JP4257818B2 - Soundproof material for vehicle and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダッシュパネルやフロアパネルに装着されるインシュレータダッシュ、フロアカーペット等に好適な車両用防音材及びその製造方法に係り、特に、廉価でかつ吸音性能に優れ、しかもリサイクルに適したセルロース系基材をベースとした多層構造体からなる車両用防音材及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、車両には、走行時における静粛性を確保するために、各種防音材が設置されている。例えば、図16に示すように、エンジンルームEと車室Rとを区画するダッシュパネル1aの室内側には、インシュレータダッシュ1が装着されているとともに、車室R内のフロアパネル2aの室内面にフロアカーペット2が敷設されている。
【0003】
また、エンジンルームE内には、ダッシュパネル1aの室内側に取り付けられるダッシュフロントインシュレータ3やフードパネル4aの室内側に取り付けられるフードインシュレータ4等が設置され、エンジンルームE内の音圧低下を図るとともに、ルーフパネル5aの室内面には、ルーフトリム5が装着されている。尚、図示はしないが、トランクルームやラゲージルーム内にはトランクトリム、ラゲージトリム、ホイールハウストリム等の防音性を有する内装材が設置されている。
【0004】
このように、車室RやエンジンルームE、あるいはトランクルーム、ラゲージルーム内には各種防音材が設置されているが、その代表的なものとして、ダッシュパネル1aの室内面に装着されるインシュレータダッシュ1の構成について図17を基に説明する。このインシュレータダッシュ1としては、吸音・遮音性能を有する防音性基材6の表面側に遮音材7を一体化した二層構造のものが従来から知られている。
【0005】
そして、遮音材7は、高密度の再生ゴムシートや再生塩ビシート等、重量の嵩むシート材料が使用されている。一方、防音性基材6の素材としては、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETという)等のポリエステル繊維やその他の合成繊維をベースとして、低融点の熱融着性繊維や熱可塑性樹脂パウダー等の樹脂バインダを添加して、ニードリング加工や熱風をかけながらプレス加工を行なうことにより不織布マットを作製し、この不織布マットを加熱軟化処理後、コールドプレス成形することによりダッシュパネル1aの形状に合わせて防音性基材6を成形している。
【0006】
また、別の従来例としては、反毛(毛を原料とする製品のぼろや屑のもつれを解きほぐして回収した羊毛、再生毛)を主繊維とし、これにバインダを添加して成形性を付与したフエルトを使用することもあり、このフエルトは、同様に加熱軟化処理後、所要形状にコールドプレス成形することにより防音性基材6を成形している。
【0007】
更に、型内にウレタン樹脂液を注入後、発泡成形により得られるウレタン発泡成形体を防音性基材6として使用する場合もある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述したインシュレータダッシュ1の防音性基材6では、吸音性を高めるためには、基材6の厚みを厚肉にするか、あるいは目付量を多く設定するようにしているが、目付量を増大させると製品のコストアップに繋がり、また、目付量を一定のまま製品厚みを厚肉にした場合低密度となるため、ホコリが発生し易く、作業環境の悪化を招くという不具合があった。また、成形性も悪化して、高展開率部分で裂け易くなるという問題点があった。
【0009】
更に、従来の不織布を使用した防音性基材6では、吸音性を高めるために細径の繊維質や細い繊維の融着性繊維の配合量を増やすと、これもまたコストアップに繋がるとともに、これらの繊維は基材を固める機能がないため、基材の剛性が損なわれるという問題点が指摘されている。
【0010】
一方、フエルトを使用した場合、反毛は繊維が太いため、吸音性能の低下や製品の重量化を招くという不具合があった。また、ウレタン発泡体を使用した場合、コストダウンは期待できるものの、焼却の際、有害な窒素酸化物が発生し、またリサイクル面でも不利であるという問題点があった。
【0011】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、インシュレータダッシュやフロアカーペット、フードインシュレータ等、広範囲に適用できる車両用防音材及びその製造方法であって、コストが廉価にもかかわらず、優れた吸音・遮音性能が期待でき、リサイクルにも好適な多層構造型の車両用防音材及びその製造方法を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この出願の請求項1に記載の発明は、セルロース系解繊物又は粉砕物をベースとした吸音・遮音成分と、該吸音・遮音成分を結合させる樹脂バインダとを素材として形成されたセルロース系原反マットの表面側に表面処理剤を含浸させた後、乾燥させることにより、車体パネルの形状に合わせて成形したセルロース系基材の表面側に紙粘土状の高密度層が設けられており、この高密度層で遮音性能を高め、かつホコリ成分を固定できるようにしたことを特徴とする。
更に、この出願の請求項2に記載の発明は、セルロース系解繊物又は粉砕物をベースとした吸音・遮音成分と、該吸音・遮音成分を結合させる樹脂バインダを混合した混合材料を圧縮しながら加熱する工程を経て、セルロース系原反マットを形成し、このセルロース系原反マットの表面側に水、水溶液、接着剤等の表面処理剤を噴霧あるいは塗布し、セルロース系原反マットの表面部分に表面処理剤をなじませた後、乾燥させ、上記セルロース系原反マットを素材としてセルロース系基材を所要形状に成形し、基材の表面部分に紙粘土状の高密度層を形成するとともに、上記表面処理剤の含浸量を調整することにより、セルロース系基材の遮音性能を制御することを特徴とする。
【0013】
本発明の用途としては、インシュレータダッシュ、フロアカーペット、フードインシュレータ、ダッシュフロントインシュレータ、ルーフトリム、トランクトリム等に適用できる。
【0014】
ここで、吸音・遮音成分は、多孔質による吸音性能が得られるとともに、それ自体の剛性並びに重量により遮音性能が期待できる等、遮音性能と吸音性能の両者を発揮することができるという意味である。
【0015】
そして、上記吸音・遮音成分として、セルロースからなる天然繊維、再生材、リサイクル材を使用し、例えば、純パルプ、再生セルロース、古紙(古新聞、古雑誌、段ボール等)を解繊、あるいは粉砕することによって得られる解繊物、あるいは粉砕物を使用する。
【0016】
次いで、吸音・遮音成分を結合させる樹脂バインダは、熱可塑性樹脂タイプとして、低融点PET等の融着性繊維やPE(ポリエチレン)樹脂等の樹脂パウダー、あるいは反応性接着剤(例えば、ウレタン系樹脂接着剤)等が使用できる。また、熱硬化性樹脂タイプでは、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が使用できる。
【0017】
上記吸音・遮音成分と樹脂バインダとの配合比は、吸音・遮音成分/樹脂バインダ=90:10〜20:80の間に設定する。そして、用途により、ソフト感や吸音性能が要求されるときは吸音・遮音成分リッチに配合比を調整し、また、剛性や遮音性能が要求されるときは、樹脂バインダリッチに配合比をそれぞれ調整する。
