JP3266744B2 - 臭いの少ない防音断熱成形体およびその製法 - Google Patents

臭いの少ない防音断熱成形体およびその製法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多孔質の防音および／
または断熱成形体、とくに音や熱を放射する自動車部品
の内張り用の成形体で、熱可塑性結合剤と混合され、プ
レス型で成形・固化された、天然繊維からなる不織布か
ら製造された臭いの少ない防音断熱成形体およびその製
法に関する。さらに詳しくは、たとえばぴったりと組み
付けるために適切な輪郭に成形しうるほか、用途によっ
ては、たとえば成形体に織物のような模様を付与した
り、汚れを防ぐ保護コーティングを施すことができる臭
いの少ない防音断熱成形体の製法、および該製法によっ
て製造された、たとえば自動車産業で好適に使用され、
とくに車体の床やフロントグリル、エンジンルーム、ト
ランクルームなどで断熱防音マットとして用いることが
できる成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、たとえば自動車産業などで使用さ
れる成形体に関しては、防音性や美しさといった技術的
特性に加えて、健康への影響ということが重要視される
ようになってきている。周知のとおり、物質が空気中に
遊離すると、不快な臭いのもとになるだけでなく、むか
つきやアレルギー反応を引き起こすことがある。このこ
とがとくにあてはまるのは、フェノール樹脂で固化され
た不織布である。
【０００３】一般に、この種の成形体は、適切な成形プ
レスで熱間プレス法によって製造されている。かかる方
法では、いわゆる半製品、すなわち天然繊維および／ま
たは人工繊維からなる不織布が、高温で熱重合を起こす
粉末状の結合剤、とくにフェノール樹脂、たとえばノボ
ラックとともに、加熱した成形プレスで所望の形状に成
形される。
【０００４】不織布から成形体を製造するための従来の
方法としては、たとえば米国特許第４，３２７，０４９
号明細書に記載された方法がある。かかる方法において
は、たとえばポリスチレンやポリウレタンフォームなど
の熱可塑性材料からなるラミネートから作製された不織
布が、加熱可能な成形プレス内で軟化するまで加熱さ
れ、ついでプレスされる。このばあい、とくに厚さが８
０ｍｍをこえる成形品では、不織布全体の熱分布を均一
にして、成形品全体の物理的性質、とくに防音性を均一
にすることが困難である。さらに、プレス温度が高くな
ると、用いられた物質が分解し、その結果、望ましくな
い分解生成物が遊離するおそれもある。
【０００５】また、不充分な加熱という欠点を排除する
ために、米国特許第５，１０８，６９１号明細書におい
ては、いわゆるＨＣＴＭ（High Caloric Transfer Medi
um）プロセスが提案されている。かかるプロセスでは、
不織布、たとえば樹脂結合されたファイバーグラスが、
成形プレスでの熱処理に加えて過熱蒸気で処理される。
そして適切な温度のこの蒸気が不織布に浸透し、その結
果、プレス体内部での変形温度を高めることができる。
【０００６】しかしながら、前記プロセスは、どの部分
でも密度が同じ半製品を用いなければうまくいかないこ
とが明らかとなっている。つまり、半製品の密度にばら
つきがあると、過熱蒸気での処理の程度にもばらつきが
生じ、ある部分では完全に硬化しているにもかかわら
ず、他の部分では材料の重合化が進行していないといっ
た事態も起こりうる。当然、その結果、たとえばホルム
アルデヒドやアンモニアなどの健康に有害な物質が遊離
する危険性がある。
【０００７】さらに、重合反応に対する触媒作用を有す
る反応ガスを、閉じたプレス型に通じる方法も試みられ
ている（米国特許第４，６２３，４９９号明細書参
照）。しかしながら、かかる方法によっても、無臭の成
形体を製造することができないことが明らかとなってい
る。すなわち、かかる方法によっても、成形体のなかで
