JPH10236238A

JPH10236238A - 自動車用内装材

Info

Publication number: JPH10236238A
Application number: JP9048042A
Authority: JP
Inventors: Makio Nagata; 万亀男永田; Motohiro Orimo; 元弘折茂; Kyoichi Watanabe; 恭一渡辺; Koichi Nemoto; 好一根本
Original assignee: Kasai Kogyo Co Ltd; Kanebo Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Kasai Kogyo Co Ltd; Kanebo Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 1998-09-08
Anticipated expiration: 2017-03-03
Also published as: JP3247629B2

Abstract

(57)【要約】【課題】周波数全域、特に特定周波数の遮音性能を向
上させることを目的とした自動車用内装材を提供するこ
と。【解決手段】車体パネルの車室内側に位置するように
設置された、密度の異なる少なくとも３層以上の合成繊
維を主成分とする積層繊維集合体から構成される繊維集
合体層と、通気性を有さない高分子層とで構成されてい
ることを特徴とする自動車用内装材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用内装材に
関するもので、周波数全域、特に特定周波数の遮音性能
を向上させることを目的とした自動車用内装材に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の静粛性に対する要求が高
まっており、車室内への騒音を低減させる材料が要求さ
れている。その要求は、内装材に対して特に高く、ドア
の内装トリム材、ヘッドライニング、フロアカーペッ
ト、ダッシュインシュレータ等には、高い遮音性能や吸
音性能が要求されている。

【０００３】特にダッシュインシュレータ１は、図１に
示すように、エンジンルームと車室とを区画するダッシ
ュパネル２の車室内面上に位置し、エンジンルームから
車室への騒音の伝達を防止する役目を持っている。

【０００４】このダッシュインシュレータ１は、図２に
示すように、充填材を混入した塩化ビニルシートやゴム
シート等の通気性を有さない高分子高密度層３と、フェ
ルト、ポリウレタンフォームおよび不織布等の多孔質基
材からなる低密度層４との積層構造体で構成されてい
る。そして、このダッシュインシュレータ１は、上記低
密度層４によりエンジンルームからの騒音を吸音すると
共に、ダッシュパネル５と高分子層３との２重壁遮音構
造体の構成により、良好な防音性能を発揮するように構
成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ダッシュインシュレータ１では、ダッシュアッパー部等
の薄肉部において、吸音材が圧縮されるため、これに伴
って低密度層が圧縮されて高密度化する現象が起きた。
また、一般の部位においても、特にホットプレス成形を
した製品は低密度層の表面が硬化する可能性が高い。

【０００６】このように低密度層である吸音材層４が硬
いとダッシュパネル５からの振動をこの低密度層４を介
して高分子高密度層３に伝達しやすく、高分子高密度層
３の振動が騒音となり、車室内の静粛性を阻害する可能
性が高くなった。

【０００７】従って本発明は、このような事情に鑑みて
なされたもので、成形体からなる低密度層を使用した自
動車用ダッシュインシュレータ等の遮音構造体におい
て、車体パネルからの振動を高密度層に伝達するのを抑
える機能を有すると共に、特定の周波数の振動伝達を抑
える機能を有する低密度層を開発することにより、防音
性能を著しく高めた自動車用内装材を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、車
体パネルの車室内側に位置するように設置された、密度
の異なる少なくとも３層以上の合成繊維を主成分とする
積層繊維集合体から構成される繊維集合体層と、通気性
を有さない高分子層とで構成されていることを特徴とす
る自動車用内装材により達成された。

【０００９】以下、本発明について更に詳細に説明す
る。本発明は、遮音を目的として設置される自動車用内
装材に関するものであり、繊維集合体層と通気を有さな
い高分子層とを積層一体化してなる遮音構造体におい
て、繊維集合体層が配合される繊維の種類等を規定した
少なくとも３層を有する積層構造体であることを特徴と
する。

【００１０】まず、繊維集合体層について説明する。自
動車用内装材の遮音性能は、繊維集合体層の吸音率と振
動伝達率の測定により推定することができ、遮音性能を
向上させるためには、この２つの性能を上げることが必
要となる。

【００１１】第１に吸音率の効果であるが、遮音性能を
向上させるためには、繊維集合体層の吸音率が高いほう
が良い。吸音率は、繊維集合体層の面密度や平均径等の
様々な要因に起因して決定されており、面密度を上げる
ことや繊維集合体層に配合される繊維の平均径を小さく
することは、吸音率を向上させるのに非常に有効な手段
である。しかし、密度を上げると言うことは、重量が上
り、材料が高価になる。

【００１２】第２に振動伝達率の効果についであるが、
繊維集合体層の振動伝達率は小さいほど遮音性能に対し
て効果が大きい。ここで振動伝達率は、その物体の動的
ばね定数に大きく依存し、遮音性能を向上させるために
は、動的ばね定数を低減させることが必要である。

【００１３】従って自動車用内装材の遮音性能を向上さ
せるためには、その繊維集合体層が高吸音率および低ば
ね定数であることが理想であるが、両性能は一般に相反
し、共に向上させることは困難であった。

【００１４】そこで、本発明者らは、繊維集合体層を少
なくとも３層以上の積層構造体にし、各層に上記性能を
振り分けることで、この相反する両性能を向上させるこ
とに成功した。具体的には、繊維集合体層中の最も密度
の高い層が吸音率を確保する層であり、他の低密度層が
ばね定数を低減させる層である。

【００１５】繊維集合体層を構成する繊維は、同じ繊維
径の繊維を製造し不織布化することにより、遮音性能が
ほぼ同等のものが得られる限り、特に制限されず、公知
の合成繊維の中から適宜選択して使用することができ
る。その具体例としては、ポリエステル、ナイロン、ポ
リアクリロニトリル、ポリアセテート、ポリエチレン、
ポリプロピレン、線状ポリエステル、ポリアミド等など
が挙げられるが、特に物質的にはポリエステルが流通的
にも機械的強度的にも適しており、コストパフォーマン
スも高いため相応しい。

