JP2005047468A - 繊維積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】 新規で遮音・吸音性を得易く、しかも、製造も容易となる繊維積層体及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】 自動車用カーペット等に好適な繊維積層体。カーペット層（表皮層）１２と、フェルト層１４と熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）層１６とを備え、カーペット層１２と前記フェルト層１４とを押出しＴＰＥ層１６を介して融着一体化させたものである。自動車用カーペットにおいては、カーペット層１２及びフェルト層１４が主として吸音作用を奏し、ＴＰＥ層１６が遮音作用を奏する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、新規な繊維積層体に関し、特に、吸音・遮音特性が要求される自動車用カーペット（床マット）として好適なものである。

ここでは、自動車用カーペットを例に採り説明するが、自動車以外の車両内装用、さらには、建築内装用の吸音／防音を目的とする内装素材としての適用も可能である。

昨今、車内における快適空間（アメニティ空間）の要請が増大してきており、従来にもまして、自動車用カーペットに、遮音性と吸音性の双方が要求されるようになってきている。遮音性は、主として車外からの音の侵入防止の見地からであり、吸音性は、主として車内発生音及び車外からの侵入音の残響・反射音発生防止の見地からである。

本発明の発明性に影響を与えるものではないが、不織布層等を吸音層とする自動車用カーペットとして、特許文献１〜５等が存在する。
特開２００２−１７２９６７公報 特開２００２−１７８８１６公報 特開２００２−２１９９８９公報 特開２００２−２８３９０３公報 特開２００２−２８３９０４公報

本発明は、上記にかんがみて、新規で遮音・吸音性を得易く、しかも、製造も容易となる繊維積層体及びその製造方法を提供することを目的（課題）とする。

本発明に係る繊維積層体は、上記課題を下記各構成により解決するものである。

本発明の一つは、カーペット層（表皮層）と、フェルト層と熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）層とを備え、前記カーペット層と前記フェルト層とがＴＰＥ層を介して融着一体化されてなることを特徴とする。

カーペット層とフェルト層とを、押出ＴＰＥ層を介して融着一体化させることにより、三者の一体結合性が増大する。ＴＰＥ層がカーペット層及びフェルト層の表面層に部分侵入した形で結合されるためである。

その結果、界面間隙間を音が走ることがないとともに、ＴＰＥ自体がゴム状弾性体で音反射性が通常のＰＥ、ＰＶＣ等の軟質プラスチックに比して低いことも相まって、遮音性及び吸音性の増大が期待できる。

さらには、押出ＴＰＥ層を介するため、押出ＴＰＥ層を形成する押出直後のＴＰＥシートをカーペット層及びフェルト層を押圧すれば容易に融着が可能となり、製造も容易である。

本発明の他の一つは、ニードルパンチ不織布製のカーペット層と、フェルト層とＴＰＥ層とを備え、カーペット層とフェルト層とのニードルパンチ結合された二層積層体が、該フェルト層側でＴＰＥ層と融着一体化されてなることを特徴とする。

カーペット層とフェルト層とが共にニードルパンチ結合（不織布の絡み結合）されていると共に、上記同様、押出ＴＰＥ層がフェルト層と融着されているため、上記発明と同様に、三者の一体結合性が増大し、また、同様の理由で遮音性及び吸音性が増大し、さらには、製造も容易である。

上記各構成において、フェルト層が非弾性繊維に弾性繊維を混合含有させたウェブのクロスレイアーから形成されたものであることが望ましい。当該フェルト層は、ニードルパンチ及び適宜接着結合させて不織布構造とした場合、クッション性と共に吸音性も改善される。

上記押出ＴＰＥ層の厚みは約０．３〜２ｍｍとすることが望ましい。薄すぎると必要な融着強度及び遮音性を得難く、厚すぎると重量増大につながり望ましくない。

また、押出ＴＰＥ層の比重は約０．９５以下であることが望ましい。比重が小さいことにより、当然軽量化に寄与すると共に、更なる吸音性の向上が期待できる。

上記押出ＴＰＥ層の比重を小さくするためには、発泡層とすることが、特に連続気泡性の発泡層とすることが望ましい。比重を小さくすることが容易で、連続気泡性とすることにより、更なる吸音性の増大への寄与が期待できる。

本発明の一つである押出しＴＰＥ層をカーペット層とフェルト層とで融着サンドイッチした三層構成を有する本発明の繊維積層体の製造方法は、下記のような方法となる。

押出しＴＰＥ層を形成する押出直後のＴＰＥシートの一面側にカーペット層原反を、他面側にフェルト層原反をそれぞれ繰り出し、該カーペット層原反と前記フェルト層原反とでＴＰＥ押出シートを挟持圧着させて前記三者を融着一体化させることを特徴とする。

本発明の他の一つであるカーペット層とフェルト層のニードルパンチ結合した二層積層体のフェルト層側に押出しＴＰＥ層を融着させた三層構成を有する本発明の繊維積層体の製造方法は、下記のような方法となる。

