(57)【要約】  本発明は、自動車音響部材の製造方法に関し、自動車部品の遮音、騒音低減技術分野に属する。前記音響部材は、繊維マット、通気性を有する熱可塑性ＥＡＡフィルム、繊維マットの順に積み重ねて、成形金型内に設置し、透過力の強い高温蒸気で材料を加熱するとともに金型成形を行い、その後、外形寸法にダイシングし、所定位置に穿孔を形成して、有無欠陥検査を経て、多層構造の音響部材を得ることができる。  本発明において、上下の２層の繊維フェルト間の接着は、現場で人工により粘着剤を塗布することでなく、熱可塑性フィルムが高温下で溶融された後に備える粘着性によって実現されるため、工数削減し、生産能力を向上するとともに、生産効率も大幅に向上することができ、現場の環境的な安全や作業者の健康を確保することができる。本発明は、さらに通気遮断性を有する熱可塑性フィルムであるＥＡＡフィルムを用いて遮音マットの空気流動抵抗を調節するようにしているため、重量とコストを増加せずに、音響製品の音響性能を最適化することを実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽量化された空気流動抵抗調節可能な多層構造の音響部材の製造方法であって、
（１）下から順に、繊維フェルト、通気遮断性を有する熱可塑性フィルム、繊維フェルトを配置する材料配置工程と、
（２）前記工程（１）で配置された材料を成形金型内に設置して、プレス成形を行うと同時に、下型を介して高温蒸気を供給させ、上型を介して真空吸引を行い、前記高温蒸気によって材料を加熱し、上下の２層の繊維フェルトに含有される低融点繊維を溶融させ、加圧下で、外周縁の繊維糸を貼り合わせるとともに、前記熱可塑性フィルムを溶融させ、前記上下の２層の繊維フェルトを貼り合わせて、プレス半製品を得るプレス成形工程と、
（３）プレス成形された半製品を冷却治具に設置し、冷却成形し、成形された半製品を得る冷却成形工程と、
（４）ダイシング装置又はウォータジェットを用いて前記成形された半製品を、外形寸法にダイシングし、所定位置に穿孔を形成して、音響部材完成品を得るダイシング工程と、
（５）前記音響部材完成品を検査し、合格した音響部材完成品を荷造りし入庫する検査工程と、
を備え、
前記工程（２）において、成形条件として、蒸気圧力を０．６〜３ＭＰａ、蒸気温度を１７０〜２２０℃、蒸気通過時間を２５〜３５ｓ、成形圧力を９〜１２ＭＰａ、成形時間を４０〜６０ｓ、真空吸引圧力を０．０１５〜０．０３ＭＰａ、真空吸引時間を５０〜７０ｓ、上下型温度を１７０〜２００に設定し、
前記工程（３）において、冷却時間を４５〜６０に設定し、
前記工程（４）において、前記ダイシング装置のダイシング圧力を５〜１０ＭＰａ、ダイシング時間を３〜１０ｓ、又は、ウォータジェットのダイシング圧力を４００００〜５００００ｐｓｉ、ダイシング雰囲気圧を０．６〜０．８ＭＰａに設定すること、を特徴とする軽量化された空気流動抵抗調節可能な多層構造の音響部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の多層構造の音響部材の製造方法において、
前記通気遮断性を有するフィルムは、通気遮断性を有するＥＡＡフィルムであり、
該通気遮断性を有するフィルムの密度は、２５〜７０ｇ／ｍ２であることを特徴とする多層構造の音響部材の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の多層構造の音響部材の製造方法において、
前記多層構造の音響部材製品の空気流動抵抗は、２０００〜９０００ｒａｙｌｓであることを特徴とする多層構造の音響部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の多層構造の音響部材の製造方法において、
前記繊維フェルトは、１５重量％〜２０重量％のポリエステル繊維と、１５重量％〜２５重量％の低融点ポリエステル繊維と、６０重量％〜６５重量％の綿繊維及び化学合成繊維の再生繊維との成分を有し、