【００１６】繊維集合体層７を構成する繊維層は、図３
に示すように、少なくとも３層以上であることが必要で
ある。これは中心となる高密度層８の両側に繊維集合体
全体のばね定数を低減させるための低密度層９および１
０が存在する必要があるからである。ここで２層品の繊
維集合体でもある程度繊維集合体全体のばね定数は低減
される。しかし、それ以上ばね定数を低減させるために
は、少なくとも２層の低密度層の存在が必要である。更
に、中央に位置する高密度層８を質量部、その両側の低
密度層９および１０をばね部とした多自由度の振動系を
形成させるためには、繊維集合体層が少なくとも３層で
構成されることが必要である。

【００１７】次に、高分子層６について説明する。自動
車用内装材の高分子層６は、通気性を有しない面密度１
〜１０Kg／m²の高分子で構成されていることが必要であ
る。高分子層に通気性がある場合、車体パネルと高分子
層との間で２重壁遮音構造体を形成することができな
い。従って高い遮音性能を発揮することができなくなる
ため相応しくない。

【００１８】通気性が無いとは、通気量（JIS L1004, L
1018, L1096)が０．０１cc／cm²sec 以下であればよい
が、特に数値限定は行わない。本発明において高分子と
しては、公知の天然ゴム、合成ゴムおよび合成繊維から
なる群から選ばれた少なくとも１種が挙げられる。

【００１９】この高分子層の面密度は、１〜１０kg／m²
の範囲にあることが好ましい。面密度は高い方が遮音性
能が向上するが、部品重量が増加する。面密度が１kg／
m²未満になると、遮音性能が十分に確保できず、不適で
ある。一方、１０kg／m²を超えると、自動車用内装材の
重量が超過するため、工場での取り付け性が悪化するた
め相応しくない。更に部品重量と遮音性能との関係を厳
密に分析すると、高密度層の面密度は、２〜６kg／m²の
範囲が特に好ましい。

【００２０】この高分子層は、少なくとも３層の繊維集
合体層と一体になる多自由度振動系の中で最も大きな質
量部を形成することになる。従って、特定周波数のチュ
ーニングのためにはこの高分子層の面密度も調整するこ
とができるが特に限定は行わない。

【００２１】繊維集合体層を構成する少なくとも３層以
上の繊維集合体の内部層は表面層よりも高密度であるこ
とが相応しい。これは内部高密度層を質量部とする少な
くとも２自由度以上の多自由度振動系を形成させるため
に必要だからである。ここで４層以上の積層体の場合
は、最外層に高密度層が来ても少なくとも２自由度以上
になるが、外部高分子層や車体のパネルに直に高密度層
が接することになり、自動車内装材との密着性が多少低
下する可能性がある。

【００２２】繊維集合体層のバネ定数は、全体の面密度
が一定で均一に単層繊維集合体を構成した場合よりも積
層体にした場合の方が、繊維集合体層全体のばね定数が
低く設定することができることが必要である。遮音性能
は、重量が一定の場合、殆ど系のバネ定数に依存し、バ
ネ定数が低いほど系の１次共振ピークが低周波側に移行
することにより遮音性能が向上する。本発明では、３層
構造にすることによって、系のバネ定数を効果的に低減
させることを可能とした。

【００２３】ばね定数を低くする具体的手段としては、
低ばね化したい層の密度（ｇ／cm³）を他の層よりも低
下させる手段が有効である。また、低ばね化したい層に
配合される繊維の平均径を他の層よりも小さくする手段
もまた有効である。また、前記の２つを同時に行うこと
は最も効果的であるが、特に限定は行わない。

【００２４】繊維集合体層は、繊維径１０〜４０μm 、
繊維長１０〜１００mmの繊維から構成され、かつ面密度
０．５〜１．５kg／m²の繊維集合体で構成されることが
好ましい。

【００２５】吸音性能とバネ定数とは、繊維径に大きく
依存し、その性能が変化する。殆どの場合、繊維径が細
いほど吸音性能等は向上する。しかし、細い繊維は高価
であり、更に繊維から不織布にするための成形性が低下
する。従って、１０μm 未満の細繊維にするのは経済的
メリットが小さくなり、しかも不織布への加工成形性も
低下するため望ましくない。一方、４０μm を越えてし
まうと、吸音性能が大幅に低下してしまい遮音性能向上
の目的が達せられない。

【００２６】繊維集合体層を構成する繊維は、繊維長１
０〜１００mmの範囲にあることが好ましい。吸音性能等
は繊維長に大きく依存されないが、繊維集合体の製造の
容易性や繊維集合体の機械的強度の向上のためには上記
範囲内に繊維長である必要がある。前記性能を向上させ
るためには、繊維長３０〜１００mmの範囲にすることが
特に好ましい。繊維長が１０mm未満の繊維では、不織布
を製造するためには短すぎ、繊維を絡ませて不織布を製
造することが困難になる。一方、繊維長が１００mmを超
える繊維では、繊維集合体層中に均一に分散させること
が困難であり、ある種の繊維のみが繊維集合体層中に片
寄ってしまう可能性が大きくなり、高品質で一定の性能
を要求させる材料にとっては相応しくない。

【００２７】繊維集合体層に必要とされる全体の面密度
は、０．５〜１．５kg／m²の範囲にあることが好まし
い。これは遮音性能を確保するために必要な繊維集合体
層の面密度範囲であり、面密度が０．５kg／m²未満にな
ると、遮音性能向上の目標を達成することができない。
一方、材料コスト、部品重量およびばね定数の必要性の
観点から１．５kg／m²以下である必要がある。１．５kg
／m²を超える繊維集合体層では部品重量が増加するため
好ましくない。また、ばね定数は繊維集合体層の面密度
を上昇させると増加し、振動伝達率を悪化させるため、
１．５kg／m²を超える程増加させることは相応しくな
い。

【００２８】本発明の自動車用内装材は、繊維集合体層
の厚さ、面密度、繊維集合体層を構成する各層の厚さ、
面密度、繊維配合を操作することにより、高分子層と繊
維集合体層中の高密度層を質量部とし、繊維集合体層中
の低密度層をばね部とした少なくとも２自由度以上の振
動系において、１次共振周波数、２次共振周波数を任意
に設定することが可能であることを特徴としている。

