JP2023012156A - 吸音材および吸音材の表皮 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易に接着性を高めることができる新規の吸音材を提供する。【解決手段】吸音材は、表皮層を備える。表皮層は、第1表皮層を有する。第1表皮層は、表皮層を形成する材料のうち最も多い材料である主体材料よりも融点が低い第1融点材料を含み、湿式不織布によって形成される。【選択図】図1

Description

本開示は、吸音材および吸音材の表皮に関する。
従来、車両に用いられる吸音材が知られている(例えば特許文献1参照)。このような車両に用いられる吸音材は、一般的にシート状表皮層にシート状吸音層を挟み込んで形成される。表皮層は、メルトブローン不織布、またはスパンボンド不織布などの不織布を用いる。吸音層は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロンなどの熱可塑性の長繊維をシート状に絡めたものを用いる。
特開2017-125267号公報
このような吸音材は、例えば車両の種々のボデーと内装部材の間に配置される。このため、吸音材は車両のボデーの形状、および内装部材の形状に合わせて、様々な形状に加工される。
一方、このような吸音材は、ニードルパンチによって表皮層と吸音層の繊維を交絡させることによって、表皮層と吸音層とが結合される。したがって、表皮層と吸音層との接着性は、ニードルパンチの単位面積あたりの数によって左右される。このため、吸音材の形状によっては、ニードルパンチでは接着性を高めることができない場合もある。
本開示の課題は、簡易に接着性を高めることができる新規の吸音材を提供することにある。
本開示に係る吸音材は、表皮層を備える。表皮層は、第1表皮層を有する。第1表皮層は、表皮層を形成する材料のうち最も多い材料である主体材料よりも融点が低い第1融点材料を含み、湿式不織布によって形成される。
この吸音材によれば、第1表皮層は、主体材料よりも融点が低い第1融点材料を含み、湿式不織布によって形成される。このため、第1融点材料が溶着する程度の熱を加えることで、主体材料の物性を損なうことなく、表皮層が接着された吸音材を形成することができる。これにより、吸音材の厚さや形状によらず、表皮層が接着された吸音材を形成することができる。この結果、簡易に接着性を高めることができる吸音材を得ることができる。
本開示によれば、簡易に接着性を高めることができる新規の吸音材を提供することができる。
本開示の実施形態による吸音材の断面を示す図。 本開示の実施形態による吸音材の一例を車両に配置した状態を示す図。 本開示の実施形態による吸音材の製造工程を示す図。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(1)全体構成
吸音材1は、図1に示すように、表皮層(第1層の一例)2と、吸音層(第2層の一例)3と、を備える。本実施形態の吸音材1は、図2に示すように、例えば、車両Cのピラー(ボデー部材)と、ピラートリム(内装部材)の間に配置される。吸音材1は、車両Cの外からの車室内に侵入する風切り音などの音を吸収するために用いる部材である。吸音材1は、表皮層2がピラー側(車両Cの外側)となるように配置される。吸音材1はこのほか、例えば車両Cのドアパネルとドアトリムの間、フロアパネルとフロアカーペットの間、ルーフパネルとルーフライナとの間、などに配置されてもよい。
表皮層2は、図1に示すように、繊維長が20mm未満の短繊維を湿式法によって絡み合せてシート状に形成した湿式不織布である。より好ましくは表皮層2の繊維長は、15mm以下である。表皮層2は、吸音層3と厚み方向に重ねて配置され、吸音材1の厚み方向の少なくとも一方の端部となる層である。本実施形態では、表皮層2は、吸音層3の一方側の面に積層して配置される。
表皮層2は、ヒートシール層(第1表皮層の一例)2aと、主体材料層(第2表皮層の一例)2bと、を有する。ヒートシール層2aは、表皮層2と吸音層3とを接着するための層である。主体材料層2bは、表皮層2を形成する材料のうち最も多い材料である主体材料を含んで形成される層である。本実施形態では、主体材料は、融点が第2融点(例えば250℃から280℃)であるポリエチレンテレフタレート樹脂の短繊維を含んで形成される。ヒートシール層2aは、第2融点よりも融点が低い第1融点材料の樹脂の短繊維を含んで形成される。第1融点材料は、例えば融点が105℃から130℃の、低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂であってもよい。
