JP3993456B2

JP3993456B2 - 主として自動車用に好適な防音性材料

Info

Publication number: JP3993456B2
Application number: JP2002107486A
Authority: JP
Inventors: 泰生高橋; 剛竹谷
Original assignee: マルヰ産業株式会社; 株式会社プレステージ
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2022-04-10
Also published as: JP2003300290A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として自動車用に好適に用いられる防音性材料に関し、特に自動車用タフトカーペットとして最適な防音性材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、主として自動車用の内装材に防音性能を付与することが試みられている。具体的には、自動車用の天井材、壁の内張り材及びカーペットなどの裏面に、種々の不織布を貼合し、この不織布によって防音性能を付与することが試みられている。なお、防音性能というのは、音を吸収する吸音性能と、音を遮断する遮音性能との両者を含むものである。
【０００３】
不織布を防音材とした場合、その防音性能は、不織布重量と不織布を構成する繊維の径が重要視されている。すなわち、不織布重量が重ければ重いほど、遮音性能が向上し、また、構成繊維の径が細くなればなるほど、吸音性能が向上すると言われている。たとえば、特開平１１−１５２６７０号公報記載の技術では、自動車用カーペットの裏張りに用いる不織布として、１００〜１０００ｇ／ｍ²の重量のもので、しかも構成繊維として直径２０〜１３０μｍのポリエステル系繊維を用いたものが提案されている。そして、重量が１００ｇ／ｍ²未満であると遮音性能が低下し、重量が１０００ｇ／ｍ²を超えると重くなりすぎると記載されている。また、構成繊維の直径が１３０μｍを超えると吸音性能が低下し、直径が２０μｍ未満のものは製造しにくいと記載されている。さらに、特開平１０−２０３２６８号公報には、自動車に用いる防音材として、直径０．１〜１０μｍの構成繊維からなるポリプロピレン製不織布が提案されている。そして、直径が１０μｍを超えると、吸音性能が低下すると記載されている。
【０００４】
特開平１１−１５２６７０号公報や特開平１０−２０３２６８号公報に記載されている方法によれば、確かに、防音性能に優れた不織布が得られ、防音性能に優れた自動車用カーペットなどが得られるものと考えられる。しかしながら、それでもなお、防音性能が十分であるとは言い難かった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者は、自動車用のタフトカーペットなどに、更に向上した防音性能を付与すべく、種々検討していたところ、タフトカーペット本体などの表皮材と特定の不織布層とを、特定の樹脂層で貼合一体化した材料は、特に吸音性能が顕著に向上することを見出した。本発明は、このような知見に基づくものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、タフトカーペット本体などの表皮材、発泡アクリル系樹脂層、不織布層の順に積層一体化されてなる防音性材料であって、該発泡アクリル系樹脂層の発泡倍率は３倍未満であり、該不織布層は、構成繊維相互間がニードリングによって交絡されてなる交絡層と、裏面に構成繊維が多数立毛している立毛層とを具備し、該立毛層にはバインダー樹脂が付与されていることを特徴とする主として自動車用に好適な防音性材料に関するものである。
【０００７】
本発明に係る防音性材料は、タフトカーペット本体などの表皮材１、発泡アクリル系樹脂層２、不織布層３の順に積層一体化されてなるものである。表皮材１としては、どのようなものであっても差し支えなく、自動車用のカーペット本体、天井材本体、壁の内張り材本体、ダッシュボードの内張り材本体などが用いられる。たとえば、防音性材料が、防音性タフトカーペットである場合には、タフトカーペット本体が用いられ、また、天井材である場合には、天井材本体が用いられる。
【０００８】
