JP2001277953A - 車両用天井材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軽量で厚みが薄いにも関わらず吸音性および制
振特性にすぐれた自動車や鉄道車両などに好適に使用さ
れる車両用天井材を提供する。 【解決手段】繊維径が６ミクロン以下の極細繊維を含有
する目付が３０〜２００ｇ／ｍ²の不織布と、繊維径が
７〜４０ミクロンで目付が５０〜２０００ｇ／ｍ²の短
繊維不織布とがこれらの繊維の交絡により一体化された
複合不織布に、表層材を積層したことを特徴とする車両
用天井材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軽量で厚みが薄い
にも関わらず吸音性および制振特性にすぐれた自動車や
鉄道車両などに好適に使用される車両用天井材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車や鉄道車両などの内装用の吸音材
として短繊維不織布が広く用いられている。吸音性能を
高くするために、繊維径を細くして空気の通過抵抗を大
きくしたり、目付を大きくするなどの方法が採られてき
た。その結果、高い吸音性能を求められる場合には、繊
維径が１５ミクロン程度と比較的細い繊維を用い、目付
が５００〜５０００ｇ／ｍ²の厚くて重い短繊維不織布
が用いられている。

【０００３】極細繊維を含む不織布は優れた吸音特性や
フィルター性、遮蔽性などのすぐれた特性があり多くの
用途に利用されてきたが、強度が弱かったり、形態安定
性が悪いなどの問題があり、その改善のために別の不織
布と積層複合化して用いられてきた。この際に不織布を
積層一体化する方法として、スプレーや転写などでバイ
ンダーとなる樹脂あるいは熱融着繊維などを用いてい
た。しかしながら、これらの方法では、乾燥あるいは樹
脂の融解接着の目的で熱処理を行うことが必要であり、
排気ガスにようる環境汚染の問題や省エネルギーの観点
からあまり好ましい物でなかった。また、バインダー樹
脂が不織布間の界面で皮膜を形成し、吸音性が低下する
などの問題もあった。

【０００４】一方、極細繊維不織布と長繊維不織布を積
層一体化する方法は通称Ｓ／Ｍ／Ｓなどの名前で知られ
る、スパンボンド不織布の間に極細繊維であるメルトブ
ローン不織布を積層して熱エンボス法で接合する方法が
知られている。しかしながら、これらの不織布は、ボリ
ューム感に欠け、硬い風合いとなっており用途が制限さ
れてしまうという問題点があった。

【０００５】また、コフォームと呼ばれる、メルトブロ
ーン不織布の内部に２０〜３０ミクロン前後の短繊維を
吹き込んで複合化した不織布も商品化されており、優れ
た吸音性能を示すといわれている。しかしながら、不織
布の形態安定性が悪く表層材として用いることが困難で
あった。また表層材と積層して用いる際にもコフォーム
構造体の中での層間剥離の問題が生じるという問題があ
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、吸音性能が
高く、薄くて軽量な形態安定性の良い車両用天井材を、
安価に提供することを目的とする。特に、自動車では、
燃費向上や快適性改善のため、軽量で優れた吸音性能を
有する天井材が要求されており、その要望に応える事も
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる問題を
解決するために以下の手段をとる。第一の発明は、繊維
径が６ミクロン以下の極細繊維を含有する目付が３０〜
２００ｇ／ｍ²の不織布と、繊維径が７〜４０ミクロン
で目付が５０〜２０００ｇ／ｍ²の短繊維不織布とがこ
れらの繊維の交絡により一体化された複合不織布に、表
層材を積層したことを特徴とする車両用天井材である。

【０００８】第二の発明は、表層材が厚みが３００ミク
ロン以下のフィルムまたは繊維径が５〜２０ミクロン
で、かつ目付が５０〜２５０ｇ／ｍ²の短繊維不織布の
いずれかであることを特徴とする第一の発明に記載の車
両用天井材である。

【０００９】さらに第三の発明は、表層材が着色あるい
は柄を印刷をされ、かつ熱融着性不織布により接着され
ていることを特徴とする第一の発明または第二の発明に
記載の車両用天井材である。

【００１０】そして第四の発明は、繊維径が６ミクロン
以下の極細繊維を含有する目付が３０〜２００ｇ／ｍ²
の不織布と、繊維径が７〜４０ミクロン、目付が５０〜
１０００ｇ／ｍ²の短繊維不織布とをニードルパンチ法
により一体化して後、極細繊維を含有する不織布の側
に、表層材を熱接着性不織布によって積層する事を特徴
とする車両用天井材の製造方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる車両用天井材
は、少なくとも３層以上のシート状物が接合一体化され
ていることが必要である。また、積層体としては不織布
だけでなく織布や編み物、フィルムなどと複合化するの
も使用形態により好ましい。

