JP2788958B2 - 騒音低減構造部材及びその製造方法 - Google Patents

騒音低減構造部材及びその製造方法

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JP2788958B2 JP62238590A JP23859087A JP2788958B2 JP 2788958 B2 JP2788958 B2 JP 2788958B2 JP 62238590 A JP62238590 A JP 62238590A JP 23859087 A JP23859087 A JP 23859087A JP 2788958 B2 JP2788958 B2 JP 2788958B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する技術分野] 本発明は、騒音低減構造部材及びその製造方法に関す
るものである。 [従来の技術] 音響を吸収し又は遮断することによる消極的な騒音制
御のための製造部材については、幾多の例が知られてい
る。その第一のグループは、一般に繊維組織材もしくは
オーンセル構造の発泡材によって構成される音響を遮断
するスクリーンであって、大きな室で保持枠に懸吊して
使用される。 第二のグループは、騒音源を封じ込める室を内張りす
るカプセル形式のもの全てを含み、これを第一グループ
と同様に主として繊維組織材又はオープンセルの発泡材
からなり、形状保持面を被覆するか若しくは形状保持面
へシート状の層を装着することによって構成される。 音響を遮断するスクリーンの大部分は、平面又は僅か
に曲げられた曲面状の構造部材であり、その表面即ち外
側表面は更に加工を施されることなく、カプセル状構造
物はこのような構造部材から簡単に構成される。これと
は対照的に、室の内部の被覆においては、実質的に常に
その見える外側表面を装飾的な層とし、また車輌の室内
特に自動車の室内の内張りにおいては、全面にわたって
車体の形状保持表面に隣接してその表面を更にくつろげ
るような形状にしてある。 音響の吸収及び装飾的内張りを車体に実施する例の1
つとして米国特許第4,131,664号があり、この特許にお
ける内張りは、中間に1つの気密膜を持つ二層の繊維マ
ットから構成され、その一層は、密につまっていて寄り
掛かる壁の全面にわたってできるだけ寄り掛かるのに適
したくつろげるような外側表面を有しており、その一方
で、装飾的な層が、密に詰まっていないマットの形が整
っていない外側表面に配置できるようになっている。 この内張りは次の工程で作られる。即ち微細粒子の結
合材を繊維の間に入れた2つの繊維マットの間に膜を入
れて、これを加熱可能な成形型の中に挿入して成形型を
閉じ、片側の成形型の中にある複数の通路を通って型の
キャビティに圧縮空気を導入すると、圧縮空気はマット
の1つから気密な膜の上に作用して、この膜と他の1つ
のマットとを、他の半分の成形型のくつろげるような形
の内壁に対してプレスする。接着剤が硬化した後、密に
詰まっていない層と、外側表面がくつろげる形状をした
密に詰まった層とからなる内張りは成形型から取り外す
ことができる。 公知の音響を吸収する構造部材はいずれも、寸法的安
定性又は形状保持性に欠け、全面を支える保持枠、基台
若しくは後背壁なしには使用することができない。しか
も、その成形に当っては、2つの繊維マット間に圧力を
作用させるための気密膜を特別に介在させる必要があ
り、これが構造部材の構造を複雑化すると共に、製造方
法を煩雑化している。 [発明が解決しようとする課題] 本発明の課題は、寸法安定性及び形状保持性に勝れて
いて、保持枠又は支持枠なしに必要な形状を保持して騒
音を低減することができる、簡単な構造を持った騒音低
減用の構造部材とそれを得るための方法とを提供するこ
とである。 [課題を解決するための手段及び効果] 本発明の構造部材は、繊維マット若しくは少なくとも
部分的にオープンセル構造の発泡材からなる、騒音吸収
性及び熱絶縁性を有する軟質で通気性のある多孔質のパ
ッド層と、熱成形可能な合成樹脂材料よりなる、音響を
遮断し且つ寸法的に安定な形状保持力を有する硬質で非
通気性の形状保持層と、これらのパッド層と形状保持層
との間に介在する熱融着膜からなる接着層とを有し、前
記両層が熱成形で所要の形状に成形されると共に、熱成
形に伴う熱融着膜の溶融により形成される上記接着層に
よって両層が相互に接着されていることを特徴とするも
のである。 本発明による構造部材は、寸法的に安定な形状保持枠
によって、保持枠なしに音響を遮蔽するスクリーンとし
て使用可能であり、また保持用の表面なしに音響を吸収
しまた音響を遮断をする主要部品例えば自動車用の新し