該繊維フェルトの面密度は５００〜２０００ｇ／ｍ２であることを特徴とする多層構造の音響部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車音響部材の製造方法、特に空気流動抵抗を調節することによって、異なる音響効果を実現しうる多層構造の音響部材の調整方法に関わり、自動車部品の遮音、騒音低減技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
音響部材は、騒音を減衰させる又は隔離させる作用をもたらす部材であり、その作用のメカニズムには、吸音と遮音が含まれる。吸音のメカニズムは、音響エネルギを吸収して、エネルギが消えるまで削減し、その原理は、入射音波が必ず材料構造内に進入しなければならず、声波エネルギによって材料内の弾性繊維が振動し、又は材料の空隙内の空気分子が相互に衝撃し、摩擦する過程において、声波エネルギを熱エネルギに変換し、声波エネルギを減衰させることである。また、遮音のメカニズムは、主に音波を反射又は屈折させて、レシーバに伝達する音波エネルギを減少し、即ち、隔離という方式によって“レシーバ”に伝達される音声を低減することである。両者は、作用原理及び使用方式において異なり、吸音効果を向上するためには、材料内部構造との相互作用を発生させて音波エネルギを減衰させるように、入射音波を材料構造内部に容易に進入させるようにするが、遮音効果を向上するためには、進入材料内部へ進入する音波を減少させて、音波を遮断させる。上記の２種類のメカニズムは、しばしば、相互に制約することがあるため、単層材料では吸音と遮音効果を両立し難く、特定の吸音、遮音の音響性能に対する要求は多層複合方式によって実現しなければならない。
【０００３】
近年では、製造コストの削減及び燃費経済性の向上が強く求められている状況下、音響部材分野においては、従来のＥＰＤＭ＋ＰＵ発泡体又はＥＶＡ＋ＰＵ発泡体製品が次第に多層の繊維フェルト製品によって代替されるようになってきた。この過程において、異なる層である繊維層を貼り合わせる必要があるために、熱可塑性ホットメルトフィルム（Ｈｏｔ ｍｅｌｔ ｆｉｌｍ）を導入し、通常はＰＥ又はＥＡＡの単層フィルムあるいはＥＡＡ／ＰＡ／ＥＡＡの３層の複合フィルムを採用する。この種の繊維製品を採用する場合、製品の吸音機能をより多く考慮して、採用された原料フィルムは一般的に穿孔フィルム（図２に示されるように）であり、即ち、フィルムに一定の間隔において、直径が大体２０〜３０μｍである細孔を開けたものである。このような方式によれば、フィルムに接合にされた２つの繊維層の間に連通した通路が形成され、音波が表の繊維層に進んでフィルムを通過し、裏の繊維層に進入して、表の繊維層と裏の繊維層の両方と相互作用を発生するため、音波エネルギが最大限に消耗され、即ち、良好な吸音性能を得ることができる。
【０００４】
しかし、単に吸音に頼ると、車全体の音響騒音低減の要求を満足することができず、乗客キャビンでの音圧レベルをできるだけ最小限にする必要がある。吸音構造の音響部材によって、車全体の騒音音圧レベルに対する貢献は０．２〜１ｄＢに限られ、音圧レベルをさらに低減させるためには、当該材料の構造によって遮音効力を発揮しなければならない。前述した遮音のメカニズムによれば、多層構造の中には、音波を遮断又は反射させるための１つの隔離層を備えなければならない。もし従来のＥＰＤＭ又はＥＶＡを隔離層として採用すると、製品の重量が増加して軽量化を実現できないだけでなく、ＥＰＤＭ又はＥＶＡ層と繊維層の間の接合にも次の問題が生じるおそれがある。ａ）蒸気加熱技術を利用し、ＥＰＤＭ又はＥＶＡの接着グルーを利用して繊維層と貼り合う場合、ＥＰＤＭ又はＥＶＡが過熱過程において軟化されるため、離型時に金型に粘着しやすくなり、さらに離型する過程においてＥＰＤＭ又はＥＶＡが破裂し、廃品となるおそれがある。これを使うと、遮音効果は遮音製品上のクラックによって極度に低減されることになる。また、ｂ）グルー噴射方式を用いてＥＰＤＭ層と繊維層を貼り合わせる場合、製造工程が増加し、生産効率が低下するとともに、グルーの使用によって一定のＶＯＣ問題をもたらすおそれもある。
【０００５】