【００１２】本発明における極細繊維含有不織布は、繊
維径が６ミクロン以下の極細繊維を重量で３０％以上含
有されていることが好ましく、特に好ましくは、７０％
以上である。不織布全体が極細繊維のみで構成されてい
てもよいが、含有率が低すぎると極細繊維特性による効
果が得られにくい。極細繊維の繊維径は５ミクロン以下
がより好ましく、特に好ましくは、０．５〜４ミクロン
であり、最も好ましくは１．５〜３ミクロン前後であ
る。

【００１３】極細繊維含有不織布の製造法は特に限定さ
れないが、繊維のランダム配列が可能で生産コストの安
いメルトブロー法により得られる不織布が特に好まし
い。メルトブローン不織布は強度が弱いので、スパンボ
ンド不織布など補強用不織布と接合した不織布を用いた
り、積層工程で同時に３層以上の不織布を積層するのも
好ましい。この際、耐摩耗性にすぐれたスパンボンド不
織布が使用時に表層側にくるように設置することが好ま
しい。メルトブローン不織布とスパンボンド不織布のエ
ンボス加工積層不織布はＳ／Ｍ／ＳやＳ／Ｍなどの名称
で呼ばれ市販されておりこれらを用いるのも好ましい
（Ｓはスパンボンド不織布を、Ｍはメルトブローン不織
布を表す）。

【００１４】また、分割繊維あるいは海島型繊維を用い
て得られる極細繊維を用いるのも好ましい形態の一つで
ある。分割繊維は予め分割しておいたものを使用しても
良いし、積層加工の際に分割を同時に行っても良い。

【００１５】本発明における極細繊維含有不織布は、目
付が３０〜２００ｇ／ｍ²の不織布であることが好まし
い。目付が３０ｇ／ｍ²より小さくなると、極細繊維の
持つ遮蔽性、フィルター性能、柔らかさ、吸音性などの
効果があまり期待できず好ましくない。一方、目付が２
００ｇ／ｍ²を超えると、短繊維不織布との複合化する
際に皺が入ったり、接合力が弱いという問題が生じる場
合がありあまり好ましくない。また、目付をあまり大き
くしすぎても目的とする遮蔽性、フィルター性能、柔ら
かさ、吸音性などの改善効果があまり変わらず、コスト
削減や軽量化などの観点からあまり好ましくない。

【００１６】極細繊維含有不織布を構成する素材として
は特に規定はされないが、ポリエステルあるいはポリオ
レフィンがリサイクル性などの観点から特に好ましい。
好ましくは、積層される短繊維不織布と同じ素材である
ことがリサイクルしやすく特に好ましい。一方、複数の
素材よりなる繊維を混合しても問題はない。

【００１７】次に、極細繊維含有不織布と積層される比
較的太い繊維よりなる不織布は、長繊維不織布でも短繊
維不織布でもよいが、どちらかというと短繊維不織布の
方がニードルパンチ加工によりループを発生させやすく
より好ましい。繊維径が７〜４０ミクロンの間にあるこ
とが好ましく、特に好ましくは７〜２０ミクロンの間で
ある。繊維径が７ミクロンより細いことは直接大きな問
題を引き起こす物ではないが、短繊維不織布の場合には
カード機よりの紡出性など生産性を考えるとあまり好ま
しくない。また、繊維径が７ミクロンより大幅に小さい
と、本発明による積層効果が小さくなる。また、不織布
が毛羽立ちやすいなど別の問題を生じる場合がある。繊
維径が４０ミクロンより太いと、吸音性能に対する寄与
が小さくなりあまり好ましくない。極細繊維含有不織布
と積層される太い繊維よりなる不織布が長繊維不織布で
ある場合は、繊維に立体捲縮がかかっていることが積層
の剥離強度を高める上で好ましい。

【００１８】本発明において、前記の比較的太い繊維の
不織布を極細繊維含有不織布と積層することにより、極
細繊維含有不織布が形態安定性が低く（へたりやすかっ
たり、毛羽立ちやすい）嵩高性の維持に問題を生じやす
いという問題点を改善したり、高いクッション性、制振
性を発現させることができる。また、吸音材は一般的に
厚みが大きいほど高い性能を得ることが可能と考えら
れ、厚みをコントロールする目的でも積層を行う効果が
大きい。

