JP4167505B2 - 多密度構成のフェルト吸音材 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表皮が存在せずに全体が一体であるフェルト吸音材に関し、特に自動車、電車や航空機などにおけるダッシュボードインシュレータ、フロアインシュレータ、ルーフインシュレータとして好適な多密度構成のフェルト吸音材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や電車は走行中に騒音を発生することにより、車内環境に非常に悪影響を与え、しかも道路際や路線際の住民に対して騒音公害を発生する。特に、自動車のエンジンまたは電車のモータ部などの騒音発生源は、制振鋼板や遮音板などの防音材で全体を囲むだけでは遮音・防音が不十分である。このため、自動車や電車の一部では、吸音材による遮音・防音効果を高めるために、ポリウレタンの発泡樹脂をダッシュボードなどの裏面に貼り合わせている。
【０００３】
ポリウレタンなどの発泡樹脂は、クッション材として優れた性能を有し、構造体として強度が要求される場合にはガラス繊維などで強化することが可能であっても、苛酷な使用環境では耐熱性が問題であり、高温雰囲気中で強度が著しく低下するうえに、吸音性と防音性の点でも不十分である。このため、ポリウレタン樹脂製の吸音材は、自動車などのダッシュボードインシュレータ、フロアインシュレータ、ルーフインシュレータとしては不適当であり、耐熱性を高めるための化学処理を加えると製造コストも非常に高くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
自動車用の吸音材には、ダッシュボードインシュレータ用途などとして、比較的高い吸音性と耐熱性を有するポリエステル繊維のフェルト材を用いることが多くなっている。例えば、特開２０００−２０２９３３号公報のように、ポリエステル繊維のフェルト材の表面に、ＰＶＣ、ＥＶＡ、ビチューメンなどの表皮を接着している。この種の吸音材は、ポリエステル繊維がポリウレタン樹脂に比べて高温雰囲気中で強度が低下することが少なく、ダッシュボードインシュレータなどの苛酷な使用環境において機械的性質と耐熱性に優れている。
【０００５】
表皮を有する繊維マット材は、その表皮の存在によって重くなり、大量使用によってダッシュボード自体の全体重量に悪影響を及ぼし、自動車における軽量・高速化という究極の目的に反している。この表皮は、吸音材の製造工程を複雑化するとともに、環境保護のために自動車部品をリサイクルする際に剥離・除去することを要するため、リサイクル経費が高くなってしまう。また、この繊維マット材は、遮音効果がある表皮が存在しても吸音性が未だに十分ではなく、吸音・防音性をいっそう向上させることが急務の課題である。
【０００６】
本発明は、表皮を備える従来の吸音材に関する前記の問題を改善するために提案されたものであり、吸音性能と軽量化をいっそう向上させた自動車、電車、航空機などに用いる多密度構成のフェルト吸音材を提供することを目的としている。本発明の他の目的は、特に低音域における吸音性を向上させ、しかも製造工程の単純でリサイクルが容易なフェルト吸音材を提供することである。本発明の別の目的は、成形性が優れ且つ吸音性能も向上しているダッシュボードインシュレータ、フロアインシュレータ、ルーフインシュレータを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るフェルト吸音材は、加熱成形によって所望の立体形状に成形でき、表側部および裏側部をニードルパンチングによって高密度化し且つ中間部がラップ状のままである上方マットと、相対的に肉厚で中密度である下方マットとで構成する。このフェルト吸音材では、両マットを所定の温度で加熱圧着することによって全体を一体化する。
【０００８】
本発明のフェルト吸音材において、上方マットは、厚さ１.０〜３.０ｍｍで密度０.０５０〜０．４００ｇ／ｃｍ３である表側部および裏側部と、厚さ３.０〜１０ｍｍで密度０.０１０〜０．１００ｇ／ｃｍ３である中間部とを有する。相対的に、表側部および裏側部は高密度におよび中間部は低密度になるように定める。また、下方マットは、厚さ１０〜３５ｍｍで密度０.０１４〜０．１５０ｇ／ｃｍ３であり、相対的に中密度である。
【０００９】
本発明のフェルト吸音材において、上方マットと下方マットとの間に中間マットを配列させるならば、上方マットおよび中間マットとを合わせて実質的に低密度層が２層の高密度層の間に位置するように構成すればよい。このフェルト吸音材では、上方、中間および下方マットを加熱圧着することによって全体を一体化する。
【００１０】
他方では、本発明のフェルト吸音材は、０.１〜１０デニールの繊度範囲において繊度が異なる少なくとも２種の通常繊維５０〜９０重量％および繊度０.５〜１５デニールである低溶融の熱融着性繊維１０〜５０重量％とを混綿して得たラップを積層した上方マットと、０.１〜１０デニールの繊度範囲において繊度が異なる少なくとも２種の通常繊維６０〜９０重量％と、繊度０.５〜１０デニールである低溶融の熱融着性繊維１０〜４０重量％とを混綿して得たラップを積層した下方マットとからなる。このフェルト吸音材では、上方および下方マットを所定の温度で加熱圧着することによって全体を一体化している。好ましくは、上方マットは厚さ５〜１５ｍｍ、下方マットは厚さ１０〜３５ｍｍ、全体厚が１５〜４０ｍｍであり、上方および下方マットに中空スパイラル形状の繊維を含んでいる。
【００１１】
本発明のダッシュボードインシュレータは、フェルト吸音材の全体厚さが１５〜４０ｍｍであり、プレス成形してからダッシュボードの裏側に接着する。本発明のフロアインシュレータは、フェルト吸音材の全体厚さが１５〜４０ｍｍであり、フロアカーペット材の下側と接着してからプレス成形する。本発明のルーフインシュレータは、フェルト吸音材の上方および下方マットに含まれる熱融着性繊維は融点が１００℃以上または結晶化タイプであり、且つ全体厚さが１５〜４０ｍｍであり、天井表皮と接着してからプレス成形する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るフェルト吸音材１は、図１に例示するように、上方マット２の表側部６および裏側部７を高密度化し且つ中間部８がラップ状のままであり、一方、下方マット１０が相対的に中密度である。吸音材１において、上方マット２の表側部６と裏側部７は密度０.０５０〜０．４００ｇ／ｃｍ３、中間部８は密度０.０１０〜０．１００ｇ／ｃｍ３、下方マット１０は密度０.０１４〜０．１５０ｇ／ｃｍ３であると好ましく、この範囲内にあると吸音材１の吸音性、遮音性、防音性をより高くできる。上方マット２の中間部８は、ラップ状のままで一般に低密度層に相当する。本発明の吸音材１において、その一部または全体における繊維密度の高低は相対的な評価であるから、吸音材１の低密度層や中密度層が別の吸音材の高密度層より密度が高くてもよい。
【００１３】