発泡アクリル系樹脂層２は、アクリル系樹脂溶液を発泡させ、それを固化させたものである。本発明においては、アクリル系樹脂溶液を３倍未満に発泡させ、それを固化したもの（本発明では、これを発泡倍率３倍未満の発泡アクリル系樹脂という。）を用いる必要がある。特に、本発明では、アクリル系樹脂溶液を約２倍に発泡させ、それを固化したものを用いるのが好ましい。なお、約２倍とは、１．５〜２．４倍の範囲内にあることを意味しているが、２倍近傍に調整するのが最も好ましい。発泡倍率３倍未満（特に約２倍）の発泡アクリル系樹脂層を得るには、表皮材１の裏面又は不織布層３の表面に、アクリル系樹脂溶液を３倍未満（特に約２倍）に発泡させた発泡溶液を塗布した後、固化させればよい。発泡倍率が３倍以上のアクリル系樹脂層は、その理由は定かではないが、吸音性能が低下するので、好ましくない。なお、アクリル系樹脂溶液を３倍未満に発泡させるとは、発泡前のアクリル系樹脂溶液の容積をＶとした場合、発泡後のアクリル系樹脂溶液の容積が３Ｖ未満になることをいう。したがって、アクリル系樹脂溶液を約２倍に発泡させるとは、その容積が約２倍になるように発泡させるということである。
【０００９】
発泡アクリル系樹脂層の重量は、４００〜６５０ｇ／ｍ²程度であるのが好ましい。また、発泡アクリル系樹脂層を得るのに用いるアクリル系樹脂溶液の代表例としては、アクリル系樹脂エマルジョンが挙げられる。アクリル系樹脂エマルジョンは、不織布のバインダーとして慣用されているものである。アクリル系樹脂溶液中には、アクリル系樹脂だけではなく、硬化触媒や着色剤などが含有されていてもよい。
【００１０】
不織布層３は、構成繊維相互間がニードリングによって交絡されてなる交絡層と、裏面に構成繊維が多数立毛している立毛層とを具備するものである。また、不織布層３の重量は、従来と同程度でよく、たとえば４５０〜６００ｇ／ｍ²程度が好ましい。不織布層３の厚みも従来と同程度でよく、たとえば５〜１０ｍｍ程度が好ましい。不織布層３を構成する繊維としては、従来公知の長繊維又は短繊維が用いられ、たとえばポリエステル繊維やポリプロピレン繊維などが用いられる。構成繊維の繊度は、従来と同程度でよく、たとえば３〜２０デニール程度のものが採用される。また、短繊維を用いる場合の繊維長も、従来と同程度でよく、たとえば４０〜１００ｍｍ程度のものが用いられる。
【００１１】
不織布層３に所望の物性などを付与するため、構成繊維として、種々の短繊維を組み合わせて用いることもできる。たとえば、好ましい組み合わせとしては、高融点ポリエステル短繊維、低融点ポリエステル短繊維及び中空ポリエステル短繊維の組み合わせが挙げられる。高融点ポリエステル短繊維は、従来からも慣用されているもので、特に耐候性や強度の面で優れている。また、低融点ポリエステル短繊維は、比較的低温で軟化又は溶融するもので、その融着によって不織布層３を構成する他の繊維相互間を結合させ、不織布層３の強度向上を図ることができる。この融着は、どの段階で行ってもよく、不織布層３を製造する際、又は製造した後、更には防音性材料を構成した後であってもよい。また、中空ポリエステル短繊維は、不織布層３が保持する空隙を増加させうるもので、クッション性や吸音性の向上を図ることができる。
【００１２】
構成繊維相互間を交絡させるには、ニードリングなる手段が用いられる。ニードリングとは、周知のように、とげ付き針を繊維ウェブの厚さ方向に何度も貫通させることにより、構成繊維を厚さ方向に運動させ、これによって構成繊維相互間を交絡させるものである。ニードリングのパンチ密度（単位面積当たりの針の貫通回数である。）も、従来と同程度でよい。パンチ密度が多くなればなるほど、構成繊維相互間の交絡が緊密となり、繊維密度の高い、緻密な不織布層となる。
【００１３】
本発明に用いる不織布層３には、この構成繊維相互間が交絡した交絡層と、不織布層の裏面に構成繊維が多数立毛している立毛層とを具備している。立毛層は、構成繊維が毛羽立った状態となっているものである。立毛層は、構成繊維相互間を交絡させた繊維ウェブに、フォーク針（先がフォークの如く２本又は３本以上に分かれている針）を何度も厚さ方向に貫通させることにより、構成繊維を繊維ウェブの裏面に押し出すことによって、形成することができる。立毛の程度は任意でよいが、、フォーク針のパンチ密度によって種々調整でき、裏面全体がほぼ均一に立毛する程度が好ましい。
【００１４】
