JP7385814B2 - Method for manufacturing molded bodies - Google Patents
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Description
本明細書で開示される技術は、成形体の製造方法に関する。 The technology disclosed herein relates to a method for manufacturing a molded article.
従来、成形体の製造方法として、シート状の繊維体を加熱プレスすることで板状の成形体を製造する方法が知られている。繊維体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シート状の繊維体を形成した後、繊維体を構成する繊維同士をニードルパンチによって交絡させる方法が記載されている。 BACKGROUND ART Conventionally, as a method for manufacturing a molded body, a method of manufacturing a plate-shaped molded body by hot pressing a sheet-like fibrous body is known. As a method for producing a fibrous body, a method using an opening cylinder and a conveyor is known (see Patent Document 1 below). Patent Document 1 discloses that after a sheet-like fibrous body is formed by opening fibers using an opening cylinder and releasing them into the air, and depositing the released fibers on a conveyor, the fibers constituting the fibrous body are separated from each other. A method of interlacing by needle punching is described.
上記方法においては、繊維体に対してニードルパンチを行うことで、繊維体の厚さをより小さくすることができる。これにより、繊維体の取り扱い(例えば運搬等)が容易になる。また、繊維体の厚さを小さくすることで繊維体を効率よく加熱することができる。しかしながら、繊維体に対してニードルパンチを行うと、繊維体に孔が形成されてしまう。このような孔は、模様として視えてしまう可能性があり、意匠性を低下させる原因となる。このような事情から、繊維体に対してニードルパンチを行うことなく、繊維体の厚さを小さくすることが可能な方法が求められている。 In the above method, the thickness of the fibrous body can be further reduced by needle punching the fibrous body. This facilitates handling (for example, transportation) of the fibrous body. Further, by reducing the thickness of the fibrous body, the fibrous body can be heated efficiently. However, when the fibrous body is needle punched, holes are formed in the fibrous body. Such holes may be visible as a pattern, causing a deterioration in design quality. Under these circumstances, there is a need for a method that can reduce the thickness of a fibrous body without needle punching the fibrous body.
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、繊維体に対してニードルパンチを行うことなく、繊維体の厚さを小さくすることを目的とする。 The technology disclosed in this specification was developed based on the above circumstances, and aims to reduce the thickness of the fibrous body without needle punching the fibrous body. .
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成形体の製造方法は、植物性繊維と、第1熱可塑性樹脂繊維と、前記第1熱可塑性樹脂繊維よりも融点が低い低融点部を有する第2熱可塑性樹脂繊維と、を混合した混合繊維を積層することでシート状の繊維体を形成する繊維体形成工程と、前記繊維体形成工程の後に実行され、前記低融点部が溶融する温度であって前記第1熱可塑性樹脂繊維が溶融しない温度で前記繊維体を加熱プレスすることで前記繊維体の厚さを小さくするプレス工程と、前記プレス工程の後に実行され、前記第1熱可塑性樹脂繊維が溶融する温度で前記繊維体を加熱プレスすることで前記繊維体の厚さを小さくし、板状の成形体を形成する成形体形成工程と、を備えることに特徴を有する。 As a means for solving the above problems, the method for manufacturing a molded article disclosed in this specification includes vegetable fibers, first thermoplastic resin fibers, and a thermoplastic resin fiber having a melting point lower than that of the first thermoplastic resin fibers. a fibrous body forming step of forming a sheet-like fibrous body by laminating mixed fibers having a second thermoplastic resin fiber having a melting point portion, and a fibrous body forming step performed after the fibrous body forming step, a pressing step in which the thickness of the fibrous body is reduced by heating and pressing the fibrous body at a temperature at which the first thermoplastic resin fibers are melted and the first thermoplastic resin fibers are not melted; A molded body forming step of reducing the thickness of the fiber body by hot pressing the fiber body at a temperature at which the first thermoplastic resin fiber melts, and forming a plate-shaped molded body. have
上記方法によれば、プレス工程において第2熱可塑性樹脂繊維の低融点部が溶融する。これにより、溶融した低融点部が冷却固化することで、バインダーの機能を果たし、繊維体に含まれる繊維同士が結着される。この結果、繊維体はプレスされた形状で維持される。このため、繊維体に対してニードルパンチを行うことなく、繊維体の厚さを小さくすることができる。プレス工程において、繊維体の厚さを小さくすることで、繊維体の取り扱い(運搬等)が容易になる。また、繊維体の厚さを小さくすることで次工程(成形体形成工程)において繊維体をより効率よく加熱することができる。さらに、プレス工程では、第1熱可塑性樹脂繊維より融点が低い低融点部を溶融させることから、第1熱可塑性樹脂繊維を溶融させてバインダーとする場合と比べて、繊維体の加熱温度を低くすることや加熱時間を小さくすることができる。なお、プレス工程では、第1熱可塑性樹脂繊維が溶融しない温度で加熱しているため、第1熱可塑性樹脂繊維は繊維の状態が維持されている。これにより、プレス工程後の繊維体は成形体に比べて柔軟性が高い。このため、繊維体は成形体に比べて形状を変え易く保管し易い。また、繊維体を切断して所定の大きさにする場合には(成形体を切断して所定の大きさにする場合と比べて)切断作業を容易に行うことができる。 