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防音緩衝材
説明

防音緩衝材

【課題】耐衝撃性及び防音性に優れ、さらに耐着氷性に優れた防音緩衝材を提供する
【解決手段】本発明の防音緩衝材は、不織布からなる基層を有するため、優れた防音性及び耐衝撃性を有する。また、基層の表面を覆い、樹脂を含む材料で形成された樹脂表層を有するため、吸水性が抑えられて耐着氷性の向上が図られる。この樹脂表層の目付け量を50〜400g/m2の範囲内とし、且つ樹脂表層に含まれる溶融樹脂成分を60%以上とすることにより、耐衝撃性及び防音性に優れ、さらに耐着氷性に優れた防音緩衝材を得ることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車体のタイヤハウス内面に装着され、車両の走行時に跳ね上げられた小石等の異物が車体に衝突することによる衝撃を吸収し、衝撃音を抑えると共にタイヤ近傍の車体の破損を抑制する防音緩衝材に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特許文献1には、多数の短繊維を互いに絡合させた不織布を備えた防音緩衝材(フェンダーライナー)が示されている。このように、不織布で形成された防音緩衝材は、互いに絡合した繊維間に形成された無数の空隙が異物の衝突による衝撃を吸収するため、耐衝撃性や防音性(特に吸音性)に優れている。
【0003】
【特許文献1】特開2000−264255号公報
【特許文献2】特開2002−348767号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、上記のように短繊維からなる不織布のみで形成された防音緩衝材は、短繊維間に形成された空隙が表面に露出することにより表面積が非常に大きくなるため、水分を吸収しやすい。このため冬期には、不織布内に吸収された水分が凍結し、この不織布表面に着氷した氷がタイヤと接近する方向に成長すると、氷がタイヤと干渉して車両の操舵性に悪影響を及ぼす恐れがある。
【0005】
例えば特許文献2に示されている防音緩衝材は、不織布で形成された防音緩衝材表面を耐水性フィルムで被覆することにより、耐水性及び耐異物付着性の向上を図っている。しかし、このように不織布の表面を耐水性フィルムで完全に被覆してしまうと、耐水性フィルムにより空気が遮断されるため、不織布による吸音効果を十分に発揮することができない。
【0006】
本発明の課題は、耐衝撃性及び防音性に優れ、さらに耐着氷性に優れた防音緩衝材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するために、本発明は、車体のタイヤハウス内面に装着される防音緩衝材であって、多数の短繊維を互いに絡合させた不織布からなる基層と、基層の表面を覆う樹脂表層とを備え、樹脂表層が、基層と外気とを連通する無数の空孔を有し、且つ、目付け量が50〜400g/m2であり、さらに、溶融樹脂成分を60%以上含むことを特徴とする。
【0008】
このように、本発明の防音緩衝材は、互いに絡合した多数の繊維を有する不織布からなる基層を有するため、優れた吸音性及び耐衝撃性が得られる。また、この防音緩衝材では、基層の表面を樹脂表層で覆うことにより、耐水性を高め、耐着氷性の向上を図っている。さらに、この樹脂表層に無数の微細な空孔(ポーラス)を形成することにより、不織布で形成された基層を外気と連通し、不織布からなる基層による吸音性を維持している。
【0009】
このとき、樹脂表層の目付量が少なすぎると基層の表面を被覆しきれず、耐衝撃性及び吸音性が著しく低下し、樹脂表層の目付け量が多すぎると樹脂表層に適度なポーラスが形成されず、樹脂表層で空気が実質的に遮断され、基層による吸音効果を発揮させることができない。従って、樹脂表層の目付け量は例えば50〜400g/m2の範囲内とすることが好ましい。
【0010】