そして、この立毛層に、バインダー樹脂を付与する。バインダー樹脂としては、不織布の構成繊維相互間を結合するのに慣用されているアクリル系樹脂エマルジョンを用いるのが好ましい。すなわち、立毛層にアクリル系樹脂エマルジョンなどのバインダー樹脂を、スプレー法などの手段で噴霧した後、バインダー樹脂を固化させて付与するのである。バインダー樹脂の付与量も、任意でよいが、立毛層がある程度固定される程度であるのが好ましい。具体的には、３０〜８０ｇ／ｍ²程度であるのが好ましい。立毛層が、ある程度固定されることにより、立毛層によって形成された空隙もある程度固定されることになる。そして、その理由は定かではないが、この空隙が吸音性能の向上に寄与していると推定されるのである。なおまた、バインダー樹脂は不織布層の裏面に付与され、不織布層の裏面は、自動車の床面などと直接接するものであるので、滑り止め材としても機能するものである。
【００１５】
本発明に係る防音性材料は、以下のような方法で製造することができる。まず、タフトカーペット本体などの表皮材と不織布層とを準備する。タフトカーペット本体などの表皮材は、一般に市販されているものを準備すればよい。また、不織布層は、上述したように、構成繊維を集積してなる繊維ウェブに、とげ付き針を用いてニードリングすることにより、構成繊維相互間を交絡した後、フォーク針を用いてニードリングすることにより、構成繊維を裏面上に立毛させ、この立毛層にバインダー樹脂を付与すれば、準備することができる。そして、表皮材の裏面又は不織布層の表面のいずれか一方に、アクリル系樹脂溶液を３倍未満に発泡させた発泡溶液を塗布した後、表皮材と不織布層とを積層し、アクリル系樹脂溶液を固化させる。これによって、タフトカーペット本体などの表皮材、特定の発泡状態にある発泡アクリル系樹脂層、特定の不織布層の順に積層一体化されてなる防音性材料が得られるのである。
【００１６】
本発明に係る防音性材料は、主として自動車用として好適である。たとえば、表皮材として、タフトカーペット本体を用いれば、吸音性に優れた自動車用タフトカーペットとなる。また、表皮材として、織物製カーペット本体やニードルパンチ製カーペット本体を用いれば、吸音性に優れた自動車用織物カーペットやニードルパンチカーペットとなる。更に、表皮材として、その他の内装材本体を用いれば、吸音性に優れた自動車用内装材となる。なお、本発明に係る防音性材料は、自動車用以外のその他の用途においても、好適に用いられる。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明は、特定の発泡アクリル系樹脂層と特定の不織布層とを組み合わせれば、吸音性に優れた材料を得ることができるという知見に基づくものとして解釈されるべきである。
【００１８】
実施例
繊度１８デニールで繊維長６４ｍｍの高融点ポリエステル短繊維（非中空）４０質量％、繊度１３デニールで繊維長６４ｍｍの中空高融点ポリエステル短繊維４０質量％、繊度１０デニールで繊維長６４ｍｍの黒色に染色された高融点ポリエステル短繊維（非中空）１０質量％及び繊度４デニールで繊維長５１ｍｍの低融点ポリエステル短繊維１０質量％を均一に混合した後、カード機で開繊及び集積して、繊維ウェブを得た。この繊維ウェブに、とげ付き針を用いてニードリングを施して、繊維ウェブ中の各構成繊維相互間を交絡させた。その後、構成繊維相互間が交絡した繊維ウェブに、フォーク針を用いてニードリングを施し、各構成繊維を繊維ウェブの裏面（フォーク針の位置する側と反対面）に押し出し、立毛させた。そして、この立毛部に、アクリル系樹脂エマルジョンをスプレー法で噴霧し、５０ｇ／ｍ²のアクリル系樹脂を付与し、不織布層を得た。なお、不織布層全体の重量は５６４ｇ／ｍ²であった。したがって、アクリル系樹脂を除いた繊維重量は５１４ｇ／ｍ²ということになる。
【００１９】
次に、不織布層の表面（フォーク針の位置した側の面）に、２倍に発泡させたアクリル系樹脂エマルジョンを塗布した後、続いて重量７００ｇ／ｍ²のカットパイル型タフトカーペット本体を、アクリル系樹脂エマルジョンの上に積層した。そして、アクリル系樹脂エマルジョンを乾燥・固化させて、タフトカーペットを得た。なお、タフトカーペット本体と不織布層の間に存在する、発泡倍率２倍のアクリル系樹脂層の重量は、５２５ｇ／ｍ²であった。
【００２０】
比較例１
