(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維あるいは高融点有機繊維又は金属繊維からなる基材繊維と低融点有機繊維とからなる繊維集積体にニードルパンチ加工を施し該基材繊維および該低融点有機繊維を絡ませた後、該繊維集積体を加熱して該低融点有機繊維を軟化しその状態でプレス成形して該基材繊維同士を接合することにより成形された繊維成形体であって、
前記ニードルパンチ加工による前記基材繊維同士の絡み合い割合が異なりそのための接合割合が異なるとともに厚さ方向の圧縮量が異なる少なくとも２つの領域をもつことを特徴とする繊維成形体。
【請求項２】
前記少なくとも２つの領域は、前記繊維集積体の長手方向に沿って交互に形成される請求項１記載の繊維成形体。
【請求項３】
前記少なくとも２つの領域は、前記繊維集積体の巾方向に沿って交互に形成される請求項１記載の繊維成形体。
【請求項４】
前記少なくとも２つの領域は、前記繊維集積体の長手方向に対して傾斜する方向に沿って交互に形成される請求項１記載の繊維成形体。
【請求項５】
無機繊維あるいは高融点有機繊維又は金属繊維からなる基材繊維と低融点有機繊維とからなる繊維集積体にニードルパンチ加工を施し該基材繊維および該低融点有機繊維を絡ませた後、該繊維集積体を加熱して該低融点有機繊維を軟化しその状態でプレス成形して該基材繊維同士を接合することにより成形された繊維成形体の製造方法であって、
前記ニードルパンチ加工は、長さの異なるニードルを用いて、前記基材繊維同士の絡み合い割合が異なりそのための接合割合が異なるとともに厚さ方向の圧縮量が異なる少なくとも２つの領域を成形することを特徴とする繊維成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の内装材、特に自動車室内の成形天井基材や、ドアの成形内装基材などに利用できる繊維成形体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（１）従来、例えば図７にー例として示す自動車のボディパネルＳと、その室内Ｓ１側で取り付けられた成形天井基材１Ｃとの間に形成される天井裏構造には、制振、吸音、防音性を向上させることを目的として雑綿、フェルトなどの防音材２Ａを介装（防音材２ＡをボディパネルＳの成形天井基材１Ｃに対向する側位置に貼着したり、成形天井基材１ＣのボディパネルＳに対向する側位置に貼着したり）して用いることが知られている。
（２）また、実開平２ー１０２８４８号公開公報には、車両用ルーフの防音構造として、車両のルーフパネルとルーフトリム（天井基材）との間に、多孔質吸音材を挿填した構成が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記図７に示す構成および実開平２ー１０２８４８号公開公報に開示された構成は、いずれも、別途、製造された防音機能を備えた機能部品を別途製造し組込むものである。
従って、部品点数を低減できないこと、および前記機能部品を組込むための組込み工程を必要とすることなど、改善の余地がある。
【０００４】
このため、成形天井基材そのものを嵩高構造にして防音あるいは吸音機能を付与することが考えられる。
しかしこの場合には、例えば、自動車の組立てラインで自動搬送装置により把持するための領域や、取り付け作業時に作業員が把持するための領域に、所定のハンドリング剛性を付与する必要がある。
【０００５】
ここで、特開平５ー２２２６５４号公開公報には、複数のシート状物を積層した積層シートから熱成形性芯材を形成する際の外側他端部の圧縮力を他の部品より大きくすることが開示されている。
この場合には、制振、吸音、防音性およびハンドリング剛性に優れるが、工程数が増え、製造コスト面および製品コスト面で不利となる。
【０００６】