また、樹脂表層の目付け量が上記の範囲内であったとしても、樹脂表層の溶融樹脂成分が少なすぎると基層の表面を被覆しきれない恐れがあるため、樹脂表層は溶融樹脂成分を60%以上含むことが望ましい。尚、溶融樹脂成分とは、樹脂表層の成形時に溶融し、その後固化した樹脂成分のことを言う。
【0011】
本発明の防音緩衝材によれば、樹脂表層側の表面の吸水率を1.8%以下といった低レベルに設定とすることが可能となり、これにより着氷の進行を防止することができる。尚、ここで言う吸水率とは、以下の方法(図5参照)により測定するものとする。まず、200mm×200mmの試料(防音緩衝材1)を水平方向に対して60°の傾斜面の上に固定し、この試料の中央位置から高さ300mmの位置にフロート40(口径:φ6.0mm)を配置する。この状態で、フロート40から試料の中央位置に水を100cm3滴下し、1分後にこの試料の重量Wを測定する。この滴下後の試料の重量Wと滴下前の資料の重量W0との差を、滴下した水量で割った値として吸水率A(%)=(W−W0/100)×100が得られる。
【0012】
以上のような防音緩衝材であれば、樹脂表層側の表面における着氷せん断力が380N以下といった優れた耐着氷性を得ることができる。
【0013】
また、防音緩衝材の通気性が1cm3/cm2・s以下であると、基層による吸音効果を発揮させることができず、通気性が50cm3/cm2・s以上であると、耐衝撃性及び吸音性が著しく低下する。従って、防音緩衝材の通気性は1〜50cm3/cm2・sの範囲内であることが好ましい。尚、ここでいう通気性は、JIS L 1096で規定されるフラジール計法により計測するものとする。
【0014】
このような樹脂表層は、例えば互いに絡合させた多数の樹脂繊維をプレス成形することにより形成することができる。
【発明の効果】
【0015】
このように、本発明によると、耐衝撃性及び吸音性に優れ、さらに耐着氷性にも優れた防音緩衝材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0017】
図1は、本発明の実施形態に係る防音緩衝材1を装着した自動車のタイヤ102周辺における部分側面図を示す。防音緩衝材1は、車体100のタイヤハウス101の内面101aに沿った形状を成し、その内面101aに装着される。
【0018】
図2に、防音緩衝材1の断面図を模式的に示す。この防音緩衝材1は、上面を車体に取り付けられた基層10と、基層10のタイヤ側に設けられた樹脂表層20とで構成される。尚、図2において、上方を車体側、下方をタイヤ側として以下の説明を進める。
【0019】
基層10は、互いに絡合した多数の短繊維11を有する不織布からなる。本実施形態の基層10は、短繊維11と、短繊維11より融点の低いバインダー樹脂12とを備え、互いに絡合した多数の短繊維11間でバインダー樹脂12を溶融させることにより、成形可能に構成される。不織布からなる基層10の内部には、無数の微小な空隙13が形成される。短繊維11として、例えばポリエステル繊維が使用された場合、バインダー樹脂12として、例えば通常より低融点となるように変性されたポリエステル繊維や、ポリエチレン(PE)、あるいはポリプロピレン(PP)等が使用される。また、バインダー樹脂12は、図3(a)に示すような低融点樹脂のみからなるものの他、図3(b)に示すように短繊維12aの表面に低融点樹脂12bを付着させたもの(2成分繊維)を使用することができる。尚、基層10の成形方法はこれに限らず、例えば、互いに絡合させた短繊維に、微小な樹脂粒体のコロイド状水性分散液(ラテックス)を塗工し、加熱することにより、基層10を成形することもできる。
【0020】