フェルト吸音材１は、厚みが全体で１５〜６５ｍｍであり、より軽量化を図るためには厚さ１５〜４０ｍｍであると好ましい。フェルト吸音材１において、上方マット２は厚さ５〜１５ｍｍおよび下方マット１０は厚さ１０〜３５ｍｍであり、該上方マットの表側部６と裏側部７を厚さ１.０〜３.０ｍｍ、中間部８を厚さ３.０〜１０ｍｍに定めると、吸音材１の吸音性能を高めるうえで好ましい。所望に応じて、図７から図１０に例示するように、中間マット３６を上方マット２と下方マット１０との間に介在させてもよい。
【００１４】
中間マット３６（図７）は、吸音材の吸音性能をさらに高めるために上方マット２と下方マット１０との間に配列し、例えば、上方マット２と同じまたは類似の繊維構成であり、厚さは上方マット２と同様に５〜１５ｍｍであればよい。中間マット３６には、上方マットと同様に高密度層３８（図７）を表側部と裏側部に形成しても、表側部または裏側部の一方だけに形成してもよい。中間マット３６は、上方マット２と合わせて、低密度層４０（図７）が実質的に２層の高密度層の間に位置するように構成する。
【００１５】
フェルト吸音材１では、通常、上方マット２および下方マット１０において構成繊維の繊度と種類が異なる。上方マット２は、０.１〜１０デニールの繊度範囲において繊度が異なる少なくとも２種の通常繊維５０〜９０重量％および繊度０.５〜１５デニールである熱融着性繊維１０〜５０重量％とを混綿して得たラップを積層すると好ましい。また、下方マット１０は、０.１〜１０デニールの繊度範囲において繊度が異なる少なくとも２種の通常繊維６０〜９０重量％と、繊度０.５〜１０デニールである熱融着性繊維１０〜４０重量％とを混綿して得たラップを積層すると好ましい。マット２，１０において、合成または天然繊維である通常繊維が前記の含有範囲を超えると、全体が硬くなりすぎたり、形状を保持できずに後工程に支障を来すことがある
【００１６】
前記の通常繊維は、通常では３〜６デニールの繊維を使用するけれども、より細デニールの繊維を混在させると吸音性を増大させることができる。この通常繊維として、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリル、ナイロン、芳香族ポリアミドなどの合成繊維、羊毛、木綿などの天然繊維、レーヨン、アセテートなどの化学繊維またはこれらを相互に混綿した繊維が例示でき、一般に繊度調整が容易なポリエステル繊維を使用すると好ましい。これらの構成繊維として、一部に反毛（回収再生綿）を用いてもよい。
【００１７】
前記の熱融着性繊維は、通常繊維に対して融点が約２０℃以下であればよく、通常、融点が９０〜１７０℃である繊維、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、低融点ポリエステル、低融点ポリアミドまたはこれらの混合繊維などである。この熱融着性繊維は、低融点のポリプロピレンやポリエステルとエチレンまたはブテンとのコポリマーでもよく、芯鞘や並列のような２層型または多重並列や多芯のような多層型の複合繊維であってもよい。この熱融着性繊維には、比較的安価な低融点ポリエステル系繊維を用いると好ましい。この吸音材をルーフインシュレータ３２（図６）として使用するならば、車両の室内温度上昇時の部材の垂れを考慮して、より融点の高い繊維または結晶化タイプの繊維を選択すればよい。
【００１８】
前記の通常繊維および熱融着性繊維は、一般に白色または無色透明である。吸音材１をダッシュボードインシュレータ２０（図５）に適用する際に、白い繊維がハンドルチルトアップ時などにダッシュパネル隙間から覗くならば、これらの繊維の一部または全部を黒系繊維に変更すればよい。通常繊維および熱融着性繊維ともに、黒色ポリエステル繊維を使用可能である。
【００１９】
マット２，１０からなる吸音材１では、吸音性能の向上を図るために、通常繊維および熱融着性繊維について、繊度が異なる繊維を５種類以上含み、しかも細い繊維を適宜加える。好ましくは、フェルト吸音材１の全体で繊度が異なる繊維が９種類以上含有し、各繊維の繊度が０.１〜６デニールの範囲において広く分散させる。
【００２０】
上方マット２および下方マット１０には、へたり防止のために、中空スパイラル形状の繊維（例えば、商品名：エスアップ、東洋紡製）を含むと好ましい。また、下方マット１０には、潜在捲縮性繊維例えば潜在捲縮性ポリエステル系繊維（商品名：ナチューラ、東洋紡製）を５〜１５重量％含有させると、加熱によって下方マット１０をいっそう嵩高にできるので好ましい。
【００２１】
上方マット２および下方マット１０は、通常繊維および熱融着性繊維を混綿し、この混綿は公知のラップフォーミング方法によって全体を均一に行い、ついで展綿・積層すればよく、カード方式以外で製造したラップも使用可能である。フェルト吸音材１は、所定の温度で加熱圧着するので全体を一体化させ、該フェルト吸音材に基布層や接着剤層などの境界が存在しない。
【００２２】
フェルト吸音材１を製造するには、図２（１）に示すように、所定量の通常繊維および熱融着性繊維をそれぞれカーディング機３で混綿し、得たラップを積層して上方マット２を形成する。上方マット２は、通常のロッキングニードル機４，５によって、表側部６および裏側部７をそれぞれ浅く高密度にニードルパンチングすることにより、部分的に高密度化し、中間部８はラップ状つまり低密度の綿状繊維組織のままである。上方マット２について、表側部６、裏側部７、中間部８をそれぞれ別個に形成し、加熱圧着時に全体を重ね合わせて一体化してもよい。
【００２３】
一方、下方マット１０として、所定量の通常繊維および熱融着性繊維をそれぞれカーディング機（図示しない）で混綿し、得たラップ１２を裏向きの上方マット２に振り分けて所定量積層する（図３参照）。積層した嵩高マット１４は、図２（２）に示すように、ベルトコンベアで走行させて熱処理炉１５に送り込んで加熱し、該炉を出るとローラ対１６などで加熱圧着することで一体化させる。重合したマット２，１０は、公知のホットプレス（図示しない）に送って加熱圧着してもよい。したがって、この加熱圧着は、バッチ処理または連続処理のいずれも可能である。上方マット２および下方マット１０は、適量の熱融着性繊維が介在することによって容易に熱接着する。
【００２４】
本発明により、板状のフェルト吸音材１からダッシュボードインシュレータ２０（図５）、フロアインシュレータ２６（図６）、ルーフインシュレータ３２（図６）などを製造できる。フェルト吸音材１を加熱成形する場合には、通常、約１６０〜２８０℃で短時間加熱し、直ちに冷間プレスで立体成形してから適宜にトリミングすればよい。
【００２５】
フェルト吸音材１は、苛酷な使用環境において機械的性質および耐熱性が優れ、目付が７５０〜２６００ｇ／ｍ2であるから厚さに比べて軽量である。フェルト吸音材１は、熱融着性繊維を１０〜５０％含むことにより、加熱後に直ちにプレスすると所望の形状に成形でき、複雑の立体形状を有する自動車３３（図６）および電車用部品として用いると好適である。吸音材１では、ボルト孔２１（図５）などの穿孔作業および切断作業時にガラス粉のような粉塵が発生せず、作業環境の悪化を顧慮する必要がない。
【００２６】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００２７】
実施例１
