JP7331725B2 - WEB COMPRESSION METHOD AND METHOD FOR MANUFACTURING VEHICLE INTERIOR MATERIAL - Google Patents
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Description
本発明は、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含むウェブを圧縮して繊維ボードを作製するウェブ圧縮方法、及び車両用内装材に具備する繊維ボードを前記ウェブ圧縮方法により作製する車両用内装材の製造方法に関する。更に詳しくは、ニードルパンチ等の機械交絡加工を行わずに、ウェブから繊維ボードを作製することができるウェブ圧縮方法、及び車両用内装材に具備する繊維ボードを前記ウェブ圧縮方法により作製する車両用内装材の製造方法に関する。 The present invention provides a web compression method for producing a fiber board by compressing a web containing vegetable fibers and thermoplastic resin fibers, and a vehicle interior material for producing a fiber board provided in the vehicle interior material by the web compression method. related to the manufacturing method of More specifically, a web compression method capable of producing a fiber board from a web without mechanical entangling such as needle punching, and a vehicle for producing a fiber board provided in a vehicle interior material by the web compression method The present invention relates to a method for manufacturing an interior material.
近年、環境問題を考慮して、自動車のドアトリム等の車両用内装材にケナフ等の植物性繊維と、熱可塑性樹脂とを含む繊維複合体を用いた繊維ボードを用いられている。
この繊維ボードは図8に例示するように、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維の混合物17をウェブ15とし、ウェブ15を圧縮しつつニードルパンチ7等の機械交絡加工を行って交絡物18を得て、その後熱処理装置8によって熱可塑性樹脂繊維の一部を溶融させ、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を固着させて繊維ボード19を得ていた。(例えば、特許文献1を参照。)。
しかし、交絡工程及び加熱工程は、それぞれに異なる設備7、8が必要となるため、同時に行うことができず、1つの設備にまとめることが望まれている。また、ニードルパンチ7に用いる金属製のニードルは、破損してウェブに混入する場合がある。ニードルの破片が混入したウェブは製品として使用できないため、少なくとも1つの金属検知機9を設けて更に工程を増やす必要があった。例えば、図8に示す工程では、熱処理装置8の前後にそれぞれ金属検知機9を設けて金属検知を行っていた。
また、植物性繊維は強靱であるためニードルの磨耗が激しく、ニードルの交換が頻繁に発生し、ニードルの消費が大きく、且つニードルの交換作業による製造の中断が多く発生していた。更に、植物性繊維がニードルによって傷つけられて強度が低下するため、この強度の低下を見込んでウェブを作製する必要があった。
BACKGROUND ART In recent years, in consideration of environmental problems, fiber boards using fiber composites containing vegetable fibers such as kenaf and thermoplastic resins have been used as interior materials for vehicles such as door trims.
As shown in FIG. 8, this fiber board is produced by forming a
However, since the entangling process and the heating process require
In addition, since the vegetable fiber is strong, the needles are frequently worn, the needles are frequently replaced, the consumption of the needles is large, and the production is frequently interrupted due to the replacement of the needles. Furthermore, since the vegetable fibers are damaged by the needles and their strength decreases, it was necessary to prepare the web in anticipation of this decrease in strength.
他の加熱溶融による繊維の固着を行う加熱手段とは異なる固着手段として、ウェブに高圧水流を吹き付ける方法が知られているが、ウェブの植物性繊維が吸水するため、植物性繊維の吸水分を含めて乾燥させる必要があり、製造に適していなかった。 As a fixing means different from other heating means for fixing fibers by heating and melting, a method of blowing a high-pressure water jet onto the web is known. It was not suitable for manufacturing because it had to be dried in the air.
一方、超音波による振動溶着が知られている。振動溶着は面と面を溶着するために用いられており、ウェブのような繊維が単に積み重なり空隙が非常に大きい物に対して溶着しても、繊維を固着させることができなかった。例えば、特許文献2においては、ウェブに対して超音波を照射することで繊維の分散を行っているが、繊維を固着させるための方法としてニードル等の従来の結合方法を用いていた。 On the other hand, ultrasonic vibration welding is known. Vibration welding has been used for face-to-face welding, and has been unable to bond the fibers when the fibers are simply stacked and welded to very large voids, such as webs. For example, in Patent Document 2, the fibers are dispersed by irradiating the web with ultrasonic waves, but a conventional bonding method such as a needle is used as a method for fixing the fibers.
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、ニードルパンチ等の機械交絡加工を行わずに、ウェブから繊維ボードを作製することができるウェブ圧縮方法、及び車両用内装材に具備する繊維ボードを前記ウェブ圧縮方法により作製する車両用内装材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a web compression method capable of producing a fiber board from a web without mechanical entangling such as needle punching, and a fiber included in a vehicle interior material. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an interior material for a vehicle in which a board is manufactured by the web compression method.
