JP2023012156A

JP2023012156A - 吸音材および吸音材の表皮

Info

Publication number: JP2023012156A
Application number: JP2021115640A
Authority: JP
Inventors: 光児中村; Koji Nakamura; 拓哉鷲見; Takuya Washimi
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2021-07-13
Filing date: 2021-07-13
Publication date: 2023-01-25

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^２／ｓｅｃから３０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、好ましくは、５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃから２０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、さらに好ましくは８ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃから１７ｃｃ／ｃｍ^２／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^２から８０ｇ／ｍ^２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^２から５００ｇ／ｍ^２、好ましくは３００ｇ／ｍ^２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

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。
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。
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。
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。
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。
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。