JPWO2011077482A1 - 断熱防音材および車両の断熱防音構造 - Google Patents
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Abstract
Description
上記断熱防音材は車体のパネル表面に当接した状態で、上記断熱防音材と上記車体パネル表面との間に約0.2mmの厚さの空気層が形成され、該空気層によって軽量かつ良好な断熱防音性を発揮する。
更に上記断熱防音材を車両パネル表面に当接した場合に、上記断熱防音材と上記車両パネルとの間に空気層を設けるには、上記断熱防音材の車両パネル当接面を凹凸状にすることが必要であるが、上記断熱防音材の車両パネル当接面を凹凸状にすると、上記断熱防音材の車両パネルに対する密着性が阻害される。
更に上記通気性硬質層2の単位面積あたりの質量は0.3〜2.0kg/m2、厚さは3.0〜10.0mm、曲げ強さは0.05〜5.00N/25mm、通気抵抗は0.02〜3.00kPa・s/mであることが望ましい。
通常、上記通気性硬質層2の上には、通気性意匠層5,15が設けられており、上記弾性通気性層3の車体パネル6当接面は平滑であることが望ましい。
また、上記弾性通気性層3の上記車体パネル6当接面には、摩擦シート7が張設されていてもよい。
上記通気抵抗調節層4を構成するパルプ繊維層4aは、叩解度がJIS P 8121−1995の4.カナディアン・スタンダード・フリーネスに規定されるカナダ標準型ろ水度で350〜650ml(CSF)の範囲で叩解され表面に開口する多数の細孔が設けられている多孔質パルプ繊維を少なくとも90質量%含み、クレープ率が10〜50%のパルプ繊維層である。該多孔質パルプ繊維は5μm〜100μmの微細繊維であり、繊維自体が多孔質化し、かつ表面が毛羽立ち状態となっているので、厚みを小さくして質量を軽減しても、吸音性能に好ましい高い通気抵抗値を有する。
しかし叩解度がろ水度で650ml(CSF)を超えているパルプ繊維の場合には、パルプ繊維の多孔質化が不充分となって空隙率が低下し、その結果、本発明の断熱防音材の断熱吸音性能が不充分なものとなり、ろ水度で350ml(CSF)を下回るパルプ繊維の場合には、極微細繊維が増加してパルプ繊維層4aの通気抵抗が高くなり過ぎ、この場合も本発明の断熱防音材の断熱吸音性能が不充分となる。
また上記パルプ繊維層4aにはクレープ率10〜50%のクレープ加工が施されているので、更に高い吸音性能を有し、かつ伸縮性が大きいから深絞り成形にも対応することができる。しかしクレープ率が10%に満たないと通気抵抗が過大となりクレープ加工による吸音性能の向上が顕著でなくなり、かつ伸縮性も不足して深絞り成形に対応できにくくなり、一方クレープ率が50%を超えると、通気抵抗が過小となり、吸音率が悪化する。
本発明の断熱防音材1,11,21,31にあっては、上記車体パネル6に当接する上記弾性通気性層3の面に平滑性と密着性を助成するために摩擦シート6を張設してもよい。
本発明の断熱防音材は軽量でかつ優れた断熱防音性を有する。
〔通気性硬質層〕
本発明の断熱防音材において、通気性硬質層は繊維層あるいは樹脂発泡層からなる。
(繊維層)
繊維層としては、例えばポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ウレタン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、アセテート繊維等の合成繊維、とうもろこしやサトウキビ等の植物から抽出された澱粉からなる生分解繊維(ポリ乳酸繊維)、パルプ、木綿、ヤシ繊維、麻繊維、竹繊維、ケナフ繊維等の天然繊維、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、石綿繊維等の無機繊維、あるいはこれらの繊維を使用した繊維製品のスクラップを解繊して得られた再生繊維の1種または2種以上の繊維が使用されるが、例えばガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、石綿繊維、ステンレス繊維等の無機繊維やポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維、ポリ−p−フェニレンテレフタルアミド繊維等のアラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維等の繊維が使用され、上記繊維層は所望なればニードルパンチング処理を施すことによって絡合してもよい。
