JP7180526B2 - 基材の製造方法及び基材の製造装置 - Google Patents

Description

本明細書で開示される技術は、基材の製造方法及び基材の製造装置に関する。

従来、基材の製造方法として、繊維マットを加熱しつつ成形することで板状の基材を製造する方法が知られている。繊維マットの製造方法としては、開繊シリンダ及びコンベアを用いたものが知られている（下記特許文献１）。特許文献１には、開繊シリンダによって繊維を開繊すると共に空中へ放出し、放出した繊維をコンベア上に堆積させることで繊維ウェブ（繊維堆積体）を形成した後、繊維ウェブを構成する繊維同士を交絡させることで繊維マット（繊維集合体）を製造する方法が記載されている。

特開２００４－３３９６５３号公報

上記方法において、仮に繊維の方向が揃った状態で繊維ウェブが形成されてしまうと、この繊維ウェブから製造された基材においては、繊維の方向と直交する方向における基材の引張強度が、繊維の方向における基材の引張強度と比べて低くなる事態が懸念され、この点について改善の余地があった。

本明細書で開示される技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、基材において繊維の方向が揃う事態を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、本明細書で開示される基材の製造方法は、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む混合繊維から板状の基材を製造する基材の製造方法であって、前記混合繊維を動作中のコンベアの上面に堆積させることで繊維ウェブを形成する繊維ウェブ形成工程と、前記繊維ウェブ形成工程の後に実行され、前記繊維ウェブに含まれる繊維同士を交絡させることで前記繊維ウェブを不織布とする不織布形成工程と、前記不織布形成工程の後に実行され、前記不織布を加熱プレスすることで前記基材を成形する基材成形工程と、を備え、前記繊維ウェブ形成工程では、複数の突起が形成された前記上面に前記混合繊維を堆積させることに特徴を有する。

繊維ウェブ形成工程では複数の突起が形成されたコンベアの上面に混合繊維を堆積させる。突起上に落下した混合繊維は、突起の表面を滑落する過程で、その表面の形状に倣う方向を向くようになる。この時、混合繊維は突起のどの表面に落下するかによって様々な方向を向くことになる。この結果、繊維ウェブにおいて混合繊維の方向が揃う事態を抑制できるから、基材において繊維の方向が揃う事態を抑制できる。

また、前記コンベアは、メッシュコンベアとされ、前記繊維ウェブ形成工程では、前記混合繊維を、吸引装置によって前記上面に吸引するものとすることができる。混合繊維をコンベアの上面により早く落下させることができ、繊維ウェブをより短時間で形成することができる。

また、前記繊維ウェブ形成工程では、前記混合繊維を前記コンベアの前記上面において前記突起よりも高い位置まで堆積させるものとすることができる。混合繊維をコンベアの上面に堆積させる際に、突起よりも高い位置まで混合繊維を堆積させることで、突起の頂部よりも低い箇所で堆積された混合繊維によって、突起の表面形状に倣う方向を向く繊維の層（第１繊維層）が形成される。ここで、第１繊維層には、突起の形状が転写された凹部が形成される。これに対して、突起の頂部よりも高い箇所で積層された混合繊維は、突起の影響を受け難い。このため、突起の頂部よりも高い箇所で堆積された混合繊維によって、平坦な層（第２繊維層）が形成される。この第２繊維層は、繊維ウェブにおいて、凹部が形成された箇所の厚さを確保する機能を有している。このように、上記方法によれば、凹部が形成された箇所において繊維ウェブの厚さを確保する第２繊維層を備えることで、凹部が形成された箇所の繊維密度をある程度確保することができ、基材において凹部に対応する箇所の強度が低下する事態を抑制することができる。

また、前記繊維ウェブ形成工程では、開繊シリンダから空中に放出された前記混合繊維を前記上面に堆積させるものとすることができる。開繊シリンダを用いる場合には、混合繊維の方向が開繊シリンダの回動方向に揃い易くなる。コンベアの上面に突起を設けることで、繊維ウェブひいては基材において、開繊シリンダの回動方向に沿って混合繊維の方向が揃う事態を抑制できる。

また、上記課題を解決するための手段として、本明細書で開示される基材の製造方法は、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む第１混合繊維と、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む第２混合繊維とから板状の基材を製造する基材の製造方法であって、回動する第１開繊シリンダから空中に放出された前記第１混合繊維を動作中の第１コンベアの上面に堆積させることで第１繊維ウェブを形成する第１繊維ウェブ形成工程と、回動する第２開繊シリンダから空中に放出された前記第２混合繊維を動作中の第２コンベアの上面に堆積させることで第２繊維ウェブを形成する第２繊維ウェブ形成工程と、前記第１繊維ウェブ形成工程及び前記第２繊維ウェブ形成工程の後に実行され、前記第１繊維ウェブにおける前記第１コンベアとは反対側の面と前記第２繊維ウェブにおける前記第２コンベアとは反対側の面とが対向する形で前記第１繊維ウェブと前記第２繊維ウェブとを重ねることで第３繊維ウェブを形成する第３繊維ウェブ形成工程と、前記第３繊維ウェブ形成工程の後に実行され、前記第３繊維ウェブに含まれる繊維同士を交絡させることで前記第３繊維ウェブを不織布とする不織布形成工程と、前記不織布形成工程の後に実行され、前記不織布を加熱プレスすることで前記基材を成形する基材成形工程と、を備え、前記第１繊維ウェブ形成工程では、複数の第１突起が形成された前記第１コンベアの前記上面に前記第１突起よりも高い位置まで前記第１混合繊維を堆積させ、前記第２繊維ウェブ形成工程では、複数の第２突起が形成された前記第２コンベアの前記上面に前記第２突起よりも高い位置まで前記第２混合繊維を堆積させることに特徴を有する。

