JP3773044B2

JP3773044B2 - 多孔質材料

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Publication number: JP3773044B2
Application number: JP2002024460A
Authority: JP
Inventors: 豊荒木; 高野　　茂; 嘉博藤川; 秀穂久保; 誠二花谷
Original assignee: K Plasheet Corp; JFE Chemical Corp
Current assignee: K Plasheet Corp; JFE Chemical Corp
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: JP2003225958A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質材料に関し、特に、吸音特性及び表皮接着性をさらに向上させるために有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車内の騒音を低減させるために、その天井などの内装材に吸音機能を付与した材料が広く適用されている。ここで、自動車用内装材として用いられる材料には、優れた吸音特性のみならず、軽量で、優れた剛性を有し、且つ、良好な加工成形性が望まれている。また、内装材における車内側の表面に貼合される表皮層との接着性に優れ、且つ、この表皮層の汚れを防止するため、車内側から車外側へ非通気性が確保された構造であることが要望されている。
【０００３】
そこで、近年、自動車用内裝材として、スタンパブルシートを膨張成形し、強化用繊維とそれらを相互に接着する熱可塑性樹脂からなり、この一面に、熱可塑性樹脂などによって表皮層を貼合させてなる多孔質材料が注目されつつあり、その吸音特性、表皮接着性、剛性をさらに向上させるための手段が種々提案されている。
【０００４】
例えば、特開平１０−１００２９９号公報において、図６に示す多孔質材料１０１Ａのように、多孔質基材層１１の音源側（図６における上側）となる面に、メルトフローレイト（ＭＦＲ：ＭｅｌｔＦｌｏｗＲａｔｅ）の小さな熱可塑性樹脂（例えば、ＭＦＲ＝２ｇ／１０分のポリプロピレン）を含浸させて微細な空隙を設けた通気性層４１と、表皮層５１とを順次積層するとともに、音源とは反対側（図６における下側）となる面に非通気性層２１を積層するという手段が提案されている。
【０００５】
この手段によれば、多孔質材料１０１Ａにおける非通気性を確保することで表皮層５１の汚れを防止できるとともに、音源側に微細な空隙を有する通気性層４１を設けたことによって、吸音特性を向上させることが可能となった。
また、表皮接着性や剛性を向上させる手段としては、例えば、特開２０００−１５７２９号公報において、図７に示す多孔質材料１０１Ｂのように、多孔質基材層１１の音源側 (図７における上側）となる面に、非通気性層２１を介して、ＭＦＲの大きな熱可塑性樹脂（例えば、ＭＦＲ＝３〜５０ｇ／１０分の直鎖状低密度ポリエチレン）からなる通気性層４２と、表皮層５１とを順次積層するという手段が提案されている。
【０００６】
この手段によれば、非通気性層２１を、多孔質基材層１１と通気性層４２との間に介装するとともに、通気性層４２としてＭＦＲの大きな熱可塑性樹脂を適用したことによって、多孔質基材層１１と表皮層５１との表皮接着性を向上させることが可能となった。
同様に、特開平９−１０９３０７号公報において、図８に示す多孔質材料１０１Ｃのように、多孔質基材層１１の音源側（図８における上側）となる面に、多孔質基材層１１を構成する熱可塑性樹脂よりも融点の高い有機繊維不織布３１を介して、非通気性層２１と、通気性層４３と、表皮層５１とを順次積層するという手段が提案されている。
【０００７】
この手段によれば、多孔質基材層１１と、非通気性層２１及び通気性層４３とが、有機繊維不織布３１を介して積層されることによって、多孔質基材層１１と表皮５１との表皮接着性を向上させることが可能となった。
【０００８】
【発明が解決するための課題】
