JPH06332466A - 車両外装用吸音材 - Google Patents

車両外装用吸音材

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JPH06332466A
JPH06332466A JP5118307A JP11830793A JPH06332466A JP H06332466 A JPH06332466 A JP H06332466A JP 5118307 A JP5118307 A JP 5118307A JP 11830793 A JP11830793 A JP 11830793A JP H06332466 A JPH06332466 A JP H06332466A
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JP
Japan
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sound absorbing
layer
absorbing material
sound
thickness
Prior art date
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Pending
Application number
JP5118307A
Other languages
English (en)
Inventor
Kyoichi Watanabe
恭一 渡辺
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Vehicle Interior And Exterior Ornaments, Soundproofing, And Insulation (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 800〜3kHzの車外騒音周波数領域内で
効果的に吸音し且つ外界の苛酷な条件に耐える吸音材を
得る。 【構成】 芯材層1と該芯材層1の両面を挟み込む構造
の表面層2をもつ積層体で構成されており、且つ該芯材
層1が面密度0.2〜2.0kg/m2 の天然繊維若し
くは合成繊維を主成分とする繊維多孔質体であり、且つ
該表面層2の厚さが15〜50μmの高分子フィルムで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両外装用吸音材に関
し、特に材料として自然界の障害に充分耐え、更に吸音
が特に必要な周波数領域の騒音を効果的に吸音するのに
適した吸音材料にフィルムを用いて吸音性能のピークを
車外騒音の周波数領域にもってきた、即ちチューニング
した車両用吸音材に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車は走行するだけでなく多数
の付加的性能が必要となってきた。その中の重要な性能
要素の1つとして静寂性があげられる。この静寂性は車
室内のみならず車外にまで及んでおり、これらの低減が
発明者をはじめとする技術者の大きな課題となってい
る。これまで静寂性を得るために構造上、材料上等、様
々な方面から追求がなされている。
【0003】車両を静かに走行させるための必要条件は
多数あるが、大きく分類すると次の2つの要素から成っ
ている。第1は音源の低減方法であり、第2は出てしま
った音を吸音する方法である。音源とはここでエンジン
の音や振動であったり、ステレオ等の車室内の音が外部
に漏れだす音、タイヤと路面との摩擦により発生する
音、エキゾーストパイプの振動や排気音などが考えられ
る。これらの音源についてはこれまで音源密閉やコネク
ターの開発等により解決案が考えられ、実施されてい
る。第2の要素である発生した音を吸音する方法は、主
に吸音材に吸音させて音のエネルギーを低減させること
による。
【0004】現在用いられている車外騒音用の吸音材に
タイヤハウス内吸音材がある。これはタイヤと路面の摩
擦音を吸音する目的のタイプである。しかしこれでは音
源の要素の1つのみ解決するだけであり、トータル的な
吸音には適しているとは言えない。
【0005】更に車外騒音用吸音材料は自動車の外部に
材料をさらすために、外界の障害に耐えることが要求さ
れる。ここで外界の障害とは石はね等衝撃の影響、雨等
による水の侵入に対する影響、紫外線の影響、車のワッ
クスに対する影響、海沿い地方の塩害の影響、冬季の融
雪剤等の塩の影響、高湿時のかびの影響などである。こ
れらの苛酷な条件に耐えることが吸音性能のみならず重
要な要件となっており、材料適用の困難性が投げ掛けら
れていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の背景を考慮した
上で、車外騒音低減のための材料開発が叫ばれていた。
調査の結果、車外騒音の周波数領域は800〜3kHz
であることが解かっている。従って本発明の目的は、8
00〜3kHzの車外騒音周波数領域内で効果的に吸音
し且つ上記苛酷な条件に耐える吸音材を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく、吸音材を材料面から研究した結果、以下の