反応ガスが充分に行きわたる部分とそうでない部分とが
形成されると考えられる。また、圧縮の程度にも部分に
よってばらつきがあったり、水分含有量が部分によって
異なり、その結果、部分によって反応開始時間が大幅に
異なってしまうと考えられる。いずれにせよ、成形体の
厚さが３０ｍｍをこえると、充分に硬化されないおそれ
があるとともに、貫流媒体の入口部分において燃焼現象
が生じるといった欠点がある。
【０００８】前記方法のさらに重大な欠点として、半製
品において粉末状の結合剤が貫流媒体によって運び去ら
れ、このため結合剤の分布が局所的に不均一となること
があげられる。さらに、このようにして運び去られた樹
脂などの結合剤は、プレス型の出口開口部で濃縮され、
煩雑な手作業によるプレス型のメンテナンスやクリーニ
ングが必要となる。とりわけ問題なのは、望ましくない
ほど多量の、たとえばホルムアルデヒド、アンモニア、
フェノールなどの有毒物質が、結合剤の架橋が不完全な
ために遊離することである。これは、つまり、局所的に
加熱が不充分であるため、その部分で樹脂からアンモニ
アやホルムアルデヒドが遊離するものの、温度が低いた
め、樹脂がホルムアルデヒドと架橋することができない
からであろうと考えられる。
【０００９】さらに、架橋が不充分な部分は、分解現象
が急激であるため、その付随的作用として前記した不快
な臭いが発生し、腐敗やカビの潜在的な発生原因の箇所
となるなどの問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に鑑みてなされたものであり、公知の成形体の欠点を
有さず、有毒物質や不快な臭いの発生の潜在的な可能性
が小さい成形体およびその製法を提供することを目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、と
くに音や熱を放射する自動車部品の内張り用の、防音お
よび／または断熱作用を有する多孔質の成形体の製法に
おいて、天然繊維製不織布および加工時に溶融せずに残
る熱可塑性繊維からなる結合剤（該結合剤の混合比が少
なくとも１５重量％）を加熱可能なプレス型の中空部に
装入し、該プレス型を気密かつ圧密に閉じ、熱い液体を
不織布が結合剤とともに装入された中空部へ送り込み、
該液体を不織布と結合剤との全滞留時間中プレス型内で
２〜２０ｂａｒの高圧状態に維持し、ついで形成された
成形体を開いたプレス型から取り出す前に液体をプレス
型から排出し、濾過装置へ送ることおよび得られる成形
体の密度が５０〜２００ｇ／ｃｍ 3 であることを特徴と
する防音および／または断熱作用を有する多孔質の成形
体の製法、ならびに該製法によって製造された防音およ
び／または断熱作用を有する多孔質の成形体に関する。
【００１２】
【作用および実施例】本発明の、とくに音や熱を放射す
る自動車部品の内張り用の防音および／または断熱作用
を有する多孔質の成形体の製法は、前記したように、天
然繊維製不織布および結合剤を加熱可能なプレス型の中
空部に装入し、該プレス型を気密かつ圧密に閉じ、熱い
液体を不織布が結合剤とともに装入された中空部へ送り
込み、該液体を不織布と結合剤との全滞留時間中プレス
型内で２〜２０ｂａｒの高圧状態に維持し、ついで形成
された成形体を開いたプレス型から取り出す前に液体を
プレス型から排出し、濾過装置へ送ることを特徴とする
ものである。
【００１３】前記従来技術における課題の解決策として
は、プロセス時間の延長および／またはプロセス温度の
上昇が考えられるが、天然繊維の炭化が起こらない許容
最高温度は１８０℃程度と考えられるため、従来は、成
形体のうち架橋が不充分な部分でも充分に安定化される
ように、結合剤の混合比が設定されていた。このばあ
い、必要な固さに達成せしめるため、架橋されなかった
結合剤または分裂生成物の存在比が相対的に高くなるこ
とを覚悟しなければならない。
【００１４】しかしながら、本発明においては、結合剤
が多孔質成形体のどの部分においても等しく架橋されて