【0018】
更に、吸音・遮音成分に高融点合成繊維を添加しても良く、高融点合成繊維としては、PET、PP、PE、PA(ポリアミド樹脂)等で、繊維径が0.2〜30デニールで繊維長さは2〜80mm、好ましくは10〜50mmのものが好ましい。
【0019】
ここで、セルロース系基材表面に形成される高密度な表面処理層は、セルロース系原反マット時にマット表面に水、水溶液、接着剤等の表面処理剤を噴霧処理、あるいはリッピング処理により、湿らせてその後乾燥させることにより、紙粘土状の高密度層が形成される。
【0020】
また、搬送ロールと移動速度が同期しない速度で回転しているロールでマット表面を摩擦することにより、マット表面の処理剤がセルロース成分とよくなじみ、高密度化を促進させることができる。
【0021】
表面処理剤として、水や水溶液及び接着剤が使用できるが、接着剤としては、合成接着剤、あるいは天然物質由来の接着剤、及び多糖類としては以下のものがある。
【0022】
<合成接着剤>
・種々の有機系あるいは水性接着剤
・エマルジョン及びエマルジョン系接着剤
【0023】
<天然物質由来の接着剤及び多糖類など>
(海藻抽出物)
例)寒天、カラギーナン
例)アルギン酸、アルギン酸ナトリウム及びアルギン酸化合物
(植物抽出物)
例)澱粉、アミロペクチン、ペクチン、アラビアガム
例)ローカストビーンガム、グァーガム
(動物性蛋白)
例)ゼラチン、カゼイン
(セルロース系)
例)カルボキシメチルセルロース
例)メチルセルロース他セルロースに化学的に修飾したもの
(その他)
・タッキファイヤー(粘着付与材樹脂)
・ロジン(松脂)化合物
・アミロース、ペクチン酸、キシラン、アルギン酸繊維、蛋白質系繊維
【0024】
そして、請求項1に記載の発明によれば、セルロース等の天然繊維、再生材、リサイクル材を主繊維として採用し、繊維径が細いものを選択的に使用すれば、吸音性能を高めることができるとともに、繊維状の解繊物、あるいは粉砕物が吸音・遮音成分であるため、表面積が大きく、吸音・遮音性能を高めることができ、しかも、樹脂バインダとの絡まりが強化され、剛性や強度もアップさせることができる。
【0025】
更に、端材や使用後の製品を焼却及び再生することも可能であり、環境対策上も好ましく、吸音・遮音成分として、古紙など、廃品の解繊物、あるいは粉砕物を使用すれば、コスト的にも有利である。
【0026】
また、防音性を有する内装部品の基材として使用する際、基材に要求される吸音・遮音性能に応じて、セルロース系解繊物、あるいは粉砕物をベースとした吸音・遮音成分と樹脂バインダとの配合比を適宜可変するか、あるいはセルロース系解繊物の繊維径又は粉砕物の粉砕径を選択することにより、用途に適した防音材が得られる。
【0027】
そして、請求項1に記載の発明によれば、セルロース系基材の表層部分に含浸する樹脂や接着剤等の表面処理剤により、バインダリッチな状態であり、単一のセルロース系原反マットを使用して、吸音・遮音性能の異なる2つの層からなる基材を成形できるため、特に、低密度層と高密度層の振り分けにより、用途に応じた防音材を提供できる。
【0028】
また、請求項2に記載の発明によれば、セルロース系原反マットの表面側に含浸させる処理剤の含浸量を調整することで、セルロース系基材における高密度層の厚みを制御できる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用防音材並びにその製造方法の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【0030】
図1乃至図5は本発明の第1の参考例を示すもので、図1は自動車用インシュレータダッシュの構成を示す断面図、図2は同自動車用インシュレータダッシュの製造方法を示す工程チャート図、図3は同自動車用インシュレータダッシュの製造方法の工程説明図、図4,図5は同自動車用インシュレータダッシュにおける不織布と原反マットとの貼合わせ工程の変形例を示す各チャート図である。
【0031】
次いで、図6乃至図10は本発明の第2の参考例を示すもので、図6は自動車用インシュレータダッシュの構成を示す断面図、図7はセルロース系原反マットとフィルムとのラミネート状態を示す説明図、図8,図9は原反マットとフィルムとのラミネート工程の変形例を示す各チャート図、図10は図6に示すインシュレータダッシュの成形工程を示す説明図、図11は同成形工程における真空・圧空作用を示すタイムチャート図である。
【0032】
次に、図12,図13は本発明の一実施形態を示すもので、図12は自動車用インシュレータダッシュの構成を示す断面図、図13は同インシュレータダッシュの成形工程を示す工程説明図である。最後に図14,図15は本発明の別の参考例を示すもので、図14は自動車用インシュレータダッシュに適用した構成を示す断面図、図15は同インシュレータダッシュの製造方法の概要図である。
【0033】
まず、図1乃至図5に基づいて、本発明の第1の参考例について説明する。
【0034】
図1において、自動車用インシュレータダッシュ10は、エンジンルームEと車室Rとを区画するダッシュパネル11の室内面側に装着されており、セルロース系基材20の表面側に高密度の不織布21が積層一体化された二層構造体から構成されている。
【0035】
上記セルロース系基材20は、樹脂バインダで結合させた吸音・遮音成分をベースとして構成されている。上記吸音・遮音成分としては、セルロース系成分であり、具体的には、純パルプ、再生セルロース、古紙(古新聞、古雑誌、段ボール等)や、木材など植物、また、化学的に修飾・加工したセルロース類、製紙工業等で発生する天然素材由来の産業廃棄物(ヘドロ状であったり湿っていたりしても良い)を必要に応じ乾燥させたものなどを使用し、これらを解繊、あるいは粉砕することによって繊維状又は粉末状となっている。
【0036】
一方、樹脂バインダとしては、低融点PETからなる熱融着性繊維、ポリエチレン樹脂等の樹脂パウダーや反応性接着剤(例えばウレタン系接着剤)が使用でき、この実施形態においては、古紙を解繊処理した粉砕物に低融点PETを素材とした熱融着性繊維を樹脂バインダとして使用している。
【0037】
そして、吸音・遮音成分と樹脂バインダとの配合比は、吸音・遮音成分/樹脂バインダ=90:10〜20:80の範囲内に設定すれば良いが、この配合比の設定については、例えば吸音性能やソフト感が要求される用途には、吸音・遮音成分リッチな配合とし、剛性や遮音性能が要求される用途には、樹脂バインダリッチな配合比を適宜選択することにより、セルロース系基材20の使用範囲を大幅に広げることができる。
【0038】
上記インシュレータダッシュ10の遮音材12裏面に積層されるセルロース系基材20としては、吸音・遮音成分/樹脂バインダ=80:20でセルロース系基材20の面密度並びに平均厚みはそれぞれ1,000g/m2、20mmに設定されている。
【0039】
従って、このセルロース系基材20は、セルロース等の天然素材、再生材、リサイクル材をベースとして採用する構成であるため、繊維径や粉砕物が細径のものを使用すれば、吸音性能を高めることができ、また、端材や使用後の製品を焼却可能、再生可能とでき、特に、古紙など廃品の解繊品、あるいは粉砕品を使用すれば、コスト的にも非常に有利である。
【0040】
また、シュレッダー等で得られる紐状とは異なり、表面積が大きいため、吸音・遮音性能が高く、樹脂バインダとの絡まりが強まるため、製品の強度を高めることもできる。
【0041】