According to the above method, the low melting point portion of the second thermoplastic resin fiber is melted in the pressing step. As a result, the molten low melting point portion is cooled and solidified, thereby fulfilling the function of a binder and binding the fibers included in the fibrous body. As a result, the fibrous body is maintained in its pressed shape. Therefore, the thickness of the fibrous body can be reduced without needing to needle punch the fibrous body. In the pressing process, by reducing the thickness of the fibrous body, handling (transportation, etc.) of the fibrous body becomes easier. Furthermore, by reducing the thickness of the fibrous body, the fibrous body can be heated more efficiently in the next step (molded body forming step). Furthermore, in the pressing process, since the low melting point portion, which has a lower melting point than the first thermoplastic resin fiber, is melted, the heating temperature of the fiber body is lower than when the first thermoplastic resin fiber is melted and used as a binder. heating time can be reduced. In addition, in the pressing process, since the first thermoplastic resin fibers are heated at a temperature at which they do not melt, the first thermoplastic resin fibers maintain their fiber state. As a result, the fibrous body after the pressing process has higher flexibility than the molded body. Therefore, fibrous bodies are easier to change shape and to be stored than molded bodies. Further, when cutting the fibrous body into a predetermined size, the cutting operation can be easily performed (compared to cutting a molded body into a predetermined size).
また、前記第2熱可塑性樹脂繊維は、芯部と、前記芯部よりも融点が低い鞘部と、を有する芯鞘構造の繊維であり、前記低融点部が前記鞘部であり、前記プレス工程では、前記鞘部が溶融する温度であって前記芯部は溶融しない温度で前記繊維体を加熱プレスするものとすることができる。 Further, the second thermoplastic resin fiber is a fiber having a core-sheath structure having a core portion and a sheath portion having a lower melting point than the core portion, the low melting point portion is the sheath portion, and the press In the step, the fibrous body may be heated and pressed at a temperature at which the sheath portion melts but the core portion does not melt.
鞘部を溶融させることで、第2熱可塑性樹脂繊維に他の繊維を結着させることができる。プレス工程では、より融点が低い鞘部のみを溶融させればよいため、芯部及び鞘部の双方を溶融させる場合と比べて、繊維体の加熱温度を低くすることや加熱時間を小さくすることができる。なお、繊維体を加熱し過ぎると、植物性繊維が焦げて意匠性が低下することが懸念されるが、このような事態を抑制できる。 By melting the sheath, other fibers can be bound to the second thermoplastic resin fibers. In the pressing process, only the sheath portion, which has a lower melting point, needs to be melted, so the heating temperature and heating time for the fibrous body must be lowered and the heating time shorter than when both the core and sheath portions are melted. I can do it. It should be noted that if the fibrous body is heated too much, there is a concern that the vegetable fibers will be burnt and the design will be deteriorated, but such a situation can be suppressed.
また、前記芯部は、ポリエチレンテレフタレートによって構成され、前記鞘部は、前記ポリエチレンテレフタレートよりも融点が低い低融点ポリエチレンテレフタレートによって構成されているものとすることができる。ポリエチレンテレフタレートによって第2熱可塑性樹脂繊維を構成することで、光透過性を高くすることができ、第2熱可塑性樹脂繊維が目視され難くなることから、成形体の意匠性をより高くすることができる。 Further, the core portion may be made of polyethylene terephthalate, and the sheath portion may be made of low melting point polyethylene terephthalate, which has a lower melting point than the polyethylene terephthalate. By configuring the second thermoplastic resin fibers with polyethylene terephthalate, it is possible to increase the light transmittance, and since the second thermoplastic resin fibers are difficult to be visually observed, it is possible to further improve the design of the molded article. can.
また、前記成形体の単位面積当たりの質量が200g/m2以上600g/m2以下であるものとすることができる。単位面積当たりの質量を200g/m2以上とすることで成形体の剛性を確保すると共に、600g/m2以下とすることで光透過性を有する成形体とすることができる。成形体が光透過性を有することで、例えば、成形体に光を照射することで、植物性繊維の模様を照らし出すことができ、意匠性を高くすることができる。このような成形体は、例えば、光源を備えた乗物用内装材等に用いると好適である。成形体が光透過性を有する場合において、仮にニードルパンチによって成形体に孔が形成されていると、成形体に光を照射した場合に、その孔が目視され易くなり、意匠性が低下することが懸念される。この点、上記方法では、ニードルパンチを用いる必要がないため、成形体に孔が形成されることがなく、好適である。 Moreover, the mass per unit area of the molded body can be 200 g/m 2 or more and 600 g/m 2 or less. By setting the mass per unit area to 200 g/m 2 or more, the rigidity of the molded object can be ensured, and by setting the mass per unit area to 600 g/m 2 or less, the molded object can have light transmittance. Since the molded body has light transparency, for example, by irradiating the molded body with light, the pattern of the vegetable fibers can be illuminated, and the design can be enhanced. Such a molded body is suitable for use in, for example, a vehicle interior material equipped with a light source. In the case where the molded object has light transmittance, if holes are formed in the molded object by needle punching, the holes will be easily visible when the molded object is irradiated with light, and the design will deteriorate. There are concerns. In this respect, the above method is preferable because it does not require the use of a needle punch, and therefore no holes are formed in the molded body.
