JP2005221979A - 吸音材とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高価な接着剤の使用量を低減しつつフェルト積層品の曲面部や深絞りでの接着強度を高め、故紙のリサイクルを図り、吸音特性に優れた吸音材とその製造方法を得る。
【解決手段】 繊維材を主成分とする高密度フェルト材３または繊維材を主成分とする低密度フェルト材８のいずれか一方のフェルト材に、接着剤５を塗布し、その塗布面６上に故紙７の裁断チップ片を散布した後に、高密度フェルト材３または低密度フェルト材８のいずれか他方のフェルト材を接着して積層した。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車、鉄道車両、航空機、船舶、家屋等の建築物といったものの内装に使用して好適な吸音材とその製造方法に関する。

近年における車両の高級化とエンジン高出力化とに伴い、エンジンや、パワーステアリング等の各種装置を音源とする駆動騒音が、車室内へ伝達するのを抑制して低減させる場合に、ダッシュボードの車室内側にフェルト材でなるダッシュパッドを設けるのが有効である。
従来、図７、図８に示すように、自動車のエンジンルーム０１と車室０２とを仕切るダッシュパネル０３の車室０２内側に、ダッシュパッド０４を設け、エンジンルーム０１に設置されたエンジン０５や各種補機装置等から発する駆動音が車室０２内へ浸入するのを阻止して、騒音レベルを低減し、車室内居住性を高めるようにしている。このダッシュパッド０４は、２枚のフェルト材０６，０７を接着剤により互いに接合した積層構造にしたもので、その製造方法は、成形下金型の上に一方のフェルト材０６をセットし、その上に接着剤を塗布し、次いで、他方のフェルト材０７を加熱した後、一方のフェルト材０６の上方にセットした後に、成型上金型で所定温度下で型締め（プレス）し、型開きした後、周縁をトリミングすることにより、図８に示されるような所定形状のダッシュパッド０４を製作する。

なお、上記のように、成型下金型と成型上金型との間で複数の素材を型締めして積層防音材を製作する技術として、例えば、特開２０００−２７６１７９号公報が公知である（特許文献１参照）。このものは、合成ゴムを含有する遮音材と不織布との間に、故紙を解繊して得られた天然木質繊維をバインダーとを混合してなる吸音材を挟んで３層に積層した構造の自動車用防音材であり、上記のように、２枚のフェルト材を互いに積層する構造のものとは相違し、関係がないものである。
特開２０００−２７６１７９号公報

しかしながら、上記従来の技術にあっては、接着剤単独では、フェルト材０６，０７に対する接着剤のしみ込み量が多いため、製作後において、図８（ｂ）に示すように、フェルト材の繊維同士が点接着の状態となり、接着不良を引き起こし、特に、曲面部や深絞り部で互いのフェルト材の接着強度が低下することによる剥離に起因する空洞０８を生じ、ダッシュパッドに要求される厚み寸法の精度が不均一となり不良品を発生してしまう。かかる不良品を製作しないために、各フェルト材の接着面にそれぞれ塗布する接着剤の量を増量する必要があるが、それにはコスト面や作業手間から一定の限界を来す問題がある。本発明は、このような問題点を解決するために、接着剤の使用量を低減しつつフェルト積層品の曲面部や深絞りでの接着強度を高め、故紙のリサイクルを図り、さらには、通気抵抗特性を所定値の範囲内に設定しながら、吸音特性に優れた吸音材とその製造方法を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。

