JP2019510140A - 吸音性及び／又は不織布補強性多層 - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、吸音性及び／又は不織布補強性多層を提供することである。

Description

本発明は、吸音性及び／又は不織布補強性多層に関するものである。

特許文献１は、吸音性及び／又は不織布補強性の同義語である用語「不織布」を使用するための出発点であると、考えられる。その特許文献１によれば、フィルム形成粘着剤を水溶性分散液に用いて、合成繊維や天然繊維の繊維状ウェブの上に付した後、昇温して乾燥することによって、最終製品としていわゆる不織布が作製されていると、解される。それ以前では、結合剤で接合された繊維状ウェブは、含浸させた繊維状ウェブや合成皮革様シート、又は糊付け繊維含有シートなどと呼ばれており、ニードルパンチされた繊維状ウェブは、ニードルフェルトと呼ばれている。表面接合が施されているのみならず内部でも確り接合が施されており、又は表面に密着した層が接合し好ましくは全面に均等に平滑化されている場合に、不織層でできた製品は、詰め綿というよりむしろ不織布の範疇に属する。フェルトと不織布との違いについて、ドイツ工業規格ＤＩＭ ６１ ２０５（改訂されることなく２００６年に廃止）に、言及されている。それによれば、フェルトとニードルパンチフェルト（ニードル化フェルト）又はニードル化不織布（ニードルパンチ不織布）との違いとして、フェルトにはフェルト化可能繊維の使用が必要不可欠である旨、記載されている。ニードルパンチフェルトとニードルパンチ不織布との区別は、密度によってなされる。それゆえ、密度０．１５ｇ／ｃｍ^３未満の製品は不織布を有するものであり、一方、それ以上の密度の製品は、ニードルパンチフェルトを有するものである。

ニードルパンチフェルトとニードルパンチ不織布との違いは、後続基準のドイツ工業規格ＤＩＮ ＥＮ ２９ ０９２：１９９２には、もはや記載されなくなっている。湿式圧延で作製されたフェルトのみが不織布から未だに外されている。不織布の定義が有効な、最新のドイツ工業規格ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ９０９２が、承認されている。

不織接合方法、即ち不織布での接合よりも繊維間でより強い接合を行うことによる不織布への繊維状ウェブの変性は、殆んど、機械的接合方法、化学的接合方法、及び熱的接合方法に分類される。

機械的接合方法では、繊維間の結合は、摩擦接合によって、又は摩擦接合と押込係止との組み合わせによって、形成される。

摩擦結合では、近傍繊維間距離が、不織布圧縮によって、不織布での近傍繊維間距離よりも、小さくなっている。その結果、より強い力を負荷でき、繊維の相互密着が増加する。変形に対する不織布の抵抗力は、より高くなり、不織布は、より強くなる。繊維が熱及び／又は膨張剤に晒されて収縮可能であれば、この圧縮は全繊維の収縮又はその摩擦によってもたらされることとなり、収縮不織布又は膨張不織布が形成される。また、圧縮は、加圧（殆んどの場合カレンダー加工）又は圧延によって、施される。そのとき、不織布の繊維は、フェルト化可能なものであり、繊維同士が、熱作用、化学作用、又は機械的作用に晒されると同時に、フェルト化される。圧延すると、フェルトを形成し、又は圧延不織布を形成する。

摩擦接合と押込係止との組み合わせにより作製された不織布では、不織布の繊維は、機械的作用によって相互に縺れている。

繊維のこのような縺れと、不織布の圧縮及び補強とは、ニードルパンチによって施すことができる。このとき、針床又は針梁に並んだ特殊な針（棘針、鋤針）の複数が、穿孔出し入れされて、それによってニードルパンチ不織布が形成される。このタイプの繊維縺れは、紡糸繊維でできた不織布と長繊維でできた不織布との双方で、生じている。

複合針を不織布のニードルパンチに用いると、繊維の束が「輪状」になる。即ち、複合針を用いると、ループ形状配列（ループ）となる。このようにして、紡糸繊維でできた交錯不織布が、用いられる。不織布繊維接合法で、マリヴィリィズ（Malivlies）（ウィキペディア；キーワード ヴィリーストッフ(Vliesstoff：不織布)、２０１６年２月１１日検索）のような繊維状不織布を形成する。

