CN107251135A - 吸音材料以及带吸音材料的线束 - Google Patents

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Abstract

本发明提供维持吸音性能的同时提高了拉伸强度的吸音材料以及将吸音材料与线束一体化而形成的带吸音材料的线束。本发明通过具备如下特征的吸音材料和带吸音材料的线束来解决上述课题。吸音材料的特征在于，具有：2张第1无纺布，其沿厚度方向重叠；以及第2无纺布，其配置在所述2张第1无纺布之间，所述第2无纺布在其厚度方向的端面的一部分具有通过粘合剂或者熔接单元使纤维相互结合的固装部。带吸音材料的线束的特征在于，线束的轴向上的至少一部分被所述吸音材料覆盖，从而使得所述吸音材料和所述线束一体化地形成。

Description

吸音材料以及带吸音材料的线束
技术领域
本发明涉及使用无纺布的吸音材料及该吸音材料和线束一体化而成的带吸音材料的线束。
背景技术
以前，以提高汽车的车箱内的静音性为目的，在车辆内的产生噪音的装置的附近设置由玻璃棉、石棉、多孔质陶瓷、聚氨酯泡沫或者废棉屑等构成的隔音材料或吸音材料。但是，从隔音材料或吸音材料的施工性、对人体的影响、循环利用性、环境负担以及轻量化等观点出发，目前这些隔音材料或吸音材料广泛使用无纺布。
另外，近年来，以汽车和电气产品等为中心，高性能、高功能化快速发展。为了控制汽车和电气产品所具备的各种电子装置，需要在内部布设多根电线。这些电线一般以线束的方式被使用。线束通过将多根电线预先以配线所需的方式进行组装而形成，并通过在进行需要的分支、向其末端安装连接器等之后，将带状、管状或片状等各种形状的线束保护件卷绕安装于电线束的外周来形成。
被布设于车辆内的线束有时因为行驶时的振动等而与车身或车内的其他部件等接触而产生噪音。因此，有时在线束的外周具备用于抑制因为与其他部件等接触而产生的噪音的缓冲材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-068799号公报
发明内容
发明所要解决的课题
随着如今的汽车市场中的EV(Electric Vehicle)技术的普及，对车箱内的肃静性要求提高。为了使车箱内的肃静性提高，需要针对作为从汽油车时代开始就存在的课题的路面噪声、切风声这样的从低频到高频的噪音、从电动机产生的5000Hz以上的高频带中的噪音实施对策。作为这样的对策的一环，提出有考虑噪音降低的车辆设计、吸收从低频到高频的宽频带的噪音的吸音材料、具有与金属部件相等的隔音性能的树脂部件等的各种方法。
另外，为了提高车辆的耗油率，车辆部件的轻量化被促进，因此在吸收噪音的吸音材料中广泛使用由无纺布而成的材料。在将由无纺布而成的吸音材料配设于车辆内时，吸音材料根据其设置部分的形状、车辆内的位置，一边被拉伸或者折弯一边进行安装。由无纺布而成的吸音材料因为包括多个间隙并确保了通气量的其柔软的纤维结构而得到吸音特性，但是因为无纺布柔软，所以会有在安装时被强烈地拉伸而容易损坏这样的缺点。另一方面，若为了防止无纺布的损坏而将构成纤维的交络(confounding)形成得牢固，则无纺布的通气量以及柔软性受到影响，从而有可能不能得到期望的吸音性能。如此，由无纺布而成的吸音材料存在很难使其吸音性能和拉伸强度并存的问题。
鉴于上述问题，本发明所要解决的课题为提供维持吸音性能的同时提高了拉伸强度的吸音材料以及将吸音材料与线束一体化而成的带吸音材料的线束。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明所涉及的吸音材料的特征在于，具有：2张第1无纺布，其沿厚度方向重叠；以及第2无纺布，其配置在所述2张第1无纺布之间，所述第2无纺布在其厚度方向的端面的一部分具有通过粘合剂或者熔接单元使纤维相互结合的固装部。
在所述吸音材料中，也可以构成为所述固装部在至少一方的所述端面的整个表面上隔着规定的间隔设置。
在所述吸音材料中，也可以构成为所述第2无纺布为薄膜状的无纺布，所述固装部通过使用压花辊进行热熔接而形成。
在所述吸音材料中，优选由所述第1无纺布以及所述第2无纺布形成的层积体的在与厚度方向正交的方向上的拉伸强度为10N/25mm以上。
在所述吸音材料中，优选所述第2无纺布由长纤维构成。
在所述吸音材料中，优选由所述第1无纺布和所述第2无纺布形成的层积体的通气量处于5～50cm3/cm2·s的范围内。
