JP4129427B2 - Multi-density insulator type liner - Google Patents
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Description
〔発明の技術分野及び産業上の利用可能性〕
本発明は、一般に、環境、例えば車両の乗客室を、その車両の運転中に車両の機械的部品によって生じる熱及び音から絶縁するのに用いることができる多層音響的及び熱的インシュレータ型ライナに関する。別な用途としては、電気器具、例えば皿洗い機や衣類乾燥機の防音及び炉、空調ユニット及び家庭、オフィス、産業用構造物を含む建物内の管路の防音及び断熱用途が挙げられる。
[Technical field and industrial applicability of the invention]
The present invention generally relates to multilayer acoustic and thermal insulator liners that can be used to insulate the environment, for example, the passenger compartment of a vehicle, from the heat and sound generated by the vehicle's mechanical components during operation of the vehicle. . Other applications include soundproofing and insulation of electrical appliances such as dishwashers and clothes dryers, ovens, air conditioning units and pipes in buildings including homes, offices and industrial structures.
〔発明の背景〕
防音材は、当該技術分野において周知である。防音材は消音を行うために典型的には、吸音、即ち、到来する音波を吸収する機能と伝送損失、即ち、入射音波を反射させる機能の両方を利用している。かかる防音材が普及している用途のうちの1つは、エンジン室、防火壁、フェンダーウェル、ドア、フロアパン及び乗客室シェルの他の部品が乗客の利便及び快適さが得られるようエンジン及び路面ノイズを減少させるために防音処理が通常施されている自動車分野である。
BACKGROUND OF THE INVENTION
Soundproofing materials are well known in the art. In order to mute, the soundproofing material typically utilizes both sound absorption, that is, the function of absorbing incoming sound waves and transmission loss, that is, the function of reflecting incident sound waves. One of the applications in which such soundproofing materials are widespread is that the engine compartment, fire barrier, fender well, door, floor pan, and other parts of the passenger compartment shell provide passenger convenience and comfort. This is an automotive field in which soundproofing processing is usually performed to reduce road surface noise.
耐熱ガラス繊維から成るマットも又、例えば、(a)ダッシュボードとエンジン室との間の防火壁上及び(b)乗客室とドライブライン(動力伝達系統)及び排気系統との間の車両のフロアパンに沿って利用されている。これら材料は、特に夏の期間中にオペレータ/乗客室内に低く且つ快適な温度を維持することができるようにする断熱を可能にする。加うるに、これら材料は、所要程度の防音を可能にし、モータ、ドライブトレーン並びに車両が道路のしばしばラフででこぼこの表面上を走行しているときのサスペンション及びタイヤの種々の機械的騒音を減少させ又は無くしている。 Mats made of heat-resistant glass fibers can also be used, for example, (a) on the fire wall between the dashboard and engine compartment and (b) the vehicle floor between the passenger cabin and the driveline (power transmission system) and exhaust system. It is used along bread. These materials allow thermal insulation that allows a low and comfortable temperature to be maintained in the operator / passenger cabin, especially during summer. In addition, these materials provide the required degree of sound insulation and reduce various mechanical noises in the suspension and tires when motors, drivetrains and vehicles are traveling on rough and often rough surfaces of the road. I'm letting or missing.
かかる防音材兼用断熱材を製造又は製作する種々の方法が、当該技術分野において知られている。これら方法の例は、例えば、ヤマジ等に付与された米国特許第5,055,341号(以下、「ヤマジ等特許」という)明細書、フォッティンガー等に付与された米国特許第5,501,898号(以下、「フォッティンガー等特許」という)明細書、ヘルミックに付与された米国特許第3,652,377号明細書及びソーダー等に付与された米国特許第5,591,289号明細書に記載されている。 Various methods for producing or producing such a soundproofing material and heat insulating material are known in the art. Examples of these methods include, for example, U.S. Pat. No. 5,055,341 (hereinafter referred to as “Yamaji et al. Patent”), U.S. Pat. No. 5,501, assigned to Fotinger et al. No. 898 (hereinafter referred to as “Fotinger et al.”), US Pat. No. 3,652,377 granted to Helmic and US Pat. No. 5,591,289 granted to Soda et al. It is described in.
ヤマジ等特許では、織布及び(又は)不織布が繊維及び熱可塑性樹脂の複合材に貼り付けられている。フォッティンガー等特許では、ポリエステル繊維を含む多層多密度複合材が開示されている。繊維は、金属板により炉内で繊維の融点以上の温度まで予熱される。不織布繊維層が、成形ツール内に装入され、成形工程を完了させるのに十分な滞留時間の間成形圧力にさらされる。次に、この部品を繊維の軟化温度以下に冷やして複合材を最終成形品内に固定する。
ヘルミックの米国特許第3,652,377号では、層の各々において異なる密度を備えた2層から成る繊維状パッドの成形法が教示されている。具体的に説明すると、2つの層に一連の圧縮及び加熱作業を施して種々の所望の互いに異なる密度を層に連続的に生じさせることによりパッドを形成することが教示されている。好ましい実施形態では、最終製品は、一方の主要な面に隣接して、約3〜3.5ポンド/立方フィート(48〜56kg/m3)及び厚さが1/8インチ(3.175mm)の第1の高密度層及び第1の層に隣接して位置して、約1ポンド/立方フィート(16kg/m3)及び厚さが7/8インチ(22.2mm)の第2の低密度層を有する熱硬化性樹脂結合型絡み合いガラス繊維の厚さが1インチ(25.4mm)のパッドである。
ソーダー等の米国特許第5,591,289号では、各々が互いに異なる密度を備えたバット材料により各側部に接合された熱可塑性材料の不織高ロフトバットの内部部分で構成された自動車乗客室用の繊維状ヘッドライナが教示されている。ヘッドライナを形成するには、高密度のバットを加熱し、これを熱可塑性樹脂で被覆し、ヘッドライナ全体を適当な成形構造部材内にサンドイッチし、熱で硬化させる。
In Yamaji et al., A woven fabric and / or a non-woven fabric is attached to a composite material of a fiber and a thermoplastic resin. The Fottinger et al. Patent discloses a multi-layer, multi-density composite containing polyester fibers. The fiber is preheated to a temperature above the melting point of the fiber in a furnace by a metal plate. The nonwoven fibrous layer is loaded into a molding tool and subjected to molding pressure for a residence time sufficient to complete the molding process. Next, the component is cooled below the softening temperature of the fiber to fix the composite material in the final molded product.