しかしながら、上記特開平１０−１００２９９号公報においては、ＭＦＲが小さい熱可塑性樹脂が含浸した通気性層４１が形成されているため、多孔質基材層１１と表皮層５１との表皮接着強度が低いという不具合があった。ここで、表皮接着性を改善するために、熱可塑性樹脂の厚みを大きくするという手段が考えられるが、通気性層４１の厚みも大きくなるため、通気性が低下し吸音特性が良好ではなくなるという恐れがあった。また、多孔質材料１０１Ａの重量が増大するため、自動車用内装材として要望される軽量化が確保できなくなるという恐れもあった。
【０００９】
また、上記特開２０００−１５７２９号公報及び特開平９−１０９３０７号公報においては、非通気性層２１が音源側に積層されているため、この非通気性層２１で音を反射し、吸音特性が劣るという不具合があった。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、吸音特性及び表皮吸着性をともに向上させることを可能とした多孔質材料を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決しようとする手段】
このような課題を解決するために、本発明における多孔質材料は、熱可塑性樹脂と強化用繊維とを含んでなる多孔質基材層の一方の面に、非通気性層が設けられ、他方の面に、前記熱可塑性樹脂よりも融点が高く、一部繊維どうしが融着した融着部を含む繊維層を介して、熱可塑性樹脂を含んでなる通気性層と、表皮層とが順次設けられているとともに、前記繊維層の融着部上面には、前記通気性層をなす熱可塑性樹脂が残存し、前記繊維層の非融着部直下の前記多孔質基材層中には、前記通気性層をなす熱可塑性樹脂が含浸していることを特徴としている。
【００１１】
本発明における多孔質材料によれば、多孔質基材層の音源側となる面に、この多孔質基材層を構成する熱可塑性樹脂よりも融点が高く、一部繊維どうしが融着した融着部を含む繊維層を介して、通気性層を積層するとともに、繊維層の融着部上面には、通気性層をなす熱可塑性樹脂が残存し、繊維層の非融着部直下の多孔質基材層中には、通気性層をなす熱可塑性樹脂が含浸していることによって、通気性層には多孔質基材層に至る複数の孔が形成された状態となっている。このため、音は、この孔を通過して多孔質基材層に吸収されるようになるため、吸音特性を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、繊維層の融着部上面には通気性層が残存していることによって、確実に表皮層との接着がなされるようになるため、表皮接着性を向上させることが可能となる。
さらに、多孔質基材層の音源とは反対側の面に非通気性層が積層されていることによって、多孔質材料の音源側から反対側への非通気性が確保できるため、表皮層の汚れを防止することが可能となる。
【００１３】
ここで、本発明における繊維層とは、有機繊維から構成されてもよいし、無機繊維から構成されてもよい。また、この繊維層は、通気性を有するのであれば、織布状であっても、不織布状であっても構わない。
また、繊維層における融着部の形状は、矩形状、円形状、多角形状などいずれの形態であってもよく、その融着部は規則的に形成されても、不規則的に形成されても構わない。
【００１４】
本発明における多孔質材料はまた、熱可塑性樹脂と強化用繊維とを含んでなる多孔質基材層の一方の面に、非通気性層が設けられ、他方の面に、前記熱可塑性樹脂よりも融点が高く、一部繊維どうしが融着した融着部を含む繊維層を介して、熱可塑性樹脂を含んでなる通気性層が設けられているとともに、前記繊維層の融着部上面には、前記通気性層をなす熱可塑性樹脂が残存し、前記繊維層の非融着部直下の前記多孔質基材層中には、前記通気性層をなす熱可塑性樹脂が含浸していることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の多孔質材料の一構成例を示す断面図である。図２は、本発明における多孔質材料の一構成材料である繊維層を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は図２（ａ）における２Ａ−２Ａ線に沿う一部拡大断面図である。
【００１６】
本実施形態における多孔質材料１００は、例えば自動車用内装材として使用され、多孔質基材層１における音源となる車内側（図１における上側）の面に繊維層３を介して、音が透過可能な通気性層４が設けられ、多孔質基材層１における車外側（図１における下側）の面に、車内側から車外側への非通気性を確保する非通気性層２が設けられている。そして、この多孔質材料１００における通気性層４の上面には、表皮層５が設けられている。