在所述吸音材料中，优选所述第2无纺布的厚度比所述第1无纺布的厚度小。
为了解决上述课题，本发明所涉及的带吸音材料的线束的特征在于，线束的轴向上的至少一部分被所述吸音材料覆盖，从而使得所述吸音材料和所述线束一体化地形成。
发明效果
根据本发明所涉及的吸音材料以及带吸音材料的线束，能提供维持吸音性能的同时提高了拉伸强度的吸音材料以及将该吸音材料与线束一体化而成的带吸音材料的线束。
附图说明
图1是吸音材料的外观立体图及剖视图。
图2是表示本实施方式中的固装部的形状的第2无纺布的俯视图。
图3是表示假定的固装部的形状图案的图。
图4是带吸音材料的线束的外观立体图。
图5是混响室法吸音系数试验的测定装置的说明图。
图6是表示混响室法吸音系数试验的试验结果的曲线图。
具体实施方式
以下，使用附图详细说明本发明的实施方式。图1(a)是表示本发明的吸音材料的一个例子的外观立体图，图1(b)是图1(a)中吸音材料1的A-A剖视图。本发明的吸音材料以及带吸音材料的线束能适合用于汽车等车辆用吸音材料，通过配置于汽车的仪表板、车门的内部空间，从而屏蔽从汽车的发动机室、车外等侵入到车箱内的噪音。
本实施方式中的吸音材料1是无纺布层积体，无纺布层积体由沿厚度方向重叠的2张第1无纺布2和配置在2张第1无纺布2之间的第2无纺布3构成。第1无纺布2以及第2无纺布3通过使它们的相对面用热熔接片接合而一体化地形成。第1无纺布2以及第2无纺布3的接合方法不限于热熔接片，也可以使用针刺(needle punch)、订书机等。
吸音材料1的透气量调整为5～50cm3/cm2·s的范围内。另外，本发明中“透气量”是指按照JIS L 1096“纺织品和编织物的坯布试验方法”的8.26.1A的“弗雷泽型透气度试验”方法测定出的值。弗雷泽型透气度试验使用市场销售的弗雷泽型试验机进行测定。
图2是层积前的第2无纺布3的俯视图。第2无纺布3是由长纤维构成的厚度为0.5mm的薄膜状的无纺布，在其整个上表面(图1中的上侧的面)上隔着规定的间隔设有菱形状的固装部31。本实施方式中的固装部31通过使用压花辊使纤维局部地热熔接而形成。另外，固装部31不仅可设于第2无纺布3的上表面，还可以设在厚度方向的两个表面上。
固装部31的纤维通过被压花辊加压加热，在纤维相互紧密贴合的状态下熔融并固化，从而使得纤维彼此牢固地结合。基于上述纤维结构，固装部31即使在被施加拉伸应力的情况下纤维的交络也不易松开，从而发挥较高的拉伸强度。另外，因为第2无纺布3由长纤维构成，所以由固装部31产生的拉伸强度的提高效果也涉及到固装部31以外的范围。
另外，本实施方式中的固装部31使用压花辊形成，选择该方法的理由为：第2无纺布3为薄膜状的无纺布，即使经过压花辊，对其厚度的影响小，并且能在较短的时间使用一般的压花加工装置进行加工。固装部31的形成方法不限定为使用压花辊的热熔接，也可以使用粘合剂、超声波熔接等。这些形成方法能根据第2无纺布3的厚度、构成纤维的种类·特性适当地进行选择。
另外，在本实施方式中，菱形状的固装部31在第2无纺布3的整个上表面上隔着规定的间隔设置，但是固装部31的形状不限定为如本实施方式这样的斑点状，也可以是如图3所示的各种图案。
固装部31是用于提高第2无纺布3的拉伸强度并由此提高包括第2无纺布3的无纺布层积体、即吸音材料1的拉伸强度的构成。当然，若将第2无纺布3的整个表面形成为固装部31，则能得到最高的拉伸强度，但这会使第2无纺布3的通气量不充分，从而吸音材料1的吸音性能受损。
另外，在车辆内安装吸音材料1时，预计会对吸音材料1施加10N/25mm左右的拉伸应力。本实施方式的固装部31形成于第2无纺布3的表面积的大致25％的范围，由此吸音材料1在与厚度方向正交的方向上的拉伸强度为10N/25mm以上。
第2无纺布3的固装部31的优选的形状、配置图案以及在表面积中所占的比例根据第2无纺布3的构成纤维的纤维长度、纤维的种类以及特性或者第1无纺布2自身的拉伸强度而不同。这是因为需要在包括第2无纺布3的吸音材料1整体的拉伸强度处于10N/25mm以上的范围、且该吸音材料1的通气量为5～50cm3/cm2·s的范围中对组合进行调整。
优选地，第1无纺布2的单位面积重量为100～1000g/m2，厚度为1.0～50.0mm的范围内。第1无纺布2具有如下倾向：若单位面积重量变大，则整个频带的吸音系数变高，若变小则整个频带的吸音系数变低。另外，具有如下倾向：若厚度变大则低频带的吸音性能变高，若变小则高频带的吸音特性变高。第1无纺布2的厚度能根据所要吸音的频带适当地调整。