本発明は、前記問題点に鑑みなされたもので、工程数が少なく、製造コストおよび製品コストを低減でき、かつ制振、吸音、防音性に優れた領域とハンドリング剛性に優れた領域とを備えた繊維成形体およびその製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１発明の繊維成形体は、無機繊維あるいは高融点有機繊維又は金属繊維からなる基材繊維と低融点有機繊維とからなる繊維集積体にニードルパンチ加工を施し該基材繊維および該低融点有機繊維を絡ませた後、該繊維集積体を加熱して該低融点有機繊維を軟化しその状態でプレス成形して該基材繊維同士を接合することにより成形された繊維成形体であって、
前記ニードルパンチ加工による前記基材繊維同士の絡み合い割合が異なりそのための接合割合が異なるとともに厚さ方向の圧縮量が異なる少なくとも２つの領域をもつことを特徴とする。
【０００８】
このため、繊維成形体は、ひとつの製品でありながら、前記少なくとも２つの領域で互いに異なる機能を備えることができる。
すなわち、前記互いに異なる機能を備え２つの領域としては、ニードルパンチ加工による前記基材繊維同士の絡み合い割合が少なく、そのために基材繊維同士の接合割合が少なくて嵩高に形成されることによって付与された制振、吸音、防音性に優れた領域と、ニードルパンチ加工による前記基材繊維同士の絡み合い割合が多く、そのため基材繊維同士の接合割合が多くかつ前記吸音機能をもつ領域より薄くハンドリング剛性に優れた領域である。
【０００９】
従って、第１発明の繊維成形体は、ひとつの製品に前記制振、吸音、防音性に優れた領域と、ハンドリング剛性に優れた領域とを形成できるため、従来のように形成後の繊維成形体に、別途製造され吸音機能を備えた部品を組み合わせて用いなくてすみ、部品の後付け工程を必要とすることなく、かつ部品点数を低減できる。
【００１０】
第２発明の繊維成形体の製造方法は、無機繊維あるいは高融点有機繊維又は金属繊維からなる基材繊維と低融点有機繊維とからなる繊維集積体にニードルパンチ加工を施し該基材繊維および該低融点有機繊維を絡ませた後、該繊維集積体を加熱して該低融点有機繊維を軟化しその状態でプレス成形して該基材繊維同士を接合することにより成形された繊維成形体の製造方法であって、
前記ニードルパンチ加工は、長さの異なるニードルを用いて、前記基材繊維同士の絡み合い割合が異なりそのための接合割合が異なるとともに厚さ方向の圧縮量が異なる少なくとも２つの領域を成形することを特徴とする。
【００１１】
このため、第２発明の繊維成形体の製造方法は、ニードルパンチ加工工程を施すのみで、ひとつの製品に前記制振、吸音、防音性に優れた領域と、ハンドリング剛性に優れた領域とを形成でき、製造コストを低減できる。
また、ニードルパンチ加工での基材繊維同士の絡み合い割合を種々設定することによって、前記第１発明の繊維成形体に付与する異なる機能の領域および機能の差を目的とするものにすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
第１発明の繊維成形体における少なくとも２つの領域は、用途に応じて繊維集積体の面方向あるいは厚さ方向に形成する形態を種々設定できる。
例えば、前記２つの領域は、それぞれ物性（機能）を異にする領域であり、繊維集積体の長手方向に沿って交互に形成すること、繊維集積体の巾方向に沿って交互に形成すること、繊維集積体の長手方向に対して傾斜する方向に沿って交互に形成すること、厚さが異なるものとすること、繊維密度が異なるものとすること、などができる。
【００１３】
繊維集積体は、無機繊維あるいは高融点有機繊維又は金属繊維からなる基材繊維と低融点有機繊維とから形成される。
【００１４】
基材繊維としては、低融点有機繊維が溶融する温度に加熱されても、溶融しない繊維を称し、無機繊維、高融点有機繊維、金属繊維などよりなる。
