CN109996914B - 吸声绝热材料 - Google Patents

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Abstract

吸声绝热材料(1)由阻燃性有机纤维(2)和无机纤维(4)构成，无机纤维(4)粘接在阻燃性有机纤维(2)上。阻燃性有机纤维(2)进行收缩，并且无机纤维(4)发生应变弯曲，由此阻燃性有机纤维(2)与无机纤维(4)互相抱合而膨胀。

Description

吸声绝热材料
技术领域
本发明涉及含有聚醚酰亚胺纤维的吸声绝热材料。
背景技术
用于汽车和飞机等领域的吸声绝热材料需要具有轻量性和防火性(阻燃性)，一直以来，使用的是由玻璃棉和石棉(rock wool)形成的吸声绝热材料。
该吸声绝热材料虽然轻量且具有良好的吸声绝热性能，但防火性不足，在飞机等需要高防火性的领域就需要与阻燃剂和阻燃片材组合起来一起使用。
又因为在施工中被压缩或变形时，形状恢复性(复原性)较差，所以存在容易发生永久变形等而导致性能下降的问题以及不容易处理的问题。
于是，为解决上述问题，已有人提出一种吸声绝热材料，其含有阻燃性有机纤维和无机纤维。更具体而言，已公开有一种吸声绝热材料，其通过下述方法得到：取高温强度保持为1000℃以上的耐热性高的无机纤维(例如玻璃纤维)和热熔融温度或热分解温度为350℃以上的阻燃性有机纤维(例如聚醚酰亚胺纤维(polyetherimide fiber))，将它们均匀混合制成棉状原材料，对该棉状原材料进行热处理而使其整体毡化即可(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开2008/018193号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，就所述专利文献1所记载的吸声绝热材料而言，20～80质量％的无机纤维粘接在10～25质量％的低熔点有机纤维上而毡化，因此柔软性不足，并且，在被压缩或变形的情况下形状又难以复原，从而影响吸声性和绝热性等性能。
于是，本发明正是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于：提供一种吸声绝热材料，其能够同时满足吸声性、绝热性、轻量性以及防火性的要求，且复原性优异。
用以解决技术问题的技术方案
为了达到上述目的，本发明的吸声绝热材料由阻燃性有机纤维和粘接于所述阻燃性有机纤维的无机纤维构成，吸声绝热材料的特征在于：阻燃性有机纤维进行收缩，并且无机纤维发生应变弯曲，由此阻燃性有机纤维与无机纤维互相抱合而膨胀。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种吸声绝热材料，其能够同时满足吸声性、绝热性、轻量性以及防火性的要求，且复原性优异。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式所涉及的吸声绝热材料的示意图。
图2是示出本发明的实施方式所涉及的吸声绝热材料的前阶段的混合纤维无纺布的示意图。
图3是示出本发明的吸声绝热材料的变形例的图。
图4是实施例1中制造出的吸声绝热材料的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图5是比较例1中制造出的吸声绝热材料的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图6是比较例2中制造出的吸声绝热材料的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图7是比较例3中制造出的吸声绝热材料的扫描电子显微镜(SEM)照片。
符号说明
1 吸声绝热材料
2 阻燃性有机纤维
3 粘合剂
4 无机纤维
5 空隙
10 混合纤维无纺布
20 熔喷无纺布
T 吸声绝热材料的厚度方向
具体实施方式
下面详细说明本发明。如图1所示，本发明的吸声绝热材料1由阻燃性有机纤维2和无机纤维4构成，无机纤维4利用粘合剂3粘接在阻燃性有机纤维2上。