第2无纺布3的单位面积重量为10～400g/m2，厚度为0.1～4.0mm的范围内。通过将第2无纺布3的厚度设定得比第1无纺布2小，从而第2无纺布3的高频带的吸音特性变得比第1无纺布2高，能对宽度频带的噪音进行吸音。但是，若单位面积重量以及厚度小于上述范围，则可能有不能充分发挥作为第2无纺布3的吸音材料的吸音效果。在本实施方式中，将厚度比第1无纺布2小的薄膜状的无纺布作为第2无纺布3采用，并使用压花辊在该第2无纺布3上设置固装部31，因此不必有损吸音材料1的从低频到高频的原来的吸音性能，也能提高拉伸强度。
第2无纺布3的纤维直径优选处于1～50μm的范围内，第1无纺布2的纤维直径优选处于4～100μm的范围内。纤维直径细的材料其作为无纺布的吸音性能高，但是若纤维过细，则会有无纺布变脆的可能性。
作为能用于第1无纺布2以及第2无纺布3的纤维材料，可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯、聚烯烃、尼龙、聚酰胺、聚氯乙烯、人造纤维、丙烯酸树脂、丙烯腈树脂、纤维素、红麻、玻璃等材料。
作为第1无纺布2以及第2无纺布3的制法能采用纺粘法、射流噴网法、针刺法、熔喷法等。
第1无纺布2以及第2无纺布3的截面形状不特别地限定，也可以使用芯鞘型、圆筒型、中空型、并排型、具有与通常的纤维形状不同的异型截面的纤维。
图4是表示带吸音材料的线束的外观立体图。图4(a)的带吸音材料的线束5在线束4的轴向上的一部分被夹于二张吸音材料1之间的状态下一体化而形成，图4(b)的带吸音材料的线束6通过一张吸音材料1卷装于线束4的轴向上的一部分而一体化地形成。这些吸音材料1的端部在厚度方向上重叠，该重叠的部分通过使用订书机、粘合剂、或者枪针等连结而固定于线束4。
作为线束4，例如可以列举将多根使用绝缘体覆盖芯线周围的电线捆扎而成的线束或者仅由一根电线构成的线束等。
吸音材料1通过夹着线束4的一部分而进行覆盖，不仅发挥作为吸音材料的作用，还发挥作为线束4的缓冲材料的功能。
实施例
[拉伸强度试验]
以下示出对本发明的吸音材料实施的拉伸强度试验的方法以及其结果。
在拉伸强度试验中所使用的第1无纺布以及第2无纺布的规格为如下。为了进行比较，针对第2无纺布准备单位面积重量为50g/m2、20g/m2、以及10g/m2的无纺布，另外，准备了在上表面的整个面上具有菱形状的固装部的无纺布以及不具有固装部的无纺布。作为各实施例以及比较例的吸音材料，分别准备了通过热熔接片将第2无纺布接合在2张第1无纺布之间的吸音材料、不具备第2无纺布而是通过热熔接片仅将2张第1无纺布接合的吸音材料。
〔第1无纺布〕
纤维材料：PET短纤维(纤维长：约51mm)
单位面积重量：300g/m2
厚度：10mm
〔第2无纺布〕
纤维材料：PET长纤维
单位面积重量：50g/m2、20g/m2、以及10g/m2
厚度：0.5mm
拉伸强度按照JIS L 1913“拉伸强度以及增长率”的试验方法测定出。试验体的大小为25mm×100mm，用夹头夹住长边方向的两端部20mm，并将拉伸速度设定为100mm/min，从而取得最大拉伸强度。另外，作为安装到车辆内的试验，针对这些各试验体，以一方被按压的状态进行固定，并进行拉伸试验体而固定另一方的试验，在试验时损坏的试验体评价为“×”，将没有异常的试验体评价为“○”。其结果如表1所示。
表1
根据上述试验结果，确认到第2无纺布通过具备固装部，从而能提高吸音材料的拉伸强度，另外，确认到即使第2无纺布的单位面积重量小到10g/m2也能确保10N/25mm的拉伸强度。此外，具有10N/25mm的拉伸强度的吸音材料确认到即使施加相当于安装到车辆内时的拉伸应力也不会损坏。
[吸音性能试验]
以下示出针对本发明的吸音材料实施的吸音性能试验的方法以及其结果。
在吸音性能试验中使用的第1无纺布以及第2无纺布的规格为如下。在实施例以及比较例的各吸音材料中使用将2张第1无纺布以及2张第2无纺布沿厚度方向交替地层积(第1无纺布/第2无纺布/第1无纺布/第2无纺布)的试验体。
〔第1无纺布〕
纤维材料：PET短纤维(纤维长：大致51mm)
单位面积重量：300g/m2
厚度：10mm
〔第2无纺布〕
纤维材料：PET长纤维
通气量：5～60cm3/cm2·s
用于各实施例以及比较例的第2无纺布的通气量为如下。以下示出的通气量按照JIS L 1096“纺织品和编织物的坯布试验方法”的8.26.1A的“弗雷泽型透气度试验”方法测定出的值。
