JP2006528578A - 防音用複合部材 - Google Patents

Abstract

本発明は、重量層(7)と、連続気孔弾性吸収材料で作成された少なくともひとつの吸収層(8)とを備えた、特に自動車用の防音用複合部材に関する。上記重量層(7)上には、該重量層の材料で作成された複数の薄壁部(9)が成形されており、且つ、上記薄壁部(9)を形成する上記下張り材料は上記吸収層(8)内へと及び／又は該吸収層を貫通してプレス加工される。上記各薄壁部(9)は上記吸収層(8)を、該各薄壁部(9)に関してクッションの如く突出する異なるサイズ及び異なる厚みの複数の吸収領域(11)へと分割する。上記複合部材は好適には自動車の床部カバーとして実施可能であり、上記吸収層は、下側に位置する車体板金における例えば凹所などの構造関連の高度差を均等化する。

Description

本発明は、重量層と、連続気孔弾性吸収材料から作成された少なくとも１つの層とを備えて成る、特に自動車用の防音用複合部材に関する。

関連技術においては、音を吸収する複合部材を製造する複数の異なる方法が知られている。多くの場合に上記複合部材は、その設置箇所の形状に適合される。このことは特に、自動車の床部の輪郭形状に適合されるべきカーペット部材に当てはまる。

たとえばEP 0 169 627 A2には自動車用に成形された発泡体製の裏当てを有するカーペットを製造する方法が開示されており、その場合に重量層を有するカーペット薄寸製品は、車体形状に対応する形状であり、結果として、所定箇所にては軟質発泡体により背面が部分的に発泡体とされている。この場合に上記軟質発泡体は、車体床部の輪郭形状に対応して異なる厚みのクッションを形成する。

DE 40 38 015 A1は自動車用のライニング部材を製造する方法を記述しており、その場合に重量層は、特にカーペット製品である平坦なカバー部材のカバー層の背面上における成形型内へと重量層コンパウンドとして注入もしくは噴射される。この場合に上記重量層コンパウンドは、局所的に異なる音響的要件に従い、異なる厚み及び対応して異なる面積重量にて上記カバー部材上へと注入もしくは噴射される。

EP 0 249 939 A2からは、熱的絶縁体として使用される多層成形部材が公知である。該公知の成形部材は熱可塑性樹脂と弾性的発泡体層とから作成された本体を有し、該本体上へと複数の薄壁部(web)が成形される。上記各薄壁部は上記本体と同一の材料で作成され、該各薄壁部の材料は上記発泡体層を貫通してプレス加工される。記述かつ説明された代表的実施例においては、上記発泡体層の厚みが上記本体の各薄壁部の高さに対応するか、又は、各薄壁部の高さは上記発泡体層の厚みより大きい。

本発明は、冒頭にて引用された種類の防音用複合部材であって、自動車に対する床部カバーとして特に適切であると共に、コスト効率的な製造能力を以て特定の設置箇所の輪郭形状に適合され、また吸収層は、基材として使用される車体の板金にプレス加工される例えば凹所などの構造関連の高度差を均等化するという防音用複合部材を特定するという目的に基づいている。

この目的は、請求項１の特徴を有する防音用複合部材により達成される。

本発明に係る複合部材は、重量層と、連続気孔弾性吸収材料で作成された少なくとも１つの吸収層とを有する。上記重量層上には、該重量層の材料で作成された複数の薄壁部が成形される。上記薄壁部を形成する上記重量層材料は上記吸収層内へと及び／又は該吸収層を貫通してプレス加工される。上記各薄壁部は上記吸収層を、該各薄壁部に関してクッションの如く突出する異なるサイズ及び異なる厚みの複数の吸収領域へと分割する。

本発明に係る上記複合部材は、上記重量層の成形と、弾性的な連続気孔吸収層で作成された少なくとも１つの吸収層に対する該重量層の接続とが、一度の加工サイクルだけで実施されるという利点を有する。本発明の更なる利点は、上記各薄壁部の高さ及び幅が、成形プレス金型の対応設計態様により容易に変更され得ることである。たとえば、自動車の床部板金における高度差は、異なる薄壁部高さにより非常に良好に均等化され得る。また上記連続気孔吸収層を均一厚みとしても高さ均等化は付加的に実現される、と言うのも、上記各薄壁部の相互に対する間隔又は各薄壁部により形成されるボックスのサイズが変更されるからである。この様にして、上記各薄壁部間の連続気孔弾性吸収層においては、異なる厚みの吸収クッションが生ずる。