ドイツ工業規格ＤＩＮ ６１ ２１０によれば、不織布は、「全て又は本質的に繊維からなる布」と定義されている。不織布の特性として定義されたこのような繊維は、ランダムに配列しており、又は特定の方向に指向している。個々の繊維間の結合は、押込係止（縺れ）によって、又は摩擦（接着結合）によって、もたらされている（ブルクハード ボルフホルスト(Burkhard Wulfhorst)、繊維製造(Textile Fertigungsverfahren)、ミュンヘン(Munich)、ウィーン(Vienna):ハンザー(Hanser)、１９９８年，ｐ.１６７−１８６）。

自動車において、特に客車や荷物室において、熱変形性の吸音性及び／又は不織布補強性の繊維が用いられている。これらの殆んどは、熱硬化性又は熱可塑性での結合性により緩く圧縮した織物繊維不織布であり、同一又は異なる流動抵抗を有する発泡層及び／又は不織布層を組み合わせたものである。さらに、いわゆる音響流不織布も、選択的に吸音性を調整するために、用いられる。また、床材においては、大気や音響を受ける多孔質性の層が、布の表層と、封止性となるよう製造された厚手層や断熱材との間に、固定された踏み面との相互作用によって、吸音性能をもたらすように、挿入されている。この大気や音響を受け入れる多孔質性の層には、ポリエステルや混合不織繊維が用いられる。踏み抵抗性は、不織布中の二成分（ＢｉＣｏ）繊維の比率によって、左右される。

隔壁材構造体において、不織布単層や不織布多層や発泡材裏張り不織布が、しばしば用いられる。

不織布及び／又は不織布結合体も、車のトランク、主に壁面内装、後部ドアの内装、予備タイヤ用の窪みに、用いられる。

特許文献２には、自動車用の不織布成型部品が、記載されている。不織布成型部品の原料は、順次積層した幾つかの不織布からなる不織布製半製品である。これらの不織布は、相互に異なったデザインを有している。各不織布層は、一つが構造形成性繊維と、他方が結合形成性繊維とである混成物によって、構成されている。所定の加熱温度に晒された時、結合形成性繊維のみが溶融し、一方、構造形成性繊維は溶融しない。前記成型部品の機械特性や吸音特性を向上させるために、他の不織層に比べてより低い溶融体粘度及び／又はより高いメルトインデックスを有するようにして使用される場合に、成型完成製品の非露出側を形成する少なくとも各不織層中に結合形成性繊維を設けることが、提案されている。

特許文献３は、吸音性成型部品、特に自動車の隔壁内装や自動車カーペット用の裏張り繊維の製造法に関するものである。この方法は、次の工程を必須に含むものであって：未調整及び／又は再生された熱可塑性熱溶融性繊維、再生発泡粒子、及び再生厚層粒子の少なくとも何れかを有する異なる材料からマット形状の二次元構造物を形成するためのベルトコンベア又は領域で前記材料へ圧縮空気を導入する工程、加熱と、加熱した前記二次元構造物の加圧とを行う工程を有し、前記二次元構造物のうち所定位置にて異なる密度にするというものである。

特許文献４は、比較的きめの粗い屑材料の再利用方法、例えば自動車部品の製造工程で出た繊維屑から製品を製造する方法に関するものである。この方法は、屑材料を比較的小さな小片に破砕することを特徴としている。その後、この破砕材料を基材に付す。引き続いて、他の原材料の上層に、屑原料でできた基材上を付し、その層を互いに接合するというものである。特許文献５は、類似した方法であって、さらに追加して硬層を一体化させるというものである。

独国特許第１０６２２０６Ｃ号明細書 独国特許出願公開第１０ ２００７ ０３３ ６３５Ａ１号明細書 国際公開２００７／０９０４７９Ａ１号 トルコ国特許出願公開第２００８０３４１０号明細書 トルコ国特許出願公開第２００９０６９９７号明細書

それに対し、本発明の目的は、特に自動車分野に用いられるもので、自動車領域において繊維を含む製品の製造でできてしまうが今まで使われてこなかった熱可塑性の屑繊維である本質的に公知の破砕材料と共に用いて、優れた吸音性を有した吸音性及び／又は不織布補強性多層を提供することである。

