JP3564973B2 - カーペット材 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は吸音・遮音性能を向上させるようにしたタフテッドカーペット材及びこのカーペット材を用いた自動車用のタフテッドカーペットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカーペット材は、例えば不織布基布の表面にコード調やディロア調等の柄だしされたパイル部を有し、その下部にパイル部を固定するためのラテックスが含侵された含侵部を有するタイプ（特開昭５２−５３９８０、特開昭６１−１３２６６７）があった。また、自動車用のカーペット材としては、前記に加え更にラテックス部の下部にポリプロピレン、ポリアミドのシート、または炭酸カルシウム等の無機物質を含侵したエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）など熱可塑性シートからなるバッキング部をラミネートした積層体タイプ（特開昭５９−１４０１７５、特開昭５７−２０５２５１、特開昭５９−２０４９８２）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のカーペット材に求められる性能は、表面の意匠性付与やカーペット材としての耐久性が主であり、これに吸音性能や遮音性能等の音振性能を求めることはなかった。しかし、特に自動車用のカーペット材については、車両の音振性能を向上させる手段として、このカーペット材に注目することが重要であることが近年わかってきた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、カーペット材の音振性能を向上させるためにカーペット材全体を繊維体で構成し、特に低周波数領域の音振性能を向上させたカーペット材を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、表皮側のパイル部、パイル部を支持する基布部、及び基布部の裏面に位置するバッキング部からなるタフテッドカーペット材であって、該バッキング部が繊維集合体より構成される不織布からなり、該バッキング部を構成する不織布が、面密度１００〜１０００ｇ／ｍ２、厚さ０．５〜６ｍｍであり、直径１０〜３０μｍ の繊維集合体より構成されており、該バッキング部を構成する不織布の通気量が、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下において、１０〜１０００ｃｃ／分の範囲にあり、そして該バッキング部を構成する不織布の動的粘弾性試験における貯蔵弾性率ｌｏｇ Ｅ′（ＪＩＳ Ｋ ７１９８（プラスチックの非共振強制振動法による動的粘張性の温度依存性に関する試験方法）参照）の値が測定温度範囲０〜５０℃において、５〜１０Ｐａの範囲にあることを特徴とする、前記タフテッドカーペット材を提供することによって達成される。
【０００５】
すなわち、本発明は、家庭用、自動車用等のタフトカーペット材において、通常カーペット材にとっての要件とはならない吸音、遮音等の音振性能を付与したカーペット材に関するものであり、カーペット材を構成するすべての部位が繊維集合体より構成されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明のカーペット材は、図１に示すように表皮側のパイル部１、パイル部を支持する基布部２、更にこの基布部２の裏面にバッキング部３が位置する構成で形成されている。パイル部は意匠性を付与する層であり、コード調やディロア調等の柄だしされている。このパイル部の毛の部分を支持するために基布部が存在する。従って、この２層は一体不可分の関係にあり、カーペット材の表皮部の意匠を形成するために基布部は存在する。
【０００７】
更にその下層部のバッキング部は、主として車両用のカーペット材に構成される部分であり、音振性能を向上させるために設置することが多い。このバッキング部をマスバック部ということもある。また、バッキング部に更にマスバック部相当を積層する場合もあるので、ここではあえて限定はおこなわない。
【０００８】
本発明は、タフテッドカーペットにおいて、このバッキング部が繊維体であることが特徴である。繊維体とすることでバッキング部が従来品の熱可塑性樹脂等シート（ＰＥ，ＥＶＡ等）に比べ一定量の下、非常に柔らかくなり、この柔らかさの度合いに比例して、低周波位置の遮音性能が向上することが見出された。
【０００９】
パイル部と基布部は一体であるが、繊維体のバッキング層を一体として成形しても、別体として別々に成形した後一体としもよい。双方のバッキング層とも従来材に比較して十分に柔らかいため、低周波域の遮音性能の向上に有効だからである。
【００１０】
パイル部は、例えばナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維又はこれらの混合繊維から構成される。好ましくはパイル部は、ナイロン繊維又はポリエステル繊維を主成分とする繊維から構成される。
【００１１】
基布部は、例えばポリエステル繊維不織布、ポリプロピレン繊維不織布等から構成される。好ましくは、基布部はポリエステル繊維不織布から構成される。
【００１２】
バッキング部を構成する不織布は、例えばポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維等から構成され、特にポリエステル繊維から構成されていることが好ましい。ポリエステル繊維は、非常に一般的な繊維であり、製造において自由度が高い特徴があり、ポリエステル繊維で構成されたバッキング部がもっとも効率よく柔らかくできるからである。更に、ポリエステルは熱可塑性樹脂であるため、リサイクルが容易で再生利用でき、環境にやさしい物質であるからである。
【００１３】
ポリエステル繊維には、再生ポリエステル繊維を含んでもよい。機械的物性がバージンポリエステルとあまり変わらない再生ポリエステル繊維も非常に多く流通しており、環境面等の観点から積極使用することが重要であるからである。
バッキング部を構成する不織布は、面密度１００〜１０００ｇ／ｍ２、厚さ０．５〜６ｍｍであり、直径１０〜３０μｍ のポリエステル繊維より構成される。より好ましくは、バッキング部を構成する不織布は、面密度１５０〜６００ｇ／ｍ２、厚さ１〜４ｍｍであり、直径１０〜２０μｍ のポリエステル繊維より構成される。
【００１４】
面密度が１００ｇ／ｍ２未満の不織布では、バッキング部を構成したとしても、遮音性能に優位性が得られず、１０００ｇ／ｍ２超では、従来品に比べてもバッキング層が硬くなり、低周波域での遮音性能の優位性がなくなるからである。バッキング層の厚さが０．５ｍｍ未満では、カーペット材としての耐久性が乏しく、長時間の使用に耐えられず、６ｍｍ超では、カーペット材自体が厚くなりすぎて、実用性に乏しくなる。また、バッキング部を構成するポリエステル繊維の太さは、細いほど音振性能には有効であるが、高価になることと、繊維自体の剛性が不足するため、１０μｍ 未満の繊維は実用的には不適である。更に、３０μｍ 超の繊維は太すぎて、バッキング層が硬くなるとともに、水などをこぼした場合に水分をシールドできない可能性がある。
【００１５】
バッキング部を構成する不織布は、ポリエステル系ステープル繊維と、芯成分が、例えば高融点コポリエステル（例えば融点２３０〜２５０℃）、鞘成分が低融点コポリエステル（例えば融点１１０〜１８０℃）からなる芯鞘型コンジュゲート構造を有するバインダー繊維の混合体より構成され、当該バインダー繊維は２０〜８０重量％配合されていることが望ましい。ここでバインダー繊維とは、不織布を構成するポリエステル系ステープル繊維又はコンジュゲート繊維同志を結合させる繊維をいう。
【００１６】
このバインダー繊維の配合により、カーペット材の加熱成形が可能となり、成形自由度が高まるからである。また、自動車用のカーペット材では自動車のフロア形状にあわせてカーペット材を成形する必要があるため、このバインダー繊維の配合は必要である。
【００１７】
バインダー繊維の配合量が少ないと実際に成形が不可能となり、カーペット材に成形性を付与できないため、２０重量％以上の配合が必要である。また、バインダー繊維の配合が８０重量％を超すとバッキング部が硬化し、低周囲域の遮音性能に悪影響が出る可能性がある。
【００１８】
前記低融点コポリエステルは、例えばエチレングリコールとテレフタル酸からなるポリエチレンテレフタレートと、エチレングリコールとオルトーフタル酸からなるポリエステル、又はエチレングリコールとメタ−フタル酸からなるポリエステルの混合体等から成るポリエステルであり、低融点とは１１０〜１８０℃を意味する。
【００１９】
芯鞘型コンジュゲート構造を構成する芯成分は、例えば高融点ポリエステルから構成される。ここで高融点ポリエステルは、融点２３０〜２５０℃のポリエステルを意味する。
【００２０】
バッキング部を構成する不織布を構成するポリエステル系ステープル繊維は、通常の丸断面繊維のレギュラー繊維若しくはコンジュゲート繊維、又は再生ポリエステルレギュラー繊維、又は丸断面中空繊維のレギュラー繊維若しくはコンジュゲート繊維、又は断面形状が丸ではない形状の異形断面繊維、又は断面方向に対して垂直な方向に分割される分割繊維、又はこれら繊維の少なくとも２種類の混合体であることが好ましい。
【００２１】
従来の材料に比べ、通常の繊維である丸断面繊維でバッキング部を構成した場合でも十分にバッキング部は柔らかくなるが、更に遮音性能を向上させるには、丸断面繊維以外の異形断面繊維の使用が非常に効果的である。異形断面繊維とは、単繊維の断面積をＳとするとき換算直径Ｒを１式のように規定した場合に当該断面積の外周長さをＬとして２式に示される断面形状を有する繊維をいう。