<阻燃性有机纤维>
本发明的阻燃性有机纤维2例如有聚醚酰亚胺纤维、聚醚醚酮纤维、聚醚酮酮纤维、聚醚酮纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维(meta-aramid fiber)、对位芳香族聚酰胺纤维(para-aramid fiber)、聚苯并
Figure BDA0002063214390000031
唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚苯并噻唑纤维、聚芳酯纤维、聚醚砜纤维、液晶聚酯纤维或聚苯硫醚纤维等。需要说明的是，上述阻燃性有机纤维2既可以单独使用上述中的一种，也可以将两种以上组合起来使用。
相对于吸声绝热材料1总体，阻燃性有机纤维2的含量优选为20～70质量％，更优选为30～60质量％，特别优选为40～50质量％。其原因在于：如果阻燃性有机纤维2的含量大于70质量％，则吸声绝热材料1会大幅度地热收缩，体积密度(bulk density)变大(即空隙率变小)，因此可能无法充分形成蓬松结构；此外，如果阻燃性有机纤维2的含量小于20质量％，则对由阻燃性有机纤维2和无机纤维4形成的无纺布进行热处理时，热收缩的阻燃性有机纤维2会减少，因此发生应变而弯曲的无机纤维4也会减少，其结果是，可能无法充分形成蓬松结构。
即，通过将阻燃性有机纤维2的含量设在20～70质量％，吸声绝热材料1就能够实现高空隙率(低体积密度)。
从保证阻燃性优异的观点出发，按照JIS L1091试验法测量出的阻燃性有机纤维2的LOI(极限氧指数)值优选大于30。
从保证结构均匀的观点出发，阻燃性有机纤维2的平均纤维直径优选为5～40μm，更优选为10～30μm，进一步优选为10～20μm。
从有效地使无机纤维4发生应变而弯曲的观点出发，阻燃性有机纤维2的平均纤维长度优选为5～25mm，更优选为10～20mm，进一步优选为12～18mm。
从提高易处理性和均匀性的观点出发，阻燃性有机纤维2的纤度优选为0.5～20dtex，更优选为1.5～15dtex，进一步优选为2～10dtex。
从热收缩性较高且耐热性、阻燃性以及低发烟性优异的观点出发，阻燃性有机纤维2优选采用聚醚酰亚胺树脂。该聚醚酰亚胺纤维由聚醚酰亚胺系聚合物构成，该聚醚酰亚胺系聚合物含有脂肪族、脂环族或芳香族系醚单元和环状酰亚胺作为重复单元。该聚醚酰亚胺系聚合物只要具有非晶性和熔融成形性便没有特别限定。
在不妨碍本发明的效果的范围内，聚醚酰亚胺系聚合物的主链中也可以含有环状酰亚胺、醚键以外的结构单元，例如，脂肪族、脂环族或芳香族酯单元、氧羰基单元(oxycarbonyl unit)等。
更具体而言，例如能够使用下述聚醚酰亚胺系聚合物，该聚醚酰亚胺系聚合物主要含有下述通式(1)所示的结构单元且由2,2-双[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(2,2-bis[4-(2,3-dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride)与间苯二胺(m-phenylenediamine)的缩聚物得到。该聚醚酰亚胺系聚合物能够通过将沙伯基础创新(Sabic Innovative Plastics)公司所售的商标名为“ULTEM”的非晶性聚醚酰亚胺系聚合物纤维化而得到。
[化学式1]
Figure BDA0002063214390000041
聚醚酰亚胺系聚合物的分子量没有特别限定，从得到的纤维的机械特性和尺寸稳定性、工序通过性(process passing properties)的观点出发，重均分子量(Mw)优选为1000～80000。
如果采用高分子量的聚醚酰亚胺系聚合物，则在纤维强度、耐热性等方面优异，因此是优选的，但是，从降低制造成本和纤维化成本的观点出发，Mw的范围优选为2000～50000，更优选为3000～40000。
<无机纤维>
