CN1809480A - 成形垫 - Google Patents

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Abstract

一种成形垫，弹性高，即形状恢复性优异，并且，具有：通过具有充分的空隙与厚度，而有提高吸音性功效的高弹性无纺体；和层叠于此，非通气性的有提高隔音性功效的热塑性树脂片。高弹性无纺体，厚度为3.0mm以上，单位面积重量为300g/m2以上、密度为低于0.20g/cm3。

Description

成形垫
技术领域
本发明涉及一种成形垫，在汽车的室内，例如热成形为沿地板的形状，沿着室内进行安装。
背景技术
一直以来，为了装饰汽车的室内的地板等，沿着室内所安装的各种的垫子作为内装材料而使用。安装于汽车的室内的内装材料，被要求制成形成为沿着汽车的室内的形状的成形垫的方式的情况很多。在上述的成形垫中，特别是在安装于地板的当中，因为在汽车的地板上有比较大的凹凸的情况很多，所以需要进行深度撑压(deep-draw)。以前，安装于地板的成形垫的大部分是毛圈地毯和针刺地毯，通过贴嵌低熔点的热塑性树脂的衬里，使其包含低熔点热塑性树脂纤维，从而具有被赋予的热成形性的构造。
并且，成形垫，特别是在安装于地板的当中，因为成形垫安装面所占汽车室内的内面的比率大，所以要求具有保持汽车的室内宁静的声响性能，即具有吸音性和隔音性。所谓声响性能，是能吸收存在于汽车的室内的声波而宁静化室内的功能。为达成如此功效，以多孔质、多空隙的结构体为宜，并且，其体积(厚度)以大为宜。相对于此，隔音性有降低穿过汽车的地板镶板，而进入室内的车外噪音(路面噪音等)的功能。为达成如此功效，以无孔高密度的结构体为宜。
由此，对成形垫，要求同时具有高的吸音性与隔音性。为此，成形垫考虑以吸音性优异的多孔质、多空隙的结构体，和隔音性优异的无孔高密度的结构体层叠而形成。特别是优选为将隔音性优异的结构体设置于车外侧，将吸音性优异的结构体设于车内侧，作为具有相当的体积的厚的结构体进行设置的结构。
特開平8-238967号公报、特開平2000-178816号公报，公开了本申请发明相关的技术。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种成形垫，在层叠具有如此隔音性优异的、无孔的高密度的结构体，和吸音性优异的、多孔质、多空隙的、具有相当厚度的结构体而构成的成形垫中，如上所述，其成形性、抗震性、吸音性、隔音性均优异。
为了达到此目，本发明的成形垫具有高弹性的无纺体、层叠于其里面的热塑性树脂片。高弹性无纺体，厚度为3.0mm以上(更优选为5.0mm以上)，单位面积重量为300g/m2以上(更优选为400g/m2以上)，密度低于0.20g/cm3。热塑性树脂片比高弹性无纺体薄。
根据此构成，由于密度低，因此在内部有充分的空隙，通过具有充分的厚度的高弹性无纺体，能够高的吸音性。此外，通过非通气性的热塑性树脂片能够得到隔音性。其结果，作为整体而能够得到吸音性与隔音性均优异的成形垫。
并且，如上所述、汽车的面板、特别是地板镶板具有大的凹凸，成形垫为了制成依照如此的地板镶板的形状，成形垫在局部被很大地延展，由三维的强力拉深成形。由此，现有的具有体积，即形成得厚的多孔质、多空隙的吸音性的原料，在成形时易产生皱褶和扭曲，从外观设计性的方面出发，不适用于有大的凹凸形状的地板。相对于此，在本发明中，作为用于赋予吸音性的构件，由于采用如上所述的高弹性无纺体，所以难以产生此种的皱褶和扭曲。因此，本发明的成形垫，可以适用于有大的凹凸的形状的地板。
在此，在本发明中，所谓在无纺体中的弹性高，是相对于弯曲和压缩的变形的形状恢复率高的意思。作为这样的弹性的尺度，本发明者们，根据适用的180度折叠试验的恢复率而得出。本发明的成形垫，优选为此折叠试验的恢复速率为70％以上。通过如此高弹性，能够有效地抑制上述成形时的皱褶和扭曲的发生，能够得到良好的成形性，并且，能够使成形垫具有优异的抗震性。此外，由于高弹性无纺体的保温性变高，成形垫也能具有优异的隔热性。
