JP4237874B2

JP4237874B2 - 積層防音材とその製造法

Info

Publication number: JP4237874B2
Application number: JP16185999A
Authority: JP
Inventors: 清文田代
Original assignee: FUJICO CO., LTD.
Current assignee: FUJICO CO., LTD.
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: JP2000347670A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸音シート部および遮音シート部を有する積層防音材に関し、自動車、電車や航空機などのダッシュボードにおけるインシュレータとして使用可能な積層防音材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダッシュボードのインシュレータは、自動車や電車などにおいてエンジンルームと運転室との隔壁に設置し、エンジンルームから発生する騒音が外部へ漏出することを阻止している。エンジンルームから発生する騒音は、道路際や路線際の住民に対してだけでなく、その自動車や電車を運転する者にも悪影響を与えている。自動車のエンジンまたは電車のモータ部などの騒音発生源は、従来の制振鉄板や遮音板などの防音材で囲むだけでは遮音効果が不十分であった。
【０００３】
従来の防音材による遮音効果を高めるために、自動車や電車の一部では、ウレタンをポリ塩化ビニルなどの遮音材上に注入して発泡させることにより、ウレタンフォームの吸音材を遮音材の裏面に貼り合わせて使用している。ポリウレタンフォームの吸音材は、一般に断熱材およびクッション材として優れた性能を有する反面、苛酷な使用環境では耐熱性および機械的性質の点で不十分であり、特に高温雰囲気中で強度が低下しやすい。また、ポリウレタンフォームを貼り合わせた防音材は、通常の防音材に比べて高価でもある。
【０００４】
コストの面では、フェノール樹脂粉末を種々の反毛（回収再生綿）繊維ラップに散布した後に熱処理したレジンフェルトは、吸音材として非常に安価である。しかしながら、このレジンフェルトおよびポリウレタンフォームのいずれも、自動車を廃棄処分する際にリサイクルが困難であるという大きな欠陥を有する。現在では、自動車の各パーツを可能な限り再利用することにより、廃車から発生する産業廃棄物を減らして公害発生を防ぐことが重要視されているから、レジンフェルトやポリウレタンフォームのようにリサイクルが困難であると、自動車のパーツとして採用することは不可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人は、既に、リサイクルが可能な吸音材として繊維マットを提案している。この繊維マットは、通常の繊維を比較的少量の熱融着性繊維と混綿・積層したラップを用い、所望に応じて適宜にニードルパンチングを施してから、このラップを熱処理して熱融着性繊維を溶融することで製造する。この繊維マットは、吸音材としてポリウレタンフォームよりも安価である。
【０００６】
この繊維マットは、吸音材として遮音材とともに自動車に取り付けると種々の利点を有するけれども、防火性の点では唯一十分でない。一般に、自動車では、交通事故によってエンジンルームから出火した場合に、火災が運転席まで拡がることを防ぐことが安全性確保のために必要であり、繊維マットではこの火災を完全に防止することが困難であった。
【０００７】
