JP4491814B2

JP4491814B2 - 制電性防音シートの製造方法

Info

Publication number: JP4491814B2
Application number: JP2004097552A
Authority: JP
Inventors: 耕平山田
Original assignee: SHOUEI CO Ltd; Yachiyo Co Ltd; Daiwa Co Ltd
Current assignee: SHOUEI CO Ltd; Yachiyo Co Ltd; Daiwa Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005278906A

Description

本発明は、室内に敷設されるカーペット、コンピュータのオペレーション用チェアマット、部屋の出入り口に敷設される床面用マット、玄関マット、エレベータ内やエレベータホールの開閉扉前に敷設される床面用マット、あるいは自動車や電車、飛行機などの室内に敷設される床マットに適用される制電性防音シートに関する。詳細には優れた制電性と防音性を兼備した制電性防音シートに関する。

従来、例えば自動車床面上には、フェルト層や不織布層を有して吸音性能に優れる床カーペットが敷かれている。

一方、この床カーペット上に載置される自動車用マットは、一般に不織基布にパイルを打ち込んだ繊維基材と、この繊維基材裏面に形成したバッキング層とから構成されていた。

ところが、自動車用マットにおけるバッキング層は、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂からなり、遮音層として機能するようになっていたので、この自動車用マットを床カーペット上に載置した場合、風切り音などの車外からの騒音は、自動車用マットのバッキング層によって跳ね返されてしまい、車外からの騒音についての十分な対策がなされていなかった。

また、建物の室内や廊下の床面に敷設されるカーペットやマットについても同様に、繊維基材裏面のバッキング層が遮音層となっていて、カーペット上面から伝播する騒音については、これを跳ね返してしまい、十分な吸音対策がなされていなかった。

本発明者は、このような事情に鑑み鋭意研究の結果、さらに優れた吸音性能を有する防音カーペットを提供している。

この防音カーペットは、「繊維基材の裏面側にバッキング層を形成した防音カーペットであって、当該防音カーペットに、その表裏を貫通する多数の貫通孔を形成したことを特徴とする防音カーペット」を要旨とするものである（特許文献１参照）。

また、室内に敷設されるカーペット、コンピュータのオペレーション用チェアマット、部屋の出入り口に敷設される床面用マット、玄関マット、エレベータ内やエレベータホールの開閉扉前に敷設される床面用マット、あるいは自動車や電車、飛行機などの室内に敷設される床マットには、人体に帯電した静電気を吸収除去することで、人体に帯電した静電気に起因する放電現象による人体への電撃ショックを解消することを目的とした制電性シートが提案されている。

制電性シートとしては、例えば静電気を放電する機能を持つ放電紙を積層した繊維基材に導電性繊維を含むパイルを打ち込むと共に、繊維基材の放電紙側にバッキング層を形成したものがある（特許文献２参照）。
特開２００２−２３８７３０号公報（１〜３頁、図１〜３）特開２００２−２８５４８０号公報（段落番号０００２〜０００３頁）

本発明者は、上記防音シート並びに制電性シートに関し、優れた制電性と防音性とを兼備した制電性防音シートの製造方法について、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成させるに至ったのである。

すなわち請求項１記載の発明は、静電気を空中放電させる導電性繊維を含んでおり、繊維基材の裏面側に多数の貫通孔を有するバッキング層を形成した制電性防音シートの製造方法において、前記繊維基材裏側にバッキング層を積層一体化するのに先だって、前記バッキング層の非積層側面に導電性繊維を散布し、次いで、前記バッキング層の非積層側面を加熱溶融させながら、該バッキング層の非積層側から針を貫通させて多数の貫通孔を形成するのと同時に前記針によって前記貫通孔内に前記バッキング層の非積層側面に散布した導電性繊維を押し込み、該貫通孔内に固定させることを特徴とする制電性防音シートの製造方法をその要旨とした。

