JPH073599A - 高剛性吸音材 - Google Patents
高剛性吸音材Info
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- JPH073599A JPH073599A JP14190793A JP14190793A JPH073599A JP H073599 A JPH073599 A JP H073599A JP 14190793 A JP14190793 A JP 14190793A JP 14190793 A JP14190793 A JP 14190793A JP H073599 A JPH073599 A JP H073599A
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Abstract
吸遮音性能を有し、且つ高い剛性をもつ吸音材を得る。 【構成】 繊度が15デニール以下の合成繊維ステープ
ルを平均見かけ密度0.02〜0.8 g/cm3 に成形した繊維集
合体から成る高剛性吸音材であって、使用する繊維のう
ち主たる繊維として、繊度が1.5 〜3デニールの高軟化
点繊維(繊維A)20〜70重量%と、繊度が2〜15
デニールの高軟化点繊維(繊維B)0〜50重量%と、
繊度が 1.5〜3デニールで前記高軟化点繊維より少なく
とも20℃は軟化点が低い低軟化点繊維(繊維C)30
〜80重量%を用いる。
Description
吸音等、高機能をもった室内吸音材に関し、特に形状維
持のため高い剛性を必要とした部位、例えばフロアイン
シュレータ、ドアトリム、ヘッドライニング、トランク
リム、ダッシュインシュレータ等に好適な自動車用内装
材として用いられる高剛性吸音材に関する。
は車内の静粛性が必要となってきており、これに伴い自
動車用内装材の高機能化が進んでいる。特に、これまで
の内装材に関しては吸音・遮音等の付加的機能を持った
ものが少なく、一般に安価であることが最重要視されて
きた。これらは木質ボードや再生繊維に、フェノール樹
脂などの熱硬化性バインダーを使用しているフェルト、
またはガラス繊維等の無機系繊維を含有した熱可塑性樹
脂を熱プレスや冷プレスしたものであった。しかし当然
これらのものは付加的性能は殆どなく、更に従来の内装
材において以下の欠点があった。
これは芯材が多層構造であることに起因しており、層毎
の材料がまちまちであるためである。
ていたフェノール樹脂が不快な臭いを放つことである。
自動車用内装材として用いるため不快な臭いは実用上大
きな問題とされ、代替材料が求められていた。
た状態において、車体の剛体パネルと干渉し合う異音が
発生する可能性が高かった。これを解決するために内装
芯材とパネルの干渉面に柔らかい不織布や発泡ウレタン
を挟み込む操作が必要であったため工数がかかり不経済
であった。
て、吸音、遮音性能を持つものに関しては、その吸遮音
材のみで形状維持することは剛性不足から非常に困難で
あり、また、形状維持をしようとした場合吸遮音性能が
著しく低下してしまった。更に、他の方法として形状を
維持するために上記に示した木質ボード、再生繊維に熱
硬化性樹脂を含浸させた材料などによってパネルを作製
し、それによって吸遮音材料の形状維持を行う方法が取
られてきたが、吸遮音材の効果は小さくなってしまうの
が現状であった。
来材料においてはパネル、フェルト、表皮の3層からな
るサンドイッチ構造体として形状保持及び、吸遮音性能
を得ようとされてきた。しかしながら、形状保持のため
パネルを用いるため充分な性能を得ることが出来なかっ
た。また、従来の吸音材のみ若しくは、高機能を持った
材料で内装材を形成した場合、剛性が不足しており、実
際に車内に用いることは形状保持の上で問題があった。
技術に鑑み、静かな車室内空間を実現するために上記問
題点を検討し、より高い吸遮音性能を有し、且つ高い剛
性を持つ吸音材を開発するため、高吸音、高剛性を得ら
れる繊維配合によって得られる繊維集合体を用いること
によって、吸遮音性能に優れた自動車用内装材に用いら
れる高剛性吸音材を提供することにある。
体の機能、配合による性能を解析し吸音性能及び剛性を
高める手法を見出し、本発明を完成させるに至った。上
記問題点を解決するために、繊維配合の構成を従来のも
のと比較して吸遮音性能と剛性を両立できるものとし
た。即ち、高軟化点繊維と低軟化点繊維の配合比に特徴
を持たせることによって高剛性吸音材を実現できた。
の合成繊維ステープルを平均見かけ密度 0.02 〜0.8 g/
cm3 に成形した繊維集合体から成る高剛性吸音材であっ