【００２９】自動車用内装材は、高分子層と繊維集合体
層の内部の高密度層とを質量部とし、繊維集合体層の内
部の少なくとも２層の低密度層をばね部とした２自由度
（図５参照）、またはそれ以上の多自由度のマス−ばね
系を形成している。繊維集合体が２層以上の多層体で
は、繊維集合体の数の自由度のマス−ばね系となり、音
のエネルギーを減衰させる。

【００３０】２自由度のマス−ばね系の固有角振動数
（共振振動周波数）ω₁,ω₂は、空気層のばね定数、繊
維集合体の質量により、下記数１からほぼ決定される。
従って、基本的には繊維集合体の厚さ、面密度、繊維集
合体を構成する各層の厚さ、面密度、繊維配合を操作す
ることにより、高密度層の形成が行われ、その質量ｍ２
が決定される。また、同じ操作を行うことによって少な
くとも２層ある低密度層のバネ定数ｋ１，ｋ２を決定す
ることが可能となる。モデルは図５に示す。

【００３１】

【数１】 ω_1,2 ²＝（ａ＋ｃ)/2 ±√((a/2-b/2)²＋bc)) (ω₁＜ω₂) (1) ａ＝（ｋ１＋ｋ２）／ｍ１、ｂ＝ｋ２／ｍ１、ｃ＝
ｋ２／ｍ２ ω₁：１次共振周波数（固有角振動数） ω₂：２次共振周波数（固有角振動数）ｍ１：高分子層の質量ｍ２：繊維集合体層中の高密度層の質量ｋ１：繊維集合体層中の低密度層１のばね定数ｋ２：繊維集合体層中の低密度層２のばね定数

【００３２】しかしながら、本発明の自動車用内装材
は、完全な２自由度型、または多自由度型マス−ばね減
衰系ではないため上式では完全に説明することができな
い。また、本発明の目的は、特に低周波数域で特に効果
的な遮音性能を有する自動車用内装材を得ることである
が、完全な２自由度型、または多自由度型マス−ばね減
衰系では、１次共振、または２次共振の固有角振動数で
遮音性能が特に低下してしまうため、問題である。この
ため、この低周波域での特異な遮音性能を低下させず
に、しかも広い周波数領域で遮音させるためには本発明
の構成が必須なのである。従って、上式では本発明の性
能を正確に表現することはできないが、本式を参考に性
能のチューニングは可能である。

【００３３】本発明の自動車用内装材は、繊維集合体層
の外側には低密度層が位置し、繊維集合体層の全体厚さ
に対する繊維集合体層中の少なくとも１以上の高密度層
の総合厚さが３０〜９０％であり、それ以外の少なくと
も２以上の低密度層の厚さ、面密度、繊維配合を変化さ
せることにより、多自由度振動系の１次共振周波数と２
次共振周波数の中間値の周波数を３００〜１kHz の内側
に任意に設定できることを特徴としている。

【００３４】図６に示すように遮音性能は、１次共振周
波数と２次共振周波数との間の周波数領域において向上
させるため、自動車用内装材に最も要求されている遮音
の周波数領域に前記の１次共振と２次共振との間の性能
の向上領域を合わせることで、特定周波数に特に遮音性
能が高い自動車用内装材を得るという目的を達成した。
自動車用内装材に於いて特に必要な遮音周波数領域は、
３００〜１kHz の範囲であるため、この周波数の範囲の
遮音性能を向上させるために、１次及び２次の共振周波
数はこの周波数の外側に設定することを基本とした。

【００３５】具体的には、基本は１次共振周波数は、３
００Hzよりも低周波数側に設定し、２次共振周波数は、
１kHz より高周波数側に設定し、必要に応じ、３００Hz
以上、１kHz 以下に設定した。各共振周波数の設定は、
数１式を参考とし、繊維集合体層の低密度層のバネ定数
を実験により求め、更に高密度層の質量を測定して数１
式に代入することで求めた。

【００３６】低密度層のバネ定数を小さくさせるために
は、低密度層の厚さを厚くし、高密度層の厚さを薄くす
ることが効果的である。しかし、あまり高密度層を薄く
してしまうと遮音性能の一つの要因である吸音性能が低
下してしまう。従って、高密度層の総合厚さが３０〜９
０％の範囲にあることが好ましい。総合厚さが３０％未
満になると、繊維集合体の吸音性能が低下することに起
因し遮音性能が低下する。逆に、９０％を超えると、繊
維集合体の吸音性能が低下することに起因して遮音性能
が低下すると共に、低バネ部の厚さが十分に確保でき
ず、少なくとも３層繊維集合体の低バネ化の目的に合致
しない。

【００３７】また、自動車用内装材は、あまり厚いもの
は好ましくないので、低バネ層は１〜１５mmが相応しい
が特に限定は行わない。また、配合する繊維の径も小さ
いほど低バネ化には有効である。しかし、あまり細すぎ
る繊維はへたり易く、更に一般的でないため、あまり好
ましくない。従って繊維径が１０〜１５μm の範囲の繊
維を使用することが好ましいが特に限定は行わない。ま
た、低密度層の面密度も小さい方がバネ定数の低減に有
効である。しかし、小さすぎるとへたり易くなり、高す
ぎると高密度層との区別が無くなり、低バネ化の目的を
達成することができない。従って低密度層の面密度は、
５０〜３００ｇ／m²の範囲が好ましいが、特に限定は行
わない。

【００３８】繊維集合体層が３層構造の場合には、２つ
の低密度層のそれぞれが共に全く同一でも、全く異なる
ものでも良く、目的に合わせた仕様が可能である。特に
バネ定数は、厚みを変化させても、繊維構成を変化させ
れば同一のものが作成可能であり、逆に厚みが同じ低密
度層でも繊維構成を変化させることによって異なるバネ
定数とすることができるため、自動車用内装材の用いら
れる部位によって、またはスペースが取れるか否かによ
って、そのバネ定数と低密度層の仕様を変化させること
が可能であるが、特に限定は行わない。