前記問題を解決するために、請求項1に記載の発明は、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含むウェブを形成するウェブ形成工程と、前記ウェブを厚さ方向に加圧してウェブ圧縮物を得るウェブ圧縮工程と、前記ウェブ圧縮物に超音波により振動する振動ローラを厚さ方向に押し当てつつ、前記熱可塑性樹脂繊維の一部を溶融させて前記植物性繊維及び前記熱可塑性樹脂繊維を固着させて繊維ボードを得る繊維固着工程と、を順次備えることを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1の発明において、前記繊維固着工程の前記溶融を加圧状態で行うことを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2の発明において、前記ウェブ圧縮工程は、前記振動ローラと並設されている押えローラにより行われ、前記振動ローラは、ウェブの幅方向に間隔を空けて1つの列を構成し、前記列を1列以上配列されていることを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3の発明において、前記振動ローラは、ウェブの幅方向に間隔を空けて2列以上の列に配列されており、各列の前記振動ローラは、そのウェブの幅方向の位置が、他列の前記振動ローラ間の隙間上に位置することを要旨とする。
請求項5に記載の発明である車両用内装材の製造方法は、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む繊維ボードを備える車両用内装材の製造方法であって、請求項1乃至4のいずれかに記載のウェブ圧縮方法により作製される前記繊維ボードを加熱し、且つ車両用内装材の形状に形成する加熱形成工程を備えることを要旨とする。
In order to solve the problem, the invention according to
The gist of the invention according to claim 2 is that in the invention according to
The invention according to claim 3 is based on the invention according to
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the vibrating rollers are arranged in two or more rows at intervals in the width direction of the web, and the vibrating rollers in each row The gist is that the position of the web in the width direction is positioned above the gap between the vibrating rollers of the other row.
A method for manufacturing an interior material for a vehicle, which is the invention according to claim 5, is a method for manufacturing an interior material for a vehicle comprising a fiber board containing vegetable fibers and thermoplastic resin fibers, The gist is provided with a heating forming step of heating the fiber board produced by the web compression method described in (1) and forming it into the shape of an interior material for a vehicle.
本発明は、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含むウェブを形成するウェブ形成工程と、前記ウェブを厚さ方向に加圧してウェブ圧縮物を得るウェブ圧縮工程と、前記ウェブ圧縮物に超音波により振動する振動ローラを厚さ方向に押し当てつつ、前記熱可塑性樹脂繊維の一部を溶融させて前記植物性繊維及び前記熱可塑性樹脂繊維を固着させて繊維ボードを得る繊維固着工程と、を順次備えることにより、機械的な繊維の交絡加工を行わずに繊維ボードを作製することができる。
ウェブ形成工程により形成されたウェブは繊維間の空隙が大きいため、ウェブ圧縮工程により圧縮し、続いて溶着工程で振動ローラを厚さ方向に押し当てることで熱可塑性樹脂繊維と他の繊維とが接触し、繊維同士を擦り合って熱可塑性樹脂繊維の一部を溶融し、この溶融物が植物性繊維や他の可塑性樹脂繊維を固着させることができる。また、本工程により溶融しない植物性繊維がウェブ内に散在しているため、植物性繊維によりウェブ圧縮物の形状が維持され、熱可塑性樹脂繊維の一部が溶融して柔らかくなってもウェブ圧縮物の形状が崩れて熱可塑性樹脂繊維の溶融ができなくなり、繊維の固着ができなくなることを防止することができる。
また、超音波により振動する振動ローラを用いることにより、ウェブ圧縮工程により得られたウェブ圧縮物がその形状を漸次復元して厚みが増しても、ローラの回転に伴って漸次再圧縮されつつ振動を与えることによって繊維同士が密接して擦り合い易くなり、熱可塑性樹脂繊維の溶融物による固着をすることができる。更に、ニードルパンチのような機械的な繊維の交絡加工に比べて、製造設備を固着(交絡)と固着に分けて設ける必要がなく、1つの設備にまとめることができ、且つウェブ圧縮物の取り回しを減らすことができる。また、固着時の作業音が小さく、騒音対策に必要な設備を小さくしたり無くしたりすることができる。
The present invention comprises a web forming step of forming a web containing vegetable fibers and thermoplastic resin fibers, a web compressing step of compressing the web in the thickness direction to obtain a web compression, and applying ultrasonic waves to the web compression. a fiber fixing step of melting a part of the thermoplastic resin fibers and fixing the vegetable fibers and the thermoplastic resin fibers to obtain a fiber board while pressing a vibrating roller vibrating with the By sequentially providing the fibers, a fiber board can be produced without mechanically interlacing the fibers.
Since the web formed in the web forming process has large gaps between fibers, the web is compressed in the web compression process, and then the thermoplastic resin fibers and other fibers are pressed in the thickness direction in the welding process. The fibers are brought into contact with each other and rubbed against each other to partially melt the thermoplastic resin fibers, and the melt can fix the vegetable fibers and other plastic resin fibers. In addition, since vegetable fibers that do not melt in this process are scattered in the web, the vegetable fibers maintain the shape of the compressed web, and even if some of the thermoplastic resin fibers are melted and softened, the web can not be compressed. It is possible to prevent a situation in which the shape of an object is lost, the thermoplastic resin fibers cannot be melted, and the fibers cannot be fixed.
In addition, by using a vibrating roller that vibrates with ultrasonic waves, even if the web compression product obtained by the web compression process gradually restores its shape and increases in thickness, it is gradually recompressed with the rotation of the roller and vibrates. The fibers are brought into close contact with each other and easily rubbed against each other, so that the thermoplastic resin fibers can be fixed by the molten material. Furthermore, compared to mechanical fiber entangling processing such as needle punching, there is no need to provide separate manufacturing equipment for fixing (entanglement) and fixing, and it is possible to combine them into one equipment and handle the compressed web. can be reduced. In addition, the operation noise during fixing is small, and equipment required for noise countermeasures can be reduced in size or eliminated.