各繊維ウェブ形成工程では、複数の突起が形成された各コンベアの上面に混合繊維を堆積させる。突起上に落下した混合繊維は、突起の表面を滑落する過程で、その表面の形状に倣う方向を向くようになる。つまり、混合繊維の方向は、各開繊シリンダの回動方向に沿う方向から、突起の表面形状に倣う方向に変化する。この時、突起のどの部分に落下するかによって混合繊維は様々な方向を向くようになる。この結果、各繊維ウェブ（第１繊維ウェブ及び第２繊維ウェブ）においては、開繊シリンダの回動方向に沿って混合繊維の方向が揃う事態を抑制できる。これにより、第１繊維ウェブ及び第２繊維ウェブからなる基材において繊維の方向が揃う事態を抑制できる。

そして、各繊維ウェブにおいては、突起の頂部よりも低い箇所で堆積された混合繊維によって、突起の表面形状に倣う方向を向く繊維の層（第１繊維層）が形成される。これに対して、突起の頂部よりも高い箇所で堆積された混合繊維は、突起の影響を受け難いことから、突起の頂部よりも高い箇所で堆積された混合繊維によって、開繊シリンダの回動方向に沿って繊維の向きが揃う繊維の層（第２繊維層）が形成される。つまり、各繊維ウェブにおいては、コンベア側から第１繊維層、第２繊維層の順番で積層されている。

このため、各繊維ウェブにおいてコンベアとは反対側の面（第２繊維層側の面）を互いに対向する形で、第１繊維ウェブと第２繊維ウェブとを重ねることで第３繊維ウェブとすれば、第３繊維ウェブの両面は、いずれも第１繊維層（繊維が揃っていない繊維層）によって構成されることになる。このような第３繊維ウェブから基材を製造することで、基材が表側が凸となるように曲げられた場合及び裏側が凸となるように曲げられた場合の双方において、基材の表裏両面付近の強度をより高くすることができる。

また、上記課題を解決するための手段として、本明細書で開示される基材の製造装置は、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む混合繊維から板状の基材を製造することが可能な基材の製造装置であって、前記混合繊維を開繊することが可能な開繊シリンダと、前記開繊シリンダから空中に放出された前記混合繊維を堆積させることが可能な上面を有し、前記上面に前記混合繊維を堆積させつつ前記混合繊維を搬送することで繊維ウェブを形成することが可能なコンベアと、前記繊維ウェブに含まれる繊維同士を交絡させることで前記繊維ウェブを不織布とすることが可能な交絡装置と、前記不織布をプレス成形することで前記基材とすることが可能なプレス型と、を備え、前記上面には、複数の突起が形成されていることに特徴を有する。

複数の突起が形成されたコンベアの上面に混合繊維を堆積させると、突起上に落下した混合繊維は、突起の表面を滑落する過程で、その表面の形状に倣う方向を向くようになる。つまり、混合繊維の方向は、開繊シリンダの回動方向に沿う方向から、突起の表面形状に倣う方向に変化する。そして、突起のどの部分に落下するかによって混合繊維は様々な方向を向くようになる。この結果、繊維ウェブにおいては、開繊シリンダの回動方向に沿って混合繊維の方向が揃う事態を抑制できる。これにより、基材において繊維の方向が揃う事態を抑制できる。

本発明によれば、基材において繊維の方向が揃う事態を抑制できる。

本発明の実施形態１に係る不織布製造装置を示す図 プレス型を示す図（型開き状態） プレス型を示す図（型閉じ状態） コンベアを上方から視た平面図 突起を示す断面図（図４のＶ－Ｖ線で切断した図に対応） 突起を上方から視た図 混合繊維が堆積された状態のコンベアを示す斜視図 繊維ウェブを示す断面図（図４のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線で切断した図に対応） 繊維ウェブ及び突起の変形例を示す断面図 基材を第１繊維層側から視た図 基材を側方から視た断面図 基材を一対の成形型５１，５２によって製品形状（車両用内装材の形状）に成形する成形工程を示す断面図 比較例に係る不織布製造装置を示す図 比較例に係る不織布製造装置のコンベアを上方から視た図 比較例に係る基材１１０を示す正面図 比較例に係る基材１１０を側方から視た断面図 実施形態２に係る不織布製造装置を示す図 実施形態２に係る基材成形工程を示す図 実施形態２に係る基材２１０を側方から視た断面図 実施形態３に係る不織布製造装置を示す図 実施形態４に係る突起を示す側面図 実施形態４に係る突起を上方から視た図 実施形態５に係る突起を示す側面図 実施形態５に係る突起を上方から視た図 実施形態６に係る突起を示す側面図 実施形態６に係る突起を上方から視た図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１から図１６によって説明する。本実施形態では、ドアトリム等の車両用内装材（乗物用内装材）として用いられる基材１０を例示する。基材１０は、板状をなし、植物性繊維と熱可塑性樹脂とを含むものとされる。基材１０に含まれる植物性繊維としては、ケナフ等の靭皮植物繊維や繊維木材等を解繊して得た木質繊維等を例示することができる。基材１０は、後述する不織布１１（繊維マット）をプレス成形することで得られ、熱可塑性樹脂が植物性繊維を結着するバインダーとして機能する。基材１０に含まれる熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレン、ポリエチレン等）、ポリエステル系樹脂（ポリ乳酸、ポリカプロラクトン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等の芳香族ポリエステル樹脂）等を例示することができる。

次に基材１０を製造するための基材製造装置２０（基材の製造装置）について説明する。基材製造装置２０は、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む混合繊維１２から板状の基材１０を製造することが可能なものである。基材製造装置２０は、図１及び図２に示すように、不織布製造装置２１と、一対のプレス型２２Ａ，２２Ｂと、を備える。不織布製造装置２１は、図１に示すように、繊維供給部２３と、フィードコンベア２４と、開繊シリンダ２５と、コンベア２６と、吸引装置２７と、交絡装置２８と、カッター２９と、を備える。

フィードコンベア２４は、繊維供給部２３に投入された混合繊維１２を開繊シリンダ２５に搬送することが可能となっている。開繊シリンダ２５は、円筒状をなすシリンダ本体２５Ａと、シリンダ本体２５Ａの表面（外周面）に形成された複数の突起部２５Ｂと、を備える。複数の突起部２５Ｂは、例えば、シリンダ本体２５Ａの表面に巻きつけられたガーネットワイヤによって構成されている。

