JP2011031649A - 車両用フロアカーペット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の床の下側から入る騒音や振動を遮断し、車内の静粛性を確保することのできる、また軽量化を図り、燃費の向上、環境保護へ貢献できる車両用フロアカーペットを提供する。
【解決手段】車両用フロアカーペットを構成するバッキング層３が、比較的軽量な熱可塑性樹脂からなる第一遮音層４と、不織布からなる緩衝材層５と、比較的軽量な熱可塑性樹脂からなる第二遮音層６とを積層することにより、遮音性に効果があって、従来のカーペットよりも軽量化を実現した車両用フロアカーペット１が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両外部から侵入する騒音や振動を遮断し、車両内部に十分な静粛性を確保し、且つ軽量で地球環境保護に貢献できる車両用フロアカーペットに関するものである。

車両用フロアカーペットには室内の装飾だけでなく、フロアパネルから入力する音や振動を遮断する効果が求められている。一般に、車両用フロアカーペットは、カーペット表皮、バッキング材、緩衝材層の順に積層された構造を有する。そして、車両用フロアカーペットの遮音特性は質量則により左右されるため、バッキング材の目付量を増大させることにより、フロアカーペットの遮音特性を向上させていた。例えば、特許文献１及び特許文献２では、バッキング材の目付量を増大する方法として、バッキング剤に多量の充填剤を入れたエチレン−酢酸ビニル共重合体等を用いて目付量を増大させていた。

一方、燃費向上、さらには環境保護の観点から、車両の軽量化が強く望まれており、例えば、特許文献３では、表皮層と緩衝材層との間に超極細繊維層を介挿一体化することで、従来の重量の嵩むバッキング層を廃止して軽量化を図るとともに、吸音特性を高める発明が開示されている。また、特許文献４では、従来の重量の嵩むバッキング層を廃止して、軽量化のために、ポリオレフィン系樹脂発泡体をフロア材に適用する発明が開示されている。さらに、特許文献５では、マスバッキング層（目付量を増大させたバッキング材層）に混合する無機フィラーとして中空のものを使用し、軽量化を図る発明が開示されている。
特公昭６２−９０１０号公報 特開平１１−２０５７０号公報 特開２００７−２７６７８１号公報 特開２００７−１１８７４７号公報 特開平９−２５４６９３号公報

しかし、特許文献１及び特許文献２に見られる、目付量を増したカーペットは、遮音効果は有るものの、その重量及び厚さの増加のために取扱いが困難で、また製造工程においては成形に長時間を要し、原反端部のオーバロック作業がやりにくい等の問題があった。さらに、カーペット原反の目付量を増大させると、遮音性能は向上するが、車体の重量増加により燃費の悪化につながり、環境保護の観点からも、望ましい物ではなかった。

また、特許文献３〜５に見られる、軽量化を図ったカーペットは、遮音効果に劣り、快適な車内環境を演出する内装材ではなかった。この様に遮音性能と軽量化の両性能の得られる車両用フロアカーペットの開発は相反するテーマとして難しいものとされてきた。

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたもので、車両の床の下側から入る騒音や振動を遮断し、車内の静粛性を確保することのできる、また軽量化を図り、燃費の向上、環境保護へ貢献できる車両用フロアカーペットを提供するものである。

本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、バッキング層が、比較的軽量な熱可塑性樹脂からなる第一遮音層と、不織布からなる緩衝材層と、比較的軽量な熱可塑性樹脂からなる第二遮音層とを積層することにより、遮音性に効果があって、従来のカーペットよりも軽量化を実現した車両用フロアカーペットが得られることを見出し本発明に到達した。本発明は、以下の手段を提供する。

［１］表皮材層と、バッキング層からなる車両用フロアカーペットにおいて、前記バッキング層が、熱可塑性樹脂からなる第一遮音層と、不織布からなる緩衝材層と、熱可塑性樹脂からなる第二遮音層とを積層したことを特徴とする車両用フロアカーペット。

［２］前記熱可塑性樹脂からなる第一遮音層及び第二遮音層がポリオレフィン系樹脂である請求項１に記載の車両用フロアカーペット。

［３］前記熱可塑性樹脂からなる第一遮音層及び第二遮音層がメルトフローレートが１〜１００で、塗布量が１５０〜５００ｇ／ｍ２であるポリエチレン樹脂である請求項１又は２に記載の車両用フロアカーペット。