【数１】
Ｒ＝２√（Ｓ／π） （１式）
１．２ πＲ＜Ｌ＜５πＲ （２式）
【００２２】
異形断面繊維の使用は、バッキング部を柔らかくする効果と同時に、単位体積下で表面積を確保できるため、吸音性能をバッキング部に付与できる効果がある。異形断面繊維には、扁平断面繊維、Ｙ型断面繊維、Ｗ型断面繊維、楕円繊維、超扁平断面繊維等があり、どれも前記目的を達成するためには効果的であるが特に限定は行わない。
【００２３】
また、断面方向に対して垂直な方向に分割される分割繊維は超極細繊維の束とし構成されるものであり、通常、この繊維には断面中心から６０°の扇形断面に分割される６分割繊維、また、断面中心から４５°の扇形に分割される８分割繊維等があり、どれもバッキング部の貯蔵弾性率低減、表面積の向上に効果的である。
【００２４】
分割繊維は分割により表面積等が向上するため、分割数の限定は行わないが、３０〜６０°の範囲の扇形となる分割繊維が一般的であり、経済的に適している。
【００２５】
また、中空繊維も同面密度下で表面積を向上させる効果を有するため有効である。
【００２６】
レギュラー繊維は機械的巻縮が掛けられ、平面方向に反発が強い特徴があり、コンジュゲート繊維は化学的に巻縮され、バッキング部をかさ高く構成することが可能である特徴を有する。これらは両者ともバッキング部の柔らかさの調整に使用でき、効果的である。
【００２７】
これらの繊維の混合体もバッキング部の柔らかさの調整に非常に効果的である。これら繊維種の組み合わせは数多く存在するが、どれも前記目的に対し有効であるため、特に限定は行わない。
【００２８】
バッキング部を構成する不織布に配合される低融点コポリエステルの融点は、１１０〜１８０℃にあることが好ましい。この温度範囲は、成形性をバッキング材に持たせるために必要な範囲である。１１０℃未満では、例えば高温雰囲気下にカーペット材を使用した場合にカーペットの形状を維持が困難となる可能性がある。また１８０℃超では、加熱条件の許容幅が狭くなり成形する自由度が小さくなる。更に形成条件が厳格になり、汎用性が小さくなる問題がある。
【００２９】
バッキング部を構成する不織布の通気量は、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下において、１０〜１０００ｃｃ／分の範囲にあることが好ましい。バッキング部の通気量は、高周波域の遮音性能に影響を与え、通気抵抗がある程度以上で高周波域の遮音性能が確保される。ここでいう高周波とは、主として１ｋＨｚ 以上の範囲をいう。通気抵抗を、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下での通気量で表すと１０〜１０００ｃｃ／分範囲にあれば高周波域の遮音性能が確保できる。これはこの程度の通気抵抗により、ある程度通気がある状態でも音響的には全く遮蔽体となることを意味する。１０ｃｃ／分以下の状況を繊維体バッキング材で実現しようとすると面密度が１０００ｇ／ｍ２以上となりバッキング材が硬化してしまい、低周波域の遮音性能が悪化する。また１０００ｃｃ／分超の通気量では、音響的な隔壁を形成できず、高周波域の遮音性能が確保できなくなる。この通気量の範囲は、全く通気のないフィルムの開口率５％以下の範囲にほぼ一致する。
【００３０】
バッキング部を構成する不織布の動的粘弾性試験における貯蔵弾性率ｌｏｇ Ｅ’ の値が測定温度範囲０〜５０℃において、５〜１０Ｐａの範囲にあることが好ましい。
【００３１】
バッキング部の柔らかさは、定量的には動的粘弾性試験における貯蔵弾性率の値で表される。前記のバッキング部の軟らかさの指針もこの貯蔵弾性率の値で決定される。この貯蔵弾性率ｌｏｇ Ｅ’ の値が測定温度範囲０〜５０℃において、できるだけ小さい方が低周波の遮音性能向上には望ましい。しかし、この低周波数域の遮音性能は、このバッキング部と外壁との間で形成された２重壁遮音構造体の１次共振の領域を意味し、この領域では、遮音性能は通常、質量則に対して落ち込む（図２）。しかし、この領域の落ち込みをこの貯蔵弾性率ｌｏｇ Ｅ’ の値によってできるだけ、質量則に近づけ、更に高周波域では通常の２重壁遮音構造の遮音性能の優位性を確保できることを初めて見いだした。
【００３２】
ここで、質量則とは、バッキングＭ１ と外壁Ｍ２ とがインシュレーターを介さないで密接した遮音構造について透過損失と周波数が比例することを言う。バッキングＭ１ と外壁Ｍ２ の間にインシュレーターを設けた従来の二重壁構造では、二重壁間の１次共鳴のため２図に示すように２００〜５００Ｈｚの周波数領域で遮音性能が質量則よりも悪化する。本発明では前記の構成を採用することによりこの共鳴悪化を著しく抑制することが可能となったものである。更に、本発明のカーペット材では図２から明らかなように高周波数領域では全域遮音性能は、質量則よりも高くなる。尚、図２のように二重壁構造と質量則を並記する場合、該二重壁構造体と質量則構造体とは、同じ重量（重量一定）であることを前提としている。
【００３３】
このとき温度範囲０〜５０℃において、５Ｐａ未満のバッキング材は軟らかすぎてバッキング材にする場合のシート状に成形することができないため不都合である。また温度範囲０〜５０℃において、１０Ｐａ超の場合は、低周波域の遮音性能を向上させるほどの軟らかさが得られず、通常の２重状態と同様、低周波領域の質量則に対し大きく水をあけられてしまい、不適であった。具体的にはバッキング部を機械的にもみほぐし、不織布バッキングを柔らかくすることも、低周波の遮音性能向上のために非常に有効である。図３の動的粘弾性試験結果の貯蔵弾性率の値の図３中上が機械的揉み解し処理前の発明バッキング材であり、下が処理後の発明バッキング材である。このように機械的揉み解し処理は、貯蔵弾性率低減に非常に効果的である。
【００３４】
本発明のタフテッドカーペット材を自動車用のフロアカーペットとして使用することは、非常に有効である。自動車の静粛性に対する要求は年々強くなっている。すなわち、タフテッドカーペット材をインシュレータ層と一体化して、フロアカーペットを構成した場合、従来品のカーペット材を使用した自動車用フロアカーペットに比べて、低周波域から高周波域に渡る全周波数域で高い遮音、吸音性能を有するフロアカーペットを得ることができるからである。
【００３５】
すなわち、本発明は又、前記本発明のカーペット材およびインシュレータ層を含んでなる自動車用フロアカーペットを提供する。
【００３６】
本発明は又、前記自動車用のフロアカーペットの製造方法を提供するものであり、この製造方法は、繊維集合体よりなるインシュレータ層と本発明のタフテッドカーペット材とを積層し、該カーペット材のバッキング部に配合される低融点コポリエステルの融点以上の温度で加熱することにより、当該インシュレータ層に該カーペット材のバッキング部を融着させ、積層一体化して自動車々フロアカキーペットを構成することを特徴とする。低融点とは、前記の如く１１０〜１８０℃を意味するのでその温度以上でインシュレータ層とカーペット材を加熱する。ここでインシュレータ層は、例えばポリエステル繊維等の繊維集合体又はフェルト又はウレタンを材料として構成される。
【００３７】
上記のように、本発明のカーペット材から、自動車用フロアカーペットを製造する場合には、繊維集合体よりなるインシュレータ層と当該カーペット材と一体化して、バッキング部に配合される低融点コポリエステルの融点以上の温度で加熱することにより、当該インシュレータ層にバッキング部、若しくはマスバック層を融着させ、積層一体化して自動車用フロアカーペットを得る方法を用いることができる。この方法は、工程的にもシンプルで優れているため、汎用性が高く、経済性も高い。
【００３８】
カーペット材の基布部とバッキング部を一体化するのは有効である。通常、基布部にパイル部の繊維体を縫い付け、カーペット表皮を構成するが、バッキング部を従来の樹脂から不織布にすることにより、基布部と同一素材とすることが可能となり、従来不可能であった基布部とバッキング部の積層一体化が可能となった。従って、基布部とバッキング部のそれぞれの面密度分を合計した面密度の基布一体バッキング部にパイル用繊維を縫い付けること（図５）または、通常のパイル部と基布部を一体化した表皮にバッキング部をニードルパンチ工法により積層一体化することも可能であり、本発明の目的を達成するのに十分である。また、接着剤の使用や、バッキング部や基布部に配合されているバインダー繊維により積層一体化するこも当然可能であり、本発明の目的には十分である。
【００３９】
本発明のカーペット材は、タフテッドカーペット材として本来必要とする要件をすべて具備し、かつ低周波領域から高周波数領域にわたる広範囲において優れた遮音性能と吸音性能を有するカーペット材とすることが可能となった。
【００４０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。
実施例１
ナイロン繊維を主成分としたパイル部、及びパイル部を支持するポリエステル繊維不織布からなる基布部の裏面に、繊維径約１５μｍ の分割繊維を７０重量％と、繊維径約１５μｍ のポリエステル系バインダー繊維で鞘部のコポリエステルの融点が１１０℃そして芯部コポリエステルの融点が２４０℃のタイプを３０重量％配合したバッキング部を有する３層一体のカーペット材において、当該バッキング部の面密度が４００ｇ／ｍ２、厚さ３ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４５０ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．５Ｐａであるものを用いて、カーペット材（１）を作製した。