前記の目的を達成するためになされたニードルパンチされた吸音性及び／又は不織布補強性多層の第一の態様は、
二つの外装被覆不織布として、
ａ）３０ｇ／ｍ^２から２００ｇ／ｍ^２まで、好ましくは５０ｇ／ｍ^２から１５０ｇ／ｍ^２までの目付を有するポリエチレン粘着不織布から成る第一の被覆不織布と、５０ｇ／ｍ^２から２５０ｇ／ｍ^２まで、好ましくは８０ｇ／ｍ^２から２００ｇ／ｍ^２までの目付を有するポリプロピレン／ポリエチレンテレフタラート不織布から成る第二の被覆不織布、又は
ｂ）１００ｇ／ｍ^２から８００ｇ／ｍ^２まで、好ましくは３００ｇ／ｍ^２から６００ｇ／ｍ^２までの目付を有するポリプロピレン／ポリエチレンテレフタラート被覆不織布である二つの被覆不織布
を有する、ニードルパンチされた吸音性及び／又は不織布補強性多層であって、
何れでも、前記外装被覆不織布で挟まれており、２５０ｇ／ｍ^２から７００ｇ／ｍ^２までの目付を有しているポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン、又は多成分（ＢｉＣｏ）繊維状物質の破砕材料から成る層を、有しており、
前記破砕材料は、再生した綿、ポリエチレンテレフタラート及び二成分繊維の屑繊維を、前記破砕材料に対して５重量％から５０重量％まで、好ましくは１０重量％から４０重量％まで、含んでいる
ことを特徴とするというものである。

ポリエチレン（ＰＥ）として、ポリエチレンホモポリマーが挙げられ、また、主たるポリエチレン断片を有するポリエチレンコポリマーも挙げられる。ポリプロピレン（ＰＰ）として、ポリプロピレンホモポリマーが挙げられ、また、主たるポリプロピレン断片を有するポリプロピレンコポリマーも挙げられる。ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）として、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタラート類が挙げられる。ＢｉＣｏとして、二成分繊維や多成分繊維が挙げられる。

このように、本発明の基本的な構成は、繊維部品や非繊維部品、特に自動車部品の製造の際に出るものの再利用されず破棄（例えば焼却）されていた、屑、屑繊維を使用するというものである。

これに代わる本発明の好ましい別な形態の吸音性及び／又は不織布補強性多層は、４０μｍから１５０μｍまで、特に６０μｍから１００μｍまでの全厚みを有するポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレン シートが、ニードルパンチされた被覆不織布側である最上面と、破砕材料／屑繊維から成る前記層との間に、設けられていることを特徴とするというものである。

本発明の好ましい別な形態の吸音性及び／又は不織布補強性多層は、４０μｍから１５０μｍまで、特に６０μｍから１００μｍまでの全厚みを有するポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレン シートが、ニードルパンチされた被覆不織布側である最上面及び破砕材料／屑繊維から成る前記層と、最下面の前記被覆不織布との間に、設けられていることを特徴とするというものである。

本発明の目的の範囲内のもので特に好ましい形態の吸音性及び／又は不織布補強性多層は、一つの前記外装被覆不織布が、シート状のポリエチレンテレフタラート−ポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレンの不織布を有しており、それのポリエチレン側が前記破砕材料に上張りされていることを特徴とするというものである。

本発明の目的の範囲内のものでさらに好ましい形態の吸音性及び／又は不織布補強性多層は、両方の前記外装被覆不織布が、シート状のポリエチレンテレフタラート−ポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレンの不織布を有しており、それのポリエチレン側が前記破砕材料に上張りされていることを特徴とするというものである。

また、本発明の目的の範囲内の吸音性及び／又は不織布補強性多層は、好ましくは、複合材全体が（列状に）ニードルパンチされているときに、前記ポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレン シート、又は前記シート状のポリエチレンテレフタラート−ポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレンの不織布が、微細穿孔化されていることを特徴とするというものである。