このほか、ヒートシール層2aおよび主体材料層2bは、パルプによってできた繊維を少量(例えば1%から6%)含んで形成してもよい。ヒートシール層2aは、ポリエチレンテレフタレート樹脂よりも融点の低いポリプロピレン樹脂を含んでもよい。また、より好ましくは、ヒートシール層2aおよび主体材料層2bは、略同一の繊維長である短繊維(例えば、上記のとおり繊維長が20mm未満、より好ましくは15mm以下の短繊維)で形成されるとよい。これによって、吸音材1のリサイクルがしやすい。また、ヒートシール層2aは、主体材料層2bよりも第1融点材料の含有量が多ければよい。これによって、主体材料層2bよりもヒートシール層2aが溶けやすく、吸音層3と接着しやすい。
吸音材1は、人間が最も聞き取りやすい2キロヘルツから4キロヘルツの間の音の吸収が要求される。このため、表皮層2は、吸音層3に到達する音の周波数を2キロヘルツから4キロヘルツにチューニングする機能が要求される。周波数のチューニングは、表皮層2の通気量を調整することによって行われる。具体的には、表皮層2に通気性の低い材料を用いることによって、吸音層3に伝達する音の周波数帯を下げる。本実施形態では、ヒートシール層2aおよび主体材料層2bを含む表皮層2全体の通気量が、3cc/cm/secから30cc/cm/sec、好ましくは、5cc/cm/secから20cc/cm/sec、さらに好ましくは8cc/cm/secから17cc/cm/secとなるように調整される。表皮層2の短繊維の目付量は、好ましくは40g/mから80g/mである。湿式不織布は目付量を変更しやすく、通気量を調整しやすい。本実施形態の表皮層2は、このような短繊維によって形成されるため、連続長繊維によって形成される従来の表皮層よりも通気量を調整しやすい。
また、ヒートシール層2aは、主体材料層2bよりも厚さが薄くなるように形成される。具体的には、ヒートシール層2aは、主体材料層2bの厚さに対して0.15パーセントから3.0パーセント、好ましくは、0.3パーセントから1.0パーセントの厚さである。これによって、ヒートシール層2aが溶けた状態であっても、表皮層2全体の通気性を阻害しにくい。
吸音層3は、表皮層2を通過した音を吸音する層である。吸音層3は、表皮層2に対して車両Cの内装部材側となるように配置される。吸音層3は、2キロヘルツから4キロヘルツの音の吸収に適した材料によって形成される。吸音層3は、複数のシート状の乾式不織布3aが厚み方向に重ねられて配置され、これら乾式不織布3a同士が接着することによって形成される。各乾式不織布3aは、乾式不織布3aに含まれる材料のうち最も多く含まれる主体材料よりも融点の低い、低融点材料を含む。
本実施形態では、乾式不織布3aの主体材料は、ポリエチレンテレフタレート樹脂である。乾式不織布3aの低融点材料は、低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂である。乾式不織布3aは、ポリエチレンテレフタレート樹脂の長繊維と、低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂の長繊維を乾式法によって絡み合わせてシート状に形成したものである。吸音層3は、複数の乾式不織布3aを、厚さ方向に重ねたものである。各乾式不織布3aは、後述する接着工程によって接着している。吸音層3に用いられる長繊維の繊維長は、表皮層2の短繊維よりも長い20mm以上である。より好ましくは、吸音層3に用いられる長繊維の繊維長は、50mm以上である。吸音層3の目付量は、100g/mから500g/m、好ましくは300g/mである。なお、本実施形態では、乾式不織布3aの接着に乾式不織布3aに含まれる低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂を用いたが、例えば低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂と同温度領域の融点である接着剤を用いてもよい。
