JP2009534241A - 遮音複合材および前記複合材を含むツインシェル型軽量トリム部品 - Google Patents

Abstract

ツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）、特に熱可塑性で防音に効果的な構造複合材（５）を含む、自己支持性の車両用ヘッドライナーあるいはリアトレイ。この複合材は、少なくとも３つの層（２、３、４）、特にその前面スキン層（４）、好ましくは、熱可塑性の不織布あるいはグリッド製の結合層上に、ポリプロピレンおよびガラス繊維を含む不織布製の強化層（３）、およびその背面にポリオレフィン発泡体から成る柔軟層（２）を含む。これらの層を一緒にニードルパンチして２００Ｎｓｍ^-3〜５０００Ｎｓｍ^-3の範囲の所望の通気抵抗Ｒに設定する。好ましい実施態様では、ツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）は、５０部のエラストマーの発泡体のスティックと、２０部のガラス繊維と、１０部のポリプロピレン繊維材料と、２０部の異相構造ポリエステル繊維とを含有し、好ましくは追加の１５％の再利用弾性発泡材料を含むコア層（８）を含む。本トリム部品は、前記の熱可塑的に結合し且つ遮音に効果的な構造複合材（５）が、なめらかで柔らかい手触りを実現するため、コア層（８）のエラストマー発泡材料（９）の不均一な圧力を吸収できるように設計されている。

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の遮音複合材、および前記複合材を含むツインシェル（ｔｗｉｎ−ｓｈｅｌｌ）型軽量遮音トリム部品に関する。

再利用可能で軽量な多層のトリム部品は、当該技術分野でよく知られており、例えばＵＳ−５，９７６，２９５号内に開示される。この文献は、ポリエステル（ＰＥＴ）仕上げ織物と、異相構造ポリエステル繊維パッドの弾性層、およびポリエステル／ガラス繊維の比較的堅いコア層との多層複合材を含む、自動車の内装用のヘッドライナーあるいはサンバイザーなどの構成部品を明らかにしている。これらの層は固められ、そして熱および圧力の下で、軽量で、緻密且つ構造的に強い複合材に成形される。当然、前記トリム部品は本質的に音響エネルギーを吸収するのに適しておらず、触ると堅く感じる。

ＷＯ２００４／０８９５９２号では、典型的なツインシート型の車両用ヘッドライナーが開示されている。この文献は、２枚の超軽量材料シートを用いて前記部品を熱成形する方法であって、第一の工程において、下方の金型部に真空を適用して第一のシートを金型内で形成し、第二の工程において、上方の金型部に真空を適用して同じ金型内で第二のシートを形成し、第三の工程において、両方の部品を１つにし、即ち、一緒に糊付けしてその後所望の形状に沿って切る方法を記載している。前記のツインシート型のヘッドライナーは、軽量で且つ同時に自己支持性のヘッドライナーとして使用するのに充分安定である。残念ながら、このツインシート型のヘッドライナーは、個別のシートが気密であり且つ堅いために、音響エネルギーの吸収効率に乏しい。さらに、乗客の側の前記シートの堅さは、不快な触覚を生ずる。

ＥＰ−０，９０８，３０３号は、再利用可能且つ生分解可能なヘッドライナーなどの車両用パネルを創るために、２つの繊維質のマットの間に挟まれている繊維質の詰綿を使うことを提案している。残念ながら、このヘッドライナーは不快な触覚効果を与える堅い外層を有しおよび／またはヘッドライナーの遮音性能のクラス３要求を満たさない。さらに、この車両用パネルは、加圧成形され、繊維処理工程が多いために製造が困難である。

高い弾力性を有する軽量繊維質ヘッドライナーの製造方法は、ＵＳ−５，５９１，２８９号内に開示されている。このヘッドライナーは、その前面あるいは乗客側上に美観的に快い表面を提供するカバーを有し、且つその背面あるいは天井側上に補強を提供するスクリムを有する繊維質のコアを含む。詰綿を、両面でニードリングして、繊維の一体型スキン層を形成し、そしてその後、加熱した加圧金型に設置する前に、天井側ではスクリムによって、且つ室内側ではカバーによって挟まれる。残念ながら、この方法は、前記の繊維質ヘッドライナーの遮音特性を適正に調整できない。さらに、乗客側のカバーは、高密度のスキン層に結合しているため、触ると堅く感じる。さらには、加圧成形工程では、厚い部材を製造できない、即ち、部品は２．５ｃｍ〜８．０ｃｍの厚さを有している。

上記のことは、ヘッドライナーあるいは自己支持性の内装パネルについて、公知の多層構成材料が不十分な遮音特性を有し、および／または不快な触覚効果を示し、および／または製造が複雑であり、および／または製造に時間のかかる、即ち製造に高価であることを明らかにする。

