JP7039289B2 - 折り畳み積層マット、折り畳み積層マットの製造方法及び折り畳み積層マットの圧入方法 - Google Patents
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また、接着剤を用いるため、層間に接着剤層が形成され、吸音性を阻害することが懸念される。さらに、接着剤を用いて、多孔質体同士を貼り合わせる際に、上記多孔質体が柔らかなため、正確な位置に固定することが難しいという問題もあった。
最上層及び最下層マットのうち、少なくとも1層を構成するマットには、上記マットを厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、上記マットと直接接するか又は複数の層を介して接する他のマットは、貫通孔を有さないことを特徴とする。
なお、以下に説明する折り畳み積層マットでは、図面上、一番上の層を最上層マット(第1層マット)とし、順次、第2層マット、第3層マットと記載しているが、上下の関係が全く逆となった折り畳み積層マットも、考えられる構成としては全く同じであるので、本願発明の折り畳み積層マットの範囲に含まれる。
また、上記マットと直接接するか又は複数の層を介して接する貫通孔を有さない層があるとは、上記した最表面のマットに直接接触するマットが存在する場合、上記した最表面のマットと貫通孔を有さないマットとの間に複数層の貫通孔を有するマットが存在し、これらの貫通孔が連通している場合が考えられる。
本発明の折り畳み積層マットにおいて、最上層を構成するマットのすぐ下のマットと接触しない側の主面に、無機粒子を含む被覆層が形成されていると、マットと比べて緻密な層である被覆層が伝熱を阻止することができるため、断熱性にも優れた折り畳み積層マットとなる。また、上記被覆層は、積層マットから外に出ようとする音を反射させ、音が外に漏れることを防ぐことができる。その結果効率よく音を吸収することができる。
本発明の折り畳み積層マットにおいて、折り畳まれたマットの端部であって、上記ニードルパンチング孔、上記縫い目又は上記ホチキス用つづり針による固定部が設けられた部分に、前記被覆層が形成されていないと、被覆層が形成されていないので、複数の層が上記ニードルパンチング孔、上記縫い目又は上記ホチキス用つづり針により、より確実に固定される。
本発明の折り畳み積層マットにおいて、上記被覆層に含まれる無機粒子が、シリカ、チタニア、アルミナ、カルシア、炭酸カルシウム、カーボン及び酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種であると、各粒子が優れた断熱性を有するため、より断熱性に優れた折り畳み積層マットとなる。また、上記無機粒子からなる被覆層は、積層マットから外に出ようとする音を反射させ、音が外に漏れることを防ぐことができる。その結果効率よく音を吸収することができる。
以下、本発明の折り畳み積層マットについて具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
最上層及び最下層マットのうち、少なくとも1層を構成するマットには、上記マットを厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、上記マットと直接接するか又は複数の層を介して接する他のマットは、貫通孔を有さないことを特徴とする。
本発明の折り畳み積層マットとして、最上層を構成する第1層マットには、上記第1層マットを厚さ方向に貫通する複数の第1貫通孔が形成され、上記第1層マットと直接接するか又は複数の層を介して接する最下層マットは、貫通孔を有さない構成からなる折り畳み積層マットが挙げられる。
図1(a)及び(b)に示す本発明の折り畳み積層マット10は、無機繊維からなる平板形状のマットが1回折り畳まれて2層が積層された構成となっており、第1層マット11には、第1層マット11を厚さ方向に貫通する複数の第1貫通孔11aが形成され、最下層となる第2層マット12には、貫通孔が形成されておらず、平板状となっている。
上記マットは、無機繊維からなる。
上記マットを構成する無機繊維は、特に限定されないが、アルミナ、シリカ、アルミナ-シリカ、ムライト、生体溶解性繊維、ガラス繊維、ロックウール及びバサルト繊維からなる群から選択される少なくとも1種であることが望ましい。
上記無機繊維が、アルミナ、シリカ、アルミナ-シリカ、ムライト、生体溶解性繊維、ガラス繊維、ロックウール及びバサルト繊維からなる群から選択される少なくとも1種である場合には、耐熱性に優れているので、マットが高温に晒された場合であっても、変質等が発生することはなく、マットとしての機能を充分に維持することができる。
アルミナシリカ繊維の組成比としては、重量比で、Al2O3:SiO2=60:40~99:1であることが望ましく、Al2O3:SiO2=70:30~74:26であることがより望ましい。
バサルト繊維とは、玄武岩を溶融紡糸して得られる繊維である。
