(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニードル加工された複合体音響バリアであって、
（１）ニードル加工可能で織り込み可能な第１繊維（１３ａ）からなる不織の第１層（１３）であって、
約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）の間の厚さと、単位立方フィート当たり約１．０ポンド（約１６．０２ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり１０ポンド（約１６０．１８ｋｇ／ｍ３）の密度とを有する前記第１層（１３）と、
（２）織り込み可能な第２繊維（１５ａ）からなる不織の低密度な第２層（１５）であって、
約０．２インチ（約５．０８ｍｍ）から５インチ（約１２７．００ｍｍ）の間の厚さと、単位立方フィート当たり０．１ポンド（約１．６０ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり４．０ポンド（約６４．０７ｋｇ／ｍ３）の密度とを有する前記第２層（１５）と、
（３）前記第１及び前記第２層（１３、１５）の間に配置された高密度の中間の音響バリア層（１４）であって、
約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）の間の厚さと、少なくとも単位立方フィート当たり約５０ポンド（約８００．９２ｋｇ／ｍ３）とを有し、高密度なニードル加工可能な重合体材料からなる実質的に連続的な膜で構成される前記中間のバリア層（１４）と、
（４）前記第１繊維（１３ａ）から形成され、前記第１層（１３）から、前記中間バリア層（１４）を介して、そして少なくとも、前記第２層（１５）の中に伸びる複数のニードル加工ステッチ（１９）と、
から構成されることを特徴とする複合体音響バリア。
【請求項２】
前記第１繊維（１３ａ）が、梳毛された繊維、或いは、繊維のニードル加工可能なウェブであることを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項３】
前記第１繊維（１３ａ）が、フィラメント当たり約１デニールから３５デニールの間の値を有することを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項４】
前記第１層（１３）が、約１８０°Ｆ（約８２．２２°Ｃ）以上の温度で熱溶融し、前記第１層（１３）の重量に対して１０％から７０％の間の量で前記第１層（１３）に含まれる熱溶融性構成要素（１３ｂ）を含むことを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項５】
前記第１繊維（１３ａ）が、ポリエステル、ポリオレフィン、セルロース、ポリアミド、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル、アラミド、イミド、及び、メラミン繊維のうちの１つ以上であることを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項６】
前記熱溶融性構成要素が、溶融性繊維の形態であることを特徴とする請求項４記載の複合体。
【請求項７】
前記熱溶融性繊維の形態が、複合繊維、或いは、被膜／芯繊維であることを特徴とする請求項６記載の複合体。
【請求項８】
前記第１層（１３）が、約０．０５インチ（約１．２７ｍｍ）から約０．１インチ（約２．５４ｍｍ）の厚さを有することを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項９】
前記第１層（１３）が、単位立方フィート当たり約３ポンド（約４８．０６ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり５ポンド（約８０．０９ｋｇ／ｍ３）の間の密度であることを特徴とする請求項８記載の複合体。
【請求項１０】
前記第２層（１５）が、梳毛された繊維、或いは、繊維のニードル加工可能なウェブの形態であることを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項１１】
前記第２繊維（１５ａ）が、約５デニールから７０デニールを有することを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項１２】
前記第２層（１５）が、約１８０°Ｆ（約８２．２２°Ｃ）以上の温度で熱溶融し、前記第２層の重量に対して約５％から４０％の間の量で前記第２層（１５）に含まれる熱溶融性構成要素（１５ｂ）を含むことを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項１３】
前記第２繊維（１５ａ）が、ポリエステル、ナイロン、ポリオレフィン、セルロース、ポリアミド、ポリアクリル、ポリ塩化ビニル、アラミド、イミド、及び、メラミン繊維のうち１つ以上であることを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項１４】
前記熱溶融性構成要素が、熱溶融性繊維の形態であることを特徴とする請求項１２記載の複合体。
【請求項１５】
前記熱溶融性繊維形態が、複合繊維、或いは、被膜／芯繊維であることを特徴とする請求項１４記載の複合体。
【請求項１６】
前記熱溶融性繊維が、被膜／芯繊維であることを特徴とする請求項１５記載の複合体。
【請求項１７】
前記第２層（１５）の厚さが、約０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）から３インチ（約７６．２０ｍｍ）の間であり、且つ、密度が、単位立方フィート当たり約１．０ポンド（約１６．０２ｋｇ／ｍ３）から２．０ポンド（約３２．０４ｋｇ／ｍ３）の間であることを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項１８】
前記中間バリア層（１４）が、約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から０．１５インチ（約３．８１ｍｍ）の間の厚さと、単位立方フィート当たり約１００ポンド（約１６０１．８５ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり１５０（約２４０２．７７ｋｇ／ｍ３）の間の密度を有することを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項１９】
前記中間バリア層（１４）の重合体材料が、ゴム、合成ゴム、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、シリコンゴム、そして、ポリエチレン酢酸ビニル、及び、エチレン−プロピレン二量体モノマーのうちの１つ以上であることを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項２０】
前記中間バリア層（１４）が、そのバリア層中に、１ｇ／ｃｍ３より大きな密度を有する固形微粒子状の充填剤（２３）を有することを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項２１】
前記充填剤（２３）が、無機充填剤であることを特徴とする請求項２０記載の複合体。
【請求項２２】
前記無機充填剤（２３）が、クレー、金属、金属化合物であることを特徴とする請求項２１記載の複合体。
【請求項２３】
前記中間バリア層（１４）が、単位立方フィート当たり約１００ポンド（約１６０１．８５ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約１５０ポンド（約２４０２．７７ｋｇ／ｍ３）の間の密度を有することを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項２４】
前記充填剤（２３）が、前記中間バリア層（１４）の内部に均一に分散されていることを特徴とする請求項２０記載の複合体。
【請求項２５】
前記ステッチ（１９）が、前記第２層（１５）を介して伸びることを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項２６】
前記複合体の単位平方インチ当たりに約１００（約０．１６ステッチ／ｍｍ２）から約６００（約０．９３ステッチ／ｍｍ２）までのステッチ（１９）があることを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項２７】
前記複合体の単位平方インチ当たりに約１５０（約０．２３ステッチ／ｍｍ２）から約５００（約０．７８ステッチ／ｍｍ２）までのステッチ（１９）があることを特徴とする請求項２６記載の複合体。
【請求項２８】
前記複合体が、前記第１層（１３）の最上表面部（２２）で、カーペット、或いは、フェルト（１２）の下側部（１２ａ）に接着されていることを特徴とする請求項１記載の複合体。
【請求項２９】
前記カーペット、或いは、フェルト（１２）が、自動車のカーペット、或いは、フェルトであることを特徴とする請求項２８記載の複合体。