吸音層3は、ヒートシール層2aと厚み方向に隣接して配置される。吸音層3の乾式不織布3aとヒートシール層2aは、少なくとも融点がほぼ同じである同種材料を含んで形成される。本実施形態では、ヒートシール層2aおよび吸音層3に含まれる低融点ポリエチレンテレフタレートが同種材料である。吸音層3およびヒートシール層2aは、後述する接着工程において低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂が解けることによって、一の工程において表皮層2と吸音層3とを接着するのみならず、吸音層3の各乾式不織布3a同士を接着する。言い換えると、一の工程において、吸音層3の形成と表皮層2の接着を同時に行う。
(2)製造工程
次に、図3を用いて本開示に係る吸音材1の製造工程について説明する。本実施形態では、ヒートシール層2aの材料が低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂、主体材料層2bの材料がポリエチレンテレフタレート樹脂、吸音層3の材料がポリエチレンテレフタレート樹脂および低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂である場合について説明する。
まず、湿式法によって表皮層2を製造する工程について説明する。最初に、繊維長が20mm未満のポリエチレンテレフタレート樹脂の短繊維(第2融点の短繊維の一例)5、および繊維長が20mm未満の低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂の短繊維(第1融点の短繊維の一例)6を用意する。表皮層2の製造工程は、湿式不織布製造装置7によってポリエチレンテレフタレート樹脂の短繊維を湿式法により絡み合わせる工程と、低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂の短繊維を湿式法によりポリエチレンテレフタレート樹脂の短繊維と絡み合わせる工程と、を備える。本実施形態では、ポリエチレンテレフタレート樹脂の短繊維を水中に分散させたのち網状のネット上にすき上げて絡み合わせた第1のフリースを形成する。その後、低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂の短繊維を水中に分散させ、第1のフリースとともに網状のネット上にすき上げて絡み合わせて上層がヒートシール層2a、下層が主体材料層2bとなる第2のフリースを形成する。その後、第2のフリースを脱水、乾燥し、シート状の表皮層2を形成する。
なお、ポリエチレンテレフタレート樹脂の短繊維および低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂の短繊維を水中に分散させるタイミングを逆にして、下層がヒートシール層2aとなるフリースを形成してもよい。
次に、吸音層3の製造工程について説明する。本実施形態では、表皮層2を製造する工程と別に吸音層3の乾式不織布3aを製造する例について説明する。
吸音層3を製造する工程では、繊維長が20mm以上のポリエチレンテレフタレート樹脂の長繊維8、および繊維長が20mm以上の低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂の長繊維9を用意する。吸音層3の製造工程は、乾式不織布製造装置11によってポリエチレンテレフタレート樹脂の長繊維8、および低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂の長繊維9を乾式法によって絡み合わせる工程を備える。本実施形態では、ポリエチレンテレフタレート樹脂の長繊維、および低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂の長繊維9を混在状態でランダムまたは一定方向に並べる。並べた2種類の長繊維を圧縮して絡み合わせてシート状の乾式不織布3aを形成する。
次に、表皮層2と吸音層3を接着する工程について説明する。接着工程では、吸音層3を構成する複数の乾式不織布3aを厚み方向に積層する。積層した乾式不織布3aの一方の面にヒートシール層2aが乾式不織布3a側となるように、表皮層2を積層する。この状態で、ヒータ装置12により表皮層2および吸音層3に熱風を放射して、熱を加える加熱処理を行う。熱風は少なくとも第1融点であるヒートシール層2aおよび吸音層3中の低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂が溶解する温度であればよい。熱風によってヒートシール層2aおよび乾式不織布3aに含まれる低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂が溶け、吸音層3の乾式不織布3a同士を接着するとともに、表皮層2と吸音層3とが接着され、吸音材1が形成される。すなわち、接着工程においては、吸音層3の形成と、表皮層2と吸音層3との接着が同時に行われる。これによって、ニードルパンチを用いて表皮層2と吸音層3を固定する方法に比べ短時間で吸音材1を製造できる。