無機繊維としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、セラミック繊維、岩石繊維、スラッグ繊維などを用いることができる。
高融点有機繊維としては、ポリフェニレンサルファイド繊維、テフロンなどのフッ素繊維、フェノール系繊維、オレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ナイロン系繊維、アラミド繊維などの樹脂繊維を用いることができる。
【００１５】
金属繊維としては、スチール繊維、アモルファス金属繊維などを用いることができる。
低融点有機繊維とは、加熱されて溶融する温度が基材繊維として用いられる高融点有機繊維よりも低い有機繊維を称す。
低融点有機繊維としては、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系繊維、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリビニルアルコ−ル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維などの熱可塑性樹脂繊維を用いることができる。
【００１６】
繊維成形体（マット成形体）の製造途中で形成される繊維集積体は、繊維集積体を構成する各繊維どおしを良好な絡みおよび分散状態とすることが望ましい。このため、例えば、シート状のウエブを積層しこれにニードルパンチを施し不織布状の繊維集積体とすることができる。
繊維集積体は、必要に応じて、ニードルパンチ加工を施す前の両面もしくは片面に補強材（フィルム、スパンボンド、不織布等）を貼り合わせることもできる。
【００１７】
【実施例】
（実施例１）
本発明の繊維成形体およびその製造方法の実施例１を図１〜図３に基づいて説明する。
実施例の繊維成形体の製造方法を実施するに際して、予め図１に示す繊維集積体１ａおよびニードルパンチ加工用装置５ａ（図３参照）が用意される。
【００１８】
繊維集積体１ａは、基材繊維として融点が２３５°Ｃの高融点ＰＥＴ繊維（単糸繊度６ｄ×繊維長５６ｍｍ）２と、融点が１６０°Ｃの低融点ＰＥＴ繊維（単糸繊度４ｄ×繊維長５１ｍｍ）３とよりなり、高融点ＰＥＴ繊維２を２８０ｇ／ｍ2 ：低融点ＰＥＴ繊維３を４２０ｇ／ｍ2 の配合比率で混合し、図略のカード機により混綿し所定の厚さｔおよび巾Ｗで長手方向Ｌに連続したシート（７００ｇ／ｍ2 ）状に形成されたものである。
【００１９】
また、繊維集積体１ａは、その巾Ｗ方向に後で述べる長針６および短針７とにより交互にニードルパンチ加工を施す対象領域１１ａと１２ａとをもつ。
図３に示すニードルパンチ加工用装置５ａは、繊維集積体１ａの搬送通路Ｐ中で定位置に設置されたベットプレート５０ａと、ベットプレート５０ａに対して接近する方向（矢印Ｙ１参照）および遠ざかる方向（矢印Ｙ２参照）に往復移動するニードルボード５１ａとよりなる。
【００２０】
ニードルボード５１ａは、ベットプレート５０ａの上面５００に対向する下面５１０（図１参照）に繊維集積体１ａの搬送通路Ｐと交差する巾Ｗ方向に沿って交互に設けられた長針群６ａと短針群７ａとをもつ。
長針群６ａは、前記巾Ｗ方向に沿う間隔範囲Ｗ１が２５０ｍｍで０．５本〜１本／ｃｍ2 からなる長針６（図１参照）をもつ。長針６は、ニードルボード５１ａの下面５１０から垂下する長さｈ１が３．５インチである。
【００２１】
短針群７ａは、前記巾Ｗ方向に沿う間隔範囲Ｗ２が９００ｍｍで０．３本〜１本／ｃｍ2 からなる短針７（図１参照）をもつ。短針７は、ニードルボード５１ａの下面５１０から垂下する長さｈ２が３．０インチである。
そして繊維集積体１ａにニードルパンチ加工を施すに際してニードルボード５１ａを、ベットプレート５０ａより遠ざかる方向（図１、図３の矢印Ｙ２参照）に移動し、長針群６ａの先端とベットプレート５０ａの上面５００との間に繊維集積体１ａを搬送できる間隔を確保した状態とする。