本発明によれば、繊維体に対してニードルパンチを行うことなく、繊維体の厚さを小さくすることができる。 According to the present invention, the thickness of the fibrous body can be reduced without needle punching the fibrous body.
本発明の一実施形態を図1から図6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)として用いられる成形体10を例示する。成形体10は、図2に示すように、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。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. In this embodiment, a molded
次に成形体10を製造するための製造装置20(成形体製造装置)について説明する。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から板状の成形体10を製造することが可能な構成となっている。製造装置20は、図1及び図2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、プレス装置40と、カッター29と、プレス装置50(図2参照)と、を備える。
Next, the manufacturing apparatus 20 (molded body manufacturing apparatus) for manufacturing the molded
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メタリックワイヤによって構成されている。
The
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。
The
また、製造装置20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と同様にメタリック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。
The
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(シート状の繊維体)を形成することが可能な構成となっている。
The
プレス装置40は、コンベア26から送られた繊維ウェブ13を一対のベルト41,42によって加熱プレスすることで、繊維ウェブ13の厚さを小さくし、繊維マット14(繊維体)とすることが可能な構成となっている。なお、本実施形態では、プレス装置40を用いたプレス工程の前の状態のシート状の繊維体を繊維ウェブ13と呼び、プレス装置40を用いたプレス工程の後の状態の繊維体(繊維ウェブ13よりも厚さが小さい状態の繊維体)を繊維マット14と呼んで区別する。
The
プレス装置40は、ダブルベルトプレス装置であり、互いに対向配置された一対のベルト41,42と、ベルト41を駆動させる一対のローラ41A,41Bと、ベルト42を駆動させる一対のローラ42A,42Bと、加熱部43と、冷却部45と、を備える。一対のベルト41,42は、例えばステンレス鋼等の金属によって構成されている。繊維ウェブ13は、一対のベルト41,42によって図1の右側に搬送される。一対のベルト41,42の対向間隔T2は、コンベア26上にある繊維ウェブ13の厚さT1よりも小さい値で設定されている。これにより、繊維ウェブ13は一対のベルト41,42間を通過する過程でその厚さが小さくなる。なお、一対のベルト41,42の対向間隔T2が繊維ウェブ13の搬送方向に向かうにつれて次第に小さくなっていてもよい。
The
加熱部43は、一対のベルト41,42の各々に設けられ、ベルト41,42に対して例えば熱風を吹き付けることでベルト41,42を加熱することが可能となっている。これにより、加熱部43の配置領域においては、一対のベルト41,42間にある繊維ウェブ13を加熱することが可能となっている。なお、一対のベルト41,42をメッシュ状にすることで、繊維ウェブ13により熱を伝え易くすることができる。なお、加熱部43の加熱方式は熱風を用いたものに限定されない。例えば、加熱部43として、ベルト41(又はベルト42)を加熱することが可能なヒータを挙げることができる。
The
冷却部45は、一対のベルト41,42の各々に設けられ、ベルト41,42を冷却することが可能となっている。これにより、冷却部45の配置領域においては、一対のベルト41,42間にある繊維ウェブ13を冷却することが可能となっている。冷却部45としては、図1に示すように、例えば、ベルト41(又はベルト42)の内側に配置された水冷式のローラを例示することができる。冷却部45の内部には冷媒(例えば冷水)が循環可能となっており、ベルト41(又はベルト42)に冷却部45が接触することでベルト41(又はベルト42)が冷却される構成となっている。なお、加熱部43は、一対のベルト41,42による繊維ウェブ13の搬送方向D1(図1の右側)において上流側に配され、冷却部45は、搬送方向D1において下流側に配されている。
The cooling
プレス装置50は、一対のベルト51,52によって繊維マット14を加熱プレスすることで、繊維マット14の厚さを小さくし、平板状の成形体10とすることが可能な構成となっている。なお、図2に示す成形体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。プレス装置50は、ダブルベルトプレス装置であり、互いに対向配置された一対のベルト51,52と、ベルト51を駆動させる一対のローラ51A,51Bと、ベルト52を駆動させる一対のローラ52A,52Bと、加熱部53と、冷却部55と、を備える。一対のベルト51,52は、例えばステンレス鋼等の金属によって構成されている。繊維マット14は、一対のベルト51,52によって図2の右側に搬送される。一対のベルト51,52の対向間隔T4は、繊維マット14の厚さT3よりも小さい値で設定されている。これにより、繊維マット14は一対のベルト51,52間を通過する過程でその厚さが小さくなる。
