JP2007513828A

JP2007513828A - 音響吸収可能な防熱

Info

Publication number: JP2007513828A
Application number: JP2006543387A
Authority: JP
Inventors: ブレメリンク，ハインツ
Original assignee: カーコースティクステックセンターゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2004-10-30
Publication date: 2007-05-31
Also published as: CN1745004A; ZA200602709B; EP1692012A1; PT1692012E; MXPA05008175A; DE502004007174D1; ATE395216T1; WO2005061280A1; US20070122568A1; EP1692012B1; DE20319319U1; ES2305869T3; CN100408379C

Abstract

本発明は、特には自動車用の音響的に有効な防熱で且つ特には、アルミニウムにより製作された少なくとも２つの金属製箔を有する、防熱であって、金属製箔が複数のノブ状のエンボス点を有しており更に金属製箔の少なくとも１つにはミシン目穴が開けられる、防熱に関する。ミシン目穴が開けられた金属製箔は、0.05から0.9ｍｍの範囲にある平均穴直径を有する複数の穴を具備する。前記穴は、金属製箔において、ｃｍ²当り少なくとも１５個の穴の密度で形成され、更にミシン目穴が開けられた金属製箔は、120℃以上で加熱することにより活性化可能である接着層を、一方の側部に具備しており、接着層は適切にミシン目穴が開けられる。金属製箔は、50から200μｍの範囲にある厚みを有していて、支持なし構造を形成する。該支持なし構造は特には、３つ以下の接着剤被覆金属製箔により構成されても良い。本発明の実施の形態において、支持なし構造は、２つの金属製箔及び音響吸収材料により形成された挿入層から形成される。

Description

本発明は、音響的に効果のある防熱（熱遮断）、特には自動車用の防熱であって、アルミニウム製であることが好ましい、少なくとも２つの金属製箔を有する、防熱に係り、各金属製箔は、ノブ（取っ手）状のエンボスの（浮き彫りされた）複数の点を有しており、そこでは、前記金属製箔の少なくとも１つはミシン目穴が開けられている。

お互いに接合された少なくとも２つのアルミニウム箔から製作された音響吸収性防熱（熱遮断）であって、それの少なくとも１つの箔が複数のノブ（取っ手）と裂け目を有する、音響吸収性防熱（熱遮断）が、欧州特許第EP1 149 233B1により既知である。裂け目は、ノブが浮き彫り加工（エンボス）される場合に、アルミニウム箔の弾性的閾値を超えることにより生成されて、裂け目が形成される。アルミニウム箔をお互いに接合するために、それらのエッジ（角部）は、共に冷間溶着される。しかし、支持金属シートを有する箔接合を追加することが、欧州特許EP1 149 233B1において暗示されるので、この箔接合の構造的強度は、正当な改善のように思われる。

防熱はまた、ドイツ特許出願第DE198 25 762A1により知られており、この文献は、三次元プレス（加圧）成形式多層金属製箔構造を含む。防熱は、少なくとも３層の積層式アルミニウム箔により製作される。アルミニウム箔の少なくとも２つは、0.15ｍｍ以下の厚みを有する。アルミニウム箔は、積層されたアルミニウム箔間に空間が保持されることを確保するために、複数のノブ状のエンボスメント（浮き彫り模様）を有する。この防熱は、音響スクリーン（幕）としても同様に使用することが意図される。しかし、その音響吸収能力は、不満足なものである。

本発明における目的は、自動車の高温区域における使用のための防熱（熱遮断）であって、改善された音響吸収能力を有していて且つ支持金属シートの使用なしでも高い構造的強度を有する、防熱を提供することである。