この例において、パイル部と基布部とバッキング部の３層一体化は、次の方法、すなわち、基布部にパイル部をぬいこみ、その後加熱したバッキング部を基布部に熱融着させた。バッキング部のバインダー成分により、基布部に融着させた。
【００４１】
実施例２
ポリエステル繊維を主成分としたパイル部、及びパイル部を支持する基布部の裏面に、繊維径約１５μｍ の分割繊維を７０重量％と、繊維径約１５μｍ のポリエステル系バインダー繊維で鞘部のコポリエステルの融点が１１０℃そして芯部のポリエステルの融点が２４０℃のタイプを３０重量％配合したバッキング部を有する３層一体のカーペット材において、当該バッキング部の面密度が４００ｇ／ｍ２、厚さ３ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４５０ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．５Ｐａであるものを用いて、カーペット材（２）を作製した。
【００４２】
実施例３
バッキング部の面密度を８００ｇ／ｍ２、厚さ５ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が５０ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均９．５Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（３）を作製した。
【００４３】
実施例４
バッキング部の面密度を２００ｇ／ｍ２、厚さ２ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が７５０ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均７．０Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（４）を作製した。
【００４４】
実施例５
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維径約１５μｍ の分割繊維とし、厚さ２ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４２０ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．０Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（５）を作製した。
【００４５】
実施例６
バッキング部を構成するバインダー繊維のコポリエステルの融点を１３０℃にした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（６）を作製した。
【００４６】
実施例７
バッキング部を構成するバインダー繊維のコポリエステルの融点を１７０℃にした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（７）を作製した。
【００４７】
実施例８
バッキング部を構成するバインダー繊維のコポリエステルの融点を１８０℃にした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（８）を作製した。
【００４８】
実施例９
バッキング部を構成するバインダー繊維の配合量を２０重量％とし、それ以外の分割繊維の配合量を８０重量％とし、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．２Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（９）を作製した。
【００４９】
実施例１０
バッキング部を構成するバインダー繊維の配合量を５０重量％とし、それ以外の分割繊維の配合量を５０重量％とし、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．７Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１０）を作製した。
【００５０】
実施例１１
バッキング部を構成するバインダー繊維の配合量を８０重量％とし、それ以外の分割繊維の配合量を２０重量％とし、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．８Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１１）を作製した。
【００５１】
実施例１２
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約１０μｍ の丸断面忠実レギュラー繊維とし、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４００ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均７．５Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１２）を作製した。
【００５２】
実施例１３
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約１０μｍ の丸断面忠実コンジュゲート繊維とし、厚さ８ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４１０ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．０Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１３）を作製した。
【００５３】
実施例１４
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約１５μｍ のＹ形断面繊維とし、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４２０ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．７Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１４）を作製した。
【００５４】
実施例１５
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約１５μｍ の扁平断面繊維とし、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４３０ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．２Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１５）を作製した。
【００５５】
実施例１６
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約１５μｍ の楕円断面繊維とし、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４２５ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．４Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１６）を作製した。
【００５６】
実施例１７
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約１５μｍ の再生ポリエステルレギュラー繊維とし、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４２５ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均７．６Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１７）を作製した。
【００５７】
実施例１８
バッキング部を機械的にもみほぐし、非常にしなやかに柔らかくすることよって、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均６．０Ｐａとした以外は実施例３と全く同様にして、カーペット材（１８）を作製した。
【００５８】
実施例１９
バッキング部を機械的にもみほぐし、非常にしなやかに柔らかくすることよって、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均７．５Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１９）を作製した。
【００５９】
実施例２０
バッキング部を機械的にもみほぐし、非常にしなやかに柔らかくすることよって、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．５Ｐａとした以外は実施例３と全く同様にして、カーペット材（２０）を作製した。
【００６０】
実施例２１