そのため、伝統のＥＰＤＭ又はＥＶＡではなく、熱可塑性フィルムを音響隔離層として直接利用し、一定の吸音性能を保証するという前提で、多層繊維製品の遮音性能を向上させることが困難である。本発明は、上記の課題を解決すべく、高効率、低コストの生産技術を創出したものである。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、上記の不備を解消し、多層の構造に使用される熱可塑性フィルムの流動抵抗を調整することによって、製品の吸音、遮音機能を実現する低コスト、軽量化、かつ実行可能な、空気流動抵抗調節可能な音響部材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明により提供される技術案は、軽量化された空気流動抵抗調節可能な多層構造の音響部材の製造方法であって、（１）下から順に、繊維フェルト、通気遮断性を有する熱可塑性フィルム、繊維フェルトを配置する（図３に示されているように）材料配置工程と、（２）配置された材料を成形金型内に設置して、プレス成形を行うと同時に、下型を介して高温蒸気を供給させ、上型を介して真空吸引を行い、高温蒸気によって材料を加熱し、上下の２層の繊維に含有する低融点繊維を溶融させ、加圧下で、外周縁の繊維糸を貼り合わせるとともに、熱可塑性フィルムを溶融させ、上下の２層の繊維層を貼り合わせるプレス成形工程と、（３）プレス成形された半製品を冷却治具に設置し、冷却成形し、成形半製品を得る冷却成形工程と、（４）ダイシング装置又はウォータジェット（ｗａｔｅｒ ｊｅｔ）を用いて前記成形半製品を、外形寸法にダイシングし、所定位置に穿孔を形成して、音響部材完成品を得るダイシング工程と、（５）前記音響部材完成品を検査し、合格したものを荷造りし入庫する検査工程と、を備える。
【０００８】
前記工程（２）において、蒸気加熱時間及び上下型の温度を調整することによってフィルムの溶融レベルに対する調整を実現して、プレス成形後のフィルムの流動抵抗を調整し、製品の空気流動抵抗を向上する場合には、蒸気加熱時間及び上下型の温度を減少してフィルムの溶融レベルを低下させることによって、大きな空気流動抵抗を得ることができ、大きな空気流動抵抗層は音響伝達の隔離層である。それとは反対に、製品の空気流動抵抗を低下させる場合には、蒸気加熱時間及び上下型の温度を増加するとよい。成形条件として、蒸気圧力を０．６〜３ＭＰａ、蒸気温度を１７０〜２２０℃、蒸気通過時間を２５〜３５ｓ、成形圧力を９〜１２ＭＰａ、成形時間を４０〜６０ｓ、真空吸引の圧力を０．０１５〜０．０３ＭＰａ、真空吸引時間を５０〜７０ｓ、上下型温度を１７０〜２００℃に設定する。
【０００９】
また、前記工程（３）において、冷却時間を４５〜６０ｓに設定する。
【００１０】
また、前記工程（４）において、ダイシング装置のダイシング圧力を５〜１０ＭＰａ、ダイシング時間を３〜１０ｓ、ウォータジェットのダイシング圧力を４００００〜５００００ｐｓｉ、ダイシング雰囲気圧を０．６〜０．８ＭＰａに設定する。
前記通気遮断性を有する熱可塑性フィルムは、通気遮断性を有するＥＡＡフィルムであり、密度は２５〜７０ｇ／ｍ２である。
【００１１】
前記軽量化された空気流動抵抗調節可能な多層構造の音響部材製品の空気流動抵抗は２０００〜９０００ｒａｙｌｓ（Ｎ・ｓ／ｍ３）である。また、該軽量化された空気流動抵抗調節可能な多層構造の音響部材製品は５０００〜９０００ｒａｙｌｓ（Ｎ・ｓ／ｍ３）である。
【００１２】
前記熱可塑性フィルムは、通気遮断性を有するＥＡＡフィルムであり、メートル坪量は２５〜７０ｇ／ｍ２である。
【００１３】
前記繊維フェルトの成分として、１５重量〜２０重量％のエステル繊維と、１５重量〜２５重量％の低融点ポリエステル繊維と、５０重量〜６５重量％の綿繊維及び化学合成繊維である再生繊維とを含み、面密度は５００〜２０００ｇ／ｍ２である。
【００１４】