The
加熱部53は、一対のベルト51,52の各々に設けられ、ベルト51,52に対して例えば熱風を吹き付けることでベルト51,52を加熱することが可能となっている。これにより、加熱部53の配置領域においては、一対のベルト51,52間にある繊維マット14を加熱することが可能となっている。なお、加熱部53の加熱方式は熱風を用いたものに限定されない。例えば、加熱部53として、ベルト51(又はベルト52)を加熱することが可能なヒータを挙げることができる。
The
冷却部55は、一対のベルト51,52の各々に設けられ、ベルト51,52を冷却することが可能となっている。これにより、冷却部55の配置領域においては、一対のベルト51,52間にある繊維マット14を冷却することが可能となっている。冷却部55としては、図2に示すように、例えば、ベルト51(又はベルト52)の内側に配置された水冷式のローラを例示することができる。冷却部55の内部には冷媒(例えば冷水)が循環可能となっており、ベルト51(又はベルト52)に冷却部55が接触することでベルト51(又はベルト52)が冷却される構成となっている。なお、加熱部53は、一対のベルト51,52による繊維マット14の搬送方向D2(図2の右側)において上流側に配され、冷却部55は、搬送方向D2において下流側に配されている。
The cooling
次に本実施形態の成形体10の製造方法について説明する。本実施形態の成形体10の製造方法は、混合繊維12を積層することで繊維ウェブ13(シート状の繊維体)を形成する繊維体形成工程(繊維ウェブ形成工程)と、繊維体形成工程の後に実行され、繊維ウェブ13をプレス装置40を用いて加熱プレスすることで繊維ウェブ13(繊維体)の厚さを小さくして繊維マット14を形成するプレス工程と、プレス工程の後に実行され、繊維マット14をプレス装置50を用いて加熱プレスすることで繊維マット14の厚さを小さくし、板状の成形体10を形成する成形体形成工程と、を備える。
Next, a method for manufacturing the molded
(繊維体形成工程)
繊維体形成工程では、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(プレス装置40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、混合繊維12が積層されてなる繊維ウェブ13が形成される。
(fibrous body formation process)
In the fibrous body forming step, as shown in FIG. The mixed fibers 12 (spread fibers) released into the air are deposited on the
混合繊維12は、図3に示すように、植物性繊維70と、第1熱可塑性樹脂繊維71と、第2熱可塑性樹脂繊維72と、を混合したものである。植物性繊維70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。以下の説明では、植物性繊維70としてケナフ繊維を用いる場合を例示する。
The
第1熱可塑性樹脂繊維71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。以下の説明では、第1熱可塑性樹脂繊維71としてポリプロピレンを用いる場合を例示する。
Examples of the first
第2熱可塑性樹脂繊維72は、図3に示すように、芯部72Aと、芯部72Aよりも融点が低い鞘部72Bと、を有する芯鞘構造の繊維である。鞘部72Bは、芯部72Aの外周面を覆う形で配されている。芯部72Aは、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)によって構成され、鞘部72Bは、例えばポリエチレンテレフタレートよりも融点が低い低融点ポリエチレンテレフタレート(低融点PET)によって構成されている。鞘部72Bは、第1熱可塑性樹脂繊維71よりも融点が低いものとされる。言い換えると、第2熱可塑性樹脂繊維72は、第1熱可塑性樹脂繊維71よりも融点が低い低融点部(鞘部72B)を有する。なお、芯部72Aの融点は、例えば、第1熱可塑性樹脂繊維71の融点よりも高いものとされる。
As shown in FIG. 3, the second
なお、第1熱可塑性樹脂繊維71を構成するポリプロピレンの融点は例えば160~170℃程度であり、芯部72Aを構成するポリエチレンテレフタレートの融点は、例えば約260℃であり、鞘部72Bを構成する低融点ポリエチレンテレフタレートの融点は、例えば110~120℃程度であるが、これに限定されない。
Note that the melting point of the polypropylene forming the first
なお、植物性繊維70としてケナフ繊維、第1熱可塑性樹脂繊維71としてポリプロピレン、芯部72Aとしてポリエチレンテレフタレート、鞘部72Bとして、低融点ポリエチレンテレフタレートを用いた場合において、混合繊維12の総質量を100wt%とした場合、植物性繊維70は、例えば、40~60wt%、第1熱可塑性樹脂繊維71は20~40wt%、第2熱可塑性樹脂繊維72は10~30wt%の割合で含有されている。なお、混合繊維12に含まれる各繊維の割合は、これに限定されない。