【００１７】
ここで、多孔質基材層１は、強化用繊維と、この強化用繊維を相互に点接着する熱可塑性樹脂と、から構成された微細な空隙構造を有している。
強化用繊維は、無機繊維或いは有機繊維のいずれかを単独で使用してもよいし、これらの複合体を使用してもよい。無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、ステンレス繊維、その他の金属繊維などが挙げられ、これら一種を単独で用いても良いし、二種以上で組み合わせて用いてもよい。また、有機繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、麻などの天然繊維などが挙げられ、これら一種を単独で用いても良いし、二種以上で組み合わせて用いてもよい。なお、低コストで高い補強効果を得るために、ガラス繊維を用いることがさらに好ましい。
【００１８】
この強化用繊維の繊維長さは、補強効果、膨張性、及び賦形性を確保するという点から、５〜３０ｍｍが好ましく、さらに好ましくは１０〜２６ｍｍとするのがよい。また、強化用繊維の直径は、補強効果及び膨張性を確保するという点から、５〜３０μｍが好ましく、さらに好ましくは１０〜２５μｍとするのがよい。さらに、熱可塑性樹脂との濡れ性や接着性を改良するために、シランカップリング剤などによる処理が施されることが好ましい。
【００１９】
熱可塑性樹脂は、多孔質基材層１におけるマトリックスを構成する成分であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂や、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタールや、ポリアミド共重合体、エチレンー塩化ビニル共重合体、エチレンー酢酸ビニル共重合体、スチレンーブタジエンーアクリロニトリル共重合体などの共重合体や、ＥＰＭ、ＥＰＤＭなどの熱可塑性エラストマーを単独或いは二種以上を組み合わせて用いることができる。なお、強度、剛性及び成形性を向上させるために、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂が好ましい。この中でも、強度、剛性及び成形性のバランスに優れ、且つ、低コストであるポリプロピレンを用いることがさらに好ましく、具体的には、ＭＦＲ（測定条件：ＪＩＳＫ６７５８に準拠、２１０℃、２１．６Ｎ）が１〜２００ｇ／１０分の範囲であるポリプロピレンが最適である。ここで、強化用繊維との接着性を向上させるために、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物などの酸や、エポキシ化合物などの種々の化合物で変性処理を行った熱可塑性樹脂を用いることもできる。例えば、ポリプロピレンを、マレイン酸、無水マレイン酸、アクリル酸などをグラフト共重合することで、分子内に酸無水物基、カルボキシル基などの変性基が形成された熱可塑性樹脂を用いると、強度を向上させることが可能となる。
【００２０】
なお、多孔質基材層１における強化用繊維と熱可塑性樹脂との含有割合は、曲げ強度及び曲げ弾性率などの機械的強度の高い多孔質材料を得るために、強化用繊維／熱可塑性樹脂の重量比が、１０／９０〜７０／３０の範囲が好ましい。
繊維層３は、多孔質基材層１を構成する熱可塑性樹脂よりも高い融点を有するとともに、図２に示すように、部分的に繊維どうしが熱融着された融着部３ａと、それ以外の非融着部３ｂとから構成されている。
この繊維層３は、有機繊維或いは無機繊維で構成されており、これらの繊維が織布状であっても、不織布状であってもよく、その構造が中空状であっても、二種類の成分による芯鞘状から構成されていてもよい。
例えば、有機繊維としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系や、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタールなどの樹脂を単体或いはこれらを主成分とする共重合体（例えば、エチレンー塩化ビニル共重合体や、エチレンー酢酸ビニル共重合体など）としたものから構成してもよいし、グラフト化合物や、これらの樹脂のブレンド品を溶融紡糸したものや、フェノールなどの熱硬化性樹脂繊維を単体或いはブレンド品から構成してもよい。また、無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維などが挙げられ、これらを一種単独で用いてもよいし、二種以上組み合わせて用いてもよい。