上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明は、吸音材であって、繊維材を主成分とする高密度フェルト材または繊維材を主成分とする低密度フェルト材のいずれか一方のフェルト材に、接着剤を塗布し、その塗布面上に故紙の裁断チップ片を散布した後に、前記高密度フェルト材または前記低密度フェルト材のいずれか他方のフェルト材を接着して積層してなることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の吸音材に係り、前記高密度フェルト材の目付けを800乃至1200ｇ／m2、厚さ5乃至10mmとし、前記低密度フェルト材の目付けを800乃至1200ｇ／m2、厚さ15乃至25mmとし、前記接着剤の塗布量を50乃至150ｇ／m2、および前記故紙の散布量を2,5乃至7,5ｇ／m2にしたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の吸音材に係り、前記高密度フェルト材および前記低密度フェルト材の繊維構成を、第１化繊：第１化繊よりも低融点成分でなる第２化繊：雑綿＝40：40：20の重量比としたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の吸音材に係り、前記接着剤と前記故紙との重量比率を、100:10乃至100:5の範囲にしたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、吸音材の製造方法であって、繊維材を主成分とする高密度フェルト材を加熱して所定形状の成型面を有する金型に配置して型締めした後、型開きした前記高密度フェルト材に水溶性接着剤を噴霧塗布し、その塗布面に故紙の裁断チップ片を散布してから、低密度フェルト材を載せて配置して型締めした後、型開きして所定形状の吸音材を得ることを特徴とする。

本発明によると、次のような効果を奏することができる。
請求項１記載の発明によれば、繊維材を主成分とする高密度フェルト材または繊維材を主成分とする低密度フェルト材のいずれか一方のフェルト材に、接着剤を塗布し、その塗布面上に、例えば廃札、雑誌、新聞紙、地図、段ボール等のセルロースを主体とする故紙を、縦１〜２ｍｍ、横１０〜１５ｍｍの大きさに裁断したチップ片を散布するので、フェルト材の場合には、チップ片への接着剤の滲み込みが良好となって接着剤の保持性を高め、それによりフェルト材へ接着剤が吸収されるのを抑制し、チップ片を染み通ってその表面に接着剤が滲み出たりする結果、高低両密度のフェルト材表面に塗布された接着剤が点状ではなく面状に存在することとなり、高密度フェルト材と低密度フェルト材の接着強度が格段に向上し、従来のようにフェルト材を積層してなる吸音材の曲面部や深絞り部で生じていた接着強度低下による剥離現象を未然に防止できるばかりか、接着剤の塗布は、いずれか一方のフェルト材、すなわち片面に塗布するだけでよいので、接着剤の使用量を大幅に低減でき、それだけ製作手間を少なくでき、さらには、接着剤の保持性を維持するために故紙を利用しているので、環境資源のリサイクルを図れ、結果として吸音性能に優れ、剥離強度が高く、軽量化が図れて、コスト安価な自動車、鉄道車両、航空機、船舶、家屋等の建築物といったものの内装に使用可能な吸音材を実現できる利点がある。

請求項２記載の発明によれば、高密度フェルト材の目付けを800乃至1200ｇ／m2、厚さ5〜10mmとし、低密度フェルト材の目付けを800乃至1200ｇ／m2、厚さ15〜25mmとし、接着剤の塗布量を50乃至150ｇ／m2、および故紙の散布量を2,5乃至7,5ｇ／m2にしているので、接着強度が高く、接着剤使用量が少なく、吸音性、遮音性に優れた吸音材を得る利点がある。

請求項３記載の発明によれば、高密度フェルト材および低密度フェルト材の繊維構成を、第１化繊：第１化繊よりも低融点成分でなる第２化繊：雑綿＝40：40：20の重量比としたので、例えば、第２化繊をポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステルといった材質の化繊にすると、その融点が吸音材の型締め製造過程における加熱温度（例えば、２００℃前後）以下で溶ける。そのため、第２化繊をバインダーとして第１化繊や雑綿を結合する機能を呈して、高低両密度のフェルト材の型締めによる形状保持性を向上できる。

請求項４記載の発明によれば、接着剤と故紙との重量比率が、100:10乃至100:5の範囲に設定されるため、型開きして取り出された吸音材の接着力を高く維持でき、従来のように接着不良による高密度フェルト材と低密度フェルト材との積層品である吸音材の曲面部や深絞り部における剥離を生じることを回避でき、成型後に吸音材が型ずれすることがなく、どの断面をとってみても、その厚み寸法が一定した寸法精度の良好な吸音材を実現できる利点がある。