いる、すなわち熱可塑性繊維または粉末を結合剤として
用いた成形体を製造することによって前記課題が解決さ
れている。とくに、従来の樹脂の代わりに熱可塑性繊維
を結合剤として用いることにより、ホルムアルデヒドの
排出量が２ｐｐｍ未満の成形体を製造することができ
る。
【００１５】つまり、従来の製法のばあいには、一様な
重合や架橋が行なわれず、えられた成形体は、成形度や
厚さにもよるが、部分的に燃焼したり、まったく架橋が
生じていない部分を有しているのである。
【００１６】したがって、本発明の課題は、前記のほか
にも、熱可塑性繊維と不織布との結合が、あらゆる部分
で、成形形状や水分含有量に関係なく、できる限り同時
に開始され、同じ速さで行なわれるような成形体の製法
を開発することにもある。
【００１７】かかる課題は、本発明においては、成形体
の製造に際し、熱い液体を半製品が入っている圧密プレ
ス型の中空部へ２〜２０ｂａｒの高圧下で送り込み、熱
可塑性繊維と不織布との架橋反応のあいだ、かかる液体
を前記圧力のもとに維持し、形成された成形体を取り出
す前に、液体を成形プレスから排出して濾過装置へ送る
ことによって解決されている。
【００１８】本発明の熱可塑性結合繊維と不織布とから
成形体を製造する有利な方法では、少なくとも１つの層
からなる半製品が、開いた加熱および冷却可能な成形プ
レスへ装入され、成形プレスの閉鎖によって圧密状態に
閉じ込められ、必要に応じて圧縮される。高エネルギー
の圧縮ガス、望ましくは水蒸気をプレス型の空隙部へ送
り込むことにより、繊維同士の結合にとって理想的な温
度および湿度条件が成形体全体で同時に成立する。かか
る圧縮ガスによってプレス型の空隙部の内圧が数ｂａｒ
となり、かかる内圧は、投入された熱可塑性繊維または
粉体が不織布と架橋するまで維持される。つまり、従来
の方法とは異なり、本発明の製法では、液体の流れが生
じず、成形体の製造中、圧力が安定に保たれる。
【００１９】また、本発明においては、従来のフェノー
ル−ノボラック粉末樹脂の代わりに熱可塑性繊維を用い
ることにより、ガス状および有毒な分裂生成物の比率を
硬化時間中最小限に抑制することができる。したがっ
て、かくして製造された成形体には、ホルムアルデヒド
やアンモニア、フェノールが排出されるおそれがない。
さらに、種々の長さや種々の量の熱可塑性繊維を用いる
ことにより、成形体の機械的性質を幅広く調整すること
ができる。
【００２０】さらに、静圧条件下で成形体を製造する本
発明の方法は、従来の貫流法と比較してエネルギーやコ
ストを節減することもできる。
【００２１】本発明の製法を実施するための加熱可能な
プレス型には、蒸気導入管を有する第１の型構成部が備
えられている。また第２のプレス型構成部は蒸気を遮断
するもので、閉じると第１の型構成部とともに圧密状態
を形成する。
【００２２】以下に本発明の成形体およびその製法の望
ましい一実施態様を、図面を用いてさらに詳細に説明す
る。
【００２３】図１は、本発明の製法に適切なプレス型お
よび該プレス型中で成形された本発明の成形体を示す概
略斜視図である。
【００２４】かかる図１において、１は下型２と上型３
とからなるプレス型であり、これら下型２と上型３と
は、詳しく図示されていないが、一般的な手段を用いて
加熱される。これら両型は、あいまって空隙部をつくり
出し、そのなかで半製品がプレスされ、硬化される。望
ましい半製品は、主として天然繊維、たとえば綿繊維品
からなる不織布と他の少量の充填物とから作製されたも
ので、熱可塑性繊維と混合される。図１に示された実施
態様では、上下２つの型に複数の細いチャネルが備えら
れており、ここを通って熱い液体が空隙部へ送り込まれ
る。図１に示されたプレス型１は、その両端に独立して
移動可能な切断および圧縮エレメント５を備えており、
該プレス型１が閉じると、その周囲で、たとえばラビリ
ンスシールにより圧密状態が形成される。プレス型１が
閉じて圧密状態が形成されたあと、半製品は熱い液体に