樹脂表層20は、基層10のタイヤ側表面14を被覆し、防音緩衝材1のタイヤ側の表面に露出している。樹脂表層20は、その主要な部分を占め、溶融樹脂成分からなる樹脂部21と、樹脂部21に埋め込まれ、互いに絡合した多数の短繊維22とで構成される。この短繊維22により樹脂表層20の強度が高められている。樹脂部21は、その両面を連通する無数の微細な空孔(ポーラス)23を有する。樹脂部21の樹脂材料としては、疎水性を有するものであることが好ましく、例えばポリエチレンや、ポリプロピレンの繊維体や粒体、あるいは粉末が使用できる。また、繊維状の樹脂を使用する場合、上記のバインダー樹脂12と同様に、単成分繊維(図3(a)参照)あるいは2成分繊維(図3(b)参照)を使用できる。本実施形態の樹脂部21は、後述するように、互いに絡合させた多数の単成分樹脂繊維を加熱溶融することで形成されている。短繊維22に使用可能な材料は、上記の基層10における短繊維11やバインダー樹脂12に使用可能な材料として例示したものと同様であり、短繊維11やバインダー樹脂12と同種であっても異種であってもよい。
【0021】
防音緩衝材1は、上記のように、基層10を構成する不織布の内部に無数の微小な空隙13が形成されることにより、優れた吸音性及び耐衝撃性を有する。また、この防音緩衝材1は、基層10の表面を樹脂表層20で覆い、吸水率を低下させることにより、耐水性が高められ、耐着氷性の向上が図られる。特に、樹脂表層20の樹脂部21を疎水性の樹脂材料で形成すると、耐水性をさらに向上させることができる。具体的には、防音緩衝材1の樹脂表層20側の表面の吸水率を1.8%以下、好ましくは1.3%以下に設定することにより、上記の効果を得ることができる。さらに、この樹脂表層20に適当なポーラス23を形成し、所定の通気性を確保することにより、不織布で形成された基層10の吸音性を十分に発揮することができる。具体的には、通気性を1〜50cm3/cm2・s、好ましくは3〜30cm3/cm2・sの範囲内に設定することにより、上記の効果を得ることができる。以上のように、吸水率及び通気性を上記範囲内に設定することにより、吸音性、耐衝撃性、及び耐着氷性に優れた防音緩衝材1を得ることができる。
【0022】
次に、このような防音緩衝材1の製造方法の一例を示す。
【0023】
まず、短繊維11にバインダー樹脂12を混ぜ込み、ニードルパンチによりこれらを互いに絡合させることにより、基層10を形成する材料となる基層繊維体31を形成する。また、短繊維22と、樹脂部21を形成する樹脂繊維24とを混合することにより、樹脂表層20を形成する材料となる樹脂表層繊維体32を形成し、この樹脂表層繊維体32により基層繊維体31のタイヤ側表面31aを被覆する(図4参照)。このとき、樹脂表層繊維体32の目付け量は、50〜400g/m2の範囲内で調整される。目付け量が50g/m2以下であると、基層10の表面を被覆しきれず、防音緩衝材1が過度の通気性及び吸水率を有するからであり、目付け量が400g/m2以上であると、樹脂表層20に適度なポーラス23が形成されず、防音緩衝材1の通気性が不足するからである。この場合、例えば樹脂表層繊維体32の目付け量を比較的小さい値である50〜250g/m2、好ましくは100〜200g/m2の範囲内とすると樹脂表層20にポーラス23が形成されやすくなり、通気性の高い、すなわち吸音性に富んだ防音緩衝材を得ることができる。一方、樹脂表層繊維体32の目付け量を比較的大きい値である250〜400g/m2、好ましくは300〜400g/m2の範囲内とすると樹脂表層20の厚みを増すことができ、樹脂表層20を形成した後の防音緩衝材を大きく引き伸ばして成形した場合でも、適度なポーラスを有する樹脂表層20を維持することができる。
【0024】
また、溶融樹脂成分となる樹脂繊維24は、後述する成形時の加熱温度よりも低い融点を有し、基層10の表面を十分に被覆するために、樹脂表層繊維体32を構成する材料の50%以上、好ましくは60%以上、より好ましくは80%以上を占めるように調整される。以上のように、樹脂表層20を形成する樹脂表層繊維体32の目付け量及び樹脂繊維24の配合割合を調整することにより、防音緩衝材1の通気性、及び吸水率を上記範囲内に設定することが可能となる。尚、樹脂繊維24として、図3(b)に示すような2成分繊維を使用する場合は、芯材となる短繊維を除いた部分、すなわち溶融する樹脂成分の目付量及び配合割合が上記の条件を満たすように、樹脂繊維の配合量を決定すればよい。
【0025】