更に、吸音・遮音成分の吸音性能を特に高めるために、高融点繊維を添加することも可能であり、その場合、高融点繊維としては、高融点PET、PP、PE、PA(ポリアミド樹脂)などの合成繊維から適宜選択でき、繊維径が0.2〜30デニール、繊維長さが2〜80mm(好ましくは10〜64mm)の高融点合成繊維を添加すれば、吸音性能を高めることができる。
【0042】
一方、セルロース系基材20の表面に積層される不織布21は、PET、PP、PE、PA(ポリアミド樹脂)等、高密度合成繊維不織布、バインダリッチの高密度紙質不織布、ガラスや天然繊維の不織布か、これに樹脂を含浸させたもの等が使用できる。
【0043】
そして、この不織布21は、遮音性及び剛性を強化させるために、高密度であることが必要であり、面密度としては、50〜300g/m2が適している。
【0044】
従って、図1に示す自動車用インシュレータダッシュ10は、高密度な不織布21により遮音性、剛性が強化されているため、セルロース系基材20の目付や厚みをそれ程多く設定する必要がないため、コストアップを回避できるとともに、この不織布21により、セルロース系基材20からホコリ成分が車室内に飛散することがなく、車室内の環境衛生上も好ましい。
【0045】
次に、上記自動車用インシュレータダッシュ10の製造方法について、図2乃至図5に基づいて詳細に説明する。
【0046】
まず、図2のチャート図に示すように、吸音・遮音成分と樹脂バインダとを混合した混合材料を圧縮しながら加熱する工程を経てマット状に形成し、所定寸法毎に裁断して、セルロース系原反マットMを作製し、このセルロース系原反マットM中の樹脂バインダの配合比が多い場合には、セルロース系原反マットMと不織布21を重ね合わせて加熱軟化処理後、同時プレス成形すれば良い。
【0047】
すなわち、この工程を図3を基に具体的に説明すると、混合器30内に吸音・遮音成分と樹脂バインダとが投入され、混合操作した後、ベルトコンベア31上に混合材料32が散布され、加熱炉33内でプーリー34aにより循環駆動されるベルト34により混合材料32にプレス圧をかけながら熱風が吹き付けられて、樹脂バインダが溶融して、吸音・遮音成分同士を結合させる。そして、所定厚みのマットが作製され、カット刃35により所定寸法づつ裁断されて、セルロース系原反マットMが作製される。
【0048】
そして、不織布21とセルロース系原反マットMとを重ね合わせて熱風加熱炉36内にセットして、熱風を吹き付ければ、このときの樹脂バインダの融着作用により、セルロース系原反マットMに不織布21が接着し、コールドプレス成形用金型37,38の型締めにより、図1に示す形状のインシュレータダッシュ10が成形される。尚、このとき、熱風加熱炉36内で熱風の排出側に不織布21を配置すれば、熱風加熱炉36内にホコリ成分が飛び散ることがない。
【0049】
従って、従来の成形設備を使用して、不織布21の通気性を利用し一体成形が可能であり、特に、セルロース系原反マットM中の樹脂バインダのバインダ作用を利用すれば、不織布21を別途加熱する必要がなく、図1に示すインシュレータダッシュ10を簡単に成形できる。
【0050】
尚、図2,図3に示すように、熱風加熱によりバインダ成分で両者を接着する以外に熱ラミネート工法で両者を一体化して、同時プレス成形しても良い。
【0051】
また、セルロース系原反マットM中の樹脂バインダの配合比が少ない場合には、なんらかの接着手段をとれば良い。この接着手段としては、例えば、樹脂パウダー、パウダー状・ペレット状・チップ状・霧状・網目状・くもの巣状ホットメルト系接着剤を散布、あるいはセットして両者を接着させるか、液状ホットメルトを糸状にしてランダム、あるいは網目状に接着面となる面に塗布しても良い。また、合成接着剤、あるいは天然物質由来の接着剤で両者を接着しても良い。
【0052】
更に、セルロース系原反マットM中のセルロース成分が親水基を有し、粘着性が生じる性質を利用して、マットM表層部分に水等を噴霧するか、あるいはフィルム状ホットメルトにより両者を接着しても良い。
【0053】
また、参考までに、通気性を有する不織布21以外に非通気性のゴムシート等の表皮を使用する場合には、図4に示すように、セルロース系原反マットMと表皮とを別々に加熱し、同時成形すれば良く、図5に示すように、セルロース系原反マットMと表皮を別々に成形し、上述したホットメルトや接着剤で貼り合わせても良い。
【0054】
次いで、図6乃至図10に基づいて、本発明に係る車両用防音材並びにその製造方法における第2の参考例について説明する。
【0055】
この第2の参考例においても、自動車用インシュレータダッシュ10に適用したもので、図6に示すように、ダッシュパネル11の室内側に装着される自動車用インシュレータダッシュ10は、セルロース系基材20とセルロース系基材20の表面側にフィルム22が一体化された二層構造体から構成されている。
【0056】
上記セルロース系基材20の構成及びその作用については、第1の参考例と同一であるので、ここでは省略する。そして、このセルロース系基材20の表面側に一体化されるフィルム22は、20μm以上のフィルム又はホットメルトフィルムを使用する。
【0057】
従って、図6に示すインシュレータダッシュ10においても、セルロース系基材20の表面側に遮音性に富むフィルム22が一体化されているため、セルロース系基材20における配合や目付量を変更することなく、コストアップを回避して、良好な遮音性能、吸音性能が期待できる。
【0058】
また、高密度な不織布21同様、フィルム22により成形工程中に加熱炉36内にホコリ成分が飛散したり、車室内に飛散することがなく、作業環境や車室内の環境衛生を良好に保つことができる。
【0059】
次いで、図7に示すように、セルロース系基材20の表面側に一体貼着するフィルム22は、加熱軟化時、フィルム22が解け落ちてしまわないように表面側に不織布23を一体化するのが好ましく、この不織布23は、10g/m2以上の面密度が必要である。
【0060】
また、セルロース系基材20とフィルム22との接着性を強固にするためには、フィルム22のセルロース系原反マットM対向側にホットメルト24をラミネートするのが良く、このホットメルト24は、基材20側に設けても良い。尚、セルロース系原反マットMの表面側を接着剤や水溶液などで処理して、フィルム22との接着力を高めるようにしても良い。
【0061】
次に、セルロース系基材20とフィルム22との一体化工程は、図8に示すように、セルロース系原反マットMとフィルム22とをラミネート、あるいは仮止めした後、加熱し、プレス加工により図6に示すセルロース系基材20とフィルム22とを一体化しても良く、この場合、セルロース系原反マットMとフィルム22とはラミネート、あるいはタッカーやタグピンで仮止めすれば良く、加熱工程は、赤外加熱炉、あるいは恒温槽で同時加熱が可能である。
【0062】
同様に、図9に示すように、セルロース系原反マットMを熱風加熱する一方、フィルム22を赤外加熱炉、あるいは恒温槽で加熱し、両者を合わせて成形、冷却して、図6に示すインシュレータダッシュ10を成形することもできる。
【0063】
また、非通気性のフィルム22を使用することに着目し、図10に示すように、真空・圧空機構を付設した成形用上下型(上型40、下型41とする)を使用して成形サイクルを短縮化することもできる。
【0064】