ような構造で上述の条件に耐え、かつ車外騒音に効果的
吸音性能をもった車両外装用吸音材を開発することを可
能とした。
【0008】従って本発明の第1の吸音材は、芯材層
と、該芯材層の両表面を挟み込む構造の表面層をもつ積
層体で構成されており、且つ該芯材層が面密度0.2〜
2.0kg/m2 の天然繊維若しくは合成繊維を主成分
とする繊維多孔質体であり、該表面層の厚さが15〜5
0μmの高分子フィルムであることを特徴とする。
【0009】また本発明の第2の吸音材は、芯材層を包
み込む構造の表面層を有する積層体で構成されているこ
とを除き、他は第1の吸音材と同様のものである。
【0010】図1は、上記第1の吸音材を示す図で、図
示するように吸音材は芯材層1の両面が表面層2により
挟み込まれてなる積層体で構成されている。
【0011】図2は、上記第2の吸音材を示す図で、図
示するように吸音材は芯材層1が表面層2により包み込
まれる、即ち完全に被覆された積層体で構成されてい
る。
【0012】本発明の吸音材が上記の層構造を有する理
由は、上記繊維材料だけでは外界からの外障に耐えるこ
とができない吸音材を保護することにある。よってむき
出しになっている大面積の芯材層は全て表面層で覆うこ
とになる。
【0013】上記芯材層は面密度が0.2〜2.0kg
/m2 の天然繊維若しくは合成繊維を主成分とする繊維
多孔質体であり、この必要性はその素材の高い吸音性能
より来ている。ここで天然繊維とは具体的にフェルトが
候補として挙げられるが、特に限定はしない。また合成
繊維とはポリアミド、共重合ポリアミド、ポリエステ
ル、共重合ポリエステル、ポリアクリロニトリル、共重
合ポリアクリロニトリル、ポリオレフィン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリクラール等の熱可塑性
重合体である。繊維種の中では価格、融点、成形性、リ
サイクル性等の理由によりポリエステル系が良いが特に
限定はない。しかし芯材層としては、少なくとも20℃
は軟化点の異なる繊維が10〜90重量%含まれている
ポリエステル系繊維を主成分とする繊維多孔質体である
のが好ましい。この芯材層は大きく分けて2種類の違う
目的のための繊維から構成されている。1つは吸音性能
付与の為の繊維であり、もう一つはこの繊維体の形状を
維持する為のフレームを構成する性質を持つ繊維であ
る。ここで形状維持繊維が低融点のタイプであり、加熱
後プレスすることにより形状を維持する。ここで仮に軟
化点の等しい繊維同士だとすると吸音性能を維持しつつ
形状を保つことはまずできない。それは繊維体全体が軟
化するため、繊維体というよりも高分子の塊となるから
である。よって成形ができるためには最低、軟化点は2
0℃違うことが必要である。このような形状維持繊維が
10〜90重量%含まれる必要がある理由は、0%では
吸音繊維だけで形状が維持できず、100%では吸音性
能がなくなってしまい芯材層材料としての構成要件を満
たさないので好ましくなく、それ以外では基本的に許容
される。例えば、硬い形状で吸音性能が低い場合や、柔
らかい形状で吸音性能が高い配合があるが両者を満足さ
せるため10〜90重量%とする。
【0014】ここで上記のリサイクル性とは、熱可塑性
繊維に由来する燃焼等のエネルギーリサイクルのことを
想定しており、成形性や融点とは比較的低温で加熱成形
が再度可能であるというメリットである。
【0015】また、本発明で使用する天然繊維若しくは
合成繊維の面密度を0.2〜2.0kg/m2 とした理
由は、吸音性能は面密度にほぼ依存し、面密度が0.2
kg/m2 未満では吸音性能が殆ど得られないので好ま
しくなく、また2.0より大になるとコストが高くな
り、重量が増加するので車の部品としては好ましくない
ためである。
【0016】次に、表面層は、高分子フィルムで構成さ
れており、2つの大きい作用をもっている。最初の作用
は上記芯材層を保護する働きである。車外騒音用の材料
であるので、外界の影響による品質、性能劣化が最大の
問題である。ここで言う外界の影響とは第1に石はね等
により表面層や芯材層が破壊される危険性であり、チッ
ピング性能と呼ばれる。第2に温度や湿度に対する熱サ
イクル性能である。第3に雨の影響や海岸部の塩害、冬
の融雪剤の塩を想定した耐食性である。第4に外で使用
される材料には必ずついて回る紫外線の影響を想定した
耐候性である。第5に車両用ワックスに対する耐薬品性
である。これらの性能を充分に満たさなければ車両用吸
音材料として成りえない。これらの中で特に苛酷な条件
はチッピング性能と耐候性である。
【0017】チッピング性能、特に耐候性試験後のチッ
ピング性能は、紫外線下で高分子フィルムが極端に劣化
しているので、高分子特有の物性値である引っ張り強さ
が5kg/mm2 未満のフィルムは破壊されるので好ま
しくない。よって引っ張り強さは5kg/mm2 以上、
好ましくは5〜30kg/mm2 とするのがよい。
【0018】またチッピング性能は、本来高分子フィル
ムの引っ張り強さとフィルムの厚さで決定されるが、車
両用の材料である以上、軽量化やコストは常に切って話
せない重要な課題であるので、フィルムはできるだけ薄
いほうが良い。しかし厚さが15μm未満では、同じく