上記低融点熱可塑性繊維としては、例えば融点180℃以下のポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のポリオレフィン系繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリウレタン繊維、ポリエステル繊維、ポリエステル共重合体繊維、ポリアミド繊維、ポリアミド共重合体繊維等がある。これらの低融点熱可塑性繊維は、単独あるいは2種以上組み合わせて使用される。該低融点熱可塑性繊維の繊度は、0.1〜60dtexの範囲であることが好ましい。本発明に使用する望ましい低融点熱可塑性繊維としては、例えば上記通常繊維を芯部分とし、該低融点熱可塑性繊維の材料樹脂である融点100〜180℃の低融点熱可塑性樹脂を鞘とする芯鞘型複合繊維がある。該芯鞘型複合繊維を使用すると、得られる通気性硬質層の剛性や耐熱性が低下しない。
更に通気性硬質層として使用される樹脂発泡層としては、例えば通気性ポリウレタン発泡体、通気性ポリエチレン発泡体、通気性ポリプロピレン発泡体、通気性ポリスチレン発泡体、通気性フェノール樹脂発泡体、通気性メラミン樹脂発泡体等の通気性プラスチック発泡体がある。
R=ΔP/V
ここで、ΔP(=P1−P2):圧力差(Pa)、V:単位面積当りの通気量(m3/m2・s)である。
通気抵抗は、例えば、通気性試験機(製品名:KES−F8−AP1、カトーテック株式会社製、定常流差圧測定方式)によって測定することが出来る。
上記通気性硬質層の厚さは曲げ強さ、あるいは成形性や断熱防音性を考慮して通常3.0mm〜10.0mmに設定される。
本発明の弾性通気性層としては、上記通気性硬質層と同様な繊維層や樹脂発泡層が使用される。ただし上記弾性通気性層密度ρは400kg/m3以下、望ましくは200kg/m3以下に設定し、更に厚さは約5〜20mmに設定し、単位面積あたりの質量は約0.2kg/m2〜約2.0kg/m2に設定し、通気抵抗は0.20〜3.00kPa・s/mに設定して弾性(クッション性)を確保する。
上記通気性硬質層および/または弾性通気性層には剛性を高めるために合成樹脂が含浸されてもよい。含浸用合成樹脂としては、熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂が例示される。
上記熱硬化性樹脂あるいは合成樹脂前駆体は二種以上混合使用されてもよい。
上記合成樹脂、特に熱硬化性樹脂の添加は、上記通気性硬質層および弾性通気性層の成形形状保持性と剛性を共に向上せしめる。
上記フェノール系樹脂に使用されるフェノール系化合物としては、一価フェノールであってもよいし、多価フェノールであってもよいし、一価フェノールと多価フェノールとの混合物であってもよいが、一価フェノールのみを使用した場合、硬化時および硬化後にホルムアルデヒドが放出され易いため、好ましくは多価フェノールまたは一価フェノールと多価フェノールとの混合物を使用する。
本発明に使用される通気抵抗調節層は、パルプ繊維層あるいは上記パルプ繊維層に補強層として不織布を積層した積層体層からなる。
(パルプ繊維層)
上記パルプ繊維層に使用されるパルプ繊維は、非木材系植物繊維および/または木材系植物繊維であり、通常針葉樹や広葉樹のチップを原料とし、メカニカルパルプ、ケミカルパルプ、セミケミカルパルプのいずれもが使用可能であるが、望ましいパルプ繊維は叩解度がJIS P 8121−1995の4.カナディアン・スタンダード・フリーネスに規定されるカナダ標準型ろ水度で350〜650ml(CSF)の範囲で繊維の長径が5μm〜100μmの多孔質パルプ繊維である。