図１に示すフェルト吸音材１の上方マット２を製造するため、カーディング機３（図２）に、６デニールの白色ポリエステル繊維３０％、３デニールの白色ポリエステル繊維２０％と、６デニールの中空スパイラルクリンプポリエステル繊維（商品名：エスアップ）２０％と、４デニールの白色低融点ポリエステル系繊維（商品名：メルティー、ユニチカ製）３０％とを投入する。
【００２８】
カーディング機３で混綿・積層したマット素材は、実際には裏向きの状態であり、ロッキングニードル機４で裏側を２７０本／ｃｍ２の針密度で浅く高密度にニードルパンチングし、ついで、ロッキングニードル機５で表側も２７０本／ｃｍ２の針密度で浅く高密度にニードルパンチングする。この結果、上方マット２において、表側部６および裏側部７が高密度になり、中間部８が低密度の綿状繊維組織のままである。
【００２９】
一方、下方マット１０用のマット素材として、３デニールの白色ポリエステル繊維３０％、０.７５デニールの白色ポリエステル繊維３０％と、２デニールの白色低融点ポリエステル系繊維（商品名：メルティー）２０％、６デニールの中空スパイラルクリンプポリエステル繊維（商品名：エスアップ）１０％と、２.５デニールの白色潜在捲縮性ポリエステル系繊維（商品名：ナチューラ）１０％とを用い、別のカーディング機（図示しない）において相互に混綿してラップ１２を得る。ラップ１２は、図３に示すように、裏向きの上方マット２の上に振り分けて所定量積層して嵩高マット素材を製造する。
【００３０】
次に、図２（２）に示すように、嵩高マット素材１４を熱風乾燥炉１５において１８０℃で１分間加熱し、公知の成形ローラ対１６で全体を圧着してから冷風冷却室１８に送り込む。上方マット２の裏側部と積層ラップとは、適量の熱融着性繊維が介在することによってローラ対１６で熱接着され、積層ラップは下方マット１０（図１）となる。得た吸音材１は、見掛け総目付１６００ｇ／ｍ2および見掛け厚さ２５ｍｍである。
【００３１】
吸音材１における厚さ約８ｍｍの上方マット２について、表側部６は厚さ１.５ｍｍで目付２００ｇ／ｍ2、中間部８は厚さ５ｍｍで目付２００ｇ／ｍ2、裏側部７は厚さ１.５ｍｍで目付２００ｇ／ｍ2である。また、下方マット１０は厚さ約１７ｍｍおよび目付１０００ｇ／ｍ2である。この結果、上方マット２の表側部６および裏側部７は密度０.１３３ｇ／ｃｍ３である相対的な高密度層であり、中間部８は密度０.０４０ｇ／ｃｍ３である低密度層となる。また、下方マット１０は密度０.０５９ｇ／ｃｍ３である相対的な中密度層である。
【００３２】
吸音材１の重量は、現行のダッシュボードインシュレータに比べると約２５％から最大４５％も軽くなり、自動車３３（図６）や電車などの車両搭載の際に有利である。また、吸音材１では、上方マット２が擬似表皮に相当し、表皮の廃止によって全体が一体化して加工時間を短縮でき、自動車部品をリサイクルする際にリサイクルが容易になる。
【００３３】
試験例１
実施例１で製造した吸音材１の吸音性能を確認するため、垂直入射法によって上方マット２側から入射した場合および下方マット１０側から入射した場合の吸音性を測定し、さらに同様に単層の吸音材についても測定し、それぞれの結果を図４のグラフに示す。単層の吸音材は、実施例１の上方マット２と同様の繊維構成であり、加熱圧着によって見掛け目付１６００ｇ／ｍ2および見掛け厚さ２５ｍｍであるから、密度０.０６ｇ／ｃｍ３で相対的な中密度層に相当する。
【００３４】
この試験結果から、実施例１で得た吸音材１は、単層の吸音材に比べて殆どの周波数において吸音性能が優れ、特に低周波数域において独特の高い吸音性能を発揮する。この理由としては、図１右側に例示するように、上方マット２側から入射した音（ノイズ）Ｓを上方マット２における高密度層間で反射を繰り返して封じ込め、且つ滞留時間を長くして波長を減衰させ、該マットを透過した一部の音Ｓ'も下方マット１０つまり中密度層でさらに吸収される多密度構成に依る。吸音材１は、上方マット２および下方マット１０により細いデニールの通常繊維を多種加えることにより、低音域における吸音率をいっそう良化させることが可能である。
【００３５】
実施例２
実施例１で製造した板状のフェルト吸音材１を１６０〜２６０℃で９〜６０秒間加熱し、直ちに冷間プレスで成形し、ついでトリムプレスによって形状トリミングすると、例えばダッシュボードインシュレータ２０（図５）を製造できる。成形したインシュレータ２０は、ダッシュボード（図示しない）の車体パネルの裏側にアクリル系接着剤を塗布してから貼り合わせる。得たインシュレータ２０は、現行品よりも２３〜４５％軽く、吸音性能が向上することにより、自動車内部における遮音効果をいっそう高める。インシュレータ２０では、取付用のボルト孔２１の穿孔作業時にガラス粉のような粉塵が発生せず、作業環境の悪化を顧慮する必要がない。
【００３６】
実施例３
図６の下方に示すように、実施例１で製造した板状のフェルト吸音材１を接着シート２２または接着剤を介してフロアカーペット材２４の下面と貼り合わせ、１８０〜２８０℃で３０〜１２０秒間加熱し、直ちに冷間プレスでプレス成形し、ついでトリムプレスによって形状トリミングする。成形したフロアインシュレータ２６は、自動車のフロア表側にアクリル系接着剤を塗布してから貼り合わせる。得たフロアインシュレータ２６は、現行品よりもかなり軽く、吸音性能が向上することにより、自動車内部における遮音効果をいっそう高める。
【００３７】
実施例４
図６の上方に示すように、実施例１で製造した板状のフェルト吸音材１を接着シート２８または接着剤を介して天井表皮３０の下面と貼り合わせ、１８０〜２８０℃で３０〜１２０秒間加熱し、直ちに冷間プレスでプレス成形し、ついでトリムプレスによって形状トリミングする。成形したルーフインシュレータ３２は、ダッシュボードの車体パネルの裏側にアクリル系接着剤を塗布してから貼り合わせる。得たフロアインシュレータ３２は、現行品よりもかなり軽く、吸音性能が向上することにより、自動車内部における遮音効果をいっそう高める。
【００３８】
実施例５
図７に示すフェルト吸音材３４には、実施例１における上方マット２と下方マット１０との間に、中間マット３６を介在させる。中間マット３６は、上方マット２と同じ繊維構成および同じ厚みである。重合した上方マット２と中間マット３６の上に、実施例１と同様の下方マット用ラップを振り分けて下方マット１０を配列する。図２（２）に示すように、得た嵩高マット素材を熱風乾燥炉において１８０℃で１分間加熱し、公知の成形ローラ対で全体を圧着してから冷風冷却室に送り込む。上方マット２、中間マット３６および下方マット１０は、適量の熱融着性繊維が介在することによってローラ対で熱接着できる。
【００３９】
得た吸音材３４は、見掛け総目付２２００ｇ／ｍ2および見掛け厚さ３３ｍｍである。上方マット２および中間マット３６は、厚さ約８ｍｍであり、両者の表側部および裏側部は厚さ１.５ｍｍで目付２００ｇ／ｍ2、中間部は厚さ５ｍｍで目付２００ｇ／ｍ2である。また、下方マット１０は厚さ約１７ｍｍおよび目付１０００ｇ／ｍ2である。
【００４０】
吸音材３４では、上方マット２および中間マット３６とを合わせて、両マットの表側部および裏側部がそれぞれ高密度層３８に相当する。低密度層４０が、それぞれ２層の高密度層３８の間に位置し、該低密度層は２層存在する。
【００４１】
実施例６