請求項２記載の発明は、バッキング層が、導電性材料を含む連続気泡構造の発泡樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の制電性防音シートの製造方法をその要旨とした。

請求項３記載の発明は、繊維基材が、導電性繊維を含み、前記導電性繊維の先端が紙表面より突出するように設けられた放電紙を含んでいることを特徴とする請求項１または２記載の制電性防音シートの製造方法をその要旨とした。

請求項４記載の発明は、繊維基材に導電性繊維を含むパイル糸が打ち込まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の制電性防音シートの製造方法をその要旨とした。

本発明の制電性防音シートの製造方法にあっては、繊維基材裏側にバッキング層を積層一体化するのに先だって、前記バッキング層の非積層側面に導電性繊維を散布し、次いで、前記バッキング層の非積層側面を加熱溶融させながら、該バッキング層の非積層側から針を貫通させて多数の貫通孔を形成するのと同時に前記針によって前記貫通孔内に前記バッキング層の非積層側面に散布した導電性繊維を押し込み、該貫通孔内に固定させたことから、得られる制電性防音シートは、貫通孔内に押し込まれて固定された無数の導電性繊維が貫通孔内の壁面に固着して突出し、この導電性繊維を通じて、人体からの静電気が空中放電するようになっている。同時に、当該制電性防音シートの貫通孔内に突出する無数の導電性繊維は、音の通過時の障害ともなり、吸音がなされるようになっており、この結果、従来品に比べて、優れた制電性と防音性とを兼備するようになっている。

以下、本発明の制電性防音シートの製造方法を図面に示した好ましい実施の形態に従ってさらに詳しく説明する。図１、図２及び図３に示す制電性防音シート１１は、静電気を空中放電させる繊維基材１２の裏面側にバッキング層１３を形成したものである。

繊維基材１２としては、例えば不織布、織物、編物、紙、フェルトあるいはこれらの１種若しくは２種以上を組み合わせた複合体を挙げることができる。尚、繊維基材の素材や構造は、特に限定されず、当該制電性防音シートの用途や使用状態を考慮して適宜決定すればよい。

この繊維基材は、上記のごとき多孔質な素材を使用しているので、この表側繊維基材の中を音が通過する過程で摩擦熱として減衰し吸音されるようになっている。

また、繊維基材１２には導電性繊維が含まれていて静電気を空中放電するようになっている。導電性繊維を含む繊維基材１２の形態としては、例えば繊維基材１２の裏面側に放電紙１５を積層一体化させた形態、繊維基材１２に導電性繊維１６を含むパイル１４を打ち込んだ形態を挙げることができる。

放電紙１５とは、導電性繊維を含み、この導電性繊維の先端が紙表面より突出していて、この突出する導電性繊維がアンテナのように作用して静電気を空中放電させる機能を持つ紙である。例えば図１および２に示す放電紙１５は、カーボン繊維などの導電性繊維に、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等の合成繊維、さらに木材パルプ及び繊維状の熱可塑性バインダー（例えばポリビニルアルコール）を所定の比率で混合し、この混合物を叩解機を通して更に細断して均一な混合物とした後、湿式抄紙法によって製造されたものであり、その紙表面には前記導電性繊維の一部が垂直方向或いは斜め方向に不規則に突出し、この突出部より静電気が空中放電するようになっている。

この放電紙１５に含まれる導電性繊維としては、ステンレススチールファイバー、アルミニウムファイバーなどの金属繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成繊維表面に銅、ニッケル、アルミニウムなどの金属をメッキした繊維、金属粉や導電性化合物粉を混合した繊維、カーボン繊維、あるいは上記繊維を混用した繊維などが好適に使用できる。これらの導電性繊維が単独でまたは複数種混合した状態で紙中に含まれて、静電気の空中放電に寄与するようになっているのである。

繊維基材１２に導電性繊維１６を含むパイル糸１４を打ち込んだ形態とした場合、パイル糸１４中の導電性繊維１６が、人体から当該制電性防音シート１１側へと静電気を導く経路となると共に、静電気を空中放電する放電手段としても機能するようになっている。