【請求項３０】
前記複合体が、前記カーペット、或いは、フェルト（１２）に溶融接着されることを特徴とする請求項２８記載の複合体。
【請求項３１】
前記溶融接着が、前記第１層（１３）の熱溶融性構成要素により行われることを特徴とする請求項３０記載の複合体。
【請求項３２】
複合体音響バリアを製造方法であって、
（１）（ｉ）ニードル加工可能な織り込み可能な第１繊維（１３ａ）からなる不織の第１層（１３）であって、
約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）の間の厚さと、単位立方フィート当たり約１．０ポンド（約１６．０２ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり１０ポンド（約１６０．１８ｋｇ／ｍ３）の密度とを有する前記第１層（１３）と、
（ｉｉ）織り込み可能な第２繊維（１５ａ）からなる不織の低密度な第２層（１５）であって、
約０．２インチ（約５．０８ｍｍ）から約５インチ（約１２７．００ｍｍ）の間の厚さと、単位立方フィート当たり約０．１ポンド（約１．６０ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり４．０フィート（約６４．０７ｋｇ／ｍ３）の間の密度とを有する前記第２層（１５）と、
（ｉｉｉ）前記第１及び第２層（１３、１５）の間に配置された高密度な中間の音響バリア層（１４）であって、
約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）の間の厚さと、少なくとも単位立方フィート当たり５０ポンド（約８００．９２ｋｇ／ｍ３）とを有し、高密度なニードル加工可能な重合体材料からなる実質的に連続的な膜で構成される前記中間のバリア層（１４）との複合体を組み立てる工程と、
（２）前記第１繊維（１３ａ）で形成されるステッチ（１９）が前記第１層（１３）から、前記中間バリア層（１４）を介して、そして少なくとも、前記第２層（１５）の中に伸びるように、単位平方インチ当たり約１００ステッチ（約０．１６ステッチ／ｍｍ２）から６００ステッチ（約０．９３ステッチ／ｍｍ２）の前記複合体に対してニードル加工を行う工程とを有する複合体音響バリアの製造方法。
【請求項３３】
前記第１繊維（１３ａ）が、梳毛された繊維、或いは、繊維のニードル加工可能なウェブであることを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記第１繊維（１３ａ）が、フィラメント当たり約１デニールから３５デニールの間の値を有することを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項３５】
前記第１層（１３）が、約１８０°Ｆ（約８２．２２°Ｃ）以上の温度で溶融し、前記第１層の重量に対して１０％から７０％の間の量で前記第１層（１３）に含まれる溶融性構成要素（１３ｂ）を含むことを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項３６】
前記第１繊維（１３ａ）が、ポリエステル、ナイロン、ポリオレフィン、セルロース、ポリアミド、ナイロン、ポリアクリル、ポリ塩化ビニル、アラミド、イミド、及び、メラミン繊維のうちの１つ以上であることを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項３７】
前記熱溶融性構成要素が、熱溶融性繊維の形態であることを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項３８】
前記熱溶融性繊維形態が、複合繊維、或いは、被膜／芯繊維であることを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
前記第１層（１３）が、約０．０５インチ（約１．２７ｍｍ）から約０．１インチ（約２．５４ｍｍ）の厚さを有することを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項４０】
前記第１層（１３）が、単位立方フィート当たり約３ポンド（約４８．０６ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり５ポンド（約８０．０９ｋｇ／ｍ３）の間の密度であることを特徴とする請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
前記第２層（１５）が、梳毛された繊維、或いは、繊維のニードル加工可能なウェブの形態であることを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項４２】
前記第２繊維（１５ａ）が、フィラメント当たり約５デニールから７０デニールを有することを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項４３】
前記第２層（１５）が、約１８０°Ｆ（約８２．２２°Ｃ）以上の温度で熱溶融し、前記第２層の重量に対して約５％から４０％の間の量で前記第２層（１５）に含まれる熱溶融性構成要素（１５ｂ）を含むことを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項４４】
前記第２繊維（１５ａ）が、ポリエステル、ナイロン、ポリオレフィン、セルロース、ポリアミド、ポリアクリル、ポリ塩化ビニル、アラミド、イミド、及び、メラミン繊維のうち１つ以上であることを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項４５】
前記熱溶融性構成要素が、熱溶融性繊維の形態であることを特徴とする請求項４３記載の方法。
【請求項４６】
前記熱溶融性繊維の形態が、複合繊維、或いは、被膜／芯繊維であることを特徴とする請求項４５記載の方法。
【請求項４７】
前記熱溶融性繊維が、被膜／芯繊維であることを特徴とする請求項４６記載の方法。
【請求項４８】
前記第２層（１５）の厚さが、約０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）から３インチ（約７６．２０ｍｍ）の間であり、且つ、密度が、単位立方フィート当たり約１．０ポンド（約１６．０２ｋｇ／ｍ３）から２．０ポンド（約３２．０４ｋｇ／ｍ３）の間であることを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項４９】
前記中間バリア層（１４）が、約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）の間の厚さと、単位立方フィート当たり約１００ポンド（約１６０１．８５ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり１５０（約２４０２．７７ｋｇ／ｍ３）の間の密度を有することを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項５０】
前記中間バリア層（１４）の重合体材料が、ゴム、合成ゴム、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、シリコンゴム、及び、ポリエチレン酢酸ビニルのうちの１つ以上であることを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項５１】
前記中間バリア層（１４）が、そのバリア層中に、１ｇ／ｃｍ３より大きな密度を有する固形微粒子状の充填剤（２３）を有することを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項５２】
前記充填剤（２３）が、無機充填剤であることを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項５３】
前記無機充填剤（２３）が、クレー、金属、金属化合物であることを特徴とする請求項５２記載の方法。
【請求項５４】
前記中間バリア層（１４）が、単位立方フィート当たり約１００ポンド（約１６０１．８５ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約１５０ポンド（約２４０２．７７ｋｇ／ｍ３）の間の密度を有することを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項５５】
前記充填剤（２３）が、前記中間バリア層（１４）の内部に均一に散らされていることを特徴とする請求項５１記載の方法。
【請求項５６】
前記ステッチ１９が、前記第２層（１５）を介して伸びることを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項５７】
前記複合体の単位平方インチ当たりに約１５０（約０．２３ステッチ／ｍｍ２）から約５００（約０．７８ステッチ／ｍｍ２）までの前記ステッチ（１９）があることを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項５８】