上記叩解は通常コニカルリファイナー、ディスクリファイナー等によって行われる。
上記多孔質パルプ繊維の平均長は0.2〜30mmの範囲であることが望ましく、長径は5〜100μmであることが望ましい。上記多孔質パルプ繊維の平均長が0.2mmに満たない場合はパルプ繊維層中の繊維相互の絡み合いが不充分となって上記パルプ繊維層である上記通気抵抗調節層の強度が低下し、平均長が30mmを超えると繊維自体が糸まり状に絡み易くなり、繊維を層状にすることが困難となる。また繊維長径が5μmに満たない場合は上記パルプ繊維層である上記通気抵抗調節層の密度が過大になりまた該通気抵抗調節層の強度が低下し、繊維長径が100μmを超えると繊維自体の剛性が高くなって繊維相互の絡み合いが困難になる。
上記多孔質パルプ繊維は二種以上混合使用されてもよく、また、上記多孔質パルプ繊維と通常のパルプ繊維や上記通気性硬質層や弾性通気性層において使用されるパルプ繊維以外の天然繊維および/または合成繊維とを混合してもよい。なお、この場合の混合比率は多孔質パルプ繊維が90質量%以上含まれるべきであり、望ましくは95質量%以上、更に望ましくは100質量%含まれるべきである。
上記クレープ加工には、湿潤の状態の繊維シートに対してプレスロールやドクターブレード等を用いて縦方向(抄造方向)に圧縮して皺付けを行なうウェットクレープと、上記繊維シートをヤンキードライヤーやカレンダーで乾燥した後、ドクターブレード等を用いて縦方向に圧縮して皺付けを行なうドライクレープとがある。クレープ加工された繊維シートは、クレープ率を10〜50%に設定する。
ここで、該クレープ率は、
クレープ率(%)=(A/B)×100(Aはクレープ加工前の長さ、Bはクレープ加工後の長さ)
換言すれば、該クレープ率は多孔質パルプ繊維からなる繊維シートがクレーピングで縦方向(抄造方向)に圧縮される割合である(参考:特開2002-327399、特表平10-510886)。
ここで、クレープ率が10%に満たないとクレープ加工による吸音性能の向上が顕著でなくなり、かつ伸縮性も不足して深絞り成形に対応困難となり、一方、該クレープ率が50%を越えると、通気抵抗が小さくなり過ぎて吸音性能が悪くなる。
更に通気抵抗、即ち吸音性能を考慮して、上記パルプ繊維層の単位面積あたりの質量は10〜50g/m2、厚さは0.08〜0.30mmに設定される。
上記パルプ繊維層を補強するために、不織布が積層されてもよい。上記不織布としては、上記通気性硬質層や上記弾性通気性層において使用されている天然繊維および/または合成繊維のフリースをニードルパンチ処理したものが一般的に使用され、単位面積あたりの質量は通常15g/m2〜150g/m2に設定される。
断熱防音材の車体パネル当接面に貼着される摩擦シートとしては、軟質ポリ塩化ビニルシート、軟質エチレン−酢酸ビニル共重合体シート、軟質ポリエステルシート、ポリエチレンシート等の軟質プラスチックシートやスチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、天然ゴム等のゴムのシート、スチレン−クロロプレンゴム(SCR)、スチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン(SIS)共重合体、スチレン−水素添加ポリオレフィン−スチレン(SEBS)共重合体等のスチレン系エラストマーのシート、アスファルト、ピッチ等の瀝青質のシート、あるいは上記ゴムまたはエラストマーと瀝青質との混合物のシート等が例示される。上記摩擦シートの厚みは20μm〜300μm程度とされる。
本発明の断熱防音材の基本構造の一実施形態を図2に示す。図2に示す断熱防音材1は、通気性硬質層2と、弾性通気性層3と、上記通気性硬質層2と上記弾性通気性層3との間に介在する通気抵抗調節層4とからなる。そして上記断熱防音材1は自動車の床材として使用され、表面には立毛層5aを具備したカーペットである通気性意匠層5が配置され、該断熱防音材1と車体パネル6との密着性を図るために、上記弾性通気性層3の車体パネル6との接触面は平滑面とされている。