具体的な製造過程として、次のステップがある。ａ）原料単独開繊処理。即ち、１〜２質量部のポリエステル繊維と、５〜７質量部の再生綿繊維と、２〜３質量部の低融点熱可塑性繊維とを量り取り、まず、各原材料に対し単独に開繊処理を行い、クラスタ状の繊維材料を、密度が５０〜８０ｋｇ／ｍ３になるまで、ふわふわ状にほぐす。その後、ほぐした原料を混合室に送り込み、混合させる。ｂ）開繊混合及び不純物除去処理。即ち、混合の原料を、再度混合し、開繊処理と不純物除去を行って、均一に開繊された混合料を得た。ｃ）風成処理（ａｉｒ ｌａｉｄ）。即ち、原料配置装置によって、ｂ）で得られた混合料を、綿箱に所定の厚さの繊維層を配置し、風成処理装置（ａｉｒ ｌａｉｄ ｍａｃｈｉｎｅ）に導入して、必要な繊維層を形成させる。
ｄ）高温成形処理。即ち、繊維層を、オープンに入れ、高温処理を経て成形させる。
ｅ）フェルト切断処理。即ち、繊維層高温成形後に、再冷却し、切断処理して所定の寸法及び厚さを有する繊維フェルトを得た。
【００１５】
本発明は次の有益な効果がある。高温蒸気の熱伝導方式を利用することによって、現場で人工により粘着剤を塗布することでなく、プレス成形時に熱可塑性フィルムを直接に利用して粘着するため、工数を削減するとともに生産能力を向上させ、生産効率を大幅に上げて、現場環境の安全性と作業者の健康を確保することができる。
【００１６】
本発明において、通気遮断性を有する熱可塑性フィルムＥＡＡを繊維層間の粘着フィルムとして採用し、融点及びメートル坪量の異なるフィルムを選択し、蒸気加熱時間及び上下型温度を調整することによって、音響部材の空気流動抵抗を調節するようにしている。そこで、製品重量及び製造コストを増加させずに、音響性能の最適化について新たな研究方向を提供した。
【００１７】
本発明に関する多層構造の音響部材は、前席のドライブキャビンの遮音マット又は自動車メインカーペット下の遮音マットとして用いられることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の工程フローチャート図である。
【図２】本発明の穿孔フィルムを示す図である。
【図３】本発明の材料配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施例の工程フローチャート図を、図１に示す。
【００２０】
［実施例１］
（１）材料配置工程。即ち、下から順に、繊維フェルト、熱可塑性フィルム、繊維フェルトを配置した。上の層の繊維フェルトのメートル坪量が１０００ｇ／ｍ２であり、下の層の繊維フェルトのメートル坪量が１２００ｇ／ｍ２であり、採用されたフィルムのメートル坪量が２５ｇ／ｍ２であった。材料配置の順番は図３に示されている通りである。
【００２１】
（２）プレス成形工程。即ち、配置された材料を成形金型内に設置して、プレス成形を行うと同時に、下型を介して高温蒸気を供給させ、上型を介して真空吸引を行い、高温蒸気によって材料を加熱し、上下の２層の繊維に含有する低融点繊維を溶融させ、加圧下で、外周縁の繊維糸を貼り合わせるとともに、熱可塑性フィルムを溶融させ、上下の２層の繊維フェルトを貼り合わせ、プレス半製品を得た。
【００２２】
成形条件として、蒸気圧力を０．６ＭＰａ、蒸気温度を２２０℃、蒸気通過時間を２５ｓ、成形圧力を１０ＭＰａ、成形時間を４５ｓ、真空吸引の圧力を０．０１５ＭＰａ、真空吸引時間を５０ｓ、上下型温度を１７０に設定した。
【００２３】
（３）冷却成形工程。即ち、プレス成形された半製品を冷却治具に設置し、冷却成形させて、成形半製品を得た。冷却時間を４５ｓに設定した。
【００２４】
（４）ダイシング工程。即ち、ダイシング装置又はウォータジェットを用いて前記成形半製品を、外形寸法にダイシングし、所定位置に穿孔を形成し、音響部材完成品を得た。ダイシング装置のダイシング圧力を８ＭＰａ、ダイシング時間を１０ｓに設定した。又は、ウォータジェットのダイシング圧力を４００００ｐｓｉ、ダイシング雰囲気圧を０．８ＭＰａに設定した。
【００２５】
（５）検査工程。即ち、前記音響部材完成品を検査し、合格したものを荷造りし、入庫した。音響部材完成品の総流動抵抗は、最終的に２０００〜３０００ｒａｙｌｓとなり、該音響部材完成品の吸音性能は比較的に良好なものであった。
【００２６】
［実施例２］