前記ＴＰＥ層を形成する押出直後のＴＰＥシートの一面側に、カーペット層とフェルト層とをニードルパンチで結合させたカーペット層／フェルト層原反をフェルト層側が前記ＴＰＥシートと対面するように繰り出し、該カーペット層／フェルト層原反とＴＰＥシートとを圧着させて前記二者を融着一体化させることを特徴とする。

以下、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明を行う。ここでは、自動車用カーペット（床マット）に適用する場合を想定して説明するが、他の用途に適用する場合は、望ましい設計仕様は異なってくる。

図１に本発明の一つにおける一実施形態を示す。

カーペット層（表皮層）１２と、フェルト層１４と熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）層１６とを備え、カーペット層１２と前記フェルト層１４とが押出しＴＰＥ層１６を介して融着一体化されてなることを基本とする。自動車用カーペットに適用する場合は、カーペット層１２及びフェルト層１４が主として吸音（吸音層）作用を奏し、ＴＰＥ層１６が遮音・吸音（遮音・吸音層）の作用を奏する。

ここで、カーペット層１２の基材としては、通常、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維等の合成繊維のウェブをニードルパンチした不織布とする。なお、カーペット層は不織布製に限られず、タフテッドカーペット、織カーペット、編カーペット、電着カーペット等であってもよい。

また、カーペット層１２の厚みは、積層前において、０．６〜１５ｍｍとする。薄すぎると吸音性能を確保し難く、厚すぎると自動車内自由空間を低減させると共に重量増大につながる。

フェルト層１４の基材としては、非弾性繊維に弾性繊維を混合含有させたウェブのクロスレイアーから形成されたものである。より具体的には、例えば、木綿／ポリエステル混合繊維に弾性ウレタン繊維（スパンデックス）を約２０〜４０質量％、望ましくは２５〜３５質量％となるように混合したウェブを使用する。

また、フェルト層１４の厚みは、積層前において、５〜２０ｍｍ、望ましくは８〜１２ｍｍとする。上記と同様、薄すぎると吸音性能を確保し難く、厚すぎると自動車内自由空間を低減させると共に重量増大につながることになる。

上記押出しＴＰＥ（ＴＲＰ：Thermo rubber plastic）層１６の基材としては、エステル系、アミド系、ウレタン系等の極性樹脂系であっても良いが、スチレン系、１，２−ＰＢ系又はオレフィン系等の非極性樹脂系が望ましく、それらのうちで、特に、スチレン系が、成形加工性（押出加工性）が良好で望ましい。

スチレン系としては、ＳＢＳ、ＳＩＳの他に、それらの水素添加したＳＥＢＳの何れも使用可能である。

押出しＴＰＥ層１６の肉厚は、積層前（押出肉厚）で、０．３〜２ｍｍ、望ましくは、０．５〜１．５ｍｍとする。ここで、肉厚が薄すぎると必要な融着強度及び遮音性を得難く、厚すぎると重量増大につながり望ましくない。

また、押出しＴＰＥ層１６の比重は、約０．９５以下、望ましくは、０．９以下とする。吸音特性が改善されるとともに、軽量化に寄与するためである。比重約０．９５以下のＴＰＥとしては、前記の非極性樹脂系のものを挙げることができる。例えば、スチレン系：０．１〜０．９５、１，２−ＰＢ系：０．９１、オレフィン系：０．８８である（高分子学会編「高分子素材One Point-19 エラストマー」(1989-2-20) 共立、p.67表3.5参照)。他の、ＴＰＥは１．０を超えている。

なお、比重をさらに小さくするためには、例えば、０．８ないし０．７以下とするような場合は、押出ＴＰＥ層を発泡層、吸音性等の見地からは、連続気泡性のものとする。

上記構成の車両用カーペット（繊維積層体）は、図２に示す如く製造する。

すなわち、押出しＴＰＥ層１６を形成する押出機１８の押出ダイ（Ｔダイ）１８ａから押出直後のＴＰＥシート１６Ａの一面側にカーペット層原反１２Ａを、他面側にフェルト層原反１４Ａをそれぞれ繰り出し、該カーペット層原反１２Ａとフェルト層原反１４ＡとでＴＰＥシート１６Ａを圧着ゴムロール（押さえロール１９・受けロール２０）で挟持圧着させて前記三者を融着一体化させる。

ここで、ＴＰＥ層として、スチレン系のものを使用する場合の配合処方の一例を下記する。

ＳＢＳ配合処方
ＳＢＳ（「ＴＲ／ＲＢ＝４０／６０ブレンド品」ＪＳＲ社製）
１００部
無機充填剤 ２５部
発泡剤（重炭酸系） ４部
そして、当該ＴＰＥ材料を使用する場合、スクリューを備えた押出しシリンダを用いてＴダイ（有効幅：１７００ｍｍ）から設定肉厚０．６ｍｍのＴＰＥシートを押出す場合、例えば、下記のような設定条件で運転する。

