JP2005519315A - 弾性−マスタイプの消音材 - Google Patents

Abstract

本発明は、とりわけ自動車車両に使用するための消音材に関するものである。消音材は重量ブロックと音響弾性層を有する。前記弾性層は、３デシテクスから７デシテクスのカールファイバと、前記カールファイバ間を保つための結合剤とを含む。本発明によれば、消音材は、弾性層がさらに０．１デシテクスから１デシテクスのマイクロファイバを有し、弾性層内のマイクロファイバの重量がカールファイバの重量の２５％から４００％であり、さらに、マイクロファイバの重量とカールファイバの重量が合わせて弾性層の重量の少なくとも３５％を占めるという特徴を有する。

Description

本発明は、消音材、特に自動車用車両に使用するための消音材に関する。

車両の騒音を消すためには多くの方法がすでに提案されている。特に、重いマスを形成する第１層と音響弾性体を形成する第２層とを重ね合わせた弾性−マスタイプ(TYPE MASSE-RESSORT)の複合体を使用する方法が知られている。重いマスは、気密性と高密度（一般に１５００Ｋｇ／ｍ³より高い）を有する粘着性である。このマスが、再利用天然ファイバと結合剤を含むフェルトで構成された弾性層を覆っている。

このような方法は、相対的に優れた消音特性と相対的に低いコストを有する。

ただし、車両の全質量に占めるこれら消音材の割合を考慮すると、メーカーは、車両の燃費を削減するために装置の質量の軽減を求めた。

さらに、文献ＥＰ−Ａ−０ ８８７４８３に記されているように、弾性層として、３デシテクスから７デシテクスまでのカールファイバを使用する方法が提案されている。カールファイバとは、双方向または三方向のうねりを有する非長方形ファイバを意味する。このような方法は、消音材の質量を著しく減少させることができるが、必ずしも高品質の消音、とりわけ遮音効果をもたらさない。

これらのさまざまな方法の不都合を解消するため、本発明の目的は、消音材の遮音性と重量の関係を最適化する新しい方法を提案することである。

そのために、本発明によれば、第２層はさらに、０．１デシテクスから１デシテクスの間のマイクロファイバを有し、弾性層内のマイクロファイバの重量は、カールファイバの重量の２５％から４００％とし、カールファイバに加えられたマイクロファイバの重量は、弾性層の重量の少なくとも３５％を占める。

このような方法の利点は、マイクロファイバおよびカールファイバが相対的に補完性を有し、広範囲の周波数について均質な結果を得るためのそれそぞれの効果を組み合わせることからなる。

実際に、本出願人は、一方では、カールファイバが、低周波数（４００Ｈｚ未満）および中周波数（４００Ｈｚから１０００Ｈｚ）において十分な遮音効果を保ちながらも、従来の技術に対して重量の大幅な軽減を可能にするが、逆に、高周波数（１０００Ｈｚ以上）での遮音は相対的に期待はずれになることを明らかにした。他方では、本出願人は、第２層にマイクロファイバを組み入れることによって、消音材の重量を著しく増大させることなく、高周波数遮音を大きく改善することができることに気づいた。

この消音材の音響吸収特性はさらに、可聴周波数レンジ全体にわたって、特に自動車車両に関する種々の騒音に対応する特性に対して十分なので、本発明の方法は、自動車車両の消音の分野におけるさまざまな用途について、特に、床、トランク、ダッシュボード、後部棚板、ドアパネルを覆うために、とりわけ適合することがわかった。したがって、従来の技術による方法に対して消音品質を低下させることなく、およそ５０％の重量軽減を行うことが可能である。

自動車分野における仕様書を考慮に入れると、弾性層内のマイクロファイバの重量が、カールファイバの重量の８０％から１２５％である時、とりわけ有利な特性が得られる。

本発明に合致した有利な特性に従って、製造工程を単純化し、その結果消音材の価格を低減するために、弾性層はさらに、結合剤を形成する二成分ファイバを有する。

二成分ファイバは通常使われているものでよい。ただし、万一に備えて、二成分ファイバとは、芯を被覆に囲まれ、その被覆は、芯のガラス転位温度より低い温度を有するファイバを意味する点に注意すべきである。このようにして、あらゆるファイバは、例えば、消音材が熱形成によって整形されるのと同時に互いに結びつけられる。

有利にも、二成分ファイバは１デシテクスから３デシテクスである。このようにして、二成分ファイバは、単にファイバ同士を結びつけることができるだけでなく、さらに消音材の高周波数における遮音特性を改良することができる。

本発明の有利な他の特徴は、カールファイバが中空であり、螺旋形である点に関するものである。

こうして、ファイバは、その中心に、直径数ミクロンの通路を有する「非接合型螺旋弾性体」の形をとる。ファイバは、優れた音響遮断効果を得るのにとりわけ適していることが明らかである。

本発明の補完的な特徴によれば、消音材のコストをさらに低減するために、弾性層は、第２層の重量の２５％から５０％を占める再利用ファイバで構成された、ほぐれたフェルトを含む。