前記繊維固着工程の前記溶融を加圧状態で行う場合は、厚さ方向に圧縮されてすることでより、繊維間の空隙を減らして繊維同士を擦り合わせることができ、より強固に繊維の結着をすることができる。
前記ウェブ圧縮工程は、前記振動ローラと並設されている押えローラにより行われ、前記振動ローラは、ウェブの幅方向に間隔を空けて1つの列を構成し、前記列を1列以上配列されている場合は、共鳴体として適する大きさの振動ローラを、互いに影響を与えない間隔で配置し、ウェブの幅全体の繊維を固着することができる。また、ある列において振動ローラによる繊維の固着をウェブの幅方向の全てに行わないため、未固着となる未固着領域が生じても、未固着領域を後列の振動ローラによって固着をすることを1度以上繰り返すことによって、ウェブの幅方向の全てを固着することができる。尚、繊維の固着を行わない未固着領域があっても隣接する固着領域により固着した繊維が未固着領域に延出しているため、繊維が容易に脱落しない程度に、保持することもできる。
When the melting in the fiber fixing step is performed in a pressurized state, by compressing in the thickness direction, the gaps between the fibers can be reduced and the fibers can be rubbed together, and the fibers can be bonded more firmly. can be dressed.
The web compression step is performed by a pressing roller arranged in parallel with the vibrating roller, and the vibrating rollers are arranged in one row at intervals in the width direction of the web, and one or more rows are arranged. If so, suitable sized vibrating rollers as resonators can be placed at non-intrusive intervals to bond the fibers across the width of the web. In addition, since the fibers are not fixed by the vibrating rollers in one row in the entire width direction of the web, even if there is an unfixed area that is not fixed, the non-fixed area can be fixed by the vibrating rollers in the back row. By repeating this more than once, the entire width of the web can be fixed. Even if there is an unfixed region where no fiber is fixed, the fiber fixed by the adjacent fixed region extends into the unfixed region, so the fiber can be held to such an extent that it does not fall off easily.
前記振動ローラは、ウェブの幅方向に間隔を空けて2列以上の列に配列されており、各列の前記振動ローラは、そのウェブの幅方向の位置が、他列の前記振動ローラ間の隙間上に位置する場合は、ウェブの幅方向において固着を行う部位を順次変えることにより、ウェブの幅方向における未固着部分をなくす又は減らすことができる。
植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む繊維ボードを備える車両用内装材の製造方法であって、請求項1乃至4のいずれかに記載のウェブ圧縮方法により作製される前記繊維ボードを加熱し、且つ車両用内装材の形状に形成する加熱形成工程を備える車両用内装材の製造方法によれば、ニードルパンチ等の機械交絡加工に伴う異物の混入がない繊維ボードを用いることができ、繊維ボードの異物の有無の確認を不要とすることができる。また、加熱形成工程前は丸めてロールにすることができる等の取り扱いが容易な繊維ボード(1)とし、加熱形成工程後は、製品として必要な強度を得ることができる。
The vibrating rollers are arranged in two or more rows at intervals in the width direction of the web. When positioned above the gap, by sequentially changing the portion to be fixed in the width direction of the web, it is possible to eliminate or reduce the unfixed portion in the width direction of the web.
A method for producing a vehicle interior material comprising a fiber board containing vegetable fibers and thermoplastic resin fibers, wherein the fiber board produced by the web compression method according to any one of
本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。 The material presented herein is intended to be exemplary and illustrative of the embodiments of the invention and is believed to be the most effective and readily comprehensible description of the principles and conceptual features of the invention. It is stated for the purpose of providing what it seems. In this regard, no attempt is made to show structural details of the invention beyond those necessary for a fundamental understanding of the invention, and the description in conjunction with the drawings will illustrate some aspects of the invention. It will be clear to those skilled in the art how it is actually implemented.
本実施形態に係るウェブ圧縮方法は、植物性繊維(11)及び熱可塑性樹脂繊維(12)を含むウェブ(15)を形成するウェブ形成工程と、ウェブ(15)を厚さ方向に加圧してウェブ圧縮物(16)を得るウェブ圧縮工程と、ウェブ圧縮物(16)に超音波により振動する振動ローラ(41)を厚さ方向に押し当てつつ、熱可塑性樹脂繊維(12)の一部を溶融させて植物性繊維(11)及び前記熱可塑性樹脂繊維(12)を固着させて繊維ボード(1)を得る繊維固着工程と、を順次備える。 The web compression method according to the present embodiment comprises a web forming step of forming a web (15) containing vegetable fibers (11) and thermoplastic resin fibers (12), and pressing the web (15) in the thickness direction. A web compression step to obtain a web compression (16), and a portion of the thermoplastic resin fibers (12) while pressing a vibrating roller (41) that vibrates with ultrasonic waves against the web compression (16) in the thickness direction. and a fiber fixing step of melting and fixing the plant fibers (11) and the thermoplastic resin fibers (12) to obtain the fiber board (1).
