(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドア内部や車体フレームを伝わって車室内へ侵入しようとする音を吸音する自動車用の吸音部材であって、
熱可塑性樹脂製の基材と、該基材表面に積層され該基材と同材質の繊維からなる繊維集積体とよりなり、該繊維集積体は該基材の表面形状に沿う形状に賦形された不織布であり、該繊維集積体と該基材とは部分的に溶着されて一体化し、溶着部が凹状となっていることを特徴とする吸音部材。
【請求項２】
前記不織布は１０〜４０重量％のバインダー繊維を含む請求項１記載の吸音部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のピラーやドアトリムの裏面に接合され、ドア内部や車体フレームを伝わって車室内へ侵入しようとする音を吸音して騒音を抑制する吸音部材に関し、さらに詳しくはリサイクル可能な吸音部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドア内部や車体フレームを伝わって車室内へ侵入する騒音を防止するために、自動車のピラーやドアトリムなどの樹脂部品の裏面には、従来よりフェルト等の繊維集積体やウレタンフォームなどが貼り付けられている。
具体的には図４に示すように、接着剤や両面粘着テープなどの接着層３００を介して、反毛フェルトからなる繊維集積体１００を樹脂部品である基材２００に貼り合わせることで吸音部材が構成されている。そして繊維集積体１００内の絡み合った繊維どうしの間の空孔内に進入した音波は、繊維近傍の空気の粘性抵抗や繊維自体の振動により音エネルギーが徐々に減衰し、これにより吸音して車室内への音の伝達を抑制することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
地球上の資源を有効利用するために、熱可塑性樹脂製品やガラス製品などの溶融再利用可能な材料から製造された製品においては、廃品から回収後溶融して新しい製品とするリサイクルが行われている。自動車部品においても、各種樹脂部材には原材料名が記載され、回収された各種樹脂部材を同一材質毎に区分けするのを容易として、リサイクル促進の一助としている。
【０００４】
ところが上記した従来の吸音部材では、基材２００と繊維集積体１００及び接着層３００はそれぞれ材質が異なり、かつ繊維集積体１００は熱可塑性ではないので、そのまま回収してリサイクルすることは困難である。つまり基材２００のみがリサイクル可能であるが、基材２００と繊維集積体１００とを完全に分離する工数がきわめて多大となる。また分離が不完全で接着剤や繊維が基材２００に付着した状態では、溶融・再生されたリサイクル品中に不純物となって存在するため、用途がきわめて限られたものとなってしまう。そのため新品の基材２００を用いた方が安価で性能面での問題も回避されるため、上記吸音部材に関しては使用後廃棄処分される場合が多く、資源の有効利用ができていない。
【０００５】
また反毛フェルトからなる繊維集積体１００は、比重が比較的大きいため、軽量化による燃費の低減という別の観点からも好ましい材料とはいえない。さらに、基材２００と繊維集積体１００とを接合するための工数及び加工費が大きいという不具合もある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、繊維集積体を樹脂製基材と一体的に回収してリサイクルを可能とし、かつ軽量で安価な吸音部材とすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１に記載の吸音部材の特徴は、ドア内部や車体フレームを伝わって車室内へ侵入しようとする音を吸音する自動車用の吸音部材であって、熱可塑性樹脂製の基材と、基材表面に積層され基材と同材質の繊維からなる繊維集積体とよりなり、繊維集積体は基材の表面形状に沿う形状に賦形された不織布であり、繊維集積体と基材とは部分的に溶着されて一体化し、溶着部が凹状となっていることにある。
【０００７】
請求項１の吸音部材をさらに特徴づける請求項２に記載の吸音部材の特徴は、不織布は１０〜４０重量％のバインダー繊維を含むことにある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の吸音部材では、基材と繊維集積体とが同材質の熱可塑性樹脂から構成されているため、接着剤や両面テープなどを用いることなく、溶着により一体化されている。したがって基材と繊維集積体とを分離せず一体として回収しても、異材質の混入がないので特性の優れた再生品が得られる。
