JPH04308742A - 車両天井用繊維基材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両、特に乗用車の天井
基板（芯材）の製造に使用される繊維基材に関する。

【０００２】

【従来の技術】乗用車の天井基板には、軽量で剛性、耐
熱性、吸音性、賦形性などの性能に優れた材料が要求さ
れる。そうした材料のための基材として繊維基材がある
。車両天井用繊維基材は、有機繊維と無機繊維の混合し
たシート状物（繊維ウェブ）からニードルパンチして作
られた繊維マットを複数層に積層し、その積層体にニー
ドルパンチを施して製造されるのが一般的である（特開
平１−２０７４５８号参照）。天井基板は例えばこの繊
維基材に樹脂を含浸・硬化させるなどして製造される。

【０００３】なお、上記繊維マットは、従来より一般的
にクロスレイヤー方式、エアレイ方式等により作られて
いる。前者のクロスレイヤー方式によれば、図４に示す
ように、先ずコンベア１２上に投入されたロービング状
ないし綿ブロック状の原料繊維１１はカッター１３内に
導入され一定の長さ、通常２５〜１００　ｍｍ程度の長
さにカットされる。カットされた繊維１１は混綿機６に
送られ、ここで各種繊維の混綿が行なわれる。混綿され
た繊維は次いで綿送機１６によりダクト１７を通してス
トッカー１８に圧送される。ストッカー１８で再混綿さ
れた繊維１１はコンベア１９，２１により、スクレーパ
ー２２で調整されつつ計量器５に供給される。計量され
た繊維１１はラチスコンベア２５上に落とされ解繊機４
へと供給される。解繊機４にはシリンダー２７、ウォー
カー２８及びストリッパー２９の円筒状の各刃車があり
、繊維１１はそれらの間に通されて解繊される。 解繊機４から吐出してくる繊維ウェブ３１は、次いでラ
チスコンベア９の上方で幅方向に往復移動するクロスレ
イヤー３によりラチスコンベア９上に落下され、ジグザ
グ状に折り重なった繊維積層物２となる。この繊維積層
物２はラチスコンベア９，１０上で約１５０ｍｍ　の厚
さに押圧され、ニードルロッカー３７にてニードルパン
チされる。これにより各層の繊維が互いに絡合され、繊
維マット３０が形成される。繊維マット３０はカッター
３８により耳切りされ、ロータリーカッター３９により
切断され、ローラ４１に巻き取られる。一方、エアレイ
方式では、繊維の積層工程でクロスレイヤーの代りにエ
ア流を用い、解繊繊維をケージローラの表面に吸引堆積
させて繊維積層物を形成させるが、その他の工程は上記
クロスレイヤー方式とほぼ同様である。

【０００４】強度（剛性）を高めるための無機繊維は比
重値がかなり高く、無機繊維のみで繊維基材を製造する
と繊維基材の重量が過大となり、車両天井用繊維基材と
して好ましくない。有機繊維は繊維基材に嵩高さを与え
て軽量化を図るのに有用であり、時には無機繊維を結合
させるバインダーとしての役目も果たす。従って車両天
井用繊維基材を製造するための繊維マットには、無機繊
維と有機繊維が適宜の配合比で用いられることが重要で
ある。繊維マットは上記のように混綿して製造されるか
ら、従来のように繊維マットを積層しニードルパンチし
て製造される繊維基材は有機繊維と無機繊維が均一に分
散・配合したものになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように車両天井
用繊維基材には軽量化のために有機繊維の使用が必要と
なっているが、有機繊維の配合比率を高めるほど繊維基
材は剛性不足となり、成形された繊維基材の取扱い作業
中に繊維基材が折れるという不都合が生じる。剛性不足
をカバーするためには、全体の繊維の目付け量を必要以
上に増加させるか無機繊維の比率を大きくすることが考
えられるが、この場合は軽量化を達成することはできな
い。本発明はこのような問題を解決する目的でなされた
ものであり、その解決しようとする課題は、軽量でより
剛性の高い車両天井用繊維基材を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の車両天井用繊維
基材は、どちらも無機繊維５０〜１００重量％と有機繊
維５０重量％未満からなる上層と下層の間に、有機繊維
５０〜１００重量％と無機繊維５０重量％未満からなる
中間層が存在するとともに、上層と下層の繊維の一部が
中間層を貫いて縦に配向し各層を結び付けていることを
特徴とする。