バッキング部７を構成する不織布をカードレイヤー式不織布製造装置により製造し、パイル部４と基布部５で構成される表皮を下流工程でニードルパンチ処理６を施すことにより積層一体化し、カーペット材（２１）を作成した（図４）。
【００６１】
実施例２２
バッキング部と基布部を一体化した一体化バッキング材を構成する不織布をカードレイヤー式不織布製造装置により製造し、その後パイル部加工工程によりパイル部８を構成して、一体化した基布一体バッキング部９を有するカーペット材（２２）を作成した（図５）。
【００６２】
実施例２３
実施例１で得られたカーペット材を用いて自動車用のフロアーカーペットを製造する。すなわち、実施例１で得られたカーペット材と、ポリエステル繊維の集合体よりなるインシュレータ層とを積層し、温度１６０℃（１１０℃以上の温度を特定して下さい）で加熱し、該インシュレータ層に該カーペット部材のバッキング部を融着させ、積層一体化して自動車用フロアーカーペットを得た。
【００６３】
実施例２４
実施例２で得られたカーペット材を用いて自動車用のフロアーカーペットを製造する。すなわち、実施例 で得られたカーペット材と、ポリエステル繊維の集合体よりなるインシュレータ層とを積層し、温度１６０℃で加熱し、該インシュレータ層に該カーペット部材のバッキング部を融着させ、積層一体化して自動車用フロアーカーペットを得た。
【００６４】
比較例１
バッキング部の面密度を１００ｇ／ｍ２、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が１２５０ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均６．０Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材を作製した。
【００６５】
比較例２
バッキング部の面密度を１１００ｇ／ｍ２、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が５ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均１１．０Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材を作製した。
【００６６】
比較例３
バッキング部の厚さを０．２ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均１０．５Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材を作製した。
【００６７】
比較例４
バッキング部の厚さを１１ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が５００ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．０Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材を作製した。
【００６８】
比較例５
バッキング部を構成するバインダー繊維の配合量を１０重量％とし、バッキング部を構成しようとしたが、繊維体がまとまらず、バッキング部として機能する繊維集合体を得ることができなかった。
【００６９】
比較例６
バッキング部を構成するバインダー繊維の配合量を９０重量％とし、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均１０．４Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材を作製した。
【００７０】
比較例７
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約５μｍ の丸断面中実レギュラー繊維とした以外は実施例１と同様にしてバッキング部を構成しようとしたが、構成繊維が細すぎてまとまらず、バッキング部として機能する繊維集合体を得ることができなかった。
【００７１】
比較例８
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約４０μｍ の丸断面中実レギュラー繊維とし、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が１１００ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均９．０Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材を作製した。
【００７２】
（試験例）
上記実施例１〜２４、及び比較例１〜４，６，８において得られたカーペット材について、以下の実験を実施した。
【００７３】
試験例（透過損失実験）
上記の各実施例、及び比較例の方法によって得たカーペット材について、ＪＩＳ Ａ １４１６の残響室−残響室を利用した音響透過損失測定を行った。測定には、実施例の方法等で得たカーペット材（１２）のバッキング部側をポリエステル繊維吸音材からなるインシュレータ材（１３）に重ねた構成にしてから、発音側残響室１５の窓に鉄板（１４）１ｍｍを設置し、鉄面にインシュレータ材を張り付け、鉄板とバッキング部とで２重壁遮音構造体となるようにして、試料をセットした（図６）。
【００７４】
試験結果は、表１に示すが、この時の低周波側遮音性能とは、カーペット材バッキング部のみ従来材のＰＥシートを用い、面密度は同一のもの同士を比較し、実際の測定音圧（ｄＢ）とＰＥシートを用いた場合の測定音圧（ｄＢ）との差を５０〜５００Ｈｚまで平均した結果である。尚、ＰＥシートを用いた場合の測定音圧は、一定の２０．０ｄＢ（５０〜５００Ｈｚの平均値）である。前記音圧差の値がプラスの場合は、実施例に示すカーペット材を使用した構成の方の遮音性能が高いこととなる。
これらの試験結果によると、表１より実施例で作成させたカーペット材は、従来材を使用した構成に対し、低周波域（５０〜５００Ｈｚ）での遮音性能が向上することが確認された。また、５００Ｈｚ以上の周波数域においては、従来例の間には大きな差は見られないものの、やや実施例の方が遮音性能がよい結果となった。
【００７５】
また従来公知の仕様で作成した比較例によるカーペット材は、低周波域の遮音性能について満足な値を得ることができないか、カーペット材としての構成上の問題点が上げられ、実施できなかった。
【００７６】
【表１】
【００７７】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、構成されるのであるから、本発明のカーペット材は、低周波域での遮音性能を効果的に向上させる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のカーペット材の模式図である。
【図２】動的粘弾性試験の測定結果を示すグラフである。
【図３】機械的揉み解し処理による効果を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施例のカーペット材の模式図である。
【図５】本発明の他の実施例のカーペット材の模式図である。
【図６】遮音性能測定方法を示す模式図である。
【符号の説明】
１ パイル部
２ 基布部
３ バッキング部
４ パイル部
５ 基布部
６ ニードルパンチ処理
７ バッキング部
８ パイル部
９ 基布一体バッキング部
１０ 測定側マイク
１１ 測定側残響室
１２ カーペット材
１３ インシュレータ材
１４ 鉄板
１５ 発音側残響室
１６ 発音側マイク
１７ スピーカ
１８ エアーシール
【発明の属する技術分野】
この発明は吸音・遮音性能を向上させるようにしたタフテッドカーペット材及びこのカーペット材を用いた自動車用のタフテッドカーペットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカーペット材は、例えば不織布基布の表面にコード調やディロア調等の柄だしされたパイル部を有し、その下部にパイル部を固定するためのラテックスが含侵された含侵部を有するタイプ（特開昭５２−５３９８０、特開昭６１−１３２６６７）があった。また、自動車用のカーペット材としては、前記に加え更にラテックス部の下部にポリプロピレン、ポリアミドのシート、または炭酸カルシウム等の無機物質を含侵したエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）など熱可塑性シートからなるバッキング部をラミネートした積層体タイプ（特開昭５９−１４０１７５、特開昭５７−２０５２５１、特開昭５９−２０４９８２）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のカーペット材に求められる性能は、表面の意匠性付与やカーペット材としての耐久性が主であり、これに吸音性能や遮音性能等の音振性能を求めることはなかった。しかし、特に自動車用のカーペット材については、車両の音振性能を向上させる手段として、このカーペット材に注目することが重要であることが近年わかってきた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、カーペット材の音振性能を向上させるためにカーペット材全体を繊維体で構成し、特に低周波数領域の音振性能を向上させたカーペット材を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、表皮側のパイル部、パイル部を支持する基布部、及び基布部の裏面に位置するバッキング部からなるタフテッドカーペット材であって、該バッキング部が繊維集合体より構成される不織布からなり、該バッキング部を構成する不織布が、面密度１００〜１０００ｇ／ｍ２、厚さ０．５〜６ｍｍであり、直径１０〜３０μｍ の繊維集合体より構成されており、該バッキング部を構成する不織布の通気量が、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下において、１０〜１０００ｃｃ／分の範囲にあり、そして該バッキング部を構成する不織布の動的粘弾性試験における貯蔵弾性率ｌｏｇ Ｅ′（ＪＩＳ Ｋ ７１９８（プラスチックの非共振強制振動法による動的粘張性の温度依存性に関する試験方法）参照）の値が測定温度範囲０〜５０℃において、５〜１０Ｐａの範囲にあることを特徴とする、前記タフテッドカーペット材を提供することによって達成される。