い合成樹脂車体、トラックのエンジンカバー、機械装置
を封じ込めるカプセルとしての使用に耐える十分な圧縮
強度、屈曲強度及び座屈に対する抵抗力を有している。 また、これは装置全体の重量を相当量軽減し、組立を
著しく簡素化し、コストを低下する。 更に、パッド層と形状保持層との接着を、それらの間
に介在させた熱融着膜を加熱成形と共に溶融させること
により行っているため、接着面全体に接着層を均一に分
布させて両層全体を均一な接着力でむらなく確実に接着
することができ、接着剤を塗布して接着した場合や層の
表面を直接熱融着させた場合のように、塗布むらや融着
むら等によって接着が不完全になるようなことがない。 一方、本発明の製造方法は、加熱及び冷却が可能な2
枚成形型の圧縮成形機における成形型を開き、前記パッ
ド層と形状保持層とを熱成形及び熱融着が可能な前記熱
融着膜を介在させて重ねて収容した後、この成形型を閉
じて圧縮すると共に、成形型のキャビティ部分に多孔質
のパッド層側から圧縮ガスを導入して、該パッド層を透
過して形状保持層に作用する前記圧縮ガスにより該形状
保持層を成形型に対してプレスし、2つの成形型を通し
て熱を加え若しくは除去しあるいは加えてから除去する
ことにより、2つの層を所要の形状に固めると共に、前
記熱融着膜を溶融させることによって前記両層を互いに
接着することを特徴としている。 このような本発明の製造方法によれば、所要の形状を
していてその寸法安定性及び形状保持性に勝れ、且つ2
つの層の接着強度が大きい構造部材を簡単に得ることが
でき、また、プレスに当って従来のような圧力を作用さ
せるための気密膜をパッド層と形状保持層との間に特別
に介在させることなく、成形型と圧縮ガスとを併用した
熱成形を簡単に行うことができる。更に、パッド層と形
状保持層との間に介在させた熱融着膜を加熱成形と共に
溶融させて両層を接着するようにしているため、構造部
材の加熱成形とパッド層及び形状保持層の接着とを同時
に行うことができて作業効率が非常に良く、しかも、接
着剤を塗布する場合や層の表面を直接熱融着させる場合
のように塗布むらや融着むらを生じることなく、接着面
全体にわたり接着層を均一に分布させることができて、
両層を均一な接着力でむらなく確実に接着することがで
きる。また、層の表面を直接熱融着させる場合には、両
層を構成する素材と熱成形温度とを層の表面だけが部分
的に溶融するように調整しなければならないため、素材
の選択や温度の設定が非常に難しく、成形工程と接着工
程とを同時に行うことは極めて困難であるが、本発明で
は、成形時の熱で溶融する熱融着膜を使用して加熱成形
するだけで良いため、接着が非常に簡単で、成形と接着
とを1工程で同時に行うことができる。 [発明の具体例] 本発明による構造部材の2〜3の実施例とその好まし
い構造方法について、以下に図面と共に説明する。 本発明による構造部材の簡単な一実施例の部分断面を
略図として第1図に示すが、これは僅かな曲面を有し、
第一層であるパッド層11と第二層である形状保持層12の
単に2つの層から成っている。 形状保持層12の外側表面にあるくぼみ13,14は、この
構造部材をある骨組みの表面又は埋め込み保持部材に装
着するときに、それらに対する相対変位を防止するため
のものである。 音響を吸収し熱を絶縁するパッド層は、熱可塑性合成
樹脂の微細粒子を予め散布することによって組織が交差
するところ及び接触点が接着された天然繊維製の多孔質
の繊維マットによって構成されている。 音響を遮断する寸法的に安定な形状保持層は、熱成形
が可能な合成樹脂材料でできた固形板である。これらの
2つの層は、加熱可能な圧縮成形機の中で温度を上げる
ことにより2つの層を軟化させて少なくとも数箇所以上
を互いに接触させる製作工程の間に、互いに少なくとも
部分的に接着される。また、この接着を改善するために
これら2つの層の間に熱融着ができる熱融着膜15を配設
することができる。 本発明による構造部材の完成された実施例の部分断面
略図を第2図に示すが、本実施例においては、パッド層
21の外側表面は装飾的な層22によって被覆され、形状保
持層23はその外側表面に装飾層を構成するカーペット状
部材24が装着されている。パッド層と形状保持層との間
には装着層27が配設されている。音響を吸収し熱を遮断
するパッド層は、熱可塑性の合成樹脂で接着された繊維
マットによって構成されている。また形状保持層は、鉱
物質の充填物を含んだポリエチレンで構成し、カーペッ
ト状部材に固く接着されている。パッド層の外側表面に
融け込んだ装飾層は、合成繊維でできた微細多孔質な羊
毛状の生地である。パッド層と形状保持層との間の接着
層には薄い熱融着膜を用いている。 第3図は、トラック用の一体型になったエンジンフー