【０００７】即ち、本発明の繊維基材は、無機繊維を主
体とする上層と下層の間に、有機繊維を主体とする中間
層を挟んで成るものであり、上層と下層が無機繊維を７
０重量％以上含み、中間層が有機繊維を７０重量％以上
含むのが好ましい。上層と下層は表裏の各表層であるが
、これら両層の組成は同一でも異なっていてもよい。

【０００８】本発明の繊維基材を製造するには、解繊し
均一に混合した各層のための繊維材料、即ち、ａ）下層
用の無機繊維を主体とする繊維材料、ｂ）中間層用の有
機繊維を主体とする繊維材料、ｃ）上層用の無機繊維を
主体とする繊維材料　　を順に所要の厚さに堆積させた
ものにニードルパンチを施すか、各層のためのシート状
物（繊維ウェブ）または繊維マットを順に積層し、それ
にニードルパンチを施せばよい。中間層を貫いて縦に配
向し上層と下層を結び付ける無機繊維はニードルパンチ
によって生じる。

【０００９】ニードルパンチの周期は早すぎると無機繊
維が切断するので６００ｒｐｍ以下にするのがよい。嵩
高さの保たれた繊維基材を得るには細いニードル針を用
いればよい。通常は２５〜４０番手のニードル針を用い
る。針番手にも依るが、パンチ本数は一般的に３０〜１
００本／ｃｍ２　で充分である。針深度は第１バーブ（
ニードル針先端に最も近い突起ピン）が繊維基材下面よ
り５〜２０ｍｍ出る程度でよいが、得ようとする繊維基
材の剛性を高めるうえでは深い方がよい。

【００１０】製造に使用される原料繊維は、ロービング
状ないし綿ブロック状の有機及び無機繊維である。有機
繊維としてはポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、
飽和ポリエステル繊維、ポリアミド繊維．ポリスチレン
繊維、アラミド繊維等が挙げられる。無機繊維としては
ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミ
ック繊維、金属繊維等が挙げられる。性能及び入手の容
易さで、ヤーンチョップ、ロービングチョップの形状で
市販されているガラス繊維が好ましい。

【００１１】

【作用】繊維基材が曲折するとき一方の表層部は伸び、
他方の表層部は縮むことから、表層部の伸縮性が乏しい
ほど、特に表層部が伸びにくいほど、この表層部を引っ
張るような曲げ力に対して繊維基材は抵抗性を発揮する
。相対的に無機繊維の方が有機繊維よりも伸縮性にとぼ
しいので、表層の無機繊維の割合が多いほど繊維基材は
曲折し難くなる。従って、上記のように構成した本発明
の繊維基材では、中間層に配された有機繊維が嵩高さを
出し、縦（厚み方向）に配向した無機繊維が圧縮強度を
高め、上層及び下層（両表層）に配された無機繊維が繊
維基材の曲折を防止する。これらの作用は、上層及び下
層の無機繊維と縦に配向した無機繊維が一緒になって立
体的強固構造体を形成することにより充分に発揮され、
繊維基材全体の剛性が高まる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の車両天井用繊維基材の実施例
を説明する。 実施例１ 本実施例の繊維基材は図１に示すように、無機繊維の割
合の多い上層Ｃ（無機繊維リッチ層）・主として有機繊
維からなる中間層Ｂ（有機繊維リッチ層）・無機繊維の
割合の多い下層Ａ（無機繊維リッチ層）の三層からなっ
ており、また中間層Ｂには上層Ｃと下層Ａに架橋するよ
うに縦に配向した無機繊維１が適当な間隔で存在する。 なお、ここで使用されている無機繊維は直径１０〜２０
μｍ、長さ２５〜１００ｍｍのガラス繊維であり、有機
繊維は太さ６デニール、長さ５１ｍｍのポリエチレン繊
維である。