さらに、本発明は前記の吸音性及び／又は不織布補強性多層を製造する方法に関するものであって、破砕径が１μｍから１ｍｍまでの範囲にある屑繊維を含んでおり、破砕径が１ｍｍから８ｍｍまで、特に２ｍｍから３ｍｍまでの範囲にあり前記のように規定された破砕材料を、前記第一の被覆不織布上に撒いた後、前記第二の被覆不織布を、最上面に付し好ましくは設け、前記複合材全体を圧縮し、ニードルパンチすることを特徴とするというものである。

本発明の目的の範囲内の好ましい方法は、ポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレン シートを、最上の被覆不織布の下、又は最下の前記被覆不織布の上にさらに設け、前記ポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレン シートに、前記複合材全体のニードルパンチにより列をなして微細穿孔を施すことを特徴とするというものである。

本発明を適用する複合材全体を示す図である。 本発明を適用する別な複合材全体を示す図である。

第一の適用例は、ポリエチレンテレフタラート繊維、ポリプロピレン繊維、及び／又はポリエチレンテレフタラート／共重合ポリエチレンテレフタラート二成分繊維を含有する破砕材料の５００ｇ／ｍ^２を２ｍｍの粒子径に粉砕したものと、その破砕材料に対し２０重量％の屑繊維とを、１５０ｇ／ｍ^２のポリエチレン／ポリエチレンテレフタラート不織布と７０ｇ／ｍ^２のポリエチレン粘着性不織布とに間となるように撒き、得られたその複合材をニードルパンチした。

搬送台、加熱接合パネル板１、加熱接合パネル板２及び変形具を有する加熱成形プラント中、前記不織布を、市販のデュロー カーペット（５６０ｇ／ｍ^２のポリエチレンテレフタラート、８０ｇ／ｍ^２のラテックス、８０ｇ／ｍ^２のポリエチレンコーティング層）で裏打ちし、敷物地に成形した。

このポリエチレン粘着性不織布は、このポリエチレン敷物コーティング層に上張りされている。

引き続き、本明細書の記載に従い、この敷物地の試験を行ったところ、この複合材全体は、特性が向上しており、（未処理の）ポリエチレンテレフタラート不織布と比較して特に曲げ剛性が向上していた。

第二の適用例は、特に流動抵抗の設定を考慮したものである。

その内の一つの適用例は、次の材料構造（図１参照）：２００ｇ／ｍ^２のポリプロピレン／ポリエチレンテレフタラート被覆不織布１、三層（ポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレン）シート２、粒径２ｍｍに粉砕した、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート／共重合ポリエチレンテレフタラート二成分繊維である破砕材料３、及び前記破砕材料に対し３０重量％の屑繊維３、及び１００ｇ／ｍ^２のポリプロピレン／ポリエチレンテレフタラート不織布４；が作製されるというものである。複合材５全体は、ニードルパンチされ、三層シート２は、この工程で、微細穿孔が施されている。

搬送台、加熱接合パネル板１、加熱接合パネル板２及び変形具を有する加熱成形プラント中、前記不織布５も、市販のデュロー カーペット（５６０ｇ／ｍ^２のポリエチレンテレフタラート、８０ｇ／ｍ^２のラテックス、８０ｇ／ｍ^２のポリエチレンコーティング層）で裏打ちし、敷物地に成形した。

デュロー カーペットと不織布とからなる複合材５全体の流動抵抗は、１００４５１４Ｎｓ／ｍ^−４である。

もう一つの適用例は、次の材料構造（図２参照）：２００ｇ／ｍ^２のポリプロピレン／ポリエチレンテレフタラート被覆不織布１、粒径２ｍｍに粉砕した、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート／共重合ポリエチレンテレフタラート二成分繊維である破砕材料３、前記破砕材料に対し３０重量％の屑繊維３、三層（ポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレン）シート２、及び１００ｇ／ｍ^２のポリプロピレン／ポリエチレンテレフタラート不織布４；が作製されるというものである。複合材５全体は、ニードルパンチされ、三層シート２は、この工程で、微細穿孔が施されている。

搬送台、加熱接合パネル板１、加熱接合パネル板２及び変形具を有する加熱成形プラント中、前記不織布５も、市販のデュロー カーペット（５６０ｇ／ｍ^２のポリエチレンテレフタラート、８０ｇ／ｍ^２のラテックス、８０ｇ／ｍ^２のポリエチレンコーティング層）で裏打ちし、敷物地に成形した。