ド形式の実施例の縦断面略図を示す。この図において、
騒音源例えばエンジン30に面するパッド層31は、オープ
ンセル構造をポリウレタン発泡材によって形成し、接着
膜35によって形状保持層に接着されている。剛性を有す
る形状保持層は、ガラス繊維強化熱硬化性材料で作られ
た層32と、混合した繊維類を圧縮した熱硬化製の羊毛状
の層34とによって構成されている。外側の層の外側表面
には先に述べたような装飾的な浮き彫り模様33がある。 第4図は、剛性を有する仕切り41として使用する構造
部材の装着状態を略図的に示して居り、乗用車のエンジ
ンルームとラジエータタンクの間の金属製仕切り壁と音
響吸収用内張りに代えて使用されている。それは、エン
ジンに面してパッド層、ラジエータタンクに面して形状
保持層がある。パッド層は羊毛状の材料で形成され、水
・油・燃料を撥く役目も果たしている。形状保持層は鉱
物質の充填材を含有する加硫した合成ゴムによって構成
され、水を全く透過させずまた音響遮断材としての働き
をする。 以上に示した本発明に基づく4つの実施例は、勿論多
様に変形して特定の要求に合致させる事ができる。例え
ば、音響遮断スクリーンとして使用して好適な音響吸収
性と若干の形状安定性とを必要とする構造部材の場合に
は、比較的薄い形状保持層と厚めのパッド層とで構成
し、一方乗り物の車体の支持部材となる構造部材におい
ては、形状保持層は比較的厚くまた必要に応じて層構造
とし、パッド層は音響吸収の要求程度によってその厚さ
を加減する。 実際の試験結果に基づいた実施例においては、形状保
持層の好ましい厚さ1〜10mm、パッド層の好ましい厚さ
は5〜50mmである。また、これらの層の間若しくは多層
構造の各層間におく熱融着材料は、微細粒子の粉末、網
状又は膜状の形態で使用される。熱融着膜を用いる場合
の好ましい厚さは10〜300mmである。 更に音響を吸収し熱を遮断するパッド層の材料、及び
音響を遮断し寸法的に安定な形状保持層の材料は、特定
の要求に合わせて、要求寸法に応じた最適寸法にし、又
は層の数を加減する。そのようにしてなるべく低い密度
50〜150kg/m3を有する繊維マットは、天然若しくは合成
の繊維、あるいはこれらの混合物から構成される。例え
ば熱硬化性のフェノール樹脂、ウレア/ホルムアルデヒ
ド又は熱可塑性のボリオレフィン樹脂を繊維組織の接着
結合用に使用する事ができるが、ノボラックタイプの半
ば重合されたフェノール/ホルムアルデヒド樹脂が特に
良い。 基材であるより高い融点の繊維として、繊維の接触点
ないしは交差点において加熱により粘着的に接着又は融
合するボンディング繊維を使用すれば、接着剤の散布を
省くことができる。先に述べたポリウレタン発泡材に代
えて、例えば、少なくとも部分的にオープンセル構造の
熱成形可能な発泡材でその典型的な密度が20〜100kg/m3
であるガス透過性の材料を使用することもできる。 形状保持層には、熱可塑性又は熱硬化性の材料ででき
た固形板を使用することができる。また、例えば1.5〜
2.5kg/dm3までの密度にするため熱可塑性の材料に鉱物
質の充填材を添加することができる。また、形状保持層
の機械的強度を増すために、不飽和ポリエルテル、エボ
キシ等を基材としてこれを5〜40重量パーセントの硝子
繊維で強化した前述の熱硬化性材料(SMC)に加えて、
硝子繊維強化熱可塑性材料(GMT)、例えばポリオレフ
ィン、ポリアミド、ポリエステル等を使用することがで
きる。最後に、加硫したゴムも形状保持層として適当な
材料である。 本発明に基づく構造部材は、なるべく一般の圧縮成形
加工によって製造することが望ましい。そのために両面
が加熱・冷却可能な二面成形固の成形機が使用され、そ
の一面には一般に息抜き構造を備え、他の一面には少な
くとも型のキャビティに圧縮空気を通すための複数の通
路を備えている。また、型を閉じた時に該型の中にある
被成形材料のはみ出した部分を切断する刃を、一方の型
に備えている。 製造工程は、先ず、構造部材にする複数の層状板と熱
融着膜とを重ねて1つにした被成形物を成形型の中に置
くが、その際、ガラス浸透性があるパッド層を複数の通
路を備えた成形型に隣接させ、必要に応じて息抜き構造
を備えた成形型に隣接させて形状保持層側を置く。次い
で、成形型を閉じると層状板の横方向に突出した縁は切
断され、可撓性があるパッド層を剛性を持つ形状保持層
に向かってプレスし圧縮した後、形状保持層の材料が軟
化する温度に加熱し、型のキャビティに圧縮空気を導入
し、これがパッド層を透過して熱融着膜及び形状保持層
に圧力を加えてこれを隣接する成形型にプレスするが、
密につまったパッド層は弛緩する。形状保持層の成形が