それゆえに、本発明の課題は、クラス３あるいはクラス４の仕様でさえも遮音要求を満たし（ＰＳＡ−Ｐｅｕｇｅｏｔ Ｃｉｔｒｏｅｎ Ｄ４５−５４３０の試験方法による）、快適な触覚効果、即ちなめらかで柔らかい手触りを提供し、且つ、製造が安価である軽量、再利用可能且つ自己支持性のトリム部品、特にヘッドライナーあるいはリアトレイを実現することである。

前記課題は、請求項１による熱可塑的に結合され、且つ遮音に効果的な構造の複合材を含む、請求項６による自己支持性のツインシェル型軽量遮音トリム部品によって解決される。

この熱可塑性で遮音に効果的な複合材は、自己支持性のツインシェル型軽量遮音トリム部品、特にヘッドライナーあるいはリアトレイの製造に適する。この複合材は、その前面にスキン層、好ましくは熱可塑性不織布あるいはグリッド製の結合層、強化層およびその裏面に柔軟層を含み、それらの層は、２００〜５０００Ｎｓｍ^-3の範囲の所望の通気抵抗に設定するため、合わせてニードルパンチされている。好ましくは、この複合材は、ＰＰ−不織布あるいは熱可塑性グリッド（２５ｇ／ｍ²）＋ガラス繊維で強化されたＰＰ−不織布層（４５％ＰＰ／５５％ＧＦ、１５０〜２５０ｇ／ｍ²、好ましくは１７５ｇ／ｍ²）＋ＰＯ−発泡体層（３０〜５０ｋｇ／ｍ³、１〜３ｍｍ、好ましくは３３ｋｇ／ｍ³、３ｍｍ）を含む。この複合材は、遮音に効果的なエレメントとして機能し、ふさわしく且つ予備選択されたニードリング密度あるいは特性を設定することによって、要求される遮音性能を実現するためのＡＦＲ値（ａｉｒ−ｆｌｏｗ−ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、通気抵抗）を設定することを可能にする。ポリオレフィン発泡体は、最初の状態は完全に独立気泡、即ち、完全に気密である。ニードリング工程の後、この弾性のポリオレフィン発泡体層は、通気性を維持する。強化層のガラス繊維のいくらかは、ニードリング工程の間に、パンチした孔に導入され、それらの孔を開いたままに保つのを助けることができる。

この遮音に効果的な複合材の好ましい実施態様は、請求項２から５の特徴を含む。

本発明によるツインシェル型軽量遮音トリム部品は、前記の熱可塑性で遮音に効果的な構造複合材を含み、且つさらに室内側上の前面あるいは可視面上に通気性のあるカバー層、特に、フェースクロス、マリフリース（ｍａｌｉｆｌｅｅｃｅ）あるいはニードルフェルトあるいは背面発泡テキスタイルを含んでよい。前記トリム部品は、さらに、その背面に本質的に不透過性の多層スキン構造を含み、且つ、熱可塑性で遮音に効果的な構造の複合材と多層スキン構造との間にコア層を含み、前記コア層は、エラストマー、即ち弾性発泡材料および／または繊維−フェルト材料、好ましくは発泡体のスティックあるいはチップと繊維材料の配合物を含む。コア層にエラストマー、即ち弾性発泡材料、特にばね力を強化した発泡体のスティックあるいはチップを用いることが真空成形工程に有益であるので、複合材の可視側は、粗い生地あるいは波状の表面を形成する傾向がある。本発明は、所望の触覚特性を実現するために、低減したばね力の発泡材料を複合材の柔軟層に用いることを可能にする。この選択は、コア表面の凹凸を平らにすることを可能にし、且つなめらかで柔らかい手触りを提供する。

本発明によるツインシェル型軽量遮音トリム部品は、真空成形工程、即ち、単純で費用が節約できる方法によって製造され得る。特に、コア層のエラストマー材料は、真空成形工程を援助する。このトリム部品は完全に再利用可能で、高く、且つ調整可能な遮音性能を示し、自己支持性であり、且つ快適な触覚特性を有する、即ち、なめらかで柔らかい手触りを有する。このトリム部品は、生産のスクラップから、あるいは切片の廃棄物から、あるいは廃車から再生された発泡体を用いることにより、材料コストの節約を可能にする。さらには、音の吸収は、コア層の部品である開孔した発泡体のスティックの使用により、増加され得る。

本発明のこれらおよび他の課題、利点、および特徴は、以下の記載および付随する図からより明らかになり、ここで：
図１：本発明による遮音に効果的な複合材の断面の概略図を示す。
図２：前記の遮音に効果的な複合材を含むトリム部品の断面の概略図を示す。
図３：図２によるトリム部品のより詳細な断面の概略図を示す。
図４：本発明によるトリム部品の遮音特性に関する線図を示す。