開繊シリンダ２５は、中心軸Ｌ１を中心として、開繊シリンダ２５の上部が図１の右側に向かうように回転することが可能となっている。回転する開繊シリンダ２５は、フィードコンベア２４から送られた混合繊維１２を、突起部２５Ｂで引っ掻くようにして開繊することが可能となっている。また、開繊シリンダ２５が回転することで、混合繊維１２は、開繊シリンダ２５の表面（突起部２５Ｂ）に引っ掛けられることで上方に搬送され、その後、開繊シリンダ２５の回転による遠心力によって、空中に放出される。

また、不織布製造装置２１は、開繊シリンダ２５の外周に沿って設けられたストリッパーローラ３０及びウォーカローラ３１を備える。ストリッパーローラ３０及びウォーカローラ３１の各表面には、開繊シリンダ２５と同様にガーネットワイヤ等によって構成された突起部（図示せず）が形成されている。ウォーカローラ３１は、開繊シリンダ２５との間に混合繊維１２を通過させることで、その混合繊維１２に対して開繊処理を施す機能を有しており、ストリッパーローラ３０は、ウォーカローラ３１の表面に付着した混合繊維１２を剥離する機能を有している。

コンベア２６は網目状をなすメッシュコンベアとされる。コンベア２６は、開繊シリンダ２５から空中に放出された混合繊維１２を堆積させることが可能な上面２６Ａを有している。コンベア２６は、上面２６Ａに混合繊維１２を堆積させつつ混合繊維１２を図１の右側に搬送することで繊維ウェブ１３を形成することが可能な構成となっている。なお、コンベア２６による混合繊維１２の搬送方向を矢線Ａ１で示す。

吸引装置２７は、コンベア２６の下方に配され、空気を吸引することで、混合繊維１２を上面２６Ａに吸引することが可能な構成となっている。交絡装置２８は、例えば、ニードルパンチ装置とされ、繊維ウェブ１３に含まれる繊維同士を交絡させることで繊維ウェブ１３を不織布１１とすることが可能な構成となっている。

図２に示すように、一対のプレス型２２Ａ，２２Ｂ（プレス板、熱板）には、例えば、通電によって発熱するヒータなどの発熱手段が内蔵されている。これにより、プレス型２２Ａ，２２Ｂは、所定の温度に加熱可能な構成となっており、不織布１１を加熱プレスすることで、平板状の基材１０（図３参照）とすることができる。なお、図３に示す基材１０は、車両用内装材の製品形状に成形される前の状態であり、プレボードと呼ばれることがある。

コンベア２６の表面（上面２６Ａ及び下面２６Ｂ）には、図１及び図４に示すように、複数の突起４１が形成されている。突起４１は、例えば合成樹脂とされ、混合繊維１２に対して高い摺動性を有する材質のものが好ましい。突起４１は、図４及び図５に示すように、三角錐状をなしている。つまり、突起４１は上方に向かうにつれて細くなる先細り状となっている。

また、図４の平面視において、コンベア２６は、搬送方向Ａ１に沿って長い方形状をなしており、コンベア２６の表面上には、コンベア２６の幅方向（図４の上下方向）に並ぶ突起４１の列が、搬送方向Ａ１に沿って複数列並ぶ形で配されている。なお、搬送方向Ａ１に並ぶ複数の突起４１の列において、ある突起４１の列を突起列Ｂ１とし、この突起列Ｂ１と搬送方向Ａ１において隣り合う突起４１の列を突起列Ｂ２とした場合に、突起列Ｂ１の突起４１と突起列Ｂ２の突起４１とは、コンベア２６の幅方向における位置が異なるものとされる。詳しくは、突起列Ｂ１において両端に配される突起４１を除いた突起４１は、コンベア２６の幅方向において、突起列Ｂ２における隣り合う一対の突起４１，４１の中間位置と一致する箇所に配されている。また、突起４１は、平面視において正三角形状をなしており、平面視における三角形の中線のうち一つの中線Ｌ２（図４参照）が搬送方向Ａ１と一致する形で配されている。

次に本実施形態の基材１０の製造方法について説明する。本実施形態の基材１０の製造方法は、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む混合繊維１２から板状の基材１０を製造するものであり、混合繊維１２を動作中のコンベア２６の上面２６Ａに堆積させることで繊維ウェブ１３を形成する繊維ウェブ形成工程と、繊維ウェブ形成工程の後に実行され、繊維ウェブ１３に含まれる繊維同士を交絡させることで繊維ウェブ１３を不織布１１とする不織布形成工程と、不織布形成工程の後に実行され、不織布１１を加熱プレスすることで基材１０を成形する基材成形工程と、を備える。

繊維ウェブ形成工程では、図１に示すように、繊維供給部２３からフィードコンベア２４によって開繊シリンダ２５に供給された混合繊維１２を回転する開繊シリンダ２５によって開繊すると共に、開繊シリンダ２５から空中に放出された混合繊維１２（開繊された繊維）を動作中のコンベア２６の上面２６Ａに堆積させる。なお、図１において開繊シリンダ２５の回転方向を矢線Ａ２で示す。上面２６Ａに堆積された混合繊維１２は、コンベア２６の動作によって図１の右側に搬送される。このため、上面２６Ａへの混合繊維１２の堆積及び堆積された混合繊維の搬送を連続的に行うことで、上面２６Ａに開繊された混合繊維１２からなる繊維ウェブ１３が形成される。繊維ウェブ形成工程では、開繊シリンダ２５から空中に放出された混合繊維１２を、吸引装置２７によって上面２６Ａに吸引する。より詳しくは、吸引装置２７は、網目状をなすコンベア２６の通気孔２６Ｄ（図５参照）を通じて、混合繊維１２を吸引する。