シリンダー温度（後部：１１０℃、中部：１４０℃、前部：１７０℃）
Ｔダイ温度：１３５〜１５０℃ 同中部温度： １４０℃、
なお、上記運転条件で押出し直後のＴＰＥシートの上面にニードルパンチした不織布カーペット原反（３ｍｍｔ）を、下面にフェルト原反（１０ｍｍｔ）をそれぞれ繰り出し、隙間６ｍｍの圧着ゴムロール対１９、２０間を通過させたところ、十分な融着強度を備えた車両用カーペットが得られた。

なお、カーペット層は、ポリエステル繊維のウェブから形成したものであり、また、フェルト層は、スパンデックス３０％、木綿／化繊＝５／２のウェブから形成したものである。

なお、上記において、カーペット層原反及びフェルト層原反の繰り出しをＴＰＥシートに対して上下逆と、すなわち、フェルト層原反をＴＰＥシートの上側に、カーペット層原反をＴＰＥシートの下側に繰り出してもよい。

図２に本発明の他の一つにおける一実施形態を示す。

本実施形態は、ニードルパンチ不織布製のカーペット層１２とフェルト層１４とＴＰＥ層１６とを備え、カーペット層１２とフェルト層１４とのニードルパンチ結合された二層積層体が、該フェルト層１４側で押出しＴＰＥ層１６と融着一体化されてなるものである。

上記構成との相違は、カーペット層１２として、ニードルパンチ不織布製のものを使用する必要があるとともに、カーペット層１２とフェルト層１４との結合を直接的にニードルパンチ結合させたものを使用し、フェルト層１４側に押出しＴＰＥ層１６を形成した点にある。

各層の基材及び寸法仕様は、前記実施形態と同様である。

そして、本実施形態の自動車用カーペットは、図４に示す如く製造する。

押出しＴＰＥ層１６を形成する押出直後のＴＰＥシートの一面側に、カーペット層１２とフェルト層１４とをニードルパンチで結合させたカーペット層／フェルト層原反１５Ａをフェルト層側が前記ＴＰＥシート１６Ａと対面するように繰り出し、該カーペット層／フェルト層原反１５ＡとＴＰＥシート１６Ａとを圧着ロール対１９、２０で圧着させて前記二者（カーペット層／フェルト層原反１５ＡとＴＰＥシート１６Ａ）を融着一体化させる。

本発明の一つにおける一実施形態の繊維積層体を示すモデル断面図である。 図１に示す実施形態の繊維積層体の製造方法を示すモデル図である。 本発明の他の一つにおける一実施形態の繊維積層体を示すモデル断面図である。 図３に示す実施形態の繊維積層体の製造方法を示すモデル図である。

符号の説明

１２ カーペット層（表皮層）
１２Ａ カーペット層原反
１４ フェルト層
１４Ａ フェルト層原反
１５Ａ カーペット層／フェルト層原反
１６ 押出し熱可塑性エラストマー層（押出しＴＰＥ層）
１６Ａ ＴＰＥシート

Claims (8)

1. カーペット層とフェルト層と熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）層とを備え、前記カーペット層と前記フェルト層とが押出しＴＰＥ層を介して融着一体化されてなることを特徴とする繊維積層体。
2. ニードルパンチ不織布製のカーペット層と、フェルト層とＴＰＥ層とを備え、前記カーペット層とフェルト層とのニードルパンチ結合された二層積層体が、該フェルト層側で押出しＴＰＥ層と融着一体化されてなることを特徴とする繊維積層体。
3. フェルト層が非弾性繊維に弾性繊維を混合含有させたウェブのクロスレイアーから形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の繊維積層体。
4. 前記押出しＴＰＥ層が、肉厚０．３〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の繊維積層体。
5. 前記押出しＴＰＥ層が、面密度約０．９５以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の繊維積層体。
6. 前記押出しＴＰＥ層が、連続気泡性の発泡層であることを特徴とする請求項５記載の繊維積層体。
7. 請求項１、３〜６のいずれか記載の繊維積層体の製造方法であって、
   前記押出しＴＰＥ層を形成する押出直後のＴＰＥシートの一面側にカーペット層原反を、他面側にフェルト層原反をそれぞれ繰り出し、該カーペット層原反と前記フェルト層原反とでＴＰＥシートを挟持圧着させて前記三者を融着一体化させることを特徴とする繊維積層体の製造方法。
8. 請求項２、３〜６のいずれか記載の繊維積層体の製造方法であって、
   前記押出しＴＰＥ層を形成する押出直後のＴＰＥシートの一面側に、カーペット層とフェルト層とをニードルパンチで結合させたカーペット層／フェルト層原反をフェルト層側が前記ＴＰＥシートと対面するように繰り出し、該カーペット層／フェルト層原反とＴＰＥシートとを圧着させて前記二者を融着一体化させることを特徴とする繊維積層体の製造方法。