并且，作为弹性的其他的标准，也能够使用相对于压缩变形的恢复率，本发明的成形垫，优选单位面积施加载荷1000g/cm2×5分钟后的厚度的恢复率(JIS L 1096-1999标准)为90％以上的。
成形垫的弹性，通过使用高弹性无纺体的原料和其加工方法，能够如上述的那样高。作为此具体例子，本发明的成形垫的高弹性无纺体，优选由纤维直径在3～15dtx、长度为40～120mm的常规聚酯纤维，50～99重量％；和纤维直径在3～12dtx，长度为40～90mm的聚酯系低熔点纤维，1～50重量％构成的针刺无纺体。
此时，作为常规聚酯纤维，由于使用纤维直径不同的2种以上的纤维，例如可以由粗径的纤维防止皱褶产生，提高耐磨损性进行作用，由细径的纤维使组织致密，防止孔隙进行作用。这样，可以使成形垫能够对应多种要求。
并且，高弹性无纺体，因为在与交通工具的乘客等之间发生摩擦的机会很多，所以在其表面优选形成耐磨损性的表面层。此时，构成耐磨损性的表面层的纤维，如果与构成针刺无纺体的其他的部分的纤维形成不同色调，则通过将构成针刺无纺体的其他的部分的纤维从表面层部分地拉出，在成形垫的表面生成图案，从而能够提高外观设计性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的成形垫的结构的模式剖面图。
图2是表示在汽车内安装了本发明的制作例与比较例的成形垫而测定的声压的曲线图。
图3是表示成形垫的折叠试验方法的模式图。
图4是表示对本发明的制作例与比较例的成形垫进行折叠试验而测定的相对于折叠的恢复率的曲线图。
具体实施方式
本实施方式的成形垫10，能用于安装在汽车的地板镶板和其他部分，如：门板、行李箱板、隔热墙板、汽车顶板等。图1是成形垫10安装于上述的汽车的面板5上的状态的剖面图。
如图1所示，成形垫10，通过任意安装在和汽车的面板5之间的作为缓冲材料的毛毡层4，而安装在面板5之上。毛毡层4的厚度优选10～50mm左右。作为缓冲材用的原料，不限定于毛毡，但优选使用具有吸音性的类似的原料。
成形垫10，具有朝向于毛毡层侧的，以提高隔音性发挥作用的薄的热塑性树脂片3。而且，在车内侧的最上层，层叠了提高吸音性的高弹性无纺体1。在高弹性无纺体1的表面，形成控制磨损的耐磨损性表面层2。
以下，对相关各部分的构成进行更详细地说明。
(各部分的构成)
高弹性无纺体1，是由针刺细径的纤维盘结形成，具有低密度、多空隙的构造，具有充分的体积，即具有一定厚度而构成，由此，能提高声波的吸收性。如此，作为以提高吸音性，能充分吸收汽车的行驶时的室内声波作为主要的目的高弹性的无纺体1，使用的是厚度为3.0mm以上(更优选为5mm以上)，单位面积重量为300g/m2以上(更优选为400g/m2以上)，密度低于0.20g/cm3而形成的材料。
并且，在为了使成形垫10成为按照面板5的形状而进行深度撑压成形时，为了使成形垫10的外观性优异，对高弹性无纺体1要求具有高的弹性，在朝向汽车的室内的高弹性无纺体1上不产生皱褶和扭曲。本发明者们探讨的结果，得出如下认识，为了在如此的高弹性无纺体1上不产生皱褶和扭曲，成形垫10构成为由如下的折叠试验产生的恢复率，优选为70％以上(更优选为85％以上)。
即，在此折叠试验中，首先，从成形垫10采取规定形状的试验片(宽25mm、长100mm)。然后，对采取的试验片施加载荷，使该试验片，与里面的薄的热塑性树脂片3相互对置，以一条直线为中心进行180度折叠，在折叠状态保持5分钟。其后，除去用于折叠试验片的载荷，其后片刻，如图3所示，在折叠线的部分，用很细的线材11支撑，测定5分钟后的试验片的里面之间的打开角度α。然后，由恢复率(％)＝(α/180)×100的公式求出恢复率。