本发明的无机纤维4例如有玻璃纤维、玄武岩纤维(basalt fiber)、陶瓷纤维以及碳纤维等具有阻燃性的纤维。需要说明的是，上述无机纤维4既可以单独使用上述中的一种，也可以将两种以上组合起来使用。
其中，从具有高弹性且易处理性优异的观点出发，优选采用玻璃纤维。
相对于吸声绝热材料1总体，无机纤维4的含量优选为20～70质量％，更优选为40～70质量％，特别优选为50～60质量％。其原因在于：如果无机纤维4的含量大于70质量％，则与阻燃性有机纤维2相比，密度较大的无机纤维4的比例较大，因此吸声绝热材料1的重量可能增大；此外，如果无机纤维4的含量小于20质量％，则阻燃性有机纤维2的质量比较大，因此吸声绝热材料1会大幅度地热收缩，体积密度变大(即空隙率变小)，其结果是，可能无法充分形成蓬松结构。
即，通过将无机纤维4的含量设在20～70质量％，吸声绝热材料1就能够实现高空隙率(低体积密度)，且吸声绝热材料1能够实现轻量化。
无机纤维4的平均纤维直径优选在4μm以上，更优选为4～30μm，进一步优选为5～20μm。其原因在于：如果无机纤维4的平均纤维直径小于4μm，则无机纤维4较细，因此在对由阻燃性有机纤维2和无机纤维4形成的无纺布进行热处理时，阻燃性有机纤维2的收缩力可能会使无机纤维4过度地应变变形，从而无法得到充分的蓬松性，复原性下降。尤其是当无机纤维4的平均纤维直径小于3μm时，处理时无机纤维4飞散可能会引起皮肤瘙痒等，有进一步对人体产生影响的忧虑。
即，通过将无机纤维4的平均纤维直径设在4μm以上，就能够提高无机纤维4的弹性力，因此，能够提高吸声绝热材料1的复原性和易处理性，并且能够提高吸声绝热材料1的安全性。
<粘合剂>
本发明的吸声绝热材料1中含有将阻燃性有机纤维2和无机纤维4粘接起来的粘合剂3。对于该粘合剂3没有特别限定，其能够采用低熔点有机纤维。例如有由聚丙烯和聚乙烯等聚烯烃、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、乙烯－醋酸乙烯酯共聚物、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或改性聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的纤维以及由上述物质的共聚物构成的纤维等。需要说明的是，可以采用液状的粘合剂，即具有粘合剂成分的溶液或乳剂。
相对于吸声绝热材料1总体，粘合剂3的含量优选为1～10质量％，更优选为2～8质量％，特别优选为3～6质量％。其原因在于：如果粘合剂3的含量大于10质量％，则阻燃性有机纤维2和无机纤维4的含量就会减小，因此吸声绝热材料1的防火性可能下降，复原性可能受到影响；如果粘合剂3的含量小于1质量％，则阻燃性有机纤维2与无机纤维4的粘接性可能得不到充分提高。
即，通过将粘合剂3的含量设在1～10质量％，就不会导致阻燃性有机纤维2与无机纤维4的粘接性下降，且能够实现吸声绝热材料1的防火性和复原性。
<吸声绝热材料>
本发明的吸声绝热材料1的吸声性和绝热性优异，且能够兼顾到轻量性和防火性，因此尤其能够用于飞机、汽车、铁路以及船舶等领域。而且本发明的吸声绝热材料1的复原性优异，因此易处理性优异，不会因永久变形而影响性能。
如图1所示，就本发明的吸声绝热材料1而言，阻燃性有机纤维2进行收缩，并且无机纤维4因阻燃性有机纤维2的收缩而发生应变弯曲，由此阻燃性有机纤维2与无机纤维4互相抱合而形成空隙5，因此吸声绝热材料1具有沿厚度方向T发生了膨胀的三维结构。
该三维结构是由阻燃性有机纤维2与无机纤维4缠绕成脉络状而形成的，在三维结构中，阻燃性有机纤维2的平均纤维直径大于无机纤维4的平均纤维直径，阻燃性有机纤维2与无机纤维4的粘接部分(即图1的粘合剂3的部分)沿厚度方向T均匀分布。
而且，根据上述的三维结构，吸声绝热材料1具有高空隙率(即体积密度较低)，因此，热因存在于空隙5处的空气层而不易被传递，从而导热系数变小，其中，空隙5形成在阻燃性有机纤维2与无机纤维4之间。其结果是，吸声绝热材料1具有高绝热性。
又因为吸声绝热材料1的空隙率较高，所以轻量性也很优异。