導電性繊維１６を含むパイル糸１４は、繊維基材１２に所定のボリュームとなるように打ち込むことで、放電性および導電性を付与すると同時に当該シート１１の意匠性をさらに高めるようになっている。

パイル糸１４に含まれる導電性繊維１６としては、上記放電紙１５と同様に、ステンレススチールファイバー、アルミニウムファイバーなどの金属繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成繊維表面に銅、ニッケル、アルミニウムなどの金属をメッキした繊維、金属粉や導電性化合物粉を混合した繊維、カーボン繊維、あるいは上記繊維を混用した繊維などが好適に使用できる。

図示の例では、繊維基材１２の裏面側に放電紙１５を積層一体化させると共に、放電紙１５を積層一体化した繊維基材１２に導電性繊維１６を含むパイル糸１４を打ち込んで、放電紙１５とパイル糸１４とによって静電気が空中放電されるようになっている。

また、繊維基材１２には、図１〜３に示す様に、放電紙１５を積層一体化し、導電性繊維１６を含むパイル糸１４を打ち込み、さらに放電紙１５側に金属粉やカーボン粉などの導電性材料を添加した接着剤、例えばウレタン系湿気硬化型接着剤やホットメルト接着剤などからなる接着剤層１７を設けて、パイル糸１４の抜け止めを計ることもできる。この場合、接着剤中の導電性材料により当該制電性防音シートの導電性を高めることになり、より効果的に静電気を人体から当該シート１１側へと導くことができる様になる。

また、接着剤層１７は、放電紙１５側に導電性材料を添加した接着剤を直接塗布するほかに、蜘蛛の巣状接着剤からなり、接着時の熱およびまたは圧力で薄膜化されて成る透孔性接着シート、ホットメルト樹脂などの接着樹脂中に発泡剤を入れて混練、シート化したものなどを放電紙１５側に積層し熱プレスして設けるようにしても良い。

接着剤層１７に薄膜状の透孔性接着シートを用いた場合、この接着シートが多孔質な放電紙１５に支持されて自由振動可能な状態に置かれる。このため、繊維基材１２及び放電紙１５を透過した音が、この透孔性接着シートに当たり、透孔を通して通過する過程で、該透孔性接着シートが自由振動し、音の減衰、吸音がなされるようになる。

また、繊維基材１２裏面側には、当該制電性防音シート１１の補強および保形、すべり止めを行う目的で、バッキング層１３が形成されている。図１〜３に示すバッキング層１３は無数の微孔が連続して点在する連続気泡構造を有する発泡樹脂からなる。

発泡樹脂としては、例えば、スチレンーブタンジエンースチレン共重合体、アクリルニトリルーブタジエン系共重合体、ウレタン樹脂等の高分子、スチレンーブタンジエンゴム、アクリルニトリルーブタンジエンゴム、ブタンジエンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴム高分子、またはこれらを複数種混合したもの等を例示することが出来る。また、樹脂には必要に応じて充填剤、発泡剤、増粘剤、分散剤を加えてもよい。

充填剤としては、例えば、ポリアクリル酸ソーダ、カルボキシメチルセルローズ、タルク、水酸化アルミニウム、酸化アンチモンなどが例示できる。発泡剤としては、例えば脂肪酸石けん、アルキルアリルスルホン酸ナトリウム、高級アルコール硫酸エステルナトリウム、Ｎーオクタデシルスルホコハク酸モノアミドジナトリウム等が挙げられる。増粘剤としては、例えばポリアクリル酸ソーダ、カルボキシメチルセルローズ、ポリビニルアルコール、カゼイン、発酵多糖類等が挙げられるが、好ましくは低分子量のポリアクリル酸ソーダである。分散剤としては、例えばトリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ等が例示できる。