これらは、有機繊維と無機繊維とを組み合わせてもよい。無機繊維を用いる場合、無機繊維の融点が非常に高いため、多孔質基材層１を構成する熱可塑性樹脂よりも高い融点を有する樹脂を用い、無機繊維どうしを接着させるのが好ましい。特に、多孔質基材層１を構成する熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合には、繊維層３を、ポリエステル樹脂やポリアミド樹脂から構成することが好ましく、具体的には、エルタス（商標名、旭化成工業株式会社製）や、エクーレ（商標名、東洋紡績株式会社製）などが挙げられる。
なお、繊維層３として用いる繊維の目付量は、１０〜１００ｇ／ｍ²、さらに好ましくは１０〜５０ｇ／ｍ²の範囲とするとよい。ここで、目付量が１０ｇ／ｍ²未満とすると、剛性を向上させる効果が小さく、通気性層４をなす熱可塑性樹脂の多孔質基材層１中への含浸を抑制する効果が低下してしまう。一方、目付量が１００ｇ／ｍ²を超えると、多孔質材料１００の重量が重くなってしまう。
【００２１】
この繊維層３の融着部３ａは、エンボスロールなどの加工により、多孔質基材層１よりも高い融点を持つ繊維どうしを熱融着させることにより形成されており、融着部３ａの形状は、図２（ａ）に示すように、矩形状に限らず、例えば、円形状、多角形状などいずれの形態であってもよい。
また、融着部３ａは、図２（ａ）に示すように、規則的に形成されてもよいし、不規則的に形成されてもよい。ここで、通気性層４をなす熱可塑性樹脂の多孔質基材層１中への含浸を効果的に抑制するために、規則的に千鳥格子状、或いは斑状などの模様になっていることが好ましい。
【００２２】
なお、図２（ｂ）において、融着部３ａは、厚み方向に単層の繊維からなる模式図が示されているが、複数の繊維が積層・融着されていてもよい。
通気性層４は、少なくとも一層の熱可塑性樹脂から構成されており、多孔質材料１００の形成工程において、多孔質基材層１と表皮層５とを接着するために積層されている。この通気性層４の形成材料としては、少なくとも多孔質材料１００の形成工程における加熱温度で溶融可能な融点を有するものであれば、いずれの熱可塑性樹脂を用いても構わない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂が挙げられ、特に、低融点で低コストを実現可能なポリエチレン系樹脂が好ましい。ポリエチレン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレンー酢酸ビニル共重合樹脂、エチレンーエチルアクリレート共重合樹脂、エチレンーアクリル酸共重合樹脂、エチレンーメチルアクリレート共重合樹脂、エチレンーメチルメタクリレート共重合樹脂、エチレンーメタクリル酸共重合樹脂を単独或いは二種以上組み合わせたものが挙げられる。
【００２３】
この通気性層４の融点は、９０〜１４０℃であることが望ましい。ここで、９０℃以下においては、高温雰囲気下での表皮層５との接着性が低下してしまい、１４０℃以上においては、冷却プレス成形時に通気性層４が固化し、表皮接着強度を確保することが困難となってしまう。また、通気性層４のＭＦＲ（ＪＩＳＫ６７６０に準拠、１９０℃、２１．６Ｎ）は、３ｇ／１０ｍｉｎ以上、好ましくは、５〜１００ｇ／１０ｍｉｎ以上としたものがよい。ここで、ＭＦＲが３ｇ／１０ｍｉｎ未満となると、表皮接着性が低下してしまう。さらに、通気性層４の厚みは、通常１０μｍ以上であり、十分な接着性を実現するために、３０〜１００μｍの範囲とすることが望ましい。
【００２４】
ここで、本実施形態において、通気性層４として、一層の熱可塑性樹脂を用いたが、これに限らず、二層以上の層から構成するようにしても構わない。