吸声绝热材料1由纤维构成，具有许多空隙，因此在声音入射到吸声绝热材料1时，存在于间隙处的空气进行振动而摩擦，从而变换为热，因此，吸声绝热材料1具有良好的吸声性。而且，可以做出以下推测：因为吸声绝热材料1由缠绕成脉络状的纤维形成，所以入射进来的声音的路径变长，从而能够实现较高的衰减效果。
又因为阻燃性有机纤维2和无机纤维4具有阻燃性，所以能够提高吸声绝热材料1的防火性(flameproofness)。而且因为吸声绝热材料1的复原性优异，所以不会因处理时的变形、压缩等而影响上述性能。
从提高吸声绝热材料1的绝热性、轻量性以及吸声性的观点出发，吸声绝热材料1的空隙率优选在99％以上，体积密度优选在0.02g/cm3以下。
需要说明的是，此处所说的“空隙率”是指通过下式(1)计算出的值。
[数学式1]
空隙率[％]＝{1－构成吸声绝热材料的纤维的总体积[cm3]÷吸声绝热材料的体积[cm3]}×100 (1)
此处所说的“体积密度”是指通过下式(2)计算出的值。
[数学式2]
体积密度[g/cm3]＝吸声绝热材料1的重量[g]÷吸声绝热材料1的体积[cm3] (2)
对于吸声绝热材料1的厚度没有特别限定，能够根据使用场所和所需性能适当地进行选择，从易处理性的观点出发，优选为10～150mm。
对于吸声绝热材料1的单位面积重量也没有特别限定，能够根据使用场所和所需性能适当地进行选择，从易处理性的观点出发，优选为60～900g/m2。
下面说明本发明的吸声绝热材料的制造方法。
首先，将聚醚酰亚胺纤维等阻燃性有机纤维2、玻璃纤维等无机纤维4、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维等粘合剂3按照规定的质量比均匀混合，并通过湿法纺丝方法，用粘合剂3将阻燃性有机纤维2和无机纤维4粘接起来而形成图2所示的混合纤维无纺布10。
然后，将该混合纤维无纺布10在给定温度下进行给定时间的加热处理，由此制造出图1所示的吸声绝热材料1。
此时，在本发明中，在阻燃性有机纤维2的玻璃化转变温度(glass transitiontemperature)以上的温度下进行加热处理。例如，在使用聚醚酰亚胺纤维作为阻燃性有机纤维2时，以聚醚酰亚胺纤维的玻璃化转变温度(215℃)以上的温度(例如240℃)进行加热。
因此，阻燃性有机纤维2进行热收缩，并且，粘接于阻燃性有机纤维2的无机纤维4因阻燃性有机纤维2的收缩而发生应变弯曲，由此，如图1所示，形成具有阻燃性有机纤维2与无机纤维4互相抱合而形成空隙5、并沿厚度方向T发生了膨胀的三维结构的吸声绝热材料1。
此外，例如，使用聚醚醚酮纤维的情况下，以170～200℃范围内的温度进行加热，使用聚酰胺酰亚胺纤维的情况下，以270～320℃的范围内的温度进行加热，由此形成具有上述三维结构的吸声绝热材料1。
需要说明的是，在制备用作阻燃性有机纤维2的聚醚酰亚胺纤维的情况下，能够采用公知的熔融纺丝装置。即，利用熔融挤出机使聚醚酰亚胺系聚合物的颗粒熔融并混炼，将熔融聚合物引入纺丝桶，用齿轮泵进行计量，卷取从纺丝喷嘴喷出的纱线，由此得到聚醚酰亚胺纤维。
对于卷取速度没有特别限定，优选以500～4000m/min的范围内的速度进行卷取。如果速度小于500m/min，则从生产率的观点出发非优选，另一方面，如果是如超过4000m/min的高速的情况下，则纤维容易断线，因此非优选。
需要说明的是，对于聚醚酰亚胺纤维的截面形状也没有特别限制，可以是圆形、中空、扁平或星形等异型截面。
需要说明的是，上述实施方式还可以变更为如下。
如图3所示，可以在吸声绝热材料1的一面上设置熔喷无纺布(melt-blownnonwoven fabric)20，该熔喷无纺布20的厚度为0.05～0.4mm，单位面积重量为4～80g/m2。对于熔喷无纺布的材质没有特别限定，从不让吸声绝热材料的阻燃性下降的观点出发，优选采用阻燃性材质。
根据如上所述的构成方式，入射到吸声绝热材料1的声音被表面的熔喷无纺布20再次反射到内部，利用重复衰减效应，能够进一步提高吸声绝热材料1的吸声性。