【００１３】このサンドイッチ構造の繊維基材は、図２
（側面図）及び図３（正面図）に示すように、繊維積層
物をニードルパンチ工程へ送るためのラチスコンベア９
に、それぞれ上層、中間層及び下層になる無機繊維を主
体とする繊維ウェブＡ´、有機繊維を主体とする繊維ウ
ェブＢ´及び無機繊維を主体とする繊維ウェブＣ´を供
給することにより能率良く製造される。各層のための繊
維ウェブＡ´，Ｂ´，Ｃ´の供給は、ラチスコンベア９
の上流側から下流側へ順に配置した３台のクロスレイヤ
ー３ａ，３ｂ，３ｃで行われる。各クロスレイヤー３ａ
，３ｂ，３ｃには図４で説明したのと同じように混綿機
６ａ，６ｂ．６ｃ、計量器５ａ，５ｂ，５ｃ及び解繊機
４ａ，４ｂ，４ｃが連結されており、中央のクロスレイ
ヤー３ｂに連絡する材料投入口７ｂにはポリエチレン繊
維９０％＋ガラス繊維１０％が、また両端のクロスレイ
ヤー３ａ，３ｃに連絡する材料投入口７ａ，７ｃにはポ
リエチレン繊維１０％＋ガラス繊維９０％が投入される
。このためラチスコンベア上に無機繊維リッチ層、その
上に有機繊維リッチ層、その上に無機繊維リッチ層が順
に形成される。こうしてできた繊維積層物は連続的に次
工程へ搬送され、ニードルパンチが施される。このニー
ドルパンチにより図１に示すように上層Ｃ及び下層Ａの
無機繊維の一部が縦に配向し、各層を強固に結び付け、
所定の厚さに圧縮された繊維基材が得られる。この繊維
基材は、表裏の両表面層（上層Ｃ及び下層Ａ）が主とし
て伸縮しない無機繊維でできているため容易には曲折せ
ず、また無機繊維の使用量が多くないので軽量である。

【００１４】実施例２ 従来方法（図４参照）で単種の繊維を用いて既に製造さ
れた無機繊維マットと有機繊維マットを用いても、軽量
のわりには剛性が高いサンドイッチ構造の繊維基材を製
造することができる。即ち、厚さ約４ｍｍのガラス繊維
マット、厚さ約８ｍｍのポリエチレン繊維マット、厚さ
約４ｍｍのガラス繊維マットを順に重ね合わせ、それに
ニードルパンチを施し一体化させる。この操作はロール
巻きの無機繊維マット及び有機繊維マットを連続的に積
層装置ないしニードルパンチ装置に供給することにより
行う。実施例１のように繊維ウェブを積層させて製造す
るものではないので圧縮は殆どみられない。繊維マット
は既にニードルパンチされており繊維の剥離が生じない
ようにされているので、二度目のニードルパンチ操作、
即ち各マット積層後のニードルパンチ操作は専ら各マッ
トの接合に適した条件で行う。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の車両天井用繊維基材は、有機繊維リッチ層の両面に伸
縮し難い無機繊維リッチを固着させた構造であるため、
高い剛性を発揮する。また剛性を確保するために無機繊
維を多く使用する必要が無くなるので軽量化され得る。 このような繊維基材を使用することは、車両天井の剛性
強化又は軽量化をもたらし、自動車の安全性及び走行性
能の向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の繊維基材を示す断面図であ
る。

【図２】該繊維基材の製造装置の要部を概略的に示す側
面図である。

【図３】同正面図である。

【図４】一般的な繊維マットの製造工程図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｃ　　無機繊維リッチ層 Ｂ　　有機繊維リッチ層 Ａ´，Ｃ´　　無機繊維を主体とする繊維ウェブ（積層
物） Ｂ´　　有機繊維を主体とする繊維ウェブ（積層物）１
　　縦に配向した無機繊維 ３，３ａ，３ｂ，３ｃ　　クロスレイヤー４，４ａ，４
ｂ，４ｃ　　解繊機 ５，５ａ，５ｂ，５ｃ　　計量機 ６，６ａ，６ｂ，６ｃ　　混綿機 ９　　ラチスコンベア ３０　　繊維マット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　どちらも無機繊維５０〜１００重量％
   と有機繊維５０重量％未満からなる上層と下層の間に、
   有機繊維５０〜１００重量％と無機繊維５０重量％未満
   からなる中間層が存在するとともに、上層と下層の繊維
   の一部が中間層を貫いて縦に配向し各層を結び付けてい
   ることを特徴とする車両天井用繊維基材。