JP4248655B2

JP4248655B2 - 自動車フロアー用の軽量硬物フェルトおよびその製造方法

Info

Publication number: JP4248655B2
Application number: JP1746899A
Authority: JP
Inventors: 寛川瀬; 純祐江口
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2019-01-26
Also published as: JP2000211417A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のフロアーカーペットもしくはデッキフロアーマット部のアンダーレイ等の防音材および緩衝材として用いられる軽量硬物フェルトおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から自動車のフロアーに防音および緩衝のために使用されるフロアーマットには、フェノール樹脂をバインダーとするキュアフェルト、繊維をニードリング加工したニードル系フェルト、および、ポリエステル繊維に熱融着繊維を混合して固めたＰＥＴフェルト等がある。
【０００３】
ところで、これらのフェルトは繊維を積層して熱で固めたり、ニードリング加工をしただけのものであったので、カーペット等に貼り合せて製品化した状態で積み重ねたり、長期にわたり荷重を掛けた場合に弾性が損なわれ（以下「へたり性が大きい」という）、本来の機能である緩衝性および防音性も著しく低下する欠点があった。
【０００４】
また上記のようなへたり性が小さいマット材としては、ウレタンチップ粉砕品をバインダー樹脂で固めたマット材が使用されていが、該マット材はキュアフェルト等に比較して密度がかなり高く（ρ＝０．１〜０．１５）、そのためマット材そのものの重量も重くなり、また性能面でも密度が高すぎる分、吸音性能がキュアフェルト等に比較してかなり悪い欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、軽量でかつヘタリ性が少なく、しかも吸音性能も持ち合せた自動車フロアー用材料の開発が望まれているが、従来ではこれらの性能を満足し得る材料がないのが現状であった。
従って本発明の目的は、重量，ヘタリ性、および吸音特性のすべてを満足し得る軽量硬物フェルトを開発，製造し、これを市場に安定的に供給し得るようにするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の自動車フロアー用の軽量硬物フェルトの製造方法は、１５〜３０デニールの太径ポリプロピレン繊維を１０〜３０重量％、１．５〜４デニールの細径ポリプロピレン繊維を３０〜６０重量％、２〜４デニールのポリプロピレン系の低融点細径繊維を３０〜４０重量％の範囲で混綿し、これをカード機に通すことによりフリースを形成し、該フリースをレイヤーにより重合させ複層化するとともに、複層化した原反をニードリング加工することにより繊維どうしを錯綜させた後、該原反をウェーブ機に通して波状に折り込んで波状フェルトを形成し、次いで該波状フェルトをオーブンにて加熱し低融点細径繊維を溶融させることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に図面と共に本発明の実施の形態を説明する。図１に本発明に係る軽量硬物フェルトの製造ラインの工程図を示す。本発明の軽量硬物フェルトは、ポリプロピレン繊維と、バインダーとなるポリプロピレン系の低融点細径繊維を主原料とする。なお、ここに低融点細径繊維は細径繊維の表面をポリプロピレン系の低融点材料によって被覆してなるものである。本発明にて使用されるポリプロピレン繊維としては、太さ１５〜２５デニールの太径ポリプロピレン繊維を１０〜３０重量％、１．５〜４デニールの細径ポリプロピレン繊維を３０〜６０重量％、２〜４デニールのポリプロピレン系の低融点細径繊維を３０〜４０重量％の範囲で混綿するのがよい。なお、「デニール」は周知のように繊維の太さ単位であって、１本の繊維９０００ｍ当たりの重さを表わす。（例えば、２デニールの繊維は９０００ｍで２ｇということになる）。また、原材料の繊維長は２インチ（５１ｍｍカット品）とした。これらの原料繊維を周知の解繊機によって解繊し、ミキシングフィーダー，ストックフィーダーに通して混綿する。次いでカード機を通すことによりフリースを形成し、該フリースをレイヤーにより重合させ複層化する。
【０００８】
そして、複層化した原反をニードル機にてニードリング（針刺し）加工することにより繊維どうしをさらに錯綜させ絡みをよくする。これによって該原反は厚さ２０〜２５ｍｍ、目付量４０〜８０ｇ／ｍ^２に調整される。そして該原反を縦切りスリッターで耳取りをした後、フィードコンベヤにてウェーブ機に通す。このウェーブ機は、図２に示したように、原反１をシュート２に沿って一定速度で送り込むために設けられたフィードローラ３と、湾曲状歯４を放射状に形成してなる付形ローラ５と、搬送ベルト６と、高さ調整装置７に支持された押え棒８とからなり、付形ローラ５が矢印の方向に低速回転することによりフィードローラ３によって送り込まれてきた原反１が該付形ローラ５の各湾曲状歯４間に折り込まれ、ネットコンベヤ６と押え棒８との間に搬送されることによって波状フェルト９を形成するものである。なお、該波状フェルト９の従来の波状フェルトの厚さが通常は４０〜８０ｇ／ｍ^２であるのに対し、このウェーブ機による折り込みによって２００〜３００ｇ／ｍ^２程度の厚い原反に付形される。
【０００９】
１０はオーブンで、該オーブンではネットベルト６によって水平に搬入されてきた波状フェルト９をさらに上方からネットコンベヤ１１によって挟着しつつ熱風（１６０℃程度）によって加熱しバインダーとなる低融点細径繊維を溶融させることにより該波状フェルト９の厚さを調整しながらキュア（付形）する。そして該波状フェルト９はそのまま冷却室に搬入されて冷却され低融点細径繊維を凝固させた後、カッティング装置を通し所要の大きさに切断することにより図３に示したような軽量硬物フェルトが製造される。
【００１０】
こうして製造された軽量硬物フェルトは、軽量で且つヘタリ性が少なく、吸音特性も優れ、市場のニーズに適合するとともに、連続して生産することができるので製造コストも軽減される。また原料繊維としてポリプロピレン系繊維のみを使用することで、廃材の分別リサイクルが容易となり、製造過程にて成形品をトリムしたとき等に発生する端材のリサイクルも容易となるなど資源の有効活用が期待される。
【００１１】
【表１】