図８に示すフェルト吸音材４２には、実施例５と同様に中間マット４４を介在させる。中間マット４４は、上方マット２と同じ繊維構成であるが、最終的に厚さ約５ｍｍになるように定め、その表側だけをニードルパンチングして、厚さ１.５ｍｍで目付２００ｇ／ｍ2となる表側部４６だけを形成する。ついで重合した上方マット２と中間マット４４の上に下方マット１０を配列してから、実施例５と同様に加熱処理して、見掛け総目付１９４０ｇ／ｍ2および見掛け厚さ３０ｍｍのフェルト吸音材４２を得る。
【００４２】
吸音材４２では、上方マット２および中間マット４４とを合わせて、上方マット２の表側部と裏側部ならびに中間マット４４の表側部４６が高密度層４８に相当する。低密度層５０が、２層の高密度層４８の間に位置している。
【００４３】
実施例７
図９に示すように、中間マット５２を実施例５と同様に介在させる。図９の吸音材５４では、上方マット５５の表側部５６および中間マット５２の裏側部５８だけをニードルパンチングして、高密度の表側部５６および裏側部５８を形成する。重合した上方マット５５と中間マット５２の上に下方マット１０を配列してから、実施例５と同様に加熱処理して、見掛け総目付１８００ｇ／ｍ2および見掛け厚さ３０ｍｍのフェルト吸音材５４を得る。
【００４４】
吸音材５４では、上方マット５５および中間マット５２とを合わせて、上方マット５５の表側部５６および中間マット５２の裏側部５８が高密度層６２に相当する。低密度層６４が、２層の高密度層６２，６２の間に位置している。
【００４５】
実施例８
図１０に示すように、実施例７と同様の上方マット５５および中間マットを用いるけれども、この中間マット６４では表側部６６だけを高密度化する。重合した上方マット５５と中間マット６４の上に下方マット１０を配列してから、実施例５と同様に加熱処理して、見掛け総目付１８００ｇ／ｍ2および見掛け厚さ３０ｍｍのフェルト吸音材６８を得る。
【００４６】
吸音材６８では、上方マット５５および中間マット６４とを合わせて、上方マット５５の表側部５６および中間マット６４の表側部６６が高密度層７０に相当する。低密度層７２は２層の高密度層７０，７０の間に位置している。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係るフェルト吸音材は、従来の吸音材と比較すると低音域から高音域に至る殆どの周波数において吸音性能が優れ、特に低周波数域において独特の高い吸音性能を発揮する。本発明のフェルト吸音材は、多種の原料繊維を含む多密度構成であり、上方マットでは低密度層を高密度層でサンドイッチした仕様として、音の封じ込めと反射を繰り返させて吸音性能を高めている。
【００４８】
本発明のフェルト吸音材は、ＰＶＣなどの表皮が存在しないことで軽量化および製造工程の簡素化を達成することにより、製造時間を短縮し且つ製造コストを節減するとともに、吸音材の軽量化によって自動車、電車や航空機などにおける究極の目的である高速・軽量化に十分に寄与する。本発明のフェルト吸音材は、表皮が介在しないうえにポリエステル繊維などで全体を単一化すると、環境保護のために自動車部品をリサイクルする際に部分的な剥離や除去が不要となり、全体を同時処理してリサイクル経費を抑制できる。
【００４９】
本発明のフェルト吸音材は、加熱後の冷間プレスなどによって所望の立体形状に成形でき、ダッシュボードインシュレータとして、自動車内部などの狭い設置個所で複雑な形状に成形して敷設できる。本発明のフェルト吸音材は、成形性が優れているので、ダッシュボードインシュレータのほかにフロアインシュレータおよびルーフインシュレータとして、あるいは別個の遮音・防音用途にも適用できる。本発明のフェルト吸音材により、エンジンルームなどの数多くの騒音発生源から発生する種々の騒音を効率良く吸音・遮音でき、ドライバが静かで快適なツーリングを満喫し且つ騒音公害も減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るフェルト吸音材の概略断面図である。
【図２】 フェルト吸音材の製造工程を示し、（１）は上方マットの形成、（２）は嵩高マット素材の加工順である概略説明図である。
【図３】 下方マットの製造工程を示す概略側面図である。
【図４】 本発明のフェルト吸音材の吸音率を示すグラフである。
【図５】 ダッシュボードインシュレータを例示する概略断面図である。
【図６】 フロアインシュレータおよびルーフインシュレータを例示する概略断面図である。
【図７】 本発明の変形例を示す概略断面図である。
【図８】 本発明の第２変形例を示す概略断面図である。
【図９】 本発明の第３変形例を示す概略断面図である。
【図１０】 本発明の第４変形例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ フェルト吸音材
２ 上方マット
６ 表側部
７ 裏側部
８ 中間部
１０ 下方マット
１２ ラップ
２０ ダッシュボードインシュレータ
２６ フロアインシュレータ
３２ ルーフインシュレータ
３６ 中間マット
【発明の属する技術分野】
本発明は、表皮が存在せずに全体が一体であるフェルト吸音材に関し、特に自動車、電車や航空機などにおけるダッシュボードインシュレータ、フロアインシュレータ、ルーフインシュレータとして好適な多密度構成のフェルト吸音材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や電車は走行中に騒音を発生することにより、車内環境に非常に悪影響を与え、しかも道路際や路線際の住民に対して騒音公害を発生する。特に、自動車のエンジンまたは電車のモータ部などの騒音発生源は、制振鋼板や遮音板などの防音材で全体を囲むだけでは遮音・防音が不十分である。このため、自動車や電車の一部では、吸音材による遮音・防音効果を高めるために、ポリウレタンの発泡樹脂をダッシュボードなどの裏面に貼り合わせている。
【０００３】
ポリウレタンなどの発泡樹脂は、クッション材として優れた性能を有し、構造体として強度が要求される場合にはガラス繊維などで強化することが可能であっても、苛酷な使用環境では耐熱性が問題であり、高温雰囲気中で強度が著しく低下するうえに、吸音性と防音性の点でも不十分である。このため、ポリウレタン樹脂製の吸音材は、自動車などのダッシュボードインシュレータ、フロアインシュレータ、ルーフインシュレータとしては不適当であり、耐熱性を高めるための化学処理を加えると製造コストも非常に高くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
自動車用の吸音材には、ダッシュボードインシュレータ用途などとして、比較的高い吸音性と耐熱性を有するポリエステル繊維のフェルト材を用いることが多くなっている。例えば、特開２０００−２０２９３３号公報のように、ポリエステル繊維のフェルト材の表面に、ＰＶＣ、ＥＶＡ、ビチューメンなどの表皮を接着している。この種の吸音材は、ポリエステル繊維がポリウレタン樹脂に比べて高温雰囲気中で強度が低下することが少なく、ダッシュボードインシュレータなどの苛酷な使用環境において機械的性質と耐熱性に優れている。
【０００５】