前記複合体の単位平方インチ当たりに約２００（約０．３１ステッチ／ｍｍ２）から約４００（約０．６２ステッチ／ｍｍ２）の前記ステッチ（１９）があることを特徴とする請求項５７記載の方法。
【請求項５９】
前記複合体が、前記第１層（１３）の最上表面部（２２）で、カーペット、或いは、フェルト（１２）の下側部（１２ａ）に接着されることを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項６０】
前記カーペット、或いは、フェルト（１２）が、自動車のカーペット、或いは、フェルトであることを特徴とする請求項５９記載の方法。
【請求項６１】
前記複合体が、前記カーペット、或いは、フェルト（１２）に溶融接着されることを特徴とする請求項５９記載の方法。
【請求項６２】
前記溶融接着が、前記第１層（１３）の熱溶融性構成要素（１３ｂ）を介していることを特徴とする請求項６１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響絶縁バリア及び当該バリアの製造方法に関して、特に、自動車やそのような装置の用途に対して、当該絶縁バリアを特に有益とする、約２０Ｈｚから４００Ｈｚの間の周波数を有する音に対して、重要な音響絶縁特性を有するようなバリアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
様々な種類の絶縁バリアは、その音源から、幾つかの保護された領域、或いは、囲いまでの音の伝達を減少させるための技術を提案している。そのような音バリアの顕著な例としては、家、ビルのようなものの壁を通じる音を減少させるために利用されたり、幹線道路や高速道路から生じる音を減少させるために利用されたり、洗濯機、食器洗浄機のような装置からの音を減少させるために利用されたり、自動車の車外から自動車の車内への音を減少させるために利用されたりする。減少される音は、当該音の音源により非常に異なり、また、そのような音源は、ほんの数ヘルツから始まり、数千ヘルツまでの非常に広い周波数の範囲を有することが可能である。それ故、音を減少させる用途ごとに、減少される音から予想される周波数において効果的な音響絶縁バリアを提供する必要がある。例えば、自動車の外部からそれの内部へ伝達される通常の音は、一般的に、約２０ヘルツから約４００ヘルツまでの周波数を有する。これらの音は、タイヤと道路のノイズ、エンジンのノイズ、風のノイズ、自動車のシャーシ、或いは、車体の動きからのノイズと、動的又は静的な機械的な構成要素の振動からのノイズによって発生される。
【０００３】
それ故に、そのような周波数の範囲に効果的な音響絶縁バリアを提供する技術にかなりの努力が費やされ、その結果、音の減少が、自動車、或いは、そのような乗物の車内に具備されることが可能となるが、そのような音響絶縁バリアは、食器洗浄機、洗濯機、ドライヤー、暖房機器のような装置のような他の用途に有用である。これらの周波数からおおよそ１０００ヘルツの周波数まで、目的によっては２０００ヘルツまでの周波数は、理想的には、音源、或いは、音を伝達する物体に物理的に接触していない高い密度の材料の利用によって、さらに効果的に減少されることが分かっている。例えば、自動車の車内は、タイヤと道路のノイズ、風のノイズ、エンジンのノイズ、自動車の機械的又は構造的な部品の振動からのノイズから生じる床板を通して伝達される音から、日常的に音響的に絶縁される。当該伝達した床板から音響バリアを隔離するために、可能な範囲に、音バリアと、床板との間に繊維状の材料を具備させる技術が一般的な実状である。当該材料は、そうでなければ直接的に、又は、音響絶縁バリアを通じて伝達される音の伝達と機械的な振動とを鈍らせる。それ故、音バリアの直接的な物理的な接触は、音響絶縁バリアを床板から離すように位置づけるような材料によって回避される。様々な種類のそのような材料は、不織布、特に、「再生した」生地、発泡された重合体材料のようなものを含む技術で使用されている。これらの材料は、当該技術において「懸架層」と言及されている。
【０００４】
非常に典型的に、高密度の音響絶縁材料は、合成材料の層からなる（時には、「マスティック（ｍａｓｔｉｃ）」として言及される。）。このような合成材料は、様々な形態をとることが可能であるが、典型的には、瀝青炭の材料、或いは、瀝青質／ゴム製の材料、或いは、重合体材料からなり、それらは、それ自体が高密度、及び／又は、対応する周波数においてさらに効果的なものとするために、それに対して高密度材料が添加してある。
【０００５】
典型的に、音響絶縁バリア層（マスティック）は、懸架層に接着されており、その結果、複合物は、絶縁バリア層と懸架層とから形成されている。自動車の場合、例えば、当該複合音響絶縁バリアは、自動車の車内のカーペットの下に設けられているが、自動車のトランクの中、或いは、トランクライナーと自動車の車体との間、或いは、ヘッドライナーと自動車の屋根との間に使用されるフェルト、或いは、カーペットの下に設けられてもよい。
【０００６】
しかしながら、そのようなそれぞれの用途において、現代的な自動車の生産では、自動車のメーカは、通常、カーペット、トランクの床のフェルトなどの部品メーカに、既に取り付けられた形でのユニットを供給させることを要求する。このことは、それぞれのユニットが、例えば、運転席と助手席の前の床板を覆うカーペットが、床板の部分の一般的な配置に合わせて成形され、そして、そこに音響バリアが取り付けられることを意味する。このことは、自動車の組立を容易にし、この容易化において、組立の間に、自動車の床板にカーペットと音響絶縁バリアとを素早く設置することを可能とさせ、そして、床板の部分の輪郭にぴったり適合する。この理由により、カーペット／音響絶縁バリアの組立部品の部分の取り付けに僅かな時間しか要求されない。
【０００７】
上述の視点において、典型的に、自動車のためのカーペットの部品供給メーカは、バリア層と懸架層とから構成される音響絶縁バリアを、カーペットの下側部に粘着的に接着させ、そして、上述のように、当該組立部品で一般的に要求される配置を形成する。
【０００８】
音響絶縁バリア層は、懸架層に接着されており、順に、音響絶縁バリアは、カーペットの下側部に接着されているので、音響絶縁バリアの製造メーカで塗布される１つの接着ラインと、カーペットと音響絶縁バリアの組立メーカで塗布される他方の接着ラインとの２つの異なる接着ラインが、組立に要求されている。
【０００９】
この特性の全ての従来の接着剤は、例えば、溶剤は、幾つかの拡散性の構成要素を含むので、環境の目的のため、音響絶縁バリアの製造メーカと、音響絶縁バリアとカーペットの組立メーカの両方に抑制システムを具備させなければならない。このことは、音響絶縁バリアと、音響絶縁バリアとカーペットの組立との両方のコストを著しく上昇させている。
【００１０】
さらに、従来技術の音響絶縁バリア層は、比較的、重量があるので（単位平方フィート当たり約１２オンス（約３．６６ｋｇ／ｍ２）から単位平方フィート当たり約１４オンス（約４．２７ｋｇ／ｍ２）が典型的な重量である）、それと共に、従来技術の音響絶縁バリアは、全く望ましくない自動車の総合的な重量を上昇させることに相当寄与する。
【００１１】
さらに、上述したように、接着ラインが硬化される限り、接着ラインに使用される接着剤の溶剤及びその他の拡散性の揮発性物質、即ち、可塑剤を、音響絶縁バリアの製造、或いは、バリアとカーペットの組立の間に、全て除去することは出来ない。これらの揮発性物質は、自動車に組み込まれた後に、ゆっくりと組立部品から気化し、そして、特に、新しい自動車におけるウインドシールド、ガラス、バックウインドシールド、ドアパネルなどに集まり、良く知られる油性の沈着物の膜の一因となる。自動車製造メーカは、勿論、この油膜を減らす手段を長い間探し求めており、典型的な音響絶縁バリアと、組み立てられたバリアとカーペットと、における、そのような接着ラインの使用は、単に油膜の偶発を増加させるだけである。
【００１２】
上述の先行技術の説明として、Ａｌｌｅｎに対する米国特許第４，０５６、１６１号は、重合体、例えば、ポリ塩化ビニルからなる耐摩擦性の外側層と、硫酸バリウムのような微粒子を満たした高密度な材料の音バリア層とを有する音バリアを開示している。当該音バリア層は、好ましくは、ビニル・プラスチゾルである。順に、当該音バリア層が、懸架層にその最下部で接着されており、当該懸架層は、好ましくは、ポリウレタン発泡体である。当該複合体を加熱することによって、また、バリア層のビニル・プラスチゾルに３つの層を共に接着させることによって、当該複合体は、共に接合される。しかしながら、この昔ながらの生産物は、複合の組立が、ビニル・プラスチゾルを介在させた本質的に粘着性の動作であり、また、全く望まれない上述のビニル・プラスチゾルからの凝縮可能な揮発性物質の排気がかなりある点において、上述の短所を有する。
【００１３】
米国特許第４，９６６，７９９号は、繊維で作られ、充填剤を満たされた自動車用音バリアを開示している。それは、粘着的に懸架層に接着され、そして、自動車にカーペットを含むことが出来る。ここで再び、層の粘着的接着が要求される。
【００１４】