繊維ウェブ形成工程では、複数の突起４１が形成された上面２６Ａに混合繊維１２を堆積させる。このため、上面２６Ａに落下した混合繊維１２のうち、突起４１上に落下した混合繊維１２（より詳しくは混合繊維１２を構成する繊維の各々）は、図５に示すように、突起４１の表面（傾斜面）に沿って滑落し、図６に示すように、突起４１の表面の形状に倣う方向を向くようになる。なお、三角錐形状をなす突起４１は、３つの傾斜面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃを有しているため、３つの傾斜面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃのうち、どの傾斜面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃに沿って滑落するかによって、滑落後の混合繊維１２の向きは異なるものとなる。なお、図６においては、突起４１の表面に落下する直前の混合繊維１２（符号１２Ａを付す）を２点鎖線で図示しており、傾斜面４１Ａに沿って滑落した混合繊維１２を実線で図示している。この結果、図７に示すように、上面２６Ａには、各傾斜面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃに倣う方向で開繊された混合繊維１２が堆積することになる。つまり、突起４１上に落下した混合繊維１２（より詳しくは混合繊維１２を構成する繊維の各々）は、突起４１のどの部分（傾斜面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）に落下するかによって、その向きが変わることになる。

なお、開繊シリンダ２５によって混合繊維１２が開繊される過程では、混合繊維１２は、突起部２５Ｂによって引っ掻かれる。このため、開繊シリンダ２５から放出された混合繊維１２の向きは、突起部２５Ｂによる引っ掻き方向（開繊シリンダ２５の回転方向）に沿う方向となる。つまり、混合繊維１２（より詳しくは、混合繊維１２を構成する各繊維）は、突起４１の表面に落下する直前では、開繊シリンダ２５の回転方向に沿う方向（ひいてはコンベア２６による搬送方向Ａ１）を向いている。なお、ここで言う繊維の向きとは、繊維の長手方向（延設方向）のことである。つまり、突起４１の作用によって、開繊シリンダ２５から放出された混合繊維１２の向きは変化することになり、傾斜面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃのいずれかの向きに倣う比較的不揃いな向きとなる。

また、図８に示すように、繊維ウェブ形成工程では、混合繊維１２をコンベア２６の上面２６Ａにおいて突起４１よりも高い位置まで堆積させる。この結果、上面２６Ａに堆積された混合繊維１２のうち、突起４１の頂部よりも低い箇所で堆積した混合繊維１２によって突起４１の表面形状に倣う方向を向く繊維の層（第１繊維層１３Ａ）が形成される。ここで、第１繊維層１３Ａには、突起４１の形状が転写された凹部１４が形成される。

これに対して、突起４１の頂部よりも高い箇所で積層された混合繊維は、突起４１の影響を受け難い（又は突起４１の影響を殆ど受けない）。このため、突起４１の頂部よりも高い箇所で堆積された混合繊維１２によって、平坦な層（第２繊維層１３Ｂ）が形成される。つまり、第２繊維層１３Ｂを構成する混合繊維１２は、コンベア２６による搬送方向Ａ１に沿う方向を向いている。つまり、繊維ウェブ１３は、コンベア２６に近い側から第１繊維層１３Ａ及び第２繊維層１３Ｂの順番で積層されてなるものとされる。第２繊維層１３Ｂは、これを構成する繊維が同じ方向（搬送方向Ａ１）に揃っている繊維層であり、第１繊維層１３Ａは、第２繊維層１３Ｂに比べて、繊維の向きが不揃いとなっている繊維層である。なお、第１繊維層１３Ａの厚さは、上面２６Ａに形成する突起４１の高さを変更することで変更することが可能である。このため、図９に示すように、図８の突起４１よりも高い突起４１（符号４２を付す）を上面２６Ａに形成することで、第１繊維層１３Ａの厚さをより大きくすることが可能である。

つまり、上面２６Ａに堆積する混合繊維１２の量が同じである場合において、上面２６Ａに形成する突起４１の高さを変えることで第１繊維層１３Ａと第２繊維層１３Ｂの厚さの割合を変えることが可能となる。なお、突起４１を高くして、第１繊維層１３Ａをより厚くすれば、繊維ウェブ１３において繊維の向きが不揃いとなっている部分を増やすことができる。しかしながら、突起４１を高くする（第１繊維層１３Ａを厚くする）と、凹部１４が深くなってしまう。凹部１４が深くなると、繊維ウェブ１３が突起４１から剥がれ難くなる。このため、繊維ウェブ１３が突起４１から剥がれ難い場合には、突起４１を低くすることが好ましい。

不織布形成工程では、図１に示すように、交絡装置２８を用いて、繊維ウェブ１３に含まれる繊維（主に熱可塑性樹脂繊維）同士を交絡させることで繊維ウェブ１３を不織布１１とする。なお、不織布形成工程では、ニードルパンチ式の交絡装置２８以外の交絡装置（例えばウォータージェット式の交絡装置等）を用いてもよい。

基材成形工程では、図２に示すように、一対のプレス型２２Ａ，２２Ｂの間に不織布１１を配置した後、図３に示すように、加熱した状態の一対のプレス型２２Ａ，２２Ｂによって不織布１１を加熱プレスすることで基材１０を成形する。基材成形工程における不織布１１の加熱温度は、不織布１１に含まれる熱可塑性樹脂繊維が溶融する温度以上とされる。これにより、不織布１１に含まれる熱可塑性樹脂繊維が溶融することで植物性繊維を結着するバインダーとして機能することになる。

この結果、図１０及び図１１に示すように、熱可塑性樹脂繊維が溶融した熱可塑性樹脂と、混合繊維１２に含まれる植物性繊維１５（図１０参照）とからなる基材１０が製造される。なお、図１１に示すように、基材１０は不織布１１を圧縮したものであるため、基材１０は不織布１１と同様に第１繊維層１３Ａと第２繊維層１３Ｂとを備える。なお、基材１０を車両用内装材として用いる場合には、基材１０を加熱した状態で、図１２に示すように、一対の成形型５１，５２によって所定の製品形状に成形する。

なお、一般的に、植物性繊維は、化学繊維である熱可塑性樹脂繊維よりも繊維径が大きいためニードルパンチのバーブに掛かり難く、ニードルパンチによる交絡処理の影響を受け難い。このため、不織布形成工程において繊維ウェブ１３の交絡処理を行った場合であっても、植物性繊維１５については、第１繊維層１３Ａと第２繊維層１３Ｂとがある程度維持された状態となっている。