この目的は、請求項１の形態を有する防熱及び請求項７の形態を有する防熱により実現される。

本発明に係る防熱は、好適にはアルミニウム箔である、少なくとも１つの金属製箔により形成されており、各前記金属製箔は、複数のノブ状のエンボス点（７，８）を有しており、更に金属製箔の少なくとも１つのは、ミシン目穴が開けられる。ミシン目穴が開けられた金属製箔は、0.05から0.9ｍｍの範囲にある平均穴直径を有する複数の穴を有する。前記穴は、ｃｍ²当り少なくとも１５個の穴の密度で、金属製箔において形成されており、ミシン目穴が開けられた金属製箔は、120℃以上で活性化可能である接着層を、一方の側部に、好適にはそれの全表面にわたって具備しており、更に接着層は対応するようにミシン目穴が開けられる。50から200μｍの範囲にある厚みを有する、金属製箔は、自己支持式複合体を形成する。

この自己支持式複合体は、特には、３つ以下の接着剤被覆された金属製箔により形成可能である。

同様に好適な変形形態において、音響吸収材料により製作された少なくとも１つの層が、少なくとも２つの金属製箔の間に配置されており、そこでは前記層は、金属製箔を有する自己支持型複合体を形成することが、提供される。

本発明は、自動車の高温区域用の防熱を提供しており、その防熱は、従来の自動車用防熱に比べて、著しく改善された音響吸収能力を実証する。さもなければ標準で使用される、支持金属シート無しでさえも、本発明による防熱は高い構造的強度を有する。

本発明に従がう防熱のより以上に好適で有利な実施の形態は、従属請求項に開示される。

本発明は、その幾つかの実施の形態を示す図面を参照して以下でより詳細に説明される。

図１は、微細ミシン目穴が開けられていて且つ浮き彫りされた（エンボスの）金属製箔の３つの積層された層１，２，３を示す。３つの層又は部分は、より以上には図示されない防熱を形成する。防熱は、支持金属シ−トを有さず、従来の防熱において適切な曲剛性及び強度を実現するのに一般的なものである。本発明による防熱において使用される金属製箔は、アルミニウム箔であることが好ましい。金属又はアルミニウム箔の厚みは、５０から２００μｍの範囲にあり、各単体の厚みは約９０μｍである。しかし、アルミニウム箔はまた、異なる厚みであっても良い。微細ミシン目穴が開けられていて且つ浮き彫りされた（エンボスの）金属又はアルミニウム箔の３つの層１，２，３により形成される複合体は、４から５ｍｍの範囲にある全体厚みを有する。

３つの金属又はアルミニウム箔の各々は、それの一方の側部の全体表面にわたって接着層４，５，６を具備しており、その接着層４，５，６は、120℃以上、好適には150℃以上で活性化可能であり、更に対応するようにミシン目穴が開けられている。

金属製箔の微細ミシン目穴は、0.05から0.9ｍｍの範囲の平均穴直径を有する複数の穴により形成される。穴は、金属製箔においてｃｍ²（平方センチメータ）当り少なくとも１５個の穴密度で配置される。穴密度は、ｃｍ²（平方センチメータ）当り少なくとも２０個の穴であることが好ましい。

接着層が被覆された金属製箔のミシン目穴は、金属製箔の被覆されない側から開けられるので、各凹状窪みを囲んでいて且つ金属製箔から離れて盛り上がる、材料の肩部は、接着層の側にある。

３つの金属製箔は、２つの金属製箔が各々、少なくとも１つの接着層４，５又は６による材料手段により、共に接合されるような状態で配置される。防熱の２つの外側側部の少なくとも１つの側部、好適には両方の外側側部は、接着層を具備しない。接着層４，５，６の厚みは、約２０から３０μｍであるので、接着層が被覆された金属製箔の全体厚みは、例えば110から120μｍである。硬化後に、接着層４，５，６は、高温に暴露されても良い。それは、ポリエステル接着剤及び／又はポリウレタン接着剤により製作されることが好ましい。

金属製箔は、浮き彫り（エンボス）加工され、各々は複数のノブ状のエンボス（浮き彫りされた）点７，８を有する。図１に示される実施の形態において、個々のエンボス（浮き彫りされた）点又はノブ７，８は、基本的にドーム（丸天井）形状である。ノブ状のエンボス（浮き彫りされた）点７，８は、金属製箔に、ｄｍ²（平方デシメートル）当り、少なくとも100、好適には少なくとも150エンボス点の密度で形成される。エンボス点又はノブ７，８はまた、ドーム形状（球キャップ形状）の代わりに１つ以上の別の形状を有しても良い。切頭体、ピラミッド（錐）、菱形、立方体、又は円筒形である、エンボス点又はノブは、特に適切である。