米国特許第５，２６６，１４３号では、充填剤で満たされたエラストマー、或いは、合成ゴムの接着基面が、粘着性の接着によって、多孔性の繊維状の層に接着される自動車用音バリアを記載している。
【００１５】
米国特許第５，０６８，００１号は、硬化していない熱硬化性樹脂を強化マットに塗り、熱硬化性樹脂が固められる加熱された型で当該複合体を成型するために、繊維状の芯が、当該芯のそれぞれの側で繊維状の強化マットに粘着的に接着されている自動車のための音バリアを記載している。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
当該技術の上記の議論の状態の観点において、従来技術の音響絶縁バリアの音響絶縁体を具備することが可能である音響絶縁バリアを提供するが、上述のように、当該バリアの生産、或いは、当該バリアとカーペットの組立のために接着剤を要求されないことは、当技術において十分な利点であり、そして、この理由から、バリア製造メーカと、カーペットと当該バリアの組立メーカとによって要求される当該コストがかかる環境抑制を回避し、同様に、油性の揮発物質を減少させる。さらに、当技術が、従来のバリアと同様に音を減少させることが可能である音響絶縁バリアを、平方単位当たりの重量をかなり少なく（より低い密度）、そして、平方単位当たりのコストをかなり低く提供することにかなりの利点がある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、幾つかの根本的な、そして、副次的な発見に基づく。
【００１８】
第１の主要な発見としては、絶縁音響バリアは、バリア層と懸架層との間の粘着性の接着を必要としないで、例えば、接着ラインを必要としないで、準備することが可能であり、それ故、それと共に、上述のような関連した問題を不要にすることが見出された。本発明に従って、バリア層及び懸架層は、互いに付着されることが可能であり、それ故、複数のニードル加工ステッチがバリア層及び懸架層を通り抜けることによって、音響絶縁バリアを形成する。このことは、バリア層と懸架層との間の粘着性の接着、即ち、接着ラインを排除する。これに関して副次的な発見としては、もし、懸架層が、一定の厚さと密度であるならば、バリア層を懸架層に堅く固定するためのそのようなニードル加工を遂行することが可能であるが、同時に、上述のように、当該懸架層の懸架特性を減少させないことが見出された。
【００１９】
更なる主要な発見としては、ニードル加工ステッチが、バリア層上に設けられたニードル加工可能な織り込み可能な繊維からなる層によって具備され、その結果、当該層のニードル加工可能な織り込み可能な繊維は、バリア層を通り抜ける当該ステッチを形成することが見出された。このことに関する副次的な発見は、当該繊維からなる層が、一定の厚さと密度を有する時に、そのようなニードル加工が、ニードル加工可能な織り込み可能な繊維からなる層から生じることが可能であることが見出された。
【００２０】
更なる副次的な発見としては、そのようなニードル加工可能な織り込み可能な繊維からなる層をバリア層の上と下の両方に位置させてもよく、そして、ニードル加工は、そのニードル加工の間に音響バリアの増加された強化を提供するために、音響バリアの上面と下面の両方から行うことが可能であることが見出された。
【００２１】
それ故、当該音響絶縁バリアにおいて、上述のことから理解されることが出来るように、バリア層の上面に配置されたニードル加工可能な織り込み可能な繊維からなる第１層があり、当該バリア層は、第２懸架層に設けられており、即ち、当該バリア層は第１ニードル加工可能な織り込み可能な繊維層と第２懸架層の間に設けられている。しかしながら、このことに関して、そのようなバリア層の挟まれた配置により、バリア層が、一定の厚さと、一定の密度とを有しなけらばならず、また、高密度のニードル加工可能な重合体材料の実質的に連続の膜より構成されなければならないことが見出された。そのようなバリア層により、ニードル加工可能な織り込み可能な繊維からなる第１繊維層から形成されるステッチは、バリア層を介して、第２懸架層に通り抜けることが可能であり、その結果、組み立てられた音響バリアの、自動車のカーペット、或いは、フェルトの下側部への取り付けにおいて、容易に取扱性、操作性が容易になり、音響バリアの層のいかなる分離もなしで、自動車にそのような組立部品を位置づけられるほどに、第１繊維層、当該バリア層、そして、第２懸架層を十分にまとめられた複合体に拘束する。
【００２２】
更なる主要な発見は、ニードル加工可能な織り込み可能な繊維からなる第１層は、さらに溶融性繊維を含んでおり、そして、製造された音響バリアが、カーペット、或いは、フェルトの下側部に溶融されることが可能であり、それ故、音響バリアと、カーペット、或いは、フェルトの下側部との間の接着ラインが除去されることが見出された。
【００２３】
従って、端的に述べると、本発明は、複合の音響バリアを提供する。当該音響バリアは、ニードル加工可能な織り込み可能な第１繊維からなる不織の第１層を有する。当該第１層は約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から約０．５インチ（約１２．７ｍｍ）との間の厚さと、立方フィート当たり約１ポンド（約１６．０２ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約１０ポンド（約１６０．１８ｋｇ／ｍ３）の間の密度を有している。
【００２４】
さらに、織り込み可能な繊維からなる不織の低密度な第２層（懸架層を形成する。）が具備されている。当該第２層は、約０．２インチ（約５．０８ｍｍ）から約５インチ（約１２７．００ｍｍ）の間の厚さと、単位立方フィート当たり約０．１ポンド（約１．６０ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約４．０ポンド（約６４．０７ｋｇ／ｍ３）の密度を有している。
【００２５】
高密度な音響バリア層は、第１層と第２層との間に設けられている。当該中間のバリア層は、約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から約０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）の間の厚さと、少なくとも単位立方フィート当たり約５０ポンド（約８００．９２ｋｇ／ｍ３）から、例えば、単位立方フィート当たり２００ポンド（約３２０３．６９ｋｇ／ｍ３）ほどまでの密度を有している。当該バリア層は、高密度のニードル加工可能な重合体材料の実質的に連続的な膜で構成されている。
【００２６】
第１繊維から形成され、第１層から中間のバリア層を介して、そして少なくとも第２層に伸びる複数のニードル加工ステッチがある。
【００２７】
複合の音響バリアを製造する方法もまた提供される。当該方法において、複合体は、（ｉ）約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から約０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）の間の厚さと、単位立方フィート当たり約１ポンド（約１６．０２ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約１０ポンド（約１６０．１８ｋｇ／ｍ３）の間の密度を有する、ニードル加工可能な織り込み可能な第１繊維からなる不織の第１層と、（ｉｉ）約０．２インチ（約５．０８ｍｍ）から約５インチ（約１２７．００ｍｍ）の間の厚さと、単位立方フィート当たり約０．１ポンド（約１．６０ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約４．０ポンド（約６４．０７ｋｇ／ｍ３）の間の密度を有する、織り込み可能な第２繊維からなる不織の低密度な第２層（懸架層）と、（ｉｉｉ）第１及び第２層の間に設けられており、約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から約０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）の間の厚さと、少なくとも単位立方フィート当たり約５０ポンド（約８００．９２ｋｇ／ｍ３）、例えば、単位立方フィート当たり２００ポンド（約３２０３．６９ｋｇ／ｍ３）ほどまでの密度を有し、高密度なニードル加工可能な重合体材料の実質的に連続的な膜から構成される高密度な中間の音響バリア層と、から組立られる。
【００２８】
当該複合体は、単位平方インチ当たり約１００ステッチ（約０．１６ステッチ／ｍｍ２）から単位平方インチ当たり約６００ステッチ（約０．９３ステッチ／ｍｍ２）のステッチで第１繊維から構成されるニードル加工がされ、このようなステッチは、第１層から中間のバリア層を介し、少なくとも第２層に伸びる。
【００２９】
ここで再び、好ましくは、当該第１層は、溶融性繊維を含み、そのような音響バリアは、カーペット、或いは、フェルトの下側部に溶融されることが可能であり、それ故、粘着性の接着、即ち、当該位置における従来技術の接着ラインを排除することが可能である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は、典型的な従来技術の自動車のカーペットの下側部に接着された音響バリアの断面図である。