次に本実施形態の効果について説明する。繊維ウェブ形成工程では複数の突起４１が形成されたコンベア２６の上面２６Ａに混合繊維１２を堆積させる。突起４１上に落下した混合繊維１２は、突起４１の表面（傾斜面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）を滑落する過程で、その表面の形状に倣う方向を向くようになる。この時、混合繊維１２は突起４１のどの表面（傾斜面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）に落下するかによって様々な方向を向くことになる。この結果、繊維ウェブ１３において混合繊維１２の方向が揃う事態を抑制できるから、基材１０において繊維の方向が揃う事態を抑制できる。

比較例の不織布製造装置１２１（図１３参照）のように、突起４１を備えていないコンベア２６上に混合繊維１２を堆積させ、繊維ウェブ１１３を形成した場合、図１４に示すように、混合繊維１２は、開繊シリンダ２５の回転方向（コンベア２６による搬送方向Ａ１）に沿う方向を向いてしまう。この結果、繊維ウェブ１１３から製造した基材１１０においては、図１５及び図１６に示すように、混合繊維１２のうち植物性繊維１５の向きが揃ってしまう。なお、図１５及び図１６では左右方向に植物性繊維１５の向きが揃っている場合を例示している。このような基材１１０においては、植物性繊維１５の方向と直交する方向（図１５の上下方向）における基材１１０の引張強度が、植物性繊維１５の方向（図１５の左右方向）における基材１１０の引張強度と比べて低くなる。なお、基材１１０を車両用内装材として用いる場合には、一対の成形型５１，５２（図１２参照）によって所定の製品形状に成形する。成形時には、基材１１０が立体形状に成形される。この時、基材１１０に植物性繊維１５の方向と直交する方向の応力が作用すると、基材１１０が部分的に破断する事態が懸念される。本実施形態の基材１０は、図１０に示すように、植物性繊維１５の向きが不揃いとなっている第１繊維層１３Ａを備えるため、特定の方向における引張強度が低下してしまう事態を抑制することができ、基材１０を製品形状に成形する際に基材１０が破断する事態をより確実に抑制することができる。

また、コンベア２６は、メッシュコンベアとされ、繊維ウェブ形成工程では、混合繊維１２を、吸引装置２７によって上面２６Ａに吸引する。混合繊維１２をコンベア２６の上面２６Ａにより早く落下させることができ、繊維ウェブ１３をより短時間で形成することができる。また、吸引装置２７によって混合繊維１２を吸引することで、混合繊維１２が突起４１の表面（傾斜面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）を滑ることを促進することができる。

また、繊維ウェブ形成工程では、混合繊維１２をコンベア２６の上面２６Ａにおいて突起４１よりも高い位置まで堆積させる。混合繊維１２をコンベア２６の上面２６Ａに堆積させる際に、突起４１よりも高い位置まで混合繊維１２を堆積させることで、突起４１の頂部よりも低い箇所で堆積された混合繊維１２によって、突起４１の表面形状に倣う方向を向く繊維の層（第１繊維層１３Ａ、図８参照）が形成される。ここで、第１繊維層１３Ａには、突起４１の形状が転写された凹部１４が形成される。

これに対して、突起４１の頂部よりも高い箇所で積層された混合繊維１２は、突起４１の影響を受け難い。このため、突起４１の頂部よりも高い箇所で堆積された混合繊維１２によって、平坦な層（第２繊維層１３Ｂ）が形成される。この第２繊維層１３Ｂは、繊維ウェブ１３において、凹部１４が形成された箇所の厚さを確保する機能を有している。このように、本実施形態の方法によれば、凹部１４が形成された箇所において繊維ウェブ１３の厚さを確保する第２繊維層１３Ｂを備えることで、凹部１４が形成された箇所の繊維密度をある程度確保することができ、基材１０において凹部１４に対応する箇所の強度が低下する事態を抑制することができる。

また、繊維ウェブ形成工程では、開繊シリンダ２５から空中に放出された混合繊維１２を上面２６Ａに堆積させる。開繊シリンダ２５を用いる場合には、混合繊維１２の方向が開繊シリンダ２５の回動方向に揃い易くなる。コンベア２６の上面２６Ａに突起４１を設けることで、混合繊維１２の方向を突起４１によって変えることができるため、繊維ウェブ１３ひいては基材１０において、開繊シリンダ２５の回動方向に沿って混合繊維１２の方向が揃う事態を抑制できる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図１７から図１９によって説明する。上記実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態では、不織布製造装置の構成及び基材の製造方法が上記実施形態と相違する。本実施形態の不織布製造装置２２１は、繊維ウェブ２１３を形成するための各機器（フィードコンベア２２４、開繊シリンダ２２５、コンベア２２６、吸引装置２２７）と、繊維ウェブ３１３を形成するための各機器（フィードコンベア３２４、開繊シリンダ３２５、コンベア３２６、吸引装置３２７）と、繊維ウェブ３１３を反転させて繊維ウェブ２１３上に積層するための反転ローラ２３２と、交絡装置２８と、カッター２９と、を備える。なお、図１７では図示省略しているが、不織布製造装置２２１は、フィードコンベア２２４及びフィードコンベア３２４にそれぞれ混合樹脂を供給するための繊維供給部を備える。

繊維ウェブ２１３及び繊維ウェブ３１３を形成するための各機器の構成は、上記実施形態１で例示した繊維ウェブ１３を形成するための各機器（フィードコンベア２４、開繊シリンダ２５、コンベア２６、吸引装置２７）の構成と基本的には同じであるため、詳しい説明は省略する。つまり、コンベア２２６の上面２２６Ａには、コンベア２６と同様に複数の突起（突起２４１）が形成されており、コンベア３２６の上面３２６Ａには、コンベア２６と同様に複数の突起（突起３４１）が形成されている。なお、突起２４１，３４１は、実施形態１の突起４１と同じ形状（三角錐形状）をなしているが、異なる形状をなしていてもよい。図１７に示すように、開繊シリンダ２２５の回転方向（矢線Ａ３）と、開繊シリンダ３２５の回転方向（矢線Ａ４）とは互いに逆方向である。また、コンベア２２６による繊維の搬送方向（矢線Ａ５）と、コンベア３２６による繊維の搬送方向（矢線Ａ６）とは互いに逆方向である。