て、使用する繊維のうち主たる繊維として、繊度が 1.5
〜3デニールの高軟化点繊維(繊維A)20〜70重量
%と、繊度が2〜15デニールの高軟化点繊維(繊維
B)0〜50重量%と、繊度が 1.5〜3デニールで前記
高軟化点繊維より少なくとも20℃は軟化点が低い低軟
化点繊維(繊維C)30〜80重量%を用いたことを特
徴とする高剛性吸音材に関するものである。
を15デニール以下に限定するは、これ以上の太さの繊
維は、表面積/断面積の値が大きくなり、音のエネルギ
ーを効率良く吸収できなくなるためであり、望ましく
は、6デニール以下がよい。平均見か密度を 0.02 g/cm
3 以上にする理由は、0.02 g/cm3未満では同一体積内に
占める繊維の割合が少なくなり、十分な通気抵抗が得ら
れず、吸音性能が十分ではないためである。また、平均
見かけ密度を 0.8 g/cm3以下に限定する理由は、密度が
0.8 g/cm3より高い状態では繊維自身の動きが制限され
てしまい、十分な吸音が期待できないためと、繊維集合
体が硬すぎてしまい、従来のハネルを使用するのと何ら
変わりなく繊維集合体を用いる理由がなくなるためであ
る。使用される繊維としては、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を単独、混合若しくは複合紡
糸して得られる繊維があげられる。繊維種の中では、結
晶融点(Tm )が高いこと、比較的安価であることから
考えて、ポリエステル系繊維が最適であるが、特に限定
されない。
繊維を使用する必要性は、太い径の繊維を使用した場
合、表面積/断面積の値が大きくなり、音のエネルギー
を効率良く吸収できなくなるためであり、最も効率良い
のが 1.5〜3デニールの繊維である。この繊維が吸音に
対して効果を示すためには、望ましくは20重量%以上
必要であり、更に望ましくは30重量%以上が好まし
い。しかしながら、70重量%より多く使用する場合、
繊維径が細いため、繊維自体の剛性が低いので繊維集合
体としての高剛性が得られないため、70重量%以下が
望ましく更に望ましくは、60重量%以下が良好であ
る。
化点繊維を使用する必要性は、繊度の小さい繊維のみを
使用した際、吸音性能の向上は見込めるが、繊維自体の
剛性が低いため、期待する繊維重合体としての剛性が得
られない場合がある。そのため、繊度が2〜15デニー
ルの高軟化点繊維を用いることによって、繊維集合体と
して高剛性を得られる。但し、50重量%より多く使用
する場合、十分な通気抵抗を得ることが出来ず、吸音性
能が十分でないため50重量%以下で使用し、また15
デニールを越えた繊度を持つ繊維を使用する場合、単位
重量当りの繊維表面積が小さくなるため、十分な吸音性
能が得られないので、15デニール以下の繊維を用い
る。上記高軟化点繊維に加えて、繊維Cとして繊度が
1.5〜3デニールで該高軟化点繊維より少なくとも20
℃は軟化点が低い低軟化点繊維を30〜80重量%用い
る。この低軟化点繊維は繊維集合体の形状を固定するた
めに使用する結合材として用いるもので、好ましくは熱
融着性繊維若しくは熱融着性複合繊維の短繊維である。
尚高軟化点繊維は、結合材として使用する低軟化点繊維
(以下バインダー繊維と呼ぶ)を十分な量使用する場合
は、そのことにより高い剛性を維持できるため、使用量
の下限に関してはここでは特に限定しない。
ポリエステル繊維、低軟化点繊維を変性ポリエステル繊
維とするのが好ましいが、この理由はリサイクル性の問
題を解決するためである。現在、内装内の表皮材料とし
てポリエステル繊維は非常に多く使用されるものであ
り、表皮・基材が全てポリエステルから構成されること
によって、リサイクル時の素材分別も不要であり、更
に、熱可塑性繊維であるため、燃焼等によるエネルギー
リサイクルが容易であり、また加熱成形が再度可能であ
るというメリットもある。
合繊維の短繊維にするのが好ましいが、この理由は結合
材と繊維との混合をより均一にするためと、かかる繊維
集合体の形状をより強固に保持するためであり、粉末状
樹脂を使用した場合、結合材が局所的に固まりやすいこ
と、溶剤型樹脂を使用した場合、繊度の低い主たる繊維
に均一に付着して繊維径の増大を招く恐れがあるためで
ある。主たる繊維の繊維Bとしてコンジュゲート繊維を
使用するのが好ましいが、この理由は繊維集合体に使用
している繊維が全てレギュラー繊維から成り立つ場合、
繊維同士の絡み合い、カード間の絡み合いが不足し繊維
のまとまりやカード間の層間剥離が発生してしまい、そ
のためコンジュゲート繊維を用いることにより、繊維間