図２は、自動車のカーペットの下側部に溶融接着された本音響バリアの実施形態の断面図である。
図３は、本工程のステップのブロック図である。
図４は、本音響バリアの実施形態において使用される被覆／芯繊維の断面図である。
図５は、本音響バリアの実施形態に使用される複合繊維の断面図である。
図６は、従来技術の音響バリアの音響反応と、本音響バリアの音響反応とを比較したグラフである。
【００３１】
本発明の背景として、図１は、典型的な従来技術の自動車のカーペットの下側部に接着された音響バリアの断面図である。この図は、接着ライン３を介して、カーペット２が、その下側部２ａで接着された音響バリア、一般的に、１を示している。当該音響バリア、一般的に、１は、第２接着ライン６を介して、懸架層５に接着されたバリア層４を有している。
【００３２】
上記のように、従来技術において、懸架層５に、その上部表面部７の接着ライン６を置き、当該接着ライン６の硬化によって、そこへバリア層４を付着することを具備させることによって、音響バリア１は、製造されていた。カーペットの組立メーカでは、バリア層４の上部表面部８、或いは、カーペット２の下側部２ａに接着ライン３を置き、そして、接着ライン３を介して、カーペット２の下側部２ａをバリア層４に接着する。先行技術における音響バリアのひとつの従来の用途において、いわゆる「マスティック  バック（ｍａｓｔｉｃ  ｂａｃｋ）」は、接着ライン３としても機能し、同時に音響バリア層を提供し、カーペット２の下側部２ａに適用される。
【００３３】
しかしながら、実質的な問題は、当該従来技術の配置に存在する。まず第１に、上述のように、これら２つの接着ライン、即ち、接着ライン３及び６の使用は、拡散性又は揮発性の接着剤要素の好ましくないガス発生の原因となり、上述したように、製造後の自動車の内部に凝縮することがあり得る。このことは、全く好ましくないことである。第２に、典型的な従来技術のバリア層４を、懸架層５、又は、カーペット２の下側部２ａの何れかに接着することは非常に困難である。それ故に、カーペット２と、音響バリア１との間の接着状態は、非常に頼りのない接着状態であり、カーペット２と音響バリア１の結合体が適切に取り付けられているために、これらの２つを分離する時に特別で、時間を費やす手作業を要求する自動車に取り付けられているカーペット２から自動車に取り付ける時、音響バリア１が分離することは、異常なことではない。
【００３４】
さらに、メーカが、音響バリア１と、カーペット２との結合体を組み立てる時、個々の自動車のための正確な形状は、音響バリア１の供給と、カーペット２の供給とから、切られている。音響バリア１とカーペット２と共に接着の時に、接着ライン３は、手を用いて、例えば、スプレーにより塗られるに違いなく、このことが、カーペット２及び音響バリア１の組立のコストを非常に上昇させており、さらに、上述のような重要で、困難な環境の制約を少なからず引き起こしている。
【００３５】
さらに、懸架層５へのバリア層４の接着において、同じ種類の困難性に直面し、しばしば頼りない接着剤の接合が、結果として得られる。さらに、同様な手作業及び環境への考慮が、当該接着ラインは必要となる。
【００３６】
さらに、懸架層５に対する当該バリア層４と、カーペット２の下側部２ａに対する当該音響バリア１との両方の接着を可能な限り向上させるためには、両方の接着ライン３及び６は、非常に厚く塗布しなければならず、このことは、組立部品の重量を増加させる。そのような接着ラインを用いる組立では、その特質上、単位平方フィート当たり約１４オンス（約４．２７ｋｇ／ｍ２）の重量を持つことになるのは、異常なことではない。自動車にカーペットを敷くことに関連している平方フィート数の観点において、この重量は、自動車の全体の重量をかなり増加させ、これは全く望ましくないことである。
【００３７】
さらに、上述のように、先行技術の音響バリア１と、カーペット２の組立部品とは、接着ライン３及び６を要求し、信頼出来る接着の困難性の観点から、本質的な限界は、バリア層４としてうまく利用出来る材料であるか否かにある。当該先行技術のバリア層は、それらは相互に似ているので、しばしば「マスティック（ｍａｓｔｉｃ）」として言及され、及び／又は、部分的に、凝縮可能な揮発性物質の根源でもある瀝青質の製品である。
【００３８】
図２は、自動車のカーペットの下側部に溶融接着した本音響バリアの断面図である。この図に示されるように、音響バリア、一般的に、１０は、カーペット１２と、その下側部１２ａで、接着されているが、上述のように、その他に関係した接着ラインがないことは、注目されるだろう。本発明の音響バリアは、ニードル加工可能な織り込み可能な第１繊維１３ａからなる不織の第１層１３、織り込み可能な第２繊維１５ａからなる不織の低密度な第２層１５（懸架層）及び高密度な中間の音響バリア層１４を有する。
【００３９】
第１層１３を介し、中間バリア層１４を介し、ついに懸架第２層１５に伸びる第１繊維１３ａから形成された複数のニードル加工ステッチ１９がある。
【００４０】
第１層１３は、比較的薄いのは、ステッチ１９を形成するために、第１繊維１３ａを供給出来ることが当該層の大きな目的であるためである。さらに、以下にさらに十分に説明されるように、第１層１３の第１繊維１３ａは、音響バリア１０と、カーペット１２の下側部１２ａとの間に、接着ラインの代わりに溶融性繊維を使用することにより、溶融接着を提供する。当該溶融接着も、第１繊維１３ａの薄い層のみを要求する。それ故、第１層１３は、約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から約０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）の間の、好ましくは、約０．０５インチ（約１．２７ｍｍ）から約０．１インチ（約２．５４ｍｍ）の間の厚さと、単位立方フィート当たり約１ポンド（約１６．０２ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約１０ポンド（約１６０．１８ｋｇ／ｍ３）、さらに好ましくは、単位立方フィート当たり約３ポンド（約４８．０６ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約５ポンド（約８０．０９ｋｇ／ｍ３）の密度を有する。このことは、以下により十分に説明されるように、ステッチ１９を形成するのに、そして、音響バリア１０とカーペット１２との間の溶融接着を提供するのに十分な第１繊維１３ａを提供する。もし、第１層１３の厚さが、厚過ぎたら、音響バリア１０とカーペット１２との間の溶融接着が、弱められることが可能であり、そのうえ、繊維の高価な浪費であり、そして、不必要に当該音響バリア１０の全体の重量を増加させる。一方、適切にステッチ１９を形成し、溶融接着の機能を遂行するのに十分な第１層１３の第１繊維１３ａがなければならない。それが、上述の第１層１３の厚さと密度が要求されることの理由である。
【００４１】
第２層１５は、上述のように、懸架機能を具備していなければならず、そして、そのタスクを達成するために、第２層１５は、一定の厚さと密度を有していなければならない。さらに、複合体を共に適切に拘束するために、第２層１５は、適切にその中にステッチ１９を噛み合わせ、支持しなければならない。それ故、本発明において、懸架第２層１５は、約０．２インチ（約５．０８ｍｍ）から約５インチ（約１２７．００ｍｍ）まで、好ましくは、約０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）から約３インチ（約７６．２０ｍｍ）までの間の厚さと、単位立方フィート当たり約０．１ポンド（約１．６０ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約４．０ポンド（６４．０７ｋｇ／ｍ３）、好ましくは、単位立方フィート当たり約１．０ポンド（約１６．０２ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約２．０ポンド（約３２．０４ｋｇ／ｍ３）までの間の密度を有する。
【００４２】
上述のように、高密度な中間の音響バリア層１４は、第１及び第２層１３及び１５の間に配置されている。当該中間バリア層１４は、音響バリアとして作用するための十分な厚さと密度（全質量）を有しなければならず、一方、ステッチ１９が、実質的にバリア層１４を引き裂くことなく、そこを通過することが出来るように、当該バリア層１４もニードル加工可能でなければならない。それ故、これら２つの目的のために、当該バリア層１４は、約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から約０．５インチ（１２．７０ｍｍ）の間の厚さと、少なくとも単位立方フィート当たり５０ポンド（約８００．９２ｋｇ／ｍ３）、好ましくは、単位立方フィート当たり約１００ポンド（約１６０１．８５ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約２００ポンド（約３２０３．６９ｋｇ／ｍ３）まで、例えば、単位立方フィート当たり１００ポンド（約１６０１．８５ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり１５０ポンド（２４０２．７７ｋｇ／ｍ３）の間の密度を有する。