請求項５記載の発明によれば、繊維材を主成分とする高密度フェルト材を加熱して所定形状の成型面を有する金型に配置して型締めした後、型開きした前記高密度フェルト材に水溶性接着剤を噴霧塗布し、その塗布面に故紙の裁断チップ片を散布してから、低密度フェルト材を載せて配置して型締めした後、型開きして所定形状の吸音材を得るようにしているので、接着剤の使用量を大幅に低減できて製作手間を少なくでき、故紙再利用による環境資源の有効活用を図り、さらに、剥離強度が高く、軽量化の図れるコスト安価な自動車、鉄道車両、航空機、船舶、家屋等の建築物といったものの内装に使用可能な吸音材を製造できる効果を奏する。

本発明の第１実施の形態に係る吸音材とその製造方法を、図１〜図６に基づいて詳述する。図１は吸音材の製造工程を示す製造工程図、図２は故紙の平面形状を示す平面図、図３は製造工程を経て完成した吸音材の一部断面を示す要部拡大断面図である。
吸音材１の製造方法は、図１に示すように、工程(ａ)において所定形状の成型面を有する下金型２の上方に、予め熱風で１６０℃〜２２０℃の範囲、好ましくは略２００℃に加熱しておいた硬めの高密度フェルト材３を搬入し、下金型２上に位置合わせしてセットした後に、上金型９により所定時間、型締め（プレス）する。
ここで、高密度フェルト材３は、繊維材を主成分とし、その繊維構成を、例えば、後述する低密度フェルト材と同様に、第１の化繊：第２の化繊：雑綿の重量比が４０：４０：２０となるようにしたものが使用される。また、第２の化繊は、後述する低密度フェルト材のそれと同様に、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエステルといった低融点成分でなる。さらに、高密度フェルト材４の目付けは、８００〜１２００ｇ/m2、厚さ5〜10mmを使用し、好ましくは１０００ｇ/m2、厚さ５mmがよく、後述する低密度フェルト材よりも硬いハード層としてのフェルト材を形成する。
所定時間、型締めすると、低融点の第２化繊が溶けて、第１化繊と雑綿とがバインドされ、所定形状の高密度フェルト材３となり、型開きをして工程（b）に移す。

工程(ｂ)においては、スプレー４から水溶性エマルジョンの接着剤５を高密度フェルト材３上面に塗布するが、その場合の塗布量は、例えば、５０〜１５０ｇ/m2の範囲内で適宜塗布され、塗布量と塗布面積の均一化を図るようにする。

工程(ｃ)では、接着剤５の塗布面６に故紙７を散布する工程である。上方から散布される故紙７は、廃札、雑誌、新聞紙、地図、段ボール等の故紙が使用されるが、本実施の形態では、廃札を例えば、図２のように、縦寸法が１ｍｍ、横寸法が１０ｍｍの長方形状に細かく裁断したチップ片が使用され、その場合の故紙散布量は、例えば、２，５〜７，５ｇ/m2の範囲内で散布される。

工程(d)で、高密度フェルト材３と同様の繊維構成を有する柔らかい低密度フェルト材８が、予め余熱されて準備され、これを下金型２上方に搬入し、工程（e）で上金型９により、好ましくは適度の加熱された温度条件下で型締め（プレス）した後、そのままの状態でしばらく冷却し、工程（f）で型開きして成型された吸音材１を下金型２から取り出すことで吸音材１の製作は完了する。

また、本実施の形態の場合、接着剤５と故紙７の重量比率を、100:10〜100:5の範囲にすることで、高密度フェルト材３と低密度フェルト材８との接着性が良好となるようにしている。

こうして型締めにより得られた吸音材１は、図３にその断面構造を模式的に示すように、高密度フェルト材３と低密度フェルト材８とが接着剤５により積層され、両フェルト材３，８の中間層の接着剤５層に、故紙７が介在する構造を有し、その場合における吸音材１の通気抵抗は、0,20〜0,40KPa・s/mとなるように設定されているものである。ダッシュパネルの形状に合うように、製作された吸音材１の周縁を適宜カットして所定形状をなすダッシュパネルに装着可能な吸音材（完成品）を得る。