更に本発明は、特に自動車に対するダッシュボード壁部及び床部ライニングなどの比較的に大寸で音響的に効果的なライニングを比較的にコスト効率的に製造する可能性を提供する。と言うのも本発明に係る上記複合部材を製造するために適用される流動成形又は樹脂トランスファ成形によれば、射出成形においては特に例えば複雑に構成された射出成形型が使用されるときにのみ及び／又は可塑性コンパウンドの流動挙動を改善する添加剤が適用されるときにのみ、困難性を以てのみ製造され得るという比較的に大面積の重量層が、特に熱可塑性エラストマなどの塑性化可能な可塑性コンパウンドからさえも製造され得るからである。その一方で、本発明に係る上記複合部材を製造するために必要とされるプレス加工金型は、比較的に単純に構成されることから、対応してコスト効率的に実現され得る。本発明に係る上記複合部材の上記重量層は、この場合、それが異なる厚みの領域を有する如き様式で成形され得る。これに加え、本発明に係る上記複合部材に依れば、その重量層は、本質的に無駄なく且つ材料を節約して製造され得る。

本発明の好適かつ有用な実施例は、従属請求項において特定される。
以下において本発明は幾つかの代表的実施例を示す図面に基づいて相当に詳細に説明される。

図１、図３及び図５において、夫々の場合において本発明に係る複合部材を製造する成形プレスであって残部はそれほど詳細には示されないという成形プレスからの下側成形金型(下側金型)は１により表され且つ上側成形金型(上側金型)は２により表される。上側金型２及び／又は下側金型１は、(不図示の)加熱デバイス及び／又は(不図示の)冷却デバイスを備え得る。

下側金型１は、突き合わせ用周縁部４により画成される成形型キャビティ３を含む。上側金型２は、僅かな遊びを以て該金型がキャビティ３内へと没入され得る如き様式で設計される。キャビティ３内に没入される上側金型２の部分は、複数の薄壁部を夫々が成形する複数の凹所５を有する。

更に、各凹所５は相互に対して異なる距離に置かれることが理解され得る。各凹所５の少なくとも一部は、リング形状又はフレーム形状で、相互に対して侵入する。対応して、各凹所５は異なるサイズのプレス加工パネル６を画成する。以下において相当に詳細に説明される如くプレス加工パネル６及び／又は凹所５の位置決め、形状化及び寸法設定は、上記成形プレスを用いて製造されるべき複合部材の設置箇所における音響的基準に従い且つ幾何学的条件に適合して実施される。

図１、図３及び図５に示された成形型１、２を用いると、異なる防音用複合部材が製造され得る。この場合に上記各複合部材は、少なくともひとつの重量層７と、連続気孔弾性吸収材料で作成された少なくとも１つの層８とを有し、上記重量層７上には、該重量層７と一体片となるべく該重量層の材料で形成された薄壁部９が成形される。重量層７は本質的に平坦に且つ本質的に連続的にすなわち中断されずに形成される。

下側金型１の開放キャビティ３内には、溶融物適用成形方法(melt application molding method)により重量層材料が塑性化コンパウンド10として導入される。上記重量層材料は、好適にはPE-EVA(ポリエチレン／エチレン酢酸ビニル)又は熱可塑性エラストマ(TPE)であるという高度に充填された可塑性コンパウンドである。特に、65％までのエチレン−プロピレン[ジエン]ゴム(EP[D]M)が取入れられたポリプロピレンから成る熱可塑性のポリオレフィン・エラストマTPO又はTPVが使用され得る。更に、TPS(スチレンTPE)型の熱可塑性エラストマもまた良好に適している。