【００２２】
一方、繊維集積体１ａは、ニードルパンチ加工工程を施すニードルパンチ加工用装置５ａの図略の前工程で予め形成された後、図略のコンベアーによりベットプレート５０ａの上面５００を一定の速度で連続して通過するように搬送される。
ついで、繊維集積体１ａは、ベットプレート５０ａの上面５００を通過する過程においてベットプレート５０ａに対して接近する方向（図１、図３の矢印Ｙ１参照）への往移動および遠ざかる方向（図１、図３の矢印Ｙ２参照）への復移動が繰り返されるニードルボード５１ａの長針群６ａと短針群７ａとでニードルパンチ加工が施される。
【００２３】
ニードルパンチ加工後の繊維集積体（以下、加工後繊維集積体と称す）１ｂは、長針群６ａでニードルパンチ加工された領域１１ｂ（図３参照）で基材繊維である高融点ＰＥＴ繊維２同士の絡み合い割合が多く、かつ複雑に絡み合い低融点ＰＥＴ繊維３とも絡み合うとともに、長針群６ａによる圧縮量が多い。
一方、加工後繊維集積体１ｂは、短針群７ａでニードルパンチ加工された領域１２ｂで基材繊維である高融点ＰＥＴ繊維２同士の絡み合い割合が少なく、かつ低融点ＰＥＴ繊維３とともに、短針群７ａによる圧縮量が少ない。
【００２４】
このように、長針群６ａと短針群７ａとでニードルパンチ加工された後における高融点ＰＥＴ繊維２同士の絡み合い割合は、領域１１ｂ＞領域１２ｂ・・の関係となる。
また、加工後繊維集積体１ｂに対するニードルパンチ加工時の圧縮率も、領域１１ｂ＞領域１２ｂ・・・の関係となる。
【００２５】
前記のようにニードルパンチ加工を終えた加工後繊維集積体１ｂを１７０°Ｃで約５分間加熱し、低融点ＰＥＴ繊維３を溶融した状態で、予め、前記領域１１ｂに対向する型クリアランスを小さくし、前記領域１２ｂに対向する型クリアランスを大きくするように、設定されたプレス型を備えた図略のプレス成形装置を用い、プレス成形して厚さｔ方向に加圧する。すると、前記加工後繊維集積体１ｂは、このプレス成形後に領域１１の厚さｔ１＜領域１２の厚さｔ２・・・の関係に形成される。
【００２６】
このとき、溶融した低融点ＰＥＴ繊維３は、バインダーとして作用し、高融点ＰＥＴ繊維２の隙間の隅々まで浸透して高融点ＰＥＴ繊維２どおしの接合効果を高める。
プレス成形による加圧を解除した後、冷却し規定の厚さを保持することによって、図５に示す繊維成形体１を得ることができる。
【００２７】
この繊維成形体１は、ニードルパンチ加工による高融点ＰＥＴ繊維（基材繊維）２同士の絡み合い割合が異なりそのための接合割合が異なる領域１１、１２、１１を巾Ｗ方向に沿って交互に形成されている。また、領域１１の厚さｔ１＜領域１２の厚さｔ２・・・の関係にある。
領域１１は、長針６でニードルパンチ加工を施されたものであるため、短針７より長い（ｈ１−ｈ２＝長さの差）分、圧縮率が高くなり、かつ固く強化することができ、ハンドリング剛性に優れる。
【００２８】
領域１２は、短針７でニードルパンチ加工を施されたものであるため、長針６より短い分、圧縮率が低く、嵩高で弾性を備え、制振、吸音、防音性に優れる。
従って、実施例の製造方法によれば、前記ニードルパンチ加工を施すことによって制振、吸音、防音性に優れた領域と、ハンドリング剛性に優れた領域との異なる複数の機能を同時に付与された繊維成形体１Ａを得ることができる。
【００２９】
また、実施例の製造方法で得られた繊維成形体１Ａは、ひとつの製品で制振、吸音、防音性に優れた領域と、ハンドリング剛性に優れた領域との異なる複数の機能を備えるため、製造された後、他の機能部品を併用せずにすみ、部品点数を低減できる。
また、前記強化された領域１１を一層強化することもできる。一層強化する手法としては、例えば、長針６でニードルパンチ加工を施す繊維成形体１ａの対象領域１１ａに、予め、図略のサーマルボンド不織布を重ね合わせ、かつ対象領域１１ａとサーマルボンド不織布とを同時にニードルパンチ加工を施すことにより実現できる。