すなわち、上下型40,41には、それぞれ真空・圧空兼用孔40a,41aが開設されており、セルロース系基材20とフィルム22との接着性を高めるために、下型41の真空・圧空兼用孔41aから真空吸引して、フィルム22をセルロース系基材20側に付勢力を作用させる。また、製品の厚みを充分確保するためには、上型40の真空・圧空兼用孔40aを通して真空吸引し、上下型40,41のクリアランスに相当する厚みを確保して、製品板厚を忠実に確保することができる。
【0065】
また、成形(冷却)時間を短縮するために、冷却水で上下型40,41を常に低温に保っておくか、下型41の真空・圧空兼用孔41aを通じて冷却用エア(室温、あるいは低温)をセルロース系基材20内部に吹き込んで、セルロース系基材20を急冷して、成形サイクルを高めるようにしても良い。
【0066】
この上下型40,41による真空吸引機構及び圧空機構のタイムチャートを図11に示すように、上下型40,41の型締め後、まず、下型41に真空吸引力を作用させ、セルロース系基材20とフィルム22との接着力を高めた後、下型41の真空・圧空兼用孔41aから冷却用エアを基材20中に供給して、冷却サイクルを短縮化させるとともに、成形上型40の真空・圧空兼用孔40aから真空吸引して、製品板厚の確保を同時に行なう。更に製品の脱型性を高めるために成形上型40の真空・圧空兼用孔40aから圧空を作用させて脱型性を高めるようにしても良い。
【0067】
次に、図12,図13は、本発明の一実施形態を示すもので、図12に示すように、この実施形態における自動車用インシュレータダッシュ10におけるセルロース系基材20は、吸音性能に優れる低密度層20aと遮音性能に優れる高密度層20bとの二層構造に形成されていることが特徴である。
【0068】
そして、セルロース系基材20の材料構成は上述した参考例と同一であり、特に、セルロース系基材20の特徴部分は低密度層20aに生かされているが、この高密度層20bについては以下のような手順で形成されている。
【0069】
すなわち、図13に示すように、セルロース系原反マットMの一面に噴霧器50により水、水溶液、接着剤等の表面処理剤51を噴霧、あるいは塗布し、搬送ロール52により上記表面処理剤51を原反マットMの表層部分になじませ、その後、乾燥工程で乾燥させて紙粘土状の高密度層20bを形成する。
【0070】
尚、搬送ロール52は、次期乾燥工程に原反マットMを移動させるが、原反マットMの移動速度と同期しない速度で回転するか、逆回転する搬送ロール52aと原反マットM表面との摩擦力を高めて表面処理剤51をよくなじませ、高密度化を促進させるようにしても良い。
【0071】
上記表面処理剤51の接着剤としては、以下のものが挙げられる。
【0072】
<合成接着剤>
・種々の有機系あるいは水性接着剤
・エマルジョン及びエマルジョン系接着剤
【0073】
<天然物質由来の接着剤及び多糖類など>
(海藻抽出物)
例)寒天、カラギーナン
例)アルギン酸、アルギン酸ナトリウム及びアルギン酸化合物
(植物抽出物)
例)澱粉、アミロペクチン、ペクチン、アラビアガム
例)ローカストビーンガム、グァーガム
(動物性蛋白)
例)ゼラチン、カゼイン
(セルロース系)
例)カルボキシメチルセルロース
例)メチルセルロース他セルロースに化学的に修飾したもの
(その他)
・タッキファイヤー(粘着付与材樹脂)
・ロジン(松脂)化合物
・アミロース、ペクチン酸、キシラン、アルギン酸繊維、蛋白質系繊維
【0074】
従って、この実施形態におけるインシュレータダッシュ10においては、セルロース系基材20は、低密度層20aと高密度層20bとから構成されており、素材となるセルロース系原反マットMの目付量や厚み等を変更することなく、低密度層20aで良好な吸音性能、高密度層20bで良好な遮音性能が得られ、かつ高密度層20bによりホコリ成分が外部に飛散するのを防止できるため、環境上も好ましい。また、処理剤51の含浸量を適宜調整することにより、吸音性能と遮音性能のバランスを適切に調整することができる。
【0075】
次に、図14,図15は、本発明の別の参考例を示すもので、図14に示すように、ダッシュパネル11の室内面側に装着される自動車用インシュレータダッシュ10は、第1の参考例の構成、すなわちセルロース系基材20の表面側に高密度の不織布21が一体化された二層積層体に加えて、セルロース系基材20の内部に中間層としてリサイクル材を素材とした高密度層25が設けられている。
【0076】
この高密度層25の素材となるリサイクル材としては、内装材製造工程で生じる端材等の産業廃棄物、使用後の内装材、外装材等の粉砕物、また、自動車関係の廃材に限らず合成樹脂成形品などの一般廃棄物を使用しても良い。但し、布地のような低密度品は性能向上の効果がないため適していない。
【0077】
また、リサイクル材を定形、あるいは不定形に粉砕して使用し、粉砕サイズは1〜20mmの範囲が適しているが、粉砕設備の能力上、粉末状のリサイクル材が混入しても問題ない。
【0078】
更に、セルロース系基材20とリサイクル材の粉砕物からなる高密度層25との接着性を強化するために、リサイクル材に樹脂パウダー、ホットメルト(パウダー状・ペレット状・チップ状)や上述した表面処理剤51を添加しても良い。
【0079】
次いで、セルロース系基材20の中間部に高密度層25を介挿する方法として、図15(a)に示すように、2枚のセルロース系原反マットMの間にリサイクル材を素材とした高密度層25を挟み込んで加熱軟化処理後、コールドプレス成形しても良い。この高密度層25は容器60からリサイクル材の粉砕物61を散布して形成される。
【0080】
また、図15(b)に示すように、原反マットMの製造工程でベルトコンベア31上に混合器30から吸音・遮音成分と樹脂バインダとを混合した混合材料32を堆積した後、容器60からリサイクル材を粉砕した粉砕物61を散布し、その後、その上側から混合器30を通じて混合材料32を散布して、これらを連続的、あるいは段階的に堆積させて、1枚の複層マットとしても良い。
【0081】
更に、プレス直前に成形機内にセルロース系原反マットMをセットし、リサイクル材を散布し、更にもう1枚のセルロース系原反マットMを重ねてプレス成形しても良い。尚、高密度層25はセルロース系基材20の中間位置でも、また、いずれかの側に偏らせて設けても良い。
【0082】
そして、このようにセルロース系基材20内部に高密度層25を配置すれば、例えば、ダッシュパネル11と高密度層25及び高密度の不織布21の三者による三重壁遮音機能が得られ、セルロース系基材20の配合や目付を変化させることなく良好な遮音機能が得られる。
【0083】
そして、高密度層25の目付量等を適宜変更することにより、遮音性能を可変でき、このこともきめ細かな吸音・遮音性能を選択できることになる。
【0084】
また、不織布21を廃止した構成でも良く、不織布21に替えてフィルム22や、あるいは表面に高密度層20bを形成した構成を採用しても良い。
【0085】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明に係る車両用防音材は、セルロース系解繊物、あるいは粉砕物をベースとした吸音・遮音成分と、この吸音・遮音成分を結合させる樹脂バインダとをベースとしたセルロース系基材を使用することにより、安価で高性能、かつ環境対策にも好適であるという作用効果に加えて、このセルロース系基材の表面側に高密度な表面処理層を形成することにより、セルロース系基材のグレードをアップさせることなく、また、目付や板厚を増大させることなく、廉価で良好な吸音性能を維持した状態で遮音性能を高めることができるという効果を有する。
【0086】