完了し、その他の層が十分に加熱されて少なくとも互い
に隣接する各層が熱融着膜により接着したら直ちに成形
型を冷却し、個々の層が硬化した後、成形型を開き、完
成した構造部材を取り外す。使用原材料の選択と成形型
の内側表面の加工処理が正しければ、構造部材の表面及
び縁を仕上げ加工する必要はない。 上に述べた製造工程の変形の1つとして、予め加熱に
より軟化し且つ層間が少なくとも部分的に接着した層状
板を、予熱した成形型に置き、型を閉じて各層を成形
し、その後成形型を冷却して圧縮成形された構造部材を
硬化する製造工程がある。 製造工程における条件の設定、特に加熱温度、成形時
間、圧縮空気の圧力の設定値は、製作数量、寸法、個々
の層の取り合わせに関係し、また各層に使用する材料に
よって決まる値である。これらについては熟練工は精通
しているものであるが、その典型的な値は、加熱温度15
0〜200℃、成形時間1〜5分、空気圧1.5〜20バール、
望ましくは3〜12バール間である。 更に、形状保持層が隣接する成形型にプレスされる時
に、内部の空気を逃がす複数の通路がこの成形型にある
ことが望ましい。またパッド層に隣接する成形型に設け
た複数の通路の一部を空気抜き通路として使用し、これ
らを調節可能な流量抵抗を持つ一つの通路と連通させ
て、型のキャビティを通って連続的に流れる圧縮空気で
作動圧力の設定を可能とすることもできる。 最後に、成形型のキャビティにある圧縮空気用の通路
を省いて、その代わりに、多孔性のパッド層又は形状保
持層の中に、加工温度で反応又は分解して気化する物質
を分散させて、成形型のキャビティに必要な圧力を発生
させることも可能である。
【図面の簡単な説明】 第1図は簡単な二層の構造部材の部分断面図、第2図
は、多層の構造部材の部分断面図、第3図はトラック用
の一体型エンジンフードとして使用する一実施例の縦断
面図、第4図は乗用車の機関室と冷却タンクとの間の間
仕切りとして装着された実施例の斜視図であって、構造
部材の多層の厚みは省いてある。 11,21……パッド層、12,23……形状保持層 13,14……くぼみ、15,27……接着層 22,24……装飾層
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B60R 13/08 B60R 13/08 E04B 1/86 E04B 1/86 N G10K 11/16 G10K 11/16 A 11/162 C (56)参考文献 実開 昭56−115227(JP,U) 実開 昭58−86344(JP,U) 実開 昭59−120647(JP,U) 米国特許4131664(US,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.繊維マット若しくは少なくとも部分的にオープンセ
    ル構造の発泡材からなる、騒音吸収性及び熱絶縁性を有
    する軟質で通気性のある多孔質のパッド層と、熱成形可
    能な合成樹脂材料よりなる、音響を遮断し且つ寸法的に
    安定な形状保持力を有する硬質で非通気性の形状保持層
    と、これらのパッド層と形状保持層との間に介在する熱
    融着膜からなる接着層とを有し、前記両層が熱成形で所
    要の形状に成形されると共に、熱成形に伴う熱融着膜の
    溶融により形成される上記接着層によって両層が相互に
    接着されていることを特徴とする騒音低減構造部材。 2.形状保持層が硝子繊維強化合成樹脂材料よりなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の騒音低減
    構造部材。 3.パッド層が、合成若しくは天然の、あるいは合成及
    び天然の繊維マットであって、少なくとも部分的に繊維
    若しくは粉末形態の熱可塑性結合剤で接着され、形状保
    持層が、熱可塑性の合成樹脂例えばポリプロピレン、ポ
    リイミド若しくはポリエステルを基材として、これを硝
    子繊維、できれば連続硝子繊条で強化したものよりなる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の騒音低
    減構造部材。 4.形状保持層が、熱可塑性の合成樹脂材料と鉱物質の
    充填物とによって構成され、その密度が1.5〜2.5Kg/
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    騒音低減構造部材。 5.パッド層の外側表面に多孔性又は微細多孔性の装飾