表皮層５は、通気性を確保でき、通気性層４を構成する熱可塑性樹脂との接着を可能とする材料であれば、いずれの材料から構成しても構わない。例えば、植物繊維、動物繊維などの天然繊維や、セルロース系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリアクリル系、ポリプロピレン系の合成樹脂繊維などからなる織布或いは不織布が好適に用いられる。また、例えばポリウレタン発泡体のように連続気泡を有する発泡シートを、通気性層４と表皮層５との間の面に設けてもよい。発砲シートを設けることで、吸音特性をさらに向上させることが可能となる。
【００２５】
非通気性層２は、多孔質材料１００の非通気性を確保することで、通気性層４側がフィルタとして機能することを抑制し、表皮層５の汚れを防止するために積層されており、多孔質基材層１を構成する熱可塑性樹脂及び通気性層４よりも高い融点を有する樹脂であれば、熱可塑性樹脂或いは熱硬化性樹脂から構成することができる。この中でも、成形性を向上させるという観点から、熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、具体的には、上述した多孔質基材層１を構成可能な熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、多孔質基材層１を構成する熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合には、非通気性層２をポリアミド、ポリエチレンテレフタレートなどで構成することが望ましい。
【００２６】
この非通気性層２の厚みは、非通気性を維持するために、５μｍ以上が好ましく、さらに好ましくは１０〜５０μｍの範囲とすることが望ましい。
なお、本実施形態における非通気性とは、ＡＳＴＭ（ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｏｆＴｅｓｔＭａｔｅｒｉａｌｓ：アメリカ材料試験協会）−Ｄ７３７に準拠して測定された通気度が０ｃｍ³／ｃｍ²・ｓｅｃのものを指す。
【００２７】
ここで、多孔質基材層１と、通気性層４および非通気性層３との接着性を向上させるために、多孔質基材層１と接着する通気性層４および非通気性層２とのそれぞれの間に基材接着樹脂層（図示しない）を設けるようにしても構わない。
基材接着樹脂層は、多孔質基材層１を構成する熱可塑性樹脂と同一或いは類似の構造を有する熱可塑性樹脂によって構成されていることが好ましい。この類似の構造とは、ホモポリマーに対する共重合体やブレンド品、或いはグラフト品などを意味する。特に、多孔質基材層１としてポリプロピレンを用いる場合には、多孔質基材１に対する接着性の観点から、ポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましく、より好ましくは、ポリプロピレン、酸変性ポリプロピレンを用いるとよい。
【００２８】
また、この基材接着樹脂層のほか、通気性層４および非通気性層２のそれぞれの層間に、別の樹脂層を設けた三層以上の多層構造としても構わない。例えば、このような樹脂層としては、隣接層間をなじませるための仲介層や、内層及び外層をともに溶融することでその流動性を調整するための層などが挙げられ、様々な機能を発現させることが可能となる。
【００２９】
なお、通気性層４および非通気性層２に他の樹脂層を積層して多層化を実現させる方法としては、例えば、ドライラミネート法や共押し出し法など、いずれの方法を用いることができる。
次に、本発明における多孔質材料１００の製造方法について、図３〜図４を参照して説明する。
【００３０】
まず、強化用繊維と粒状の熱可塑性樹脂とを、空気の微小気泡が分散した界面活性剤水溶液に分散させる。そして、得られた分散液を、多孔性支持体を介して脱水することにより、分散液中の固形分を堆積させ、その堆積物を乾燥して不織布状のウェブを得る。ここで、このウェブの厚みは、１〜１０ｍｍであり、強化用繊維の中に、熱可塑性樹脂の粒子が均一に分散された構成をしている（ウェブ形成工程）。なお、強化用繊維と熱可塑性樹脂は、界面活性剤水溶液などの分散媒を用いずに、乾式で混合しても構わない。
【００３１】
次に、このウェブの一方の面に、繊維層３と、通気性層４とを順次積層し、他方の面に、非通気性層２を積層した積層体を形成する。ここで、繊維層３と通気性層４は、あらかじめ積層されたものを使用してもよい。そして、この積層体を、ウェブを構成する熱可塑性樹脂の融点以上、且つ、繊維層３の融点或いは非通気性層２の融点のうちいずれか低い方の融点以下の温度で加熱することで熱可塑性樹脂を溶融させたのち、冷却盤間で加圧してシート状に固化し、図３に示すような、緻密なスタンパブルシート１０を形成する（スタンパブルシート形成工程）。