【００１９】前記の比較的太い繊維の不織布の目付は、
５０〜２０００ｇ／ｍ²の不織布である。目付が５０ｇ
／ｍ²より小さいと積層効果が小さく不織布の嵩高性や
柔らかい風合いの点であまり好ましくない。一方、２０
００ｇ／ｍ²より大きい目付であると厚みが大きくなり
すぎてスペースをとったり、重さが重くなるため好まし
くない。

【００２０】前記の比較的太い繊維の不織布が短繊維不
織布の場合は、短繊維の長さは３８〜１５０ｍｍが好ま
しく、特に好ましくは５０〜１００ｍｍである。複合不
織布を吸音材として用いる場合、繊維長が長いほど優れ
た吸音率を示すが、繊維長が長すぎるとカードからの紡
出性が悪くなり好ましくない。短繊維は単一成分でも良
いが、２種類以上の混合物や複数成分の複合繊維でも良
い。不織布の堅さを調整するために重量分率で３０％程
度以下であればさらに太い繊維を混合しても特性はあま
り変化しない。太い繊維が多すぎると不織布風合いが硬
くなりすぎるなどの問題を生じやすくあまり好ましくな
い。融点の異なる熱融着性繊維を用いることも寸法安定
性を改善する観点から好ましい。

【００２１】短繊維不織布の重量ベースの充填密度は、
嵩高性の観点から０．００５〜０．３ｇ／ｃｍ³である
ことが好ましい。充填密度が小さすぎると形態安定性が
悪くなりあまり好ましくない。充填密度が０．３ｇ／ｃ
ｍ³より大きいと嵩高性が悪く本発明の目的を満足する
ことが難しくなる。

【００２２】本発明における不織布の積層一体化方法
は、特に限定されず、流体交絡法あるいはニードルパン
チ法のいずれかにより一体化するが、ニードルパンチ法
が好ましい。ニードルパンチ法は不織布加工方法として
一般的に実施されている方法が採用でき、例えば、日本
繊維機械学会不織布研究会編集の「不織布の基礎と応
用」などで解説されている方法である。前記のメルトブ
ローン不織布と短繊維不織布とをニードルパンチ法を用
いて複合化すると、メルトブローン極細繊維不織布に穴
が開いて、吸音性能やフィルター性能などが低下してし
まうことが一般的には、予想されるが、意外なことに本
発明においては、そのような欠点の発現がない。

【００２３】ニードルパンチ加工を行う際には、３８番
手より細いニードル（針）を用いることが好ましく、特
に好ましくは４０〜４２番手である。ニードルは、短繊
維不織布側から入り、極細繊維含有不織布の外側に、短
繊維のループを生じさせることが好ましい。極細繊維含
有不織布は、繊維が他の物に引っかかったり、それによ
り切断されたりして毛羽立ちやすいが、短繊維のループ
は、極細繊維含有不織布の表面毛羽立ちを防止したり、
クッション層になって、極細繊維含有不織布層にかかる
外力を緩和することで破壊の防止に役立つ効果がある。

【００２４】また、別の不織布やフィルムなどと積層す
る際に、短繊維のループと積層相手の第３の素材を接着
することで、曲げや引っ張りなどの外力がかかったとき
にメルトブローン不織布が破壊されるのを防止すること
が可能となる。適切なループの大きさを形成するため
に、ニードルパンチの針深度は１５ｍｍ以下であること
が好ましい。針深度が１５ｍｍを超えると、極細繊維不
織布を針および短繊維が貫通するときの衝撃で該不織布
が破れたり、貫通した後の針穴が大きくなりすぎること
が多くなりあまり好ましくない。針深度は、ニードルの
バーブの位置にもよるが５ｍｍ以上であることが、不織
布の交絡を増やして剥離を防止する上で好ましい。

【００２５】刺孔密度は３０〜２００本／ｃｍ²である
ことが好ましい。刺孔密度が３０本／ｃｍ²より小さい
と不織布の剥離の問題が生じやすく、２５０本／ｃｍ²
より大きいと刺孔による開口総面積が大きすぎたり、極
細繊維不織布の破れや破壊を生じやすくあまり好ましく
ない。立ちやすい）嵩高性の維持に問題を生じやすいと
いう問題点を改善したり、高いクッション性、制振性を
得るなどの目的で実施される。また、吸音材は一般的に
厚みが大きいほど高い性能を得ることが可能と考えら
れ、厚みをコントロールする目的でも積層を行うと効果
が大きい。形態安定性が悪くなりあまり好ましくない。
充填密度が０．３ｇ／ｃｍ^３より大きくなると吸音性は
悪くなる方向にあり本発明の目的を満足することが難し
くなる。