可塑性コンパウンド10の塑性化は、(不図示の)押出しデバイスを用いて実施される。上記塑性化コンパウンドはバッチ式に回分計量されるが、各バッチは本質的に、製造されるべき重量層７の体積に厳密に対応している。故に重量層７は、構成要素に特有の重量層材料体積を導入することにより、無駄なく製造される。キャビティ３の複数の特定箇所にて異なる組成を有する重量層コンパウンド成分を導入することは、本発明の有効範囲内である。この場合、上記重量層コンパウンド成分は特に充填剤成分に関して異なることから、該コンパウンド成分から製造された重量層7は最終的に異なる密度及び／又は面積重量の領域を有する。

引き続き、キャビティ３内に導入された重量層コンパウンド10上には、連続気孔弾性吸収層(ノイズ減衰層)８が布置される。吸収層８は好適には、４kPa以上の圧縮硬さσ_d40と、(50％の先行圧縮及び70℃での72時間の保存時における)３〜６％の範囲の永久歪みとを有する連続気孔発泡体で作成される。斯かる発泡体層は高い復元能力を有しているが、このことは、成形プレス処置を完了した後において可能的な最大の吸収体体積を達成する上で有用である。圧縮硬さσ_d40は、40％の変形に対して必要な圧力／張力であると理解される(DIN EN ISO 3386-1/2を参照)。永久歪みは、DIN EN ISO 1856に規定されている。故に、25mm厚みの50mm×50mm×25mmの直方体は、標準的な状況にて即ち70℃にて72時間だけ鋼鉄プレート間で50又は75％だけ圧縮されて保存される。永久歪みは、応力緩和後に残る百分率単位の塑性変形成分(残存変形)である。

吸収層８は好適には、ポリエーテル型で連続気孔の軟質弾性ＰＵＲ発泡体である。たとえばそれは、10〜50mmの初期層厚みを有する。吸収層８は、単一層又は多層として作成され得る。特にそれは、スパンボンドされた不織材料の如き不織材料により外側被覆される。

吸収層８は、プレート形状のブランク又は射出成形発泡部材の形態で、上記重量層コンパウンド上に布置される。この布置は好適には、ロボットを用いて実施される。代替的に吸収層８は、複数個のブランク及び／又は射出成形発泡部材からも作成され得る。単一もしくは複数のブランク及び／又は単一もしくは複数の射出成形発泡部材は、成形型１、２の閉成時に下側金型1の突き合わせ用縁部４上で吸収材料が全く切り捨てられないという様式で寸法設定されることから、操作は全体的に無駄なく実施され得る。

上記プレスを閉成することにより塑性化下張り材料10は、流動し乍ら重量層７の形状へとキャビティ３内でプレス加工され、且つ、吸収層８において該吸収層８内へと且つ／又は該吸収層を貫通して、プレス加工された薄壁部９を形成する(図２を参照)。対照的に、隆起されたプレス加工パネル６の領域において下張り材料10は吸収層８内へと僅かだけ貫通することから、其処では、概略的に重量層７及び吸収層８の各表面に制限された材料結合が生ずる。上記弾性吸収材料又は発泡体の比較的に高い復元能力によれば、成形型１、２の開放の後で、完成された複合部材12の各薄壁部９間にクッション状領域11が確実に生成される。

図１に示された各成形型において、各薄壁部９を形成する凹所５は本質的に等しい深度及び等しい幅で形成される。対応して、本質的に等しい高さ及び等しい幅である各薄壁部９が一体片として自身上に作成された重量層７が生成される。各凹所５は、故に各薄壁部９は、好適にはグリッド(格子)状に作成されることから、それらは、たとえば三角形及び／又は矩形、特に正方形などの多角形として作成されるボックスを画成する。

特に図２において理解され得る如く、重量層コンパウンド10と共に圧縮された吸収層８は最初は本質的に均一厚みを有していたが、該吸収層８から成るクッション状領域11は異なる厚みを有する。クッション状吸収領域11(吸収細片及び／又は吸収領域)の厚みは、各凹所５又は各薄壁部９の間隔の関数である。各薄壁部９により形成される間隔又はボックスが大きいほどクッション状領域11は厚寸であり、最大厚みは、圧縮の以前における吸収層８の最初の厚みに対応する。