【００３０】
（実施例２）
本発明の繊維成形体およびその製造方法の実施例２を図４〜図６に基づいて説明する。
実施例の繊維成形体の製造方法を実施するに際して、予め図４に示す繊維集積体１ａおよびニードルパンチ加工用装置５ｂ（図６参照）が用意される。
【００３１】
繊維集積体１ａは、実施例１で用いたものと同じものである。
図６に示すニードルパンチ加工用装置５ｂは、繊維集積体１ａの搬送通路Ｐ中で定位置に設置されたベットプレート５０ｂと、ベットプレート５０ｂに対して接近する方向（矢印Ｙ１参照）および遠ざかる方向（矢印Ｙ２参照）に往復移動するニードルボード５１ｂとよりなる。
【００３２】
ニードルボード５１ｂは、ベットプレート５０ｂの上面５００に対向する下面５１０に繊維集積体１ａの搬送通路Ｐに沿って交互に設けられた長針群６ｂと短針群７ｂとをもつ。
長針群６ｂは、前記搬送通路Ｐに沿う間隔範囲Ｌ１が２５０ｍｍで０．５本〜１本／ｃｍ2 からなる長針６（図４参照）をもつ。長針６は、ニードルボード５１の下面５１０から垂下する長さｈ１が３．５インチである。
【００３３】
短針群７ｂは、前記搬送通路Ｐに沿う間隔範囲Ｌ２が９００ｍｍで０．３本〜１本／ｃｍ2 からなる短針７（図４参照）をもつ。短針７は、ニードルボード５１ｂの下面５１０から垂下する長さｈ２が３．０インチである。
そしてニードルパンチ加工用装置５ｂを用い、実施例１でのニードルパンチ加工用装置５ａと同じように、繊維集積体１ａにニードルパンチ加工が施される。
【００３４】
繊維集積体１ａは、ニードルパンチ加工工程を施すニードルパンチ加工用装置５ｂの図略の前工程で予め形成された後、図略のコンベアーにより搬送通路Ｐに沿って搬送、搬送停止、搬送の順に繰り返される間欠方式で移動される。
すなわち、繊維集積体１ａは、ニードルパンチ加工対象領域をベットプレート５０ｂの上面５００にまで搬送された位置で移動を停止した状態でニードルパンチ加工が施された後、再び移動され、新たなニードルパンチ加工対象領域をベットプレート５０ｂの上面５００にまで搬送される。
【００３５】
ニードルパンチ加工後の繊維集積体（以下、加工後繊維集積体と称す）１ｂは、長針群６ｂでニードルパンチ加工された領域１３（図６参照）で基材繊維である高融点ＰＥＴ繊維２同士の絡み合い割合が多く、かつ複雑に絡み合い低融点ＰＥＴ繊維３とも絡み合うとともに、長針群６ｂによる圧縮量が多い。
一方、加工後繊維集積体１ｂは、短針群７ｂでニードルパンチ加工された領域１４で基材繊維である高融点ＰＥＴ繊維２同士の絡み合い割合が少なく、かつ低融点ＰＥＴ繊維３とともに、短針群７ｂによる圧縮量が少ない。
【００３６】
このように、長針群６ｂと短針群７ｂとでニードルパンチ加工された後における高融点ＰＥＴ繊維２同士の絡み合い割合は、領域１３ｃ＞領域１４ｃ・・の関係となる。
また、加工後繊維集積体１ｂに対するニードルパンチ加工時の圧縮率も、領域１３ｃ＞領域１４ｃ・・・の関係となる。
【００３７】
ついで、前記のようにニードルパンチ加工を終えた加工後繊維集積体１ｂは、実施例１の場合と同じように、プレス成形装置を用い、プレス成形して厚さｔ方向に加圧する。すると、前記加工後繊維集積体１ｂは、このプレス成形後に領域１３の厚さｔ１＜領域１４の厚さｔ２・・・の関係に形成される。
このとき、溶融した低融点ＰＥＴ繊維３は、バインダーとして作用し、高融点ＰＥＴ繊維２の隙間の隅々まで浸透して高融点ＰＥＴ繊維２どおしの接合効果を高める。
【００３８】
プレス成形による加圧を解除した後、冷却し規定の厚さを保持することによって、図５に示す繊維成形体１Ｂを得ることができる。
この繊維成形体１Ｂは、ニードルパンチ加工による高融点ＰＥＴ繊維（基材繊維）２同士の絡み合い割合が異なりそのための接合割合が異なる領域１３、１４、１３を長手方向Ｌに沿って交互に形成されている。また、領域１３の厚さｔ１＜領域１４の厚さｔ２・・・の関係にある。