【００２６】吸音材に積層する表層材の一つとして特に
好適であるのは、繊維径が５〜２０ミクロン、目付が５
０〜２５０ｇ／ｍ²の短繊維不織布である。以下に該短
繊維不織布の特性について説明する。繊維径が５ミクロ
ン以下であると形態安定性などの改善効果が小さく好ま
しい。２０ミクロン以上では不織布の斑が目立ちあまり
好ましくない。目付に関しては、５０ｇ／ｍ²未満では
地合の斑が目立ち好ましくなく、２５０ｇ／ｍ²を超え
ると軽量化を目的とした本発明の趣旨と合致せず好まし
くない。繊維の交絡は、ニードルパンチ法、熱接着繊
維、水流交絡法のいずれかが適用される。該短繊維不織
布が２種の異なる製造法で作られらた不織布の積層体で
あることも好ましい形態の一つである。

【００２７】さらに、吸音材に積層する表層材の一つと
して特に好適であるのは、厚みが３００ミクロン以下の
フィルムである。該フィルムの厚みが厚くなると空気の
流れが遮断されて表面で音波が反射されるためか吸音率
が低下することが多い。また、３００ミクロンより厚い
フィルムは風合いが硬く、手でさわるなどで変形させる
と音が生じるなどの問題点が生じやすい。ここでフィル
ムとは、Ｔダイなどで押し出し延伸されて作られた物で
も良いし、不織布などに樹脂を含浸して開孔部を樹脂で
埋めた物であっても良い。

【００２８】積層される不織布あるいはフィルムの表面
には、色付けをしたり模様をプリントして意匠性を持た
せることが好ましい。これにより、自動車天井材として
用いた際に視覚的に周囲と違和感なく調和させることが
可能となる。

【００２９】不織布の接着方法としては、熱融着性不織
布により行うことが好ましい。熱接着フィルムなどによ
り接着すると通気性がなくなり吸音性能が低下する場合
がある。フィルムが薄いとあまり問題がないが、３０ミ
クロン程度より厚くなると空気の流れが遮断されて表面
で音波が反射されるためか吸音率が低下する場合があ
る。また、接着の強さも熱接着性不織布を用いた際の方
が高く、界面での剥離が起こりにくく好ましい。

【００３０】

【実施例】以下に本発明を実施例をあげて説明する。評
価方法は以下の方法によった。 （平均繊維径）：走査型電子顕微鏡写真を適当な倍率で
とり、繊維側面を２０本以上測定して、その平均値から
計測した。極細繊維不織布がメルトブロー法の場合は、
繊維径のバラツキが大きいため１００本以上を測定して
平均値を採用した。

【００３１】（目付および充填密度）：不織布を２０ｃ
ｍ角に切り出してその重量を測定した値を１ｍ²あたり
に換算して目付とした。充填密度は、不織布の目付を２
０ｇ／ｃｍ²の荷重下での厚みで割った値を求めて、ｇ
／ｃｍ³に単位換算して求めた。

【００３２】（剥離）：複合した不織布を手で９０度前
後折り曲げる動作を２０回繰り返して、剥離が生じるか
どうかを目視で評価した。

【００３３】（吸音率）：ＪＩＳ Ａ−１４０５に従っ
て、垂直入射法吸音率を求めた。代表値として１０００
Ｈｚと２０００Ｈｚの値の平均値を用いた。

【００３４】実施例１ 平均繊維径３ミクロン、目付１００ｇ／ｍ²のポリプロ
ピレン製メルトブローン不織布の上に、平均繊維径１４
ミクロン、繊維長５１ｍｍ、捲縮数12個／インチの短繊
維よりなる目付２５０ｇ／ｍ²、充填密度０．０６ｇ／
ｃｍ³のポリエチレンテレフタレート製ニードルパンチ
不織布を重ねて、４０番手のニードルを用いて、刺孔密
度５０本／ｃｍ²、 針深度１０ｍｍでニードルパンチ積
層加工を実施した。作成した不織布に、表層材として繊
維径が１２ミクロン、目付が１５０ｇ／ｍ²のグレーに
着色された短繊維を８０％、同一繊維径かつ同色の低融
点熱融着性繊維を２０％混合した不織布を熱処理より一
体化した不織布を、１５ｇ／ｍ²の熱融着性長繊維不織
布（呉羽テック株式会社製ダイナック）で１４０℃で接
着した。作成した不織布を２０回程度折り曲げても剥離
の問題も生じず、吸音率も７４％と高く良好であった。
また、不織布の外観は極めて良好で毛羽だちの問題もな
く天井材として好適に使用できるレベルであった。