Helmic U.S. Pat. No. 3,652,377 teaches a method of forming a two-layer fibrous pad with a different density in each of the layers. Specifically, it is taught to form a pad by subjecting two layers to a series of compression and heating operations to successively produce various desired different densities in the layers. In a preferred embodiment, the final product is approximately 3 to 3.5 pounds / cubic foot (48 to 56 kg / m 3 ) and 1/8 inch thick (3.175 mm) adjacent to one major surface. Adjacent to the first high-density layer and the first layer, a second low of about 1 pound / cubic foot (16 kg / m 3 ) and a thickness of 7/8 inch (22.2 mm) A thermosetting resin-bonded entangled glass fiber having a density layer is a 1 inch (25.4 mm) thick pad.
In US Pat. No. 5,591,289 to Soda et al., An automobile passenger composed of an inner portion of a non-woven high loft bat of thermoplastic material joined to each side by bat materials each having a different density A fibrous headliner for a room is taught. To form the headliner, a high-density bat is heated and coated with a thermoplastic resin, and the entire headliner is sandwiched in a suitable molded structural member and cured with heat.
一般に車両用途に用いられている防音材の種々の追加の例が、トムソン等に付与された米国特許第5,298,694号(以下、「トムソン等特許」という)明細書、サノッキ等に付与された米国特許第5,624,726号(以下、「サノッキ等特許」という)明細書、サノッキ等に付与された米国特許第5,759,659号(これ又、「サノッキ等特許」という)明細書及びスワン等に付与された米国特許第5,961,904号(以下、「スワン等特許」という)明細書に記載されている。 Various additional examples of soundproofing materials generally used for vehicle applications are given in US Pat. No. 5,298,694 (hereinafter referred to as “Thomson et al. Patent”), Sanokki, etc., granted to Thomson et al. US Pat. No. 5,624,726 (hereinafter referred to as “Sanocchi et al. Patent”), US Pat. No. 5,759,659 granted to Sanokchi et al. (Also referred to as “Sanocchi et al. Patent”) In the specification and U.S. Pat. No. 5,961,904 (hereinafter referred to as “Swan et al. Patent”).
トムソン等特許明細書は、熱可塑性繊維の不織防音ウェブ及びウォーターバリヤによる保護のためにこのウェブに貼り付けられた第2の層、例えば、スクリム不織フィルム又は箔を開示している。
サノッキ等特許明細書は、繊維状防音材、フォーム状防音材又はこれらの組合せから成る防音層及び防湿層としての役目を果たすヒートシール可能な熱可塑性ポリオレフィン内に封入されたセラミックペーパー、セラミック繊維織物、ガラス繊維織物、セラミック不織スクリム又はガラス繊維不織スクリムの耐熱層を備えた複合材の形態をしている防音ブランケットを開示している。
The Thomson et al. Specification discloses a second layer, such as a scrim nonwoven film or foil, applied to the nonwoven fabric for protection by a nonwoven soundproof web and a water barrier of thermoplastic fibers.
Sanokki et al. Describes a ceramic paper and ceramic fiber fabric encapsulated in a heat-sealable thermoplastic polyolefin that serves as a soundproof layer and a moistureproof layer made of fibrous soundproof material, foam-like soundproof material, or a combination thereof. And a soundproof blanket in the form of a composite with a heat-resistant layer of glass fiber fabric, ceramic nonwoven scrim or glass fiber nonwoven scrim.
スワン等特許は、これ又ステープル繊維、例えばけん縮バルキング繊維及び(又は)バインダー繊維を含む熱安定化メルトブローンポリプロピレン微小繊維の不織防音ウェブを開示している。この防音ウェブは、平らな熱可塑性ポリオレフィンフィルム、例えばポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム及びエチレンプロピレンコポリマーフィルムのウォーターバリヤ層を備えた積層品として形成されている。 The Swan et al. Patent discloses a nonwoven soundproof web of heat stabilized meltblown polypropylene microfibers which also contains staple fibers such as crimped bulking fibers and / or binder fibers. The soundproof web is formed as a laminate with a water barrier layer of flat thermoplastic polyolefin film, such as polyethylene film, polypropylene film and ethylene propylene copolymer film.