    層があって強固に接着されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の騒音低減構造部材。 6.形状保持層の外側にくぼみをそなえていることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項に記載の騒音低減構造部
    材。 7.熱成形されたカーペットの外観形状である装飾層を
    形状保持層に備えたことを特徴とする特許請求の範囲第
    4項に記載の騒音低減構造部材。 8.形状保持層が熱硬化性の網状連鎖構造材料を含有す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の騒音
    低減構造部材。 9.形状保持層の硝子繊維強化材料が硬化されたシート
    モールドコンパウンド(SMC)であって、望ましくは不
    飽和ポリエステル、エポキシ類などを基材とするもので
    あることを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の騒
    音低減構造部材。 10.形状保持層に、固められた繊維組織材料の層を1
    つ以上含むことを特徴とする特許請求の範囲第8項に記
    載の騒音低減構造部材。 11.形状保持層が加硫したゴムよりなることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の騒音低減構造部材。 12.パッド層の繊維マットが、熱硬化性の網状連鎖構
    造材料の接着剤、例えばフェノール樹脂、ユリア樹脂、
    メラニン樹脂、エポキシ樹脂又はこれらの混合物によっ
    て接着固化された、合成若しくは天然あるいは合成及び
    天然の繊維から形成されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の騒音低減構造部材。 13.パッド層がポリウレタンの発泡材よりなることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の騒音低減構造
    部材。 14.繊維マット若しくは少なくとも部分的にオープン
    セル構造の発泡材からなる、騒音吸収性及び熱絶縁性を
    有する軟質で通気性のある多孔質のパッド層と、熱成形
    可能な合成樹脂材料よりなる、音響を遮断し且つ寸法的
    に安定な形状保持力を有する硬質で非通気性の形状保持
    層と、これら両層を接着する熱融着膜からなる接着層と
    を備えた騒音低減構造部材を製造するための方法であっ
    て、 加熱及び冷却が可能な2枚成形型の圧縮成形機における
    成形型を開き、前記パッド層と形状保持層とを熱成形及
    び熱融着が可能な前記熱融着膜を介在させて重ねて収容
    した後、この成形型を閉じて圧縮すると共に、成形型の
    キャビティ部分に多孔質のパッド層側から圧縮ガスを導
    入して、該パッド層を透過して形状保持層に作用する前
    記圧縮ガスにより該形状保持層を成形型に対してプレス
    し、2つの成形型を通して熱を加え若しくは除去しある
    いは加えてから除去することにより、2つの層を所要の
    形状に固めると共に、前記熱融着膜を溶融させることに
    よって両層を互いに接着することを特徴とする騒音低減
    構造部材の製造方法。 15.2つの層が熱可塑性の合成樹脂を含んでいて、こ
    れを圧縮成形機に入れる前に塑性状態に到達する迄加熱
    し、その後で少なくとも形状保持層に隣接する成形型の
    部分が冷却されることを特徴とする特許請求の範囲第14
    項に記載の製造方法。 16.使用する圧縮ガスが低温又は高温の圧縮空気であ
    って、これが一方の成形型を通って注入され、調節可能
    な反対圧力に向かって放出されることを特徴とする特許
    請求の範囲第14項に記載の製造方法。 17.圧縮ガスが二つの層の中の一方から、望ましくは
    熱の作用若しくは化学反応、あるいは両方の使用方法に
    よって放出されることを特徴とする特許請求の範囲第14
    項に記載の製造方法。 18.パッド層にポリウレタンを基材とする一成分又は
    二成分の材料を用いることを特徴とする特許請求の範囲
    第14項に記載の製造方法。 19.圧縮ガスの圧力が1.5〜20バール、望ましくは3
    〜12バールであって、一方の成形型にある少なくとも1
    つの開口部を通過して流入することを特徴とする特許請
    求の範囲第16項に記載の製造方法。 20.熱融着膜の厚さが10〜300μmであることを特徴
    とする特許請求の範囲第14項に記載の製造方法。
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