３倍に発泡させたアクリル系樹脂エマルジョンを塗布する他は、実施例と同一の方法でタフトカーペットを得た。なお、タフトカーペット本体と不織布層の間に存在する、発泡倍率３倍のアクリル系樹脂層の重量は、５９３ｇ／ｍ²であった。
【００２１】
比較例２
フォーク針を用いて立毛を形成しない他は、実施例と同一の方法でタフトカーペットを得た。
【００２２】
実施例、比較例１及び２で得られたタフトカーペットの防音性を評価するため、垂直入射吸音率の測定を行った。この測定方法の具体的内容は、以下のとおりであり、基本的にはＡＳＴＭＥ１０５０記載の方法に準拠したものである。まず、周波数１００〜５００Ｈｚについては、直径が１００ｍｍの大型管を用い、その一端を測定試料で塞ぎ、２マイクロホン法にて吸音率を測定した。また、周波数５００〜６３００Ｈｚについては、直径が２９ｍｍの小型管を用い、その一端を測定試料で塞ぎ、２マイクロホン法にて吸音率を測定した。その結果は、表１のとおりであった。なお、周波数５００Ｈｚの吸音率について、大型管及び小型管で測定された吸音率の平均値とした。
【００２３】

【００２４】
表１の結果から分かるように、実施例に係るタフトカーペットは、周波数４００〜１２５０Ｈｚの騒音をよく吸音する。したがって、実施例に係るタフトカーペットを用いれば、比較例１及び２に係るタフトカーペットに比べて、自動車内の騒音をより多く吸音することが分かる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係る防音性材料は、タフトカーペット本体などの表皮材と、特定の発泡アクリル系樹脂層と、特定の不織布層とが積層一体化されてなるものである。そして、特定の発泡アクリル系樹脂層は発泡倍率が３倍未満のものであって、かつ、特定の不織布層はバインダー樹脂が付与され、これである程度固定された立毛層を有しており、立毛層中の空隙もある程度固定されているものである。この両者の構成による相乗作用によって、その理由は定かではないが、格別顕著な吸音作用を奏する。したがって、本発明に係る防音性材料を用いれば、格別顕著な防音効果を奏する。
【００２６】
また、本発明に係る防音性材料を、自動車用タフトカーペットなどとして、自動車用内装材に用いれば、自動車の室内に生じる騒音を、特によく低減しうるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例に係る防音性材料の模式的側面図である。
【符号の説明】
１タフトカーペット本体などの表皮材
２発泡アクリル系樹脂層
３不織布層

Claims

タフトカーペット本体などの表皮材、発泡アクリル系樹脂層、不織布層の順に積層一体化されてなる防音性材料であって、該発泡アクリル系樹脂層の発泡倍率は３倍未満であり、該不織布層は、構成繊維相互間がニードリングによって交絡されてなる交絡層と、裏面に構成繊維が多数立毛している立毛層とを具備し、該立毛層にはバインダー樹脂が付与されていることを特徴とする主として自動車用に好適な防音性材料。
発泡アクリル系樹脂層の発泡倍率が約２倍である請求項１記載の主として自動車用に好適な防音性材料。
タフトカーペット本体、発泡アクリル系樹脂層、不織布層の順に積層一体化されてなる自動車用防音性タフトカーペットであって、該発泡アクリル系樹脂層の発泡倍率は３倍未満であり、該不織布層は、構成繊維相互間がニードリングによって交絡されてなる交絡層と、裏面に構成繊維が多数立毛している立毛層とを具備し、該立毛層にはバインダー樹脂が付与されていることを特徴とする自動車用防音性タフトカーペット。
発泡アクリル系樹脂層の発泡倍率が約２倍である請求項３記載の自動車用防音性タフトカーペット。
構成繊維相互間がニードリングによって交絡されてなる交絡層と、裏面に構成繊維が多数立毛している立毛層とを具備し、該立毛層にはバインダー樹脂が付与されている請求項１記載の主として自動車用に好適な防音性材料の不織布層を構成する不織布素材。
不織布の構成繊維として、高融点ポリエステル短繊維、低融点ポリエステル短繊維及び中空ポリエステル短繊維が併用されており、構成繊維相互間が、該低融点ポリエステル短繊維の軟化又は溶融によって結合している請求項５記載の不織布素材。
構成繊維を集積してなる繊維ウェブに、とげ付き針を用いてニードリングすることにより、構成繊維相互間を交絡した後、フォーク針を用いてニードリングすることにより、構成繊維を裏面上に立毛させることを特徴とする請求項５記載の不織布素材の製造方法。