本発明は、従来の防音材に関する前記の問題点つまりリサイクル性、製造コストおよび防火性の点を改善するために提案されたものである。本発明は、耐炎化繊維を含む吸音シート部および遮音シート部を有し、自動車や電車などに用いる積層防音材とその製造法を提供することを目的としている。本発明の他の目的は、自動車や航空機などにおけるダッシュボードインシュレータとして利用可能な積層防音材の製造法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る積層防音材は、吸音シート部と厚さ２〜１０ｍｍの遮音シート部とを相互に貼り合わせる。この吸音シート部は、不燃性繊維層１０〜９０％および通常繊維層９０〜１０％からなる一体化した２層の繊維集合構造を有する。また、この不燃性繊維層は、耐炎化繊維２０〜１００重量％と一般の有機繊維８０〜０重量％とを混綿して形成する。例えば、遮音シート部として、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、板ゴム、ビチューメンなどが使用可能である。
【０００９】
積層防音材を製造するには、耐炎化繊維２０〜１００重量％と有機繊維８０〜０重量％とを混綿して不燃性繊維層を形成し、この不燃性繊維層を通常繊維層とニードルパンチングまたは接着によって一体化する。この一体化によって、不燃性繊維層１０〜９０％および通常繊維層９０〜１０％からなる吸音シート部を得、この吸音シート部を厚さ２〜１０ｍｍの遮音シート部と貼り合わせる。
【００１０】
また、ダッシュボードインシュレータを製造するには、前記の吸音シート部と厚さ２〜１０ｍｍの遮音シート部とを接着剤を介して貼り合わせる。得た積層防音材を温度約１８０〜２４０℃で３０〜１８０秒間加熱してから直ちに冷間プレスによって成形し、さらに適宜にトリミングする。あるいは、温度約１８０〜２４０℃に加熱された吸音シート部を、温度約１８０〜２４０℃で３０〜１８０秒間加熱成形された遮音シート部に接着剤を介して貼り合わせた後、直ちに冷間プレスによって成形し、さらに適宜にトリミングする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の積層防音材１は、図１に示すように、吸音シート部２と厚さ２〜１０ｍｍの遮音シート部３とを相互に貼り合わせて製造する。吸音シート部２である繊維マットまたは不織布と遮音シート部３である板材との貼り合わせは、両者の間に接着剤を介して加熱接着し、該接着剤を例えば塗布したり、ホットメルト不織布やフィルムなどの熱融着シートを介在させる。この接着剤は耐熱性であると好ましく、例えば、ゴム系、ポリイミド、フェノール系、シリコン、変性シリコン、エポキシ系などを用いてもよい。
【００１２】
本発明で用いる吸音シート部２は、図２に示すように、不燃性繊維層５および通常繊維層７からなる２層の繊維集合構造を有し、不燃性繊維層５は耐炎化繊維２０〜１００重量％と一般の有機繊維８０〜０重量％とを混綿して形成する。不燃性繊維層５において、耐炎化繊維は少なくとも２０重量％を有し、耐火性を高める場合には全量が耐炎化繊維でもよい。この際に、耐炎化繊維が約２０重量％以下であると、防火性が所望値よりも低下するおそれがある。不燃性繊維層５および通常繊維層７については、ニードルパンチングでシート状になった不織布であっても、通常繊維層７が全体を均一に混綿して積層した繊維マットであってもよい。
【００１３】
不燃性繊維層５に加える耐炎化繊維は、主としてアクリル繊維を空気などの活性雰囲気中で２００〜５００℃で焼成して製造する。耐炎化繊維は、炭素繊維を製造する際の前駆体であり、黒化繊維またはカーボンプレオキサイドファイバとも称する。この耐炎化繊維は、基本的にナフチリジン環の生成によるラダーポリマー化によって耐炎化つまり熱安定化し、繊維単独では２００〜３００℃程度の耐熱性と耐炎性を持っている。また、一般の有機繊維は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維、芳香族アラミド繊維、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維などの単独またはこれらの混合繊維であり、さらに別種の有機繊維を一部加えることも可能である。
【００１４】