他の場合、製造業者は、所望の防湿層を得るためにエチレンビニルアセテート及び(又は)ポリ塩化ビニルの1以上の層を利用している。追加されたウォーターバリヤ層が、防音製品にかなりの重量を付加する場合が多い。これは、総車両重量を減少させ、燃料節約を促進することを探究している車両製造業者にとっては非常に大きな欠点である。 In other cases, manufacturers utilize one or more layers of ethylene vinyl acetate and / or polyvinyl chloride to obtain the desired moisture barrier. The added water barrier layer often adds significant weight to the soundproofing product. This is a huge drawback for vehicle manufacturers seeking to reduce total vehicle weight and promote fuel savings.
多くの防音用途、特に、自動車と関連した防音用途では、ウォーターバリヤによる保護は、重大な検討事項である。これら従来技術特許明細書によって示されているように、一般に、ウォーターバリヤによる保護手段を防音材料に付加することが必要であることが分かっている。というのは、この防音材料は、もしそうしなければ水に対して度が過ぎるほど浸透性であり、水の侵入を可能にするからである。この目的のため、意図した目的に効果的であるが、幾つかの欠点を持つ積層構造を提供することが一般に行われている。具体的に説明すると、取付け中における取扱い及び操作並びに(或いは)経時的な種々の環境要因の悪化及び劣化効果の結果として、離層が一般的に生じる。この離層は典型的には、ウォーターバリヤの有効性を損ない、それにより、しみ込み及び毛管作用による望ましくない水の侵入が潜在的に生じる。したがって、防音及び断熱特性を向上させると共にコンパクトな車両やこれよりも更にコンパクトな車両に用いるのに適した軽量製品の全てにおいて長期の有効寿命にわたり信頼性のあるウォーターバリヤによる保護を可能にする改良型絶縁法が要望されている。 In many soundproofing applications, particularly in soundproofing applications associated with automobiles, water barrier protection is a critical consideration. As shown by these prior art patent specifications, it has been found that it is generally necessary to add protection means by a water barrier to the soundproofing material. This is because this soundproofing material would otherwise be so permeable to water that it would allow water to enter. For this purpose, it is common practice to provide a laminated structure that is effective for its intended purpose but has several drawbacks. Specifically, delamination generally occurs as a result of handling and operation during installation and / or the deterioration and degradation effects of various environmental factors over time. This delamination typically impairs the effectiveness of the water barrier, thereby potentially causing undesirable water intrusion due to penetration and capillary action. Therefore, an improvement that improves soundproofing and thermal insulation properties and enables reliable water barrier protection over a long useful life in all lightweight products suitable for use in compact vehicles and even more compact vehicles There is a need for a mold insulation method.
〔発明の概要〕
本明細書において説明する本発明の目的に従って、性能特性の向上した改良型音響的及び熱的インシュレータ型ライナが提供される。インシュレータ型ライナは、密度が実質的に8.0〜80.0kg/m3の嵩高い防音部分及びその少なくとも一方のフェースに沿って設けられた比較的密度の高いスキン層を備えた繊維材料のパッドから成る。スキン層は、厚さが実質的に0.25〜10.0mm、密度が実質的に32.0〜1600.0kg/m3である。
[Summary of the Invention]
In accordance with the objects of the invention described herein, improved acoustic and thermal insulator liners with improved performance characteristics are provided. An insulator-type liner is a fiber material having a bulky soundproof portion having a density of substantially 8.0 to 80.0 kg / m 3 and a relatively dense skin layer provided along at least one face thereof. It consists of a pad. The skin layer has a thickness of substantially 0.25 to 10.0 mm and a density of substantially 32.0 to 1600.0 kg / m 3 .
インシュレータ型ライナの繊維材料は、(a)熱可塑性ポリマーステープルファイバ及び熱可塑性コンジュゲートファイバと、(b)グラスステープルファイバ及び熱可塑性コンジュゲートファイバと、(c)上記(a)と上記(b)の組合せとから成る群から選択される。繊維材料は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ガラス繊維、天然繊維及びこれら任意の混合物から成る群から選択されたものであるのがよい。 The fiber material of the insulator-type liner includes (a) thermoplastic polymer staple fiber and thermoplastic conjugate fiber, (b) glass staple fiber and thermoplastic conjugate fiber, (c) (a) and (b) above. Selected from the group consisting of: The fiber material may be selected from the group consisting of polyester, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, glass fiber, natural fiber and any mixtures thereof.
パッドは、非積層品であり、したがって、比較的高密度のスキン層がパッドの残部から離層する恐れがなくなる。本発明の一実施形態では、パッドは、その第2のフェースに沿って設けられた比較的密度の高いスキン層を更に有する。更に別の実施形態では、インシュレータ型ライナは、パッドの第1のフェースに被着された第1の表面仕上げ層を有する。更に別の実施形態では、インシュレータ型ライナは、パッドの第2のフェースに被着された第2の表面仕上げ層を有する。第1の表面仕上げ層及び第2の表面仕上げ層は、ポリエステル、レーヨン、金属箔及びこれらの混合物から成る群から選択された材料で作られたものであるのがよい。 The pad is a non-laminated product, thus eliminating the risk of a relatively dense skin layer delaminating from the remainder of the pad. In one embodiment of the present invention, the pad further comprises a relatively dense skin layer provided along its second face. In yet another embodiment, the insulator-type liner has a first surface finish layer applied to the first face of the pad. In yet another embodiment, the insulator-type liner has a second surface finish layer applied to the second face of the pad. The first surface finish layer and the second surface finish layer may be made of a material selected from the group consisting of polyester, rayon, metal foil, and mixtures thereof.