【００４３】
従来技術のバリア層とは対照的に、本発明のバリア層１４は、以下にさらに詳細に説明されるように、高密度なニードル加工可能な重合体材料の実質的に連続した膜である。
【００４４】
第１繊維１３ａから形成され、第１層１３から中間バリア層１４を介して少なくとも第２層１５に伸びる複数のニードル加工ステッチ１９は、３つの層が引き裂かれ、或いは、実質的に解放されることがなく、音響バリア１０を取り扱い、輸送し、切断し、一致し、成形し、カーペット２に溶融接着することが可能なように、これらの層をまとめるような方法で、第１層１３、バリア層１４、そして、懸架層１５の全てを、共に拘束しなければならない。一方、ステッチ１９の数は、バリア層１４を目的の音の減衰点から実質的に悪化させるほど、多くすることは出来ない。一般的に言うと、これらの結果を達成するために、ステッチ１９の数は、音響複合体の単位平方インチ当たり約１００ステッチ（約０．１６ステッチ／ｍｍ２）から単位平方インチ当たり約６００ステッチ（約０．９３ステッチ／ｍｍ２）、さらに好ましくは、単位平方インチ当たり約１５０ステッチ（約０．２３ステッチ／ｍｍ２）から単位平方インチ当たり約５００ステッチ（約０．７８ステッチ／ｍｍ２）、或いは、音響複合体の単位平方インチ当たり約２００ステッチ（約０．３１ステッチ／ｍｍ２）から単位平方インチ当たり約４００ステッチ（約０．６２ステッチ／ｍｍ２）である。
【００４５】
上述のように、第１繊維１３ａは、ステッチ１９を形成するために、ニードル加工可能な繊維でなければならない。第１層１３を形成するこれらの第１繊維１３ａは、梳毛された繊維、或いは、繊維のニードル加工可能なウェブであることが可能である。それ故、以下で工程に関連してさらに詳細に説明されるように、第１繊維１３ａは、容易に、バリア層１４の上に梳毛されることが可能であり、或いは、さらに以下の工程に関連してさらに詳細に説明されるように、これらの第１繊維１３ａは、バリア層１４の上で容易に剥ぎ取られる予備成形されたニードル加工可能な繊維のウェブであってもよい。しかしながら、第１繊維１３ａが、適切に、ステッチ１９にニードル加工することを確実にするために、当該第１繊維１３ａは、フィラメント当たり約１デニールから３５デニールの間の値と、好ましくは、約０．１インチ（約２．５４ｍｍ）から約５インチ（約１２７．００ｍｍ）の間、好ましくは、約１インチ（約２５．４０ｍｍ）から約３インチ（約７６．２０ｍｍ）の間の長さを有するべきである。このことは、適切なステッチ１９を形成するように、針のかぎ部によって、それらを噛み合わせることが可能である繊維１３ａの十分な移動性を確実にする。
【００４６】
単に、繊維の物理的な特徴が重要であり、その化学的な複合体ではないので、ほとんどのいかなるニードル加工可能な織り込み可能な繊維は、これらの第１繊維１３ａのために利用されてもよい。しかしながら、非常に都合の良いことに、第１繊維１３ａは、ポリエステル、ポリオレフィン、セルロース、ポリアミド、ナイロン、ポリアクリル、アラミド、イミド、メラミン繊維、そして、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のうちの１つ以上から選択される。
【００４７】
従来技術の音響バリア１（図１参照）をカーペット２に付着させる従来技術の接着ライン３を排除するために、この複合体のこの第１層１３は、その層の一部として、１８０°Ｆ（約８２．２２°Ｃ）以上の温度で溶融し、第１層１３の重量に対して約１０％から７０％の間、好ましくは、約２０％から６０％の間の量で含まれている溶融性構成要素１３ｂを第１層１３の内部に有するべきである。そのような第１層１３の溶融性構成要素１３ｂを用いて、音響バリア１０とカーペット１２が、個々の自動車に合わせた形となるように切断された後、カーペット１２、或いは、カーペット１２と音響バリア１０の組立部品、或いは、そのうちのひとつ、又は、もう一方は、例えば、その組立部品が自動車の前面の床板を覆うことが出来る自動車の部分の形状のラインに一般的に沿って形状となるように、カーペットと音響バリアとの組立部品を所定形状の型の内部で加熱して加圧する。このことは、従来技術においては、通常のやり方である。しかしながら、第１層１３が、溶融性構成要素１３ｂを含み、当該型に入れることが実行される時（通常１８０°Ｆ（約８２．２２°Ｃ）を超えた温度で）、第１層１３の溶融性構成要素１３ｂは、より粘着性をもたされ、溶け、そして、型に押圧された時、当該溶融性構成要素１３ｂは、カーペット１２の下側部１２ａに音響バリア１０を溶着させ、それによって、従来技術の接着ライン３を排除する。溶剤、増量剤、或いは、拡散性の可塑剤などを含まない溶融性構成要素は、揮発性の構成要素を含まず、その結果、上述のように、自動車における排気と油性の凝縮物を回避する。
【００４８】
溶融性構成要素１３ｂは、ポリオレフィン、或いは、ポリ塩化ビニルなどの普通のいかなる溶融性構成要素でもよい。最も好ましくは、熱溶融性構成要素１３ｂは、熱溶融性繊維の形態にあり、例えば、熱溶融性繊維の形態は、複合繊維、或いは、被覆／芯繊維である。図４は、芯４０と被膜４１とを有する被膜／芯繊維の断面図である。典型的に、上記のように、そのような繊維は、ポリエステル、セルロース、ナイロンなど芯４０を有し、被膜４１は、例えば、ポリオレフィン、或いは、ポリ塩化ビニルの溶融性構成要素である。代わりに、図５に示されるように、熱溶融性繊維は、上述のように、複合繊維であってもよく、第１構成要素５０が、熱溶融性構成要素であり、第２構成要素５１も上述のように、例えば、ポリエステル繊維などである。代わりに、別個の不溶融性繊維と溶融性繊維を使用してもよい。
【００４９】
理解されることが出来るように、溶融性構成要素１３ｂを用いて、音響バリア１０をカーペット１２へ付着させる時には、第１層１３は、あまり厚くしすぎることは出来ず、もしそのようにした場合、音響バリア１０の取り扱い時や形成時又は、それに類する時に、或いは、バリア１０の接着の時、又は、カーペット１２との組立部品の取り扱いの時に、その第１層が分離するかもしれない。それ故に、第１層１３は、約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から約０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）の間、さらに好ましくは、約０．０５インチ（約１．２７ｍｍ）から約０．１インチ（２．５４ｍｍ）の間の厚さを有することが好ましい。このことは、第１層に十分な繊維と、ステッチを形成するための繊維を捕らえるニードルのかぎ部によって形成されるステッチ１９を得るために十分な繊維と深さとを有しながら、緊密である第１層１３を実現する。このことは、第１層１３が、単位立方フィート当たり約３ポンド（約４８．０６ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約５ポンド（約８０．０９ｋｇ／ｍ３）の密度を有する時に、特に、有効である。
【００５０】
懸架第２層１５も、第１層１３に関連して上述のように、梳毛された繊維、或いは、繊維のニードル加工可能なウェブでもよい。しかしながら、上述のように懸架機能を具備するために、第２繊維１５ａは、第１層１３の第１繊維１３ａより非常に高いデニールの値を有するべきであり、特に、少なくともフィラメント当たり５デニールから７０デニールぐらいまでの値、例えば、フィラメント当たり１５デニールから６０デニールである。第２繊維１５ａの長さは、約０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）から約５インチ（約１２７．００ｍｍ）とするのがよい。ここで再び、個々の第２繊維１５ａは、第１繊維１３ａと同様に、化学的な視点からは重大ではないが、上述の機能及びその機械的な側面、例えば、懸架機能を具備させること、にだけ関係がある。それ故、どのような混合物が利用されてもよいが、ここで再び、第２繊維１５ａは、ポリエステル、ナイロン、ポリオレフィン、セルロース、ポリアミド、ポリアクリル、アラミド、イミド、メラミン、及び、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）繊維のうちの１つ以上がよい。
【００５１】
上述のように、懸架作用を具備する第２層１５は、約０．２インチ（約５．０８ｍｍ）から約５インチ（１２７．００ｍｍ）の厚さと、単位立方フィート当たり約０．１オンス（約１．６０ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約４．０オンス（約６４．０７ｋｇ／ｍ３）の間の密度を有すると同時に、依然としてステッチがそこに通過し、懸架機能を与えることが出来る。しかしながら、さらに好ましくは、第２層１５の厚さが、約０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）から約３インチ（約７６．２０ｍｍ）の間であり、密度が単位立方フィート当たり約１．０ポンド（約１６．０２ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約２．０ポンド（約３２．０４ｋｇ／ｍ３）である。このことは、ステッチ１９をそこを容易に通り抜けさせ、依然として要求された懸架機能を具備することを確実にする。