通常繊維層７に加える繊維は、一般に市販の繊維の中では比較的難燃性に属するものが好ましい。このような繊維として、ポリエステル，ポリプロピレン，アクリル，ナイロンなどの合成繊維、羊毛，木綿などの天然繊維，アセテートなどの化学繊維またはこれらを混綿した繊維が例示でき、一般にポリエステル繊維が好ましい。これらの原料繊維は、一部または全部が反毛（回収再生綿）であってもよい。
【００１５】
吸音シート部２において、不燃性繊維層５は１０〜９０％および通常繊維層７は９０〜１０％であり、両者を一体化している。この際に、不燃性繊維層５が約１０％以下であると所定の防火性を達成することが困難になり、不燃性繊維層５を約９０％以上含有しても防火性が上昇しないので不経済である。繊維層５，７を一体化するには、中間にホットメルト不織布やフィルムなどの熱融着シートを介在させても、有棘状ニードルによるニードルパンチングを行っても、ウォータージェット法で繊維を絡合してもよい。
【００１６】
一方、本発明で用いる遮音シート部３としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、板ゴム、ビチューメンなどが例示できる。前記以外の樹脂シートであっても、比較的安価で遮音効果が優れている素材ならば使用可能である。遮音シート部３は、厚さが２〜１０ｍｍであり、約２ｍｍ以下では遮音効果が小さすぎ、約１０ｍｍ以上では成形加工が困難なうえに不経済である。
【００１７】
図３に示すようなダッシュボードインシュレータ１０を製造する場合、吸音シート部２と遮音シート部３を前記のように相互に貼り合わせて積層防音材１とした後に、約１８０〜２４０℃で３０〜１８０秒間加熱し、直ちに冷間プレスで成形してから適宜にトリミングすればよい。この際に、遮音シート部３は、その表面に予め接着剤を塗布してから加熱し、同様に加熱した吸音シート部２と重ね合わせ、直ちに冷間プレスにおいて積層成形してもよい。また、吸音シート部２と遮音シート部３は、個別に加熱して冷間プレスで成形した後に、両者の間に接着剤を介在させて貼り合わせてもよい。
【００１８】
本発明の積層防音材１は、吸音シート部２の裏側に遮音シート部３を貼り合わせた２層構造である。吸音シート部２は、遮音シート部３とともに積層防音材１における遮音効果をいっそう高め、苛酷な使用環境において防火性および機械的性質が優れている。積層防音材１は、通常繊維層７を９０〜１０重量％含む吸音シート部２と樹脂製などの遮音シート部３の存在により、予熱後に直ちにプレスすると所望の形状に成形できるため、複雑の立体形状を有するダッシュボードインシュレータ１０として適している。ダッシュボードインシュレータ１０において、吸音シート部２は、遮音シート部３とともにボルト孔１１（図４）の穿孔作業時にガラス粉のような粉塵が発生せず、作業環境の悪化を顧慮しなくてもよい。
【００１９】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００２０】
実施例１
不燃性繊維層５を製造するため、アクリル繊維を空気などの活性雰囲気中で２００〜３００℃で焼成した耐炎化繊維（商品名：パイロメックス、東邦レーヨン製）５０重量％と、２デニールのｍ−アラミド繊維（商品名：コーネックス）５０重量％とを均一に混綿してウェブを得る。このウェブを積層して１５０ｇ／ｍ^２のラップとし、さらに針密度１００本／ｃｍ^２のニードルパンチングによって不織布を形成する。
【００２１】
一方、通常繊維層７を製造するため、６デニールのポリエステル１００％のウェブを得る。このウェブを積層して３５０ｇ／ｍ^２のラップとし、さらに針密度１５０本／ｃｍ^２のニードルパンチングによって不織布を形成する。
【００２２】
不燃性繊維層５と通常繊維層７とは、仕上げニードルパンチングで一体化する。この仕上げニードルパンチングは、＃４０の有棘状針を用い、針密度は８０本／ｃｍ^２である。この結果、不燃性繊維層２５％および通常繊維層７５％からなる吸音シート部２を得る。
【００２３】