In addition, in the case where kenaf fiber is used as the
(プレス工程)
プレス工程(繊維マット形成工程)では、図1に示すように、プレス装置40を用いて繊維ウェブ13を加熱プレスすることで繊維ウェブの厚さを小さくし、繊維マット14とする。具体的には、繊維ウェブ13を一対のベルト41,42間に通過させてプレスすることで、繊維ウェブ13の厚さ(板厚)を小さくする。プレス工程では、繊維ウェブ13は、加熱部43によって加熱された一対のベルト41,42間を通過する過程で加熱される。プレス工程における繊維ウェブ13の加熱温度は、第2熱可塑性樹脂繊維72の鞘部72B(低融点部)が溶融する温度であって、第1熱可塑性樹脂繊維71が溶融しない温度且つ芯部72Aが溶融しない温度とされる。つまり、プレス工程では、鞘部72Bが溶融する温度であって、第1熱可塑性樹脂繊維71が溶融しない温度で繊維ウェブ13を加熱プレスする。言い換えると、プレス工程では、鞘部72Bの融点以上の温度且つ第1熱可塑性樹脂繊維71の融点以下の温度で繊維ウェブ13を加熱プレスすることで、第1熱可塑性樹脂繊維71及び芯部72Aを溶融させずに、鞘部72Bのみを溶融させる。
(Press process)
In the pressing process (fiber mat forming process), as shown in FIG. 1, the
そして、加熱部43によって加熱された繊維ウェブ13は、一対のベルト41,42において冷却部45が配置されている領域を通過する過程で冷却される。これにより、溶融された鞘部72Bが冷却固化することで、バインダーの機能を果たし、繊維ウェブ13に含まれる繊維同士が結着される。この結果、繊維ウェブ13は、一対のベルト41,42によってプレスされた形状で維持されることで、より厚さの小さい繊維マット14(固綿マット)となる。
The
上述したように、プレス工程では、鞘部72Bのみを溶融させる。このため、繊維マット14において、第1熱可塑性樹脂繊維71及び芯部72Aは、繊維の状態であり、鞘部72Bを介して、植物性繊維70,第1熱可塑性樹脂繊維71,芯部72Aが結着された状態となっている。また、成形された繊維マット14は、例えば、カッター29によって所定の長さで切断された後、次工程(成形体形成工程)に送られる。
As described above, in the pressing process, only the
(成形体形成工程)
成形体形成工程では、プレス装置50を用いて繊維マット14を加熱プレスすることで成形体10とする。具体的には、繊維マット14を一対のベルト51,52間に通過させてプレスすることで、繊維マット14の厚さ(板厚)を小さくし、板状の成形体10を形成する。図2に示すように、成形体形成工程では、繊維マット14は、加熱部53によって加熱された一対のベルト51,52間を通過する過程で加熱される。成形体形成工程における繊維マット14の加熱温度は、第1熱可塑性樹脂繊維71が溶融する温度とされる。言い換えると、成形体形成工程では、第1熱可塑性樹脂繊維71が溶融する温度で繊維マット14を加熱プレスする。
(Molded body forming process)
In the molded body forming step, the
なお、第1熱可塑性樹脂繊維71としてポリプロピレン、芯部72Aとしてポリエチレンテレフタレートを用いた場合においては、第1熱可塑性樹脂繊維71の融点は、芯部72Aの融点より低くなる。第1熱可塑性樹脂繊維71の融点が、芯部72Aの融点より低い場合、成形体形成工程においては、少なくとも第1熱可塑性樹脂繊維71が溶融する温度で繊維マット14を加熱すればよいが、第1熱可塑性樹脂繊維71及び芯部72Aの双方が溶融する温度で繊維マット14を加熱してもよい。しかしながら、第1熱可塑性樹脂繊維71のみを溶融させるようにすれば、繊維マット14の加熱時間をより少なくできるため好適である。
Note that when polypropylene is used as the first
そして、加熱部53によって加熱された繊維マット14は、一対のベルト51,52において冷却部55が配置されている領域を通過する過程で冷却される。これにより、溶融された第1熱可塑性樹脂繊維71が冷却固化することで、バインダーの機能を果たし、繊維マット14に含まれる繊維同士が結着される。この結果、繊維マット14は、一対のベルト51,52によってプレスされた形状で維持されることで、より厚さの小さい成形体10となる。
The
本実施形態では、成形体10の単位面積当たりの質量が、例えば、200g/m2以上600g/m2以下となるように成形体10を成形する。成形体10の単位面積当たりの質量を小さくすることで、成形体10に光透過性を付与させることができる。成形体10の単位面積当たりの質量を600g/m2以下にすることで、成形体10に光透過性をより確実に付与させることができる。なお、成形体10の単位面積当たりの質量は、例えば、コンベア46上に積層させる混合繊維12の量(より詳しくは繊維ウェブ13の目付)を調整することで、調整することができる。なお、成形体10の単位面積当たりの質量を400g/m2以下にすることで、より一層確実に成形体10に光透過性を付与させることができる。
In this embodiment, the molded
また、成形体10(プレボード)は、成形体形成工程の後に行われる成形工程において、所定の製品形状に成形される。この成形工程では、成形体10を加熱炉やヒータ等によって加熱することで成形体10を構成する熱可塑性樹脂(より詳しくは第1熱可塑性樹脂繊維71が溶融した後、固化したもの)を溶融させることで、成形体10を軟化状態とし、図4に示すように、軟化状態の成形体10を一対の成形型61,62によってプレスすることで、成形体10を所定の製品形状に成形する。