の絡み合いを持たせ、保形性を持たせ、更にコンジュゲ
ート繊維を使用することにより、加熱成形時の形状維
持、へたり防止も可能であるためである。但し50重量
%より多く使用する場合、レギュラー繊維と比較して吸
音性能が劣るため、望ましくは50重量%以下での使用
が良好である。また10重量%未満での使用は、絶対量
が不足するため保形性に劣るため、10重量%以上での
使用が望ましい。
は、吸音性能を高めるため主たる繊維として繊度 1.5〜
3デニールの繊維Aを20〜60重量%、保形性加熱時
の形状繊維、へたり防止性から2〜15デニール以下の
コンジュゲート繊維よりなる繊維Bを10〜50重量
%、繊維集合体の形状を固定するために使用する結合材
が熱融着性繊維若しくは熱融着性複合繊維の短繊維であ
り、該繊維の繊度が 1.5〜3デニールの繊維Cの低軟化
点繊維を30〜70重量%を使用する上記繊維A,B,
Cの3種から構成されるものである。
断面とすることにより、音のエネルギーを積極的に吸収
することが可能である。ここで言う異型断面とは、繊維
段面積に等価な円形の外周に比べて、繊維の外周が長い
ような断面形状の繊維を示し、偏平、三角等の凸多角形
やY型、十字型、星型等のような凹多角形の断面、又
は、繊維を分割して構成される極細繊維等が含まれる。
但し、中空繊維等のような繊維内面に表面を持つような
ものに関しては、内側の表面は含まない。
ると、円等価半径は、次式
2πrよりも20%以上大きいもの、即ち周長をLとし
たときL≧ 1.2×(2πr)を満たすものをさす。例え
ば正三角形の場合外周は、28%大きい。本発明におい
ては、繊維Aとしてかかる異型断面繊維を使用する場合
には20〜60重量%使用するのが好ましい。断面形状
が吸音に有効な理由は、外周が大きいことにより繊維の
表面積が増大することであり、面積が広くなることによ
って音の多重反射がしやすくなることと、更に空気との
接触面積も増大する。また、繊維同士の接触面が広いた
め繊維間での摩擦がより起き易くなることが考えられ
る。その結果、繊維集合体の各微小領域での力の向きが
分散し、繊維に曲げ、引張り等の力が加わるため、空気
の振動エネルギーを効率的に繊維のエネルギーに返還で
きる。このような理由により断面形状が吸音により有効
なことが解かる。
繊維集合体に予備成形し、これをモールド内に敷設し、
これを加熱圧縮することによって成形体を得ることがで
きる。ここで示す成形温度は実際に成形可能な温度であ
り、260℃以上では、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るため、適当ではない。また
70℃以下では、結合材の軟化点に達しないため繊維間
の結合が不十分なため適当ではない。
より説明する。尚例中で用いた繊維Aは三角断面ポリエ
ステル、繊維Bはポリエステルコンジュゲート繊維、繊
維Cは低軟化点の芯鞘構造ポリエステル繊維(中心部融
点220℃、周辺部融点120℃)である。また例中の
部は重量部を示す。 実施例1 2デニールの主繊維Aを50mmの長さにカットしてなる
短繊維体を20部、同様の長さにカットした3デニール
の低軟化点繊維C80部をバインダーとし、見かけ密度
0.04 g/cm3 となるように型内に仕込み、成形温度18
0℃で成形して厚さ25mmの繊維集合体を得た。
る短繊維体を20部、同様の長さにカットした6デニー
ルのコンジュゲート繊維B10部、同様の長さにカット
した3デニールの低軟化点繊維C70部をバインダーと
し、見かけ密度0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を20部、同様の長さにカットした6デニー
ルのコンジュゲート繊維B50部、同様の長さにカット
した3デニールの低軟化点繊維C30部をバインダーと
し、見かけ密度0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を50部、同様の長さにカットした6デニー
ルのコンジュゲート繊維B20部、同様の長さにカット
した3デニールの低軟化点繊維C30部をバインダーと
し、見かけ密度0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を70部、同様の長さにカットした3デニー
ルの低軟化点繊維C30部をバインダーとし、見かけ密
度 0.04 g/cm3 となるように型内に仕込み、成形温度1
80℃で成形して厚さ25mmの繊維集合体を得た。
る短繊維体を60部、同様の長さにカットした6デニー
ルのコンジュゲート繊維B10部、同様の長さにカット