（１）材料配置工程。即ち、下から順に、繊維フェルト、熱可塑性フィルム、繊維フェルトを配置した。上の層の繊維フェルトのメートル坪量が１２００ｇ／ｍ２であり、下の層の繊維フェルトのメートル坪量が１５００ｇ／ｍ２であり、採用された熱可塑性フィルムのメートル坪量が７０ｇ／ｍ２であった。材料配置の順番は図３に示されている通りである。
【００２７】
（２）プレス成形工程。即ち、配置された材料を成形金型内に設置して、プレス成形を行うと同時に、下型を介して高温蒸気を通過させ、上型を介して真空吸引を行い、高温蒸気によって材料を加熱し、上下の２層の繊維に含有する低融点繊維を溶融させ、加圧下で、外周縁の繊維糸を貼り合わせるとともに、熱可塑性フィルムを溶融させ、上下の２層の繊維フェルトを貼り合わせ、プレス半製品を得た。
【００２８】
成形条件として、蒸気圧力を３ＭＰａ、蒸気温度を１７０℃、蒸気通過時間を３５ｓ、成形圧力を１２ＭＰａ、成形時間を６０ｓ、真空吸引の圧力を０．０１５ＭＰａ、真空吸引時間を７０ｓ、上下型温度を２００に設定した。
【００２９】
（３）冷却成形工程。即ち、プレス成形された半製品を冷却治具に設置し、冷却成形させて、成形半製品を得た。冷却時間を６０ｓに設定した。
【００３０】
（４）ダイシング工程。即ち、ダイシング装置又はウォータジェットを用いて前記成形半製品を、外形寸法にダイシングし、所定位置に穿孔を形成し、音響部材完成品を得た。ダイシング装置のダイシング圧力を８ＭＰａ、ダイシング時間を１０ｓに設定した。または、ウォータジェットのダイシング圧力を４５０００ｐｓｉ、ダイシング雰囲気圧を０．７ＭＰａに設定した。
【００３１】
（５）検査工程。即ち、音響部材完成品を検査し、合格したものを荷造りし、入庫した。音響部材完成品の総流動抵抗は、最終的に７０００〜９０００ｒａｙｌｓとなり、該音響部材完成品の遮音性能は比較的に良好なものであった。
【００３２】
［実施例３］
（１）材料配置工程。即ち、下から順に、繊維フェルト、熱可塑性フィルム、繊維フェルトを配置した。上の層の繊維フェルトのメートル坪量が１２００ｇ／ｍ２であり、下の層の繊維フェルトのメートル坪量が１２００ｇ／ｍ２であり、採用されたフィルムのメートル坪量が３５ｇ／ｍ２であった。材料配置の順番は図３に示されている通りである。
【００３３】
（２）プレス成形工程。即ち、配置された材料を成形金型内に設置し、プレス成形を行うと同時に、下型を介して蒸気を通過させ、上型を介して真空吸引を行い、高温蒸気によって材料を加熱し、上下の２層の繊維に含有する低融点繊維を溶融させ、加圧下で、外周縁の繊維糸を貼り合わせるとともに、熱可塑性フィルムを溶融させ、上下の２層の繊維層を貼り合わせ、プレス半製品を得た。
【００３４】
成形条件として、蒸気圧力を２ＭＰａ、蒸気温度を２００℃、蒸気通過時間を３０ｓ、成形圧力を１１ＭＰａ、成形時間を５５ｓ、真空吸引の圧力を０．０２ＭＰａ、真空吸引時間を６０ｓ、上下型温度を１９０に設定した。
【００３５】
（３）冷却成形工程。即ち、プレス成形された半製品を冷却治具に設置し、冷却成形させて、成形半製品を得た。冷却時間を６０ｓに設定した。
【００３６】
（４）ダイシング工程。即ち、ダイシング装置又はウォータジェットを用いて前記成形半製品を、外形寸法にダイシングし、所定位置に穿孔を形成し、音響部材完成品を得た。ダイシング装置のダイシング圧力を８ＭＰａ、ダイシング時間を５ｓに設定した。または、ウォータジェットのダイシング圧力を５００００ｐｓｉ、ダイシング雰囲気圧を０．６ＭＰａに設定した。
【００３７】
（５）検査工程。即ち、音響部材完成品を検査し、合格したものを荷造りし、入庫した。音響部材完成品の総流動抵抗は最終的に３０００〜５０００ｒａｙｌｓとなり、この種の音響部材完成品の吸音／遮音性能は総合的に良好なものであった。
【符号の説明】
【００３８】
１、繊維層；２、ＥＡＡフィルム；３、繊維層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
2016508901.tif 000006
2016508901.tif 000007
2016508901.tif 000008
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