その後、吸音材1は、車両Cのボデー部材および内装部材の形状に合わせて、種々の形状に加工される。
(3)作用効果
このように形成された吸音材1は、表皮層2が短繊維によって形成される。このため、繊維を容易に解くことができる。例えば、吸音材1のうち種々の形状に加工する際に発生した端材(破材)は、リサイクルすることが望ましい。上記実施形態の吸音材1によれば、表皮層2と吸音層3が一体となった状態で裁断し、ドラム等で構成される解繊装置に投入し、繊維を解くことができる。これによって、表皮層2と吸音層3とを事前に分離することなく、繊維を解きリサイクルすることができる。また、吸音材1は、表皮層2が短繊維によって形成され、吸音層3が長繊維によって形成される。これによって、連続長繊維によって形成された表皮層のように、表皮層を加熱して溶解する工程が不要である。この結果、吸音材1はリサイクルに適している。
さらにこの吸音材1によれば、ヒートシール層2aは、主体材料層2bよりも融点が低い第1融点材料を含み、湿式不織布によって形成される。このため、第1融点材料が溶着する程度の熱を加えることで、主体材料層2bの物性を損なうことなく、表皮層2が接着された吸音材1を形成することができる。これにより、吸音材1の厚さや形状によらず、表皮層2が接着された吸音材1を形成することができる。この結果、簡易に接着性を高めることができる吸音材1を得ることができる。
さらに、この吸音材1の製造方法によれば、吸音層3を形成するとともに、表皮層2を接着する接着工程を備える。これにより、一の工程で、吸音層3を形成するとともに表皮層2を吸音層3に接着することができる。このため、簡易に吸音材1を形成することができる。
(4)他の実施形態
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
例えば、上記実施形態では、表皮層2の一方の端部に吸音層3を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、表皮層2によって吸音層3を挟んで吸音材1を形成してもよい。
1:吸音材 2:表皮層(第1層の一例)
2a:ヒートシール層(第1表皮層の一例)
2b:主体材料層(第2表皮層の一例)
3:吸音層(第2層の一例) 3a:乾式不織布
5:ポリエチレンテレフタレート樹脂の短繊維
6:低融点ポリエチレンテレフタレート樹脂の短繊維
7:湿式不織布製造装置
8:ポリエチレンテレフタレート樹脂の長繊維
9:低融点ポリエチレンテレフタレートの長繊維
11:乾式不織布製造装置 12:ヒータ装置

Claims (6)

  1. 表皮層を備える吸音材であって、
    前記表皮層は、前記表皮層を形成する材料のうち最も多い材料である主体材料よりも融点が低い第1融点材料を含む第1表皮層を有し、
    前記第1表皮層が湿式不織布によって形成される、
    吸音材。
  2. 吸音層をさらに備え、
    前記第1表皮層は前記吸音層と厚み方向に隣接して配置され、
    前記第1表皮層が前記吸音層と接着している、
    請求項1に記載の吸音材。
  3. 前記表皮層は、前記第1表皮層に対して厚み方向に隣接して配置される第2表皮層を有し、
    前記第1表皮層は、前記第2表皮層よりも前記第1融点材料の含有量が多く、
    前記第1表皮層および前記第2表皮層が湿式不織布によって形成される、
    請求項1または2に記載の吸音材。
  4. 前記吸音層が乾式不織布によって形成される、
    請求項2または3に記載の吸音材。
  5. 吸音材の表皮であって、
    前記表皮の主体材料よりも融点が低い第1融点材料を含む第1表皮層を備え、
    前記第1表皮層が湿式不織布によって形成される、
    表皮。
  6. 前記第1表皮層と厚み方向に隣接して配置される第2表皮層を含み、
    前記第1表皮層は、前記第2表皮層よりも前記第1融点材料の含有量が多く、
    少なくとも前記第2表皮層は、湿式不織布によって形成される、
    請求項5に記載の表皮。
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