【００３５】実施例２ 表層材を５０ミクロンの図柄が表面プリントされたポリ
エステルフィルムを積層した以外は実施例１と同じ方法
で天井材を作成した。作成した天井材を２０回程度折り
曲げても剥離の問題も生じず、吸音率も６９％と高く良
好であった。

【００３６】比較例１ 実施例１で用いた２種の不織布を、アクリル系樹脂バイ
ンダーを１５ｇ／ｍ²塗布することで不織布を複合化し
た。表層材として実施例１で用いた短繊維不織布を張り
合わせた。作成した不織布を折り曲げても初期の剥離の
問題は生じなかったが、繰り返すとメルトブローン不織
布層内に部分的な剥離を生じて問題であった。メルトブ
ローン不織布構成繊維の接着が弱く、内部で破壊を生じ
たと考えらる。吸音率は７１％と高く実施例１と同等で
良好であった。吸音率は実施例１より若干高いが、樹脂
の付着分の効果もあり、ニードルパンチによる刺孔の跡
による差はなく、吸音率の測定誤差程度と考えられる。

【００３７】比較例２ 平均繊維径１４ミクロン、繊維長５１ｍｍ、捲縮数12個
／インチの短繊維よりなる目付５００ｇ／ｍ²のポリエ
チレンテレフタレート製短繊維を４０番手のニードルを
用いて、表と裏の両方からそれぞれ刺孔密度３０本／ｃ
ｍ²、針深度１０ｍｍでニードルパンチ加工して、充填
密度０．０５ｇ／ｃｍ³の不織布を得た。さらに表層材
として実施例１で用いた短繊維不織布を、１５ｇ／ｍ²
の熱融着性長繊維不織布（呉羽テック株式会社製ダイナ
ック）で１４０℃で貼り付けた。該不織布は、実施例１
の不織布に比べて目付が高いにもかかわらず、吸音率を
測定したところ２７％と低く問題であった。

【００３８】

【発明の効果】本発明の車両用天井材は、吸音性能が高
く、薄くて軽量な形態安定性の良い吸音材として安価に
提供することが可能である。特に、自動車用途で燃費向
上や快適性改善のため、軽量で優れた吸音材として利用
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D023 BA02 BA03 BB02 BB21 BC01 BD01 BE22 BE31 4F100 AR00C BA03 BA04 BA07 BA10A BA10C BA14 BA26 DG03C DG15A DG15B DG15C DG15D EC092 EC182 GB31 GB32 HB00C HB31C JH01 JL03 JL10C JL11D YY00A YY00B YY00C 4L047 AB02 AB03 AB08 BA03 BA08 CA05 CB03 CC09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維径が６ミクロン以下の極細繊維を含有
   する目付が３０〜２００ｇ／ｍ²の不織布と、繊維径が
   ７〜４０ミクロンで目付が５０〜２０００ｇ／ｍ²の短
   繊維不織布とがこれらの繊維の交絡により一体化された
   複合不織布に、表層材を積層したことを特徴とする車両
   用天井材。
2. 【請求項２】表層材が厚みが３００ミクロン以下のフィ
   ルムまたは繊維径が５〜２０ミクロンで、かつ目付が５
   ０〜２５０ｇ／ｍ²の短繊維不織布のいずれかであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の車両用天井材。
3. 【請求項３】表層材が着色あるいは柄を印刷をされ、か
   つ熱融着性不織布により接着されていることを特徴とす
   る請求項１または２記載の車両用天井材。
4. 【請求項４】繊維径が６ミクロン以下の極細繊維を含有
   する目付が３０〜２００ｇ／ｍ²の不織布と、繊維径が
   ７〜４０ミクロン、目付が５０〜１０００ｇ／ｍ²の短
   繊維不織布とをニードルパンチ法により一体化して後、
   極細繊維を含有する不織布の側に、表層材を熱接着性不
   織布によって積層する事を特徴とする車両用天井材の製
   造方法。