表皮を有する繊維マット材は、その表皮の存在によって重くなり、大量使用によってダッシュボード自体の全体重量に悪影響を及ぼし、自動車における軽量・高速化という究極の目的に反している。この表皮は、吸音材の製造工程を複雑化するとともに、環境保護のために自動車部品をリサイクルする際に剥離・除去することを要するため、リサイクル経費が高くなってしまう。また、この繊維マット材は、遮音効果がある表皮が存在しても吸音性が未だに十分ではなく、吸音・防音性をいっそう向上させることが急務の課題である。
【０００６】
本発明は、表皮を備える従来の吸音材に関する前記の問題を改善するために提案されたものであり、吸音性能と軽量化をいっそう向上させた自動車、電車、航空機などに用いる多密度構成のフェルト吸音材を提供することを目的としている。本発明の他の目的は、特に低音域における吸音性を向上させ、しかも製造工程の単純でリサイクルが容易なフェルト吸音材を提供することである。本発明の別の目的は、成形性が優れ且つ吸音性能も向上しているダッシュボードインシュレータ、フロアインシュレータ、ルーフインシュレータを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るフェルト吸音材は、加熱成形によって所望の立体形状に成形でき、表側部および裏側部をニードルパンチングによって高密度化し且つ中間部がラップ状のままである上方マットと、相対的に肉厚で中密度である下方マットとで構成する。このフェルト吸音材では、両マットを所定の温度で加熱圧着することによって全体を一体化する。
【０００８】
本発明のフェルト吸音材において、上方マットは、厚さ１.０〜３.０ｍｍで密度０.０５０〜０．４００ｇ／ｃｍ３である表側部および裏側部と、厚さ３.０〜１０ｍｍで密度０.０１０〜０．１００ｇ／ｃｍ３である中間部とを有する。相対的に、表側部および裏側部は高密度におよび中間部は低密度になるように定める。また、下方マットは、厚さ１０〜３５ｍｍで密度０.０１４〜０．１５０ｇ／ｃｍ３であり、相対的に中密度である。
【０００９】
本発明のフェルト吸音材において、上方マットと下方マットとの間に中間マットを配列させるならば、上方マットおよび中間マットとを合わせて実質的に低密度層が２層の高密度層の間に位置するように構成すればよい。このフェルト吸音材では、上方、中間および下方マットを加熱圧着することによって全体を一体化する。
【００１０】
他方では、本発明のフェルト吸音材は、０.１〜１０デニールの繊度範囲において繊度が異なる少なくとも２種の通常繊維５０〜９０重量％および繊度０.５〜１５デニールである低溶融の熱融着性繊維１０〜５０重量％とを混綿して得たラップを積層した上方マットと、０.１〜１０デニールの繊度範囲において繊度が異なる少なくとも２種の通常繊維６０〜９０重量％と、繊度０.５〜１０デニールである低溶融の熱融着性繊維１０〜４０重量％とを混綿して得たラップを積層した下方マットとからなる。このフェルト吸音材では、上方および下方マットを所定の温度で加熱圧着することによって全体を一体化している。好ましくは、上方マットは厚さ５〜１５ｍｍ、下方マットは厚さ１０〜３５ｍｍ、全体厚が１５〜４０ｍｍであり、上方および下方マットに中空スパイラル形状の繊維を含んでいる。
【００１１】
本発明のダッシュボードインシュレータは、フェルト吸音材の全体厚さが１５〜４０ｍｍであり、プレス成形してからダッシュボードの裏側に接着する。本発明のフロアインシュレータは、フェルト吸音材の全体厚さが１５〜４０ｍｍであり、フロアカーペット材の下側と接着してからプレス成形する。本発明のルーフインシュレータは、フェルト吸音材の上方および下方マットに含まれる熱融着性繊維は融点が１００℃以上または結晶化タイプであり、且つ全体厚さが１５〜４０ｍｍであり、天井表皮と接着してからプレス成形する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るフェルト吸音材１は、図１に例示するように、上方マット２の表側部６および裏側部７を高密度化し且つ中間部８がラップ状のままであり、一方、下方マット１０が相対的に中密度である。吸音材１において、上方マット２の表側部６と裏側部７は密度０.０５０〜０．４００ｇ／ｃｍ３、中間部８は密度０.０１０〜０．１００ｇ／ｃｍ３、下方マット１０は密度０.０１４〜０．１５０ｇ／ｃｍ３であると好ましく、この範囲内にあると吸音材１の吸音性、遮音性、防音性をより高くできる。上方マット２の中間部８は、ラップ状のままで一般に低密度層に相当する。本発明の吸音材１において、その一部または全体における繊維密度の高低は相対的な評価であるから、吸音材１の低密度層や中密度層が別の吸音材の高密度層より密度が高くてもよい。
【００１３】
フェルト吸音材１は、厚みが全体で１５〜６５ｍｍであり、より軽量化を図るためには厚さ１５〜４０ｍｍであると好ましい。フェルト吸音材１において、上方マット２は厚さ５〜１５ｍｍおよび下方マット１０は厚さ１０〜３５ｍｍであり、該上方マットの表側部６と裏側部７を厚さ１.０〜３.０ｍｍ、中間部８を厚さ３.０〜１０ｍｍに定めると、吸音材１の吸音性能を高めるうえで好ましい。所望に応じて、図７から図１０に例示するように、中間マット３６を上方マット２と下方マット１０との間に介在させてもよい。
【００１４】
中間マット３６（図７）は、吸音材の吸音性能をさらに高めるために上方マット２と下方マット１０との間に配列し、例えば、上方マット２と同じまたは類似の繊維構成であり、厚さは上方マット２と同様に５〜１５ｍｍであればよい。中間マット３６には、上方マットと同様に高密度層３８（図７）を表側部と裏側部に形成しても、表側部または裏側部の一方だけに形成してもよい。中間マット３６は、上方マット２と合わせて、低密度層４０（図７）が実質的に２層の高密度層の間に位置するように構成する。
【００１５】
フェルト吸音材１では、通常、上方マット２および下方マット１０において構成繊維の繊度と種類が異なる。上方マット２は、０.１〜１０デニールの繊度範囲において繊度が異なる少なくとも２種の通常繊維５０〜９０重量％および繊度０.５〜１５デニールである熱融着性繊維１０〜５０重量％とを混綿して得たラップを積層すると好ましい。また、下方マット１０は、０.１〜１０デニールの繊度範囲において繊度が異なる少なくとも２種の通常繊維６０〜９０重量％と、繊度０.５〜１０デニールである熱融着性繊維１０〜４０重量％とを混綿して得たラップを積層すると好ましい。マット２，１０において、合成または天然繊維である通常繊維が前記の含有範囲を超えると、全体が硬くなりすぎたり、形状を保持できずに後工程に支障を来すことがある
【００１６】
前記の通常繊維は、通常では３〜６デニールの繊維を使用するけれども、より細デニールの繊維を混在させると吸音性を増大させることができる。この通常繊維として、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリル、ナイロン、芳香族ポリアミドなどの合成繊維、羊毛、木綿などの天然繊維、レーヨン、アセテートなどの化学繊維またはこれらを相互に混綿した繊維が例示でき、一般に繊度調整が容易なポリエステル繊維を使用すると好ましい。これらの構成繊維として、一部に反毛（回収再生綿）を用いてもよい。
【００１７】