需要说明的是，也可以在吸声绝热材料1的两面上设置熔喷无纺布20。
实施例
下面，根据实施例说明本发明。需要说明的是，本发明并不限于这些实施例，可以根据本发明的宗旨对上述的实施例进行变形和变更，不得将该变形和变更排除在本发明的范围以外。
(实施例1)
<吸声绝热材料的制造>
将聚醚酰亚胺纤维(切割长度：15mm，纤度：2.2dtex)、玻璃纤维(纤维直径：9μm，切割长度：18mm)、软化点为110℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯系粘合剂以质量比达到48∶48∶4的方式均匀混合，通过湿法纺丝方法，制造出聚醚酰亚胺纤维和玻璃纤维被粘合剂粘接在一起的混合纤维无纺布。
接下来，将该混合纤维无纺布以240℃的温度加热5分钟，由此制造出吸声绝热材料，该吸声绝热材料的空隙率为99.4％，体积密度为0.011g/m3，单位面积重量为280g/m2，厚度为25mm。
<蓬松结构评价>
用扫描电子显微镜(SEM)观察所制造出的吸声绝热材料，并对其是否具有沿厚度方向膨胀的三维结构(蓬松结构)做出评价。吸声绝热材料的扫描电子显微镜(SEM)照片(剖视图)示于图4。
如图4所示，可知：在所制造出的吸声绝热材料中，聚醚酰亚胺纤维12热收缩，并且粘接在聚醚酰亚胺纤维12上的玻璃纤维14发生应变弯曲，聚醚酰亚胺纤维与玻璃纤维互相抱合而发生了膨胀(即具有蓬松结构)。
<吸声系数评价>
首先，使用吸声系数测量系统(Brüel&
Figure BDA0002063214390000091
公司制造，4206型双麦克风阻抗管的大型测量管)，按照JIS A-1405法，测量所制造出的吸声绝热材料的垂直入射吸声系数[％]，其中，上述吸声系数测量系统中使用了声学阻抗管。然后，计算所得到的吸声系数在1000～6300Hz的频率下的平均值，将其作为平均吸声系数[％]。将以上结果示于表1。
<导热系数评价>
使用热流计法测量装置(NETZSCH公司制造，商品名：HFM436)，通过热流计法(HFM法)，测量所制造出的吸声绝热材料的导热系数[W/(m·K)]。需要说明的是，测量温度设为23℃(高温侧测量温度：33℃，低温侧测量温度：13℃，温度差：20℃)。将以上结果示于表1。
<热电阻值评价>
利用上述导热系数的测量结果和厚度，根据下式计算热电阻值。
[数学式3]
热电阻值[(m2·K)/W]＝厚度[m]/导热系数[W/(m·K)] (3)
<防火性评价>
用所制造出的吸声绝热材料制造片状试样(纵15cm×横15cm)，将该试样的面设为水平状。
接下来，在试样下方，固定燃烧器并使其与试样保持20度的夹角，使燃烧器喷出的火焰与试样接触，使得内侧蓝焰的顶端与样本中央之间的距离为0～3mm。
然后，使试样与火焰接触4分钟之后，通过目视判断试样上是否被烧出孔，并按照以下标准，进行防火性评价。将以上结果示于表1。
○：试样上无孔
×：试样上有孔
<复原性评价>
用所制造出的吸声绝热材料，制造片状试样(纵26cm×横10cm)。接下来，持续24小时对该试样施加30kg的负荷后，移走负荷并将此状态保持24小时，将此作为一个周期，测量出五个周期后试样的厚度[mm]。然后，通过下式(3)计算出试样相对于初始厚度的复原率。将以上结果示于表1。
[数学式4]
复原率[％]＝五个周期后的厚度[mm]/初始厚度[mm]×100(4)
(实施例2)
将吸声绝热材料的厚度变更为15mm，除此之外均与实施例1相同，在此条件下制造出吸声绝热材料。需要说明的是，制造出的吸声绝热材料的空隙率为99.5％，体积密度为0.010g/m3，单位面积重量为156g/m2。然后，与实施例1同样地进行了蓬松结构评价、吸声系数评价、导热系数评价、防火性评价以及复原性评价。将以上结果示于表1。
需要说明的是，与实施例1同样，从吸声绝热材料的扫描电子显微镜(SEM)照片(未图示)上，确认到吸声绝热材料具有蓬松结构。
(实施例3)