無機繊維の平均繊維長が5mm未満であると、無機繊維の繊維長が短すぎるため、無機繊維同士の交絡が不充分となり、曲面を有する部材に装着する際、折り畳み積層マットが割れやすくなる。また、無機繊維の平均繊維長が150mmを超えると、無機繊維の繊維長が長すぎるため、マットを構成する繊維本数が減少し、マットの緻密性が低下する。その結果、マットのせん断強度が低くなる。
有機バインダは、有機バインダ含有エマルジョン中の有機バインダをマットに付着させ、乾燥させることによって、マットを構成する無機繊維に付着させることができる。
使用する有機バインダとしては特に限定されず、例えば、アクリル系樹脂エマルジョン、アクリレート系ラテックス、ゴム系ラテックス等に含まれる樹脂成分又はゴム成分が挙げられる。
図1に示す折り畳み積層マットでは、上下の層を固定させるためにニードルパンチング孔による固定部が設けられているが、折り畳み前のマットにもニードルパンチング処理を施すことによりニードルパンチング孔が形成されていてもよい。
ニードルパンチング処理により無機繊維を交絡させることができ、無機繊維同士の絡み合いを強固にし、マットの引張強度を大きくし、マットの形状を維持しやすくなる。
上記マットの厚さが2mm未満であると、その厚さが薄すぎるため、断熱性能や防音性能が低下してしまう。一方、マットの厚さが30mmを超えると、柔軟性が低下し、折り畳んだ際に割れ等が発生し易くなる。
図2(a)は、本発明の折り畳み積層マットの他の一例を模式的に示す平面図であり、図2(b)は、図2(a)に示す積層マットのB-B線断面図である。
図2(a)及び(b)に示す本発明の折り畳み積層マット20は、無機繊維からなる平板形状のマットが2回折り畳まれて3層が積層された構成となっており、第1層マット21には、第1層マット21を厚さ方向に貫通する複数の第1貫通孔21aが形成され、第1層マット21の下の第2層マット22には、第2層マット22を厚さ方向に貫通する複数の第2貫通孔22aが形成され、最下層である第3層マット23には貫通孔が形成されておらず、平板状となっている。また、第2貫通孔22aの直径は、第1貫通孔21aの直径よりも大きく設定されている。
図3(a)は、本発明の折り畳み積層マットのさらに他の一例を模式的に示す平面図であり、図3(b)は、図3(a)に示す積層マットのC-C線断面図である。
図3(a)及び(b)に示す本発明の折り畳み積層マット30は、無機繊維からなる平板形状のマットが3回折り畳まれて4層が積層された構成となっており、第1層マット31には、第1層マット31を厚さ方向に貫通する複数の第1貫通孔31aが形成され、第1層マット31の下の第2層マット32には、第2層マット32を厚さ方向に貫通する複数の第2貫通孔32aが形成され、さらに、第2層マット32の下の第3層マット33には、第3層マット33を厚さ方向に貫通する複数の第3貫通孔33aが形成され、最下層である第4層マット35には貫通孔が形成されておらず、平板状となっている。また、第2貫通孔32aの直径は、第1貫通孔31aの直径よりも大きく設定され、第3貫通孔33aの直径は、第2貫通孔32aの直径よりも大きく設定されている。また、折り畳み積層マット30の屈曲した部分には、溝部38a、38b、38cが設けられているため、溝部38a、38b、38cが形成された部分で折り畳み易くなっている。
図4(a)及び(b)に示す本発明の折り畳み積層マット40は、無機繊維からなる平板形状のマットが2回折り畳まれて3層が積層された構成となっており、最上層の第1層マット41には、第1層マット41を厚さ方向に貫通する複数の第1貫通孔41aが形成され、最下層となる第3層マット43にも、第3層マット43を厚さ方向に貫通する複数の第1貫通孔43aが形成され、真ん中の層である第2層マット42には貫通孔が形成されておらず、平板状となっている。
また、上記被覆層に含まれる無機粒子は、シリカ、チタニア、アルミナ、カルシア、炭酸カルシウム、カーボン及び酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種であることが望ましい。
本発明の折り畳み積層マットにおいて、上記被覆層に含まれる無機粒子が、シリカ、チタニア、アルミナ、カルシア、炭酸カルシウム、カーボン及び酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種であると、各粒子が優れた断熱性を有するため、より断熱性に優れた折り畳み積層マットとなる。また、上記無機粒子からなる被覆層は、積層マットから外に出ようとする音を反射させ、音が外に漏れることを防ぐことができる。その結果効率よく音を吸収することができる。
上記無機粒子の形状としては、鱗片状、球状、不定形、針状、長球状等が挙げられる。
ニードルパンチング処理を施すと、無機繊維を交絡させることができ、無機繊維同士の絡み合いを強固にし、マットの引張強度を大きくし、マットの形状を維持しやすくなる。ニードルパンチング処理は、マットに被覆層を形成した後に行ってもよい。
図5(a)及び(b)に示す本発明の折り畳み積層マット50では、第1層マット21の