次に、吸音シート部２は、通常繊維層７を下に向け、厚さ５ｍｍのＥＶＡ製の遮音シート部３の上側に配置する。その中間にホットメルト不織布１２を介在させ、１８０℃で６０秒間加熱・加圧して貼り合わせる。
【００２４】
得た積層防音材１は、苛酷な使用環境において防火性および機械的性質が優れている。積層防音材１は、厚さ１ｍｍの制振鉄板（図示しない）の上側にウレタン系樹脂の接着剤を塗布して貼り合わせ、新幹線車両におけるモータ部用の防音材などとして使用できる。
【００２５】
実施例２
不燃性繊維層５を製造するため、耐炎化繊維（商品名：パイロメックス）１００％を均一に混綿してウェブを得る。このウェブを積層し、１００ｇ／ｍ²のラップとしてから、針密度１００本／ｃｍ^２のニードルパンチングによって不織布を形成する。一方、通常繊維層７として、６デニールのポリエステル繊維７０％、４デニールの低融点ポリエステル繊維３０％を均一に混綿してウェブを得る。このウェブを積層し、２５０ｇ／ｍ^２のラップとして用いる。
【００２６】
不燃性繊維層５と通常繊維層７とは、その中間にホットメルトフィルムを介在させ、１８０℃で２分間熱風貫通して貼り合わせる。この結果、不燃性繊維層２８％および通常繊維層７２％からなる吸音シート部２を得る。吸音シート部２は、通常繊維層７を下に向け、厚さ４ｍｍのＰＶＣ製の遮音シート部３の上側に配置する。その中間にホットメルト不織布１２を介在させ、１８０℃で４５秒間加熱・加圧して貼り合わせる。
【００２７】
得た積層防音材１は、苛酷な使用環境において防火性および機械的性質が特に優れている。
【００２８】
実施例３
不燃性繊維層５を製造するため、耐炎化繊維（商品名：パイロメックス）８０重量％と、４デニールのポリエステル繊維２０重量％とを均一に混綿してウェブを得る。このウェブを積層して２００ｇ／ｍ^２のラップとし、さらに針密度１００本／ｃｍ^２のニードルパンチングによって不織布を形成する。
【００２９】
一方、通常繊維層７を製造するため、６デニールのポリエステル繊維４５重量％と、４デニールの低融点ポリエステル繊維２５重量％、ポリエステル系反毛繊維３０重量％とを均一に混綿してウェブを得る。このウェブを積層し、２００ｇ／ｍ^２のラップとして用いる。
【００３０】
不燃性繊維層５と通常繊維層７とは、その中間にホットメルトフィルムを介在させ、１８０℃で２分間熱風貫通して貼り合わせる。この結果、不燃性繊維層４０％および通常繊維層６０％からなる吸音シート部２を得る。吸音シート部２は、通常繊維層７を下に向け、厚さ５ｍｍのＥＶＡ製の遮音シート部３の上側に配置する。その中間にホットメルト不織布１２を介在させ、２３０℃で９０秒間加熱・加圧して貼り合わせる。
【００３１】
実施例４
ダッシュボードインシュレータ１０を製造するため、実施例１で得た積層防音材１を、２２０℃で５０秒間加熱した後に、ダッシュボード用の冷金型中でプレスによって成形し、さらに適宜にトリミングする。
【００３２】
得たダッシュボードインシュレータ１０には、複数個のボルト孔１１を穿孔する。ダッシュボードインシュレータ１０は、自動車のダッシュボード内に応じた立体形状に成形し、ダッシュボードの内側にボルト止めする。ダッシュボードインシュレータ１０は、エンジンルームから出火した際に火災が運転席まで拡がることを阻止するという防火性を有し、しかも自動車のエンジン音に対する遮音効果が高く、緩衝材としての効果も有する。
【００３３】
実施例５
ダッシュボードインシュレータ１０を製造するため、実施例２で得た吸音シート部２を２００℃で６０秒間加熱し、ダッシュボード用の冷金型中でプレスによって成形する。一方、実施例１で得た遮音シート部３を１８０℃で７０秒間加熱し、ダッシュボード用の冷金型中でプレスによって成形する。成形した遮音シート部３にゴム系接着剤を塗布し、ついで成形した吸音シート部２と貼り合わせ、さらに適宜にトリミングする。
【００３４】
得たダッシュボードインシュレータ１０には、複数個のボルト孔１１を穿孔し、ボルトによってダッシュボードに取り付ける。ダッシュボードインシュレータ１０は、高い防火性を有し、自動車のエンジン音についての遮音効果も高い。