进行这样的折叠试验，因为试验片其弹性越高，则越能复原至接近于原来的形状，所以打开角度α变大。相反，试验片的弹性低时，试验片的形状基本不会复原，打开角度α变小。因此，通过此折叠实施所求出的恢复率，能够适于用于作为表示此种的纤维质材料的弹性标准。
以成形垫10，作为由这样的折叠试验的恢复率很高的高弹性材料，由此即使为了形成面板5、特别是如汽车的地板镶板的具有的大的凹凸的形状，而进行的深度撑压成形，在成形垫10的表面也难以发生扭曲和皱褶。还有，特别是在大面积的成形垫10的情况下，安装到汽车的室内时，在安装前有时需要将成形垫10进行折叠而放入车内，但即使在此情况下，也难以发生扭曲和皱褶。
为了形成这样的厚度厚、低密度、多空隙、且高弹性的无纺布，适于使用由针刺细径的纤维而盘结成形的方法。此时，特别适于使用以重量比率计50～99％的、纤维直径在3～15dtx、长度为40～120mm的常规聚酯纤维，和1～50％的、纤维直径在3～12dtx，长度为40～90mm的聚酯系低熔点纤维。
常规聚酯纤维是合成纤维，强度高，通过将其作为主要的原料，可以容易地使高弹性无纺体具有高的弹性。另一方面，聚酯系低熔点纤维在成形垫10的热成形工序中略微熔化，可以使常规聚酯纤维彼此在点状的部分结合而发挥作用。常规聚酯纤维与聚酯系低熔点纤维的配合比率，根据成形垫10的所需的成形形状和所要求的物性，可以在上述的范围内进行适当的设定。
纤维直径在过粗时，组织变粗而孔隙变得易于发生，在无纺体的成形时，发生形状的顺应性恶化的问题。另一方面，若纤维直径过细，则针刺变得困难，弹性也变得不足，容易形成扭曲和皱褶。因此，从这些条件出发而优选为上述的范围。纤维长度在过长和过短时，梳理(carding)工序变得困难，因为难以得到具有规定的物性的高弹性无纺体，所以优选为上述的范围。
在作为针刺式无纺体所形成的高弹性无纺体1中，纤维直径不同的2种以上的纤维，特别是优选在2种以上的常规聚酯纤维(另外，尼龙纤维、聚酯纤维等)混合。据此，由粗的直径的纤维发挥防止皱褶产生，提高耐磨损性的作用，由细的直径的纤维发挥使组织致密，防止孔隙的作用，其结果能够对应多种的要求的物性。
为了使此种的高弹性的无纺体1，其厚度为3.0mm以上(最好为5.00mm以上)，且形成充分的低密度，有必要选择最适宜的纤维，且实行最适宜的针刺。
作为这样的针刺技术，优选采用以下方法：只对高弹性无纺体1的原料的纤维网的表面做浅的、且比较强的捣实，最低限度地进行内层的针刺。据此，能形成低密度、且高弹性的高弹性无纺体1。具体地说，通过适当调节针刺的针的倒钩设定，倒钩只作用于纤维网的表面纤维，倒钩的作用达不到内层的纤维，由此与内层相比能够有力地捣实表面层。并且，由此同时能够提高高弹性无纺体1的表面的而磨损性。除此之外，例如用从表层至内层进行均一的针刺的方法，在本实施方式中，不能形成密度低于0.20g/cm3和低密度、且高弹性的高弹性无纺体1。
配置于高弹性无纺体1的里面的薄的热塑性树脂片3，具有无孔高密度的结构，具有控制外部的噪音的声波从汽车的面板5侧进入车内的作用。特别是对安装于地板镶板上的成形垫10，要求具有如此的作用。此热可塑性树脂片3，可以将热塑性树脂(聚乙烯树脂等)制成片状，贴在高弹性无纺体1的里面而形成。
此热塑性树脂片3的厚度，优选与高弹性无纺体1的厚度相比很薄。即，根据本发明者们的研究，热塑性树脂片3的厚度若厚，则在撑压成形(热成形)时，热塑性树脂片3变得难以延展，其最终结果判明了，在厚度厚的高弹性无纺体1中，厚度方向的应变残存，此应变作为皱褶和扭曲出现的成形垫10的表面。因此，通过使热塑性树脂片3变得十分薄，能够保持成形垫10的外观性良好。热塑性树脂片3的厚度，特别优选为高弹性无纺体1的厚度的1/3～1/5以下。