さらされる。かかる液体としては、乾燥した飽和水蒸気
を用いると有利である。該液体は、２〜２０ｂａｒの静
圧、通常１０ｂａｒの静圧を有しており、所望の硬化時
間中、型の空隙内にかかる圧力で滞留する。成形プレス
内での通常の滞留時間は、６０秒間までである。滞留時
間、圧力および温度は、成形体に付与しようとする機械
的性質に応じて決定する。かかる方法により、均質に架
橋した厚さ８０ｍｍ以上の成形体を製造することができ
る。プレス型１を開くに先立ち、圧力媒体は、たとえば
遮断可能なチャネル６から排出される。この汚れた残留
ガスは、適切な浄化装置へ送られることになる。
【００２５】熱可塑性繊維として適切なのは、ポリプロ
ピレンからなる長さ約４ｃｍの繊維であるが、これ以外
にも、当業者には公知の熱可塑性コポリマーや、いわゆ
る２成分繊維を用いることも可能である。なお、２成分
繊維とは、性質が異なる２種類の熱可塑性材料からなる
繊維であり、たとえば、第１の熱可塑性材料からなる繊
維を核とし、これを第２の熱可塑性繊維で、その融点が
核の材料の融点よりも低くなるように覆ったものが考え
られるほか、異なる熱可塑性材料を半分ずつ継ぎ合わせ
た繊維も考えられる。
【００２６】全材料に対する熱可塑性の繊維状または粉
末状成分の割合は、２０重量％よりもかなり小さくなる
と、熱可塑性繊維または粉体と不織布とのあいだのつな
がりが少なくなり、かかるわずかなつながり部分でしか
繊維間の結合が起こらず、したがって所望の剛性と固さ
が達成されえないので、本発明の成形体では、２０重量
％よりもあまり小さくないことが望ましい。
【００２７】本発明の成形体が、フェノール樹脂を結合
剤とする従来の成形体と比べて、同じ固さをうるのに熱
可塑性繊維の割合がはるかに小さくてもよいことは明ら
かである。さらに、熱可塑性繊維を用いた本発明の成形
体は、密度が小さく、このことは防音材としての適性を
高めている。防音材として適格な成形体の密度は、５０
〜２００ｇ／ｃｍ3 程度であるのに対し、従来の公知の
方法で製造された成形体は、３００ｇ／ｃｍ3 をこえる
密度を有している。つまり、従来の製法によってえられ
る成形体は、概して、他のエレメントの支持部材として
は役立つものの、防音部材としては使用することができ
ない。
【００２８】前記静的蒸気圧条件下での製法は、熱可塑
性材料が融点や軟化点に達するのに必要な温度を、迅速
かつ正確に調節することができることから、粉末状の熱
可塑性材料との組み合わせに適している。かかる方法を
用いると、防音性にさらにすぐれ、表面がベルベットの
ような成形体を製造することもできる。ベルベットのよ
うな成形体を製造するには、加工時に繊維が完全に溶融
せずに残るような繊維を選択して用いる必要がある。か
かる繊維としては、２成分繊維がとくに好適である。こ
れに対して、固い成形体を製造するには、熱可塑性材料
を完全に溶融させる必要がある。
【００２９】さらに、本発明においては、熱可塑性繊維
または粉末を従来の樹脂結合剤と組み合わせる方法も考
えられる。かかる方法は、たとえば繊維がわずかしか溶
融していないために固さの点でおとるベルベットのよう
な成形体の製造に適用することができる。熱硬化性結合
剤と熱可塑性結合剤とを組み合わせると、ベルベットの
ような表面を有しながら充分な固さをも有する成形体を
製造することができ、かかる成形体は、粉末樹脂が用い
られているにもかかわらず、有毒な分裂生成物の排出量
がきわめて少ない。製造時に生成されるガス状の分裂生
成物は、閉じられた圧密のプレス型から漏れ出さないの
で、架橋反応に加わる。これによって、重合に必要な樹
脂の量を減らすことができ、このことがさらに有害物質
の排出量を低下させるのである。
【００３０】
【発明の効果】本発明の製法によれば、たとえばぴった
りと組み付けるために適切な輪郭に成形しうるほか、用
途によっては、たとえば成形体に織物のような模様を付
与したり、汚れを防ぐ保護コーティングを施すことがで