Moreover, the molded body 10 (preboard) is molded into a predetermined product shape in a molding process performed after the molded body forming process. In this molding process, the thermoplastic resin (more specifically, the first
なお、製品形状に成形された成形体10は、例えば、図5に示すように、車両用内装材80の構成部品(例えば図5に示すような板状の内装材本体部)として用いられる。このように、本実施形態では、混合繊維12を繊維ウェブ13とし、繊維ウェブ13を繊維マット14とした後、繊維マット14を成形体10とし、成形体10を所定の製品形状に成形することで車両用内装材80の構成部品とする。言い換えると、車両用内装材80の製造方法は、繊維体形成工程と、プレス工程と、成形体形成工程と、成形工程と、を備える。
The molded
成形体10は、車両用内装材80において、意匠面(車室内側の面)を構成するものとされる。図5に示す車両用内装材80は、成形体10の車室外側(図5の右側)に配される光源82(LED等)を有している。なお、車両用内装材80としては、例えば、車両用のドアトリム、インストルメントパネル、ルーフライニング、カウルサイドトリム、ピラーガーニッシュ等として用いられるものを例示することができる。
The molded
また、図5に示すように、車両用内装材80は、成形体10に貼り付けられる板材81を備えていてもよい。板材81は、例えば、光透過性を有する樹脂(例えばアクリル樹脂等)によって構成されている。成形体10に板材81を貼り付けることで剛性をより高くすることができる。なお、成形体10においては、植物性繊維70が模様として視えるようになっている。光源82から出射される光は、板材81及び成形体10を透過する。このようにすれば、成形体10を光が透過することで、成形体10の内部に含まれる植物性繊維70を模様として照らし出すことができ、意匠性をより高くすることができる。車両用内装材80は、少なくとも成形体10を備えていればよく、板材81を備えていない構成であってもよい。
Further, as shown in FIG. 5, the
次に本実施形態の効果について説明する。本実施形態の成形体10の製造方法によれば、プレス工程において第2熱可塑性樹脂繊維72の鞘部72B(低融点部)が溶融する。これにより、溶融した鞘部72Bが冷却固化することで、バインダーの機能を果たし、繊維ウェブ13に含まれる繊維同士が結着される。この結果、繊維ウェブ13はプレスされた形状で維持され、繊維マット14となる。このため、繊維ウェブ13(繊維体)に対してニードルパンチを行うことなく、繊維ウェブ13の厚さを小さくする(より詳しくは繊維ウェブ13を厚さの小さい状態で維持させる)ことができ、繊維ウェブ13を繊維マット14とすることができる。
Next, the effects of this embodiment will be explained. According to the method for manufacturing the molded
プレス工程において、繊維ウェブ13の厚さを小さくし、繊維マット14とすることで、繊維マット14の取り扱い(運搬等)が容易になる。また、繊維ウェブ13の厚さを小さくして繊維マット14にすることで次工程(成形体形成工程)において繊維マット14をより効率よく加熱することができる。また、繊維ウェブ13をより厚さの小さい繊維マット14にすることで、繊維マット14を保管する場合には、繊維ウェブ13の状態で保管する場合と比べて、省スペース化を図ることができる。さらに、プレス工程では、第1熱可塑性樹脂繊維71より融点が低い鞘部72Bを溶融させることから、第1熱可塑性樹脂繊維71を溶融させてバインダーとする場合と比べて、繊維ウェブ13の加熱温度を低くすることや加熱時間を小さくすることができる。
In the pressing process, by reducing the thickness of the
なお、プレス工程では、第1熱可塑性樹脂繊維71が溶融しない温度で加熱しているため、第1熱可塑性樹脂繊維71は繊維の状態で含まれている。これにより、プレス工程後の繊維マット14は成形体10に比べて柔軟性が高い。このため、繊維マット14は成形体10に比べて形状を変え易く、例えば、ロール状に巻回して保管し易い状態にすることができる。また、繊維マット14を例えばカッター29によって切断して所定の長さにする場合には(成形体10の状態で切断して所定の長さにする場合と比べて)切断作業を容易に行うことができる。
In addition, in the pressing step, since the first
また、図6に比較例の製造装置120を示す。図6の製造装置120は、プレス装置40の代わりにニードルパンチ装置140を備える。製造装置120を用いて、成形体10を製造する場合には、ニードルパンチ装置140によって繊維ウェブ13に含まれる繊維同士を交絡させることで厚さを小さくして繊維マット14とする。この場合、ニードルパンチ装置140が備えるニードルが繊維ウェブ13に突き刺されることから、繊維マット14には、無数の孔が形成されてしまう。この結果、成形体10においては、無数の孔が模様として視えてしまい意匠性が低下する事態が懸念される。これに対して、本実施形態では、繊維ウェブ13に対してニードルパンチを行うことなく、繊維ウェブ13の厚さを小さくすることができる。このため、繊維マット14に無数の孔が形成されてしまう事態を抑制できる。
