JP2004131894A

JP2004131894A - 遮音用含浸不織布及び遮音用含浸不織布の製造方法

Info

Publication number: JP2004131894A
Application number: JP2002299486A
Authority: JP
Inventors: Masaki Ishikawa; 石川　雅樹; Yoshihito Kondou; 近藤　祥人; Kenji Hayashi; 林　健司
Original assignee: Takehiro Co Ltd
Current assignee: Takehiro Co Ltd
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: JP4508524B2

Abstract

【課題】軽量で遮音性のある車両用遮音材を安価で効率的に大量生産すること。
【解決手段】遮音用含浸不織布１は、かさ比重０．０２〜０．２、厚み２０〜５０ｍｍの不織布の片側面から炭酸カルシウム、酸化鉄、フライアッシュ又は硫酸バリウム等の無機粉末を含有するスラリーを含浸させた含浸層３を有し、含浸層３のかさ比重を０．１〜１．８、厚み２〜５ｍｍとし、他は、厚み１５〜４８ｍｍの非含浸層５である。含浸層３と非含浸層５は不織布の組織が共通していて繊維は結合している。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両におけるノイズ低減および断熱のための不織布に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特表平２０００−５１６１７５号
特許文献１に記載の超軽量多機能遮音キットは、車両においてノイズ低減と断熱とをもたらすよう、特に、フロア遮音や端部壁遮音やドアカバーや屋根内側カバーにおいて、吸音性かつ遮音性かつ振動減衰性かつ断熱性のカバーを形成するための多機能キット（４１）であって、少なくとも１つの面状車体パーツ（１１）と、複数層からなるノイズ低減アセンブリパッケージ（４２）と、を具備してなり、前記アセンブリパッケージは、少なくとも１つのポーラスなスプリング層（１３）、とりわけ開放ポアを有したフォーム層を備え、前記アセンブリパッケージ（４２）と前記面状車体パーツとの間には、空気層（２５）が設けられ、遮音性と吸音性と振動減衰性とを最適に組み合わせるのに好適であるような超軽量キット（４１）を形成するために、前記多層アセンブリパッケージ（４２）は、重量層を有していないアセンブリパッケージであって、微小ポーラスを有した硬質層（１４）、とりわけ開放ポアを有したファイバ層またはファイバ／フォーム複合体層を備え、前記硬質層（１４）は、Ｒｔ＝５００Ｎｓｍ^−３〜Ｒｔ＝２５００Ｎｓｍ^−３という空気流に対しての総抵抗を有し、とりわけ、Ｒｔ＝９００Ｎｓｍ^−３〜Ｒｔ＝２０００Ｎｓｍ^−３という空気流に対しての総抵抗を有し、および、ｍＦ＝０．３ｋｇ／ｍ^２〜ｍＦ＝２．０ｋｇ／ｍ^２という単位面積あたりの重量を有し、とりわけ、ｍＦ＝０．５ｋｇ／ｍ^２〜ｍＦ＝１．６ｋｇ／ｍ^２という単位面積あたりの重量を有していることを特徴とするキットである。
【０００３】
この従来技術によれば、例えばアルミニウムやプラスチックのような軽量車体パーツに対して適用したときに、音響効率を損失させないような、超軽量キットを提供できる。特に、遮音キットは、従来の遮音アセンブリよりも５０％以上軽量であって、しかも、良好な断熱特性を有している。とりわけ、従来のスプリング−質量システムにおいて使用されていた空気不透過性の重量層に代えて、比較的薄くかつ微小ポーラスを有した硬質のファイバ層またはファイバ／フォーム複合体層を使用するすることにより、得ることができる。この微小ポーラスを有したファイバ層は、開放ポアを有しているとともに、空気流に対して比較的大きな抵抗性を示す。目的を達成するための本質的なものは、吸音性キット内における空気層の形成である。空気層は、好ましくは、面状車体パーツと他の層との間に位置している。その結果、基本的に、従来のスプリング−質量−システムと比較して、遮音機構の重量が低減され、吸音性の向上に関して好ましい。キットの効率は、遮音性と吸音性との最適な組合せを含有している。吸収係数が著しく増大することにより、このキットが、軽量車体パーツと共に極度に軽量の構成を有し、音響特性を減じることがない。さらに、通常的に共鳴の兆候が起こる領域においての遮音性が著しく改良される。
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術は本質的に多層構造のキットであって、少なくとも、成型発泡体であるスプリング層（１３）と、高度にプレスされた微小ポーラスファイバである硬質層（１４）とを別々に製造してから、それらを接着する必要があるので、キットの製造時間、製造コストの面で量産化の壁が存在する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、軽量で遮音性のある車両用遮音材を安価で効率的に大量生産することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記諸課題に鑑み、請求項１記載の発明は、かさ比重０．０２〜０．２、厚み２０〜５０ｍｍの不織布の片側面から炭酸カルシウム、酸化鉄、フライアッシュ又は硫酸バリウム等の無機粉末を含有するスラリーを含浸させて形成した含浸層を有し、該含浸層のかさ比重を０．１〜１．８、厚み２〜５ｍｍとすることを特徴とする遮音用含浸不織布である。これにより軽量で遮音性のある車両用遮音材を安価で効率的に量産することができる。
