合比
率が高く（ＰＰリッチ）、上側に至るほど天然繊維の配
合比率が徐々に高くなる状態（ケナフリッチ）に層状化
された繊維層状体５０が形成される。この繊維層状体５
０が図７に示されている。この繊維層状体５０は、片面
側が熱可塑性繊維の配合比率が高いＰＰリッチであり、
反対面側が天然繊維の配合比率が高いケナフリッチであ
る片面配合比率徐変構造の層状体となっている。
【００１４】次に、以上のようにして形成された繊維層
状体５０は、熱可塑性繊維ウエブ積層工程Ｗに搬送され
て、その上面側（ケナフリッチ側）に、別工程で製作さ
れたＰＰ繊維１００パーセントの熱可塑性繊維ウエブ５
１（熱可塑性繊維層）が積層されて、両面傾斜構造の繊
維層状体５０１が製造される。層状化工程Ｓの下流側
（図１において右側）には、ライン側カード機２０から
供給された熱可塑性繊維ウエブ５１を繊維層状体５０の
上面側に積層するためのクロスレイヤー装置１７が配置
されている。図３には、熱可塑性繊維ウエブ５１が積層
された状態の繊維層状体５０１が示されている。
【００１５】次に、繊維層状体５０１はニードルパンチ
工程Ｎに搬送される。クロスレイヤー装置１７の下流側
には絡締装置１８が配置されている。この絡締装置１８
により繊維層状体５０と熱可塑性繊維ウエブ５１が絡締
される。この絡締の様子が図４に示されている。搬送経
路に同期して絡締装置１８のニードル１８ａ〜１８ａが
上下に往復動されて、該ニードル１８ａ〜１８ａが熱可
塑性繊維ウエブ５１側から連続して突き刺され、これに
より繊維層状体５０１が絡締される。このニードルパン
チ工程Ｎについては、従来周知の技術であり、本実施形
態において特に変更を要しない。ニードルパンチ工程Ｎ
で絡締処理された繊維層状体５０１は、さらに下流側に
搬送されて、切断装置１９により適宜長さに切断され
る。こうして製作された繊維層状体５０１は、次工程に
おいて加熱、加圧されてボード状に成形される。
【００１６】以上のように構成した本実施形態の製造方
法および製造装置１０によれば、層状化工程Ｎの１工程
のみにより天然繊維と熱可塑性繊維が層状化された繊維
層状体５０を得ることができるので、従来のように各層
１０１〜１０３の製造工程と、これらを貼り合わせる工
程の２工程を必要とする場合に比してその製造工程を簡
略化することができ、ひいてはこの種の繊維層状体５０
の生産効率を向上させることができる。しかも、本実施
形態の製造方法および製造装置１０によれば、天然繊維
と熱可塑性繊維が厚み方向に配合比率が徐変する状態で
層状化されるので、従来各層１０１〜１０３を積層した
場合のような配合比率の界面が存在せず、従って界面は
く離に伴う強度低下が発生しないので、当該繊維層状体
５０の耐久性を大幅に高めることができる。
【００１７】また、上記繊維層状体５０には熱可塑性繊
維ウエブ５１が積層され、然る後ニードルパンチ工程Ｎ
において絡締されることにより繊維層状体５０１を得る
ことができる。この繊維層状体５０１は、表面および裏
面がＰＰリッチで中心部がケナフリッチの両面傾斜構造
になっている。
【００１８】以上説明した実施形態には、種々変更を加
えることができる。例えば、前記熱可塑性繊維ウエブ積
層工程Ｗおよびニードルパンチ工程Ｎを省略して、片面
傾斜構造のままの繊維層状体５０に、別工程で製造した
同じく片面傾斜構造の繊維層状体５２を積層して両面傾
斜構造の繊維積層体５０２を得る構成とすることもでき
る。この繊維層状体５０２が図８に示されている。この
場合、繊維層状体５２は、前記製造装置１０における層
状化工程Ｓにて、天然繊維と熱可塑性繊維が厚み方向に
徐変する状態に層状化されている。この繊維層状体５２
と前記繊維層状体５０を、それぞれのケナフリッチ側同
士を重ね合わせる向きで積層し、これを図５に示す第２
ニードルパンチ工程Ｄにて絡締する。この第２ニードル
パンチ工程Ｄには、２台の絡締装置２１，２２が配置さ
れている。
【００１９】図５において左側の絡締装置２１により、
繊維層状体５０２に対して上面側（ＰＰリッチ）からニ
ードル２１ａ〜２１ａが突き刺され、その直後に図示右
側の絡締装置２２により、下面側（ＰＰリッチ）からニ
ードル２２ａ〜２２ａが突き刺され、これにより繊維層
状体５０と繊維層状体５２が強固に積層されて、両面傾
斜構造の繊維層状体５０２が得られる。その後この繊維
層状体５０２は、前記繊維層状体５０１と同様適宜長さ
にカットされた後、加熱加圧されてボード状に成形され
る。
【００２０】以上のようにして製造された繊維層状体５
０２においても、天然繊維と熱可塑性繊維が層状化工程
Ｓの１工程のみで層状化されるので、当該繊維層状体５
０２の製造工程を従来に比して簡略化することができ
る。また、この繊維層状体５０２のケナフリッチとＰＰ
リッチとの間で配合比率が徐変しているので、従来の界
面はく離による強度低下を招くことはなく、その耐久性
を向上させることができる。
【００２１】以上説明した実施形態には、さらに変更を
加えることができる。例えば、熱可塑性繊維としてＰＰ
繊維（ポリプロピレン繊維）を例示したが、ベンジン化
セルロース、ラウロイル化セルロース、またはポリエチ
レングリコールを混在させたアセテート等を熱可塑性繊
維として用いることができる。また、天然繊維としてケ
ナフ繊維を例示したが、例えば麻、綿、木材、草木等の
繊維を用いた場合にも同様の作用効果を得ることができ
る。
【００２２】なお、上記実施形態では、回転体１１の回
転力を利用して原材料１２の飛散を行う構成としてい
た。この点につき、原材料の天然繊維と熱可塑性繊維の
各繊維質の重量差によって厚み方向に配合比率が徐変す
る繊維層状体および該層状体の製造方法・製造装置の構
成という観点より、原材料１２を回転体１１以外の手段
により飛散させてもよい。例えば、ベルトコンベア１５