この基層繊維体31と樹脂表層繊維体32とで構成される多層体(以下、繊維多層体33と称す)にさらにニードルパンチを施すことにより、樹脂表層繊維体32の樹脂繊維24及び短繊維22を絡合させると共に、基層繊維体31と樹脂表層繊維体32の界面において短繊維11、バインダー樹脂12、樹脂繊維24、及び短繊維22を絡合させる。
【0026】
続いて、繊維多層体33に熱処理を施す(予備加熱工程)。具体的には、繊維多層体33を加熱し、基層繊維体31のバインダー樹脂12、及び樹脂表層繊維体32の樹脂繊維24を溶融させる。その後、繊維多層体33を冷却しながら加圧し、シート状に成形する(冷却加圧工程)。これにより、溶融したバインダー樹脂12を介して短繊維11同士が結合し、基層10が構成されると共に、溶融した樹脂繊維24が固化して樹脂部21が形成され、樹脂表層20が構成される。さらに、溶融したバインダー樹脂12及び樹脂繊維24が、基層繊維体31と樹脂表層繊維体32の界面において互いに絡合した短繊維11及び短繊維22を結合することで、基層10と樹脂表層20とが結合する。以上のようにして防音緩衝材1を成形することにより、樹脂部21の表面、すなわち樹脂表層20の表面を平滑化し、防音緩衝材1の表面積を低減することができる。
【0027】
防音緩衝材1を、シート状以外の形状で使用する場合は、シート状の防音緩衝材1を再び加熱し、プレス加工により所定形状に成形する(プレス工程)。本実施形態では、このプレス工程により、シート状の防音緩衝材1がタイヤハウス101の内面101aに沿った形状に成形される。通常、このプレス工程では、防音緩衝材1の基層10側から加熱して基層10をある程度溶融させ、再成形可能な状態とすることにより行われる。上記の予備加熱工程、及び冷却加圧工程を経ることにより、表層20の表面が十分に平滑化されている場合は、かかる片面のみの過熱によるプレス加工でよいが、例えば上記工程により表層20の表面が十分に平滑化されない場合、このプレス工程で、防音緩衝材1の両側から過熱し、再度冷却しながらプレス加工を行うことにより、樹脂表層20の表面を十分に平滑化することができる。
【0028】
尚、以上の実施形態では樹脂表層20の表面を平滑化しているが、目付け量や溶融樹脂成分の配合量が上記の範囲内であり、樹脂表層が適度な空孔を有し、且つ十分な耐水性が得られれば、必ずしも平滑化する必要はない。
【実施例1】
【0029】
本発明の有用性を確認するため、本発明に係る防音緩衝材、すなわち不織布からなる基層とその表面を覆う樹脂表層とで構成される防音緩衝材(実施例)と、不織布のみからなる防音緩衝材(比較例)とを用意し、これらの通気性及び吸水率を調べた。尚、通気性はフラジール試験法により測定し、吸水率は上記の吸水率測定法により表層側の面の吸水率を測定した。
【0030】
図6に、各試料の組成等、及び測定結果を示す。実施例1及び2のように、表層の目付量及び樹脂配合割合を本発明で規定した範囲内(目付量:50〜400g/m2、樹脂配合割合:60%以上)とすることにより、通気性及び吸水率を上記で示した範囲内(通気性:1〜50cm3/cm2・s、吸水率:1.8%以下)とすることができる。一方、比較例1のように、表層の目付量は本発明規定の範囲内であるが、樹脂の配合割合が本発明規定の範囲外であるものは、通気性は上記範囲内の値(12.8cm3/cm2・s)を示したが、吸水率は上記範囲を大きく超えた値(38.2%)を示した。また、比較例2のように撥水剤を配合したものも、吸水率は上記範囲を超えた値(2.0%)となった。以上より、本発明の実施例は比較例と比べて耐水性に優れており、ひいては耐着氷性に優れていると言える。
【実施例2】
【0031】