本発明の別の特徴によれば、一体形ウォーターバリヤ付き吸音ライナが提供される。吸音ライナは、密度が実質的に8.0〜80.0kg/m3の嵩高い防音部分及びその少なくとも一方のフェースに沿って設けられた比較的密度の高いウォーターバリヤスキン層を備えた繊維材料のパッドから成る。スキン層は、厚さが実質的に0.25〜7.5mm、密度が約32.0〜1600.0kg/m3である。パッドは、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ガラス繊維、天然繊維及びこれら任意の混合物から成る群から選択された繊維材料から作られる。パッド及びヒートシールされたウォーターバリヤスキン層は、一体であり、したがって、吸音ライナは、非積層品である。したがって、これにより、従来技術で一般的に用いられている防音材料に貼り付けられたウォーターバリヤ層の特徴である離層の傾向が回避される。 According to another aspect of the present invention, a sound absorbing liner with an integral water barrier is provided. SOUND ABSORBING LINER, A FIBER MATERIAL HAVING A BULK SOUND PROOFING PORTION, WHICH DENSITY IS SUBSTANDUALLY 8.0-80.0 kg / m 3 AND A RELATED DENSITY WATER BARRIER SKIN PROVIDED ALONG AT AT LEAST Consisting of pads. The skin layer has a thickness of substantially 0.25 to 7.5 mm and a density of about 32.0 to 1600.0 kg / m 3 . The pad is made from a fiber material selected from the group consisting of polyester, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, glass fiber, natural fiber and any mixtures thereof. The pad and the heat-sealed water barrier skin layer are unitary, so the sound absorbing liner is a non-laminated product. Thus, this avoids the tendency of delamination that is characteristic of a water barrier layer affixed to a soundproof material commonly used in the prior art.
一体形ウォーターバリヤ付き吸音ライナは、パッドの周囲の少なくとも一部の周りにけん縮縁部を更に有するのがよく、この場合、けん縮辺縁部の厚さは、少なくとも約0.5〜3.0mmである。この辺縁部は、追加の強度を与えると共にライナを当該技術分野で知られている性状の機械的締結具により、防音を必要とする車両の例えばドアパネル又は他の構造部品に取り付けるのに適した場所となる。 The sound absorbing liner with integral water barrier may further have crimped edges around at least a portion of the perimeter of the pad, wherein the crimped edge thickness is at least about 0.5-3. 0.0 mm. This edge provides additional strength and is a suitable place to attach the liner to a vehicle, such as a door panel or other structural component, that requires sound insulation with mechanical fasteners known in the art. It becomes.
当然のことながら、一体形ウォーターバリヤ付きの吸音ライナのパッドも又、2つのヒートシールされたスキン層を更に有するのがよい。加うるに、パッドは、ポリエステル、レーヨン、金属箔及びこれらの混合物から成る群から選択された材料で作られている1又は2以上の表面仕上げ層を有するのがよい。 Of course, the pad of a sound absorbing liner with an integral water barrier may also have two heat sealed skin layers. In addition, the pad may have one or more surface finish layers made of a material selected from the group consisting of polyester, rayon, metal foil, and mixtures thereof.
本発明の更に別の特徴によれば、外側本体パネル及び外側本体パネルとの間にキャビティを構成する内側フェーシアパネルを有するドアの防音方法が提供される。この方法は、繊維材料のパッドを外側本体パネルと内側フェーシアパネルとの間のキャビティ内に配置する工程を有する。パッドは、密度が実質的に8.0〜80.0kg/m3の嵩高い防音部分及びその少なくとも一方のフェースに沿って設けられた比較的密度の高いスキン層を有し、スキン層は、厚さが実質的に0.25〜7.5mm、密度が約32.0〜1600.0kg/m3である。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a soundproofing method for a door having an outer body panel and an inner fascia panel forming a cavity between the outer body panel and the outer body panel. The method includes placing a pad of fibrous material in a cavity between the outer body panel and the inner fascia panel. The pad has a bulky soundproof portion having a density of substantially 8.0 to 80.0 kg / m 3 and a skin layer having a relatively high density provided along at least one face thereof. The thickness is substantially 0.25 to 7.5 mm, and the density is about 32.0 to 1600.0 kg / m 3 .
本発明の更に別の特徴によれば、車両用ドアが提供される。ドアは、外側本体パネルと、外側本体パネルに連結されていて、外側本体パネルとの間にキャビティを構成する内側フェーシアパネルと、密度が実質的に8.0〜80.0kg/m3の嵩高い防音部分及びその少なくとも一方のフェースに沿って設けられた比較的密度の高いスキン層を備えた繊維材料のパッドとを有する。スキン層は、厚さが実質的に0.25〜7.5mmである。パッドは、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ガラス繊維、天然繊維及びこれら任意の混合物から成る群から選択されている材料から作られる。パッドは、非積層品であり、パッドの周囲の少なくとも一部の周りにけん縮縁部を更に有するのがよく、この場合、けん縮辺縁部の厚さは、少なくとも約0.5〜3.0mmである。上述したように、このけん縮辺縁部は、吸音ライナをドアの外側及び(又は)内側パネル又は吸音ライナが固定されるべき他の部品に固定する都合のよい締結場所となる。吸音ライナのパッドは、2つのヒートシールされたスキン層を更に有するのがよい。 According to yet another aspect of the invention, a vehicle door is provided. The door is connected to the outer body panel, the inner fascia panel connected to the outer body panel and forming a cavity between the outer body panel, and the density is substantially 8.0 to 80.0 kg / m 3 . A bulky soundproof portion and a fibrous material pad with a relatively dense skin layer provided along at least one face thereof. The skin layer has a thickness of substantially 0.25 to 7.5 mm. The pad is made from a material selected from the group consisting of polyester, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, glass fiber, natural fiber and any mixtures thereof. The pad is non-laminate and may further have crimped edges around at least a portion of the periphery of the pad, where the crimped edge thickness is at least about 0.5-3. 0.0 mm. As described above, this crimped edge provides a convenient fastening location for securing the acoustic liner to the outside of the door and / or the inner panel or other component to which the acoustic liner is to be secured. The pad of the sound absorbing liner may further comprise two heat sealed skin layers.