【００３５】
実施例６
ダッシュボードインシュレータ１０を製造するため、実施例２で製造した吸音シート部２を用いる。吸音シート部２をＰＶＣ製の遮音シート部３（厚さ３ｍｍ）の上側に配置し、該遮音シート部には予めゴム系接着剤を塗布しておく。吸音シート部２を２００℃で６０秒間加熱し、且つ遮音シート部３を２２０℃で６０秒間加熱してから重ね合わせ、ダッシュボード用の冷金型中でプレスによって積層成形し、さらに適宜にトリミングする。
【００３６】
得たダッシュボードインシュレータ１０には、複数個のボルト孔１１を穿孔し、ボルトによってダッシュボードに取り付ける。ダッシュボードインシュレータ１０は、いっそう高い防火性を有し、且つ自動車のエンジン音についての遮音効果をいっそう高める。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る積層防音材は、比較的安価なうえに、防火性を有する吸音シート部および遮音シート部の存在により、交通事故でエンジンルームから出火した際に火災が運転席まで拡がることを防ぎ、しかも遮音効果およびクッション材としての性能も優れている。本発明の積層防音材をダッシュボードインシュレータとして使用すると、自動車などを廃棄処分する際にリサイクル可能であり、廃車から発生する産業廃棄物を減らして公害発生を防止できる。
【００３８】
本発明で用いる吸音シート部は、高温雰囲気中で発火や引火を起こさず、機械的強度も低下しないから、自動車や電車のダッシュボードなどの苛酷な環境において使用可能である。この吸音シート部は、その厚さに比べて軽く、多量に使用しても積層防音材の全体重量を増加させることが少ない。
【００３９】
本発明の積層防音材は、冷間プレスによって所望の立体形状に成形できる。この積層防音材は、ダッシュボードインシュレータとして自動車内部や電車内部などの狭い設置個所に適した形状に加工でき、比較的容易に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る積層防音材を拡大して示す部分断面図である。
【図２】本発明で用いる吸音シート部を示す部分断面図である。
【図３】ダッシュボードインシュレータの一例を示す部分断面図である。
【図４】図３のダッシュボードインシュレータの平面図である。
【符号の説明】
１積層防音材
２吸音シート部
３遮音シート部
５不燃性繊維層
７通常繊維層
１０ダッシュボードインシュレータ

Claims

吸音シート部は、不燃性繊維層１０〜９０％および通常繊維層９０〜１０％からなる一体化した２層の繊維集合構造を有し、この不燃性繊維層は少なくとも２０重量％含有する耐炎化繊維と８０重量％以下である一般の有機繊維とを混綿してニードルパンチで不織布を形成し、この吸音シート部と厚さ２〜１０ｍｍの遮音シート部とを相互に貼り合わせる積層防音材。
少なくとも２０重量％含有する耐炎化繊維と８０重量％以下である一般の有機繊維とを混綿してからニードルパンチで不織布の不燃性繊維層を形成し、この不燃性繊維層を通常繊維層とニードルパンチングまたは接着によって一体化することにより、不燃性繊維層１０〜９０％および通常繊維層９０〜１０％からなる吸音シート部を得、この吸音シート部と厚さ２〜１０ｍｍの遮音シート部とを接着剤を介して相互に貼り合わせる積層防音材の製造法。
少なくとも２０重量％含有する耐炎化繊維と８０重量％以下である一般の有機繊維とを混綿してからニードルパンチで不織布の不燃性繊維層を形成し、この不燃性繊維層を通常繊維層と一体化することにより、不燃性繊維層１０〜９０％および通常繊維層９０〜１０％からなる吸音シート部を得、この吸音シート部と厚さ２〜１０ｍｍの遮音シート部とを接着剤を介して相互に貼り合わせ、得た積層防音材を温度約１８０〜２４０℃で３０〜１８０秒間加熱してから直ちに冷間プレスによって成形し、さらに適宜にトリミングするダッシュボードインシュレータの製造法。