チッピングにより破壊され不適である。またフィルム厚
が50μmより大ではフィルムが厚すぎることから、音
を反射してしまい吸音性能がなくなる。よってフィルム
厚の上限も定まり、15〜50μmの領域とする。ここ
で耐候性について優れているポリプロピレンフィルムが
表面層として最適である。
【0019】第2の作用は吸音領域のチューニングがで
きることである。車外騒音用吸音材では800〜3kH
zの領域の吸音が目的である。しかし本来、上記芯材層
の吸音のピークはそれより高周波側にずれており、効果
的な吸音とは言えなかった。ここで吸音域のチューニン
グが必要となるわけであるが、その役目をするのが表面
層となる。この効果は、フィルムを介することにより吸
音機構が変化するためと考えられている。即ち芯材層の
みの吸音機構は、繊維と空気との摩擦により、音のエネ
ルギーが熱に変化し吸音が起こる多孔質材料系吸音機構
であるが、表面層がそれに介在すると通気自体がなくな
ることから、膜状材料系吸音機構の形態、若しくはその
遷移状態に変化すると言うことである。よって表面層は
共振周波数の近辺で共振し、その減衰力により音のエネ
ルギーが低減されると考えられる。本発明で使用する表
面層の条件では共振周波数が1kHz近辺になることか
ら、全体的な系で吸音域が低周波側に引っ張られ、結果
として車外騒音の領域である800〜3kHzでは垂直
入射吸音率の値が120〜150%向上する。しかし、
表面層の厚さがあまりに大きいと、前記の如く、今度は
振動せず音を反射してしまうので、吸音率の値は下がっ
てしまい、これよりフィルム厚の上限は50μmと設定
される。より効果的に吸音性能を向上させるにはフィル
ムの厚さは25〜45μm が好ましい。
【0020】次に成形性について説明する。最初に芯材
層を多層構造体に組み上げてしまえば、その後の操作は
従来材と同一であり、実施面に於て工程が増えることは
ない。ここで成形温度は、実際に成形が可能であった温
度を示している。即ち芯材層と表面層を積層構造にした
後、好ましくは70〜260℃の温度で数分間加熱した
ものをプレスする。70℃未満では繊維の融点の関係で
時間をかけても成形できず、260℃以上となると繊維
自体の融点との兼合もあり、部分的に繊維が融解する可
能性があり適当ではない。また該表面層にはヒートシー
ル加工が成されており、この温度範囲内で加熱をし、そ
の後プレス成形をすることにより、芯材層と共に加工が
終了する。これは同時一体成形が可能である事を意味
し、成形性として非常に良好であると言える。
【0021】実施に際しては本発明の吸音材を自動車の
フロア下に取付けることになる。ここで取付け時に多孔
性のプラスチックカバー若しくは金属製カバーの中に当
該吸音材を入れて車体に取付けてもよく、更に不織布等
を当該吸音材表面に追加してもよい。多孔性とはここ
で、大きさを限定しない孔がカバーに開いている状態の
物を言う。これらにより様々な車外騒音の音源全般に対
し、効果的に吸音作用をすることになる。以上により本
発明は、吸音材料として目的をみたしているばかりか成
形性も良く実用性が高い。
【0022】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例により説
明する。 実施例1 融点140℃のポリエステル繊維30重量%と、融点約
250℃のポリエステル系繊維70重量%より成形され
た面密度1.2kg/m2 、サイズ300×300m
m、厚さ30mmの繊維材料を芯材とし、引っ張り強さ
21kg/mm2、厚さ15μmのポリエステルフィル
ムを表皮層とした積層体(1)を185℃で加熱した
後、50kg/cm2 でプレス成形し、厚さ20mmの
自動車外装用材料を得た。
【0023】実施例2 融点140℃のポリエステル繊維30重量%と、融点約
250℃のポリエステル系繊維70重量%より成形され
た面密度1.2kg/m2 、サイズ300×300m
m、厚さ30mmの繊維材料を芯材とし、引っ張り強さ
21kg/mm2、厚さ25μmのポリエステルフィル
ムを表皮層とした積層体(2)を185℃で加熱した
後、50kg/cm2 でプレス成形し、厚さ20mmの
自動車外装用材料を得た。
【0024】実施例3 融点140℃のポリエステル繊維30重量%と、融点約
250℃のポリエステル系繊維70重量%より成形され
た面密度1.2kg/m2 、サイズ300×300m
m、厚さ30mmの繊維材料を芯材とし、引っ張り強さ
21kg/mm2、厚さ40μmのポリエステルフィル
ムを表皮層とした積層体(3)を185℃で加熱した
後、50kg/cm2 でプレス成形し、厚さ20mmの
自動車外装用材料を得た。
【0025】実施例4 融点140℃のポリエステル繊維30重量%と、融点約
250℃のポリエステル系繊維70重量%より成形され
た面密度1.2kg/m2 、サイズ300×300m
m、厚さ30mmの繊維材料を芯材とし、引っ張り強さ
5kg/mm2 、厚さ40μmのポリプロピレンフィル
ムを表皮層とした積層体(4)を185℃で加熱した
後、50kg/cm2 でプレス成形し、厚さ20mmの
自動車外装用材料を得た。
【0026】実施例5 成形温度約200℃のセミキュアーフェルトより成形さ