(1)ウェブ形成工程
ウェブ形成工程で用いられる植物性繊維11は、植物に由来し、繊維固着工程において溶融することがない繊維である。この植物性繊維としては、ケナフ、ジュート麻、マニラ麻、サイザル麻、雁皮、三椏、楮、バナナ、パイナップル、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスパルト、サバイグラス、フラックス(亜麻)、ヘンプ、麦、稲、竹、各種針葉樹(スギ及びヒノキ等)、広葉樹及び綿花などの各種植物体から得られた植物性繊維が挙げられる。
この植物性繊維は1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。これらのなかではケナフ(即ち、植物性繊維としてはケナフ繊維)が好ましい。ケナフは成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有するため、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献できるからである。また、植物性繊維として用いる植物体の部位は、特に限定されず、木質部、非木質部、葉部、茎部及び根部等の植物体を構成するいずれの部位であってもよい。更に、特定部位のみを用いてもよく2ヶ所以上の異なる部位を併用してもよい。
(1) Web Forming Process The
These vegetable fibers may be used alone or in combination of two or more. Among these, kenaf (that is, kenaf fiber as vegetable fiber) is preferable. This is because kenaf is an annual plant that grows extremely fast and has excellent carbon dioxide absorption properties, so that it can contribute to the reduction of the amount of carbon dioxide in the atmosphere, the effective use of forest resources, and the like. In addition, the part of the plant body used as the vegetable fiber is not particularly limited, and may be any part of the plant body, such as the woody part, the non-woody part, the leaf part, the stem part and the root part. Furthermore, only a specific site may be used, or two or more different sites may be used in combination.
前記ケナフは、木質茎を有し、アオイ科に分類される植物である。このケナフには、学名におけるhibiscus cannabinus及びhibiscus sabdariffa等が含まれ、通称名における紅麻、キューバケナフ、洋麻、タイケナフ、メスタ、ビムリ、アンバリ麻及びボンベイ麻等が含まれる。
また、前記ジュートは、ジュート麻から得られる繊維である。このジュート麻には、黄麻(コウマ、Corchorus capsularis L.)、及び、綱麻(ツナソ)、シマツナソ並びにモロヘイヤ、を含む麻及びシナノキ科の植物を含むものとする。
The kenaf is a plant that has a woody stem and is classified into the Malvaceae family. Kenaf includes scientific names such as hibiscus cannabinus and hibiscus sabdariffa, and common names such as satin, cuban kenaf, hemp, tykenaf, mesta, vimli, ambari hemp and bombay hemp.
Also, the jute is a fiber obtained from jute hemp. This jute hemp is intended to include jute (Corchorus capsularis L.) and hemp and plants of the linden family including tuna (tunaso), striped hemp and mulukhiya.
植物性繊維11の形状は、直線状、曲線状、螺旋状等のいずれでもよい。また、これらの形状を有する繊維は、単独で用いてよいし、組み合わせて用いてもよい。
前記植物性繊維11の繊維長は、通常、10mm以上である。この繊維長が10mm以上であると、より高い強度(曲げ強さ及び曲げ弾性率等、以下同様)を有する繊維ボード1を製造することができる。この繊維長は、好ましくは10~150mm、より好ましくは20~100mm、更に好ましくは30~80mmである。また、繊維径は、通常、1mm以下、好ましくは0.01~1mm、より好ましくは0.05~0.7mm、更に好ましくは0.07~0.5mmである。この繊維径が前記範囲にあると、特に高い強度を有する繊維ボード1を得ることができる。
The shape of the
The fiber length of the
また、前記ウェブ形成工程で用いられる熱可塑性樹脂繊維12は、熱可塑性樹脂のみからなる繊維、又は、熱可塑性樹脂及び添加剤(酸化防止剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、防かび剤、着色剤等)の混合物からなる繊維である。
前記熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン/プロピレンランダム共重合体等のポリオレフィン;ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル樹脂等のポリエステル樹脂;ポリスチレン;メタクリレート、アクリレート等を用いて得られたアクリル樹脂;ポリアミド樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリアセタール樹脂;ABS樹脂等が挙げられる。前記樹脂は、植物性繊維の表面に対する親和性を高めるために、変性された樹脂であってもよい。前記樹脂は、1種のみを用いてよいし、2種以上を併用してもよい。
前記熱可塑性樹脂のうち、好ましくはポリオレフィン及びポリエステル樹脂であり、より好ましくはポリオレフィンである。
Further, the
The thermoplastic resin is not particularly limited, but polyolefins such as polypropylene, polyethylene, and ethylene/propylene random copolymers; aliphatic polyester resins such as polylactic acid, polycaprolactone, and polybutylene succinate, polyethylene terephthalate, and polytrimethylene. Polyester resins such as aromatic polyester resins such as terephthalate and polybutylene terephthalate; polystyrene; acrylic resins obtained using methacrylates, acrylates, etc.; polyamide resins; polycarbonate resins; The resin may be a modified resin to increase its affinity for the surface of vegetable fibers. Only one kind of the resin may be used, or two or more kinds thereof may be used in combination.
Among the thermoplastic resins, polyolefin and polyester resins are preferred, and polyolefin is more preferred.