【０００５】
すなわち、本発明は、家庭用、自動車用等のタフトカーペット材において、通常カーペット材にとっての要件とはならない吸音、遮音等の音振性能を付与したカーペット材に関するものであり、カーペット材を構成するすべての部位が繊維集合体より構成されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明のカーペット材は、図１に示すように表皮側のパイル部１、パイル部を支持する基布部２、更にこの基布部２の裏面にバッキング部３が位置する構成で形成されている。パイル部は意匠性を付与する層であり、コード調やディロア調等の柄だしされている。このパイル部の毛の部分を支持するために基布部が存在する。従って、この２層は一体不可分の関係にあり、カーペット材の表皮部の意匠を形成するために基布部は存在する。
【０００７】
更にその下層部のバッキング部は、主として車両用のカーペット材に構成される部分であり、音振性能を向上させるために設置することが多い。このバッキング部をマスバック部ということもある。また、バッキング部に更にマスバック部相当を積層する場合もあるので、ここではあえて限定はおこなわない。
【０００８】
本発明は、タフテッドカーペットにおいて、このバッキング部が繊維体であることが特徴である。繊維体とすることでバッキング部が従来品の熱可塑性樹脂等シート（ＰＥ，ＥＶＡ等）に比べ一定量の下、非常に柔らかくなり、この柔らかさの度合いに比例して、低周波位置の遮音性能が向上することが見出された。
【０００９】
パイル部と基布部は一体であるが、繊維体のバッキング層を一体として成形しても、別体として別々に成形した後一体としもよい。双方のバッキング層とも従来材に比較して十分に柔らかいため、低周波域の遮音性能の向上に有効だからである。
【００１０】
パイル部は、例えばナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維又はこれらの混合繊維から構成される。好ましくはパイル部は、ナイロン繊維又はポリエステル繊維を主成分とする繊維から構成される。
【００１１】
基布部は、例えばポリエステル繊維不織布、ポリプロピレン繊維不織布等から構成される。好ましくは、基布部はポリエステル繊維不織布から構成される。
【００１２】
バッキング部を構成する不織布は、例えばポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維等から構成され、特にポリエステル繊維から構成されていることが好ましい。ポリエステル繊維は、非常に一般的な繊維であり、製造において自由度が高い特徴があり、ポリエステル繊維で構成されたバッキング部がもっとも効率よく柔らかくできるからである。更に、ポリエステルは熱可塑性樹脂であるため、リサイクルが容易で再生利用でき、環境にやさしい物質であるからである。
【００１３】
ポリエステル繊維には、再生ポリエステル繊維を含んでもよい。機械的物性がバージンポリエステルとあまり変わらない再生ポリエステル繊維も非常に多く流通しており、環境面等の観点から積極使用することが重要であるからである。
バッキング部を構成する不織布は、面密度１００〜１０００ｇ／ｍ２、厚さ０．５〜６ｍｍであり、直径１０〜３０μｍ のポリエステル繊維より構成される。より好ましくは、バッキング部を構成する不織布は、面密度１５０〜６００ｇ／ｍ２、厚さ１〜４ｍｍであり、直径１０〜２０μｍ のポリエステル繊維より構成される。
【００１４】
面密度が１００ｇ／ｍ２未満の不織布では、バッキング部を構成したとしても、遮音性能に優位性が得られず、１０００ｇ／ｍ２超では、従来品に比べてもバッキング層が硬くなり、低周波域での遮音性能の優位性がなくなるからである。バッキング層の厚さが０．５ｍｍ未満では、カーペット材としての耐久性が乏しく、長時間の使用に耐えられず、６ｍｍ超では、カーペット材自体が厚くなりすぎて、実用性に乏しくなる。また、バッキング部を構成するポリエステル繊維の太さは、細いほど音振性能には有効であるが、高価になることと、繊維自体の剛性が不足するため、１０μｍ 未満の繊維は実用的には不適である。更に、３０μｍ 超の繊維は太すぎて、バッキング層が硬くなるとともに、水などをこぼした場合に水分をシールドできない可能性がある。
【００１５】
バッキング部を構成する不織布は、ポリエステル系ステープル繊維と、芯成分が、例えば高融点コポリエステル（例えば融点２３０〜２５０℃）、鞘成分が低融点コポリエステル（例えば融点１１０〜１８０℃）からなる芯鞘型コンジュゲート構造を有するバインダー繊維の混合体より構成され、当該バインダー繊維は２０〜８０重量％配合されていることが望ましい。ここでバインダー繊維とは、不織布を構成するポリエステル系ステープル繊維又はコンジュゲート繊維同志を結合させる繊維をいう。
【００１６】
このバインダー繊維の配合により、カーペット材の加熱成形が可能となり、成形自由度が高まるからである。また、自動車用のカーペット材では自動車のフロア形状にあわせてカーペット材を成形する必要があるため、このバインダー繊維の配合は必要である。
【００１７】
バインダー繊維の配合量が少ないと実際に成形が不可能となり、カーペット材に成形性を付与できないため、２０重量％以上の配合が必要である。また、バインダー繊維の配合が８０重量％を超すとバッキング部が硬化し、低周囲域の遮音性能に悪影響が出る可能性がある。
【００１８】
前記低融点コポリエステルは、例えばエチレングリコールとテレフタル酸からなるポリエチレンテレフタレートと、エチレングリコールとオルトーフタル酸からなるポリエステル、又はエチレングリコールとメタ−フタル酸からなるポリエステルの混合体等から成るポリエステルであり、低融点とは１１０〜１８０℃を意味する。
【００１９】
芯鞘型コンジュゲート構造を構成する芯成分は、例えば高融点ポリエステルから構成される。ここで高融点ポリエステルは、融点２３０〜２５０℃のポリエステルを意味する。
【００２０】
バッキング部を構成する不織布を構成するポリエステル系ステープル繊維は、通常の丸断面繊維のレギュラー繊維若しくはコンジュゲート繊維、又は再生ポリエステルレギュラー繊維、又は丸断面中空繊維のレギュラー繊維若しくはコンジュゲート繊維、又は断面形状が丸ではない形状の異形断面繊維、又は断面方向に対して垂直な方向に分割される分割繊維、又はこれら繊維の少なくとも２種類の混合体であることが好ましい。
【００２１】
従来の材料に比べ、通常の繊維である丸断面繊維でバッキング部を構成した場合でも十分にバッキング部は柔らかくなるが、更に遮音性能を向上させるには、丸断面繊維以外の異形断面繊維の使用が非常に効果的である。異形断面繊維とは、単繊維の断面積をＳとするとき換算直径Ｒを１式のように規定した場合に当該断面積の外周長さをＬとして２式に示される断面形状を有する繊維をいう。
【数１】
Ｒ＝２√（Ｓ／π） （１式）
１．２ πＲ＜Ｌ＜５πＲ （２式）
【００２２】
異形断面繊維の使用は、バッキング部を柔らかくする効果と同時に、単位体積下で表面積を確保できるため、吸音性能をバッキング部に付与できる効果がある。異形断面繊維には、扁平断面繊維、Ｙ型断面繊維、Ｗ型断面繊維、楕円繊維、超扁平断面繊維等があり、どれも前記目的を達成するためには効果的であるが特に限定は行わない。
【００２３】
また、断面方向に対して垂直な方向に分割される分割繊維は超極細繊維の束とし構成されるものであり、通常、この繊維には断面中心から６０°の扇形断面に分割される６分割繊維、また、断面中心から４５°の扇形に分割される８分割繊維等があり、どれもバッキング部の貯蔵弾性率低減、表面積の向上に効果的である。
【００２４】
分割繊維は分割により表面積等が向上するため、分割数の限定は行わないが、３０〜６０°の範囲の扇形となる分割繊維が一般的であり、経済的に適している。
【００２５】
また、中空繊維も同面密度下で表面積を向上させる効果を有するため有効である。
【００２６】
レギュラー繊維は機械的巻縮が掛けられ、平面方向に反発が強い特徴があり、コンジュゲート繊維は化学的に巻縮され、バッキング部をかさ高く構成することが可能である特徴を有する。これらは両者ともバッキング部の柔らかさの調整に使用でき、効果的である。
【００２７】
これらの繊維の混合体もバッキング部の柔らかさの調整に非常に効果的である。これら繊維種の組み合わせは数多く存在するが、どれも前記目的に対し有効であるため、特に限定は行わない。
【００２８】
バッキング部を構成する不織布に配合される低融点コポリエステルの融点は、１１０〜１８０℃にあることが好ましい。この温度範囲は、成形性をバッキング材に持たせるために必要な範囲である。１１０℃未満では、例えば高温雰囲気下にカーペット材を使用した場合にカーペットの形状を維持が困難となる可能性がある。また１８０℃超では、加熱条件の許容幅が狭くなり成形する自由度が小さくなる。更に形成条件が厳格になり、汎用性が小さくなる問題がある。