本発明の関連する特徴を示すために、以下の参照を用いる：
１：熱可塑的に結合し、且つ遮音に効果的な構造複合材
２：ポリオレフィン発泡体製の柔軟層
３：不織布製の強化層
４：熱可塑性の不織布あるいはグリッド製のスキン層あるいは結合層
５：予備選択された通気抵抗を含むニードルパンチされた複合材
６：追加のフェースクロス
７：多層スキン構造
８：コア層
９：発泡材料
１０：繊維質材料
１１：ツインシェル型軽量遮音トリム部品
Ａ：本発明によるトリム部品の遮音性能
Ｂ：遮音クラス３の要求
本発明による図１に概略的に示される複合材（５）はその前面、即ち、室内側にスキン層（４）、好ましくは熱可塑性の不織布あるいはグリッド製の結合層を含む。強化層（３）はこのスキン層（４）と柔軟層（２）との間に配置されている。強化層は不織布製であり、好ましくはポリプロピレンおよびガラス繊維および／またはコポリエステル繊維および／または異相構造繊維を含む不織布製であり、一方で裏面上の柔軟層（２）は独立気泡のポリオレフィン発泡体から成る。これら３つの層（２，３および４）を２００Ｎｓｍ^-3〜５０００Ｎｓｍ^-3の範囲の所望の通気抵抗Ｒに設定するため、一緒にニードルパンチする。この複合材（５）の厚さは、形成工程の後でおよそ０．５〜６ｍｍの間で変化する。スキン層（４）は好ましくは２５ｇ／ｍｍ²のポリプロピレンＳＭＭＳ繊維材料を含む。強化層（３）は、好ましくは１５０〜２５０ｇ／ｍ²の不織布材料、および特に４０％のポリプロピレン繊維および６０％のガラス繊維を含む。好ましい実施態様では、柔軟層（２）は３０〜９０ｋｇ／ｍ³の密度を有する。

図２および図３は、本発明によるツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）、特に自己支持性の車両用ヘッドライナーあるいはリアトレイの断面の概略図を示す。このトリム部品（１１）は、上記の少なくとも３つの層（２、３および４）を有する熱可塑性で遮音に効果的な構造の複合材（５）を含む。本発明によれば、この複合材（５）は、その裏面上に、およそ１〜６ｍｍ厚のポリオレフィン発泡体からなる柔軟層（２）を含み、２００Ｎｓｍ^-3〜５０００Ｎｓｍ^-3の範囲の所望の通気抵抗Ｒに設定するために、ニードルパンチされている。好ましい実施態様において、このツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）はさらにその前面あるいは可視面に通気性のカバー層（６）、特にフェースクロス、マリフリースあるいは発泡されたテキスタイルを含む。良好な機械的特性を実現するため、このツインシェル型軽量遮音トリム部品はさらにその裏面上に多層スキン構造（７）を含む。この多層スキン構造（７）は、好ましい実施態様においては４０ｇ／ｍ²のＰＥ製の膜、５０ｇ／ｍ²のガラスベール、３５ｇ／ｍ²のＰＥ製の膜および２０μｍのＰＡ６−６の膜を含む。本発明によれば、トリム部品（１１）は、熱可塑的に結合され、且つ遮音に効果的な構造の複合材（５）と多層スキン構造（７）との間にコア層（８）を含む。このコア層（８）は、エラストマー発泡材料（９）および／または繊維−フェルト材料（１０）を含む。好ましい実施態様では、エラストマー材料（９）は、側面長さ２〜１５ｍｍを有する、発泡体のスティックあるいはチップの形態である。本発明の１つの側面によると、複合材層（５）は、不均質なコア層（８）の凹凸のある表面を補正し、なめらかで柔らかい手触り、即ち、快適な触覚効果の実現を可能にする。特に、コア層（８）は、１００ｇ／ｍ²〜４５０ｇ／ｍ²の質量を有し、且つおよそ５０部のエラストマー発泡体のスティックあるいはチップ、およそ２０部のガラス繊維、およそ１０部のポリプロピレン繊維材料、およそ２０部の異相構造ポリエステル繊維を含有し、好ましくは追加の１５％の再利用弾性発泡材料を含む。

本発明の遮音性能が、図４に示される測定より明らかになる。グラフＢは、トリム部品の吸音性能へのクラス３の要求に与えられた、周波数依存値を表す。グラフＡは、本発明によるトリム部品の、測定された吸収値を表す。