［４］前記不織布からなる緩衝材層の厚さが１〜１５ｍｍ、見掛け密度が０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ^３であり、前記緩衝材層は合成繊維で構成され、該合成繊維の繊度が０．１〜３０ｄｔｅｘの範囲である前項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用フロアカーペット。

［５］表皮材層と、熱可塑性樹脂からなる第一遮音層と、不織布からなる緩衝材層と、熱可塑性樹脂からなる第二遮音層とを上からこの順で、Ｔダイ型押出し機を用いて積層したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用フロアカーペットの製造方法。

［１］の発明では、車両用フロアカーペットを構成するバッキング層が、熱可塑性樹脂からなる比較的軽量な第一遮音層と、不織布からなる緩衝材層と、熱可塑性樹脂からなる比較的軽量な第二遮音層とを積層したので、軽量且つ好適な厚みを有するバッキング層となり、遮音性能と好適に軽量化された車両用フロアカーペットとすることができる。さらに前記不織布からなる緩衝材を前記第一遮音層と、前記第二遮音層とで挟持することにより、外部からの振動の入射を防ぐ制振効果も有する車両用フロアカーペットとなる。

［２］の発明では、前記熱可塑性樹脂からなる第一遮音層及び第二遮音層がポリオレフィン系樹脂であるので、不織布からなる緩衝材層と強固に接着し、通気性のない遮音層となってカーペットの下側から車室内に入ろうとする音を反射し遮音することができ、リサイクル性と安全性に優れた車両用フロアカーペットとすることができる。

［３］の発明では、前記熱可塑性樹脂からなる第一遮音層及び第二遮音層のメルトフローレートが１〜１００で、塗布量が１５０〜５００ｇ／ｍ^２であるポリエチレン樹脂であるので、Ｔダイ押出し機により不織布からなる緩衝材層の上面側、及び下面側にフィルム状に溶融押出しすることができ、該ポリエチレン樹脂が不織布からなる緩衝材層表面にとどまって通気性のない遮音層となり、カーペットの下側から車室内に入ろうとする音を反射する遮音性能が付与され、軽量化とリサイクル性に優れた車両用フロアカーペットとすることができる。

［４］の発明では、前記不織布からなる緩衝材層の厚さが１〜１５ｍｍであるので、遮音性能に好適な厚みとなる。また、見掛け密度が０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ^３、であるので、車両用フロアカーペットのクッション性に付与し、外部からの振動の入射を防ぐ制振効果を有する車両用フロアカーペットとすることができる。さらに、前記緩衝材層は合成繊維で構成されるので、車両用フロアカーペットの車型への一体成型を可能とし、その結果、成型作業工程を簡略化することができる。また該合成繊維の繊度が０．１〜３０ｄｔｅｘの範囲であるので、合成繊維の持つヤング率及び曲げ弾性率により、緩衝材の厚みを維持することができる。

［５］の発明では、表皮材層と、熱可塑性樹脂からなる第一遮音層と、不織布からなる緩衝材層と、熱可塑性樹脂からなる第二遮音層とを上からこの順で、Ｔダイ型押出し機を用いて積層することにより簡素化された作業効率の良い製造方法となる。

本発明による車両用フロアカーペット（１）は、図１に示すように表皮材層（２）と、バッキング層（３）からなる車両用カーペットにおいて、前記バッキング層（３）が、熱可塑性樹脂からなる第一遮音層（４）と、不織布からなる緩衝材層（５）と、熱可塑性樹脂からなる第二遮音層（６）が積層された構成を有する。

本発明における前記表皮材層（２）は、その表面にパイルを有していても良いし、パイルを有していなくともいずれであっても良く、特に限定されるものではない。前者の例としてはタフテッドカーペット、織カーペット、編カーペット、電着カーペット等を例示でき、後者の例としてはニードルパンチ不織布等を例示できる。また、前記表皮材層（２）の素材は、特に限定されるものではなく、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維等の合成繊維、あるいは、麻、綿、羊毛等の天然繊維等の繊維から構成されるが、リサイクル性と安全性の観点からは、オレフィン系の繊維からなるのが好ましい。