Further, FIG. 6 shows a
また、本実施形態において、第2熱可塑性樹脂繊維72は、芯部72Aと、芯部72Aよりも融点が低い鞘部72Bと、を有する芯鞘構造の繊維であり、プレス工程では、鞘部72Bが溶融する温度であって芯部72Aは溶融しない温度で加熱した繊維ウェブ13をプレスする。第2熱可塑性樹脂繊維72の表面を構成する鞘部72Bを溶融させることで、第2熱可塑性樹脂繊維72(鞘部72B)に他の繊維を結着させることができる。プレス工程では、より融点が低い鞘部72Bのみを溶融させればよいため、芯部72A及び鞘部72Bの双方を溶融させる場合と比べて、繊維ウェブ13の加熱温度を低くすることや加熱時間を小さくすることができる。なお、繊維ウェブ13を加熱し過ぎると、植物性繊維70が焦げて意匠性が低下することが懸念されるが、このような事態を抑制できる。
Further, in the present embodiment, the second
また、芯部72Aは、ポリエチレンテレフタレートによって構成され、鞘部72Bは、ポリエチレンテレフタレートよりも融点が低い低融点ポリエチレンテレフタレートによって構成されている。ポリエチレンテレフタレートによって第2熱可塑性樹脂繊維72を構成することで、光透過性を高くすることができ、第2熱可塑性樹脂繊維72が目視され難くなることから、植物性繊維70の模様のみを成形体10の意匠面に出すことができ、成形体10の意匠性をより高くすることができる。例えば、図5に示すように、光源82を用いた場合、特に植物性繊維70のみを模様として照らし出すことができ、意匠性をより高くすることができる。
Further, the
また、本実施形態においては、成形体10の単位面積当たりの質量(目付)が200g/m2以上600g/m2以下である。言い換えると、本実施形態の成形体10の製造方法によれば、成形体10の単位面積当たりの質量が200g/m2以上600g/m2以下となるように成形体10を製造する。単位面積当たりの質量を200g/m2以上とすることで成形体10の剛性を確保すると共に、600g/m2以下とすることで光透過性を有する成形体10とすることができる。成形体10が光透過性を有することで、図5に示すような光源82を用いて、成形体10に光を照射することで、植物性繊維70の模様を照らし出すことができ、意匠性を高くすることができる。また、成形体10が光透過性を有する場合において、仮にニードルパンチによって成形体10に孔が形成されていると、成形体10に光を照射した場合に、その孔が目視され易くなったり、孔を通じて光源82が目視されたりすることがあり、意匠性が低下することが懸念される。この点、上記方法では、ニードルパンチを用いることがないため、成形体10に孔が形成されることがなく、好適である。
Further, in the present embodiment, the mass (fabric weight) per unit area of the molded
また、繊維ウェブ13に対してニードルパンチを行うと、繊維ウェブ13を構成する繊維が切断されることで、剛性が低下することが懸念される。この点、本実施形態では、ニードルパンチを用いることがないため、繊維ウェブ13を構成する繊維が切断される事態を抑制でき、好適である。
Furthermore, when the
また、繊維ウェブ13に対してニードルパンチを行う際には、繊維ウェブ13の表面にある異物がニードルに押圧されることで、繊維ウェブ13の内部に押し込まれる事態が懸念される。繊維ウェブ13の内部に異物があると、成形体10に光を照射した場合に、異物が照らし出されてしまい意匠性が低下する原因となる。しかしながら、繊維ウェブ13の内部に押し込まれた異物は除去することが困難である。この点、本実施形態では、ニードルパンチを用いることがないため、繊維ウェブ13の内部に異物が侵入する事態を抑制でき、好適である。
Further, when needle punching the
<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)上記実施形態では、第2熱可塑性樹脂繊維72の一部(鞘部72B)が第1熱可塑性樹脂繊維71よりも融点が低い低融点部である構成を例示したが、これに限定されない。第2熱可塑性樹脂繊維72が第1熱可塑性樹脂繊維71よりも融点が低い低融点部のみによって構成されていてもよい。例えば、第1熱可塑性樹脂繊維71がポリプロピレンによって構成されている場合には、第2熱可塑性樹脂繊維72がポリプロピレンよりも融点が低い低融点ポリプロピレンによって構成されていてもよい。なお、上記実施形態で例示した植物性繊維70、第1熱可塑性樹脂繊維71、第2熱可塑性樹脂繊維72の材質及び割合は一例であり、適宜変更可能である。
(2)上記実施形態では、プレス工程及び成形体形成工程においては、ダブルベルトプレス装置を用いて繊維体(繊維ウェブ13又は繊維マット14)をプレスする方法を例示したが、これに限定されない。例えば、一対のプレス型を用いて、繊維体(繊維ウェブ13又は繊維マット14)をプレスしてもよい。
(3)上述したプレス工程においては、繊維ウェブ13を加熱しつつ、プレスする方法を例示したが、繊維ウェブ13を加熱した後、繊維ウェブ13が冷える前にプレスしてもよい。
(4)上述した成形体形成工程においては、繊維マット14を加熱しつつ、プレスする方法を例示したが、繊維マット14を加熱した後、繊維マット14が冷える前にプレスしてもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings; for example, the following embodiments are also included within the technical scope of the present invention.