【００３９】次に、繊維集合体層を構成する各層の繊維
配合について説明する。繊維集合体層を構成する高密度
層は、繊維径１０〜２０μm の繊維（繊維Ａ）が４０〜
８０重量％と、繊維径２０〜４０μm の繊維（繊維Ｂ）
が１０〜３０重量％と、前記の繊維より少なくとも２０
℃は軟化点の低い繊維であって、繊維径１０〜２０μm
の繊維（繊維Ｃ）が１０〜３０重量％で構成されている
ところに特徴がある。この高密度層は、前述の主として
繊維集合体に吸音性能を付与する目的がある。

【００４０】繊維Ａは繊維径１０〜２０μm の繊維より
構成され、高密度層の中に４０〜８０重量％の割合で配
合をすることが好ましい。これは細デニール繊維を配合
することにより吸音性能を向上させると共に、遮音性能
を向上させるために必要だからである。また、繊維一本
一本の剛性が低下するため、ばね定数が低下し、振動伝
達率も低下するため効果的に遮音性能が向上する。従っ
て、繊維Ａを多く配合すれば遮音性能は高くなると言え
る。

【００４１】繊維径が１０μm 未満になると、これより
細い繊維は作製するのが困難であり、繊維の安定供給が
難しく、更にコストも高く付き好ましくないと共に、他
の繊維Ｂ，Ｃと混ざりにくくなり均一な繊維集合体を得
るのが困難となる。逆に繊維径が２０μm を超えると、
良好な遮音性能を得ることができなくなる。この繊維Ａ
は繊維径１０〜２０μm の繊維を５０〜７０重量％配合
させるのが更に良いが特に限定しない。

【００４２】繊維Ｂは繊維径２０〜４０μm の繊維より
構成され、繊維集合体層の中に１０〜３０重量％の割合
で配合をする。これは高密度層の中に比較的太い繊維の
配合が多少必要であることを意味する。遮音性能を付与
させるには、細い繊維の配合率を上げればよいが、それ
に伴い繊維集合体自体の形状繊維性は低下する。例え
ば、繊維集合体を低目付０．４kg／m²で４０mmに作製し
たいときに繊維自体の剛性が低いため繊維体がへたって
しまい、厚みを確保できないという問題が発生するから
である。従って、繊維集合体のフレームを形成する考え
から、繊維剛性の高い太い繊維を最低でも１０重量％以
上用いることが必要である。配合量が１０重量％未満に
なると、繊維集合体の厚さを確保することが困難とな
る。

【００４３】この繊維Ｂの配合により、形状維持性に反
比例して遮音性能は低下するので高い割合で配合するこ
とは適当でない。遮音性能を保持しつつ、形状維持性を
得るには、最高でも３０重量％に抑えなければならな
い。配合量が３０重量％を超えると満足な遮音性能を得
られない。繊維Ｂは繊維径２０〜４０μm の繊維を１５
〜２５重量％配合させるのが更に良いが特に限定しな
い。

【００４４】更に、この繊維Ｂは、長さ方向に垂直な断
面の中央部に開口部を有する、中空繊維であることが望
ましい。これは中空にすることにより効果的に繊維の剛
性を上げられるため、少量の配合で形状維持性を向上さ
せられる。また、中空になった分、表面積が増加するた
め、吸音性能に向上もみられる。よって繊維Ｂは中空繊
維を配合するのが特に有効であるが、限定は行わない。

【００４５】繊維Ｃは繊維径１０〜２０μm の繊維で上
記繊維Ａ，Ｂより軟化点が少なくとも２０℃は低い繊維
（以下、バインダー繊維と言う）であり、繊維集合体の
中に１０〜３０重量％の割合で配合をする。これは高密
度層の中に成形性を付与することができる繊維の配合が
多少必要であることを意味する。遮音材は、遮音の要求
される部位への密着性が性能を向上させるために大きな
要因となっており、繊維集合体は複雑な面形状に追従す
る形状に成形できることが必要である。前述の短繊維の
使用により追従性を向上させることができるが、その形
状を維持するためにはバインダー繊維の配合が必要であ
る。加熱成形時には、繊維Ａ，Ｂを型の形状に拘束した
状態でバインダー繊維が軟化し、接着するので、細かな
面形状の維持が可能となる。

【００４６】繊維径が１０μm 未満のバインダー繊維
は、一般的でなく、コストが高くなると共に、加熱成形
時にバインダー繊維自体にへたりが生じるばかりか、完
全に繊維が軟化した状態で形状ができてしまうため、繊
維集合体が硬化してしまい、ばね定数が大幅に上昇し、
遮音性能が低下する。逆に、バインダー繊維の繊維径が
２０μm を超えると、相対的に繊維の本数が減少するた
め、他繊維との接合点が減少し、形状が維持できなくな
るためである。

【００４７】繊維の配合量が１０重量％未満になると、
繊維の割合が少なすぎ、形状を維持することができな
い。逆に、配合量が３０重量％を超えると、加工後の繊
維集合体が硬化してしまい遮音性能が低下する

【００４８】また、軟化点が少なくとも２０℃低い繊維
としたのは、繊維集合体としての形状を維持させなが
ら、加熱しプレス成形して製品を作成するために最低必
要な繊維自身の軟化点の差異である。これよりも軟化点
の差が小さくなると、繊維体全体が軟化し、完全に溶け
て板状になってしまう。繊維Ｃは２０〜２５重量％配合
させるのが更に良いが特に限定しない。

【００４９】繊維集合体中の低密度層は、繊維径１０〜
２０μm の繊維（繊維Ａ）が９０〜１００重量％と、前
記の繊維より少なくとも２０℃は軟化点の低い繊維であ
って、繊維径１０〜２０μm の繊維（繊維Ｃ）が０〜１
０重量％とで構成されていることを特徴とする。この層
は、ばね定数を低減させる効果を目的として積層されて
いる。

【００５０】この低密度層は、高密度層よりも構成され
る繊維の平均繊維径が小さいことが特徴である。従って
前述しようにこの層自体のばね定数は低く設定すること
ができ、更に繊維集合体のばね定数もこの層の存在によ
り低減される。