無機粉末は炭酸カルシウム、酸化鉄、フライアッシュ又は硫酸バリウムからなる群のうちの１つから選択する事が好ましい。
片側面は不織布の長さ方向の面であり、厚み側の面ではない。
なお、含浸層のかさ比重は使用する無機粉末の種類と、スラリーの固形濃度によって異なる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、かさ比重０．０２〜０．２、厚み２０〜５０ｍｍの不織布の片側面から、炭酸カルシウム、酸化鉄、フライアッシュ又は硫酸バリウム等の無機粉末を含有する固形分濃度３〜３０体積％で、前記無機粉末に対しバインダーを５〜２０重量％含有するスラリーを含浸させ、該含浸層を乾燥させ、該含浸層のかさ比重を０．１〜１．８、厚み２〜５ｍｍとすることを特徴とする遮音用含浸不織布である。これにより、請求項１と同様の課題が好適に解決できる。
【０００８】
請求項３記載の発明は、かさ比重０．０２〜０．２、厚み２０〜５０ｍｍの不織布の片側面から炭酸カルシウム、酸化鉄、フライアッシュ又は硫酸バリウム等の無機粉末を含有するスラリーを含浸させ、該含浸層を乾燥させ、該含浸層のかさ比重を０．１〜１．８、厚み２〜５ｍｍとすることを特徴とする遮音用含浸不織布である。これにより、請求項１と同様の課題が好適に解決できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して、本実施形態の遮音用含浸不織布１を説明する。この遮音用含浸不織布１は、かさ比重０．０２〜０．２、厚み２０〜５０ｍｍの不織布の片側面から炭酸カルシウム、酸化鉄、フライアッシュ又は硫酸バリウム等の無機粉末を含有するスラリーを含浸させた含浸層３を有し、含浸層３のかさ比重を０．１〜１．８、厚み２〜５ｍｍとし、他は、厚み１５〜４８ｍｍの非含浸層５である。含浸層３と非含浸層５は不織布の組織が共通していて繊維は結合している。
含浸層３は、空気が流通可能であるが空気流通抵抗を有する。非含浸層５は、含浸層３よりも、空気流通抵抗が少ない。非含浸層５は、含浸層３より硬度が低い。非含浸層５の厚みは、含浸層３の厚みより大きい。
不織布の材質に関して制限は無く、不織布であればよく、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フェルト等の熱可塑性フェルト等の各種フェルトが採用できる。乾式、湿式、スパンボンド、ウォータージェット等によるものが挙げられる。
含浸層３の目付けは、厚みが１ｍｍに対して３００ｇ／ｍ^２〜５００ｇ／ｍ^２が好ましい。
含浸層３と非含浸層５の不織布は共通の素材であり組織が結合しているので、製造が容易で、接着材も不要である。
車両に適用する場合の例として、非含浸層５を車両のインパネに接して配置し、含浸層３を車両の乗用空間に面するように設置する。その他、床用遮音材等としても利用できる。
【００１０】
本実施形態の遮音用含浸不織布１の実施例を以下に示す。
かさ比重０．０３、繊維太さ３及び６デニール、厚み２５ｍｍのポリエステル繊維製不織布の片側５ｍｍに炭酸カルシウムを含有するスラリー９を図２（ａ）に示す通りローラ１０（好ましくは圧縮ローラ等）で塗る。図２（ｂ）に示す通り、スラリー９を貯留した槽１２にポリエステル繊維製不織布を支持具１４上に置きスラリー９を吸い上げる等の各種の含浸方法で圧入・含浸させ、含浸層３のかさ比重を０．１３にすることにより防音性能を高めようとするものである。
炭酸カルシウムは、神島化学工業製である。炭酸カルシウムは軽微性のものが好ましいが、例えば、平均粒子径５０μｍｍ以下のもの等が好ましい。
スラリーは、バインダーと分散剤を含有する。
バインダーは、不織布内部において、繊維間により構成される気孔に充填された無機粉末を固定するものである。このバインダーとしては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ、クラレ製ＰＶＡ１０２）、又は、アクリルエマルジョン（三井化学製　ＷＡ３２０）等の水溶液、若しくは水エマルジョンタイプのものを使用する。
分散剤は、液体と固体の界面に働き、固体粒子の液体中への分散作用を有する機能剤である。分散剤は、日本油脂製のＭＫＭ−０５３１の５０％溶液である。これは高分子特有の増粘、増膜、凝集、分散、接着などの性質を活かし、特殊な機能を付与するための薬剤としての高分子機能剤である。代表的な素材には、無水マレイン酸とエチレンオキサイド・プロピレンオキサイド誘導体技術との融合による。
【００１１】
以上の炭酸カルシウム含有スラリーを真空含浸法（減圧含浸法でもよい）による含浸後の遮音用含浸不織布のかさ比重は下表の通りである。不織布の寸法は、約５ｃｍ×５ｃｍ×２．５ｃｍである。減圧含浸法は、無機粉末を含有するスラリー中に不織布を置き、これを減圧状態にすることにより、不織布内部にスラリーを含浸させる方法である。
【表１】