そして、セルロース系基材の表面側に表面処理剤を含浸させて高密度層を形成するという方法によれば、処理剤を適宜選択し、かつ含浸量を調整することにより、必要とする遮音性能をコントロールすることができ、きめ細かな防音対策に有利であるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る車両用防音材の第1の参考例である自動車用インシュレータダッシュの構成を示す断面図である。
【図2】 図1に示す自動車用インシュレータダッシュの製造方法の一実施形態を示すチャート図である。
【図3】 図2に示すチャート図の工程説明図である。
【図4】 図2に示すチャート図におけるラミネート工程の変形例を示すチャート図である。
【図5】 図2に示すチャート図におけるラミネート工程の変形例を示すチャート図である。
【図6】 本発明に係る車両用防音材の第2の参考例である自動車用インシュレータダッシュの構成を示す断面図である。
【図7】 図6に示す自動車用インシュレータダッシュに使用するフィルムの構成を示す説明図である。
【図8】 図6に示す自動車用インシュレータダッシュにおける原反マットとフィルムとの一体成形の変形例を示すチャート図である。
【図9】 図6に示す自動車用インシュレータダッシュにおける原反マットとフィルムとの一体成形の変形例を示すチャート図である。
【図10】 図6に示す自動車用インシュレータダッシュの成形工程を示す説明図である。
【図11】 図10に示す成形工程における成形上下型のタイムチャート図である。
【図12】 本発明に係る車両用防音材の一実施形態である自動車用インシュレータダッシュの構成を示す断面図である。
【図13】 図12に示す自動車用インシュレータダッシュの製造方法の概要を示す説明図である。
【図14】 本発明に係る車両用防音材の別の参考例である自動車用インシュレータダッシュの構成を示す断面図である。
【図15】 図14に示す自動車用インシュレータダッシュにおける原反マットと高密度層とのラミネート工程を示す説明図である。
【図16】 車両用防音材の設置箇所を示す説明図である。
【図17】 従来の自動車用インシュレータダッシュの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
10 自動車用インシュレータダッシュ
11 ダッシュパネル
20 セルロース系基材
20a 低密度層
20b 高密度層
21 不織布
22 フィルム
23 不織布
24 ホットメルト
25 高密度層(リサイクル粉砕品)
30 混合器
31 ベルトコンベア
32 混合材料
33 熱風加熱炉
34 ベルト
35 カット刃
36 熱風加熱炉
37,38 コールドプレス成形用金型
40,41 成形用上下型
40a,41a 真空・圧空兼用孔
50 噴霧器
51 表面処理剤
52 搬送ロール
60 容器
61 粉砕物(リサイクル材)
M セルロース系原反マット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle soundproofing material suitable for an insulator dash, a floor carpet, and the like mounted on a dash panel or a floor panel, and a manufacturing method thereof. In particular, the cellulose-based material is inexpensive, excellent in sound absorption performance, and suitable for recycling. Vehicle soundproofing material comprising a multilayer structure based on a base material And its manufacturing method About.
[0002]
[Prior art]
Usually, various soundproofing materials are installed in a vehicle in order to ensure quietness during traveling. For example, as shown in FIG. 16, an
[0003]
Further, in the engine room E, a dash front insulator 3 attached to the indoor side of the
[0004]
As described above, various soundproofing materials are installed in the cabin R, the engine room E, the trunk room, and the luggage room. As a typical example, the
[0005]
The sound insulating
[0006]
In addition, as another conventional example, the main fibers are anti-hairs (wool and regenerated hairs recovered by untangling rags and debris of products made from hairs), and a binder is added to this to give formability. The felt is also subjected to the heat softening treatment, and after that, the
[0007]
Furthermore, a urethane foam molded body obtained by foam molding after injecting a urethane resin solution into the mold may be used as the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, in the
[0009]
Furthermore, in the
[0010]
On the other hand, when felt is used, the fluff has thick fibers, so that there is a problem that the sound absorption performance is lowered and the weight of the product is increased. Further, when urethane foam is used, although cost reduction can be expected, there are problems that harmful nitrogen oxides are generated during incineration and disadvantageous in terms of recycling.
[0011]