【００５１】この低密度層は、繊維剛性が殆ど必要ない
ため、繊維Ｂの配合は不要である。また、バインダー繊
維である繊維Ｃの配合もばね定数を低減させる目的のた
めには、出来るだけ少ない方が良い。繊維Ｃの配合が１
０重量％を超えると、繊維同士の結合が強固になり、ば
ね定数が上昇し好ましくない。しかし、繊維Ｃの配合が
無くても繊維同士をニードルパンチやカードレーヤー工
程での繊維の絡み合いにより不織布化させることができ
るため、繊維Ａのみの層でも可能である。

【００５２】繊維Ｃの配合要件から、繊維Ａの配合は９
０〜１００重量％と決定される。基本的には、構成され
る繊維の平均径が小さいほど、ばね定数は低減されるの
で、繊維Ｃ以外の繊維は細径である繊維Ａとするのがば
ね定数の低減に対して効果がある。

【００５３】ばね定数を低減させるための低密度層はで
きるだけ薄い方が成形性の点で有利となる。これは細径
繊維の配合が多いと、繊維集合体の切断や打ち抜きが困
難になるからである。しかし、低密度層があまり薄い
と、ばね定数の低減効果が小さくなるため、厚い状態で
繊維集合体のトリム性やピアス性を向上させるには繊維
Ｃを５重量％程度配合すると良いが特に限定は行わな
い。これは、繊維Ｃの存在で低密度層全体のまとまり性
が向上するため、切れやすくなるためである。

【００５４】本発明においては、繊維集合体層中の高密
度層と低密度層の結合は、ニードルパンチ工法および／
または接着材を用いることにより、または高密度層およ
び／または低密度層に存在する繊維Ｃの存在により結合
されていることに特徴がある。

【００５５】繊維集合体の全体のばね定数は、この各層
の結合状態に大きく依存されるため、全体のばね定数を
上昇させないように各層を結合させることが重要であ
る。ニードルパンチ工法は、低密度層の一部を高密度層
の中に針を用いて植え込む工法であるため、低密度部と
高密度部の密着性が高く、繊維集合体としてのトリム性
やピアス性を向上させるのに有効である。

【００５６】接着剤を用いる工法は、殆どの種類の２層
品を結合させることが可能であり、更に結合力も高い。
しかし、接着剤を使用するためコストが高くなり、大量
に使用することで低密度層、または高密度層上で硬化
し、ばね定数が高くなる可能性があるため、使用量には
注意が必要である。

【００５７】高密度層および／または低密度層に存在す
るバインダー繊維によっても両者は結合され、繊維集合
体層を形成することができる。自動車用内装材で低密度
層の機械的強度が問題ないような部位、例えば取り付け
た後は外力がかからない様な部品には、この手法が適し
ている。本手法は低バネ層をばね定数の上昇をできるだ
け抑える形で高密度層に結合させることが可能であるた
め有効であると共に、コスト的にも適している。

【００５８】本発明の自動車用吸音材は、繊維集合体層
を構成する１以上の高密度層と低密度層との間に少なく
とも高密度層の通気抵抗の少なくとも２倍の高通気抵抗
層１１を有することが更に好ましい（図４参照）。高密
度層を質量部として有効に用いるためには、高密度層と
低密度層とを通気量的に絶縁することが好ましい。従っ
て高密度層と低密度層との間に高通気抵抗層を挿入する
ことは、１次、２次の共振周波数が明確に規定されるた
め、遮音性能のチューニングのためには非常に有効であ
る。

【００５９】高通気抵抗層１１は、通気抵抗的に、高密
度層の通気抵抗の少なくとも２倍である必要がある。通
気抵抗が２倍よりも小さい場合には、通気抵抗的に大き
く変わらないため、高通気抵抗層の設定の意味がなくな
る。また、高密度層と低密度層の通気的絶縁性は、高い
ほど遮音性能のチューニング性には有効であるため、基
本的に上限はないが、実際的には１００倍程度でチュー
ニングに対する通気抵抗的な変化が無くなるが特に限定
は行わない。

【００６０】この高通気抵抗層は、繊維集合体や高分子
フィルム等を用いることができるが特に限定は行わな
い。また、この層の結合法も前述した高密度層と低密度
層の結合法と基本的に同様である。しかし、ニードルパ
ンチ工程はフィルム等に穴をあける可能性があり、通気
的な観点からはあまり好ましいとは言えない。

【００６１】本発明の自動車用内装材を自動車用ダッシ
ュインシュレータに適用することは、非常に有効であ
る。自動車用ダッシュインシュレータは、自動車のボデ
ィーパネルと高分子層であるゴム表皮、またはポリビニ
ルクロライド（ＰＶＣ）との間で２重壁遮音構造体を形
成している。このとき遮音性能を決定する要因は、高分
子層の重量が同じである場合には、２重壁の中間層であ
る繊維集合体層のばね定数や吸音性能である。本発明の
自動車用内装材は、遮音性能の低周波域で性能が高く、
更に特定周波数域で遮音性能を向上させるため、自動車
用ダッシュインシュレータの目的と合致するため特に適
している。

【００６２】本発明の自動車用内装材は、ダッシュイン
シュレータ以外に、フロアカーペット、ヘッドライニン
グ、ドアトリム、内装トリム、シートバック等の車外の
騒音が車室内に浸入する場合に騒音が透過する部品に適
している。このような部品に本発明の自動車用内装材を
用いることで、比較的硬化な車体パネルと自動車用内装
材の高分子層との間で２重壁遮音構造体を形成させ、外
部騒音を有効に遮断することが可能となる。

【００６３】

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。

【００６４】実施例１面密度１．０kg／m²の繊維集合体層と面密度４．０kg／
m²のゴムからなる高分子層を積層した自動車用内装材で
あり、繊維集合体層は高密度層の両側に低密度層が位置
する３層構造で構成した。繊維集合体層の高密度層は、
繊維径１４μm、繊維長５０mmのポリエステル繊維Ａ
（以下、繊維Ａと略す）が６０重量％と、繊維径２５μ
m 、繊維長５０mmのポリエステル繊維Ｂ（以下、繊維Ｂ
と略す）が２０重量％と、繊維径１４μm 、繊維長５０
mmで繊維Ａ，Ｂと軟化点が１３０℃低いポリエステル繊
維Ｃ（以下、繊維Ｃと略す）が２０重量％で構成した高
密度繊維集合体層であり、繊維集合体層の厚さの８８％
の厚さにした。また、繊維集合体層の２つの低密度層
は、共に繊維Ａが重量９５％と繊維Ｃが５重量％で構成
し、それぞれ繊維集合体の厚さの６％の厚さにした。高
密度層と低密度層は、その両層に配合されている繊維Ｃ
により互いに接着され、３０mmの繊維集合体層を構成し
た。以上の構成で１次共振周波数を約２００Hz、２次共
振周波数を約２kHz に設定し、３００Hzの遮音性能の向
上を目的とする自動車用内装材（１）を作成した。