【００１２】
炭酸カルシウムスラリー調合表は表２の通りである（下表の各欄の単位はｇである）。
【表２】

【００１３】
繊維太さ３デニール及び６デニールのものについて各スラリー濃度を含浸後の遮音用含浸不織布のかさ比重及び厚さの一覧を表３に示す。
【表３】

３デニールの不織布では、含浸、乾燥後、厚さ方向で収縮した。また、乾燥後、炭酸カルシウムが乾燥時の底面部に沈降していた。
【００１４】
前項の試験結果を参考にして、通気度測定用供試体Ｉ（３０×３０×２．５ｃｍ）を作製する。供試体を作製する。
バインダーはＰＶＡ及びＷＡ３２０を使用する。不織布への目付の方法は、スラリー５００ｃｃを刷毛塗り法及び吸い上げ法の二種類とする。また、乾燥は塗布面を上面として、６０℃の乾燥機中で乾燥する。
【００１５】
ＰＶＡ２５％溶液を使用する場合の炭酸カルシウムスラリー調合表は表４の通りである。
【表４】

【００１６】
ＷＡ３２０の４０％溶液を使用する場合の炭酸カルシウムスラリー調合表は表５の通りである。
【表５】

【００１７】
通気度測定用供試体（３０×３０ｃｍ）ＩＩを作製する。
このバインダーはＷＡ３２０を使用する。不織布への目付の方法は、スラリー５００ｃｃを吸い上げ法とする。また、乾燥は塗布面を上面として、６０℃の乾燥機中で乾燥する。
【００１８】
使用する繊維製不織布の仕様は次の通りである。３０×３０ｃｍの試料１枚の重さ（ｇ）に対して、かさ比重、繊維の太さを表示する。
【表６】

炭酸カルシウムは、神島化学工業製である。軽微性が好ましい。
バインダーとしては、ＰＶＡの場合は２０重量％／炭酸カルシウムｇ（炭酸カルシウム１００ｇに対して２０ｇ）、アクリルエマルジョンの場合は、１０重量％／炭酸カルシウムｇ（炭酸カルシウム１００ｇに対して１０ｇ）を添加し、また、分散剤は１重量％／炭酸カルシウムｇ（炭酸カルシウム１００ｇに対して１ｇ）を添加することにより、スラリーを調製した。
ＷＡ３２０の４０％溶液を使用する場合の炭酸カルシウムスラリー調合表は表７の通りである。
【表７】