第2層マット22と接触しない側の主面に、無機粒子を含む被覆層56が形成されているが、折り畳まれた折り畳み積層マット50の両端部55のニードルパンチング孔54が形成された部分には、被覆層56が形成されていない。
その他の構成は、図2(a)及び(b)に示した折り畳み積層マット20と同様であるので、ここではその説明を省略する。
ニードルパンチング処理の代わりに、ステッチによる縫い目を形成してもよく、ホチキス用つづり針により固定してもよい。
また、接着剤又はフィルムにより固定部を形成した場合には、被覆層をマットの全面に形成しても充分に固定が可能である。
本発明の折り畳み積層マットの製造方法は、無機繊維からなるマットの一部を構成する第一領域に厚さ方向に貫通する第1貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、上記マットを上記第一領域が最上層に位置するように1回又は複数回折り畳み、複数層を積層させる折り畳み積層工程と、複数層積層された状態のマットを、その状態で固定する固定工程とを含むことを特徴とする。
本発明の折り畳み積層マットの製造方法では、上記方法等により折り畳み積層用マット20′を準備した後、貫通孔形成工程を行う。
この貫通孔形成工程では、図6(a)に示すように、折り畳み積層用マット20′の第1層マット21となる第一領域26に厚さ方向に貫通する第1貫通孔21aを形成し、第2層マット22となる第二領域27に、第一領域26に形成された第1貫通孔21aよりも直径の大きな第2貫通孔22aを形成する。
この折り畳み積層工程では、図6(b)に示すように、折り畳み積層用マット20′を第一領域26が最上層に位置し、その下の層に第二領域27が位置するように2回折り畳み、3層を積層させ、第1層マット21と第2層マット22と第3層マット23とが上から順次積層された状態とする。
この固定工程では、図6(c)に示すように、3層積層された状態の折り畳み積層用マット20′に対し、ニードルパンチング処理を施して、ニードルパンチング孔24を形成し、その状態で固定し、第1層マット21と第2層マット22と第3層マット23とが上から順次積層された折り畳み積層マット20の製造を終了する。
ニードルパンチング処理に代わり、ステッチによる縫い目を形成してもよく、ホチキス用つづり針を用いて固定部を設けてもよく、接着剤を層間の端部の複数個所に塗布することにより固定部を設けてもよく、端部にフィルムを巻き付けることにより固定部を形成してもよい。
上記製造方法により製造された折り畳み積層マットでは、図1(a)及び(b)に示したように、折り畳み用マットが1回折り畳まれて2層が積層された構成となっており、第1層マット11には、第1層マット11を厚さ方向に貫通する複数の第1貫通孔11aが形成され、最下層となる第2層マット12は、貫通孔が形成されておらず、平板状となっている。
(1)本発明の無機繊維からなるマットが1回又は複数回折り畳まれ、複数層積層された折り畳み積層マットであって、最上層及び最下層マットのうち、少なくとも1層を構成するマットには、上記マットを厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、上記マットと直接接するか又は複数の層を介して接する他のマットは、貫通孔を有さない構成の折り畳み積層マットでは、上記最表層のマットに形成された貫通孔の下又は上には、貫通孔を有さないマットがあるため、上記貫通孔は有底孔となり、ヘルムホルツ共鳴構造を有する積層マットとなる。その結果、貫通孔の大きさ等を工夫することにより、広い周波数領域において、良好な吸音特性を有し、また、所望の周波数域での吸音特性の高い折り畳み積層マットとすることができる。
11、21、31、41 第1層マット
11a、21a、31a、41a、43a 第1貫通孔
12、22、32、42 第2層マット
14、44、54 ニードルパンチング孔
18、28a、28b、38a、38b、38c、48a、48b 溝部
20′ 折り畳み積層用マット
22a、32a 第2貫通孔
23、33、43 第3層マット
24 縫い目
26 第一領域
27 第二領域
33a 第3貫通孔
34 フィルム
35 第4層マット
55 両端部
56 被覆層
Claims (19)
- 無機繊維からなるマットが1回又は複数回折り畳まれ、複数層積層された折り畳み積層マットであって、
最上層及び最下層マットのうち、少なくとも1層を構成するマットには、前記マットを厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、
前記マットと直接接するか又は複数の層を介して接する他のマットは、貫通孔を有さないことを特徴とする折り畳み積層マット。 - 最上層を構成する第1層マットには、前記第1層マットを厚さ方向に貫通する複数の第1貫通孔が形成され、
前記第1層マットと直接接するか又は複数の層を介して接する最下層マットは、貫通孔を有さない請求項1に記載の折り畳み積層マット。 - 最上層及び最下層のマットには、前記マットを厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、