前記の熱融着性繊維は、通常繊維に対して融点が約２０℃以下であればよく、通常、融点が９０〜１７０℃である繊維、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、低融点ポリエステル、低融点ポリアミドまたはこれらの混合繊維などである。この熱融着性繊維は、低融点のポリプロピレンやポリエステルとエチレンまたはブテンとのコポリマーでもよく、芯鞘や並列のような２層型または多重並列や多芯のような多層型の複合繊維であってもよい。この熱融着性繊維には、比較的安価な低融点ポリエステル系繊維を用いると好ましい。この吸音材をルーフインシュレータ３２（図６）として使用するならば、車両の室内温度上昇時の部材の垂れを考慮して、より融点の高い繊維または結晶化タイプの繊維を選択すればよい。
【００１８】
前記の通常繊維および熱融着性繊維は、一般に白色または無色透明である。吸音材１をダッシュボードインシュレータ２０（図５）に適用する際に、白い繊維がハンドルチルトアップ時などにダッシュパネル隙間から覗くならば、これらの繊維の一部または全部を黒系繊維に変更すればよい。通常繊維および熱融着性繊維ともに、黒色ポリエステル繊維を使用可能である。
【００１９】
マット２，１０からなる吸音材１では、吸音性能の向上を図るために、通常繊維および熱融着性繊維について、繊度が異なる繊維を５種類以上含み、しかも細い繊維を適宜加える。好ましくは、フェルト吸音材１の全体で繊度が異なる繊維が９種類以上含有し、各繊維の繊度が０.１〜６デニールの範囲において広く分散させる。
【００２０】
上方マット２および下方マット１０には、へたり防止のために、中空スパイラル形状の繊維（例えば、商品名：エスアップ、東洋紡製）を含むと好ましい。また、下方マット１０には、潜在捲縮性繊維例えば潜在捲縮性ポリエステル系繊維（商品名：ナチューラ、東洋紡製）を５〜１５重量％含有させると、加熱によって下方マット１０をいっそう嵩高にできるので好ましい。
【００２１】
上方マット２および下方マット１０は、通常繊維および熱融着性繊維を混綿し、この混綿は公知のラップフォーミング方法によって全体を均一に行い、ついで展綿・積層すればよく、カード方式以外で製造したラップも使用可能である。フェルト吸音材１は、所定の温度で加熱圧着するので全体を一体化させ、該フェルト吸音材に基布層や接着剤層などの境界が存在しない。
【００２２】
フェルト吸音材１を製造するには、図２（１）に示すように、所定量の通常繊維および熱融着性繊維をそれぞれカーディング機３で混綿し、得たラップを積層して上方マット２を形成する。上方マット２は、通常のロッキングニードル機４，５によって、表側部６および裏側部７をそれぞれ浅く高密度にニードルパンチングすることにより、部分的に高密度化し、中間部８はラップ状つまり低密度の綿状繊維組織のままである。上方マット２について、表側部６、裏側部７、中間部８をそれぞれ別個に形成し、加熱圧着時に全体を重ね合わせて一体化してもよい。
【００２３】
一方、下方マット１０として、所定量の通常繊維および熱融着性繊維をそれぞれカーディング機（図示しない）で混綿し、得たラップ１２を裏向きの上方マット２に振り分けて所定量積層する（図３参照）。積層した嵩高マット１４は、図２（２）に示すように、ベルトコンベアで走行させて熱処理炉１５に送り込んで加熱し、該炉を出るとローラ対１６などで加熱圧着することで一体化させる。重合したマット２，１０は、公知のホットプレス（図示しない）に送って加熱圧着してもよい。したがって、この加熱圧着は、バッチ処理または連続処理のいずれも可能である。上方マット２および下方マット１０は、適量の熱融着性繊維が介在することによって容易に熱接着する。
【００２４】
本発明により、板状のフェルト吸音材１からダッシュボードインシュレータ２０（図５）、フロアインシュレータ２６（図６）、ルーフインシュレータ３２（図６）などを製造できる。フェルト吸音材１を加熱成形する場合には、通常、約１６０〜２８０℃で短時間加熱し、直ちに冷間プレスで立体成形してから適宜にトリミングすればよい。
【００２５】
フェルト吸音材１は、苛酷な使用環境において機械的性質および耐熱性が優れ、目付が７５０〜２６００ｇ／ｍ2であるから厚さに比べて軽量である。フェルト吸音材１は、熱融着性繊維を１０〜５０％含むことにより、加熱後に直ちにプレスすると所望の形状に成形でき、複雑の立体形状を有する自動車３３（図６）および電車用部品として用いると好適である。吸音材１では、ボルト孔２１（図５）などの穿孔作業および切断作業時にガラス粉のような粉塵が発生せず、作業環境の悪化を顧慮する必要がない。
【００２６】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００２７】
実施例１
図１に示すフェルト吸音材１の上方マット２を製造するため、カーディング機３（図２）に、６デニールの白色ポリエステル繊維３０％、３デニールの白色ポリエステル繊維２０％と、６デニールの中空スパイラルクリンプポリエステル繊維（商品名：エスアップ）２０％と、４デニールの白色低融点ポリエステル系繊維（商品名：メルティー、ユニチカ製）３０％とを投入する。
【００２８】
カーディング機３で混綿・積層したマット素材は、実際には裏向きの状態であり、ロッキングニードル機４で裏側を２７０本／ｃｍ２の針密度で浅く高密度にニードルパンチングし、ついで、ロッキングニードル機５で表側も２７０本／ｃｍ２の針密度で浅く高密度にニードルパンチングする。この結果、上方マット２において、表側部６および裏側部７が高密度になり、中間部８が低密度の綿状繊維組織のままである。
【００２９】
一方、下方マット１０用のマット素材として、３デニールの白色ポリエステル繊維３０％、０.７５デニールの白色ポリエステル繊維３０％と、２デニールの白色低融点ポリエステル系繊維（商品名：メルティー）２０％、６デニールの中空スパイラルクリンプポリエステル繊維（商品名：エスアップ）１０％と、２.５デニールの白色潜在捲縮性ポリエステル系繊維（商品名：ナチューラ）１０％とを用い、別のカーディング機（図示しない）において相互に混綿してラップ１２を得る。ラップ１２は、図３に示すように、裏向きの上方マット２の上に振り分けて所定量積層して嵩高マット素材を製造する。
【００３０】
次に、図２（２）に示すように、嵩高マット素材１４を熱風乾燥炉１５において１８０℃で１分間加熱し、公知の成形ローラ対１６で全体を圧着してから冷風冷却室１８に送り込む。上方マット２の裏側部と積層ラップとは、適量の熱融着性繊維が介在することによってローラ対１６で熱接着され、積層ラップは下方マット１０（図１）となる。得た吸音材１は、見掛け総目付１６００ｇ／ｍ2および見掛け厚さ２５ｍｍである。
【００３１】
吸音材１における厚さ約８ｍｍの上方マット２について、表側部６は厚さ１.５ｍｍで目付２００ｇ／ｍ2、中間部８は厚さ５ｍｍで目付２００ｇ／ｍ2、裏側部７は厚さ１.５ｍｍで目付２００ｇ／ｍ2である。また、下方マット１０は厚さ約１７ｍｍおよび目付１０００ｇ／ｍ2である。この結果、上方マット２の表側部６および裏側部７は密度０.１３３ｇ／ｃｍ３である相対的な高密度層であり、中間部８は密度０.０４０ｇ／ｃｍ３である低密度層となる。また、下方マット１０は密度０.０５９ｇ／ｃｍ３である相対的な中密度層である。