【００６５】実施例２繊維集合体層中の２つの低密度層を繊維Ａ１００％で構
成した他は、実施例１と全く同様にして繊維集合体層を
構成し、１次共振周波数を約１５０Hz、２次共振周波数
を約１．８kHz に設定し、２５０Hzの遮音性能の向上を
目的とする自動車用内装材（２）を作成した。

【００６６】実施例３繊維集合体層中の２つの低密度層の繊維集合体層の全体
に対する厚さをそれぞれ１０％にした他は、実施例１と
全く同様にして繊維集合体層を構成し、１次共振周波数
を約１３０Hz、２次共振周波数を約１．７kHz に設定
し、２３０Hzの遮音性能の向上を目的とする自動車用内
装材（３）を作成した。

【００６７】実施例４繊維集合体層中の２つの低密度層の繊維集合体層の全体
に対する厚さをそれぞれ２５％にした他は、実施例１と
全く同様にして繊維集合体層を構成し、１次共振周波数
を約１００Hz、２次共振周波数を約１．６kHz に設定
し、１５０Hzの遮音性能の向上を目的する自動車用内装
材（４）を作成した。

【００６８】実施例５繊維集合体層中の２つの低密度層の繊維集合体層の全体
に対する厚さをそれぞれ３５％にした他は、実施例１と
全く同様にして繊維集合体層を構成し、１次共振周波数
を約５０Hz、２次共振周波数を約１．０kHz に設定し、
１００Hzの遮音性能の向上を目的とする自動車用内装材
（５）を作成した。

【００６９】実施例６一方の繊維集合体層中の高分子層側の低密度層の繊維集
合体層に対する厚さを１０％とし、他方の低密度層の繊
維集合体層全体に対する厚さを４０％にした他は、実施
例１と全く同様にして繊維集合体層を構成し、１次共振
周波数を約１５０Hz、２次共振周波数を約１．２kHz に
設定し、１６０Hzの遮音性能の向上を目的とする自動車
用内装材（６）を作成した。

【００７０】実施例７一方の繊維集合体層中の高分子層側の低密度層の繊維集
合体層に対する厚さを４０％とし、他方の低密度層の繊
維集合体層全体に対する厚さを１０％にした他は、実施
例１と全く同様にして繊維集合体層を構成し、１次共振
周波数を約１１０Hz、２次共振周波数を約１．５kHz に
設定し、１１０Hzの遮音性能の向上を目的とする自動車
用内装材（７）を作成した。

【００７１】実施例８一方の繊維集合体層中の高分子層側の低密度層の繊維配
合を繊維Ａが９５重量％と繊維Ｃが５重量％とで構成
し、他方の低密度層の繊維配合を繊維Ａが１００重量％
のみで構成した他は、実施例１と全く同様にして繊維集
合体層を構成し、１次共振周波数を約１８０Hz、２次共
振周波数を約１．９kHz に設定し、２８０Hzの遮音性能
の向上を目的とする自動車用内装材（８）を作成した。

【００７２】実施例９繊維集合体層中の低密度層と高密度層とを高分子の接着
剤を用いて接着した他は、実施例１と全く同様にして繊
維集合体層を構成し、１次共振周波数を約２００Hz、２
次共振周波数を約２．０kHz に設定し、３００Hzの遮音
性能の向上を目的とする自動車用内装材（９）を作成し
た。

【００７３】実施例１０繊維集合体層中の低密度層と高密度層とをニードルパン
チ工程で積層一体構造に成形した他は、実施例１と全く
同様にして繊維集合体層を構成し、１次共振周波数を約
２００Hz、２次共振周波数を約２．０kHz に設定し、３
００Hzの遮音性能の向上を目的とする自動車用内装材
（１０）を作成した。

【００７４】実施例１１繊維集合体層中の２つの低密度層と高密度層との間にそ
れぞれ通気抵抗が高密度層の約１０倍の高分子フィルム
を挿入し、低密度層、高密度層、各々に配合されている
繊維Ｃによって接合した他は、実施例１と全く同様にし
て繊維集合体層を構成し、１次共振周波数を約２００H
z、２次共振周波数を約２．０kHz に設定し、３００Hz
の遮音性能の向上を目的とする自動車用内装材（１１）
を作成した。

【００７５】実施例１２繊維集合体層中の２つの低密度層と高密度層との間にそ
れぞれ通気抵抗が高密度層の約５倍の高密度不織布を挿
入し、低密度層、高密度層、各々に配合されている繊維
Ｃによって接合した他は、実施例１と全く同様にして繊
維集合体層を構成し、１次共振周波数を約２００Hz、２
次共振周波数を約２．０kHz に設定し、３００Hzの遮音
性能の向上を目的とする自動車用内装材（１２）を作成
した。

【００７６】実施例１３自動車用内装材の高分子層の面密度を２．０kg／m²とし
た他は、実施例１と全く同様にして繊維集合体層を構成
し、１次共振周波数を約３００Hz、２次共振周波数を約
２．５kHz に設定し、３５０Hzの遮音性能の向上を目的
する自動車用内装材（１３）を作成した。

【００７７】実施例１４自動車用内装材の高分子層の面密度を８．０kg／m²とし
た他は、実施例１と全く同様にして繊維集合体層を構成
し、１次共振周波数を約５０Hz、２次共振周波数を約
０．８kHz に設定し、８０Hzの遮音性能の向上を目的と
する自動車用内装材（１４）を作成した。