使用330℃时的熔融黏度为500Pa·s的非晶性聚醚酰亚胺，利用熔喷装置，以390℃的纺丝温度进行熔纺而制成熔喷无纺布(厚度为0.24mm，单位面积重量为50.2g/m2)，将该熔喷无纺布层叠到在实施例2中制造出的吸声绝热材料的一面上。然后，与实施例1同样地进行了蓬松结构评价、吸声系数评价、导热系数评价、防火性评价以及复原性评价。将以上结果示于表1。
需要说明的是，与实施例1同样，从吸声绝热材料的扫描电子显微镜(SEM)照片(未图示)上，确认到吸声绝热材料具有蓬松结构。
(实施例4)
用聚醚醚酮纤维(切割长度：15mm，纤度：2.2dtex，玻璃化转变温度：143℃)代替聚醚酰亚胺纤维，并用粘合剂将聚醚醚酮纤维与玻璃纤维粘接起来而制成混合纤维无纺布，将该混合纤维无纺布以180℃的温度加热5分钟，由此制造出吸声绝热材料，该吸声绝热材料的空隙率为99.4％，体积密度为0.011g/m3，单位面积重量为154g/m2，厚度为14mm。
然后，与实施例1同样地进行了蓬松结构评价、吸声系数评价、导热系数评价、防火性评价以及复原性评价。将以上结果示于表1。
需要说明的是，与实施例1同样，从吸声绝热材料的扫描电子显微镜(SEM)照片(未图示)上，确认到吸声绝热材料具有蓬松结构。
(比较例1)
将聚醚酰亚胺纤维、玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯系粘合剂的质量比变更为76∶20∶4，除此之外均与实施例1相同，在此条件下制造出吸声绝热材料，该吸声绝热材料的空隙率为95.9％，体积密度为0.063g/m3，单位面积重量为499g/m2，厚度为8mm。然后，与实施例1同样地进行了蓬松结构评价、吸声系数评价、导热系数评价、防火性评价以及复原性评价。将以上结果示于表1。此外，吸声绝热材料的扫描电子显微镜(SEM)照片(剖视图)示于图5。
(比较例2)
将聚醚酰亚胺纤维、玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯系粘合剂的质量比变更为20∶76∶4，除此之外均与实施例1相同，在此条件下制造出吸声绝热材料，该吸声绝热材料的空隙率为98.1％，体积密度为0.042g/m3，单位面积重量为125g/m2，厚度为5mm。
然后，与实施例1同样地进行了蓬松结构评价、吸声系数评价、导热系数评价、防火性评价以及复原性评价。将以上结果示于表1。此外，吸声绝热材料的扫描电子显微镜(SEM)照片(剖视图)示于图6。
(比较例3)
将聚醚酰亚胺纤维(切割长度：15mm，纤度：2.2dtex)与玻璃纤维(纤维直径：9μm，切割长度：18mm)以质量比达到50∶50的方式均匀混合，通过针刺法(needle-punchingmethod)，制造出由聚醚酰亚胺纤维和玻璃纤维构成的混合纤维无纺布。
接下来，将该混合纤维无纺布以240℃的温度加热5分钟，由此制造出吸声绝热材料，该吸声绝热材料的空隙率为68.0％，体积密度为0.610g/m3，单位面积重量为160g/m2，厚度为3mm。
然后，与实施例1同样地进行了蓬松结构评价、吸声系数评价、导热系数评价、防火性评价以及复原性评价。将以上结果示于表1。此外，吸声绝热材料的扫描电子显微镜(SEM)照片(剖视图)示于图7。
Figure BDA0002063214390000131
如表1所示，可知：就实施例1～4的吸声绝热材料而言，聚醚酰亚胺纤维与玻璃纤维互相抱合而膨胀，从而具有蓬松结构，但就比较例1而言，由于聚醚酰亚胺纤维所占的质量的比例较大，因此吸声绝热材料会大幅度地热收缩，体积密度变大(即空隙率变小)，如图5所示，无法形成蓬松结构。
就比较例2而言，聚醚酰亚胺纤维所占的质量的比例较小，因此玻璃纤维无法因聚醚酰亚胺纤维的收缩而充分地发生应变弯曲，如图6所示，无法形成蓬松结构。
就比较例3而言，因为不含粘合剂，所以不具有由聚醚酰亚胺纤维与玻璃纤维粘接而成的结构。因此可知：玻璃纤维无法因聚醚酰亚胺纤维的收缩而发生应变弯曲，如图7所示，无法形成蓬松结构。
如表1所示，还可知：就实施例1～4的吸声绝热材料而言，因为防火性优异且具有蓬松结构，所以与不具有蓬松结构的比较例1～3相比，平均吸声系数和热电阻值较高，吸声性和绝热性优异。