【００１２】
表１は、太径ポリプロピレン繊維と細径ポリプロピレン繊維とポリプロピレン系の低融点細径繊維との混綿比率を種々異ならせて製造した本発明に係る発明品１〜３と、太径ポリプロピレン繊維を混綿しないで製造した比較品１の圧縮硬さ，ヘタリ性、ウェーブ間の接着性、および吸音性の良否を表わしたものである。図中、◎は優、○は良、△は可、×は不可である。なお、オーブンの熱風温度は１５５℃、ラインスピードは２ｍ／分で、原材料の繊維長は２インチとした。
【００１３】
【表２】

【００１４】
また、表２の従来品１は太径ポリプロピレン繊維と細径ポリエチレン繊維との混綿品、比較品２は太径ポリプロピレン繊維とポリプロピレン系低融点細径繊維との混綿品、従来品２は太径ポリプロピレン繊維とポリエステル系低融点細径繊維との混綿品の圧縮硬さ，ヘタリ性、ウェーブ間の接着性、および吸音性の良否をそれぞれ表わしたものである。なお、オーブンの熱風温度は１５０℃、ラインスピードは２ｍ／分で、原材料の繊維長は２インチとした。このように太径繊維を使用したものでは、圧縮硬さ、およびヘタリ性については比較的よい結果が得られるものの、吸音性能が問題となった。
【００１５】
【表３】