成形垫10在用作汽车的地板垫时，高弹性无纺体1之所以具有弹性，是因为在乘客放置脚时，脚部少量的沉入，所以在与乘客的脚之间受到比较严重的摩擦。因此，特别是在这种成形垫10用作地板垫时，为了抑制磨损，优选在高弹性无纺体1的表面形成耐磨损性表面层2。耐磨损性表面层2，在优选结构中，作为以比高弹性无纺体1的其他的部分高的比率(聚酯系)包含低熔点纤维的无纺布，或包含比高弹性无纺体直径粗的常规聚酯纤维的无纺布(单位面积重量100～300g/m2)，能够不大幅改变吸音性能而形成。
将耐磨损性表面层2，由与高弹性无纺体1的其他的部分不同的色调的纤维构成，从表面侧进行针刺，可以在耐磨损性表面层2的表面部分地拉出高弹性无纺体1的纤维的一部分而形成图案。如此生成图案，因为能提高外观设计性而为优选，并且，还能得到表面的微小的皱褶难以突显的效果。
并且，耐磨损性表面层2由双重针刺布形成，也可使耐磨损性表面层2的内部形成2层。
其次，对使如上的构成的，本实施方式的成形垫10按照汽车的面板5的形状而成形的方法进行说明。
(成形条件)
在成形成形垫10时，预先进行的预备加热，使包含于高弹性无纺体1的聚酯系低熔点纤维(熔点110～130℃)、和热塑性树脂片3的层软化。此预备加热，在本发明适宜从成形垫的两侧进行，对来自成形垫的里面侧的辐射热，和来自表面侧的热风热进行有效组合。以如此的预备加热之后，在按照安装位置的面板形状的冲床成形模具间，配置部分地被软化状态的成形垫10，撑压成形为要求的形状。
此时，通过提高高弹性无纺体1的压缩弹性率(JIS L-1096)在85％以上，即使使用间隙比成形垫10的厚度小的成形模具进行成形，在脱模后高弹性无纺体1的厚度也能充分地恢复。因此，通过如此充分地提高高弹性无纺体1的压缩弹性率，不会损坏成形垫10的吸音性等的特性，即使进行施与高压制力的深度撑压成形，安装在凹凸大的面板5时，也能够良好地按照其形状成形。
以上说明的本实施方式的成形垫10，因为高弹性无纺体1密度相对的低在内部具有充分的空隙，并且具有充分的厚度，所以具有优异的吸音性。此外，本实施方式的成形垫10，通过以非通气性的高密度的热塑性树脂片3进行层叠，隔音性也优异。如此隔音性、吸音性均优异的成形垫10，因为特别要求中型～小型的汽车的垫具有如此的特性，所以其适用于如此的中型～小型的汽车。
此外，因为高弹性无纺体1的弹性高，所以本实施方式的成形垫10，缓冲性优异、触感柔软。还有，此成形垫10，形状保持性高，即使安装在立壁部形状也很难散乱。还有此成形垫10，因为具有充分的空隙、体积，所以隔热性也优异。
还有，本实施方式的成形垫10，因为高弹性无纺体1密度低弹性高，所以在设置具有体积的吸音性的层时，在成形和安装时，特别是在深度撑压成形时，能够抑制现有产生的皱褶和扭曲的发生。
接下来，根据本发明，对实际地制作成形垫的例子，与制作例相对比的形成成形垫的比较例，以及制作例与比较例的比较评价结果共同进行说明。
(制作例)
作为高弹性无纺体1，调配表1所示的组成的短纤维，通过针刺加工盘结这些纤维，制作成厚的针刺无纺体。此时，以总单位面积重量650g/m2的其中的150g/m2，形成以聚酯系低熔点纤维为主体的耐磨损性表面层2。
在此高弹性无纺体的里面，贴装单位面积重500g/m2的低密度聚酯树脂片(厚0.4mm)，作为热塑性树脂片3，此外，贴装厚20mm的人造纤维毛毡(密度0.055g/cm3)，作为毛毡层4，从而得到制作例的成形垫。
(比较例)
作为比较例，以与制作例相同的纤维组成形成无纺体。但是，作为与制作例的不同点，相对于在制作例中实行的针刺，即从浅表面、表面侧进行比较强的戳刺，在比较例中实行的是戳刺全部的常规的针刺。其结果，所形成的无纺体的厚度，相对于在制作例中为比较厚的6.0mm(密度0.10/cm3)，在比较例中，很薄为3.0mm(密度0.20/cm3)，保温性、抗震性变低。
在贴装在里面的树脂片、毛毡层(缓冲材)中，与制作例是同样，得到比较例的成形垫。
表1
纤维构成   粗(dtx)×长(mm)   混合比(％)   监测量(g/m2)   厚度(mm)   密度(g/m3)