に向かってエアを吹き出すブロワーを用いて飛散させる
構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す図であり、繊維層状体
の製造装置の概略の構成を示す側面図である。
【図２】層状化工程の側面図である。
【図３】熱可塑性繊維ウエブ積層工程により熱可塑性繊
維ウエブが積層された段階における両面傾斜構造の繊維
層状体の側面図である。
【図４】ニードルパンチ工程において、繊維層状体を絡
締する様子を示す側面図である。本図において、左側に
ニードルが突き刺された状態を示し、右側に絡締処理後
の繊維層状体が示されている。
【図５】第２ニードルパンチ工程の側面図である。
【図６】第２ニードルパンチ工程において、繊維層状体
を絡締する様子を示す側面図である。本図において、左
側にニードルが上下双方から突き刺された状態を示し、
右側に絡締処理後の繊維層状体が示されている。
【図７】片面配合比率徐変構造の繊維層状体を示す側面
図である。この繊維層状体は、層状化工程を経た段階で
得ることができる。
【図８】両面配合比率徐変構造の繊維層状体を示す側面
図である。この繊維層状体は、第２ニードルパンチ工程
を経ることにより得ることができる。
【図９】従来の製造方法により得られた繊維積層体を示
す斜視図である。本図において、各層１０１〜１０３は
厚み方向に離れた状態に示されている。
【符号の説明】
１０…製造装置 １１…回転体 １２…原材料（天然繊維と熱可塑性繊維） １４…エアブロー装置 １６…吸引装置 １７…クロスレイヤー装置 １８…絡締装置 ５０…繊維層状体（片面傾斜構造） ５１…熱可塑性繊維ウエブ ５２…繊維層状体（片面傾斜構造） ５０１…繊維層状体（両面傾斜構造） ５０２…繊維層状体（両面傾斜構造） Ｓ…層状化工程 Ｗ…熱可塑性繊維ウエブ積層工程 Ｎ…ニードルパンチ工程 Ｄ…第２ニードルパンチ工程 １００…従来の繊維積層体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｄ０４Ｈ 1/46 Ｅ０４Ｆ 13/16 Ａ Ｅ０４Ｆ 13/16 Ｂ６０Ｊ 5/00 ５０１Ｃ (72)発明者 三後 久美子 愛知県豊田市吉原町上藤池25番地 アラコ 株式会社内 (72)発明者 野村 雅人 岐阜県羽島郡笠松町門間1815−１ 株式会 社オーツカ内 (72)発明者 早川 和男 岐阜県羽島郡笠松町門間1815−１ 株式会 社オーツカ内 Ｆターム(参考） 2E110 AB04 AB23 AB50 BA02 BA03 BA12 EA09 3D023 BA01 BB08 BC01 BD03 BE04 BE06 BE31 4F100 AJ01A BA01 BA43 DG01A EC09A EK00 GB07 GB32 GB81 JB16A 4L047 AA07 AA14 AB02 BA03 CA02 CB01 CC09

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 天然繊維と熱可塑性繊維の配合比率が厚
    み方向に徐々に変化する繊維層状体。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載した繊維層状体の製造方
    法であって、天然繊維と熱可塑性繊維を配合した原材料
    を回転する回転体の表面に供給した後、該回転体の回転
    力により前記天然繊維と前記熱可塑性繊維を移動する搬
    送面に向けて飛散させて、前記天然繊維と前記熱可塑性
    繊維を前記搬送面上に、その重量差により厚み方向に配
    合比率が徐々に変化する状態に堆積して層状化させるこ
    とを特徴とする繊維層状体の製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載した繊維層状体の製造方
    法であって、天然繊維と熱可塑性繊維を厚み方向に配合
    比率が徐々に変化する状態に層状化させた後、ニードル
    パンチ工程により前記天然繊維と前記熱可塑性繊維を絡
    締することを特徴とする繊維層状体の製造方法。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載した繊維層状体の製造方
    法であって、天然繊維と熱可塑性繊維を厚み方向に配合
    比率が徐々に変化する状態に層状化させた後、これにさ
    らに熱可塑性繊維を積層して両面傾斜構造の繊維層状体
    を得ることを特徴とする繊維層状体の製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項２に記載した繊維層状体の製造方
    法により得られた繊維層状体を複数用意し、これらを相
    互に積層して両面傾斜構造の繊維層状体を得ることを特
    徴とする繊維層状体の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載した繊維層状体を製造す
    るための装置であって、回転する回転体と、該回転体の
    表面に天然繊維と熱可塑性繊維を配合した原材料を供給
    する手段と、前記回転体の表面に供給された前記原材料
    に圧縮空気を吹き付けて飛散させる手段と、該飛散した
    原材料を受けて搬送する搬送手段を備えた繊維層状体の
    製造装置。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載した繊維層状体の製造装
    置であって、搬送手段に受けられた原材料にニードルパ
    ンチ処理を施す絡締装置を備えた繊維層状体の製造装
    置。
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