き、さらには剛性、固さなどの成形体の機械的性質や表
面性を幅広く調整することができるうえ、製造時のエネ
ルギーやコストを節減することができるといった効果が
奏される。
【００３１】また、本発明の製法によって製造された多
孔質の成形体は、断熱、防音作用を有することはもちろ
んのこと、有毒物質や不快な臭いの発生の潜在的な可能
性がきわめて小さいほか、密度が小さいものであり、た
とえば自動車産業で好適に使用され、とくに車体の床や
フロントグリル、エンジンルーム、トランクルームなど
で断熱防音マットとして用いることができるといった効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製法に適切なプレス型および該プレス
型中で成形された本発明の成形体の一実施態様を示す概
略斜視図である。
【符号の説明】
１ プレス型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハラルト フライエア ドイツ連邦共和国、36199 ローテンブ ルク アンデア フルダ、ボルネアベー ク 25 (56)参考文献 特開 平１−298261（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−74126（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／20131（ＷＯ，Ａ１) 西独国特許出願公開3841560（ＤＥ, Ａ１) 欧州特許出願公開484778（ＥＰ，Ａ １) 欧州特許出願公開476538（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 67/20 B29C 43/02 B29C 43/52

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 とくに音や熱を放射する自動車部品の内
    張り用の、防音および／または断熱作用を有する多孔質
    の成形体の製法において、天然繊維製不織布および加工
    時に溶融せずに残る熱可塑性繊維からなる結合剤（該結
    合剤の混合比が少なくとも１５重量％）を加熱可能なプ
    レス型の中空部に装入し、該プレス型を気密かつ圧密に
    閉じ、熱い液体を不織布が結合剤とともに装入された中
    空部へ送り込み、該液体を不織布と結合剤との全滞留時
    間中プレス型内で２〜２０ｂａｒの高圧状態に維持し、
    ついで形成された成形体を開いたプレス型から取り出す
    前に液体をプレス型から排出し、濾過装置へ送ることお
    よび得られる成形体の密度が５０〜２００ｇ／ｃｍ 3 で
    あることを特徴とする防音および／または断熱作用を有
    する多孔質の成形体の製法。
  2. 【請求項２】 液体として乾燥した飽和水蒸気を用いる
    請求項１記載の製法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の製法によって製造された
    防音および／または断熱作用を有する多孔質の成形体。
  4. 【請求項４】 単層製品である請求項３記載の成形体。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つの模様層または保護層を
    備えた請求項３または４記載の成形体。
  6. 【請求項６】 結合剤として熱可塑性材料と熱硬化性材
    料との混合物が用いられた請求項３、４または５記載の
    成形体。
  7. 【請求項７】 熱可塑性繊維がポリプロピレン、コポリ
    マーおよび／または２成分繊維からなる請求項３、４ま
    たは５記載の成形体。
  8. 【請求項８】 熱可塑性繊維の長さが約４ｃｍである請
    求項７記載の成形体。
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