【００７８】実施例１５繊維集合体層の高密度層の繊維配合を繊維Ａ８０重量
％、繊維Ｂ１０重量％、繊維Ｃ１０重量％とした他は、
実施例１と全く同様にして繊維集合体を構成し、１次共
振周波数を約２００Hz、２次共振周波数を約２．０kHz
に設定し、３００Hzの遮音性能の向上を目的とする自動
車用内装材（１５）を作成した。

【００７９】実施例１６繊維集合体層の高密度層の繊維配合を繊維Ａ４０重量
％、繊維Ｂ３０重量％、繊維Ｃ３０重量％とした他は、
実施例１と全く同様にして繊維集合体層を構成し、１次
共振周波数を約２００Hz、２次共振周波数を約２．０kH
z に設定し、３００Hzの遮音性能の向上を目的とする自
動車用内装材（１６）を作成した。

【００８０】実施例１７繊維集合体層の高密度層の面密度を０．５kg／m²とした
他は、実施例１と全く同様にして繊維集合体層を構成
し、１次共振周波数を約３００Hz、２次共振周波数を約
２．５kHz に設定し、３５０Hzの遮音性能の向上を目的
とする自動車用内装材（１７）を作成した。

【００８１】実施例１８繊維集合体層の高密度層の面密度を１．４kg／m²とした
他は、実施例１と全く同様にして繊維集合体層を構成
し、１次共振周波数を約１００Ｈｚ、２次共振周波数を
約１．５kHz に設定し、１５０Hzの遮音性能の向上を目
的とする自動車用内装材（１８）を作成した。

【００８２】実施例１９面密度１．０kg／m²の繊維集合体層と面密度４．０kg／
m²のゴムからなる高分子層を積層した自動車用内装材で
あり、繊維集合体層は２つの高密度層と３つの低密度層
を有し、低密度層は中央部と繊維集合体層の両側に位置
する５層構造で構成した。繊維集合体層の２つの高密度
層は、繊維Ａが６０重量％と、繊維Ｂが２０重量％と、
繊維Ｃが２０重量％とで構成した高密度繊維集合体であ
り、共に繊維集合体の厚さの４４％の厚さにし、高密度
層全体では８８％になる。また、繊維集合体層中の３つ
の低密度層は共に繊維Ａが９５重量％と繊維Ｃが５重量
％とで構成し、それぞれ繊維集合体の厚さの３％の厚さ
に、低密度層全体では１２％とした。高密度層と低密度
層は、その両層に配合されている繊維Ｃにより互いに接
着され、３０mmの繊維集合体層を構成した。以上の構成
で１次共振周波数を約２００Ｈｚ、２次共振周波数を約
２kHz に設定し、３００Hzの遮音性能の向上を目的とす
る自動車用内装材（１９）を作成した。

【００８３】比較例１繊維集合体層の面密度を０．３kg／m²とした他は、実施
例１と全く同様にして繊維集合体層を構成し、１次共振
周波数を約２００Hz、２次共振周波数を約２．０kHz に
設定し、３００Hzの遮音性能の向上を目的とする自動車
用内装材（２０）を作成した。

【００８４】比較例２繊維集合体層の面密度を２．０kg／m²とした他は、実施
例１と全く同様にして繊維集合体層を構成したが、部品
重量が重くなり、自動車用内装材（２１）としては適し
ているとは言えなかった。

【００８５】比較例３繊維集合体層に対する高密度層の厚さを２０％とした他
は、実施例１と全く同様にして繊維集合体層を構成し、
１次共振周波数を約２００Hz、２次共振周波数を約２．
０kHz に設定し、３００Hzの遮音性能の向上を目的とす
る自動車用内装材（２２）を作成した。

【００８６】比較例４繊維集合体層に対する高密度層の厚さを９６％とした他
は、実施例１と全く同様にして繊維集合体層を構成し、
１次共振周波数を約２００Hz、２次共振周波数を約２．
０kHz に設定し、３００Hzの遮音性能の向上を目的とす
る自動車用内装材（２３）を作成した。

【００８７】比較例５自動車用内装材の高分子層の面密度を０．５kg／m²とし
た他は、実施例１と全く同様にして繊維集合体を構成
し、１次共振周波数を約２００Hz、２次共振周波数を約
２．０kHz に設定し、３００Hzの遮音性能の向上を目的
とする自動車用内装材（２４）を作成した。

【００８８】比較例６自動車用内装材の高分子層の面密度を１１kg／m²とした
他は、実施例１と全く同様にして繊維集合体層を構成し
たが、部品重量が重くなり、自動車用内装材としては適
しているとは言えなかった。

【００８９】比較例７繊維集合体層の高密度層の繊維配合を繊維Ａ３０重量
％、繊維Ｂ４０重量％、繊維Ｃ３０重量％とした他は、
実施例１と全く同様にして繊維集合体層を構成し、１次
共振周波数を約２００Hz、２次共振周波数を約２．０kH
z に設定し、３００Hzの遮音性能の向上を目的とする自
動車用内装材（２５）を作成した。

【００９０】比較例８繊維集合体層の高密度層の繊維配合を繊維Ａ９０重量
％、繊維Ｂ１０重量％とした他は、実施例１と全く同様
にして繊維集合体層を構成しようとしたが、バインダー
成分の欠如により、繊維集合体を形成することができな
かった。

【００９１】比較例９繊維集合体層の低密度層の繊維配合を繊維Ａ８０重量
％、繊維Ｃ２０重量％とした他は、実施例１と全く同様
にして繊維集合体層を構成し、１次共振周波数を約２０
０Hz、２次共振周波数を約２．０kHz に設定し、３００
Hzの遮音性能の向上を目的とする自動車用内装材（２
６）を作成した。

【００９２】試験例上記実施例１〜１９、従来例、および比較例１〜９で得
られた遮音材料について、以下の実験を実施した。

【００９３】ばね定数の測定上記の各実施例、比較例、および従来例の方法によって
得られたサンプルについて、強制加振法により得られた
曲線をカーブフィッティング法により収束計算し、動ば
ね定数の数値を算出した。