本実施形態の基材２１０の製造方法は、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む混合繊維２１２と、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む混合繊維３１２とから板状の基材２１０を製造する基材の製造方法である。基材２１０の製造方法は、繊維ウェブ２１３を形成する第１繊維ウェブ形成工程と、繊維ウェブ３１３を形成する第２繊維ウェブ形成工程と、繊維ウェブ２１３と繊維ウェブ３１３とを重ねることで繊維ウェブ４１３を形成する第３繊維ウェブ形成工程と、繊維ウェブ４１３を不織布２１１とする不織布形成工程と、不織布２１１を加熱プレスすることで基材２１０を成形する基材成形工程と、を備える。なお、混合繊維２１２及び混合繊維３１２は、例えば同じ材質であり、混合繊維１２と同様、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含むものである。

第１繊維ウェブ形成工程では、図１７に示すように、吸引装置２２７を動作させつつ、回動する開繊シリンダ２２５（第１開繊シリンダ）から空中に放出された混合繊維２１２（第１混合繊維）を、動作中のコンベア２２６（第１コンベア）の上面２２６Ａに堆積させることで、繊維ウェブ２１３（第１繊維ウェブ）を形成する。上面２２６Ａに混合繊維２１２を堆積させる際には、複数の突起２４１（第１突起）が形成されたコンベア２２６の上面２２６Ａに突起２４１よりも高い位置まで混合繊維２１２を堆積させる。

このため、繊維ウェブ２１３は、第１繊維層２１３Ａと、その上方に重なる第２繊維層２１３Ｂと、を備える。第１繊維層２１３Ａは、第１繊維層１３Ａと同様、突起２４１の頂部よりも低い箇所（隣り合う突起２４１の間）で堆積された混合繊維２１２によって形成された層であり、突起２４１の表面形状に倣う方向を向く繊維の層である。第２繊維層２１３Ｂは、第２繊維層１３Ｂと同様、突起２４１の頂部よりも高い箇所で堆積された混合繊維２１２によって形成された平坦な層である。

第２繊維ウェブ形成工程では、図１７に示すように、吸引装置３２７を動作させつつ、回動する開繊シリンダ３２５（第２開繊シリンダ）から空中に放出された混合繊維３１２（第２混合繊維）を、動作中のコンベア３２６（第２コンベア）の上面３２６Ａに堆積させることで、繊維ウェブ３１３（第２繊維ウェブ）を形成する。上面３２６Ａに混合繊維３１２を堆積させる際には、複数の突起３４１（第２突起）が形成されたコンベア３２６の上面３２６Ａに突起３４１よりも高い位置まで混合繊維３１２を堆積させる。

このため、繊維ウェブ３１３は、第１繊維層３１３Ａと、その上方に重なる第２繊維層３１３Ｂと、を備える。第１繊維層３１３Ａは、第１繊維層１３Ａと同様、突起３４１の頂部よりも低い箇所（隣り合う突起３４１の間）で堆積された混合繊維３１２によって形成された層であり、突起３４１の表面形状に倣う方向を向く繊維の層である。第２繊維層３１３Ｂは、第２繊維層１３Ｂと同様、突起３４１の頂部よりも高い箇所で堆積された混合繊維３１２によって形成された平坦な層である。

第１繊維ウェブ形成工程及び第２繊維ウェブ形成工程の後に実行される第３繊維ウェブ形成工程では、矢線Ａ７で示す方向（図１７の反時計回り）に回転する反転ローラ２３２によって、繊維ウェブ３１３を反転させつつ、搬送することで、繊維ウェブ３１３を繊維ウェブ２１３の上面に重ねる。つまり、繊維ウェブ２１３におけるコンベア２２６とは反対側の面２１３Ｄと繊維ウェブ３１３におけるコンベア３２６とは反対側の面３１３Ｄとが対向する形で繊維ウェブ２１３と繊維ウェブ３１３とを重ねることで繊維ウェブ４１３（第３繊維ウェブ）を形成する。

第３繊維ウェブ形成工程の後に実行される不織布形成工程では、図１７に示すように、交絡装置２８を用いて繊維ウェブ４１３に含まれる繊維同士を交絡させることで繊維ウェブ４１３を不織布２１１とする。そして、不織布形成工程の後に実行される基材成形工程では、図１８に示すように、加熱した状態の一対のプレス型２２Ａ，２２Ｂによって不織布２１１を加熱プレスすることで基材２１０を成形する。基材成形工程における不織布２１１の加熱温度は、不織布２１１に含まれる熱可塑性樹脂繊維が溶融する温度以上とされる。これにより、不織布２１１に含まれる熱可塑性樹脂繊維が溶融することで植物性繊維を結着するバインダーとして機能することになる。

この結果、熱可塑性樹脂繊維が溶融した熱可塑性樹脂と、混合繊維２１２，３１２に含まれる植物性繊維とからなる基材２１０が製造される。なお、図１９に示すように、基材２１０は不織布２１１を圧縮したものであるため、基材２１０においては、不織布２１１と同様に第１繊維層２１３Ａ、第２繊維層２１３Ｂ、第２繊維層３１３Ｂ、第１繊維層３１３Ａがこの順番で積層されている。なお、図１９では、第２繊維層２１３Ｂと第２繊維層３１３Ｂの境界を２点鎖線Ｌ３で模式的に図示している。