本発明におけるバッキング層（３）は、本発明の最大の特徴として、第一遮音層（４）と、緩衝材層（５）と、第二遮音層（６）が積層されたサンドイッチ構造を有することである。質量のある第一遮音層（４）及び第二遮音層（６）で軽量の緩衝材層（５）を挟持してサンドイッチ構造を形成しているので、騒音の伝搬が効果的に阻止されることになり、即ちサンドイッチ構造とすることにより、質量則以上の遮音性能及び制振性能を発揮させることができる。その結果、軽量で遮音効果の優れた車両用フロアカーペット（１）となる。また、サンドイッチ構造の効果として、サンドイッチ構造の持つ単位重量あたりの高い曲げ剛性によって車両用フロアカーペット（１）の踏み心地が改善される。

本発明における前記緩衝材層（５）は、特に限定されることなくどのような不織布も使用でき、例えばニードルパンチ不織布、ウォーターニードル不織布、スパンボンド不織布、羊毛フェルトなどが用いられる。また、緩衝材層（５）は合成繊維で構成する必要があり、合成繊維で構成することにより、前記表皮材層（２）と積層後、車両用フロアカーペットとして、特別な熱可塑性フィルム等を貼り付ける事無く、車型への一体成型を可能とし、その結果、成型作業工程を簡略化することができる。

前記緩衝材層（５）を構成する前記合成繊維としては特に限定されず、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル繊維等から構成されるが、リサイクル性と安全性の観点からは、オレフィン系の繊維からなる
のが好ましい。さらに、耐久性、クッション性の観点からヤング率２００〜４５０ｃＮ／ｄｔeｘ、曲げ弾性率が１０〜１５００ｋｇ／ｃｍ^２であるポリエステル繊維が好ましい。

前記緩衝材層（５）の厚さは、１〜１５ｍｍであるのが好ましい。１ｍｍ未満では、十分な遮音効果が得られなくなるし、１５ｍｍを超えると車室内のスペース占有率が大きくなり、また重量増加を来すので好ましくない。

前記緩衝材層（５）の見掛け密度が０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ^３とするのが好ましい。この範囲であれば、前記熱可塑性樹脂からなる第一遮音層と、前記熱可塑性樹脂からなる第二遮音層とで、該不織布からなる緩衝材層（５）を挟み込んだサンドイッチ構造により、好適な厚みを有し優れた遮音性能と制振性能を発揮することができる。また車両用フロアカーペット（１）として、足で踏み込んだ際に、反発する事無く、沈み込む事の無い、適度なクッション性を発揮することができる。０．０１ｇ／ｃｍ^３未満では、十分な遮音性能及び制振性能が得られなくなるし、柔らかすぎてへたり易く（永久的圧潰変形をし易く）十分な反発性が得られず緩衝材としての機能が十分に発揮され難い。また、０．５ｇ／ｃｍ^３を超えると硬くなり過ぎて、緩衝材として十分な防振性能が得られ難く、車両用カーペットとしての軽量化が確保できなくなるため好ましくない。

前記緩衝材層（５）を構成する繊維の繊度が０．１〜３０ｄｔｅｘの範囲であるものを用いるのが好ましく、この範囲であればヤング率、曲げ弾性率が高く、緩衝材の厚みを長期使用においても、しっかりと維持することができる。０．１ｄｔｅｘ未満では、クッション性も低下し、へたり易くなることからも好ましくない。３０ｄｔｅｘを超えると、実質的に繊維の本数が減るために接着点が少くなり、十分な反撥性が得られなくなるので好ましくない。中でも、前記緩衝材層（５）を構成する繊維の繊度は０．１〜１５ｄｔｅｘの範囲とするのがより好ましい。

バッキング層（３）を構成する前記第一遮音層（４）と、前記第二遮音層（６）としては、本来なら熱可塑性樹脂からなる重い気密性重量層を表皮材層（２）の下側に積層し、カーペットの下側から車室内に入ろうとする音を反射し遮音するほうが良いのであるが、軽量化の要求を満足することはできない。そこで本発明においては、熱可塑性樹脂からなる軽くて通気性のないポリオレフィン系樹脂を前記不織布からなる緩衝材層（５）の上面及び下面に適度な厚みのある状態で積層してカーペットの下側から車室内に入ろうとする音を反射させ、遮音効果を得、さらには制振効果をも得ている。