【００５２】
しかしながら、これらの厚さと密度とから理解されるように、第２層１５は、非常に強固な層ではなく、取り扱いや形成等の間、第２層１５は強固を残すことを確実にし、約１８０°Ｆ（約８２．２２°Ｃ）以上の温度で熱溶融し、第２層１５において、第２層１５の重量に対して約５％から約４０％の間、特に、重量の約１０％から約３０％の量で含まれる熱溶融性構成要素１５ｂを、第２層１５が、含むことが好ましい。ここで再び、熱溶融性構成要素は、好ましくは、熱溶融性繊維の形態にあり、さらに好ましくは、熱溶融性繊維の形態は、図４及び図５に示されるように、上述のように、同様の、或いは、類似した複合体による、複合繊維、或いは、被膜／芯繊維である。しかしながら、分離した溶融性と不溶融性の繊維が使用されてもよい。しかしながら、第２層１５の中での繊維の交差する点で、第２層１５の繊維１５ａの溶融を確実にするので、第２層１５に関しては、熱溶融性繊維は、被膜／芯繊維が好ましい。溶融性構成要素１５ｂの溶融は、懸架層１５を形成、或いは、音響バリア１０を形成しているときになされてもよく、あまり望まないが、成形工程に関する上の説明のように、音響バリア１０がカーペット１２に溶融接着した時になされてもよい。しかしながら、溶融性構成要素の溶融は、以下に説明するような理由のため、ニードル加工の前になされることが好ましい。
【００５３】
関連した周波数の音を減少させ、ニードル加工の動作の間、バリア層と共に第１と第２層を拘束させるために、第１層１３と第２層１５の間に配置されているバリア層１４は、上述のように、高密度なニードル加工可能で重合体材料でなければならない。また、上述のように、関連した周波数の音響を減少させるために、バリア層１４の密度は、単位立方フィート当たり少なくとも５０ポンド（約８００．９２ｋｇ／ｍ３）とし、０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から０．５インチ（約１２．７０ｍｍ）の間の厚さを有し、しかし、さらに好ましくは、これらの結果を達成するために、バリア層１４は、約０．０１インチ（約０．２５ｍｍ）から０．１５インチ（約３．８１ｍｍ）の間の厚さと、単位立方フィート当たり約１００ポンド（約１６０１．８５ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約１５０ポンド（約２４０２．７７ｋｇ／ｍ３）の密度を有する。このことは、関連する周波数の適切な音の減少を確実にし、３つの層の拘束のための重合体材料の適切なニードル加工を確実にする。勿論、バリア層１４の密度とニードル加工可能性は、ある程度まで、中間バリア層のために選定された重合体材料に依存する。一方、様々な重合体材料は、バリア層に容認出来るものであり、個々の重合体材料は重要ではなく、バリア層に特に良い重合体材料は、ゴム、合成ゴム、ポリ塩化ビニル（好ましくは、重合性の可塑剤を含んだ）、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、シリコンゴム、ポリエチレン酢酸ビニル、エチレン−プロピレン二量体モノマー（ＥＰＤＡ）のうちの１つ以上である。これらの材料は、著しく材料を引き裂いたり、或いは、ニードルを壊したりすることなく、ニードル加工の貫通力を許容するほどの十分な柔軟性に富む点に特別な利点を有しており、ニードルを取り除いた後、重合体材料の柔らかく伸縮性の特性により、ニードルによって作られたニードルパンチ穴を実質的に塞ぎ直す。この技術の上手な点を容易に理解するように、バリア層の穴の存在は、関連する周波数におけるバリア層の音の減少を減少させる。これらのより柔軟性に富み、生産し易い材料により、バリア層１４のニードルパンチ穴は、一度そこからニードルが取り除かれた柔軟な材料の弾性的な移動によって、大部分は塞ぎ直される。しかしながら、上述のように、ニードルパンチ穴が、単位平方インチ当たり比較的少ない数で、たとえ重合体材料が弾性的な移動によって穴が塞ぎ直されなくても、バリア層の関連する周波数での音の減少は、なおも全く十分であるので、重合体材料がこの後者の特性を有している必要はない。
【００５４】
勿論、バリア層１４は、上述のように、関連する周波数において、音の減少を達成するために、高密度である必要がある。より低い密度は、適切な音の減少のために適切な総量を達成するための厚さに、厚過ぎるバリア層を要求する。一般に、バリア層１４を形成する上述の特性の重合体材料は、要求する程の高い密度を有していない。当技術において普通であるように、そのようなバリア層は、そこへ充填剤２３、特に、固形微粒子状の充填剤、そして、特に、単位立方センチメートル当たり１ｇより大きい密度を有する固形微粒子状の充填剤を追加することによって、密度が増加される。他の高密度の充填剤を同様に使用してもよいが、一般的に、これらの充填剤２３は、クレー、金属、金属化合物、例えば、カオリンクレー、硫酸バリウムなどの無機充填剤である。微粒子状の充填剤が重要なのではなく、いかなる先行技術の充填剤を使用してもよい。そのような充填剤２３により、バリア層１４は、関連する周波数に対して全く望ましい単位立方フィート当たり約５０ポンド（約８００．９２ｋｇ／ｍ３）から単位立方フィート当たり約２００ポンド（約３２０３．６９ｋｇ／ｍ３）の密度を有することがよい。勿論、音の減少を均一にするために、充填剤２３は、均一に、バリア層１４の中に分散されている。そのような充填剤２３も、重合体材料に、第２層１５の深くにニードルを貫通させ、好ましくは、図２に示されるように、実質的にバリア層１４を引き裂くことなく、第２層１５を通ってずっと伸ばす能力を確実にするいくらかの追加の強さを提供する。さらにより好ましくは、図２に示されるように、ステッチが、第２層１５の最下表面部２０の側に貫通した時、そのステッチは、最下表面部２０の外側に繊維の節２１を形成して、そのステッチを所定位置に固定し、その結果として、全ての層１３、１４、１５を共に、非常に強固な音響バリア１０に固定する。
【００５５】
音響バリア１０によって、上述のように、当該音響バリアの複合体は、第１層１３の最上表面部２２で、カーペット、或いは、フェルト１２の下側部１２ａに、自動車のカーペット、或いは、フェルトの生産における、上述した加熱し、成形する技術によって、容易に溶融接着され、即ち、複合体は、第１層１３の溶融性構成要素１３ｂによって、カーペット、或いは、フェルト１２に溶融接着される。
【００５６】
ここで、本発明の方法に移って、図３は、（ｉ）ニードル加工可能な織り込み可能な第１繊維１３ａからなる不織の第１層１３、（ｉｉ）織り込み可能な第２繊維１５ａからなる不織の低密度な第２層１５、そして、（ｉｉｉ）第１と第２層１３、１５の間に配置されている高密度な中間の音響バリア層１４、の複合体の組立の工程からなる方法を示している。この複合体の組立は、幾つかの異なる方法で実行されてもよい。例えば、上述のように、種々の層は、予備成形された層を広げ、正しい順序でその層を置くことによって、簡単にその予備成形された層から組み立てられてもよい。代わりに、第２層１５は、梳毛した繊維１５ａによって、従来のエプロンの上への、その供給から、簡単に形成されてもよい。そして、バリア１４の予備成形体は、その上に広げられ、置かれてもよい。さらに、第２層１５及びバリア層１４も、エプロンの上にある間に、第１層１３は、バリア層１４の最上部の上への梳毛した繊維１３ａによって、形成されてもよい。
【００５７】
或いは、第２層１５は、予備成形体（好ましくは、溶融性構成要素１５ｂを溶融させるために予め加熱したもの）であってもよく、そして、バリア層１４は、予備成形体として、その上に置かれてもよく、又は、例えば、ポリ塩化ビニルなどのバリア層１４の加熱された熱可塑性成形体から、一般的なコーティング法又は押出成形技術を用いて、第２層の上に置かれてもよい。勿論、その重合体材料は、上述した充填剤２３を含む。コーティング物、或いは、押出物は、第２層１５の最上部の表面の上へ（第２層１５の上へ、コーティング物、或いは、押出物を流すことによって）、単に本質的に覆うように配置されることが可能であり、或いは、（その層をコーティングするドクターブレードによって）層１５の最上部の表面の中に制御された深さに浸透するように配置されることも可能である。それ故、これらの技術において、バリア層１４は、幾つかの第２層１５の繊維を含み、付加された力のためにバリア層１４を強化する。さらに、バリア層１４の第２層１５への幾つかの固定は、バリア層１４の内部にある繊維によって引き起こされる。バリア層１４の予備成形体を使用する時、当該予備成形体は、そのような強化の目的のために繊維を含んでいてもよい。しかしながら、強化用の繊維は、要求されず、付加された力を要求するところの特別な目的のために本質的に使用されるだけである。