含浸後の遮音用含浸不織布の目付け量ｇ／ｍ^２は表７の通りである。
【表８】

【００１９】
図３は、遮音用含浸不織布の１／３オクターブバンドの周波数ＶＳ透過損失の特性図表である。この透過損失の測定は、ＪＩＳ　Ａ　１４０９によるが、試験体が１０ｍ^２ではなく、１０ｃｍ^２でおこなったっものである。図４は測定室の平面図であり、スピーカ２０とマイクロフォン３１〜３６が配置され、遮音用含浸不織布１の試験体が各部屋の壁に配置される。
【００２０】
図５は、遮音用含浸不織布の１／３オクターブバンドの周波数ＶＳ吸音率の特性図表である。この吸音率の測定は、ＪＩＳ　Ａ　１４１６（残響室吸音）によるが、試験体が１０ｍ^２ではなく、１０ｃｍ^２でおこなったっものである。図６は測定室の平面図であり、スピーカ４０とマイクロフォン５１〜５３が配置され、測定室の床に遮音用含浸不織布１の試験体が配置される。
【００２１】
以上説明した遮音用含浸不織布によれば、炭酸カルシウム等を含むスラリーを不織布の片面に含浸させるだけであるので、ファイバをプレスして硬質層を製造する必要がなく、２つの層を貼りあわせる必要もなく、接着剤が不要であり、１工程で製造できる。したがって、コストが激減し、製造時間も短縮できるので、大量生産が可能となるのである。
【００２２】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲に於て、技術の付加、置換、転換、削除、改変、拡張等を施すことが出来るものであり、それらの改変等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。例えば、スラリーを起泡させ、泡状スラリーとし、圧力を加えて不織布の片面に含浸させることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１又は２記載の発明によれば、炭酸カルシウム等を含むスラリーを不織布の片面に含浸させるだけであるので、ファイバをプレスして硬質層を製造する必要がなく、２つの層を貼りあわせる必要もなく、接着剤が不要であり、１工程で製造できる。したがって、コストが激減し、製造時間も短縮できるので、大量生産が可能となるのである。本発明の車両用遮音材に与える工業的利用価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の遮音用不織布の斜視図である。
【図２】（ａ）は塗布法による遮音用不織布の製造方法を示す説明図、（ｂ）は吸い上げ法による遮音用不織布の製造方法を示す説明図である。
【図３】遮音用不織布の周波数ＶＳ透過損失を示す図表である。
【図４】透過損失の測定装置の平面図である。
【図５】遮音用不織布の周波数ＶＳ吸音率を示す図表である。
【図６】吸音率の測定装置の平面図である。
【符号の説明】
１…遮音用含浸不織布　３…含浸層　５…非含浸層
９…スラリー　１０…ローラ　２０…スピーカ
３１〜３６…マイクロフォン　４０…スピーカ
５１〜５３…マイクロフォン

Claims

かさ比重０．０２〜０．２、厚み２０〜５０ｍｍの不織布の片側面から炭酸カルシウム、酸化鉄、フライアッシュ又は硫酸バリウム等の無機粉末を含有するスラリーを含浸させて形成した含浸層を有し、該含浸層のかさ比重を０．１〜１．８、厚み２〜５ｍｍとすることを特徴とする遮音用含浸不織布。
かさ比重０．０２〜０．２、厚み２０〜５０ｍｍの不織布の片側面から、炭酸カルシウム、酸化鉄、フライアッシュ又は硫酸バリウム等の無機粉末を含有する固形分濃度３〜３０体積％で、前記無機粉末に対しバインダーを５〜２０重量％含有するスラリーを含浸させ、該含浸層を乾燥させ、該含浸層のかさ比重を０．１〜１．８、厚み２〜５ｍｍとすることを特徴とする遮音用含浸不織布。
かさ比重０．０２〜０．２、厚み２０〜５０ｍｍの不織布の片側面から炭酸カルシウム、酸化鉄、フライアッシュ又は硫酸バリウム等の無機粉末を含有するスラリーを含浸させ、
該含浸層を乾燥させ、
該含浸層のかさ比重を０．１〜１．８、厚み２〜５ｍｍとすることを特徴とする遮音用含浸不織布。