  耐磨损性表面层   常规聚酯棉   6.6×64   90 150 制作例6.0比较例3.0 制作例0.10比较例0.20
本层(下层)   聚酯系低熔点纤维   4.4×51   10
  常规聚酯棉   6.6×64   25   500
  聚酯系低熔点纤维   4.4×51   30
  常规聚酯棉   9.0×64   45
(评价方法)
·恢复率
在对于弯曲的恢复率中，根据前述的180度折叠试验而进行评价。此时，在纵向及横向切取试验片分别进行评价。并且，观察JIS L 1096-1999标准(施加初载荷2g/cm2、重载荷1000g/cm2×5分钟后，5分钟后的厚度的恢复率)，评价对于压缩的恢复率。
·成形性
对制作例及比较例的成形垫，按照有深的凹凸(最大300mm)的，小型汽车的地板的形状而进行撑压成形，目测成形后的外观性、形状顺应性等而评价。
·声响性能
制作例及比较例的成形垫，如前所述而成形之后，安装于小型汽车的地板，进行再现使用底盘电机行驶状态的试验(平坦的道路，80km/h匀速行驶状态)。此时，在汽车室内的乘客耳朵位置放置声压的测定装置，测定各频率的声压。
(评价结果)
·恢复率
由图4表示对于弯曲的恢复率。相对于在制作例中，恢复率超过90％，在比较例中为低于70％，可见显著的差距。在此试验中，基本没有产生纵/横的方向差异。并且，对于压缩的恢复率，相对于制作例中的大约为95％，在比较例中为90％以下。
如此可知，相对于在比较例中塑性的性质较强，在制作例中，弹性的性质较高。
·成形性
制作例的成形垫，非常顺应深的凹凸形状，能够形成正确的形状。并且，在成形后的成形垫的表面，也没有确认到皱褶和扭曲等的外观上的问题。
相对于此，比较例的成形垫，在成形后具有在立壁部分易倾斜的倾向，并且，在深度撑压部中，在垫的表面产生微小的扭曲，外观性差。
·声响性能
以安装制作例和比较例的成形垫的状态进行观测，由图2表示400～4000Hz的声音的声压(SPL)。
在观测频率的全范围，在安装制作例的成形垫的一方，相对于比较例确认到降低了数个dBA左右声压。特别是在500～1250Hz的频率区域，可知制作例与比较例的声压差变大。这意味着，在制作例的成形垫中，与比较例相比，吸音性和隔音性均得到改善，由吸音性与隔音性的双方能够相乘的抑制汽车室内的噪音。

Claims (6)

1、一种成形垫，根据汽车的室内的形状而热成形，沿室内而安装，其特征在于，
具有：高弹性无纺体，其厚度为3.0mm以上，单位面积重量为300g/m2以上，密度低于0.20g/cm3；热塑性树脂片，其层叠于该高弹性无纺体，比该高弹性无纺体薄。
2、根据权利要求1记载的成形垫，其特征在于，所述高弹性无纺体是由50～99重量％的纤维直径为3～15dtx、长度为40～120mm的常规聚酯纤维，和1～50重量％的纤维直径为3～12dtx、长度为40～90mm的聚酯系低熔点纤维组成的针刺无纺体。
3、根据权利要求2记载的成形垫，其特征在于，所述针刺无纺体，含有作为所述常规聚酯纤维的纤维直径不同的2种以上的纤维。
4、根据权利要求2或者3记载的成形垫，其特征在于，耐磨损性的表面层形成于所述针刺无纺体。
5、根据权利要求4记载的成形垫，其特征在于，构成所述耐磨损性的表面层的纤维，具有与构成所述针刺无纺体的其他的部分的纤维不同的色调，通过将构成所述针刺无纺体的其他的部分的纤维，部分地拉出至所述耐磨损性的表面层的表面，而形成图案。
6、根据权利要求1～5的任一项记载的成形垫，其特征在于，使所述热塑性树脂片相对，在一条直线的周围进行180度折叠，此后，在折叠线的部分支撑而放置后的以折叠线为中心的打开角度相对于原来的180度的比率，即折叠试验的恢复率在70％以上。
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