【００２９】
バッキング部を構成する不織布の通気量は、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下において、１０〜１０００ｃｃ／分の範囲にあることが好ましい。バッキング部の通気量は、高周波域の遮音性能に影響を与え、通気抵抗がある程度以上で高周波域の遮音性能が確保される。ここでいう高周波とは、主として１ｋＨｚ 以上の範囲をいう。通気抵抗を、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下での通気量で表すと１０〜１０００ｃｃ／分範囲にあれば高周波域の遮音性能が確保できる。これはこの程度の通気抵抗により、ある程度通気がある状態でも音響的には全く遮蔽体となることを意味する。１０ｃｃ／分以下の状況を繊維体バッキング材で実現しようとすると面密度が１０００ｇ／ｍ２以上となりバッキング材が硬化してしまい、低周波域の遮音性能が悪化する。また１０００ｃｃ／分超の通気量では、音響的な隔壁を形成できず、高周波域の遮音性能が確保できなくなる。この通気量の範囲は、全く通気のないフィルムの開口率５％以下の範囲にほぼ一致する。
【００３０】
バッキング部を構成する不織布の動的粘弾性試験における貯蔵弾性率ｌｏｇ Ｅ’ の値が測定温度範囲０〜５０℃において、５〜１０Ｐａの範囲にあることが好ましい。
【００３１】
バッキング部の柔らかさは、定量的には動的粘弾性試験における貯蔵弾性率の値で表される。前記のバッキング部の軟らかさの指針もこの貯蔵弾性率の値で決定される。この貯蔵弾性率ｌｏｇ Ｅ’ の値が測定温度範囲０〜５０℃において、できるだけ小さい方が低周波の遮音性能向上には望ましい。しかし、この低周波数域の遮音性能は、このバッキング部と外壁との間で形成された２重壁遮音構造体の１次共振の領域を意味し、この領域では、遮音性能は通常、質量則に対して落ち込む（図２）。しかし、この領域の落ち込みをこの貯蔵弾性率ｌｏｇ Ｅ’ の値によってできるだけ、質量則に近づけ、更に高周波域では通常の２重壁遮音構造の遮音性能の優位性を確保できることを初めて見いだした。
【００３２】
ここで、質量則とは、バッキングＭ１ と外壁Ｍ２ とがインシュレーターを介さないで密接した遮音構造について透過損失と周波数が比例することを言う。バッキングＭ１ と外壁Ｍ２ の間にインシュレーターを設けた従来の二重壁構造では、二重壁間の１次共鳴のため２図に示すように２００〜５００Ｈｚの周波数領域で遮音性能が質量則よりも悪化する。本発明では前記の構成を採用することによりこの共鳴悪化を著しく抑制することが可能となったものである。更に、本発明のカーペット材では図２から明らかなように高周波数領域では全域遮音性能は、質量則よりも高くなる。尚、図２のように二重壁構造と質量則を並記する場合、該二重壁構造体と質量則構造体とは、同じ重量（重量一定）であることを前提としている。
【００３３】
このとき温度範囲０〜５０℃において、５Ｐａ未満のバッキング材は軟らかすぎてバッキング材にする場合のシート状に成形することができないため不都合である。また温度範囲０〜５０℃において、１０Ｐａ超の場合は、低周波域の遮音性能を向上させるほどの軟らかさが得られず、通常の２重状態と同様、低周波領域の質量則に対し大きく水をあけられてしまい、不適であった。具体的にはバッキング部を機械的にもみほぐし、不織布バッキングを柔らかくすることも、低周波の遮音性能向上のために非常に有効である。図３の動的粘弾性試験結果の貯蔵弾性率の値の図３中上が機械的揉み解し処理前の発明バッキング材であり、下が処理後の発明バッキング材である。このように機械的揉み解し処理は、貯蔵弾性率低減に非常に効果的である。
【００３４】
本発明のタフテッドカーペット材を自動車用のフロアカーペットとして使用することは、非常に有効である。自動車の静粛性に対する要求は年々強くなっている。すなわち、タフテッドカーペット材をインシュレータ層と一体化して、フロアカーペットを構成した場合、従来品のカーペット材を使用した自動車用フロアカーペットに比べて、低周波域から高周波域に渡る全周波数域で高い遮音、吸音性能を有するフロアカーペットを得ることができるからである。
【００３５】
すなわち、本発明は又、前記本発明のカーペット材およびインシュレータ層を含んでなる自動車用フロアカーペットを提供する。
【００３６】
本発明は又、前記自動車用のフロアカーペットの製造方法を提供するものであり、この製造方法は、繊維集合体よりなるインシュレータ層と本発明のタフテッドカーペット材とを積層し、該カーペット材のバッキング部に配合される低融点コポリエステルの融点以上の温度で加熱することにより、当該インシュレータ層に該カーペット材のバッキング部を融着させ、積層一体化して自動車々フロアカキーペットを構成することを特徴とする。低融点とは、前記の如く１１０〜１８０℃を意味するのでその温度以上でインシュレータ層とカーペット材を加熱する。ここでインシュレータ層は、例えばポリエステル繊維等の繊維集合体又はフェルト又はウレタンを材料として構成される。
【００３７】
上記のように、本発明のカーペット材から、自動車用フロアカーペットを製造する場合には、繊維集合体よりなるインシュレータ層と当該カーペット材と一体化して、バッキング部に配合される低融点コポリエステルの融点以上の温度で加熱することにより、当該インシュレータ層にバッキング部、若しくはマスバック層を融着させ、積層一体化して自動車用フロアカーペットを得る方法を用いることができる。この方法は、工程的にもシンプルで優れているため、汎用性が高く、経済性も高い。
【００３８】
カーペット材の基布部とバッキング部を一体化するのは有効である。通常、基布部にパイル部の繊維体を縫い付け、カーペット表皮を構成するが、バッキング部を従来の樹脂から不織布にすることにより、基布部と同一素材とすることが可能となり、従来不可能であった基布部とバッキング部の積層一体化が可能となった。従って、基布部とバッキング部のそれぞれの面密度分を合計した面密度の基布一体バッキング部にパイル用繊維を縫い付けること（図５）または、通常のパイル部と基布部を一体化した表皮にバッキング部をニードルパンチ工法により積層一体化することも可能であり、本発明の目的を達成するのに十分である。また、接着剤の使用や、バッキング部や基布部に配合されているバインダー繊維により積層一体化するこも当然可能であり、本発明の目的には十分である。
【００３９】
本発明のカーペット材は、タフテッドカーペット材として本来必要とする要件をすべて具備し、かつ低周波領域から高周波数領域にわたる広範囲において優れた遮音性能と吸音性能を有するカーペット材とすることが可能となった。
【００４０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。
実施例１
ナイロン繊維を主成分としたパイル部、及びパイル部を支持するポリエステル繊維不織布からなる基布部の裏面に、繊維径約１５μｍ の分割繊維を７０重量％と、繊維径約１５μｍ のポリエステル系バインダー繊維で鞘部のコポリエステルの融点が１１０℃そして芯部コポリエステルの融点が２４０℃のタイプを３０重量％配合したバッキング部を有する３層一体のカーペット材において、当該バッキング部の面密度が４００ｇ／ｍ２、厚さ３ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４５０ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．５Ｐａであるものを用いて、カーペット材（１）を作製した。
この例において、パイル部と基布部とバッキング部の３層一体化は、次の方法、すなわち、基布部にパイル部をぬいこみ、その後加熱したバッキング部を基布部に熱融着させた。バッキング部のバインダー成分により、基布部に融着させた。
【００４１】
実施例２
ポリエステル繊維を主成分としたパイル部、及びパイル部を支持する基布部の裏面に、繊維径約１５μｍ の分割繊維を７０重量％と、繊維径約１５μｍ のポリエステル系バインダー繊維で鞘部のコポリエステルの融点が１１０℃そして芯部のポリエステルの融点が２４０℃のタイプを３０重量％配合したバッキング部を有する３層一体のカーペット材において、当該バッキング部の面密度が４００ｇ／ｍ２、厚さ３ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４５０ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．５Ｐａであるものを用いて、カーペット材（２）を作製した。
【００４２】
実施例３
バッキング部の面密度を８００ｇ／ｍ２、厚さ５ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が５０ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均９．５Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（３）を作製した。
【００４３】
実施例４
バッキング部の面密度を２００ｇ／ｍ２、厚さ２ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が７５０ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均７．０Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（４）を作製した。