【００９４】遮音性能の測定上記の各実施例、比較例、および従来例の方法によって
得られたサンプルについて、ＪＩＳ１４１６の残響室−
残響室を利用した音響投下損失を測定した。各サンプル
について面密度を統一し、高密度層と同じ配合の単層繊
維集合体に４．０Kg/m²の高分子層を積層したものを基
準サンプル（０ｄＢ基準）として遮音性能差を算出し
た。更に、この差を低周波数域（３００Ｈｚ以下）と、
中周波数域（３００〜５００Ｈｚ）と、高周波数域（５
００Ｈｚ以上）とで平均し、その結果をグラフにまとめ
た（図６参照）。

【００９５】これらの試験結果を表１および表２に示
す。

【表１】

【００９６】

【表２】

【００９７】表１および表２から実施例で作成した各自
動車用内装材は、単層の繊維集合体を使用したものに比
べ、ばね定数が低下し、遮音性能が全周波数にわたって
向上していることを確認することができた。

【００９８】これに対し、特許請求の範囲から外れる仕
様で作成した比較例は、遮音性能について満足な値を得
ることができないか、部品上の問題点が上げられ、自動
車用内装材として実施することができなかった。判断基
準としては、基準サンプルとの遮音性能のレベル差が全
ての周波数範囲において３．０ｄＢ以上ないものは不適
とした。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動車用
内装材は、低密度層のばね定数を低減することができ、
従来の単層の低密度層より遮音性能が格段に向上し、目
的とする特定周波数を効果的に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両に搭載されたダッシュインシュレータの模
試図である。

【図２】ダッシュインシュレータの模試図である。

【図３】自動車用内装材の模試図である。

【図４】自動車用内装材の模試図である。

【図５】自動車用内装材の音響透過損失図である。

【図６】自動車用内装材のマス−ばねのモデル図であ
る。

【符号の説明】

１ダッシュインシュレータ２ダッシュパネル３高分子層４低密度層５ダッシュパネル６高分子層７繊維集合体層８高密度層９低密度層１０低密度層１１高通気抵抗層１２ｍｌ１３ｍ２１４ｋｌ１５ｋ２１６一次共振周波数１７２次共振周波数

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ１０Ｋ 11/16 Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｄ (72)発明者折茂元弘神奈川県高座郡寒川町宮山3316番地河西工業株式会社寒川本社工場内 (72)発明者渡辺恭一神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者根本好一神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体パネルの車室内側に位置するように
設置された、密度の異なる少なくとも３層以上の合成繊
維を主成分とする積層繊維集合体から構成される繊維集
合体層と、通気性を有さない高分子層とで構成されてい
ることを特徴とする自動車用内装材。
【請求項２】合成繊維がポリエステル、ナイロン、ポ
リアクリロニトリル、ポリアセテート、ポリエチレン、
ポリプロピレン、線状ポリエステル、ポリアミドから成
る群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とす
る請求項１記載の自動車用内装材。
【請求項３】合成繊維がポリエステルであることを特
徴とする請求項１または２記載の自動車用内装材。
【請求項４】高分子層が天然ゴム、合成ゴムおよび合
成樹脂から成る群から選ばれた少なくとも１種であるこ
とを特徴とする請求項１記載の自動車用内装材。
【請求項５】繊維集合体層の内部層が表面層よりも高
密度であり、前記繊維集合体層全体の面密度で均一に単
層繊維集合体を構成した場合よりも積層体にした場合の
方が、前記繊維集合体層全体のばね定数が低く設定する
ことができることを特徴とする請求項１記載の自動車用
内装材。
【請求項６】繊維集合体層が繊維径１０〜４０μm 、
繊維長１０〜１００mmの繊維から構成され、かつ面密度
０．５〜１．５kg／m²の繊維集合体であり、高分子層が
面密度１〜１０kg／m²の高分子で構成されていることを
特徴とする請求項１乃至６記載の自動車用内装材。
【請求項７】繊維集合体層の厚さ、面密度、該繊維集
合体層を構成する各層の厚さ、面密度、繊維配合を操作
することにより、高分子層と前記繊維集合体層中の高密
度層とを質量部とし、前記繊維集合体層中の低密度層を
ばね部とした少なくとも２自由度以上の振動系におい
て、１次共振周波数、２次共振周波数を任意に設定する
ことができることを特徴とする請求項１乃至６項記載の
自動車用内装材。
【請求項８】繊維集合体層の外側に低密度層が位置
し、前記繊維集合体層の全体厚さに対する繊維集合体層
中の少なくとも１以上の高密度層の総合厚さが３０〜９
０％であり、それ以外の少なくとも２以上の低密度層の
厚さ、面密度、繊維配合を変化させることにより、多自
由度振動系の１次共振周波数と２次共振周波数の中間値
の周波数を３００〜１kHz の内側に任意に設定できるこ
とを特徴とする請求項１乃至７項記載の自動車用内装
材。
【請求項９】繊維集合体層を構成する高密度層が、繊
維径１０〜２０μmの繊維（繊維Ａ）が４０〜８０重量
％と、繊維径２０〜４０μm の繊維（繊維Ｂ）が１０〜
３０重量％と、前記繊維より少なくとも２０℃は軟化点
の低い繊維であって、繊維径１０〜２０μm の繊維（繊
維Ｃ）が１０〜３０重量％とで構成され、前記繊維集合
体層を構成する低密度層が、繊維径１０〜２０μm の繊
維（繊維Ａ）が９０〜１００重量％と、前記繊維より少
なくとも２０℃は軟化点の低い繊維であって、繊維径１
０〜２０μm の繊維（繊維Ｃ）が０〜１０重量％とで構
成され、前記高密度層と前記低密度層がニードルパンチ
工法および／または接着剤を用いることにより、または
高密度層および／または低密度層に存在する前記繊維Ｃ
の存在により結合されて繊維集合体を構成することを特
徴とする請求項１乃至８項記載の自動車用内装材。
【請求項１０】繊維集合体層を構成する１以上の高密
度層と低密度層との間に高密度層の通気抵抗の少なくと
も２倍の高通気抵抗層を有することを特徴とする請求項
１乃至９項記載の自動車用内装材。
【請求項１１】自動車用ダッシュインシュレータに適
用することを特徴とする請求項１乃至１０項記載の自動
車用内装材。