した3デニールの低軟化点繊維C30部をバインダーと
し、見かけ密度0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を50部、同様の長さにカットした6デニー
ルのコンジュゲート繊維B10部、同様の長さにカット
した3デニールの低軟化点繊維C40部をバインダーと
し、見かけ密度0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を50部、同様の長さにカットした3デニー
ルのコンジュゲート繊維B20部、同様の長さにカット
した3デニールの低軟化点繊維C30部をバインダーと
し、見かけ密度0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を50部、同様の長さにカットした15デニ
ールのコンジュゲート繊維B20部、同様の長さにカッ
トした3デニールの低軟化点繊維C30部をバインダー
とし、見かけ密度 0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を50部、同様の長さにカットした6デニー
ルのコンジュゲート繊維B20部、同様の長さにカット
した3デニールの低軟化点繊維C30部をバインダーと
し、見かけ密度0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を50部、同様の長さにカットした2デニー
ルのコンジュゲート繊維B20部、同様の長さにカット
した3デニールの低軟化点繊維C30部をバインダーと
し、見かけ密度0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を70部、同様の長さにカットした3デニー
ルの低軟化点繊維C30部をバインダーとし、見かけ密
度 0.04 g/cm3 となるように型内に仕込み、成形温度1
80℃で成形して厚さ25mmの繊維集合体を得た。
る短繊維体を60部、同様の長さにカットした6デニー
ルのコンジュゲート繊維B10部、同様の長さにカット
した3デニールの低軟化点繊維C30部をバインダーと
し、見かけ密度0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を10部、同様の長さにカットした6デニー
ルのコンジュゲート繊維B60部、同様の長さにカット
した3デニールの低軟化点繊維C30部をバインダーと
し、見かけ密度0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を40部、同様の長さにカットした6デニー
ルのコンジュゲート繊維B40部、同様の長さにカット
した3デニールの低軟化点繊維C20部をバインダーと
し、見かけ密度0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を80部、同様の長さにカットした3デニー
ルの低軟化点繊維C20部をバインダーとし、見かけ密
度 0.04 g/cm3 となるように型内に仕込み、成形温度1
80℃で成形して厚さ25mmの繊維集合体を得た。
る短繊維体を10部、同様の長さにカットした2デニー
ルの低軟化点繊維C90部をバインダーとし、見かけ密
度 0.04 g/cm3 となるように型内に仕込み、成形温度1
80℃で成形して厚さ25mmの繊維集合体を得た。
る短繊維体を40部、同様の長さにカットした40デニ
ールのコンジュゲート繊維B30部、同様の長さにカッ
トした3デニールの低軟化点繊維C30部をバインダー
とし、見かけ密度 0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を40部、同様の長さにカットした6デニー
ルのコンジュゲート繊維B20部、同様の長さにカット
した13デニールの低軟化点繊維C40部をバインダー
とし、見かけ密度 0.04 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を50部、同様の長さにカットした6デニー
ルのコンジュゲート繊維B20部、同様の長さにカット
した2デニールの低軟化点繊維C30部をバインダーと
し、見かけ密度0.015g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
る短繊維体を50部、同様の長さにカットした6デニー
ルのコンジュゲート繊維B20部、同様の長さにカット
した2デニールの低軟化点繊維C30部をバインダーと
し、見かけ密度0.06 g/cm3 となるように型内に仕込