前記第一遮音層（４）及び前記第二遮音層（６）がメルトフローレートが１〜１００で、塗布量が１５０〜５００ｇ／ｍ^２であるポリエチレン樹脂であることが好適である。メルトフローレート及び塗布量がこの範囲であれば、Ｔダイ押出し機により前記緩衝材層（５）の上面及び下面側にフィルム状に容易に溶融押出しすることができ生産効率の高い製造方法となる。メルトフローレートが１を下回ると、均一に塗布することが困難で、１００を超えると、樹脂が緩衝材層（５）に、浸透し過ぎて十分な遮音層を形成することができないので好ましくない。また、塗布量が１５０ｇ／ｍ^２を下回る状況では、しっかりとした遮音層を形成するには至らない。また、５００ｇ／ｍ^２を超える塗布量では、車両用フロアカーペット全体の軽量化の目的を達成することはできない。

前記第一遮音層（４）及び前記第二遮音層（６）に用いるポリエチレン樹脂のメルトフローレート及び塗布量を同等のものを使用することも可能だが、車両用フロアカーペット（１）が使用される状況において、第一、第二に違ったメルトフローレート及び塗布量を使用することができる。例えば遮音性能が強く望まれる場合は前記第二遮音層（６）の塗布量を多くすることで対応できる。但し第一遮音層（４）及び前記第二遮音層（６）の合計塗布量が求められる軽量化の範囲を超えてはならない。

前記第一遮音層（４）及び前記第二遮音層（６）に用いる樹脂としては、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂であれば特に限定されることはないが、ポリエチレン樹脂が強度やリサイクル性の点からも好ましい。このポリオレフィン系樹脂の内でもポリエチレンはコスト的にも優位である。ポリオレフィン系樹脂であるので、前記緩衝材層（５）と強固に接着し、通気性のない遮音層となってカーペットの下側から車室内に入ろうとする音を反射し遮音することができ、リサイクル性に優れた車両用フロアカーペット（１）とすることができる。

この発明の車両用フロアカーペット（１）は、例えば次のようにして製造することができる。図２に示すようにＴダイ型押出し機（７）によって表皮材層（２）の上にフィルム状に溶融押出しされた熱可塑性樹脂（８）を塗布し第一遮音層（４）とし、その上に緩衝材層（５）を重ね合わせ、さらにその上側に、フィルム状に溶融押出しされた熱可塑性樹脂（８）を塗布し第二遮音層（６）とし、ニップロール（９）によって加圧挟持され車両用フロアカーペット（１）を形成する。或いは、予めＴダイ型押出し機（７）によって緩衝材層（５）の上にフィルム状に溶融押出しされた熱可塑性樹脂（８）を塗布し第二遮音層（６）とした複合シートを用意しておき、Ｔダイ型押出し機（７）によって表皮材層（２）の上にフィルム状に溶融押出しされた熱可塑性樹脂（８）を塗布し第一遮音層（４）とし、その上に前記複合シートを、第二遮音層（６）の反対側の面を重ね合わせ面として重ね合わせ、ニップロール（９）によって加圧挟持され車両用フロアカーペット（１）を形成することもできる。

前記ニップロール（９）は冷却ロールを用いるのが好ましい。冷却加圧ロールで加圧すると、積層と同時に強制冷却することができるので溶融した熱可塑性樹脂（８）の固化を早め生産性を向上することができる。

また、表皮材層（２）や緩衝材層（５）には、帯電防止加工、防虫加工、難燃加工、防汚加工、消臭加工等の加工を併用することも可能である。

つぎに本発明の車両用フロアカーペット（１）について具体的な実施例について説明する。なお、この発明の車両用フロアカーペット（１）及び製造方法は、実施例に限定されるものではない。

下記のようにして得られた各車両用フロアカーペット（１）に対して下記評価法に基づいて遮音特性、軽量化特性を調べた。＜遮音特性評価法＞ＪＩＳ Ａ １４１６に準拠して透過損失を測定した。＜軽量化特性評価法＞比較例１を１００とし指数で表した。