The present invention was made in view of such circumstances, and is a vehicle soundproofing material applicable to a wide range, such as an insulator dash, floor carpet, hood insulator, and the like, and its manufacturing method. Excellent sound absorption and sound insulation performance, multilayer structure type vehicle soundproofing material suitable for recycling And its manufacturing method The purpose is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
Furthermore, the invention described in
[0013]
Applications of the present invention can be applied to insulator dash, floor carpet, hood insulator, dash front insulator, roof trim, trunk trim, and the like.
[0014]
Here, the sound-absorbing / sound-insulating component means that the sound-absorbing performance by the porous material can be obtained, and that both the sound-insulating performance and the sound-absorbing performance can be exhibited, such as the sound-insulating performance can be expected by its own rigidity and weight. .
[0015]
Then, natural fibers made of cellulose, recycled materials, and recycled materials are used as the sound absorption / sound insulation components, and for example, pure pulp, recycled cellulose, waste paper (old newspapers, old magazines, cardboard, etc.) are defibrated or crushed. A defibrated material or a pulverized material obtained by this method is used.
[0016]
Next, the resin binder that binds the sound absorbing and sound insulating components is a thermoplastic resin type, such as a low melting point PET or other fusible fiber, a PE (polyethylene) resin or other resin powder, or a reactive adhesive (for example, a urethane resin). Adhesives) can be used. In the thermosetting resin type, a thermosetting resin such as a phenol resin can be used.
[0017]
The blending ratio of the sound absorbing / sound insulating component and the resin binder is set between sound absorbing / sound insulating component / resin binder = 90: 10 to 20:80. Depending on the application, the blending ratio is adjusted to be rich in sound absorption and sound insulation components when softness and sound absorption performance are required, and the mixing ratio is adjusted to resin binder rich when rigidity and sound insulation performance are required. To do.
[0018]
Further, a high melting point synthetic fiber may be added to the sound absorbing and sound insulating component. Examples of the high melting point synthetic fiber include PET, PP, PE, and PA (polyamide resin), and the fiber diameter is 0.2 to 30 denier. The length is 2 to 80 mm, preferably 10 to 50 mm.
[0019]
Here, the high-density surface treatment layer formed on the surface of the cellulosic substrate is wetted by spraying a surface treatment agent such as water, an aqueous solution, an adhesive or the like on the mat surface when the cellulosic material mat is matted or by a ripping treatment. And then dried to form a paper clay-like high density layer.
[0020]
Further, by rubbing the mat surface with a roll rotating at a speed that does not synchronize with the transport roll, the treatment agent on the mat surface is well compatible with the cellulose component, and the density can be increased.
[0021]
As the surface treatment agent, water, an aqueous solution, and an adhesive can be used. Examples of the adhesive include synthetic adhesives, adhesives derived from natural substances, and polysaccharides.