み、成形温度180℃で成形して厚さ25mmの繊維集
合体を得た。
合体につき次に示す測定方法に従い熱時たわみ量および
垂直入射吸音率を測定し、得た結果をサンプル内容とと
ともに表1に示す。 測定方法1 (熱時たわみ量測定)上記実施例、比較例の方法によっ
て得られた繊維集合体を300×300mmに切り出
し、290×290mmの金属製枠に載せ4辺を幅5m
mづつ両面テープにて固定取付けし、試料中心部に5 g
/cm2の荷重を乗せ、オーブ雰囲気温度90℃にて3時間
放置し、その後試料下部のたわみ量を測定した。 測定方法2 (垂直入射吸音率測定)上記実施例、比較例の方法によ
って得られた繊維集合体を JIS 1405-1963「管内法によ
る建築材料の垂直入射吸音率測定法」に基づいて測定し
た。サンプルサイズ直径100mm、測定領域 125〜1.
6Hz 。
Aを20〜70重量%、繊維Bを0〜50重量%、繊維
Cを30〜80重量%用いたことにより、静かな車室内
空間を実現するために、より高い吸遮音性能を有し、且
つ高い剛性を持つ吸音材を提供することが可能であり、
高吸音、高剛性を得られる繊維配合によって得られる繊
維集合体を用いることによって吸遮音性能に優れた自動
車用内装材に用いられる高剛性吸音材を提供することが
可能である。
Claims (3)
- 【請求項1】 繊度が15デニール以下の合成繊維ステ
ープルを平均見かけ密度 0.02 〜0.8 g/cm3 に成形した
繊維集合体から成る高剛性吸音材であって、使用する繊
維のうち主たる繊維として、繊度が1.5 〜3デニールの
高軟化点繊維(繊維A)20〜70重量%と、繊度が2
〜15デニールの高軟化点繊維(繊維B)0〜50重量
%と、繊度が 1.5〜3デニールで前記高軟化点繊維より
少なくとも20℃は軟化点が低い低軟化点繊維(繊維
C)30〜80重量%を用いたことを特徴とする高剛性
吸音材。 - 【請求項2】 前記繊維集合体において、高軟化点繊維
は、ポリエステル繊維から構成され、また低軟化点繊維
は中心部融点に対して周辺部融点が20℃以上低い芯鞘
構造を有する変性ポリエステル複合繊維若しくは低融点
ポリエステル繊維から構成されていることを特徴とする
請求項1記載の吸音材。 - 【請求項3】 前記繊維集合体において、該繊維集合体
の良好な保形性を得ることを可能とするため、繊維Bと
して2〜15デニールのコンジュゲート繊維を10〜5
0重量%用いしたことを特徴とする請求項1または2記
載の吸音材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14190793A JP3140610B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 高剛性吸音材 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14190793A JP3140610B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 高剛性吸音材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH073599A true JPH073599A (ja) | 1995-01-06 |
JP3140610B2 JP3140610B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=15302939
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP14190793A Expired - Fee Related JP3140610B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 高剛性吸音材 |
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JP (1) | JP3140610B2 (ja) |
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- 1993-06-14 JP JP14190793A patent/JP3140610B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP3140610B2 (ja) | 2001-03-05 |
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