【００１６】
また、表３の従来品３は太径ポリエステル繊維と細径ポリエチレン繊維との混綿品、従来品４は太径ポリエステル繊維とポリプロピレン系低融点バインダー繊維との混綿品、従来品５は太径ポリエステル繊維とポリエステル系低融点細径繊維との混綿品の圧縮硬さ，ヘタリ性、ウェーブ間の接着性、および吸音性の良否をそれぞれ表わしたものである。なお、オーブンの熱風温度は１６０℃、ラインスピードは２ｍ／分で、原材料の繊維長は２インチとした。これらの従来品では必要な圧縮硬さが得られなかった。そのためヘタリ性もよくない状況であった。
【００１７】
これらの表から明らかなように、太径ポリプロピレン繊維と細径ポリプロピレン繊維とポリプロピレン系の低融点細径繊維とを混綿してなる発明品は、従来品と比較し、自動車フロアー材として要望される優れた特性を示す。
【００１８】
また、ニードリング加工の有無によってどのような特性の相違が生じるかを実験するため表４に示した条件により製造した発明品の特性を測定した結果を表５に示す。そして表６に示されるようにニードリング加工は、ヘタリ性を改善するために有効であることが分かった。
【００１９】
【表４】

【表５】

【表６】

【００２０】
なお、これらの表の圧縮硬さ，ヘタリ性、および吸音性等の試験方法を以下に示す。
〔圧縮硬さ〕
試験片を平らな台上に置き、直径２００ｍｍの円形加圧板を試験片の上面にのせ０．５ｋｇの荷重を加えたときの厚さを測定し、これを初めの厚さとする。円形加圧板を６００ｍｍ／分で初めの厚さの２５％の距離を圧縮し、静止後２０秒経過したときの荷重を硬さとする。
〔ヘタリ性〕
試験片を平らな台上に置き、直径２００ｍｍの円形加圧板で試験片の上面から５０ｍｍ／分のスピードで抑え、２０ｋｇｆ荷重時のサンプル厚さを測定し初期板厚からの変化率を求める。
へたり率＝（初期厚さ−荷重を加えた厚さ）／初期厚さ
〔吸音性〕
ＪＩＳ−Ａ−１４０５に準じ垂直入射法で、２５０Ｈｚ〜５００Ｈｚの平均値を採る。
【００２１】
また、表７は本発明に係る軽量硬物フェルトと従来品との物性比較表である。また、図４は本発明により製造された軽量硬物フェルトと従来品との吸音特性を示したグラフである。この表およびグラフからも分かるように本発明の軽量硬物フェルトは、騒音として耳障りな周波数域の吸音率が高い特徴が認められる。
【００２２】
【表７】

【００２３】
【発明の効果】
このように本発明により製造された軽量硬物フェルトは、軽量で且つヘタリ性が少なく、吸音特性が優れ、自動車フロアー材としてのニーズに適合する。また原料繊維としてポリプロピレン系繊維のみを使用することで、廃材の分別リサイクルが容易となり、製造過程にて成形品をトリムしたとき等に発生する端材のリサイクルも容易となるなど有益な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す軽量硬物フェルトの製造工程図。
【図２】図１のウェーブ機の要部の縦断面図。
【図３】本発明により製造された軽量硬物フェルトの斜視図。
【図４】本発明により製造された軽量硬物フェルトと従来品との吸音特性を示すグラフ。
【符号の説明】
１原反
５付形ローラ
９波状フェルト
１０オーブン

Claims

１５〜３０デニールの太径ポリプロピレン繊維を１０〜３０重量％、１．５〜４デニールの細径ポリプロピレン繊維を３０〜６０重量％、２〜４デニールのポリプロピレン系の低融点細径繊維を３０〜４０重量％の範囲で混綿し、これをカード機に通すことによりフリースを形成し、該フリースをレイヤーにより重合させ複層化するとともに、複層化した原反をニードリング加工することにより繊維どうしを錯綜させた後、該原反をウェーブ機に通して波状に折り込んで波状フェルトを形成し、次いで該波状フェルトをオーブンにて加熱し低融点細径繊維を溶融させることを特徴とした自動車フロアー用の軽量硬物フェルトの製造方法。