尤其可知：在实施例3中，在吸声绝热材料的一面上层叠了熔喷无纺布20，其吸声性显著提高。
如表1所示，还可知：实施例1～4的吸声绝热材料具有蓬松结构，与不具有蓬松结构的比较例1～3相比，空隙率较大，体积密度较小，因此轻量性优异。
此外，在实施例1～4的吸声绝热材料中，具有高弹性的无机纤维是已发生应变弯曲的状态下被固定的，所以与比较例1～3相比，复原性优异，且易处理性优异。
工业实用性
综上所述，本发明适于含有聚醚酰亚胺纤维的吸声绝热材料。

Claims (15)

1.一种吸声绝热材料，其由阻燃性有机纤维和粘接于所述阻燃性有机纤维的无机纤维构成，
相对于所述吸声绝热材料总体，粘合剂的含量为1～8质量％，
所述阻燃性有机纤维进行收缩，并且所述无机纤维发生应变弯曲，由此所述阻燃性有机纤维与所述无机纤维互相抱合而膨胀。
2.根据权利要求1所述的吸声绝热材料，其中，相对于所述吸声绝热材料总体，所述阻燃性有机纤维的含量为20～70质量％。
3.根据权利要求1所述的吸声绝热材料，其中，相对于所述吸声绝热材料总体，所述无机纤维的含量为20～70质量％。
4.根据权利要求2所述的吸声绝热材料，其中，相对于所述吸声绝热材料总体，所述无机纤维的含量为20～70质量％。
5.根据权利要求1所述的吸声绝热材料，其空隙率为99％以上，体积密度为0.02g/cm3以下。
6.根据权利要求2所述的吸声绝热材料，其空隙率为99％以上，体积密度为0.02g/cm3以下。
7.根据权利要求3所述的吸声绝热材料，其空隙率为99％以上，体积密度为0.02g/cm3以下。
8.根据权利要求4所述的吸声绝热材料，其空隙率为99％以上，体积密度为0.02g/cm3以下。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的吸声绝热材料，其中，所述无机纤维的平均纤维直径为4μm以上。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的吸声绝热材料，其中，所述阻燃性有机纤维为聚醚酰亚胺纤维，所述无机纤维为玻璃纤维。
11.根据权利要求9所述的吸声绝热材料，其中，所述阻燃性有机纤维为聚醚酰亚胺纤维，所述无机纤维为玻璃纤维。
12.根据权利要求1～8中任一项所述的吸声绝热材料，其中，在所述吸声绝热材料的至少一面设有熔喷无纺布，所述熔喷无纺布的厚度为0.05～0.4mm，单位面积重量为4～80g/m2。
13.根据权利要求9所述的吸声绝热材料，其中，在所述吸声绝热材料的至少一面设有熔喷无纺布，所述熔喷无纺布的厚度为0.05～0.4mm，单位面积重量为4～80g/m2。
14.根据权利要求10所述的吸声绝热材料，其中，在所述吸声绝热材料的至少一面设有熔喷无纺布，所述熔喷无纺布的厚度为0.05～0.4mm，单位面积重量为4～80g/m2。
15.根据权利要求11所述的吸声绝热材料，其中，在所述吸声绝热材料的至少一面设有熔喷无纺布，所述熔喷无纺布的厚度为0.05～0.4mm，单位面积重量为4～80g/m2。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7337505B2 (ja) * 2019-01-24 2023-09-04 株式会社ダイセル 断熱材、及びその製造方法
EP3939761B1 (en) * 2019-03-13 2024-03-20 Kuraray Co., Ltd. Space filling material and space filling structure, and methods for using those
JP6997263B1 (ja) 2020-07-10 2022-01-17 イビデン株式会社 熱伝達抑制シート及び組電池
ES2959711A1 (es) * 2022-07-29 2024-02-27 Ecocalais S L Material textil no tejido aislante termico y/o acustico, y proceso de fabricacion del mismo