ここで、本出願人は、吸音率について、上記製作方法により製造された吸音材１（以下「開発品」という）と、上記従来の方法により製作された従来品１および従来品２との性能比較試験を行った結果、図５，図６のような結果を得ることができた。すなわち、図４に示すような断面の開発品、従来品１および従来品２の各吸音材の低密度フェルト材（ソフト層）を音源に向けて添設（装着）し、音源から発する音について、図５に示すように、１／３オクターブバンド周波数を横軸に、縦軸を吸音率とする吸音特性グラフが得られた。それによると、ソフト層から音が入射する場合には、４００Ｈｚ〜３，０ＫＨｚまでの周波数帯域で開発品の吸音材１が、従来品１，２のそれらよりも吸音率が優れていることが判った。

同様に、吸音材の高密度フェルト材（ハード層）を音源に向けて装着した場合には、図６に示す吸音特性グラフを得た。これによれば、ハード層より音を入射させた場合には、人間の聴覚に一番心地よく響くとされる８００Ｈｚから上方の２ＫＨｚの周波数帯域で従来品１，２のものよりも吸音率性能が優れている結果となった。

以上のことから、本実施の形態によれば、接着剤の塗布は、高密度フェルト材片面に塗布するだけでよいので、接着剤の使用量を大幅に低減でき、それだけ製作手間を少なくできる効果がある。また、接着剤の保持性を維持するために故紙を利用しているので、環境資源のリサイクルを図れる。また、吸音性能に優れ、かつ、形状保持性に優れると共に剥離強度が高く、軽量化が図れて、コスト安価な自動車、鉄道車両、航空機、船舶、家屋等の建築物といったものの内装に使用可能な吸音材を得ることができる効果がある

以上、本発明の実施の形態を図面より詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態では、工程（ａ）において、先に下金型２の上に高密度フェルト材３をセットした場合について説明したが、この代わりに低密度フェルト材８をセットして製作するようにすることも可能である。

吸音材の製造工程を示す製造工程図である。 故紙の平面形状を示す平面図である。 製造工程を経て完成した吸音材の一部断面を示す要部拡大断面図である。 ダッシュパネルへ吸音材を装着して行う試験条件を説明する断面図である。 試験結果を示す特性グラフである。 試験結果を示す特性グラフである。 従来の装置を模式的に示した概略断面図である。 （ａ）は上記従来の装置における防音材の外観斜視図、（ｂ）は（ａ）の丸部における拡大図である。

符号の説明

１ 吸音材
２ 下金型
３ 高密度フェルト材（ハード層）
４ スプレー
５ 接着剤
６ 接着面
７ 故紙
８ 低密度フェルト材（ソフト層）
９ 上金型

Claims (5)

1. 繊維材を主成分とする高密度フェルト材または繊維材を主成分とする低密度フェルト材のいずれか一方のフェルト材に、接着剤を塗布し、その塗布面上に故紙の裁断チップ片を散布した後に、前記高密度フェルト材または前記低密度フェルト材のいずれか他方のフェルト材を接着して積層してなることを特徴とする吸音材。
2. 前記高密度フェルト材の目付けを800乃至1200ｇ／m2、厚さ5乃至10mmとし、前記低密度フェルト材の目付けを800乃至1200ｇ／m2、厚さ15乃至25mmとし、前記接着剤の塗布量を50乃至150ｇ／m2、および前記故紙の散布量を2,5乃至7,5ｇ／m2にしたことを特徴とする請求項１記載の吸音材。
3. 前記高密度フェルト材および前記低密度フェルト材の繊維構成を、第１化繊：第１化繊よりも低融点成分でなる第２化繊：雑綿＝40：40：20の重量比としたことを特徴とする請求項１または２項に記載の吸音材。
4. 前記接着剤と前記故紙との重量比率を、100:10乃至100:5の範囲にしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の吸音材。
5. 繊維材を主成分とする高密度フェルト材を加熱して所定形状の成型面を有する金型に配置して型締めした後、型開きした前記高密度フェルト材に接着剤を噴霧塗布し、その塗布面に故紙の裁断チップ片を散布してから、低密度フェルト材を載せて配置して型締めした後、型開きして所定形状の吸音材を得ることを特徴とする吸音材の製造方法。

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