れた面密度1.2kg/m2 、サイズ300×300m
m、厚さ30mmの繊維材料を芯材とし、引っ張り強さ
21kg/mm2 、厚さ40μmのポリエステルフィル
ムを表皮層とした積層体(5)を200℃で加熱した
後、50kg/cm2 でプレス成形し、厚さ20mmの
自動車外装用材料を得た。
【0027】実施例6 成形温度約200℃の冷間フェルトより成形された面密
度1.2kg/m2 、サイズ300×300mm、厚さ
30mmの繊維材料を芯材とし、引っ張り強さ5kg/
mm2 、厚さ40μmのポリプロピレンフィルムを表皮
層とした積層体(6)を200℃で加熱した後、50k
g/cm2 でプレス成形し、厚さ20mmの自動車外装
用材料を得た。
【0028】実施例7 融点140℃のポリエステル繊維30重量%と、融点約
250℃のポリエステル系繊維70重量%より成形され
た面密度1.2kg/m2 、サイズ300×300m
m、厚さ30mmの繊維材料を芯材とし、引っ張り強さ
21kg/mm2、厚さ80μmのポリエステルフィル
ムを表皮層とした積層体(7)を185℃で加熱した
後、50kg/cm2 でプレス成形し、厚さ20mmの
自動車外装用材料を得た。
【0029】比較例1 ポリエステル繊維より成形された面密度1.2kg/m
2 、サイズ300×300mm、厚さ30mmの繊維材
料を185℃で加熱した後、50kg/cm2でプレス
成形し、厚さ20mmの自動車外装用材料を得た。
【0030】比較例2 フェルトより成形された面密度1.2kg/m2 、サイ
ズ300×300mm、厚さ30mmの繊維材料を芯材
としこれを200℃で加熱した後、50kg/cm2
プレス成形し、厚さ20mmの自動車外装用材料を得
た。
【0031】比較例3 ポリエステル繊維より成形された面密度1.2kg/m
2 、サイズ300×300mm、厚さ30mmの繊維材
料を芯材とし、引っ張り強さ21kg/mm2、厚さ8
0μmのポリエステルフィルムを表皮層とした積層体
(7)を185℃で加熱した後、50kg/cm2 でプ
レス成形し、厚さ20mmの自動車外装用材料を得た。
【0032】測定方法1 上記実施例、比較例の方法によって作製したサンプルに
ついて垂直入射吸音率を100〜6.4kHzの範囲で
測定した。得た結果を表1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の車両
外装用吸音材は、芯材層と、この芯材層を、両面で挟み
込むかまたは完全に被覆する表面層を持つ積層体で構成
したことにより、実施例の外装用材料と比較例の外装用
材料の比較からも明らかなように、優れたチッピング性
能および吸音性能を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の吸音材の断面図である。
【図2】本発明の第2の吸音材の断面図である。
【符号の説明】
1 芯材層 2 表面層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芯材層と、該芯材層の両面を挟み込む構
    造の表面層をもつ積層体で構成されており、且つ該芯材
    層が面密度0.2〜2.0kg/m2 の天然繊維若しく
    は合成繊維を主成分とする繊維多孔質体であり、且つ該
    表面層の厚さが15〜50μmの高分子フィルムである
    ことを特徴とする車両外装用吸音材。
  2. 【請求項2】 芯材となる層を、完全に被覆した表面層
    を持つ積層体であることを特徴とする請求項1記載の車
    両外装用吸音材。
  3. 【請求項3】 該芯材層に少なくとも20℃は軟化点の
    異なる繊維が10〜90重量%含まれているポリエステ
    ル系繊維を主成分としたことを特徴とする請求項2記載
    の車両外装用吸音材。
  4. 【請求項4】 上記の芯材層と表面層を積層構造にした
    後、70〜260℃で数分間加熱したものをプレスする
    ことにより、同時一体成形した積層体であることを特徴
    とする請求項1,2または3記載の車両外装用吸音材。
JP5118307A 1993-05-20 1993-05-20 車両外装用吸音材 Pending JPH06332466A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5968629A (en) * 1995-05-16 1999-10-19 Sumitomo Chemical Company, Ltd. Acoustic absorbing component and production process thereof
US5981046A (en) * 1995-03-13 1999-11-09 Sumitomo Chemical Company, Limited Sound absorbing component
JP2019031289A (ja) * 2018-12-03 2019-02-28 株式会社ブリヂストン タイヤ
JP2019051935A (ja) * 2018-12-03 2019-04-04 株式会社ブリヂストン タイヤ

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