次に、図6の実施例2及び比較例2に示す防音緩衝材を用いて、着氷せん断力測定試験を行った。この試験は、防音緩衝材1とこれに付着した氷との間にせん断荷重を徐々に加え、このせん断荷重の最大値(この値を着氷せん断力という。)により着氷性を評価するものである。具体的には、まず図7に示すように水平に置いた防音緩衝材1の表面(表層側の表面)に円筒リング60載置し、この円筒リング60の中に水を張って低温状態で凍結させ、これにより防音緩衝材1に氷70を付着させる。こうして氷70を付着させた防音緩衝材1を図8に示す装置に配置する。この装置は、垂直に配された試料固定板61と、上方に開いたコの字形を成し、試料固定版61にボルト固定され、試料を下方及び左右から位置決めする位置決め部62と、氷70に上方から荷重を加える押し治具63とを備える。この装置に氷70及び円筒リング60を一体に備えた防音緩衝材1を、その裏面(基層側の表面)を試料固定版61と接触させて配置する。この状態で押し治具63を降下させ、円筒リング60の防音緩衝材1側端部付近を下向きに圧迫することにより、氷70と防音緩衝材1との間にせん断荷重を加える。
【0032】
このときの押し治具による加重(N)とストローク量(mm)を記録し、その結果を図9に示す。具体的には、比較例2の場合の最大荷重、すなわち着氷せん断力は768Nであったのに対し、実施例2の着氷せん断力は362Nであった(図6参照)。従って、本発明の実施例2は比較例2と比べて着氷せん断力が1/2以下となり、耐着氷性に優れていることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】車体のタイヤハウス周辺を示す部分側面図である。
【図2】本発明の防音緩衝材を模式的に示す拡大断面図である。
【図3】(a)単成分繊維からなるバインダー樹脂を示す部分斜視図である。(b)2成分繊維からなるバインダー樹脂を示す部分斜視図である。
【図4】プレス前の防音緩衝材(繊維多層体)を模式的に示す拡大断面図である。
【図5】吸水率の測定方法を示す正面図である。
【図6】実施例及び比較例の組成を示す表である。
【図7】実施例2の試験片に着氷させている様子を示す斜視図である。
【図8】実施例2の装置を示す斜視図である。
【図9】実施例2の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【0034】
1 防音緩衝材
10 基層
11 短繊維
12 バインダー樹脂
13 空隙
20 樹脂表層
21 樹脂部
22 短繊維
23 ポーラス
24 樹脂繊維
31 基層繊維体
32 樹脂表層繊維体
33 繊維多層体
100 車体
101 タイヤハウス

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体のタイヤハウス内面に装着される防音緩衝材であって、多数の短繊維を互いに絡合させた不織布からなる基層と、基層の表面を覆う樹脂表層とを備え、
樹脂表層が、基層と外気とを連通する無数の空孔を有し、且つ、目付け量が50〜400g/m2の範囲内であり、さらに、溶融樹脂成分を60%以上含むことを特徴とする防音緩衝材。
【請求項2】
樹脂表層側の表面の吸水率が1.8%以下である請求項1記載の防音緩衝材。
【請求項3】
樹脂表層側の表面における着氷せん断力が380N以下である請求項1記載の防音緩衝材。
【請求項4】
通気性が1〜50cm3/cm2・sの範囲内である請求項1記載の防音緩衝材。
【請求項5】
前記樹脂表層が、互いに絡合させた多数の樹脂繊維をプレス成型することにより形成された請求項1記載の防音緩衝材。

【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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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2008−132972(P2008−132972A)
【公開日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−277625(P2007−277625)
【出願日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【出願人】(504240326)トーア紡マテリアル株式会社 (9)
【出願人】(000251060)林テレンプ株式会社 (134)
【Fターム(参考)】