次に本実施形態の効果について説明する。各繊維ウェブ形成工程（第１繊維ウェブ形成工程及び第２繊維ウェブ形成工程）では、複数の突起２４１，３４１が形成された各コンベア２２６，３２６の上面に混合繊維２１２，３１２を堆積させる。突起２４１，３４１上に落下した混合繊維２１２，３１２は、突起２４１，３４１の表面を滑落する過程で、その表面の形状に倣う方向を向くようになる。つまり、混合繊維２１２，３１２の方向は、各開繊シリンダの回動方向に沿う方向から、突起２４１，３４１の表面形状に倣う方向に変化する。この時、突起２４１，３４１のどの部分に落下するかによって混合繊維２１２，３１２は様々な方向を向くようになる。この結果、各繊維ウェブ２１３,３１３（第１繊維ウェブ及び第２繊維ウェブ）においては、開繊シリンダ２２５，３２５の回動方向に沿って混合繊維２１２，３１２の方向が揃う事態を抑制できる。これにより、繊維ウェブ２１３及び繊維ウェブ３１３からなる基材２１０において繊維の方向が揃う事態を抑制できる。

そして、繊維ウェブ２１３,３１３においては、突起２４１，３４１の頂部よりも低い箇所で堆積された混合繊維２１２，３１２によって、突起２４１，３４１の表面形状に倣う方向を向く繊維の層（第１繊維層２１３Ａ，３１３Ａ）が形成される。これに対して、突起２４１，３４１の頂部よりも高い箇所で堆積された混合繊維２１２，３１２は、突起２４１，３４１の影響を受け難いことから、突起２４１，３４１の頂部よりも高い箇所で堆積された混合繊維２１２，３１２によって、開繊シリンダ２２５，３２５の回動方向に沿って繊維の向きが揃う繊維の層（第２繊維層２１３Ｂ，３１３Ｂ）が形成される。つまり、繊維ウェブ２１３においては、コンベア２２６側から第１繊維層２１３Ａ、第２繊維層２１３Ｂの順番で積層されており、繊維ウェブ３１３においては、コンベア３２６側から第１繊維層３１３Ａ、第２繊維層３１３Ｂの順番で積層されている。

このため、繊維ウェブ２１３,３１３においてコンベアとは反対側の面２１３Ｄ，３１３Ｄ（第２繊維層側の面）を互いに対向する形で、繊維ウェブ２１３と繊維ウェブ３１３とを重ねることで繊維ウェブ４１３とすれば、繊維ウェブ４１３の両面は、いずれも第１繊維層（繊維が揃っていない繊維層）によって構成されることになる。つまり、繊維ウェブ４１３においては、一方の面が第１繊維層２１３Ａによって構成され、他方の面が第１繊維層３１３Ａによって構成されている。このような繊維ウェブ４１３から基材２１０を製造することで、基材２１０の両面を各第１繊維層によって構成することができる。つまり、図１９に示すように、基材２１０においては、一方の面が第１繊維層２１３Ａによって構成され、他方の面が第１繊維層３１３Ａによって構成されている。このため、基材２１０が、表側が凸となるように曲げられた場合及び裏側が凸となるように曲げられた場合の双方において、基材２１０の表裏両面付近の引張強度をより高くすることができる。

なお、基材において一方の面が第２繊維層（繊維の向きが揃っている層）によって構成されている場合には、一方の面側が凸となるように基材が曲げられた場合且つ、その曲げに伴って、第２繊維層に含まれる繊維の方向と直交する方向に基材が引っ張られた場合において引張強度が低くなり易く、一方の面側において基材の破れや皺等が発生する事態が懸念される。本実施形態では、基材の両面が第１繊維層（繊維の向きが不揃いな層）であるため、このような事態を抑制することができる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３を図２０によって説明する。上記実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態では、不織布の製造に係る構成が上記実施形態と相違する。本実施形態の不織布製造装置３２１は、図２０の矢線Ａ８で示す回転方向に回転することで混合繊維５１２を開繊する可能な開繊シリンダ５２５を備える。開繊シリンダ５２５から空中に放出された混合繊維５１２は、コンベア５２６によって搬送されている繊維ウェブ１３上に堆積する構成となっている。

これにより、繊維ウェブ１３上に混合繊維５１２によって構成された繊維ウェブ５１３を積層させることができる。なお、コンベア５２６の上面５２６Ａには、突起４１が形成されている。このため、繊維ウェブ１３は、突起４１の作用によって突起４１の表面形状に倣う方向を向く繊維の層となっている。これに対して、繊維ウェブ５１３を構成する繊維は、突起４１の影響を受け難く、開繊シリンダ５２５の回動方向に沿って繊維の向きが揃う繊維の層となっている。

そして本実施形態では、繊維ウェブ１３と繊維ウェブ５１３とが積層されることで構成された繊維ウェブ５１４に対して交絡装置２８によって交絡処理を施すことで不織布５１１とする。このようにすれば、材質の異なる２層からなる不織布５１１を構成することができる。なお、混合繊維１２に含まれる繊維としては、混合繊維５１２に含まれる繊維に比べて高い引張弾性率を有するものとされる。例えば、混合繊維１２に含まれる繊維としては、ＰＥＴ繊維（ポリエチレンテレフタレート繊維）等を例示することができる。このようにすれば、比較的高い引張弾性率を有する繊維からなる繊維ウェブ１３において、混合繊維１２の向きを揃い難くすることができる。この結果、不織布５１１を成形してなる基材において、繊維ウェブ１３によって構成された部分（基材の引張強度に影響を与え易い部分）の特定の方向における引張強度が低下してしまう事態を抑制することができ、好適である。なお、混合繊維５１２に含まれる熱可塑性樹脂繊維としては、基材の軽量化の観点から、例えば、混合繊維１２に含まれる熱可塑性樹脂繊維よりも密度が低いものがより好ましく、例えばポリプロピレンやポリエチレンを例示することができる。

＜実施形態４＞
次に、本発明の実施形態４を図２１及び図２２によって説明する。上記実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態では、コンベア２６の上面２６Ａに形成された突起の形状が上記実施形態と相違する。本実施形態の突起６４１は、図２１及び図２２に示すように、三角錐形状の頂部を切り欠いた形状をなしている。このようにすれば、突起６４１の頂部６４１Ａが繊維ウェブ１３（図１参照）に引っ掛かる事態を抑制でき、コンベア２６から次工程（不織布形成工程）の交絡装置２８に繊維ウェブ１３を容易に移すことができる。