[0022]
<Synthetic adhesive>
・ Various organic or water-based adhesives
・ Emulsion and emulsion adhesives
[0023]
<Natural substance-derived adhesives and polysaccharides>
(Seaweed extract)
Ex) Agar, Carrageenan
Example) Alginic acid, sodium alginate and alginic acid compounds
(Plant extract)
Example) starch, amylopectin, pectin, gum arabic
Eg) locust bean gum, guar gum
(Animal protein)
Example) Gelatin, casein
(Cellulose-based)
Example) Carboxymethylcellulose
Example) Methyl cellulose and other chemically modified cellulose
(Other)
・ Tack fire (tackifier resin)
・ Rosin (pine resin) compounds
・ Amylose, pectic acid, xylan, alginic acid fiber, protein fiber
[0024]
And according to invention of
[0025]
In addition, it is possible to incinerate and recycle scrap materials and used products, which is preferable for environmental measures, and costs can be reduced if waste defibrated material such as waste paper or pulverized materials are used as sound absorbing and sound insulating components. This is also advantageous.
[0026]
Also, when used as a base material for interior parts having soundproofing properties, depending on the sound absorption and sound insulation performance required for the base material, a sound absorption and sound insulation component based on cellulosic defibrated material or pulverized material and a resin binder The soundproofing material suitable for the application can be obtained by appropriately changing the blending ratio with the above or by selecting the fiber diameter of the cellulose-based defibrated material or the pulverized diameter of the pulverized product.
[0027]
And
[0028]
Also,
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a soundproofing material for a vehicle and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0030]
1 to 5 show the present invention. First reference example FIG. 1 shows Insulator dash for automobile FIG. 2 is a process chart showing a method for manufacturing the vehicle insulator dash, FIG. 3 is a process explanatory diagram of the method for manufacturing the vehicle insulator dash, and FIGS. 4 and 5 are insulators for the vehicle. It is each chart figure which shows the modification of the bonding process of the nonwoven fabric and original fabric mat in a dash.
[0031]
Next, FIGS. 6 to 10 show the present invention. Second reference example FIG. 6 shows Insulator dash for automobile FIG. 7 is an explanatory diagram showing a laminated state of a cellulose-based raw mat and a film, and FIGS. 8 and 9 are chart diagrams showing modifications of the laminating step of the raw fabric mat and the film. FIG. 10 is an explanatory view showing a molding process of the insulator dash shown in FIG. 6, and FIG. 11 is a time chart showing the vacuum / pneumatic action in the molding process.
[0032]
Next, FIGS. 12 and 13 show the present invention. One embodiment FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration of an automotive insulator dash, and FIG. 13 is a process explanatory view showing a molding process of the insulator dash. 14 and 15 show the present invention. Another reference example FIG. 14 is a cross-sectional view showing a configuration applied to an automobile insulator dash, and FIG. 15 is a schematic view of a method for manufacturing the insulator dash.
[0033]
First, based on FIG. 1 to FIG. First reference example Will be described.
[0034]
In FIG. 1, an
[0035]
The
[0036]
On the other hand, as the resin binder, heat-fusible fiber made of low melting point PET, resin powder such as polyethylene resin, and reactive adhesive (for example, urethane adhesive) can be used. In this embodiment, waste paper is defibrated. A heat-fusible fiber made of low melting point PET is used as a resin binder for the pulverized product.
[0037]
The mixing ratio between the sound absorbing / sound insulating component and the resin binder may be set within the range of the sound absorbing / sound insulating component / resin binder = 90: 10 to 20:80. Cellulosic base materials can be selected by selecting a rich mixture of sound absorption and sound insulation components for applications that require performance and softness, and by appropriately selecting a resin binder-rich formulation ratio for applications that require rigidity and sound insulation performance. The usage range of 20 can be greatly expanded.
[0038]
The
[0039]
Accordingly, since the cellulose-based
[0040]
In addition, unlike a string obtained by a shredder or the like, since the surface area is large, the sound absorption and sound insulation performance is high, and the entanglement with the resin binder is strengthened, so that the strength of the product can be increased.
[0041]
Furthermore, in order to particularly improve the sound absorbing performance of the sound absorbing / sound insulating component, it is possible to add a high melting point fiber. In this case, as the high melting point fiber, high melting point PET, PP, PE, PA (polyamide resin), etc. If a high melting point synthetic fiber having a fiber diameter of 0.2 to 30 denier and a fiber length of 2 to 80 mm (preferably 10 to 64 mm) is added, the sound absorbing performance can be improved.
[0042]
On the other hand, the
[0043]
And this
[0044]
Therefore, since the
[0045]
Next, the manufacturing method of the said
[0046]
First, as shown in the chart of FIG. 2, it is formed into a mat shape through a process of heating while compressing a mixed material in which a sound absorbing / sound insulating component and a resin binder are mixed, and is cut into predetermined dimensions to obtain a cellulose-based material. When a raw fabric mat M is prepared and the resin binder in the cellulose-based raw mat M has a high blending ratio, the cellulose-based raw mat M and the
[0047]
That is, this process will be described in detail with reference to FIG. 3. A sound absorbing / sound insulating component and a resin binder are introduced into the
[0048]
Then, the
[0049]
Therefore, it is possible to integrally form the
[0050]
As shown in FIGS. 2 and 3, in addition to bonding them together with a binder component by hot air heating, both may be integrated by a hot laminating method and simultaneously press-molded.
[0051]
In addition, when the blending ratio of the resin binder in the cellulosic raw mat M is small, some bonding means may be taken. As this bonding means, for example, resin powder, powder form / pellet form / chip form / mist form / network form / spider web type hot melt adhesive is sprayed or set to bond them together, or liquid hot The melt may be formed into a thread shape and applied to the surface to be an adhesive surface in a random or mesh shape. Moreover, you may adhere | attach both with a synthetic adhesive or the adhesive agent derived from a natural substance.
[0052]
Furthermore, by utilizing the property that the cellulose component in the cellulose-based raw mat M has a hydrophilic group and is sticky, water or the like is sprayed on the surface of the mat M, or both are bonded by a film-like hot melt. You may do it.
[0053]
For reference, when a non-breathable rubber sheet or other skin is used in addition to the non-breathable
[0054]
Next, based on FIG. 6 to FIG. 10, the soundproofing material for vehicles according to the present invention and the manufacturing method thereof. Second reference example Will be described.