熱可塑性樹脂繊維12の形状は、直線状、曲線状、螺旋状等のいずれでもよい。また、これらの形状を有する繊維は、単独で用いてよいし、組み合わせて用いてもよい。
The shape of the
ウェブ形成工程は、予め、所定の割合で混合された、植物性繊維11及び熱可塑性樹脂繊維12からなる混合繊維からウェブ15を形成する(図2及び4を参照。)。このウェブの形成は乾式法のエアレイ法及びカード法が挙げられる。乾式法を用いることで乾燥工程を不要とすることができるからである。乾式法のなかでは、特にエアレイ法が好ましい。このエアレイ法は、解きほぐされた混合繊維を、空気流によって、例えば、搬送コンベアの面上に分散、投射し、搬送コンベアの面上で繊維シート、即ち、ウェブを形成する方法である。
In the web forming step, a
ウェブ形成工程において、使用する植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維の割合は、特に限定されない。植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維の好ましい割合は、両者の合計を100質量%とした場合に、植物性繊維が好ましくは10~95質量%、より好ましくは20~90質量%、更に好ましくは30~80質量%である。前記植物性繊維の割合を前記範囲とすることにより、繊維ボード1の補強効果を改良することができる。
In the web forming step, the proportions of the vegetable fibers and thermoplastic resin fibers used are not particularly limited. The preferred ratio of vegetable fibers and thermoplastic resin fibers is preferably 10 to 95% by mass, more preferably 20 to 90% by mass, and still more preferably 30% by mass, when the total of both is 100% by mass. ~80% by mass. The reinforcing effect of the
ウェブ形成工程において形成されるウェブの目付は、特に限定されないが、好ましくは200~2,500g/m2、より好ましくは800~1,500g/m2である。また、ウェブの厚さは、好ましくは80~300mm、より好ましくは100~200mmである。 The basis weight of the web formed in the web forming step is not particularly limited, but preferably 200 to 2,500 g/m 2 , more preferably 800 to 1,500 g/m 2 . Also, the thickness of the web is preferably 80-300 mm, more preferably 100-200 mm.
(2)ウェブ圧縮工程
ウェブ圧縮工程によるウェブ15の圧縮手段は特に問わず、例えば、押えローラ31による圧縮を例示することができる。押えローラ31による圧縮は、図3に例示するように、上下に並べられた2つの押えローラ31間にウェブ15を通すことにより行われる。また、各押えローラ31は、ウェブ15の幅を備えるローラであって、通常周に沿って軸方向に溝が設けられている。また、エアシリンダ32により押圧される。加圧の条件は任意に選択することができ、例えば、0.5~10kg/cm2とすることができる。ウェブ圧縮工程によって得られるウェブ圧縮物16の厚さは、好ましくは5~30mm、より好ましくは8~15mmである。
尚、ウェブ圧縮物16は、まだ繊維同士が固着していないため時間経過と共に厚さが元のウェブ15の厚さに復元する。このため、ウェブ圧縮工程は繊維固着工程の直前に設けられる。また、繊維固着工程を複数回に分けて行う場合(振動ローラ41が複数列設けられている場合)、各繊維固着工程の直前にウェブ圧縮工程を設けることができる。未固着領域のウェブを再圧縮することができ、作製する繊維ボード1の厚さを均一にすることができるためである。
更に、ウェブ圧縮工程は、押えローラ31による圧縮のみでウェブ圧縮物16を作製するに限られず、他の圧縮手段を併用してもよい。例えば、押えローラ31の前にベルト33(例えば図1及び2を参照。)やヘラ等の押さえ手段を設け、押えローラ31による加圧ができる任意の厚さまでウェブ15を押さえつけることができる。
(2) Web Compression Process The means for compressing the
Since the fibers of the
Furthermore, the web compression process is not limited to producing the
(3)繊維固着工程
繊維固着工程に用いられる振動ローラ41は、任意の超音波供給手段42に接続されており、超音波により振動する。振動ローラ41は、ウェブ圧縮物16にその厚さ方向に押し当てられ、ウェブ圧縮物16の熱可塑性樹脂繊維12の一部を溶融させて植物性繊維11及び熱可塑性樹脂繊維12を固着させることができる。即ち、熱可塑性樹脂繊維12と植物性繊維11との固着、及び熱可塑性樹脂繊維12と他の熱可塑性樹脂繊維12との固着が行われる。
超音波供給手段42の例として超音波発振器、超音波振動子、ブースター及び共鳴体(ホーンともいう)等を組み合わせたものを挙げることができる。ウェブ圧縮物16に押し当てられる条件は任意に選択できるが、例えば周波数15~20kHz、加圧力0.1~10kg/cm2の加圧条件とすることができる。振動ローラ41の幅(ウェブの幅方向)は、使用する超音波の波長及び出力によって適宜選択されるが、通常ウェブの幅よりはるかに短くなる。このため、ウェブの幅方向に間隔を空けて1つの列を構成するように配列することが好ましい。間隔を空けることにより隣り合う振動ローラ41が超音波の干渉により振動が異常になることを防止することができる。振動ローラ41を設ける間隔は適宜選択されるが、通常振動ローラ41の幅程度である。
また、振動ローラ41は前記列を2列以上設け、各列の前記振動ローラ41は、そのウェブの幅方向の位置が、他列の振動ローラ41間の隙間上に位置するように設けることができる。ウェブの幅方向において固着を行う部位を順次変えることにより、ウェブの幅方向における未固着部分をなくす又は減らすことができる。
一方、ウェブの幅方向において固着を行わない、又は他の部位に比べて弱い条件で固着を行った未固着領域を残した繊維ボードを作製した場合は、ウェブの柔らかさが残っているため、騒音や振動を吸収しやすくなり、いわゆるNV性能が高い繊維ボードとすることができる。このような、繊維ボードは未固着領域の強度が低下するが、隣接する固着領域により固着した繊維が未固着領域に延出しているため、繊維が容易に脱落しない程度に、保持することもできる。
(3) Fiber Fixing Process The vibrating
Examples of the ultrasonic wave supply means 42 include a combination of an ultrasonic oscillator, an ultrasonic transducer, a booster, a resonator (also called a horn), and the like. The conditions for pressing against the
In addition, the vibrating
On the other hand, when a fiber board is produced in which an unfixed region is left in which no fixation is performed in the width direction of the web, or an unfixed region in which the fixation is performed under a weaker condition than other parts is produced, the web remains soft. It becomes easy to absorb noise and vibration, and a fiber board with high so-called NV performance can be obtained. In such a fiber board, the strength of the non-fixed regions is reduced, but since the fibers fixed by the adjacent fixed regions extend into the non-fixed regions, the fibers can be held to such an extent that they do not fall off easily. .