本発明の更に別の特徴によれば、空気流導管、例えば暖房及び空調用ダクト又は例えば炉又は空調ユニットのハウジング用のライナが提供される。このライナは、密度が実質的に8.0〜80.0kg/m3の嵩高い防音部分を有する。このライナは、その少なくとも一方のフェースに沿って設けられた比較的密度の高いスキン層を有する。スキン層は、厚さが実質的に0.25〜10.0mm、密度が実質的に32.0〜1600.0kg/m3である。ライナは、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ガラス繊維、天然繊維及びこれら任意の混合物から作られたものであるのがよい。ライナは、第2のスキン層を更に有するのがよく、所望ならば、特定の用途については、1以上の表面仕上げ材を有するのがよい。表面仕上げ材は、ポリエステル、レーヨン、金属箔及びこれらの任意の混合物から作られたものであるのがよい。 According to yet another aspect of the invention, an airflow conduit, such as a heating and air conditioning duct or a liner for a housing of a furnace or air conditioning unit, for example, is provided. This liner has a bulky soundproof portion with a density of substantially 8.0 to 80.0 kg / m 3 . The liner has a relatively dense skin layer disposed along at least one face thereof. The skin layer has a thickness of substantially 0.25 to 10.0 mm and a density of substantially 32.0 to 1600.0 kg / m 3 . The liner may be made from polyester, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, glass fiber, natural fiber and any mixtures thereof. The liner may further have a second skin layer and, if desired, may have one or more surface finishes for specific applications. The surface finish may be made from polyester, rayon, metal foil and any mixture thereof.
本発明の更に別の目的は、本発明を実施する最良の形態のうち幾つかを単に例示することにより、本発明の好ましい実施形態が記載された以下の説明から当業者には明らかになろう。理解されるように、本発明は、他の異なる実施形態で実施でき、その幾つかの詳細は、本発明の範囲から逸脱することなく種々の明らかな特徴の全てにおいて設計変更できる。したがって、図面及び説明は、性質上本発明を限定するものではなく例示として解される。 Still further objects of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description, in which preferred embodiments of the invention have been described, merely by way of illustration of some of the best modes for carrying out the invention. . As will be realized, the invention may be practiced in other and different embodiments, and its several details are capable of modifications in all of the various obvious features without departing from the scope of the invention. Accordingly, the drawings and description are to be regarded as illustrative rather than limiting in nature.
本願の一部をなすものとして含まれる添付の図面は、本発明の幾つかの特徴を示しており、説明と合わせて本発明の原理を説明するのに役立つ。
次に本発明の現時点において好ましい実施形態を詳細に説明するが、これらは添付の図面に示されている。
The accompanying drawings, which are included as part of this application, illustrate some features of the present invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
Reference will now be made in detail to the presently preferred embodiments of the invention, which are illustrated in the accompanying drawings.
〔発明の詳細な説明及び好ましい実施形態〕
今、図1を参照すると、図1は、全体を符号10で示した本発明のインシュレータ型ライナ(インシュレータを兼ねたライナ)の第1の実施形態を示している。インシュレータ型ライナ10は、繊維材料のパッド12を有している。繊維材料は、(a)熱可塑性ポリマーステープルファイバ及び熱可塑性コンジュゲート(2成分)ファイバ、(b)グラスステープル繊維及び熱可塑性コンジュゲートファイバ、(c)上記(a)と上記(b)の組合せの形態をしているのがよい。熱可塑性ステープルファイバ及びコンジュゲートファイバは、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート及びこれらの任意の混合物から成る群から選択されたものであるのがよいが、これらには限られない。ガラス繊維としては、Eガラス、Sガラス又は玄武岩繊維が挙げられる。天然繊維(例えば、大麻、ケナフ)も又使用できる。
Detailed Description of the Invention and Preferred Embodiments
Referring now to FIG. 1, FIG. 1 shows a first embodiment of an insulator type liner (liner also serving as an insulator) of the present invention, indicated as a whole by 10. The
パッド12は、密度が実質的に8.0〜80.0kg/m3の嵩高い防音部分14及びその一方のフェースに沿って設けられた比較的密度の高いスキン層16を有している。スキン層16は、厚さが実質的に0.25〜10.0mm、密度が実質的に32.0〜1600.0kg/m3である。スキン層16の密度は、その厚さ全体にわたって実質的に一定であるのがよく、或いは、その外側フェースに沿う最大密度からその内側部分に沿う防音部分14の密度よりも高い密度まで次第に低く変化するものであってもよい。スキン層16の密度が変化する場合、スキン層の平均密度は、指示範囲に納まる。
The