また、バッキング層１３中には、図１〜３に示す形態の様に、金属粉やカーボン粉、あるいは銅、ニッケル、アルミニウムなどの金属をメッキした繊維、金属粉や導電性化合物粉を混合した繊維、カーボン繊維、あるいは上記繊維を混用した繊維などの導電性材料１９を含ませることができる。これにより、当該バッキング層１３自体も導電体となり、静電気を導き、かつこれを一旦保持する許容量が増すことになる。

また、図１〜３に示す様に、繊維基材１２とバッキング層１３との間には、吸音性をさらに高める目的で、連続気泡構造を有する発泡樹脂からなる中間層１８を設けることができる。この中間層１８についても、バッキング層１３と同様に、導電性を高めることを目的として、金属粉やカーボン粉、あるいは銅、ニッケル、アルミニウムなどの金属をメッキした繊維、金属粉や導電性化合物粉を混合した繊維、カーボン繊維、あるいは上記繊維を混用した繊維などの導電性材料（図示しない）を含ませることができる。

以上述べた制電性防音シート１１のバッキング層１３には多数の貫通孔２０が形成されている。多数の貫通孔２０を形成した制電性防音シート１１にあっては、例えばこれを自動車の車室内に載置したとき、室内の音がまず、繊維基材１２を通過する過程で吸音されることになる。

繊維基材１２を通過した音は、放電紙１５の繊維間隙を衝突を繰り返しながら減衰されつつ通過して接着剤層１７（透孔性接着シート）に当たり、この結果、該接着剤層１７（透孔性接着シート）が自由振動し、これによって吸音される。接着剤層１７（透孔性接着シート）を透過した音は中間層１８に至る。

図３に示すように、中間層１８及びバッキング層１３を貫通する各貫通孔２０内面には吸音穴２０ａが無数に形成され、吸音穴２０ａは中間層１８及びバッキング層１３における微細孔と連通状態となる。中間層１８及びバッキング層１３はＳＢＳなどの樹脂を発泡させた連続気孔構造を有するものであるから、各発泡部分が貫通孔２０を形成することにより破壊され、貫通孔２０に開口するようになり、貫通孔２０内に開口（露出）している無数の吸音穴２０ａでは、貫通孔２０の開口部から浸入してきた音が反射し、より効果的な吸音が行われ、同時に吸音穴２０ａに開口する発泡樹脂層における微細孔と連通して、開口部から浸入してきた音がさらに吸音穴２０ａに開口する発泡樹脂層における微細孔に侵入し、衝突を繰り返し、音の減衰がなされることになる。

尚、図４及び図５に示すように、制電性防音シート１１の表裏に貫通する貫通孔２０のパターンとして任意であり、例えば図４に示すように、縦横等間隔に形成してもよく、図５に示す様に、縦横等間隔に形成した貫通孔２０の隙間に別の貫通孔２０を形成することもできる。どのようなパターンとするかは、当該制電性防音シート１１の種類や用途、使用状態を考慮して適宜決定すればよい。

本発明の制電性防音シート１１の製造方法では、図６に示すように、繊維基材１２の裏側に溶融状態のバッキング層１３を積層するときに、前記バッキング層１３上に導電性繊維３０を散布すると共に、前記バッキング層１３に針２１を貫通させて多数の貫通孔２０を形成すると同時に前記針２１によって前記貫通孔２０内に前記バッキング層１３上に散布した導電性繊維３０を押し込み、前記貫通孔２０内に固定させている。

図６は、本発明の制電性防音シート１１の製造装置１００である。当該装置１００は、裏打ちされたシート１１を引き取るための引き取りロール１１１と、繊維基材１２を加熱するための加熱用ヒーター１１９が付設された圧着ロール１１２と、圧着ロール１１２の上面にスパイク形成ロール１１５が配設されたスパイクロール１１３よりなる。