【０００９】
また接着剤や両面テープなどが不要となり、基材と繊維集積体との溶着箇所も部分的でよく接合工数が小さくなるため、安価とすることができる。
本発明にいう基材としては、リサイクル可能な熱可塑性樹脂であれば特に制限されず、各種熱可塑性樹脂を各種成形方法で所定形状に形成して用いることができる。
【００１０】
繊維集積体は、上記基材と同材質の熱可塑性樹脂から形成されたものが用いられる。繊維集積体としては、織布、編布あるいは紐を編組したもの、などがあるが、本発明では不織布が用いられる。不織布とすることにより、繊維間に存在する空孔の大きさと数が吸音に最適なものとなり吸音特性が向上する。
【００１１】
繊維集積体を構成する繊維は、繊度１〜３Ｄ（デニール）の繊維を主体とすることが望ましい。繊維の繊度が１Ｄ未満であると、所定重量内での吸音部材の厚さの確保が困難となり、吸音特性を確保するために繊維集積体の厚さを厚くすると繊維が大量に必要となってコスト及び重量が増大する。一方、繊度が３Ｄを超えると、繊維間の空孔の容積が大きくなるとともに数が少なくなり、吸音特性が低下するようになる。
【００１２】
また繊維集積体の見かけの密度は、０．０２〜０．１０ｇ／ｃｍ3 の範囲にあることが望ましい。見かけの密度が０．０２ｇ／ｃｍ3 より小さいと、繊維間の空孔の容積が大きくなって吸音特性が低下し、０．１０ｇ／ｃｍ3 より大きくなると所定重量内での吸音部材の厚さの確保が困難となり、吸音特性を確保するために繊維集積体の厚さを厚くすると繊維が大量に必要となってコスト及び重量が増大する。
【００１３】
この繊維集積体は、基材の表面形状に沿う形状に予め賦形しておく。このように繊維集積体を賦形するには、繊維集積体をその熱変形温度以上に加温してコールドプレスすることにより容易に行うことができる。
また本発明にいう繊維集積体は、熱可塑性樹脂繊維から構成されている。したがって繊維集積体を構成する繊維の少なくとも一部に、リサイクル繊維を用いることができる。リサイクル品は色調や外観などが新品に比べて劣るため、意匠部品などには用いにくいが、本発明のような吸音部材であれば最表面に表出する場合が少ない。また多少外観品質が悪くとも吸音特性には影響ないので、リサイクル繊維を積極的に使用することにより地球資源を有効利用することができる。
【００１４】
繊維集積体を構成する繊維中には、融点が他の繊維より低いバインダー繊維を含ませることが好ましい。そしてバインダー繊維の融点以上、他の繊維の融点未満の温度で加熱して繊維集積体を賦形すれば、バインダー繊維の表面のみを溶融させることができ、他の繊維がバインダー繊維を介して結合されて賦形形状が保持されるとともに、バインダー繊維を繊維集積体を構成する繊維の一部として用いることが可能となる。したがって繊維間の空孔が溶融したバインダーによって充填されることが少なくなるとともに、繊維間に形成される空孔の数が増加し、それぞれの空孔の容積が小さくきめ細かくなる。これにより吸音特性が向上する。
【００１５】
このバインダー繊維は、繊度が２〜４Ｄのものを用いることが望ましい。繊度は小さい方が好ましいものの、他の繊維より小さくなると他の繊維どうしを結合する強度が小さくなり、剛性の確保が困難となるため２Ｄ以上とした。また繊度が４Ｄを超えると、繊維どうしの空孔が塞がれる場合があり吸音特性が低下する。
【００１６】
このバインダー繊維は、繊維集積体中に１０〜４０重量％含有するとよい。バインダー繊維が１０重量％未満では他の繊維どうしを結合する強度が小さくなり、剛性の確保が困難となる。また４０重量％を超えると、繊維どうしの空孔が塞がれる場合があり吸音特性が低下する。
バインダー繊維として、内部が融点の高い樹脂から形成され、外層に融点の低い樹脂がコートされた繊維を用いることも好ましい。このような二層繊維を用いれば、加熱時の溶融量を一層少なくすることができ、形成される繊維どうしの空孔が塞がれるのが防止されるため、吸音特性が一層向上する。
【００１７】