【００３９】
領域１３は、長針６でニードルパンチ加工を施されたものであるため、短針７より長い（ｈ１−ｈ２＝長さの差）分、圧縮率が高くなり、かつ固く強化することができ、ハンドリング剛性に優れる。
領域１４は、短針７でニードルパンチ加工を施されたものであるため、長針６より短い分、圧縮率が低く、嵩高で弾性を備え、制振、吸音、防音性に優れる。
【００４０】
従って、実施例の製造方法によれば、前記ニードルパンチ加工を施すことによって制振、吸音、防音性に優れた領域と、ハンドリング剛性に優れた領域との異なる複数の機能を同時に付与された繊維成形体１を得ることができる。
また、実施例の製造方法で得られた繊維成形体１Ｂは、ひとつの製品で制振、吸音、防音性に優れた領域と、ハンドリング剛性に優れた領域との異なる複数の機能を備えるため、製造された後、他の機能部品を併用せずにすみ、部品点数を低減できる。
【００４１】
また、前記強化された領域１３を一層強化することもできる。一層強化する手法としては、例えば、長針６でニードルパンチ加工を施す繊維集積体１ａの対象領域１３ａに、予め、図略のサーマルボンド不織布を重ね合わせ、かつ対象領域１３ａとサーマルボンド不織布とを同時にニードルパンチ加工を施すことにより実現できる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の繊維成形体の製造方法によれば、ニードルパンチ加工を施すことにより制振、吸音、防音性に優れた領域と、ハンドリング剛性に優れた領域とを同時に形成したひとつの繊維成形体を製造することができ、製造コスト面で有利なものとなる。
【００４３】
また、得られた繊維成形体は、複数の異なる機能を発揮できるため、例えば、別途形成された防音機能を備えた部品を併用せずにすみ、かつ部品点数を低減でき、かつ前記部品を組付けるための工程を必要としない。このため、製品コスト面で有利なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の繊維成形体の製造方法における要部を示し、かつニードルパンチ加工工程で用いる長さの異なる針およびニードルパンチ加工対象とする繊維集積体を底面側より視認して示す概略斜視図。
【図２】実施例１の繊維成形体の製造方法で得られた繊維成形体を底面側より視認して示す概略斜視図。
【図３】実施例１の繊維成形体の製造方法におけるニードルパンチ加工工程におけるニードルパンチ加工装置およびニードルパンチ加工対象とする繊維集積体、加工後繊維集積体を平面側より視認して示す概略斜視図。
【図４】実施例２の繊維成形体の製造方法における要部を示し、かつニードルパンチ加工工程で用いる長さの異なる針およびニードルパンチ加工対象とする繊維集積体を底面側より視認して示す概略斜視図。
【図５】実施例２の繊維成形体の製造方法で得られた繊維成形体を底面側より視認して示す概略斜視図。
【図６】実施例２の繊維成形体の製造方法におけるニードルパンチ加工工程におけるニードルパンチ加工装置およびニードルパンチ加工対象とする繊維集積体、加工後繊維集積体を平面側より視認して示す概略斜視図。
【図７】従来の繊維成形体の使用例を示す要部の概略図。
【符号の説明】
１…繊維成形体        １ａ…繊維集積体    １ｂ…加工後繊維集積体
１１…ハンドリング剛性に優れた領域
１２…制振、吸音、防音性に優れた領域
２…基材繊維としての高融点ＰＥＴ繊維
３…低融点ＰＥＴ繊維
５…ニードルパンチ加工用装置
５０…ベットプレート
５１…ニードルボード
６ａ…長針群        ６…長針
７ａ…短針群        ７…短針
【図１】
0003717140.tif 000002
【図２】
0003717140.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003717140.tif 000008