エンボス点又はノブ７，８は、幾つかの機能を有する。先ず、それらは、間隔要素として機能して、２つの隣接する金属箔間に空気間隙（ギャップ）９，１０を形成する。空気間隙９，１０は特に、防熱（熱遮断）効果を有する。第２に、エンボス点又はノブ７，８は、所望の音響吸収の目的に好適なそれぞれの金属製フィルム（膜）の表面を増大するように作用する。中位程度の高音周波数において、金属製箔間の空気間隙９又は１０は、音響バネ−質量システム（装置）において弾性バネとして作用する。防熱の音響吸収効果はまた、その金属製箔の微細ミシン目穴により促進される。騒音は、特には金属製箔の小穴における摩擦の効果を介して、減衰される。第３に、エンボス点又はノブ７，８は、金属製箔の曲剛性を増大するので、従って更に、金属製箔の構造的強度を増大させる。金属製箔の曲剛性及び従って防熱の構造的強度は、それぞれ接着層４，５，６により特に増大される。

微細ミシン目穴の開けられた１つ又は複数の金属製箔は、複数のノブ形状のエンボス側面形状をそれのマントル（暖炉棚状）表面に有する、少なくとも一式のエンボスローラー（図示されない）を介して、浮き彫り加工（エンボス）される。これらのエンボス側面形状は、エンボスローラーのマントル表面において格子（グリッド）状態に配置されることが好ましく、それぞれのローラーにおける２つのエンボス側面形状間の距離は、エンボス側面形状が対の対向する（カウンター）ローラーにおける対応する間隙（クリアランス）内において、エンボスローラーにおけるエンボス側面形状をお互いに当接可能にすることなしで、浸漬可能であるように選択される。対のエンボスローラー間の金型（ダイ）間隙の幅は、１つのエンボスローラーにおけるエンボス側面の先端が、それぞれの対向する（カウンター）ローラーのローラー表面に接触しないように選択される。このようにして、対のエンボスローラーがお互いに当接せず、事前に金属製箔に形成された微細ミシン目穴の小孔が、エンボス点又はノブ７，８が製造される時に、圧縮されず、再度閉じられないことが確保される。

図１に示される実施の形態において、金属製箔の３つの層は、頂部の層１において下方向を向くエンボス点８が、中央の層２において上方向を向く、エンボス点７と一致するように配置される。従って、下方向を向く中央の層２におけるエンボス点８は、底部の層３において上方向を向くエンボス点７と一致する。

図示されない本発明による防熱の変形形態に従がい、それぞれの金属製箔のエンボス点が、直ぐ隣の金属製箔間の所望の空気間隙９又は１０の形成を妨げる、隣接する金属製箔における対応するエンボス点に係合しないことを確保するために、２つの隣り合う金属製箔は、一方の金属製箔が、もう一方の金属製箔に比べて異なるエンボスパターン（模様）を有するような状態で、異なるエンボスパターンを有しても良い。特には、隣り合う金属製箔が異なる状態でエンボス（浮き彫り）されても良く、従って一方の金属製箔におけるノブ状のエンボス点の少なくとも幾つかのものの各々が、もう一方の金属製箔におけるノブ状エンボス点に比べてより大きな直径を有する。