【００４４】
実施例５
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維径約１５μｍ の分割繊維とし、厚さ２ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４２０ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．０Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（５）を作製した。
【００４５】
実施例６
バッキング部を構成するバインダー繊維のコポリエステルの融点を１３０℃にした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（６）を作製した。
【００４６】
実施例７
バッキング部を構成するバインダー繊維のコポリエステルの融点を１７０℃にした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（７）を作製した。
【００４７】
実施例８
バッキング部を構成するバインダー繊維のコポリエステルの融点を１８０℃にした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（８）を作製した。
【００４８】
実施例９
バッキング部を構成するバインダー繊維の配合量を２０重量％とし、それ以外の分割繊維の配合量を８０重量％とし、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．２Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（９）を作製した。
【００４９】
実施例１０
バッキング部を構成するバインダー繊維の配合量を５０重量％とし、それ以外の分割繊維の配合量を５０重量％とし、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．７Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１０）を作製した。
【００５０】
実施例１１
バッキング部を構成するバインダー繊維の配合量を８０重量％とし、それ以外の分割繊維の配合量を２０重量％とし、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．８Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１１）を作製した。
【００５１】
実施例１２
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約１０μｍ の丸断面忠実レギュラー繊維とし、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４００ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均７．５Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１２）を作製した。
【００５２】
実施例１３
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約１０μｍ の丸断面忠実コンジュゲート繊維とし、厚さ８ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４１０ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．０Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１３）を作製した。
【００５３】
実施例１４
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約１５μｍ のＹ形断面繊維とし、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４２０ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．７Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１４）を作製した。
【００５４】
実施例１５
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約１５μｍ の扁平断面繊維とし、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４３０ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．２Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１５）を作製した。
【００５５】
実施例１６
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約１５μｍ の楕円断面繊維とし、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４２５ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．４Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１６）を作製した。
【００５６】
実施例１７
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約１５μｍ の再生ポリエステルレギュラー繊維とし、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４２５ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均７．６Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１７）を作製した。
【００５７】
実施例１８
バッキング部を機械的にもみほぐし、非常にしなやかに柔らかくすることよって、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均６．０Ｐａとした以外は実施例３と全く同様にして、カーペット材（１８）を作製した。
【００５８】
実施例１９
バッキング部を機械的にもみほぐし、非常にしなやかに柔らかくすることよって、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均７．５Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材（１９）を作製した。
【００５９】
実施例２０
バッキング部を機械的にもみほぐし、非常にしなやかに柔らかくすることよって、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．５Ｐａとした以外は実施例３と全く同様にして、カーペット材（２０）を作製した。
【００６０】
実施例２１
バッキング部７を構成する不織布をカードレイヤー式不織布製造装置により製造し、パイル部４と基布部５で構成される表皮を下流工程でニードルパンチ処理６を施すことにより積層一体化し、カーペット材（２１）を作成した（図４）。
【００６１】
実施例２２
バッキング部と基布部を一体化した一体化バッキング材を構成する不織布をカードレイヤー式不織布製造装置により製造し、その後パイル部加工工程によりパイル部８を構成して、一体化した基布一体バッキング部９を有するカーペット材（２２）を作成した（図５）。
【００６２】
実施例２３
実施例１で得られたカーペット材を用いて自動車用のフロアーカーペットを製造する。すなわち、実施例１で得られたカーペット材と、ポリエステル繊維の集合体よりなるインシュレータ層とを積層し、温度１６０℃（１１０℃以上の温度を特定して下さい）で加熱し、該インシュレータ層に該カーペット部材のバッキング部を融着させ、積層一体化して自動車用フロアーカーペットを得た。
【００６３】
実施例２４
実施例２で得られたカーペット材を用いて自動車用のフロアーカーペットを製造する。すなわち、実施例 で得られたカーペット材と、ポリエステル繊維の集合体よりなるインシュレータ層とを積層し、温度１６０℃で加熱し、該インシュレータ層に該カーペット部材のバッキング部を融着させ、積層一体化して自動車用フロアーカーペットを得た。
【００６４】
比較例１
バッキング部の面密度を１００ｇ／ｍ２、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が１２５０ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均６．０Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材を作製した。
【００６５】
比較例２
バッキング部の面密度を１１００ｇ／ｍ２、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が５ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値を、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均１１．０Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材を作製した。