本発明の重要な特徴によれば、比較的密度の低い防音部分14と比較的密度の高いスキン層16の両方を有するパッド12は、繊維状出発原料の単一の一体シートから形成される。したがって、パッド12は、非積層品であり、したがって、インシュレータ型ライナが受ける恐れのある任意の環境条件下においてスキン層16が防音部分14から離層する傾向が無くなる。スキン層16により、防音処理を施す装置又は部品、例えば、車体コンポーネント、炉又は空調ユニットのハウジング又は管路への取付け中におけるインシュレータ型ライナ10の取扱いを助ける追加の機械的強度及び剛性がパッド12に与えられる。
In accordance with an important feature of the present invention, the
多くの用途では、スキン層16は、長期の有効寿命にわたりインシュレータ型ライナ10の一体性並びに防音及び断熱性能を維持するよう働く。具体的に説明すると、スキン層16は、余分の機械的支持体となる。さらに、スキン層16の密度の増大により、材料の気孔が塞がり、それにより、もしそうしなければ経時的にインシュレータ型ライナの性能を劣化させる恐れのある多くの潜在的な環境汚染要因物に対する不透過性が得られる。かくして、スキン層16は、従来型インシュレータ型ライナ設計とほぼ同様な仕方で積層表面仕上げ材として防音部分14を保護するよう効果的に働く。かかる従来型表面仕上げ層は本来的に、剥離して破損する恐れがある。これは、かかるライナ及びインシュレータがさらされる場合の多い過酷な動作環境を考慮すると大きな欠点である。有利には、本発明は、潜在的にインシュレータ型ライナの破損を招くこの離層の恐れを無くす。
In many applications, the
図2に示すように、インシュレータ型ライナ10の別の実施形態は、図1の実施形態の場合について上述したように嵩高い防音部分14及びスキン層16を備えたパッド12を有する。加うるに、図2の実施形態は、パッド12の反対側のフェースに沿って被着された第2のスキン層18を有している。第2のスキン層18は、第1のスキン層16について上述したのと同一の物理的属性を有するのがよい。しかしながら、2つのスキン層16,18は、指示範囲内で厚さ及び(又は)密度が互いに違っていてもよい。
As shown in FIG. 2, another embodiment of the insulator-
図3に示すように、インシュレータ型ライナ10の別の実施形態は、図1の別の実施形態に関して上述したように嵩高い防音部分14及びスキン層16を備えたパッド12を有している。この実施形態では、スキン層16と反対側のパッドのフェース20は、表面仕上げ層22を備えている。表面仕上げ層22は、ポリエステル、レーヨン、金属箔及びこれらの任意の混合物から作られたものであるのがよい。かかる表面仕上げ層22は、美感上の目的、装飾上の目的又は実利的目的、例えば熱反射や熱消散のために利用できる。
As shown in FIG. 3, another embodiment of the insulator-
本発明の更に別の考えられる実施形態が図4に示されている。図4のインシュレータ型ライナは、図1の実施形態について丁度上述したようにパッド12、嵩高い防音14及びスキン層16を有している。加うるに、インシュレータ型ライナ10は、スキン層16を被覆した第1の表面仕上げ層24及びパッド12の反対側のフェース28を被覆した第2の表面仕上げ層26を有している。2つの表面仕上げ層は、ポリエステル、レーヨン、金属箔及びこれらの任意の混合物から作られたものであるのがよい。当然のことながら、多層表面仕上げ材も使用できる。
Yet another possible embodiment of the present invention is shown in FIG. The insulator liner of FIG. 4 has a
優れた断熱性を必要とする用途では、表面仕上げ層22,24及び(又は)26は、熱反射材、例えば金属箔(例えば、アルミニウム又は他の熱反射金属)から作られたものであるのがよい。金属箔を用いる場合、箔の厚さは一般に0.25〜7.5mmである。選択される厚さは、特定の製品用途の温度、耐久性及び構造的要件に基づく。 For applications that require good thermal insulation, the surface finish layers 22, 24 and / or 26 are made from a heat reflective material, such as a metal foil (eg, aluminum or other heat reflective metal). Is good. When using a metal foil, the thickness of the foil is generally 0.25 to 7.5 mm. The thickness chosen is based on the temperature, durability and structural requirements of the specific product application.
表面仕上げ層22,24及び(又は)26は、強化されたものであっても、強化されていないものであってもよい。補強材は、耐久性及び構造的一体性を高めるために設けられる。補強材は、繊維状スクリム、繊維状マット又は繊維状ウェブの形態をしているのがよい。多くの用途に関し、補強材は、比較的強固な繊維、例えばガラス繊維から作られる。代表的には、ガラス繊維の糸が十字形パターンに配列される。1インチ当たりの糸の本数を調節すると、所望の製品特性を得ることができる。繊維補強ストランドは、箔のウェブ縦方向とウェブ横方向にわたり一定間隔で設けられる。代表的には、間隔を置くパターンとしては、4×4(両方向に1インチ当たり4本のストランド)、3×3、2×2、4×2及び3×2が挙げられるが、これらには限定されない。代表的なパターンは、矩形及びひし形である。ストランドが、所望の特性をもたらすガラス以外の材料(例えば、ポリエステル)であってもよい。 The surface finishing layers 22, 24 and / or 26 may be reinforced or unreinforced. Stiffeners are provided to increase durability and structural integrity. The reinforcement may be in the form of a fibrous scrim, a fibrous mat or a fibrous web. For many applications, the reinforcement is made from relatively strong fibers, such as glass fibers. Typically, glass fiber threads are arranged in a cross pattern. Adjusting the number of yarns per inch can provide the desired product characteristics. The fiber reinforced strands are provided at regular intervals over the web longitudinal direction and the web transverse direction of the foil. Typical spacing patterns include 4x4 (4 strands per inch in both directions), 3x3, 2x2, 4x2 and 3x2, which include It is not limited. Typical patterns are rectangles and rhombuses. The strand may be a material other than glass (eg, polyester) that provides the desired properties.