[0055]
this Second reference example However, as shown in FIG. 6, the
[0056]
About the structure of the said cellulose-
[0057]
Therefore, also in the
[0058]
Further, as with the high-
[0059]
Next, as shown in FIG. 7, the
[0060]
Further, in order to strengthen the adhesion between the
[0061]
Next, as shown in FIG. 8, the
[0062]
Similarly, as shown in FIG. 9, while the cellulosic raw material mat M is heated with hot air, the
[0063]
In addition, paying attention to the use of a
[0064]
That is, the upper and
[0065]
Further, in order to shorten the molding (cooling) time, the upper and
[0066]
As shown in FIG. 11, a time chart of the vacuum suction mechanism and the pneumatic mechanism by the upper and
[0067]
Next, FIGS. 12 and 13 show the present invention. one As shown in FIG. 12, the
[0068]
And the material structure of the cellulose-
[0069]
That is, as shown in FIG. 13, a
[0070]
In addition, although the
[0071]
Examples of the adhesive for the
[0072]
<Synthetic adhesive>
・ Various organic or water-based adhesives
・ Emulsion and emulsion adhesives
[0073]
<Natural substance-derived adhesives and polysaccharides>
(Seaweed extract)
Ex) Agar, Carrageenan
Example) Alginic acid, sodium alginate and alginic acid compounds
(Plant extract)
Example) starch, amylopectin, pectin, gum arabic
Eg) locust bean gum, guar gum
(Animal protein)
Example) Gelatin, casein
(Cellulose-based)
Example) Carboxymethylcellulose
Example) Methyl cellulose and other chemically modified cellulose
(Other)
・ Tack fire (tackifier resin)
・ Rosin (pine resin) compounds
・ Amylose, pectic acid, xylan, alginic acid fiber, protein fiber
[0074]
So this Embodiment In the
[0075]
Next, FIGS. 14 and 15 show the present invention. Another reference example As shown in FIG. 14, the
[0076]
The recycled material used as the material of the high-
[0077]
Further, the recycled material is used after being pulverized into a regular shape or an irregular shape, and the pulverization size is preferably in the range of 1 to 20 mm.
[0078]
Furthermore, in order to reinforce the adhesiveness between the
[0079]
Next, as a method of inserting the high-
[0080]
Further, as shown in FIG. 15 (b), after depositing a
[0081]
Furthermore, the cellulose-based raw mat M may be set in the molding machine immediately before pressing, the recycled material may be sprayed, and another cellulose-based raw mat M may be stacked and press-molded. The high-
[0082]
And if the high-
[0083]
The sound insulation performance can be varied by appropriately changing the weight per unit area of the high-
[0084]
Moreover, the structure which abolished the
[0085]
【The invention's effect】
As described above, the vehicle soundproofing material according to the present invention is a cellulose based on a cellulose-based defibrated material or a sound absorbing / insulating component based on a pulverized material, and a resin binder that binds the sound absorbing / insulating component. In addition to the effects of being inexpensive, high-performance, and suitable for environmental measures by using a base material, On the surface side of this cellulosic substrate By forming a high-density surface treatment layer, sound insulation performance can be maintained while maintaining good sound absorption performance at a low price without increasing the grade of cellulosic base materials and without increasing the basis weight or plate thickness. It has the effect that it can be increased.
[0086]
And according to the method of forming a high-density layer by impregnating the surface treatment agent on the surface side of the cellulosic substrate, the necessary sound insulation performance is selected by appropriately selecting the treatment agent and adjusting the amount of impregnation. This is advantageous in that it is advantageous for fine soundproofing measures.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a soundproof material for a vehicle according to the present invention. It is the first reference example It is sectional drawing which shows the structure of the insulator dash for motor vehicles.
FIG. 2 is a chart showing one embodiment of a method for manufacturing the automotive insulator dash shown in FIG.
3 is a process explanatory diagram of the chart shown in FIG. 2. FIG.
4 is a chart showing a modification of the laminating process in the chart shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a chart showing a modification of the laminating step in the chart shown in FIG.
FIG. 6 shows a soundproof material for a vehicle according to the present invention. Second reference example It is sectional drawing which shows the structure of the insulator dash for motor vehicles.
7 is an explanatory view showing a configuration of a film used in the automobile insulator dash shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a chart showing a modified example of integral molding of a raw fabric mat and a film in the automotive insulator dash shown in FIG. 6;
9 is a chart showing a modified example of integral molding of a raw fabric mat and a film in the automobile insulator dash shown in FIG. 6;
10 is an explanatory view showing a molding process of the automotive insulator dash shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 11 is a time chart diagram of the molding upper and lower molds in the molding process shown in FIG. 10;
FIG. 12 shows a soundproof material for a vehicle according to the present invention. One embodiment It is sectional drawing which shows the structure of the insulator dash for motor vehicles.
13 is an explanatory diagram showing an outline of a method for manufacturing the automotive insulator dash shown in FIG. 12. FIG.
FIG. 14 shows a soundproof material for a vehicle according to the present invention. Another reference example It is sectional drawing which shows the structure of the insulator dash for motor vehicles.
15 is an explanatory view showing a laminating step between the raw fabric mat and the high-density layer in the automotive insulator dash shown in FIG. 14;
FIG. 16 is an explanatory view showing an installation location of a vehicle soundproofing material.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional automotive insulator dash.
[Explanation of symbols]
10 Insulator dash for automobiles
11 Dash panel
20 Cellulose base material
20a Low density layer
20b high density layer
21 Nonwoven fabric
22 films
23 Nonwoven fabric
24 Hot melt
25 High density layer (recycled pulverized product)
30 mixer
31 Belt conveyor
32 mixed materials
33 Hot air heating furnace
34 belt
35 cutting blade
36 Hot air heating furnace
37,38 Cold press mold
40, 41 Upper and lower molds for molding
40a, 41a Vacuum / Pneumatic hole
50 nebulizer
51 Surface treatment agent
52 Transport roll
60 containers
61 Pulverized material (recycled material)
M Cellulose base mat
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