【００６６】
比較例３
バッキング部の厚さを０．２ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が４ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均１０．５Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材を作製した。
【００６７】
比較例４
バッキング部の厚さを１１ｍｍ、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が５００ｃｃ／分であり、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均８．０Ｐａであるものを用いた以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材を作製した。
【００６８】
比較例５
バッキング部を構成するバインダー繊維の配合量を１０重量％とし、バッキング部を構成しようとしたが、繊維体がまとまらず、バッキング部として機能する繊維集合体を得ることができなかった。
【００６９】
比較例６
バッキング部を構成するバインダー繊維の配合量を９０重量％とし、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均１０．４Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材を作製した。
【００７０】
比較例７
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約５μｍ の丸断面中実レギュラー繊維とした以外は実施例１と同様にしてバッキング部を構成しようとしたが、構成繊維が細すぎてまとまらず、バッキング部として機能する繊維集合体を得ることができなかった。
【００７１】
比較例８
バッキング部を構成するバインダー繊維以外の繊維を繊維径約４０μｍ の丸断面中実レギュラー繊維とし、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下における通気量が１１００ｃｃ／分、バッキング材の動的粘弾性試験の貯蔵弾性率（ｌｏｇ Ｅ’）の値が、測定温度範囲０〜５０℃の範囲で平均９．０Ｐａとした以外は実施例１と全く同様にして、カーペット材を作製した。
【００７２】
（試験例）
上記実施例１〜２４、及び比較例１〜４，６，８において得られたカーペット材について、以下の実験を実施した。
【００７３】
試験例（透過損失実験）
上記の各実施例、及び比較例の方法によって得たカーペット材について、ＪＩＳ Ａ １４１６の残響室−残響室を利用した音響透過損失測定を行った。測定には、実施例の方法等で得たカーペット材（１２）のバッキング部側をポリエステル繊維吸音材からなるインシュレータ材（１３）に重ねた構成にしてから、発音側残響室１５の窓に鉄板（１４）１ｍｍを設置し、鉄面にインシュレータ材を張り付け、鉄板とバッキング部とで２重壁遮音構造体となるようにして、試料をセットした（図６）。
【００７４】
試験結果は、表１に示すが、この時の低周波側遮音性能とは、カーペット材バッキング部のみ従来材のＰＥシートを用い、面密度は同一のもの同士を比較し、実際の測定音圧（ｄＢ）とＰＥシートを用いた場合の測定音圧（ｄＢ）との差を５０〜５００Ｈｚまで平均した結果である。尚、ＰＥシートを用いた場合の測定音圧は、一定の２０．０ｄＢ（５０〜５００Ｈｚの平均値）である。前記音圧差の値がプラスの場合は、実施例に示すカーペット材を使用した構成の方の遮音性能が高いこととなる。
これらの試験結果によると、表１より実施例で作成させたカーペット材は、従来材を使用した構成に対し、低周波域（５０〜５００Ｈｚ）での遮音性能が向上することが確認された。また、５００Ｈｚ以上の周波数域においては、従来例の間には大きな差は見られないものの、やや実施例の方が遮音性能がよい結果となった。
【００７５】
また従来公知の仕様で作成した比較例によるカーペット材は、低周波域の遮音性能について満足な値を得ることができないか、カーペット材としての構成上の問題点が上げられ、実施できなかった。
【００７６】
【表１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、構成されるのであるから、本発明のカーペット材は、低周波域での遮音性能を効果的に向上させる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のカーペット材の模式図である。
【図２】動的粘弾性試験の測定結果を示すグラフである。
【図３】機械的揉み解し処理による効果を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施例のカーペット材の模式図である。
【図５】本発明の他の実施例のカーペット材の模式図である。
【図６】遮音性能測定方法を示す模式図である。
【符号の説明】
１ パイル部
２ 基布部
３ バッキング部
４ パイル部
５ 基布部
６ ニードルパンチ処理
７ バッキング部
８ パイル部
９ 基布一体バッキング部
１０ 測定側マイク
１１ 測定側残響室
１２ カーペット材
１３ インシュレータ材
１４ 鉄板
１５ 発音側残響室
１６ 発音側マイク
１７ スピーカ
１８ エアーシール
Claims (7)
- パイル部、パイル部を支持する基布部、及び基布部の裏面に位置するバッキング部からなるタフテッドカーペットであって、該バッキング部が繊維集合体より構成される不織布から成り、該バッキング部を構成する不織布が、面密度１００〜１０００ｇ／ｍ２、厚さ０．５〜６ｍｍ、直径１０〜３０μｍ の繊維集合体より構成されており、該バッキング部を構成する不織布の通気量が、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下において、１０〜１０００ｃｃ／分の範囲にあり、そして該バッキング部を構成する不織布の動的粘弾性試験における貯蔵弾性率ｌｏｇ Ｅ′の値が測定温度範囲０〜５０℃において、５〜１０Ｐａの範囲にあることを特徴とする、前記タフテッドカーペット材。
- バッキング部を構成する不織布が、ポリエステル系ステープル繊維と、鞘成分が低融点コポリエステルからなる芯鞘型コンジュゲート構造を有するバインダー繊維との混合体であり、当該バインダー繊維はバッキング部中に２０〜８０重量％配合されていることを特徴とする請求項１に記載されたタフテッドカーペット材。
- バッキング部を構成する不織布を形成するポリエステル系ステープル繊維が、丸断面繊維のレギュラー繊維若しくはコンジュゲート繊維、丸断面中空繊維のレギュラー繊維若しくはコンジュゲート繊維、繊維の円周が換算直径の１．２π〜５π倍である形状の異形断面繊維、又は断面方向に対して垂直な方向に分割される分割繊維、又はこれら繊維の少なくとも２種類の混合体であることを特徴とする請求項１又は２に記載されたタフテッドカーペット材。
- バッキング部を構成する不織布に配合される低融点コポリエステルが、１１０〜１８０℃の融点を有することを特徴とする請求項３に記載されたタフテッドカーペット材。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載のタフテッドカーペット材およびインシュレータ層を含んでなる、自動車用フロアカーペット。
- 繊維集合体よりなるインシュレータ層と請求項１記載のタフテッドカーペット材とを積層し、該カーペット材のバッキング部に配合される低融点コポリエステルの融点以上の温度で加熱することにより、当該インシュレータ層に該カーペット材のバッキング部を融着させ、積層一体化して自動車用フロアカーペットを構成することを特徴とする自動車用フロアーカーペットの製造方法。
- 自動車用のフロアカーペットとして使用するタフテッドカーペット材であって、該カーペットを表皮側のパイル部、及びパイル部を支持する基布部、及び基布部の裏面に位置するバッキング部から構成し、該バッキング部をポリエステル製不織布で構成し、更にカーペット材全体をポリエステル系繊維集合体からなる不織布によって構成し、当該バッキング部を構成する不織布は、面密度１００〜１０００ｇ／ｍ２、厚さ０．５〜６ｍｍであり、０．０１ｋｇ／ｃｍ２ の空気圧下の通気量が、１０〜１０００ｃｃ／分の範囲にあり、動的粘弾性試験における貯蔵弾性率ｌｏｇ Ｅ’ の値が測定温度範囲０〜５０℃において、５〜１０Ｐａの範囲にあり、当該バッキング部を構成する不織布は、直径１０〜３０μｍ のポリエステル系ステープル繊維と、鞘成分が低融点コポリエステルからなる芯鞘型コンジュゲート構造を有するバインダー繊維の混合体より構成され、当該バインダー繊維は２０〜８０重量％配合され、当該低融点コポリエステルの融点は１１０〜１８０℃の範囲にあり、ポリエステル系ステープル繊維は、丸断面繊維のレギュラー繊維若しくはコンジュゲート繊維、又は丸断面中空繊維のレギュラー繊維若しくはコンジュゲート繊維、又は繊維の円周が直径の１．２π〜５π倍である形状の異形断面繊維、又は断面方向に対して垂直な方向に分割される分割繊維、又はこれら繊維の混合体であることを特徴とする、前記タフテッドカーペット材。
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