本発明の吸音部材においては、基材と繊維集積体とは部分的に溶着されて一体化している。この溶着箇所の数は特に制限されず、取り扱い可能な範囲でできるだけ少なくするのが好ましい。また溶着方法としては、超音波溶着、振動溶着、熱溶着などが利用できる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。
（実施例）
図１に本発明の一実施例の吸音部材の要部を示す。この吸音部材はポリプロピレン（ＰＰ）製のピラー１と、ピラー１の裏面に接合されたＰＰ製不織布２とから構成されている。ＰＰ製不織布２は、溶着部２０によりピラー１に一体的に接合されている。以下、この吸音部材の製造方法を説明し、構成の詳細な説明に代える。
【００１９】
繊度２Ｄで融点１７０℃の第１ＰＰ繊維が７０重量％と、繊度３Ｄで融点１３０℃の第２ＰＰ繊維２が３０重量％とを混綿し、目付量４００ｇ／ｍ2 のＰＰ製不織布２を形成した。
このＰＰ製不織布２を温度１５０℃に加熱し、直ちにコールドプレスし、厚さ１０ｍｍの所定形状に賦形した。このとき第２ＰＰ繊維表面が溶融してバインダとして作用し、第１ＰＰ繊維１どうしを結合することで賦形が完成した。つまり図１に拡大して示すように、第２ＰＰ繊維２２は、賦形時の熱でその表面が溶融し、第２ＰＰ繊維２２近傍の第１ＰＰ繊維２１が第２ＰＰ繊維２２と融着する。これにより第１ＰＰ繊維２１どうしが第２ＰＰ繊維２２を介して結合されるため、ＰＰ製不織布２を所定形状に容易に賦形することができ、その賦形状態を保持することができる。
【００２０】
次に、予め所定形状に形成されたピラー１を用意し、その裏面に超音波溶着によりＰＰ製不織布２をスポット状に溶着して溶着部２０を形成した。これによりＰＰ製不織布２はピラー１に一体的に溶着され、吸音部材が製造された。
（比較例）
図２に比較例の吸音部材を示す。この吸音部材は、実施例と同様のＰＰ製ピラー１と、ピラー１の裏面に接合された反毛フェルト３とから構成されている。
【００２１】
反毛フェルト３は、７５０ｇ／ｍ2 の目付量を有し、その厚さはＰＰ製不織布２と同じ１０ｍｍである。そして両面テープ４によりピラー１と接合されている。
（試験・評価）
実施例と比較例の吸音部材を、それぞれ垂直入射吸音率測定装置（マイクロホン・インピーダンス）に装着し、各周波数ごとの垂直入射吸音率を測定した。結果を図３に示す。
【００２２】
図３より、実施例の吸音部材は不織布の目付量が比較例より少ないにもかかわらず、比較例より高い吸音特性を示していることがわかる。したがって実施例の吸音部材は、比較例より軽量でより高い吸音特性を有している。
そして実施例の吸音部材によれば、不織布２とピラー１とが同じＰＰから形成され、互いに溶着されているだけであるので、接着剤や両面テープなどの異材質が含まれない。したがって不織布２とピラー１とを分離することなく一体的に回収してリサイクルすることが可能となり、接着剤や両面テープを剥がす工数が不要となるので、リサイクルに要するコストを格段に低減することができる。
【００２３】
また実施例の吸音部材を製造するにも、接着剤や両面テープが不要となるため材料コストが低減され、かつ接着剤や両面テープを介してＰＰ製不織布を貼着する工程が不要となるので、工数も低減する。これにより安価な吸音部材となる。
【００２４】
【発明の効果】
すなわち本発明の吸音部材によれば、従来の吸音部材と同等以上の吸音特性を示し、しかも繊維集積体と基板とを分離することなく一体的に回収してリサイクル可能であるため、リサイクルに要する工数が低減されコストが低減される。
また接着剤や両面テープが不要となるので、材料コスト及び工数が低減でき安価な吸音部材となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の吸音部材の断面図とその要部拡大説明図である。
【図２】比較例の吸音部材の断面図である。
【図３】実施例及び比較例の吸音部材の各周波数の音の吸音率を示すグラフである。
【図４】従来の吸音部材の断面図である。
【符号の説明】
１：ピラー（基板）                  ２：ＰＰ製不織布（繊維集積体）
２０：溶着部                        ２１：第１ＰＰ繊維
２２：第２ＰＰ繊維（バインダー繊維）  ３：反毛フェルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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