各薄壁部９に関してクッションの如く突出する吸収領域11は厚みが異なるだけでなく、それらはまた異なる圧縮度及び／又は流動抵抗を有する。各薄壁部９が相互から比較的に狭い間隔で位置された領域において吸収層８は更に圧迫されることから、該吸収層８は、各薄壁部９が相互から更に大きな間隔で位置された領域よりも更に強く圧縮される。吸収層８が可能的にその初期厚みに戻り得る場所にて、該吸収層８は最も低い圧縮度を有することから、最も低い流動抵抗を有する。故に、各薄壁部９に関してクッションの如く突出すると共に異なるサイズ及び厚みである吸収領域11を作成すると、上記複合材料は下側に位置する車体板金の高度差及び／又は凹所に対して幾何学的に適合し得るだけでなく、該薄壁部に接続された吸収層８の圧縮度及び／又は流動抵抗の局所的変動により、吸音の帯域幅も局所的に異なる様に設定され得る。

図３及び図４に示された代表的実施例において各凹所５又は各薄壁部９は相互から異なる距離であるだけでなく、各凹所５は付加的に異なる深度を有し且つ各薄壁部９は対応して異なる高さを有する。薄壁部の高さはたとえば、３〜70mmの範囲とされ得る。ここでも各凹所５は、故に各薄壁部９は、好適には格子の如く作成される。凹所５の深度は、吸収層８の初期厚み(開始厚み)より浅い。

異なる薄壁部高さの実現及び／又は異なる厚みの吸収領域11の実現により、本発明に係る複合部材12は設置箇所の幾何学的輪郭形状に対して適合され得る。

更に、重量層７において異なる厚み及び／又は密度の領域を実現することは本発明の有効範囲内である。これは、図５及び図６において一例として示される。各凹所５により分割されたプレス加工パネル６は夫々キャビティ３の方向に異なる距離で突出することが理解され得る。此処でもプレス加工パネル６は異なるサイズで作成され、特定のプレス加工パネル６'は本質的に水平なプレス加工領域を有し且つ他のプレス加工パネル６"はそれに対し傾斜して延在するプレス加工領域を有する。更に、各凹所５は異なる深度ならびに異なる幅を有することが理解され得る。重量層７の局所的な厚み及び／又は密度は、複合部材12'の設置箇所における音響的要件の関数として選択される。

本発明に係る複合部材12、12'はたとえば、自動車のダッシュボード壁部のライニングとして実施され得る。別の好適な用途は、自動車の床部ライニングとしての用途である。いずれの場合にも重量層７は、吸収層８から離間する方を向く側にて、特に発泡体層、不織材料層及び／又はカーペット製品などの、更なる吸収層13により被覆され得る。

好適な代表的実施例において重量層７は、吸収層８から離間する方を向く側にて、更なる吸音発泡体層13と、それに接続されたカーペット製品14とを備える。この場合、発泡体層13に対するカーペット製品14の接続は音響的に開放されて実現される。該接続はたとえば接着剤結合から成り得ると共に、接着剤はカーペットの背面に対してネット形状で塗付される。故に、吸収されるべき音響は、流通自由なカーペット製品と接着剤ネットの開放メッシュとを貫通して発泡体層13内に至る。この場合に接着剤は好適には、セラミック微小体及び／又は中空微小体を含有する。この種の微小体は、成形されたカーペット製品を補強すべく使用される。中空微小体はこの場合に比較的に軽量であり、内部に囲繞された空気の故に音響的に効果的である。

この種の複合部材12を製造するためには先ず、背面に連続気孔弾性吸収層13を有するカーペット製品14が、その装飾側を下方に向けて成形プレスのキャビティ３内に布置される。吸収層13は、たとえば４〜10mmの範囲の厚みを有し得る。次に、この吸収層13に対しては、押出されたPE-EVAなどの特定体積の重量層コンパウンド10が溶融物適用成形方法により適用され、引き続きその上に、10〜50mmの範囲の厚みを有する第２の吸収層８が上述された如く布置される。２つの吸収層８、13は好適には、圧縮硬さσ_d40及び永久歪みに対して上記で特定された値を有するポリエーテル型の軟質弾性ＰＵＲ発泡体から成る。最後に、材料層８、10、14及び13は上記成形プレス内で一体的にプレス加工され、重量層材料10は、プレス加工されて重量層７の形状となると同時に流動し、第２吸収層８内へと及び／又は該第２吸収層を貫通して、プレス加工された薄壁部９を形成する(図１〜図６を参照)。