図２は、本発明による防熱の別の実施の形態を示す。この場合においても、防熱は、支持金属シートを装備しない。それが、対応するように微細ミシン目穴開けされていて且つ浮き彫り（エンボス）された、金属又はアルミニウム箔の２つの層１，３だけにより製作されており、そこでは、精密に穴開けされた音響吸収材料の層２’が、これらの２つの層１，３の間に配置されることにおいて、図２の実施の形態は図１の防熱と異なる。音響吸収材料から製作された層２’は、200から1200ｇ／ｍ²の範囲の単位面積当りの質量を有し、更には250から1000ｇ／ｍ²の範囲の単位面積当りの質量を有することが好ましい。音響吸収材料は、繊維状ウェッブ（織物状）材料により製作されており、ポリエステル繊維状ウェッブ材料及び／又は天然ウェッブ材料により製作されることが好ましい。繊維状ウェッブ材料は、高温溶融（hotmelt）接着繊維、特には二成分式（バイコンポーネント）高温溶融接着繊維を１０から３０重量％で含むことが好ましい。高温溶融接着繊維は、材料複合体の強度を向上させる。微細ミシン目穴開けされていて且つ浮き彫り（エンボス）された、金属又はアルミニウム箔１，３は、それらのそれぞれの接着層を介してそれらの間に配置される、層２’を有する材料手段により接合される。金属又はアルミニウム箔１，３及び微細穴が開けられた層２’によりこのように形成された複合体は、約５から２０ｍｍの範囲の総厚みを有する。

以下において、本発明による防熱の製造が、図３から５を参照して説明される。図３は、防熱を製造するための装置の図式的図面である。装置は、例えば、チェーンコンベア、ベルトコンベア又は同等品等の２つの間歇（インデックス）式駆動の無端（無限軌道又はエンドレス）式コンベア１１及び１２を具備する、材料輸送デバイス（装置）を具備する。２つの無端式コンベア１１，１２は、一方が他方の上にあるように配置される。駆動ローラー１３及び１４は、反対の方向で駆動されるので、無端式チェーン又は無端式ベルトは、同じ方向で移動する。

熱的に活性化可能な接着剤の層を一方の側に具備していて且つ微細ミシン目穴開けされていて且つ浮き彫り（エンボス）された、アルミニウム箔の３つの層１，２，３、又は同様なアルミニウム箔の２つの層１，３及び微細孔の音響吸収材料の中間層２’は、供給ロールからくり出される。アルミニウム箔１，２，３又は、１，３及び微細孔の音響吸収材料の中間層２’は、材料輸送デバイスまで供給されて、適切な場合、無端ベルトの無端チェーン間のエッジ（縁部）においてクランプ（締結）され、及び／又は固定手段により（図示されない）、それのエッジ（縁部）に取り付けられる。

事前加熱（予熱）及び積層（laminating）ステーション１５は、材料輸送デバイスの第１の部分に割り当てられ、例えば、無端式コンベアの上及び下に配置された放射線ヒータの形で、加熱デバイス（装置）１６，１７が備えられる。事前加熱及び積層ステーション１５において、それぞれのアルミニウム箔１，２，３又は１，３の熱活性化接着剤層、及び適用可能な場合、中間層２’に含まれる高温溶融接着繊維は、活性化されるか又は溶融され、その結果、３つの層１，２，３又は１，２’，３は、材料手段により共に接合される。

事前加熱及び積層ステーション１５は、供給された材料帯部から製作される防熱の寸法に事前切断部分を可能な限り適合させる、横断切断デバイス（装置）１８の下流に配置される。お互いに対して接近及び離間が可能である、幾つかの成形ツール（工具）であって、三次元形状の防熱を形成するための少なくとも第１の成形ツール（工具）１９と、防熱のエッジ（角部）を整えるためで且つ対応する穿孔加工により固定穴を製作するための少なくとも第２の成形ツール（工具）２０と、を具備する、幾つかの成形ツール（工具）は、供給方向において事前加熱及び積層ステーション１５の後に配置される。加えて、別の成形ツール（工具）２１は、防熱のエッジ（角部）に出縁（フランジ）をつけるように設けられることが好ましい。前記出縁（フランジ）加工は、防熱の円滑なエッジ（角部）を形成する。傷つけ易い鋭いエッジ（角部）はこのように回避される。加えて、出縁を付けられたエッジ（角部）は防熱の曲剛性を増大させる。