表面仕上げ層22,24及び(又は)26の別の補強材としては、ガラスマット、ポリマーマット及び配合マットが挙げられるが、これらには限定されない。補強材を金属箔にあらかじめ取り付けるのがよい。変形例として、留めない状態で置いた補強材を利用してもよい。多くの用途では、箔層から成る補強材は、向上した耐引き裂き性、強度及び(又は)防音特性をもたらす。しかしながら、多くの用途では、補強材は不要であることは理解されるべきである。 Other reinforcements for the surface finish layers 22, 24 and / or 26 include, but are not limited to, glass mats, polymer mats and compounded mats. It is better to attach the reinforcing material to the metal foil in advance. As a modification, a reinforcing material placed in an unfastened state may be used. For many applications, the reinforcement consisting of the foil layer provides improved tear resistance, strength and / or soundproofing properties. However, it should be understood that for many applications, no reinforcement is required.
表面仕上げ層22,24及び(又は)26(強化されているかどうかを問わない)は、熱活性化接着剤によりポリマーを基材とするパッド12に取り付けられる。利用される接着剤は、200°F〜300°F(93.3℃〜176.7℃)の温度で溶けて流れる傾向のある熱可塑性シート又は熱可塑性ウェブ材料であるのがよい。この種の接着剤は、製造の成形段階中に活性化できるので望ましい。熱可塑性シートやウェブの他には、例えばホットメルト、ラテックス及び種々の熱活性化樹脂のような接着剤を利用できる。接着剤は、図示のように別個の層をなすものであってよく、或いは、接着剤は、ドットマトリックス(即ち、一様)又は焼結(即ち、ランダム)パターンで表面仕上げ層22,24及び(又は)26に既に取り付けられたものであってもよい。
The surface finish layers 22, 24 and / or 26 (whether reinforced or not) are attached to the polymer-based
例えば図5に示すような一体形ウォーターバリヤ付き吸音ライナ10は、本発明の考えられる1つの製品である。吸音ライナ10は、繊維材料のパッド12を有している。パッド12は、入ってくる音波を吸収することができると共に入ってくる音波を反射させて優れた消音性をもたらすような材料から作られる。したがって、パッド12は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ガラス繊維、天然繊維及びこれらの任意の混合物から成る群から選択された材料で作られたものであるのがよい。
For example, a
図6に示すように、パッド12は、密度が約8.0〜80.0kg/m3の嵩高い防音部分14及び水の浸透に抵抗し、ウォーターバリヤとしての役目を果たす密度の増大したヒートシールスキン層16を有している。フェース16は、厚さが実質的に0.25〜7.5mmであり、好ましくは密度が約32.0〜1600.0kg/m3である。
防音部分14とスキン層16は、製造工程中一体に形成され、したがって、ライナ10は非積層品である。ライナ10が接着剤により互いに結合された層を有していないので、このライナは離層する傾向がなく、したがって、長期の有効寿命にわたり信頼性のあるウォーターバリヤによる保護及び防音特性をもたらす。
As shown in FIG. 6, the
The
けん縮辺縁部30が、パッド12の外周部の少なくとも一部周りに設けられている。けん縮辺縁部30の厚さは、約0.5〜3.0mmであるのがよい。けん縮辺縁部30の材料は、比較的密度が高くなるという特徴を備えるよう圧縮されている。したがって、けん縮辺縁部30は強固であり、したがって、防音シート材を車両パネル等に固定するのに利用される当該技術分野で周知のタイプの機械的締結具(図示せず)、例えばねじやプラスチック製スナップリベットを保持するのに好適である。
A
図示のように、ライナ10は、その本体に設けられていて、ドア操作構造部材、例えばドアラッチ取っ手及び窓操作機構を受け入れる種々の切欠き開口部32,34を更に有するのがよい。けん縮辺縁部30と類似したけん縮辺縁部36を、これら開口部のうち1以上の周りに設けるのがよく、かかるけん縮辺縁部は、開口部34の周りに位置した状態で図5に示されている。
As shown, the
図7に示すライナ10の変形実施形態では、第2のヒートシールスキン層18が、第1のヒートシールスキン層16の反対側に設けられている。明示していないが、ライナ10の縁も又、ウォーターバリヤによる保護が極めて重要である用途ではウォーターバリヤによる保護を促進するためにヒートシールされるのがよい。
In the modified embodiment of the
車両のドア38の構造が図8に示されている。ドア38は主要構成要素として、窓開口部42を含む外側本体パネル40及び内側フェーシアパネル(仕切り板)44を有している。キャビティ46が、2つのパネル40,44を互いに固定した時にこれらパネル相互間に構成される。上述すると共に図5、図6又は図7に詳細に示されていて、嵩高い防音部分14及び少なくとも1つのヒートシールされたウォーターバリヤスキン層16を有するライナ10が、キャビティ46内に配置される。具体的に説明すると、ライナ10は、当該技術分野で知られている形式の機械的締結具又は他の手段によりドア38の外側パネル40又は内側パネル46に固定できる。
The structure of the
多種多様な技術を利用して本発明のインシュレータ型ライナ10を製造することができる。インシュレータ型ライナ10は、示差加熱及び一様圧縮法によって調製できる。特定の例としては、図6に示すライナ10を調製するには、防音材のブランケット又はパッド12の一方の側部、即ち、ヒートシールされたウォーターバリヤスキン層16を有する側部を加熱し、他方の側部が比較的低温のままであるようにする。次に、ポリマー結合繊維が低温の表面の近くではなく、高温の表面の近くで軟化することができるのに十分な時間の間、圧力を加える。これが圧縮下で生じると、高温の側部は、比較的密度の高い層又はスキン層の状態に再付形される。ポリマー結合繊維の低温側は、軟化せず、したがって、圧力を除くと、この低温側は、その元の厚さ及び密度特性の殆どを保つ。この技術は、一方の定盤が高温で稼動し、他方が低温で稼動する標準型成形プレスで実施できる。
The insulator-
別法では、軟化点が著しく異なる2種類のポリマー結合繊維を用いる。一方法では、各々が融点の互いに異なるポリマー繊維を利用する2つの別々のブランケット層を作る。2つの層を示差加熱法を利用して成形作業で互いに結合し、所与の期間及び所与の温度差で所与のギャップ幅の状態に圧縮する。融点の低いポリマー結合繊維を含むブランケット層を、高温定盤の近くに置き、軟化点の高いブランケット層を低温定盤の近くに置く。圧縮が生じると、密度の高い層又はスキン層16は、軟化点の低いブランケット層から作られ、他方、高温状態の層は影響を受けず、その元の密度を保持する。また、層を融合させて一体構造を形成する。