【００３２】
なお、熱可塑性樹脂がポリプロピレン（融点１６２℃）で、繊維層３がポリエスエチレンテレフタレート（融点２５５℃）で、非通気性層２がポリアミド（融点２２０℃）である場合には、このスタンパブルシート形成工程における加熱温度は１７０〜２１５℃、より好ましくは、１８０〜２１０℃とするとよい。ここで、２２０℃以上の温度で加熱してしまうと、非通気性層２を構成するポリアミドが溶融し、非通気性が損なわれてしまう。また、冷却盤間における加圧は、１０〜５００Ｎ／ｃｍ²の範囲とすることが望ましい。ここで、５００Ｎ／ｃｍ²を超える圧力を加えると、スタンパブルシート１０を構成する強化用繊維の破損を招きやすいからである。さらに、スタンパブルシート１０中には、酸化防止剤や対光安定剤、金属不活性化剤、難燃剤、カーボンブラックなどの添加剤・着色剤などを含有させることもできる。これらは、例えば、粒状の熱可塑性樹脂に予め配合したり、コーティングしたりする方法や、ウェブの製造工程中に、スプレーなどで添加する方法などによって含有させることができる。
【００３３】
次いで、このスタンパブルシート１０を、ウェブを構成する熱可塑性樹脂の融点以上、且つ、繊維層３の融点或いは非通気性層２の融点のうちいずれか低い方の融点以下の温度で再加熱する。すると、スタンパブルシート１０を構成する熱可塑性樹脂と通気性層４とが溶解し、スタンパブルシート１０と通気性層４とが接着されるとともに、スタンパブルシート１０は、強化用繊維の拘束が解かれ厚み方向に膨張するとともに、熱可塑性樹脂が強化用繊維どうしを互いに接着させた多孔質基材層１となる。
また、繊維層３における融着部３ａ直上の通気性層４をなす熱可塑性樹脂は繊維層３の上面に残存し、非融着部３ｂ直上の通気性層４は、この通気性層４をなす熱可塑性樹脂が直下の多孔質基材層１中に含浸して含浸層Ｇを形成する（図４参照）。
【００３４】
次いで、この通気性層４の上面に表皮層５を積層した後、成形金型内に設置し、金型スペーサの高さやプレスの型締め高さなどを調整した後加圧成形する。すると、繊維層３の融着部３ａ直上に残存した通気性層４と、表皮層とが融着し、図１に示すように、スタンパブルシート１０に表皮層５が一体化された多孔質材料１００を完成させることができる（多孔質材料形成工程）。
【００３５】
なお、多孔質材料形成工程における加熱温度は、多孔質基材層１を構成する熱可塑性樹脂の融点以上、且つ、繊維層３の融点或いは非通気性層２の融点のうちいずれか低い方の融点未満の間で適宜選択することができる。例えば、熱可塑性樹脂がポリプロピレン（融点１６２℃）で、繊維層３がポリエチレンテレフタレート（融点２５５℃）で、非通気性層２がポリアミド（融点２２０℃）である場合には、この多孔質材料形成工程における加熱温度は１７０〜２１５℃、より好ましくは、１８０〜２１０℃とするとよい。
【００３６】
ここで、スタンパブルシート１０の加熱方法としては、熱盤加熱や遠赤外線加熱、近赤外線加熱、通風式加熱などが挙げられ、特に限定されるものではない。また、金型温度は、多孔質基材層１を構成する熱可塑性樹脂の凝固点以下であればよく、ハンドリング性や生産性の点から、通常、室温〜６０℃の範囲とすることが好ましい。さらに、成形圧力は、製品形状により異なるが、過剰の圧力は強化用繊維を破断させてしまうため、通常は１０〜５００Ｎ／ｃｍ²の範囲とすることが好ましい。
【００３７】
上記構成の本実施形態における多孔質材料１００によれば、繊維層３の融着部３ａ直上に積層された通気性層４をなす熱可塑性樹脂は残存し、非融着部３ｂ直上に積層された通気性層４をなす熱可塑性樹脂は多孔質基材層１中に含浸していることによって、音は、通気性層４をなす熱可塑性樹脂が繊維層３の非融着部３ｂ直下の多孔質基材層１に含浸することで形成された孔Ｈを通過して、多孔質基材層１に吸収されるため、吸音特性を向上させることが可能となる。
【００３８】
また、繊維層３の融着部３ａ直上に残存している通気性層４と、表皮層５とが確実に接着するため、表皮接着性を向上させることが可能となる。