＜実施形態５＞
次に、本発明の実施形態５を図２３及び図２４によって説明する。上記実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態では、コンベア２６の上面２６Ａに形成された突起の形状が上記実施形態と相違する。本実施形態の突起７４１は、図２３及び図２４に示すように、上端部が半球状をなす略円柱形状をなしている。

＜実施形態６＞
次に、本発明の実施形態６を図２５及び図２６によって説明する。上記実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態では、コンベア２６の上面２６Ａに形成された突起の形状が上記実施形態と相違する。本実施形態の突起８４１は、図２５及び図２６に示すように、四角錐台形状をなしている。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態において、吸引装置２７を備えていなくてもよく、例えば、開繊シリンダ２５から空中に放出された混合繊維１２が、その自重のみによってコンベア２６の上面２６Ａに落下するようにしてもよい。つまり、コンベア２６は、メッシュコンベアでなくてもよい。
（２）突起の形状や配置態様は、上記各実施形態で例示したものに限定されず、適宜変更可能である。突起は、突起上に落下した繊維（混合繊維）が滑落可能な傾斜面や曲面を有することが好ましく、このような観点から例えば上方に向かうにつれて細くなる先細り状をなすことがより好ましい。

１０，２１０…基材、１１，２１１，５１１…不織布、１２，５１２…混合繊維、１３，５１３，５１４…繊維ウェブ、２０…基材製造装置（基材の製造装置）、２２Ａ，２２Ｂ…プレス型、２５，５２５…開繊シリンダ、２６，５２６…コンベア、２６Ａ，５２６Ａ…上面（コンベアの上面）、２７，２２７，３２７…吸引装置、２８…交絡装置、４１，６４１，７４１，８４１…突起、２１２…混合繊維（第１混合繊維）、２１３…繊維ウェブ（第１繊維ウェブ）、２１３Ｄ…繊維ウェブにおけるコンベアとは反対側の面（第１繊維ウェブにおける第１コンベアとは反対側の面）、２２５…開繊シリンダ（第１開繊シリンダ）、２２６…コンベア（第１コンベア）、２２６Ａ…上面（第１コンベアの上面）、２４１…突起（第１突起）、３１２…混合繊維（第２混合繊維）、３１３…繊維ウェブ（第２繊維ウェブ）、３１３Ｄ…繊維ウェブにおけるコンベアとは反対側の面（第２繊維ウェブにおける第２コンベアとは反対側の面）、３２５…開繊シリンダ（第２開繊シリンダ）、３２６…コンベア（第２コンベア）、３２６Ａ…上面（第２コンベアの上面）、３４１…突起（第２突起）、４１３…繊維ウェブ（第３繊維ウェブ）

Claims (6)

1. 植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む混合繊維から板状の基材を製造する基材の製造方法であって、
   前記混合繊維を動作中のコンベアの上面に堆積させることで繊維ウェブを形成する繊維ウェブ形成工程と、
   前記繊維ウェブ形成工程の後に実行され、前記繊維ウェブに含まれる繊維同士を交絡させることで前記繊維ウェブを不織布とする不織布形成工程と、
   前記不織布形成工程の後に実行され、前記不織布を加熱プレスすることで前記基材を成形する基材成形工程と、を備え、
   前記繊維ウェブ形成工程では、複数の突起が形成された前記上面に前記混合繊維を堆積させる基材の製造方法。
2. 前記コンベアは、メッシュコンベアとされ、
   前記繊維ウェブ形成工程では、前記混合繊維を、吸引装置によって前記上面に吸引する請求項１に記載の基材の製造方法。
3. 前記繊維ウェブ形成工程では、前記混合繊維を前記コンベアの前記上面において前記突起よりも高い位置まで堆積させる請求項１又は請求項２に記載の基材の製造方法。
4. 前記繊維ウェブ形成工程では、開繊シリンダから空中に放出された前記混合繊維を前記上面に堆積させる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基材の製造方法。
5. 植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む第１混合繊維と、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む第２混合繊維とから板状の基材を製造する基材の製造方法であって、
   回動する第１開繊シリンダから空中に放出された前記第１混合繊維を動作中の第１コンベアの上面に堆積させることで第１繊維ウェブを形成する第１繊維ウェブ形成工程と、
   回動する第２開繊シリンダから空中に放出された前記第２混合繊維を動作中の第２コンベアの上面に堆積させることで第２繊維ウェブを形成する第２繊維ウェブ形成工程と、
   前記第１繊維ウェブ形成工程及び前記第２繊維ウェブ形成工程の後に実行され、前記第１繊維ウェブにおける前記第１コンベアとは反対側の面と前記第２繊維ウェブにおける前記第２コンベアとは反対側の面とが対向する形で前記第１繊維ウェブと前記第２繊維ウェブとを重ねることで第３繊維ウェブを形成する第３繊維ウェブ形成工程と、
   前記第３繊維ウェブ形成工程の後に実行され、前記第３繊維ウェブに含まれる繊維同士を交絡させることで前記第３繊維ウェブを不織布とする不織布形成工程と、
   前記不織布形成工程の後に実行され、前記不織布を加熱プレスすることで前記基材を成形する基材成形工程と、を備え、
   前記第１繊維ウェブ形成工程では、複数の第１突起が形成された前記第１コンベアの前記上面に前記第１突起よりも高い位置まで前記第１混合繊維を堆積させ、
   前記第２繊維ウェブ形成工程では、複数の第２突起が形成された前記第２コンベアの前記上面に前記第２突起よりも高い位置まで前記第２混合繊維を堆積させる基材の製造方法。
6. 植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含む混合繊維から板状の基材を製造することが可能な基材の製造装置であって、
   前記混合繊維を開繊することが可能な開繊シリンダと、
   前記開繊シリンダから空中に放出された前記混合繊維を堆積させることが可能な上面を有し、前記上面に前記混合繊維を堆積させつつ前記混合繊維を搬送することで繊維ウェブを形成することが可能なコンベアと、
   前記繊維ウェブに含まれる繊維同士を交絡させることで前記繊維ウェブを不織布とすることが可能な交絡装置と、
   前記不織布をプレス成形することで前記基材とすることが可能なプレス型と、を備え、
   前記上面には、複数の突起が形成されている基材の製造装置。

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