上記各層は例えば低融点ポリアミド、低融点エチレン−酢酸ビニル共重合体、低融点ポリエステル等の低融点樹脂であるホットメルト接着剤の粉末撒布層あるいは上記ホットメルト接着剤のウェブ層等の通気性接着剤層を介して、あるいは上記通気性硬質層2や弾性通気性層3に樹脂が含浸されている場合には、該樹脂によって接着される。
また、上記通気性硬質層2、弾性通気性層3、通気抵抗調節層4,14、摩擦シート7等には、難燃剤が添加されてもよい。上記難燃剤としては、例えば燐系難燃剤、窒素系難燃剤、硫黄系難燃剤、ホウ素系難燃剤、臭素系難燃剤、グアニジン系難燃剤、燐酸塩系難燃剤、燐酸エステル系難燃剤、アミノ樹脂系難燃剤、膨張黒鉛等がある。
本発明においては特に水に難溶または不溶の粉末状の固体難燃剤が使用されることが望ましい。水に難溶または不溶の粉末状の固体難燃剤は吸音材料に耐水性、耐久性に優れた難燃性を付与する。特に本発明の通気性硬質層2、弾性通気性層3、通気抵抗調節層4,14、摩擦シート7は多孔構造を有しているから、上記粉末状の固体難燃剤が内部にまで円滑に浸透して高度な難燃性ないし不燃性を付与する。
〔実施例〕
(通気性硬質層)
低融点ポリエステル繊維(融点:130℃)30質量%、再生ポリエステル繊維70質量%からなるウェブを180℃に加熱し、該低融点ポリエステル繊維を溶融させた後冷却し、5種類の通気性硬質層試料を作製した。即ち厚さ5mm、単位面積あたりの質量400g/m2、曲げ強さ0.06N/25mm、通気抵抗0.25kPa・s/mである試料(1)、厚さ5mm、単位面積あたりの質量600g/m2、曲げ強さ0.28N/25mm、通気抵抗0.36kPa・s/mである試料(2)、厚さ5mm、単位面積あたりの質量800g/m2、曲げ強さ1.03N/25mm、通気抵抗0.75kPa・s/mである試料(3)、厚さ5mm、単位面積あたりの質量1200g/m2、曲げ強さ2.04N/25mm、通気抵抗1.42kPa・s/mである試料(4)、厚さ5mm、単位面積あたりの質量1800g/m2、曲げ強さ4.18N/25mm、通気抵抗2.72kPa・s/mである試料(5)を作製した。
低融点ポリエステル繊維(融点:160℃)が30質量%配合されているポリエステル繊維ウェブを180℃に加熱し、該低融点ポリエステル繊維を溶融させた後冷却し、厚さが10mmで単位面積あたりの質量が200g/m2の弾性通気性層試料(6)を作製した。
針葉樹パルプ70質量%および広葉樹パルプ30質量%からなる木質パルプを原料とし、ディスクリファイナーを用いて叩解度がJIS P 8121−1995の4.カナディアン・スタンダード・フリーネスに規定されるカナダ標準型ろ水度で480ml(CSF)になるように叩解し、通常のヤンキー抄紙機方式により乾燥クレープ加工を行ないクレープ率20%に設定し、4種類の通気抵抗調節層試料、即ち単位面積あたりの質量18g/m2、厚さ0.13mm、通気抵抗0.166kPa・s/mのパルプ繊維層である試料(A)、単位面積あたりの質量20g/m2、厚さ0.13mm、通気抵抗0.332kPa・s/mのパルプ繊維層である試料(B)、単位面積あたりの質量23g/m2、厚さ0.14mm、通気抵抗0.67kPa・s/mのパルプ繊維層である試料(C)、単位面積あたりの質量26g/m2、厚さ0.15mm、通気抵抗1.24kPa・s/mのパルプ繊維層である試料(D)を作製した。
上記通気性硬質層試料(1)の片面に通気性接着剤層としてポリエステル樹脂からなるホットメルト接着剤粉末(粒度:200〜300μm、軟化点:160℃)を3g/m2の塗布量で撒布し、その上に通気抵抗調節層試料(A)を重合し、試料(A)の面から150℃に調節された熱ロールを軽く接触させ、通気性硬質層試料(1)と通気抵抗調節層試料(A)とを接着した。