实施例2-1：5cm3/cm2·s
实施例2-2：25cm3/cm2·s
实施例2-3：50cm3/cm2·s
比较例2-1：2cm3/cm2·s
比较例2-2：60cm3/cm2·s
针对上述实施例以及比较例的吸音材料，测定出混响室法吸音系数并对其吸音性能进行了评价。混响室法吸音系数的具体试验方法为如下。在表2和图6中示出混响室法吸音系数的试验结果。
吸音系数的试验按照JIS A 1409“混响室法吸音系数的测定方法”进行，通过下记式(1)所示出的计算式来求出吸音系数。如图5所示，试验使用混响室96，其中在混响室96的预定的位置配置有扬声器93和麦克风95，扬声器93经由音频接口91和功率放大器92而与计算机90连接，麦克风95经由音频接口91和麦克风放大器94而与计算机90连接。在测定中，首先，在混响室96内没有配置试料97(实施例、比较例的各吸音材料)的状态下从扬声器93发射电子噪声音，停止声音，使用麦克风95测定声音的衰减过程。接着，根据测定出的衰减曲线求出声音在-5～-35dB的范围内衰减的时间，以作为混响时间Τ1。测定是在中心频率为400Hz到5000Hz的每1/3倍频带中进行的。接着，将1m2的试料97配置在混响室96的地面，与上述同样地求出混响时间Τ2，通过下记式(1)来计算出吸音系数(αS)。另外，吸音系数的值越大，就意味着能良好地吸收声音。
αS(吸音系数)＝A/S…(1)
S：试料的面积(m2)
A：为等效吸音面积(m2)，通过下记式(2)式来求出。
A＝55.3V/c·[1/Τ2-1/Τ1]…(2)
V：处于没有装入试料的状态的混响室的容积(m3)
c：空气中的声音速度(m/s)
Τ1：处于没有装入试料的状态的混响室的混响时间(s)
Τ2：处于装入试料的状态的混响室的混响时间(s)
表2
根据表2以及图6的试验结果，吸音材料在通气量为5～50cm3/cm2·s时(实施例2-1～2-3)，确认到在从低频到高频的宽音频带中获得高的吸音性能。在通气量小于5cm3/cm2·s时(比较例2-1)，确认到在高频带中的吸音性能降低，在通气量超过50cm3/cm2·s时(比较例2-2)，确认到在低频带中的吸音性能降低。
根据上述各试验，一边将吸音材料的通气量调整为5～50cm3/cm2·s的范围内，一边在第2无纺布设置固装部，从而能实现吸音材料的吸音性能和拉伸强度的并存。
以上，详细说明了本发明的实施方式、实施例和比较例，然而本发明并不限定于上述实施例中的任意一个，在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。

Claims (8)

1.一种吸音材料，其特征在于，具有：
2张第1无纺布，其沿厚度方向重叠；以及
第2无纺布，其配置在所述2张第1无纺布之间，
所述第2无纺布在其厚度方向的端面的一部分具有通过粘合剂或者熔接单元使纤维相互结合的固装部。
2.根据权利要求1所述的吸音材料，其特征在于，
所述固装部在至少一方的所述端面的整个表面上隔着规定的间隔设置。
3.根据权利要求2所述的吸音材料，其特征在于，
所述第2无纺布为薄膜状的无纺布，
所述固装部通过使用压花辊进行热熔接而形成。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的吸音材料，其特征在于，
由所述第1无纺布以及所述第2无纺布形成的层积体的在与厚度方向正交的方向上的拉伸强度为10N/25mm以上。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的吸音材料，其特征在于，
所述第2无纺布由长纤维构成。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的吸音材料，其特征在于，
由所述第1无纺布和所述第2无纺布形成的层积体的通气量处于5～50cm3/cm2·s的范围内。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的吸音材料，其特征在于，
所述第2无纺布的厚度比所述第1无纺布的厚度小。
8.一种带吸音材料的线束，其特征在于，
线束的轴向上的至少一部分被权利要求1-7中任意一项所述的吸音材料覆盖，从而使得所述吸音材料和所述线束一体化地形成。
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