さらに、多孔質基材層１の音源側とは反対側の面に非通気性層２が形成されているため、多孔質材料１００における非通気性を確保することができるため、表皮層５の汚れを抑制することが可能となる。
【００３９】
ここで、本実施形態において、多孔質基材層１となるスタンパブルシート１０への通気性層４及び非通気性層２の貼合方法として、あらかじめ順次積層しておいた非通気性層２、スタンパブルシート１０の形成材料であるウェブ、繊維層３、及び通気性層４を加熱圧縮によって貼合させたが、この貼合方法はこれに限らない。例えば、まず、ウェブのみを加熱圧縮させてスタンパブルシート１０を形成したのち、このスタンパブルシート１０の両面に繊維層３、通気性層４および非通気性層２を熱融着させる貼合方法を用いても構わない。
【００４０】
【実施例】
以下、本実施形態における多孔質材料における吸音特性、表皮接着性、及び通気性を、比較例と比べて確認した結果について説明する。
表１は、実施例及び比較例における多孔質材料に用いた繊維層、通気性層及び非通気性層の構成材料を示す。なお、実施例及び比較例において、多孔質基材層を構成する熱可塑性樹脂及び強化用繊維と、表皮層の構成材料は、下記に示す同様の条件で行った。
（構成材料）
熱可塑性樹脂：ポリプロピレン粒子（ホモポリプロピレン、融点１６２℃、ＭＦＲ６５ｇ／１０ｍｉｎ）
強化用繊維：ガラス繊維、繊維長さ２５ｍｍ、直径１７μｍ
表皮層：ポリエチレンテレフタレート不織布、目付け量２３０ｇ／ｍ²、ホットメルト層なし
【００４１】
【表１】

【００４２】
＜実施例１＞
まず、乾燥重量で、ポリプロピレン５０％、ガラス繊維５０％の割合となるように泡液中で混合分散し、脱泡後乾燥して、目付け量７００ｇ／ｍ²のウェブを得た。
次に、得られたウェブの両面に、表１に示す構成の繊維層及び通気性層と非通気性層とを積層し、積層体を形成する。そして、この積層体をスタンパブルシート形成工程における加熱温度として２００℃で加熱した後、２５℃の冷却盤間に配置して３０Ｎ／ｃｍ²の圧力でプレス成形し、ガラス繊維とポリプロピレンとが一体的に緻密に固化したスタンパブルシートを得た。
【００４３】
次いで、このスタンパブルシートを、多孔質材料形成工程における加熱温度として２００℃で加熱したのち、通気性層との貼合面に表皮層を積層し、膨張成形用金型（温度：室温）内に配置し、圧力０．２Ｎ／ｃｍ²で金型を型閉じして、平板状の多孔質材料を得た。このとき、表皮層が貼合された多孔質基材層の厚みは３．０ｍｍであった。
＜実施例２＞
実施例１と同様の方法によって、実施例１とは繊維層、通気性層及び非通気性層の構成材料を変え、多孔質材料を形成した。
＜比較例１＞
実施例２において、繊維層の構成材料のみを変え、多孔質材料を形成した。
＜比較例２＞
実施例１と同様の方法によって、表１に示すように、繊維層は積層せず、通気性層を３層構造に変え、多孔質材料を形成した。
【００４４】
次に、上記実施例及び比較例によって得られた多孔質材料において常温での表皮剥離強度測定試験、通気度測定試験、垂直入射吸音率測定試験を行い、多孔質材料の表皮接着性、通気性及び吸音特性の評価として表２及び図５に示す。
ここで、表皮剥離強度測定試験は、多孔質材料から長さ１５０ｍｍ、幅２５ｍｍの剥離試験（Ｔピール試験）片を切り出し、端から５０ｍｍの長さで表皮層を多孔質基材層から剥離する。そして、剥離した表皮層と多孔質基材層とをそれぞれチャックに把持させて、１８０°の方向に引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、温度２３℃で、引張試験を行った。結果は表２に示す。
【００４５】
また、通気度測定試験は、ＡＳＴＭ−Ｄ７３７に準拠し、通気度が０ｃｍ³／ｃｍ²・ｓｅｃのものを合格（○）とし、それよりも大きいものを不合格（×）とした。結果は表２に示す。
さらに、垂直入射吸音率測定試験は、ＪＩＳＡ１４０５に準拠して垂直入射吸音率の測定を行った。垂直入射吸音率が１．０のとき、音は完全に吸音されることを示す。結果は図５に示す。
【００４６】
【表２】

【００４７】
表２に示すように、多孔質基材層を構成する熱可塑性樹脂よりも低い融点を有する繊維層を介層した比較例１と比べて、多孔質基材層を構成する熱可塑性樹脂よりも高い融点を有する繊維層を介層させた実施例１、実施例２においては、高い表皮接着強度を備えていることが分かる。