【００３２】
吸音材１の重量は、現行のダッシュボードインシュレータに比べると約２５％から最大４５％も軽くなり、自動車３３（図６）や電車などの車両搭載の際に有利である。また、吸音材１では、上方マット２が擬似表皮に相当し、表皮の廃止によって全体が一体化して加工時間を短縮でき、自動車部品をリサイクルする際にリサイクルが容易になる。
【００３３】
試験例１
実施例１で製造した吸音材１の吸音性能を確認するため、垂直入射法によって上方マット２側から入射した場合および下方マット１０側から入射した場合の吸音性を測定し、さらに同様に単層の吸音材についても測定し、それぞれの結果を図４のグラフに示す。単層の吸音材は、実施例１の上方マット２と同様の繊維構成であり、加熱圧着によって見掛け目付１６００ｇ／ｍ2および見掛け厚さ２５ｍｍであるから、密度０.０６ｇ／ｃｍ３で相対的な中密度層に相当する。
【００３４】
この試験結果から、実施例１で得た吸音材１は、単層の吸音材に比べて殆どの周波数において吸音性能が優れ、特に低周波数域において独特の高い吸音性能を発揮する。この理由としては、図１右側に例示するように、上方マット２側から入射した音（ノイズ）Ｓを上方マット２における高密度層間で反射を繰り返して封じ込め、且つ滞留時間を長くして波長を減衰させ、該マットを透過した一部の音Ｓ'も下方マット１０つまり中密度層でさらに吸収される多密度構成に依る。吸音材１は、上方マット２および下方マット１０により細いデニールの通常繊維を多種加えることにより、低音域における吸音率をいっそう良化させることが可能である。
【００３５】
実施例２
実施例１で製造した板状のフェルト吸音材１を１６０〜２６０℃で９〜６０秒間加熱し、直ちに冷間プレスで成形し、ついでトリムプレスによって形状トリミングすると、例えばダッシュボードインシュレータ２０（図５）を製造できる。成形したインシュレータ２０は、ダッシュボード（図示しない）の車体パネルの裏側にアクリル系接着剤を塗布してから貼り合わせる。得たインシュレータ２０は、現行品よりも２３〜４５％軽く、吸音性能が向上することにより、自動車内部における遮音効果をいっそう高める。インシュレータ２０では、取付用のボルト孔２１の穿孔作業時にガラス粉のような粉塵が発生せず、作業環境の悪化を顧慮する必要がない。
【００３６】
実施例３
図６の下方に示すように、実施例１で製造した板状のフェルト吸音材１を接着シート２２または接着剤を介してフロアカーペット材２４の下面と貼り合わせ、１８０〜２８０℃で３０〜１２０秒間加熱し、直ちに冷間プレスでプレス成形し、ついでトリムプレスによって形状トリミングする。成形したフロアインシュレータ２６は、自動車のフロア表側にアクリル系接着剤を塗布してから貼り合わせる。得たフロアインシュレータ２６は、現行品よりもかなり軽く、吸音性能が向上することにより、自動車内部における遮音効果をいっそう高める。
【００３７】
実施例４
図６の上方に示すように、実施例１で製造した板状のフェルト吸音材１を接着シート２８または接着剤を介して天井表皮３０の下面と貼り合わせ、１８０〜２８０℃で３０〜１２０秒間加熱し、直ちに冷間プレスでプレス成形し、ついでトリムプレスによって形状トリミングする。成形したルーフインシュレータ３２は、ダッシュボードの車体パネルの裏側にアクリル系接着剤を塗布してから貼り合わせる。得たフロアインシュレータ３２は、現行品よりもかなり軽く、吸音性能が向上することにより、自動車内部における遮音効果をいっそう高める。
【００３８】
実施例５
図７に示すフェルト吸音材３４には、実施例１における上方マット２と下方マット１０との間に、中間マット３６を介在させる。中間マット３６は、上方マット２と同じ繊維構成および同じ厚みである。重合した上方マット２と中間マット３６の上に、実施例１と同様の下方マット用ラップを振り分けて下方マット１０を配列する。図２（２）に示すように、得た嵩高マット素材を熱風乾燥炉において１８０℃で１分間加熱し、公知の成形ローラ対で全体を圧着してから冷風冷却室に送り込む。上方マット２、中間マット３６および下方マット１０は、適量の熱融着性繊維が介在することによってローラ対で熱接着できる。
【００３９】
得た吸音材３４は、見掛け総目付２２００ｇ／ｍ2および見掛け厚さ３３ｍｍである。上方マット２および中間マット３６は、厚さ約８ｍｍであり、両者の表側部および裏側部は厚さ１.５ｍｍで目付２００ｇ／ｍ2、中間部は厚さ５ｍｍで目付２００ｇ／ｍ2である。また、下方マット１０は厚さ約１７ｍｍおよび目付１０００ｇ／ｍ2である。
【００４０】
吸音材３４では、上方マット２および中間マット３６とを合わせて、両マットの表側部および裏側部がそれぞれ高密度層３８に相当する。低密度層４０が、それぞれ２層の高密度層３８の間に位置し、該低密度層は２層存在する。
【００４１】
実施例６
図８に示すフェルト吸音材４２には、実施例５と同様に中間マット４４を介在させる。中間マット４４は、上方マット２と同じ繊維構成であるが、最終的に厚さ約５ｍｍになるように定め、その表側だけをニードルパンチングして、厚さ１.５ｍｍで目付２００ｇ／ｍ2となる表側部４６だけを形成する。ついで重合した上方マット２と中間マット４４の上に下方マット１０を配列してから、実施例５と同様に加熱処理して、見掛け総目付１９４０ｇ／ｍ2および見掛け厚さ３０ｍｍのフェルト吸音材４２を得る。
【００４２】
吸音材４２では、上方マット２および中間マット４４とを合わせて、上方マット２の表側部と裏側部ならびに中間マット４４の表側部４６が高密度層４８に相当する。低密度層５０が、２層の高密度層４８の間に位置している。
【００４３】
実施例７
図９に示すように、中間マット５２を実施例５と同様に介在させる。図９の吸音材５４では、上方マット５５の表側部５６および中間マット５２の裏側部５８だけをニードルパンチングして、高密度の表側部５６および裏側部５８を形成する。重合した上方マット５５と中間マット５２の上に下方マット１０を配列してから、実施例５と同様に加熱処理して、見掛け総目付１８００ｇ／ｍ2および見掛け厚さ３０ｍｍのフェルト吸音材５４を得る。
【００４４】
吸音材５４では、上方マット５５および中間マット５２とを合わせて、上方マット５５の表側部５６および中間マット５２の裏側部５８が高密度層６２に相当する。低密度層６４が、２層の高密度層６２，６２の間に位置している。
【００４５】
実施例８
図１０に示すように、実施例７と同様の上方マット５５および中間マットを用いるけれども、この中間マット６４では表側部６６だけを高密度化する。重合した上方マット５５と中間マット６４の上に下方マット１０を配列してから、実施例５と同様に加熱処理して、見掛け総目付１８００ｇ／ｍ2および見掛け厚さ３０ｍｍのフェルト吸音材６８を得る。
【００４６】
吸音材６８では、上方マット５５および中間マット６４とを合わせて、上方マット５５の表側部５６および中間マット６４の表側部６６が高密度層７０に相当する。低密度層７２は２層の高密度層７０，７０の間に位置している。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係るフェルト吸音材は、従来の吸音材と比較すると低音域から高音域に至る殆どの周波数において吸音性能が優れ、特に低周波数域において独特の高い吸音性能を発揮する。本発明のフェルト吸音材は、多種の原料繊維を含む多密度構成であり、上方マットでは低密度層を高密度層でサンドイッチした仕様として、音の封じ込めと反射を繰り返させて吸音性能を高めている。