図７は本発明に従い構成されたカーペットの底部を示しており、各薄壁部９により形成されたリブ構造をより良く示すために第２吸収層８は大部分が省略されている。上記カーペットにおいては谷形状のインプレッション15が形成され、これはたとえば変速機用の横坑などに対して該カーペットを適合するために用いられる。特に、重量層７の各薄壁部９は異なる高さを有することが理解され得る。異なる薄壁部高さは、上記カーペット構造物を車両の床部板金に対して適合させるために用いられる。

本発明の実施方式は、上述の代表的実施例に限られない。むしろ、相当に異なる設計態様を有するとしても添付の各請求項において特定された本発明の着想を利用する多数の変形例が想起可能である。故にたとえば、下側金型1のキャビティ３においては、重量層７の異なる厚み及び／又は密度の領域を形成するために突出部及び／又は凹所も作成され得る。更に成形型１、２に対してはピン状突出部と凹所とが夫々割当て可能であり、それらを使用し、防音用複合部材12、12'にはケーブル撚線、ホースラインなどを貫通案内するための開口及び／又はソケット形状インプレッションが作成され得る。

開成状態における成形プレスの下側成形型及び上側成形型の概略断面図である。 図１に係る成形プレスを用いて製造され得る防音用複合部材の概略断面図である。 開成状態における更なる成形プレスの下側成形型及び上側成形型の概略断面図である。 図３に係る成形プレスを用いて製造され得る防音用複合部材の概略断面図である。 開成状態における第3の成形プレスの下側成形型及び上側成形型の概略断面図である。 図５に係る成形プレスを用いて製造され得る防音用複合部材の概略断面図である。 本発明に係る自動車用のカーペット構造物の概略的斜視図である。

Claims (10)

1. 重量層(7)と、
   連続気孔弾性吸収材料で作成された少なくとも１つの吸収層(8)とを備え、
   上記重量層(7)上には、この重量層の材料で作成された複数の薄壁部(9)が成形されており、且つ、
   上記薄壁部(9)を形成する上記重量層材料は上記吸収層(8)内へと及び／又はこの吸収層を貫通してプレス加工されている、
   特に自動車用の防音用の複合部材であって、
   上記各薄壁部(9)は上記吸収層(8)を、各薄壁部(9)に関してクッションの如く突出する異なるサイズ及び異なる厚みの複数の吸収領域(11)へと分割することを特徴とする、防音用複合部材。
2. 前記薄壁部(9)は異なる高さ及び／又は異なる幅の薄壁部からなることを特徴とする、請求項１記載の複合部材。
3. 前記重量層(7)は異なる厚み及び／又は密度の領域を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の複合部材。
4. 前記吸収層(8)はポリエーテル型のポリウレタン発泡体で作成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合部材。
5. 前記吸収層(8、13)は、４kPa以上の圧縮硬さ(σ_d40)と、50％の先行圧縮及び70℃での72時間の保存時における３〜６％の範囲の永久歪みとを有する発泡体で作成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合部材。
6. 前記重量層(7)は、前記吸収層(8)から離間する方向を向く側にて、更なる吸収層(13、14)により被覆されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合部材。
7. 前記更なる吸収層(13)は、発泡体層、不織材料層及び／又はカーペット製品(14)を備えることを特徴とする、請求項６記載の複合部材。
8. 前記重量層(7)は、更なる吸収層(13)と、この更なる吸収層が前記吸収層(8)から離間する方向を向く側にて該更なる吸収層に接続されたカーペット製品(14)とを備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合部材。
9. 前記更なる吸収層(13)に対する前記カーペット製品(14)の接続は音響的に開放して実施されることを特徴とする、請求項８記載の複合部材。
10. 前記カーペット製品(14)及び前記更なる吸収層(13)は相互に対して接着され、その接着剤はセラミック微小体及び／又は中空微小体を含有することを特徴とする、請求項８又は９に記載の複合部材。

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