Alternatively, two types of polymer-bonded fibers that have significantly different softening points are used. In one method, two separate blanket layers are made, each utilizing different melting polymer fibers. The two layers are bonded together in a molding operation using a differential heating method and compressed to a given gap width for a given period and given temperature difference. A blanket layer containing a polymer-bonded fiber having a low melting point is placed near the high temperature platen, and a blanket layer having a high softening point is placed near the low temperature platen. When compression occurs, the dense layer or
別の方法では、融点の高いポリマー繊維を含むブランケット層を予備成形し、次にこの層を融点の低いブランケットの成形中、成形オーブンを通って送り戻す。オーブンは軟化点の高いポリマー結合繊維を活性化させるのに必要な温度よりも低い温度で稼動しているので、このポリマー結合繊維は、オーブン内で圧縮作用を受けるが、オーブンを出たときにはその元の厚さ及び密度を保持する。軟化点の低い材料も又、圧縮を受け、そして、オーブンはそのポリマー結合繊維を活性化させるのに十分な温度状態にあるので、このポリマー結合繊維は、高密度の層の状態に圧搾され、そして2つの層は互いに融合して1つとなる。本発明のインシュレータ型ライナの製造に関する追加情報を2000年6月30日に出願された同時係属米国特許出願第09/607,478号明細書を検討することにより得ることができ、かかる米国特許出願明細書の開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。 In another method, a blanket layer containing a high melting point polymer fiber is preformed and then this layer is fed back through a forming oven during the molding of the low melting point blanket. Since the oven is operating at a temperature lower than that required to activate the high softening point polymer-bonded fibers, the polymer-bonded fibers are subjected to a compression action in the oven, but when they exit the oven Retain the original thickness and density. The material with a low softening point is also subjected to compression and since the oven is at a temperature sufficient to activate the polymer bonded fiber, the polymer bonded fiber is squeezed into a dense layer, The two layers are merged into one. Additional information regarding the manufacture of the insulator liner of the present invention can be obtained by reviewing co-pending US patent application Ser. No. 09 / 607,478, filed Jun. 30, 2000, such US patent application. The entire disclosure of the specification is hereby incorporated by reference as forming part of this specification.
本発明の好ましい実施形態の上記説明は、例示及び説明のために与えられている。本発明を開示した形態そのものに限定するものではない。上記教示に照らして当業者には明らかな改造又は変形が可能である。例えば、インシュレータ型ライナ10は、両方が表面仕上げ層で被覆された2つのスキン層を有してもよい。インシュレータ型ライナ10は、表面仕上げ層で被覆されたスキン層を1つだけ有してもよい。インシュレータ型ライナ10は、その縁のうち1又は2以上に沿ってスキン層を有してもよい。
The foregoing description of the preferred embodiment of the present invention has been given for purposes of illustration and description. The present invention is not limited to the disclosed form itself. Modifications or variations apparent to those skilled in the art in light of the above teachings are possible. For example, the insulator-
実施形態は、本発明の原理及びその実用的用途の最良の例示となり、それにより、当業者が本発明を種々の実施形態で利用すると共に、計画した特定の用途に合わせて種々の設計変更を行なうことができるように選択されると共に記載されたものである。かかる全ての改造及び変形は、これらが公正的、法的、衡平的観点から得られる権利の幅に従って解釈された場合、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に属する。 The embodiments provide the best illustration of the principles of the invention and its practical application, so that those skilled in the art can use the invention in various embodiments and make various design changes for the specific application planned. It has been selected and described so that it can be performed. All such modifications and variations fall within the scope of the present invention as set forth in the appended claims when interpreted in accordance with the breadth of rights obtained from a fair, legal and equitable viewpoint.
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