(1) In the above embodiment, a configuration is illustrated in which a part of the second thermoplastic resin fiber 72 (the
(2) In the above embodiment, in the pressing step and the molded body forming step, a method of pressing the fibrous body (
(3) In the above-mentioned pressing process, a method of pressing while heating the
(4) In the above-mentioned molded body forming step, a method of pressing the
12…混合繊維、13…繊維ウェブ(プレス工程前の繊維体)、14…繊維マット(プレス工程後の繊維体)、70…植物性繊維、71…第1熱可塑性樹脂繊維、72…第2熱可塑性樹脂繊維、72A…芯部、72B…鞘部(低融点部)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記繊維体形成工程の後に実行され、前記低融点部が溶融する温度であって前記第1熱可塑性樹脂繊維が溶融しない温度で前記繊維体を加熱プレスすることで前記繊維体の厚さを小さくするプレス工程と、
前記プレス工程の後に実行され、前記第1熱可塑性樹脂繊維が溶融する温度で前記繊維体を加熱プレスすることで前記繊維体の厚さを小さくし、板状の成形体を形成する成形体形成工程と、を備え、
前記第2熱可塑性樹脂繊維は、芯部と、前記芯部よりも融点が低い鞘部と、を有する芯鞘構造の繊維であり、
前記低融点部が前記鞘部であり、
前記プレス工程では、前記鞘部が溶融する温度であって前記芯部は溶融しない温度で前記繊維体を加熱プレスし、
前記芯部は、ポリエチレンテレフタレートによって構成され、
前記鞘部は、前記ポリエチレンテレフタレートよりも融点が低い低融点ポリエチレンテレフタレートによって構成されている成形体の製造方法。 By laminating mixed fibers obtained by mixing vegetable fibers, first thermoplastic resin fibers, and second thermoplastic resin fibers having a low melting point portion whose melting point is lower than that of the first thermoplastic resin fibers, a sheet-like fiber is formed. a fibrous body forming step of forming a fibrous body;
Performed after the fibrous body forming step, the thickness of the fibrous body is reduced by heating pressing the fibrous body at a temperature at which the low melting point portion melts and at a temperature at which the first thermoplastic resin fibers do not melt. A pressing process to
Forming a molded body, which is performed after the pressing step, and reduces the thickness of the fiber body by heating pressing the fiber body at a temperature at which the first thermoplastic resin fiber melts, thereby forming a plate-shaped molded body. comprising a process and,
The second thermoplastic resin fiber is a fiber with a core-sheath structure having a core and a sheath having a melting point lower than that of the core,
the low melting point part is the sheath part,
In the pressing step, the fibrous body is heated and pressed at a temperature at which the sheath portion melts but the core portion does not melt;
The core is made of polyethylene terephthalate,
The method for producing a molded article, wherein the sheath portion is made of low melting point polyethylene terephthalate having a melting point lower than that of the polyethylene terephthalate.
前記繊維体形成工程の後に実行され、前記低融点部が溶融する温度であって前記第1熱可塑性樹脂繊維が溶融しない温度で前記繊維体を加熱プレスすることで前記繊維体の厚さを小さくするプレス工程と、
前記プレス工程の後に実行され、前記第1熱可塑性樹脂繊維が溶融する温度で前記繊維体を加熱プレスすることで前記繊維体の厚さを小さくし、板状の成形体を形成する成形体形成工程と、を備え、
前記成形体の単位面積当たりの質量が200g/m2以上600g/m2以下である成形体の製造方法。 By laminating mixed fibers obtained by mixing vegetable fibers, first thermoplastic resin fibers, and second thermoplastic resin fibers having a low melting point portion whose melting point is lower than that of the first thermoplastic resin fibers, a sheet-like fiber is formed. a fibrous body forming step of forming a fibrous body;
Performed after the fibrous body forming step, the thickness of the fibrous body is reduced by heating pressing the fibrous body at a temperature at which the low melting point portion melts and at a temperature at which the first thermoplastic resin fibers do not melt. A pressing process to
Forming a molded body, which is performed after the pressing step, and reduces the thickness of the fiber body by heating pressing the fiber body at a temperature at which the first thermoplastic resin fiber melts, thereby forming a plate-shaped molded body. comprising a process and,
A method for producing a molded body, wherein the mass per unit area of the molded body is 200 g/m 2 or more and 600 g/m 2 or less.
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