＜実施例１＞図１、図２に示すように、目付け１００ｇ／ｍ^２のポリエステル繊維の基布（２−２）に、ナイロン繊維からなるパイル糸（２−１）がタフティングされ（パイル目付け４５０ｇ／ｍ^２）、の表皮材層（２）のパイル側を下にして一定速度で搬送し、バッキング層（３）を構成する第一遮音層（４）として、Ｔダイ型押出し機（７）からメルトフローレートが３８のポリエチレン樹脂をフィルム状に塗布量３５０ｇ／ｍ^２で溶融押出しし、その上に緩衝材層（５）（ポリエステル繊維６．６ｄｔｅｘ／４．４ｄｔｅｘ＝７０重量％／３０重量％）からなる厚さ３ｍｍ、見掛け密度０．１ｇ／ｃｍ^３のニードルパンチ不織布）を重ねあわせ、その後直ぐにニップロール（９）によって加圧冷却して表皮材層（２）、第一遮音層（４）、緩衝材層（５）を積層し、さらにその上にＴダイ型押出し機（７）から、メルトフローレートが３８のポリエチレン樹脂をフィルム状に塗布量３５０ｇ／ｍ^２で溶融押出しし、その後直ぐにニップロール（９）によって加圧冷却して第二遮音層（６）を形成し、車両用フロアカーペット（１）を得た。軽量化特性は４８であった。次に、図３、図４に各周波数域における、透過損失を測定し表示した。

＜比較例１＞実施例１においてバッキング層（３）をエチレン−酢酸ビニル共重合体３５重量％、炭酸カルシウム６５重量％で構成され、塗布量１０００ｇ／ｍ^２のシートを用いたこと以外は実施例１と同じ方法で、車両用フロアカーペット（１）を得た。図３、図４に各周波数域における、透過損失を測定し実施例１と共に表示したところ、遮音性能（透過損失）では実施例１と同等の結果が得られた。しかし軽量化特性は１００であり、軽量化の要求に応えられる物では無かった。

＜比較例２＞実施例１において、バッキング層（３）を構成する第一遮音層（４）として、Ｔダイ型押出し機（７）からメルトフローレートが３８のポリエチレン樹脂をフィルム状に塗布量７００ｇ／ｍ^２で溶融押出しし、その上に緩衝材層（５）（ポリエステル繊維６．６ｄｔｅｘ／４．４ｄｔｅｘ＝７０重量％／３０重量％）からなる厚さ３ｍｍ、見掛け密度０．１ｇ／ｃｍ^３のニードルパンチ不織布）を重ねあわせ、第二遮音層（６）を積層しない車両用カーペットを得た以外は実施例１と同じ方法で、車両用フロアカーペット（１）を得た。軽量化特性は４８であった。図３、図４に各周波数域における、透過損失を測定し実施例１と共に表示したところ、遮音性能（透過損失）では１０ｄＢ程度劣った。即ち比較例２は、実施例１と比較して遮音効果を改善することができなかった。

本発明の一実施形態に係わる車両用カーペットの概略断面図である。 本発明の製造方法を概略的に示す図である。 本発明の実施例１と、比較例１、比較例２の透過損失を示すグラフである。

１・・・車両用カーペット２・・・表皮材層２−１・・・パイル２−２・・・基布３・・・バッキング層４・・・第一遮音層５・・・緩衝材層６・・・第二遮音層７・・・Ｔダイ押出し機８・・・溶融押出しされた熱可塑性樹脂９・・・ニップローラ

本発明は、自動車や鉄道等の車両外部から侵入する振動や騒音を防止し、車両内部における騒音を吸収して、十分な静粛性を確保し、快適な車両室内をつくるカーペットに関するもので、車両以外にも静粛性の求められる屋内等のカーペットとしても広く利用される。

Claims (5)

1. 表皮材層と、バッキング層からなる車両用フロアカーペットにおいて、前記バッキング層が、熱可塑性樹脂からなる第一遮音層と、不織布からなる緩衝材層と、熱可塑性樹脂からなる第二遮音層とを積層したことを特徴とする車両用フロアカーペット。
2. 前記熱可塑性樹脂からなる第一遮音層及び第二遮音層がポリオレフィン系樹脂である請求項１に記載の車両用フロアカーペット。
3. 前記熱可塑性樹脂からなる第一遮音層及び第二遮音層がメルトフローレートが１〜１００で、塗布量が１５０〜５００ｇ／ｍ^２であるポリエチレン樹脂である請求項１又は２に記載の車両用フロアカーペット。
4. 前記不織布からなる緩衝材層の厚さが１〜１５ｍｍ、見掛け密度が０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ^３であり、前記緩衝材層は合成繊維で構成され、該合成繊維の繊度が０．１〜３０ｄｔｅｘの範囲である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用フロアカーペット。
5. 表皮材層と、熱可塑性樹脂からなる第一遮音層と、不織布からなる緩衝材層と、熱可塑性樹脂からなる第二遮音層とを上からこの順で、Ｔダイ型押出し機を用いて積層したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用フロアカーペットの製造方法。