明らかに、本発明の多くの修正および変更が上記の教示に鑑みて成し得る。特に、強化層が、好ましくは層表面に垂直な方向に配置された繊維を含んでもよいと理解されるべきである。ニードリング密度も同様に、ニードルのゲージ（サイズ）、ニードルの形状、貫通深さ、局所的なニードリング分布は当業者によって変化され得る。当然、トリム部品の厚さの局所的な変化および／または他の発泡材料、例えばメラミンあるいはＰＵＲ発泡体の使用、およびコア層あるいはその発泡体のスティックあるいはチップの弾性力の予備選択は、一般的な方法の範疇である。

本発明による遮音に効果的な複合材の断面の概略図である。 遮音に効果的な複合材を含むトリム部品の断面の概略図である。 図２によるトリム部品のより詳細な断面の概略図である。 本発明によるトリム部品の遮音特性に関する線図である。

Claims (13)

1. 少なくとも３つの層（２、３、４）を含む、遮音に効果的な熱可塑性の構造複合材（５）において、
   その複合材は自己支持性のツインシェル型軽量遮音トリム部品の製造に適しており、この複合材（５）はその前面にスキン層（４）、好ましくは熱可塑性の不織布あるいはグリッド製の結合層と、不織布、好ましくはポリプロピレンおよびガラス繊維および／またはコポリエステル繊維および／または異相構造繊維を含む不織布製の強化層（３）と、その裏面に発泡体、好ましくはポリオレフィン発泡体から成る柔軟層（２）とを含み、それらの層は一緒にニードルパンチで２００Ｎｓｍ^-3〜５０００Ｎｓｍ^-3の範囲の所望の通気抵抗Ｒに設定されている複合材。
2. スキン層（４）がおよそ２５ｇ／ｍｍ²のポリプロピレンＳＭＭＳ繊維材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の複合材。
3. 強化層（３）が１５０〜２５０ｇ／ｍ²の不織布材料、好ましくはおよそ４０％のポリプロピレン繊維およびおよそ６０％のガラス繊維を含む不織布材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の複合材。
4. 柔軟層（２）が０．５〜６ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の複合材。
5. 柔軟層（２）が３０〜９０ｋｇ／ｍ³の密度を有することを特徴とする、請求項４に記載の複合材。
6. 少なくとも３つの層（２、３、４）を有する遮音に効果的な熱可塑性構造の複合材（５）を含むツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）、特に、自己支持性の車両用ヘッドライナーあるいはリアトレイにおいて、この複合材（５）は、その前面にスキン層（４）、好ましくは熱可塑性の不織布あるいはグリッド製の結合層と、不織布、好ましくはポリプロピレンおよびガラス繊維および／またはコポリエステル繊維および／または異相構造繊維を含む不織布製の強化層（３）と、その裏面に発泡体、好ましくはポリオレフィン発泡体から成る柔軟層（２）とを含み、それらの層が一緒にニードルパンチされて２００Ｎｓｍ^-3〜５０００Ｎｓｍ^-3の範囲の所望の通気抵抗Ｒに設定されている、ツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）。
7. トリム部品（１１）がさらに、その前面あるいは可視側に通気性のあるカバー層（６）、特にフェースクロスあるいはマリフリースあるいはニードルフェルトあるいは背面発泡テキスタイルを含むことを特徴とする、請求項６に記載のツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）。
8. トリム部品（１１）がさらに、その背面に多層スキン構造（７）を含むことを特徴とする、請求項６に記載のツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）。
9. 多層スキン構造（７）がおよそ４０ｇ／ｍ²のＰＥ製の膜、およそ５０ｇ／ｍ²のガラスベール、およそ３５ｇ／ｍ²のＰＥ製の膜およびおよそ２０μｍのＰＡ６−６膜を含むことを特徴とする、請求項８に記載のツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）。
10. トリム部品（１１）が、遮音に効果的な熱可塑性の構造複合材（５）と多層スキン構造（７）との間にコア層（８）を含み、前記コア層（８）がエラストマー且つ弾性の発泡材料（９）および／または繊維材料（１０）を含むことを特徴とする、請求項８に記載のツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）。
11. コア層（８）が、およそ１００ｇ／ｍ²〜４５０ｇ／ｍ²の質量を有し、および好ましくはおよそ５０部のスティックあるいはチップ形状のエラストマー且つ弾性の発泡材料（９）、およそ２０部のガラス繊維材料、およそ１０部のポリプロピレン繊維材料、およそ２０部の異相構造ポリエステル繊維を含有し、好ましくは追加の１５％の再利用された弾性発泡材料を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）。
12. 遮音に効果的な熱可塑性の構造複合材（５）が、所望の触覚特性を実現する、即ち、なめらかで柔らかい手触りを提供するために、不均質なコア層（８）の凹凸を補正することを特徴とする、請求項１１に記載のツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）。
13. この部品が真空成形工程によって製造されることを特徴とする、請求項６に記載のツインシェル型軽量遮音トリム部品（１１）。

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