これは、比較例１のように、多孔質基材の上面に、この多孔質基材を構成する熱可塑性樹脂よりも低い融点を有する繊維層を積層したことによって、多孔質基材層の融点よりも高い温度での加熱を行うスタンパブルシート形成時において、繊維層及び通気性層をなすなす樹脂がいずれも多孔質基材層中に含浸してしまうため、表皮接着強度が低下してしまうためであると考えられる。
【００４８】
また、図５に示すように、多孔質基材層と通気性層との間に繊維層を介層せず、通気性層を３層構造とした比較例２と比べて、多孔質基材層と通気性層との間に、多孔質基材層を構成する熱可塑性樹脂よりも高い融点を有する繊維層を介層させた実施例１、実施例２においては、垂直入射吸音率が良好であるということが分かる。
【００４９】
これは、比較例２において、通気性層として、多孔質材料形成工程における加熱温度よりも高い融点を有する層を含んで形成したことによって、通気性層が溶解せず、音源となる表皮層側に非通気性層として形成されてしまうため、吸音特性が低下してしまうためであると考えられる。
以上の結果より、多孔質基材層の上面に、この多孔質基材層を構成する熱可塑性樹脂よりも高い融点を有する繊維層を介して通気性層を積層したことによって、多孔質材料形成工程において、音源側の通気性層に複数の孔が形成されるようになるため、吸音特性及び表皮接着強度をともに向上させていることが確認できた。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における多孔質材料によれば、熱可塑性樹脂と強化用繊維とを含んでなる多孔質基材層の一方の面に、非通気性層が設けられ、他方の面に、熱可塑性樹脂よりも融点が高く、一部繊維どうしが融着した融着部を含む繊維層を介して、熱可塑性樹脂を含んでなる通気性層が設けられているとともに、繊維層の融着部上面には、通気性層をなす熱可塑性樹脂が残存し、繊維層の非融着部直下の多孔質基材層中には、通気性層をなす熱可塑性樹脂が含浸していることによって、吸音特性及び表面接着性をともに向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における多孔質材料の一構成例を示す断面図である。
【図２】本発明における多孔質材料の一構成材料である繊維層を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は図２（ａ）における２Ａ−２Ａ線に沿う一部拡大断面図である。
【図３】本発明における多孔質材料の一製造過程を示し、本発明におけるスタンパブルシートを説明する断面図である。
【図４】本発明における多孔質材料の一製造工程を示す断面図である。
【図５】垂直入射吸音率測定試験の結果を示す図である。
【図６】従来の多孔質材料の一構成例を示す断面図である。
【図７】従来の多孔質材料の他の構成例を示す断面図である。
【図８】従来の多孔質材料の他の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１１多孔質基材層
２、２１非通気性層
３繊維層
３ａ融着部
３ｂ非融着部
４、４１、４２、４３通気性層
５、５１表皮層
１０スタンパブルシート
１００、１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ多孔質材料
Ｇ含浸層
Ｈ孔

Claims

熱可塑性樹脂と強化用繊維とを含んでなる多孔質基材層の一方の面に、非通気性層が設けられ、他方の面に、前記熱可塑性樹脂よりも融点が高く、一部繊維どうしが融着した融着部を含む繊維層を介して、熱可塑性樹脂を含んでなる通気性層と、表皮層とが順次設けられているとともに、
前記繊維層の融着部上面には、前記通気性層をなす熱可塑性樹脂が残存し、前記繊維層の非融着部直下の前記多孔質基材層中には、前記通気性層をなす熱可塑性樹脂が含浸していることを特徴とする多孔質材料。
熱可塑性樹脂と強化用繊維とを含んでなる多孔質基材層の一方の面に、非通気性層が設けられ、他方の面に、前記熱可塑性樹脂よりも融点が高く、一部繊維どうしが融着した融着部を含む繊維層を介して、熱可塑性樹脂を含んでなる通気性層が設けられているとともに、
前記繊維層の融着部上面には、前記通気性層をなす熱可塑性樹脂が残存し、前記繊維層の非融着部直下の前記多孔質基材層中には、前記通気性層をなす熱可塑性樹脂が含浸していることを特徴とする多孔質材料。