図３に図式的に示される成形ツール（工具）１９，２０，２１は、拡大され幾分より詳細にしかしやはり図式的に図４及び５に示されており、図５の右半分は成形ツール２０に対応し、図５の左半分は成形ツール２１に対応する。図面は、閉じられた状態において上部ツール２２及び下部ツール２３が、ツールギャップ（工具間隙）２４を形成することを明確に示す。そのギャップ（間隙）幅は、お互いに対して材料的に結合させられる、層１，２，３又は１，３の材料組み合わせに適応しており、そこでは第２の組み合わせは、微細穴開けされた音響吸収材料の中間層２’を、適用可能な場合に、具備しても良い。前記ギャップ幅は、約３から２０ｍｍの範囲内、特には、約５から１５ｍｍの範囲内にある。

突起２５は、各上部ツール２２に形成され、防熱の部分的な区域の比較的強いエンボスメント（浮き彫り模様）を生じる。金属又はアルミニウム箔におけるノブ状のエンボス点は、固定穴又は固定部材の形成に使用される、この部分的な区域において、平らに押圧（プレス）加工される。浮き彫り加工（エンボス）の後に、この部分的な区域における金属又はアルミニウム箔は、お互いに対して面一に、又は微細穴開け音響吸収材料の中間層２’に対して面一に、空間が存在しない状態で押圧（プレス）加工される。

上部ツール２２及び下部ツール２３により形成される空洞の外側周辺区域２６，２７は、ここでは、防熱のエッジ（角部）が穿孔されるか（図５の右に示される）又は出縁（フランジ）加工される（図５の左に示される）かのいずれかで加工されるように形成される。

図６は、本発明による防熱２８の実施の形態の側面図を示す。この防熱は、排気システム（装置）の区域における装備が意図されている。従って、それはチャンネル（管）又はトンネル形状を有する。幾つかの固定穴２９及び帯状剛性エンボスメント又は起伏３０が防熱２８に形成されており、そこでは、剛性エンボスメント又は起伏は、それの長手方向の軸線に対して横に伸張する。固定穴２９は、剛性エンボスメント又はビード（数珠玉状部）３０の区域に特に配置される。

本発明による防熱の使用及び形態は、排気システム（装置）の区域において搭載されることに限定されない。特には、防熱はまた、エンジン区画を乗員室から分離するダッシュ（泥除け）パネルに配置されても良く、更にカバーされるべきダッシュパネル区域に対応する状態で形成されても良い。

図１は、本発明の第１の実施の形態による防熱の一部の図式的横断面図である。図１は、本発明の第２の実施の形態による防熱の一部の図式的横断面図である。図３は、本発明による防熱を製作するためのデバイス（装置）の図式図である。図４は、図３のデバイスにおいて使用される成形ツールの図式的断面図であり、開いた状態を示す。図５は、図３のデバイスにおいて使用される別の成形ツールの図式的断面図であり、閉じた状態を示す。図６は、本発明による防熱の図式的側面図である。