(4)繊維ボード
本ウェブ圧縮方法によって作製される繊維ボード(1)の断面図を図5及び6に示す。繊維ボード(1)は、植物性繊維(11)及び熱可塑性樹脂繊維(12)を含む繊維複合体であり、植物性繊維(11)の交絡部分が熱可塑性樹脂繊維(12)の溶融物(13)により結合している。
作製される繊維ボード(1)の目付は特に限定されないが、好ましくは800~1,500g/m2である。また、厚さは、1~10mmである。更に、最大曲げ荷重は15~45Nである。また、曲げ弾性勾配は50~100N/cmである。
(4) Fiber Board Cross-sectional views of the fiber board (1) produced by this web compression method are shown in FIGS. The fiber board (1) is a fiber composite containing vegetable fibers (11) and thermoplastic resin fibers (12), and the entangled portion of the vegetable fibers (11) is a melt ( 13).
The basis weight of the manufactured fiber board (1) is not particularly limited, but is preferably 800 to 1,500 g/m 2 . Also, the thickness is 1 to 10 mm. Furthermore, the maximum bending load is 15-45N. Also, the bending elastic gradient is 50 to 100 N/cm.
(5)車両用内装材及びその製造方法
前記繊維ボード(1)を備える車両用内装材は、特に問わず、例えば自動車用において、ドア基材、パッケージトレー、ピラーガーニッシュ、スイッチベース、クオーターパネル、アームレストの芯材、ドアトリム、シート構造材、コンソールボックス、ダッシュボード、各種インストルメントパネル、デッキトリム、バンパー、スポイラー、カウリング等が挙げられる。
車両用内装材に用いる繊維ボード(1)は、更に加熱処理をして熱可塑性樹脂繊維(12)の溶融物(13)を更に増やして植物性繊維(11)及び熱可塑性樹脂繊維(12)を更に固着する再加熱工程を備えてもよい。更に再加熱工程を備えることで、再加熱工程前は、植物性繊維(11)及び熱可塑性樹脂繊維(12)が溶融物(13)により結合している箇所が少ないため柔軟性が高く、丸めてロールにすることができる等の取り扱いが容易な繊維ボード(1)とし、再加熱工程後は、溶融物(13)により結合している箇所を増やして製品として必要な強度を得ることができる。また、前記加熱工程と、所定の形状に形成する形成工程とを同時に行う加熱形成工程を行い、加熱形成工程前の繊維ボード(1)の取り扱いを容易にしつつ、全体の製造工程を短縮することができる。このような加熱形成工程を同時に行う手段として加熱プレス成型を行うことを例示することができる。更に、加熱形成工程においては、繊維ボード(1)に車両ボディとの間隔の変化を規制するボスや強度の補強を行うリブ等の部品を配置し、加熱形成と同時に繊維ボード(1)に固定してもよい。
再加熱工程又は加熱形成工程を行った繊維ボードの目付は特に限定されないが、好ましくは800~1,500g/m2である。また、厚さは、1~10mmである。更に、最大曲げ荷重は15~45Nである。また、曲げ弾性勾配は50~100N/cmである。
(5) Vehicle interior material and its manufacturing method The vehicle interior material comprising the fiber board (1) is not particularly limited, and for example, for automobiles, door base materials, package trays, pillar garnishes, switch bases, quarter panels, Core materials for armrests, door trims, seat structural materials, console boxes, dashboards, various instrument panels, deck trims, bumpers, spoilers, cowlings, etc.
The fiber board (1) used for the vehicle interior material is further heat-treated to further increase the melt (13) of the thermoplastic resin fibers (12) to obtain the vegetable fibers (11) and the thermoplastic resin fibers (12). may be provided with a reheating step for further fixing. Furthermore, by providing a reheating step, before the reheating step, the plant fibers (11) and the thermoplastic resin fibers (12) have few points where they are bonded by the melt (13), so that the flexibility is high and the fibers can be rounded. The fiber board (1) is easy to handle, such as being able to be rolled by pressing, and after the reheating process, the strength required as a product can be obtained by increasing the points bonded by the melt (13). . In addition, a heat forming step is performed in which the heating step and the forming step of forming into a predetermined shape are performed at the same time, thereby facilitating handling of the fiber board (1) before the heat forming step and shortening the entire manufacturing process. can be done. As a means for performing such a heat forming step at the same time, hot press molding can be exemplified. Furthermore, in the heat-forming process, parts such as bosses that regulate changes in the distance from the vehicle body and ribs that reinforce strength are placed on the fiber board (1) and fixed to the fiber board (1) at the same time as heat-forming. You may
The basis weight of the fiber board that has undergone the reheating step or the heat forming step is not particularly limited, but is preferably 800 to 1,500 g/m 2 . Also, the thickness is 1 to 10 mm. Furthermore, the maximum bending load is 15-45N. Also, the bending elastic gradient is 50 to 100 N/cm.