コストと消音効果と重量との関係は、再利用ファイバのこうした割合について、最も好ましいものとなる。再利用ファイバのサイズがアトランダムに、広い範囲に拡がっている限りにおいて、再利用ファイバが占める割合が大きすぎると、周波数レンジ全体において、ハイレベルの音響吸収と遮断を行うことはもはや不可能である。

これらの条件において、消音品質と消音材の重量との間の最も有利な割合は、１０Ｋｇ／ｍ³から４０Ｋｇ／ｍ³の間の弾性層の密度について得られる。

再利用ファイバが主に木綿を含むことが望ましい。木綿のファイバのサイズの相対的に均質な配分は、とりわけ高周波数での優れた吸収特性を得るのに好ましい。

本発明の有利な他の特徴によれば、マイクロファイバは、合成または人工材料（セルロースのような、加工された天然材料）で実施され、再利用ファイバは天然である。

合成材料でできたファイバの製作は、とりわけ厳密な寸法特性を得ることを可能にするのに対して、天然の再利用ファイバは一般に、合成または人工の再利用ファイバよりも優れた防音品質を有する。

マイクロファイバとカールファイバは、特に、ポリエステル、アクリル、ポリアミドまたはポリプロピレンで実施することができるだろう。それらは第２層の中に均質に配分される。

以下の表は、テストされた２つの消音材の弾性層の特徴を明示している。

２５ミリメートルおよび３５ミリメートルの厚さと６００ｇ／ｍ²の重量でテストを行った。弾性層が、非再利用合成ファイバのみを、このテストの場合にはポリエステルのみを含むこれらの消音材は、弾性層が２倍の重量をもつフェノールフェルトで構成されている従来の消音材とほぼ同じ性能を示した。吸収力における効果がほんのわずか小さいだけである。言い換えれば、実際に、重量ゲインは５０％よりわずかに小さくなる可能性もある。

消音材２は、消音材１に比べて低周波数遮断においてはるかに優れた性能を有するが、その代わりに、高周波数遮断においては逆にわずかに効果が少なくなる。

非再利用合成または人工ファイバ（たとえばビスコース）とは、それらの特性、特に寸法特性を厳密にコントロールすることができるように、特別に製造されたファイバを意味する。それらを構成する材料は、反対に、プラスチック工業において一般的に実施されるような割合の再利用および再鋳造プラスチックを含むこともできる。

一般に、最良の消音特性をもたらした消音材は、以下の組成を有する。
マイクロファイバを３５％から４０％、
カールファイバを３５％から４０％、
結合剤を２４％から２８％。

上述の割合および本出願書中に記されたパーセンテージは質量の割合である。

試験はまた、再利用天然ファイバを含む第３の消音材について行われた。消音材３の弾性層は以下の特性を有する。
６．７デシテクスの中空螺旋状ファイバを１８％、
０．７デシテクスの微細ファイバを１７％、
再利用されたほぐされた木綿を３５％、
４．４デシテクスの二成分ファイバを３０％。

同じような厚さと密度に関する消音材３の消音特性は、消音材１および２よりわずかに低いが、ほぐされた木綿の場合には、およそ３分の１は再利用天然ファイバを使用することから、コストは少なくなる。

４．４デシテクス二成分ファイバを、２．２デシテクス二成分ファイバに置き換えるという点において（また、それらの質量の割合が２７％とわずかに小さくなることによって）第３の消音材と異なる第４の消音材は、周波数レンジ全体における吸収力と消音材の高周波数における遮断特性を改善することができた。

Claims (10)

1. 重いマスを形成する第１層と、音響弾性体を形成し、第１層によって覆われた第２層とを備えた、弾性−マスタイプの、とりわけ自動車のための消音材であって、前記弾性層は、３デシテクスから７デシテクスまでのカールファイバと、前記カールファイバの互いの間が保たれるような結合剤とを有し、
   弾性層が、さらに、０．１デシテクスから１デシテクスまでのマイクロファイバを有し、
   弾性層内のマイクロファイバの重量が、カールファイバの重量の２５％から４００％の間であり、
   マイクロファイバの重量とカールファイバの重量を合わせて、弾性層の重量の少なくとも３５％を占めることを特徴とする消音材。
2. 弾性層におけるマイクロファイバの重量が、カールファイバの重量の８０％から１２５％の間であることを特徴とする請求項１に記載の消音材。
3. 弾性層がさらに、結合剤を形成する二成分ファイバを有することを特徴とする請求項１または２に記載の消音材。
4. 二成分ファイバが１デシテクスから３デシテクスの間であることを特徴とする請求項３に記載の消音材。
5. カールファイバが中空で螺旋形であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の消音材。
6. 弾性層が、弾性層の重量の２５％から５０％を占める再利用されたファイバで構成されたほぐれたフェルトを含むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の消音材。
7. 再利用されたファイバが主に木綿を含むことを特徴とする請求項６に記載の消音材。
8. 弾性層が１０Ｋｇ／ｍ³から４０Ｋｇ／ｍ³までの密度を有することを特徴とする請求項６または７に記載の消音材。
9. マイクロファイバとカールファイバが、合成材料製であり、再利用されたファイバが天然であることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の消音材。
10. 弾性層が、
    マイクロファイバを３５％から４０％、
    カールファイバを３５％から４０％、
    結合剤を２４％から２８％
    の質量割合で含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の消音材。