Claims

特には自動車用の音響的に有効な防熱（２８）であって、特には、アルミニウムにより製作された少なくとも２つの金属製箔（１，２，３）を有する、防熱であって、前記金属製箔は、50から200μｍの範囲にある厚みを有していて且つ複数のノブ状のエンボス点（７，８）を有しており、更に前記金属製箔（１，２，３）の少なくとも１つは、ミシン目穴が開けられる、防熱において、
前記ミシン目穴が開けられた金属製箔（１，２，３）は、0.05から0.9ｍｍの範囲にある平均穴直径を有する複数の穴を具備しており、前記穴は、前記金属製箔において、ｃｍ²当り少なくとも１５個の穴の密度で配置されていることと、更に
前記ミシン目穴が開けられた金属製箔（１，２，３）は、120℃以上で加熱することにより活性化可能である接着層（４，５，６）を、一方の側部に具備しており、前記接着層は対応するようにミシン目穴が開けられており、前記金属製箔（１，２，３）は、自己支持式複合体を形成することと、を特徴とする防熱。
２つの金属製箔は各々、少なくとも１つの接着層によりお互いに接合されることを特徴とする請求項１に記載の防熱。
２つの隣接する金属製箔は、一方の前記金属製箔におけるノブ状エンボス点の少なくとも一部の各々が、もう一方の前記金属製箔におけるノブ状エンボス点に比べてより大きな直径を有するように、異なるようにエンボス加工されることを特徴とする請求項１又は２に記載の防熱。
お互いに対して横たわる２つの金属製箔は、一方の前記金属製箔が、もう一方の前記金属製箔とは異なるエンボス模様を有するように、異なるようにエンボス加工されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の防熱。
前記自己支持複合体は、３つ以下の金属製箔（１，２，３）により形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の防熱。
金属製箔により形成される前記複合体は、４から５ｍｍの範囲にある厚みを有する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防熱。
特には自動車用の音響的に有効な防熱（２８）であって、特には、アルミニウムにより製作された少なくとも２つの金属製箔（１，３）を有する、防熱であって、各前記金属製箔は、複数のノブ状のエンボス点（７，８）を有しており、更に前記金属製箔（１，３）の少なくとも１つは、ミシン目穴が開けられる防熱において、
前記ミシン目穴が開けられた金属製箔（１，３）は、0.05から0.9ｍｍの範囲にある平均穴直径を有する複数の穴を具備しており、前記穴は、前記金属製箔において、ｃｍ²当り少なくとも１５個の穴の密度で配置されていることと、
前記ミシン目穴が開けられた金属製箔（１，３）は、120℃以上で加熱することにより活性化可能である接着層（４，５，６）を、一方の側部に具備しており、前記接着層は対応するようにミシン目穴が開けられることと、更に
音響吸収材料の少なくとも１つの層（２’）は、少なくとも２つの前記金属製箔（１，３）間に配置されており、前記音響吸収材料の少なくとも１つの層（２’）は、前記金属製箔（１，３）との自己支持接合を形成することと、を特徴とする防熱。
音響吸収材料により形成された前記層（２’）は、200から1200ｇ／ｍ²の範囲の単位面積当たりの質量を有することを特徴とする請求項７に記載の防熱。
前記音響吸収材料は、繊維状ウェッブ材料により形成されており、更にはポリエステル及び／又は無機繊維状ウェッブ材料により形成されることが好ましいことを特徴とする請求項７又は８に記載の防熱。
前記繊維状ウェッブ材料は、１０から３０％の重量パーセントで、好適には二成文式高温溶融接着繊維である高温溶融接着繊維を含むことが好ましいことを特徴とする請求項９に記載の防熱。
前記接着層（４，６）は、前記ミシン目穴が開けられた金属製箔を、音響吸収材料により製作された前記層（２’）に接合することを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の防熱。
前記自己支持複合体は、２つ以下の金属製箔（１，３）及び１層（２’）以下の前記音響吸収材料により形成されることを特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の防熱。
前記ノブ状エンボス点（７，８）は、ｄｍ²当たり少なくとも100エンボス点の密度で、特にはｄｍ²当たり少なくとも150エンボス点の密度で、前記金属製箔（１，２，３）において形成されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の防熱。
前記ミシン目穴開けられた金属製箔（１，２，３）における穴密度は、ｃｍ²当たり少なくとも２０個の穴の密度であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の防熱。
各前記金属製箔（１，２，３）は、50から110μｍの範囲にある厚みを有することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の防熱。
前記接着層は、20から30μｍの範囲にある厚みを有することを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の防熱。
前記接着層（４，５，６）を具備する前記金属製箔（１，２，３）は、各場合において、前記金属製箔の全体表面にわたり、前記接着層（４，５，６）を具備することを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の防熱。
前記接着層（４，５，６）は、ポリエステル接着剤、及び／又はポリウレタン接着剤により形成されることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の防熱。
各前記金属製箔（１，２，３）は、微細ミシン目穴開けされていて及び／又は120℃以上で加熱することにより活性化される、接着層（４，５，６）を一方の側に具備することを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の防熱。
前記防熱の外側は、接着層で被覆されないことを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載の防熱。
防熱（２８）は、その長手方向の伸張部に対して横方向に伸張する、剛性のための少なくとも１つの帯状エンボスメント又は起伏（３０）を有する、チャンネル状の形状を有することを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の防熱（２８）。