最上層及び最下層のマットと直接接するか又は複数の層を介して接するマットは、貫通孔を有さない請求項1に記載の折り畳み積層マット。 - 前記第1層マットの下に位置する第2層マットには、前記第1層マットに形成された第1貫通孔よりも直径の大きな第2貫通孔が複数形成されるとともに、
前記第2貫通孔は、前記第1貫通孔と連通された状態で形成されている請求項2に記載の折り畳み積層マット。 - 前記第2層マットの下に位置する第3層マットには、前記第2層マットに形成された第2貫通孔よりも直径の大きな第3貫通孔が複数形成されるとともに、
前記第2貫通孔及び前記第3貫通孔は、前記第1貫通孔と連通された状態で形成されている請求項4に記載の折り畳み積層マット。 - 折り畳まれたマットの端部には、固定部が設けられ、該固定部によりマットが複数層積層された状態で固定されている請求項1~5のいずれか1項に記載の折り畳み積層マット。
- 前記固定部は、ニードルパンチング孔、縫い目、ホチキス用つづり針、接着剤又はフィルムにより設けられた固定部である請求項6に記載の折り畳み積層マット。
- 最上層を構成するマットのすぐ下のマットと接触しない側の主面には、無機粒子を含む被覆層が形成されている請求項1~7のいずれか1項に記載の折り畳み積層マット。
- 折り畳まれたマットの端部にはニードルパンチング孔、縫い目又はホチキス用つづり針による固定部が設けられており、折り畳まれたマットの端部であって、前記ニードルパンチング孔、前記縫い目又は前記ホチキス用つづり針による前記固定部が設けられた部分には、前記被覆層が形成されていない請求項8に記載の折り畳み積層マット。
- 前記被覆層に含まれる無機粒子は、シリカ、チタニア、アルミナ、カルシア、炭酸カルシウム、カーボン及び酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種である請求項8又は9に記載の折り畳み積層マット。
- 前記無機繊維は、アルミナ、シリカ、アルミナ-シリカ、ムライト、生体溶解性繊維、ガラス繊維、ロックウール及びバサルト繊維からなる群から選択された少なくとも1種である請求項1~10のいずれか1項に記載の折り畳み積層マット。
- 無機繊維からなるマットの一部を構成する第一領域に厚さ方向に貫通する第1貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記マットを前記第一領域が最上層に位置するように1回又は複数回折り畳み、複数層を積層させる折り畳み積層工程と、
複数層積層された状態のマットを、その状態で固定する固定工程とを含むことを特徴とする折り畳み積層マットの製造方法。 - 前記貫通孔形成工程において、前記マットの前記第一領域以外の第二領域に、前記第一領域に形成された貫通孔よりも直径の大きな第2貫通孔を形成し、
前記折り畳み積層工程において、前記第二領域が前記第一領域のすぐ下に位置し、かつ、前記第1貫通孔と前記第2貫通孔とが連通するように、前記マットを折り畳む請求項12に記載の折り畳み積層マットの製造方法。 - 前記貫通孔形成工程において、前記マットの前記第一領域及び前記第二領域以外の第三領域に、前記第二領域に形成された第2貫通孔よりも直径の大きな第3貫通孔を形成し、
前記折り畳み積層工程において、前記第二領域が前記第一領域のすぐ下に位置し、前記第三領域が前記第二領域のすぐ下に位置し、かつ、前記第1貫通孔と前記第2貫通孔と前記第3貫通孔とが連通するように、前記マットを折り畳む請求項13に記載の折り畳み積層マットの製造方法。 - 前記固定工程において、複数層積層された状態のマットの端部に、ニードルパンチング処理、ステッチにより縫い目を形成する処理、ホチキスによる固定処理、接着剤による固定処理、又は、フィルムを巻き付けることによる固定処理を行い、複数層積層された状態のマットを固定する請求項12~14のいずれか1項に記載の折り畳み積層マットの製造方法。
- さらに、前記貫通孔形成工程の前の工程として、前記第一領域の折り畳まれることにより下の層と接触しない側の主面に無機粒子を含む被覆層を形成する被覆層形成工程を含む請求項12~15のいずれか1項に記載の折り畳み積層マットの製造方法。
- 前記被覆層形成工程において、ニードルパンチング処理、ステッチにより縫い目を形成する処理、ホチキスによる固定処理を行う部分には、被覆層を形成しない請求項16に記載の折り畳み積層マットの製造方法。
- 前記被覆層に含まれる無機粒子は、シリカ、チタニア、アルミナ、カルシア、炭酸カルシウム、カーボン及び酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種である請求項16又は17に記載の折り畳み積層マットの製造方法。
- 吸音装置を構成する吸音構造体の内部に請求項1~11のいずれか1項に記載の折り畳み積層マットを圧入する際、折り畳まれ、屈曲した部分から圧入することを特徴とする折り畳み積層マットの圧入方法。
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