前記スパイクロール１１３の上面にはバッキング層１３を形成するための押出機１１４と、貫通孔２０を穿設するための針２１を突設した針付きロール１１７が配設されている。前記スパイクロール１１３の上面の押出機１１４より押し出された樹脂材料がスパイク形成ロール１１５によって、スパイクの形成と共に圧延されてバッキング層１３が形成される。

次いで、ロール表面にゴム層１１３ａを設けたスパイクロール１１３上のスパイク形成ロール１１５とピン付きロール１１７との間に配されたホッパー１２０から、銅、ニッケル、アルミニウムなどの金属をメッキした繊維、金属粉や導電性化合物粉を混合した繊維、カーボン繊維、あるいは上記繊維を混用した繊維などの導電性繊維３０がバッキング層１３上に散布され、この状態で、バッキング層１３は、針付きロール１１７の針２１によって貫通孔２０が穿設されながら溶着加熱用ヒーター１１８によって表面が溶融される。このとき、バッキング層１３上に散布された導電性繊維３０が針付きロール１１７の針２１によって貫通孔２０内に押し込まれることになる。

尚、溶着加熱ヒーター１１８で加熱して、バッキング層１３に繊維基材１２を溶着する温度は７０度から２１０度、好ましくは７０度から１５０度である。

この後、圧着ロール１１２から供給された繊維基材１２が、前記溶融状態のバッキング層１３の表面に溶着され、両者が一体化された制電性防音シート１１となって、引き取りロール１１１により引き取られていく。

上記の如くして製造される制電性防音シート１１は、図３に示すように、貫通孔２０内に押し込まれた無数の導電性繊維３０が貫通孔２０内の壁面に固着して突出し、この導電性繊維３０を通じて、人体からの静電気が空中放電するようになっている。また同時に、制電当該シート１１の貫通孔２０内に突出する無数の導電性繊維３０は、音の通過時の障害ともなり、ここでも吸音がなされるようになっている。

尚、本発明の範囲は、「請求の範囲」に定義されたとおりのものであり、例えば放電紙、導電性繊維入りパイル糸を用いず、貫通孔２０内に突出する無数の導電性繊維３０のみとすることもできる。

図１は、本発明の制電性防音シートの要部拡大組み立て斜視図である。図２は、同制電性防音シートの要部拡大断面図である。図３は、図２に示す制電性防音シートのバッキング層を示す要部拡大断面図である。図４は、本発明の制電性防音シートにおけるバッキング層に貫通する孔のパターンを示す平面図である。図５は、本発明の制電性防音シートにおけるバッキング層に貫通する孔の別パターンを示す平面図である。図６は、本発明の制電性防音シートの製造装置を模式的に示した模式図である。

１２・・・繊維基材
１３・・・バッキング層
１４・・・パイル糸
１５・・・放電紙
１６、３０・・・導電性繊維
１７・・・接着剤層（透孔性接着シート）
２０・・・貫通孔

Claims

静電気を空中放電させる導電性繊維を含んでおり、繊維基材の裏面側に多数の貫通孔を有するバッキング層を形成した制電性防音シートの製造方法において、
前記繊維基材裏側にバッキング層を積層一体化するのに先だって、前記バッキング層の非積層側面に導電性繊維を散布し、次いで、前記バッキング層の非積層側面を加熱溶融させながら、該バッキング層の非積層側から針を貫通させて多数の貫通孔を形成するのと同時に前記針によって前記貫通孔内に前記バッキング層の非積層側面に散布した導電性繊維を押し込み、該貫通孔内に固定させることを特徴とする制電性防音シートの製造方法。
バッキング層が、導電性材料を含む連続気泡構造の発泡樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の制電性防音シートの製造方法。
繊維基材が、導電性繊維を含み、前記導電性繊維の先端が紙表面より突出するように設けられた放電紙を含んでいることを特徴とする請求項１または２記載の制電性防音シートの製造方法。
繊維基材に導電性繊維を含むパイル糸が打ち込まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の制電性防音シートの製造方法。