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63120152A (ja) * 1986-11-10 1988-05-24 積水化学工業株式会社 繊維質成形体の製造方法
JPH0911374A (ja) * 1995-06-27 1997-01-14 Asahi Fiber Glass Co Ltd 繊維集合体及び断熱吸音材
US20050026527A1 (en) * 2002-08-05 2005-02-03 Schmidt Richard John Nonwoven containing acoustical insulation laminate
US20060137799A1 (en) * 2004-12-29 2006-06-29 Enamul Haque Thermoplastic composites with improved sound absorbing capabilities
JP4951507B2 (ja) * 2006-08-11 2012-06-13 株式会社フジコー 高耐熱の断熱吸音材
JP5208434B2 (ja) * 2007-02-23 2013-06-12 株式会社フジコー 高耐熱の断熱吸音材
JP5208448B2 (ja) * 2007-05-25 2013-06-12 株式会社フジコー 車両用マット材
JPWO2009081760A1 (ja) * 2007-12-25 2011-05-06 株式会社フジコー 車両用断熱吸音材
WO2009084411A1 (ja) * 2007-12-27 2009-07-09 Fuji Corporation 高耐熱性の断熱吸音材
JP2009184296A (ja) * 2008-02-08 2009-08-20 Kurashiki Seni Kako Kk 吸音材およびその製造方法
EP2616579A2 (en) * 2010-09-14 2013-07-24 SABIC Innovative Plastics IP B.V. Reinforced thermoplastic articles, compositions for the manufacture of the articles, methods of manufacture, and articles formed therefrom
TW201343733A (zh) * 2012-02-29 2013-11-01 Oji Holdings Corp 纖維強化塑膠成形用複合材料及纖維強化塑膠成形體
JP6420663B2 (ja) * 2012-07-30 2018-11-07 株式会社クラレ 耐熱性樹脂複合体およびその製造方法、ならびに耐熱性樹脂複合体用不織布
US9314993B2 (en) * 2013-03-15 2016-04-19 National Nonwovens Inc. Composites and articles made from nonwoven structures
KR20170098250A (ko) * 2014-12-18 2017-08-29 리달, 아이엔씨. 열가소성 섬유를 포함하는 습식 부직포
US20160221298A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-04 Sabic Global Technologies B.V. Reinforced thermoplastic articles, compositions for the manufacture of the articles, methods of manufacture, and articles formed therefrom

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