また、繊維ボード(1)は、自動車用車両用内装材に限られず、任意の車両関連分野、船舶関連分野、航空機関連分野、建築関連分野等において広く利用される。本発明の繊維複合体は、前記分野における内装材、外装材、構造材等として好適である。
船舶関連分野、航空機関連分野では、アームレストの芯材、シート構造材、コンソールボックス、ダッシュボード、各種インストルメントパネル等が挙げられる。
また、建築関連分野では、家具用で、机、椅子、棚、箪笥等の表装材、構造材や、住宅用で、ドア表装材、ドア構造材等が挙げられる。
その他、包装体、収容体(トレイ等)、保護用部材、パーティション部材等として用いることもできる。
In addition, the fiber board (1) is widely used not only as an interior material for automobiles, but also in any vehicle-related field, ship-related field, aircraft-related field, construction-related field, and the like. The fiber composite of the present invention is suitable for interior materials, exterior materials, structural materials, etc. in the above fields.
In the ship-related field and the aircraft-related field, core materials for armrests, seat structural materials, console boxes, dashboards, various instrument panels, and the like can be mentioned.
In the construction-related field, for furniture, covering materials and structural materials for desks, chairs, shelves, chests of drawers, etc., and for housing, door covering materials, door structural materials, and the like can be mentioned.
In addition, it can also be used as a package, container (tray or the like), protective member, partition member, and the like.
本発明のウェブ圧縮方法の実施例を説明する。
本ウェブ圧縮方法は、植物性繊維11として、平均径0.09mm及び平均繊維長65mmのケナフ繊維、及び、熱可塑性樹脂繊維12として、平均径0.02mm及び平均繊維長50mmのポリプロピレン製繊維を用いた。前記の植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維の各繊維長は、JIS L1015に準拠して、直接法によって無作為に単繊維を1本ずつ取り出し、置尺上で繊維長を測定し、合計200本について測定した平均値である。
An embodiment of the web compression method of the present invention will now be described.
In this web compression method, kenaf fibers with an average diameter of 0.09 mm and an average fiber length of 65 mm are used as the
(ウェブ形成工程)
初めに、図1に示すように、質量比50:50で混合された植物性繊維11及び熱可塑性樹脂繊維12からなる混合繊維14を、貯蔵手段20から必要に応じて振動を与える等により、混合繊維14を解きほぐしつつエアレイ装置21に供給される。次いで、混合繊維14は、それぞれエアレイ装置21により、搬送コンベア22の面上でウェブ15が形成される。
(Web forming process)
First, as shown in FIG. 1, a
(第1ウェブ圧縮工程)
次に、搬送コンベア22の面上を流れるウェブ15は図2及び3に示すように、ベルト33によって押さえつけられて一定の厚さに抑えられた後、最初の押えローラ31の組み3aの間に通されて加圧され、繊維ボード1の厚さまで圧縮されたウェブ圧縮物16を得られる。
(First web compression step)
Next, as shown in FIGS. 2 and 3, the
(第1繊維固着工程)
その後、ウェブ圧縮物16は図2及び3に示すように、超音波により振動する1列目の振動ローラ41と押えローラ31の組み4aの間に通されて、加圧状態で超音波により熱可塑性樹脂繊維12の一部を溶融して植物性繊維11及び前記熱可塑性樹脂繊維12を固着される。尚、振動ローラ41は、その幅と同じ間隔を空けて1列に並べられている。このため、1列目の振動ローラ41の組み4aを通過したウェブ圧縮物16は、振動ローラ41を通過して植物性繊維11及び前記熱可塑性樹脂繊維12が固着した固着領域51と、押えローラ31間の隙間を通過したため固着していない未固着領域52とが、ウェブの幅方向に等間隔で交互に表れる。
(First fiber fixing step)
Thereafter, as shown in FIGS. 2 and 3, the
(第2ウェブ圧縮工程)
次に、ウェブ圧縮物16は2番目の押えローラ31の組み3bの間に通されて加圧され、ウェブ圧縮物16の未固着領域52が繊維ボード1の厚さまで再度圧縮される。
(Second web compression step)
The
(第2繊維固着工程)
その後、ウェブ圧縮物16は、2列目の振動ローラ41と押えローラ31の組み4bの間に通される。組み4bの振動ローラ41は、ウェブ圧縮物16の未固着領域52上に位置するように間隔を空けて1列に並べられおり、ウェブ圧縮物16の未固着領域52の熱可塑性樹脂繊維12の一部を溶融させて植物性繊維11及び熱可塑性樹脂繊維12を固着させた。
これにより、ウェブ圧縮物16の全ての領域が固着領域51となった繊維ボード1が得られた。
(Second fiber fixing step)
After that, the
As a result, a
(繊維ボード)
得られた繊維ボード1は、板厚が3mmであり、目付が1000g/m3、最大曲げ荷重30N、曲げ弾性勾配65N/cmであった。
比較例として、振動ローラ41に超音波の供給を行わずに、各工程を実施したところ、得られた繊維ボードの厚みが時間経過と共に増大し、圧縮前のウェブ15と略同じ厚みになった。また、繊維ボードを持ち上げると植物性繊維11及び熱可塑性樹脂繊維12が容易に脱落し、各繊維が交絡していないことが分かった。
(fiber board)
The obtained
As a comparative example, when each step was performed without supplying ultrasonic waves to the vibrating
(加熱形成工程)
次いで、作製した繊維ボード1を車両用内装材の形状に形成する加熱形成工程を行った。加熱形成工程は図7に示すように、繊維ボード1に車両用内装材のボス等の部品を配置した後(図示せず)、加熱プレス機6によって加熱し且つ車両用内装材の形状に形成し、車両用内装材10を得た。
車両用内装材10を構成する繊維ボードは、板厚が3mmであり、目付が1000g/m3、最大曲げ荷重30N、曲げ弾性勾配65N/cmであった。
(heat forming step)
Next, a heat forming step was performed to form the produced
The fiber board constituting the
前述の記載は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態を挙げて説明したが、本発明の記述及び図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく、説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料及び実施形態を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、寧ろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。 The foregoing description is for illustrative purposes only and is not to be construed as limiting the invention. While the present invention has been described in terms of exemplary embodiments, it is understood that the words used in describing and illustrating the invention are words of description and illustration, rather than words of limitation. Changes may be made within the scope of the appended claims without departing from the scope or spirit of the invention in its form, as detailed herein. Although reference has been made herein to specific structures, materials and embodiments in describing the invention, it is not intended that the invention be limited to the disclosure herein, but rather the invention as set forth in the appended claims. It covers all functionally equivalent structures, methods and uses within its scope.