【００４８】
本発明のフェルト吸音材は、ＰＶＣなどの表皮が存在しないことで軽量化および製造工程の簡素化を達成することにより、製造時間を短縮し且つ製造コストを節減するとともに、吸音材の軽量化によって自動車、電車や航空機などにおける究極の目的である高速・軽量化に十分に寄与する。本発明のフェルト吸音材は、表皮が介在しないうえにポリエステル繊維などで全体を単一化すると、環境保護のために自動車部品をリサイクルする際に部分的な剥離や除去が不要となり、全体を同時処理してリサイクル経費を抑制できる。
【００４９】
本発明のフェルト吸音材は、加熱後の冷間プレスなどによって所望の立体形状に成形でき、ダッシュボードインシュレータとして、自動車内部などの狭い設置個所で複雑な形状に成形して敷設できる。本発明のフェルト吸音材は、成形性が優れているので、ダッシュボードインシュレータのほかにフロアインシュレータおよびルーフインシュレータとして、あるいは別個の遮音・防音用途にも適用できる。本発明のフェルト吸音材により、エンジンルームなどの数多くの騒音発生源から発生する種々の騒音を効率良く吸音・遮音でき、ドライバが静かで快適なツーリングを満喫し且つ騒音公害も減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るフェルト吸音材の概略断面図である。
【図２】 フェルト吸音材の製造工程を示し、（１）は上方マットの形成、（２）は嵩高マット素材の加工順である概略説明図である。
【図３】 下方マットの製造工程を示す概略側面図である。
【図４】 本発明のフェルト吸音材の吸音率を示すグラフである。
【図５】 ダッシュボードインシュレータを例示する概略断面図である。
【図６】 フロアインシュレータおよびルーフインシュレータを例示する概略断面図である。
【図７】 本発明の変形例を示す概略断面図である。
【図８】 本発明の第２変形例を示す概略断面図である。
【図９】 本発明の第３変形例を示す概略断面図である。
【図１０】 本発明の第４変形例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ フェルト吸音材
２ 上方マット
６ 表側部
７ 裏側部
８ 中間部
１０ 下方マット
１２ ラップ
２０ ダッシュボードインシュレータ
２６ フロアインシュレータ
３２ ルーフインシュレータ
３６ 中間マット
Claims (7)
- 加熱成形によって所望の立体形状に成形できるフェルト吸音材であって、表側部および裏側部をニードルパンチングによって高密度化し且つ中間部が低密度のままである上方マットと、該上方マットよりも肉厚である下方マットとからなり、上方マットは密度０.０５０〜０.４００ｇ／ｃｍ３である表側部と裏側部ならびに密度０.０１０〜０.１００ｇ／ｃｍ３である中間部を有し、且つ下方マットは密度０.０１４〜０.１５０ｇ／ｃｍ３であって上方マットの表側部と裏側部より低密度であり、両マットを所定の温度で加熱圧着することによって全体を一体化している多密度構成のフェルト吸音材。
- 加熱成形によって所望の立体形状に成形できるフェルト吸音材であって、表側部および裏側部をニードルパンチングによって高密度化して密度０ . ０５０〜０ . ４００ｇ／ｃｍ ３ であり且つ中間部が密度０ . ０１０〜０ . １００ｇ／ｃｍ ３ である上方マットと密度０ . ０１４〜０ . １５０ｇ／ｃｍ ３ の下方マットとの間に中間マットを配列させ、上方マットおよび中間マットとを合わせて実質的に低密度層が２層の高密度層の間に位置するように構成し、上方、中間および下方マットを加熱圧着することによって全体を一体化しているフェルト吸音材。
- 加熱成形によって所望の立体形状に成形できるフェルト吸音材であって、０.１〜１０デニールの繊度範囲において繊度が異なる少なくとも２種の通常繊維５０〜９０重量％および繊度０.５〜１５デニールである低溶融の熱融着性繊維１０〜５０重量％とを混綿して得たラップを積層してからニードルパンチングによって表側部および裏側部を高密度化して密度０ . ０５０〜０ . ４００ｇ／ｃｍ ３ であり且つ中間部が密度０ . ０１０〜０ . １００ｇ／ｃｍ ３ である上方マットと、０.１〜１０デニールの繊度範囲において繊度が異なる少なくとも２種の通常繊維６０〜９０重量％と、繊度０.５〜１０デニールである低溶融の熱融着性繊維１０〜４０重量％とを混綿して得たラップを積層した密度０ . ０１４〜０ . １５０ｇ／ｃｍ ３ の下方マットとからなり、両マットを所定の温度で加熱圧着することによって全体を一体化しているフェルト吸音材。
- 上方マットは厚さ５〜１５ｍｍ、下方マットは厚さ１０〜３５ｍｍ、全体厚が１５〜４０ｍｍであり、上方および下方マットに中空スパイラル形状の繊維を含む請求項１から３のいずれかに記載のフェルト吸音材。
- 所望の立体形状に加熱成形できるフェルト吸音材であって、表側部および裏側部をニードルパンチングによって高密度化し且つ中間部が低密度のままである上方マットと、該上方マットよりも肉厚である下方マットとからなり、上方マットは密度０.０５０〜０.４００ｇ／ｃｍ３である表側部と裏側部ならびに密度０.０１０〜０.１００ｇ／ｃｍ３である中間部を有し、且つ下方マットは密度０.０１４〜０.１５０ｇ／ｃｍ３であって上方マットの表側部と裏側部より低密度であり、全体厚さが１５〜４０ｍｍであり、プレス成形してからダッシュボードの裏側に接着するダッシュボードインシュレータ。
- 所望の立体形状に加熱成形できるフェルト吸音材であって、表側部および裏側部をニードルパンチングによって高密度化し且つ中間部が低密度のままである上方マットと、該上方マットよりも肉厚である下方マットとからなり、上方マットは密度０.０５０〜０.４００ｇ／ｃｍ３である表側部と裏側部ならびに密度０.０１０〜０.１００ｇ／ｃｍ３である中間部を有し、且つ下方マットは密度０.０１４〜０.１５０ｇ／ｃｍ３であって上方マットの表側部と裏側部より低密度であり、全体厚さが１５〜４０ｍｍであり、フロアカーペット材の下側と接着してからプレス成形するフロアインシュレータ。
- 所望の立体形状に加熱成形できるフェルト吸音材であって、表側部および裏側部をニードルパンチングによって高密度化し且つ中間部が低密度のままである上方マットと、該上方マットよりも肉厚である下方マットとからなり、上方マットは密度０.０５０〜０.４００ｇ／ｃｍ３である表側部と裏側部ならびに密度０.０１０〜０.１００ｇ／ｃｍ３である中間部を有し、且つ下方マットは密度０.０１４〜０.１５０ｇ／ｃｍ３であって上方マットの表側部と裏側部より低密度であり、上方および下方マットに含まれる熱融着性繊維は融点が１００℃以上または結晶化タイプであり、全体厚さが１５〜４０ｍｍであり、天井表皮と接着してからプレス成形するルーフインシュレータ。
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