【００５８】
しかしながら、コーティング法及び押出技術は、追加された設備と環境的な配慮を要求するので、工程の好ましい形態ではない。
【００５９】
工程の好ましい形態は、第１層１３及び第２層１５が、上述のように、予備成形されているか、或いは、梳毛されているかのいずれかであり、バリア層１４が、その予備成形体であることである。
【００６０】
複合体の組立の後、複合体は、従来の針織機において、複合体は、単位平方インチ当たり約１００ステッチ（約０．１６ステッチ／ｍｍ２）から単位平方インチ当たり約６００ステッチ（約０．９３ステッチ／ｍｍ２）、特に、単位平方インチ当たり１５０ステッチ（約０．２３ステッチ／ｍｍ２）から単位平方インチ当たり５００ステッチ（約０．７８ステッチ／ｍｍ２）、さらに好ましくは、単位平方インチ当たり２００ステッチ（約０．３１ステッチ／ｍｍ２）から単位平方インチあたり４００ステッチ（約０．６２ステッチ／ｍｍ２）のニードル加工が行われる。ステッチ１９により当該複合体をまとめるために、複合体の一方の側から（第１層１３の側から）ニードル加工することが必要であるだけなので、単板型織機を使用してもよいし、或いは、２枚板型織機の一枚の板だけを使用してもよい。しかしながら、当該ニードル加工は、ステッチ１９を、第１層１３から、中間のバリア層１４を介して、そして少なくとも第２層１５に、好ましくは、第２層１５を介して、その最下表面部２０に伸びる、好ましくは、節２１を形成するために、第１繊維１３ａから形成するようなものでなければならない。
【００６１】
特別な目的にために複合体の追加された力が要求される時、第１層１３に類似した追加された層、或いは、層達が、第２層１５の最上部、或いは最下部に梳毛され、或いは、加えられ（図２に層３０、３１として示す）、そして、ニードル加工が、バリア層１０の両側から、例えば、２枚板型織機において、複合体の反対側からステッチを形成するために（不図示）、即ち、最下表面部２０から、或いは、バリア層１４の下側部から、行われる。しかしながら、このような場合において、好ましくは、第２層１５は、溶融される溶融性構成要素１５ｂを有しており、その結果として、第２層１５からの少量、或いは、ない繊維は、この代わりの実施形態においてステッチを形成する。
【００６２】
代わりに、第２層１５における幾つかの溶融性構成要素１５ｂは、必要とする間、溶融されなくてもよく、ニードル加工は、バリア層１４の両側から行われる。この場合において、第２層１５からの繊維は、幾つかのステッチを形成する。第２層１５からのステッチを形成するニードルは、第２層１５を破壊しないように、積極性を減らし、総計を減らすべきである。しかしながら、当該ニードル加工は、非常によくまとまった複合体を提供する。
【００６３】
工程の最も好ましい形態においては、第１層１３は、梳毛された、或いは、予備成形された層の何れかとして、バリア層１４の最上部の上に置かれるが、予備成形された層の場合において、繊維１３ａが、ステッチ１９及び上述のようにニードル加工された複合体を、特に、バリア層１４の両側から、形成するように、繊維１３ａは、ニードル加工の作業の間、十分に移動性を有していなければならいない。当該移動性を確実にし、適切なステッチを形成するために、第１層１３は、上述のような厚さと密度を有していなければならない。
【００６４】
音響バリア１０が形成された後、当該バリア１０は、上述のような成形技術によって、カーペット、或いは、フェルト１２に溶融接着される。
【００６５】
次に、本発明は、以下の実施例により説明される。以下において、特に断らない限り、全てのパーセンテージ及び部分は、重量によるものであり、そして、そのことはまた、本明細書及び請求項においても同様である。
【００６６】
［実施例］予備成形された懸架層は、ダブリュ．ティー．バーネット．カンパニー（Ｗ．Ｔ．Ｂｕｒｎｅｔｔ Ｃｏｍｐａｎｙ）から購入され、層において溶融される、フィラメントに対して１５デニールのポリエステル繊維と、ポリエステル／ポリオレフィンの被膜／芯結束繊維で構成されていた。結束繊維は、層の１５％であり、ポリエステル繊維は、層の８５％であった。当該層は、２インチ（約５０．８０ｍｍ）の厚みと、単位立方フィート当たり０．５８ポンド（約９．２９ｋｇ／ｍ３）の密度とを有していた。
【００６７】
第１層は、フィラメント当たり６デニールの平均２インチ（約５０．８０ｍｍ）の長さの、同じ結束繊維が５０％と、フィラメント当たり２５デニールの平均２インチ（約５０．８０ｍｍ）の長さのポリエステル繊維が５０％との梳毛した結合体によって、作られていた。密度は、単位立方フィート当たり約２．７ポンド（約４３．２５ｋｇ／ｍ３）であった。
【００６８】
バリア層は、単位立方フィート当たり約１２５ポンド（約２００２．３１ｋｇ／ｍ３）の密度を有するバリア層を提供するために、良質の微粒子の形態の４０％のカオリンクレーを有する押し出されるポリ塩化ビニルから、ベックウィズ−ベミス  カンパニー（Ｂｅｃｋｗｉｔｈ−Ｂｅｍｉｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）によって生産された。
【００６９】
工程において、第１層は、ウェブに、単位平方フィート当たり約０．２オンス（約０．０６ｋｇ／ｍ２）の重量を蓄積させるために、キャメル  バック  クロス  ラッパー（ｃａｍｅｌ  ｂａｃｋ  ｃｒｏｓｓ  ｌａｐｐｅｒ）によって、ウェブとしてコンベアエプロンの上に梳毛された。
【００７０】
単位平方フィート当たり約９オンス（約２．７５ｋｇ／ｍ２）の重量のバリア層は、コンベアエプロン上の第１層の上に広げられた。
【００７１】
第１層と同様の良質の繊維の第２層は、バリア層の上に梳毛される。
【００７２】
単位平方フィート当たり約１．５オンス（約０．４６ｋｇ／ｍ２）の重量を有する懸架層は、コンベアエプロン上にある間の第２の良質の繊維層の最上部の上に広げられた。
【００７３】
そのように組立られた層は、コンベアエプロン上を従来の針織機内に組立部品を供給するために十分に組立部品を圧縮する圧縮芯材供給機に運ばれる。
【００７４】
針織機は、シュー  シュング  エスディーピー  ２５０  エイチ  ２×２（Ｓｈｏｏｕ Ｓｈｙｎｇ ＳＤＰ ２５０ Ｈ ２ｘ２）である。当該織機を介しての組立部品の供給の速度は、１１フィート／ｍｉｎ（約３．３５ｍ／ｍｉｎ）であった。当該織機は、組立部品の最上部にて４ｍｍ、組立部品の最下部にて１２ｍｍのニードル加工の貫通力により６５０ｒｐｍで可動するようにセットされていた。Ａ／Ｂ板（最上部板）のニードル加工は、グロズ  ベッカート  エフ３３３（Ｇｒｏｚ Ｂｅｃｋｅｒｔ Ｆ３３３）ニードル機を用いて、その能力の３３％負荷で行われ、Ｃ／Ｄ板（最下段）は、グロズ  ベッカート  シー２２２（Ｇｒｏｚ Ｂｅｃｋｅｒｔ Ｃ２２２）ニードル機を用いて、その能力の１６％負荷であった。
【００７５】
ニードル加工させた音響バリアは、約０．７５インチ（約１９．０５ｍｍ）の厚さと、単位平方フィート当たり約１１オンス（約３．３６ｋｇ／ｍ２）の重量を有した。
【００７６】
綿の懸架層と、カーペットの下側部に従来の音響バリアに塗布されたバックマスティックとから構成される従来の自動車カーペットに接着された従来の音響バリアの同一の試験に加えて、音響バリアは、さらに付け加えられた接着により、従来の自動車のカーペットに取り付けられており、従来の音の伝達を低下させる部屋（伝統的に、音響バリアの試験のために自動車製造メーカによって使用される）において、音響の減少のための試験によって、試験された。その結果は、図６において、破線は、従来のバリア（単位平方フィート当たり約１５オンス（約４．５８ｋｇ／ｍ２））であり、２つの実線は、本バリア／カーペット組立部品で示される。全ての試験は、模擬的な単位時間当たり４５マイル（約７２．４２ｋｍ／ｈ）の速度で行われた。従来のバリア／カーペット及び、本バリア／カーペットのひとつ、の試験は、「中央座席中央部」試験であり、本バリア／カーペットのひとつの試験は「後部座席中央部」試験であった。
【００７７】
図６から分かるように、全ての３つの試験は、本質的に同様の結果を示す。それ故、本発明は、従来の接着ライン無しで、重量の減少をしながら、公知の音響バリアと同様に、同等の音の減少を達成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】典型的な従来技術の自動車のカーペットの下側部に接着された音響バリアの断面図である。
【図２】自動車のカーペットの下側部に溶融接着された本音響バリアの実施形態の断面図である。
【図３】本工程のステップのブロック図である。
【図４】本音響バリアの実施形態において使用される被覆／芯繊維の断面図である。
【図５】本音響バリアの実施形態に使用される複合繊維の断面図である。
【図６】従来技術の音響バリアの音響反応と、本音響バリアの音響反応とを比較したグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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