本発明のウェブ圧縮方法は車両用内装材の他、車両関連分野、船舶関連分野、航空機関連分野、建築関連分野等において広く利用される。本発明の繊維複合体は、前記分野における内装材、外装材、構造材等として好適である。
自動車等の車両関連分野では、ドア基材、ピラーガーニッシュ、スイッチベース、クオーターパネル、アームレストの芯材、ドアトリム、シート構造材、コンソールボックス、ダッシュボード、各種インストルメントパネル、デッキトリム、バンパー、スポイラー及びカウリング等が挙げられる。
船舶関連分野、航空機関連分野では、パッケージトレー、アームレストの芯材、シート構造材、コンソールボックス、ダッシュボード及び各種インストルメントパネル等が挙げられる。
また、建築関連分野では、家具用で、机、椅子、棚及び箪笥等の表装材、構造材や、住宅用で、ドア表装材及びドア構造材等が挙げられる。
その他、包装体、収容体(トレイ等)、保護用部材及びパーティション部材等として用いることもできる。
The web compression method of the present invention is widely used in vehicle interior materials, vehicle-related fields, ship-related fields, aircraft-related fields, construction-related fields, and the like. The fiber composite of the present invention is suitable for interior materials, exterior materials, structural materials, etc. in the above fields.
In the vehicle-related fields such as automobiles, door base materials, pillar garnishes, switch bases, quarter panels, core materials for armrests, door trims, seat structural materials, console boxes, dashboards, various instrument panels, deck trims, bumpers, spoilers, etc. Cowling etc. are mentioned.
Ship-related fields and aircraft-related fields include package trays, core materials for armrests, seat structural materials, console boxes, dashboards and various instrument panels.
In the construction-related field, for furniture, covering materials and structural materials for desks, chairs, shelves, chests of drawers, etc., and for housing, door covering materials and door structural materials are exemplified.
In addition, it can also be used as a package, container (tray or the like), protective member, partition member, and the like.
1;繊維ボード、10;車両用内装材、11;植物性繊維、12;熱可塑性樹脂繊維、15;ウェブ、16;ウェブ圧縮物、
21;エアレイ装置、22;搬送コンベア、
31;押えローラ、32;エアシリンダ、33;ベルト、
41;振動ローラ、42;超音波供給手段、
51;固着領域、52;未固着領域、
6;加熱プレス機、7;ニードルパンチ、8;熱処理装置、9;金属感知機。
1; fiber board, 10; vehicle interior material, 11; vegetable fiber, 12; thermoplastic resin fiber, 15; web, 16;
21; air array device, 22; transport conveyor,
31; pressing roller, 32; air cylinder, 33; belt,
41; vibrating roller; 42; ultrasonic wave supply means;
51; fixed area, 52; unfixed area,
6; heating press, 7; needle punch, 8; heat treatment device, 9; metal detector.
Claims (5)
前記ウェブを厚さ方向に加圧してウェブ圧縮物を得るウェブ圧縮工程と、
前記ウェブ圧縮物に超音波により振動する振動ローラを厚さ方向に押し当てつつ、前記熱可塑性樹脂繊維の一部を溶融させて前記植物性繊維及び前記熱可塑性樹脂繊維を固着させて繊維ボードを得る繊維固着工程と、を順次備えることを特徴とするウェブ圧縮方法。 a web forming step of forming a web containing vegetable fibers and thermoplastic resin fibers;
a web compression step of compressing the web in the thickness direction to obtain a web compression;
While pressing a vibrating roller that vibrates with ultrasonic waves against the compressed web in the thickness direction, part of the thermoplastic resin fibers is melted to fix the vegetable fibers and the thermoplastic resin fibers to form a fiber board. and a fiber fixing step of obtaining a web.
前記振動ローラは、ウェブの幅方向に間隔を空けて1つの列を構成し、前記列を1列以上配列されている請求項1又は2に記載のウェブ圧縮方法。 The web compression step is performed by a pressing roller arranged in parallel with the vibrating roller,
3. The method of compressing a web according to claim 1, wherein the vibrating rollers are arranged in one row at intervals in the width direction of the web, and one or more rows of the vibrating rollers are arranged.
各列の前記振動ローラは、そのウェブの幅方向の位置が、他列の前記振動ローラ間の隙間上に位置する請求項3に記載のウェブ圧縮方法。 The vibrating rollers are arranged in two or more rows at intervals in the width direction of the web,
4. The web compression method according to claim 3, wherein the vibrating rollers in each row are positioned in the width direction of the web above the gap between the vibrating rollers in other rows.
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