デュロー カーペットと不織布５との流動抵抗は、５２６２２２Ｎｓ／ｍ^−４である。

三層シート２を異なる配置にすること、複合材５全体のニードルパンチ工程でのその微細穿孔（列）にすること、及び穿孔（開孔の割合）と破砕材料３との相互関係があることとによって、流動抵抗が左右され得る。

Claims (7)

1. 二つの外装被覆不織布（１及び４）として、
   ａ）３０ｇ／ｍ^２から２００ｇ／ｍ^２まで、好ましくは５０ｇ／ｍ^２から１５０ｇ／ｍ^２までの目付を有するポリエチレン粘着不織布から成る第一の被覆不織布と、５０ｇ／ｍ^２から２５０ｇ／ｍ^２まで、好ましくは８０ｇ／ｍ^２から２００ｇ／ｍ^２までの目付を有するポリプロピレン／ポリエチレンテレフタラート不織布から成る第二の被覆不織布（４）、又は
   ｂ）１００ｇ／ｍ^２から８００ｇ／ｍ^２まで、好ましくは３００ｇ／ｍ^２から６００ｇ／ｍ^２までの目付を有するポリプロピレン／ポリエチレンテレフタラート被覆不織布である二つの被覆不織布（１及び４）
   を有する、ニードルパンチされた吸音性及び／又は不織布補強性多層（５）であって、
   何れでも、前記外装被覆不織布（１及び４）で挟まれており、２５０ｇ／ｍ^２から７００ｇ／ｍ^２までの目付を有しているポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン、又は多成分（ＢｉＣｏ）繊維状物質の破砕材料（３）から成る層を、有しており、
   前記破砕材料（３）は、再生した綿、ポリエチレンテレフタラート、又は二成分繊維の屑繊維を、前記破砕材料（３）に対して５重量％から５０重量％まで、好ましくは１０重量％から４０重量％まで、含んでいる
   ことを特徴とする、ニードルパンチされた吸音性及び／又は不織布補強性多層（５）。
2. ４０μｍから１５０μｍまで、特に６０μｍから１００μｍまでの全厚みを有するポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレン シート（２）が、ニードルパンチされた被覆不織布（１）側である最上面と、破砕材料／屑繊維（３）から成る前記層との間に、設けられていることを特徴とする請求項１に記載のニードルパンチされた吸音性及び／又は不織布補強性多層（５）。
3. ４０μｍから１５０μｍまで、特に６０μｍから１００μｍまでの全厚みを有するポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレン シート（２）が、ニードルパンチされた被覆不織布（１）側である最上面及び破砕材料／屑繊維（３）から成る前記層と、最下面の前記被覆不織布（４）との間に、設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のニードルパンチされた吸音性及び／又は不織布補強性多層（５）。
4. 少なくとも何れか又は両方の前記外装被覆不織布（１及び４）が、シート状のポリエチレンテレフタラート−ポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレンの不織布を有しており、それのポリエチレン側が前記破砕材料に上張りされていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の吸音性及び／又は不織布補強性多層（５）。
5. 前記ポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレン シート（２）、及び／又は前記シート状のポリエチレンテレフタラート−ポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレンの不織布が、微細穿孔化されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の吸音性及び／又は不織布補強性多層（５）。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の吸音性及び／又は不織布補強性多層（５）を製造する方法であって、
   破砕径が１ｍｍから８ｍｍまで、特に２ｍｍから３ｍｍまでの範囲にある破砕材料（３）と、破砕径が１μｍから１ｍｍまでの範囲にある屑繊維（３）とを、前記第一の被覆不織布（４）上に撒いた後、前記第二の被覆不織布（１）を、最上面に設け、前記複合材（５）全体を圧縮し、ニードルパンチすることを特徴とする方法。
7. さらに、少なくとも一つのポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレン シート（２）を、最上の被覆不織布（１）の下、又は最下の前記被覆不織布（４）の上に設け、前記ポリエチレン／ポリアミド／ポリエチレン シート（２）に、前記複合材（５）全体のニードルパンチにより微細穿孔（列）を施すことを特徴とする請求項６に記載の方法。

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