次に該接着した通気性硬質層と通気抵抗調節層積層体において上記通気抵抗調節層の面にポリエステル樹脂からなるホットメルト接着剤粉末(粒度:200〜300μm、軟化点:120℃)を3g/m2の塗布量で撒布し、ホットメルト接着剤塗布面の上部より赤外線ヒーターにて表面温度を約150℃に加熱して該ホットメルト接着剤を溶融させ、その上に弾性通気性層試料(6)を重合圧着し、通気性硬質層試料(1)と弾性通気性層試料(6)の間に通気抵抗調節層試料(A)を介在させた厚さ15mm、通気抵抗0.45kPa・s/mである断熱防音材(A−1)を作製した。
上記実施例1において、通気性硬質層として試料(2)、通気抵抗調節層として試料(B)を使用した以外は同様にして厚さ15mm、通気抵抗0.73kPa・s/mである断熱防音材(B−1)を作製した。
上記実施例1において、通気性硬質層として試料(3)、通気抵抗調節層として試料(C)を使用した以外は同様にして厚さ15mm、通気抵抗1.46kPa・s/mである断熱防音材(C−1)を作製した。
上記実施例1において、通気性硬質層として試料(4)、通気抵抗調節層として試料(D)を使用した以外は同様にして厚さ15mm、通気抵抗2.70kPa・s/mである断熱防音材(D−1)を作製した。
上記実施例1において、通気抵抗調節層を省略し、通気性硬質層試料(2)の片面にホットメルト接着剤粉末(粒度:200〜300μm、軟化点:120℃)を3g/m2の塗布量で撒布し、ホットメルト接着剤塗布面の上部より赤外線ヒーターにて表面温度を約150℃に加熱して該ホットメルト接着剤を溶融させ、その上に弾性通気性層試料(6)を重合圧着し、通気性硬質層試料(2)と弾性通気性層試料(6)とを接着積層した厚さ15mm、通気抵抗0.40kPa・s/mである断熱防音材(1−1)を作製した。
上記比較例1において、通気性硬質層として試料(3)を使用した以外は同様にして厚さ15mm、通気抵抗0.79kPa・s/mである断熱防音材(2−1)を作製した。
上記比較例1において、通気性硬質層として試料(4)を使用した以外は同様にして厚さ15mm、通気抵抗1.46kPa・s/mである断熱防音材(3−1)を作製した。
上記比較例1において、通気性硬質層として試料(5)を使用した以外は同様にして厚さ15mm、通気抵抗2.75kPa・s/mである断熱防音材(4−1)を作製した。
上記実施例1〜4および比較例1〜4で作製した各々の断熱防音材を用い、JIS A 1405の「管内法による建築材料の垂直入射吸音率測定法」に準じて垂直入射吸音率を測定した。尚音源は通気性硬質材層側からとした。
試験結果を表1および図7〜図10に示す。
実施例2と比較例2および比較例1の断熱防音材試料(B−1)、(2−1)、(1−1)を比較すると、実施例2の断熱防音材試料(B−1)は通気性硬質層の単位面積あたりの質量を800g/m2から600g/m2に軽減しても吸音性能が比較例2の試料(2−1)と同程度であることが認められる。また単に試料(2−1)の単位面積あたりの質量を実施例2の試料(B−1)と同じ600g/m2に軽減すると、比較例1の試料(1−1)に相当することになり、通気抵抗の違いにより、試料(1−1)は同じ厚さの試料(B−1)よりも吸音性能が悪いことがわかる。
同様なことは、試料(C−1)、(3−1)、(2−1)についても言える。
実施例4と比較例4および比較例3の断熱防音材試料(D−1)、(4−1)、(3−1)を比較すると、比較例4の試料(4−1)は比較例3の試料(3−1)よりも質量も密度も大きく通気抵抗が大きいことにより周波数が500〜1000Hzでの吸音性能が試料(3−1)よりも優れているが、その反面1000Hz以上の高周波では吸音性能が劣ることがわかる。実施例4の試料(D−1)は500Hz以上から4000Hzあたりの高周波帯でも吸音性能に優れていることがわかる。
本発明によるパルプ繊維層からなる通気抵抗調節層は軽量で厚さも小さく、目的とする断熱防音材の所望の厚みに応じてパルプ繊維層に使用するパルプ繊維の叩解度と単位面積あたりの質量、およびクレープ率等を調整することにより、所望の通気抵抗を自由にコントロールすることができ、該通気抵抗調節層を通気性硬質層と弾性通気層の間に介在させることにより、軽量で吸音性能に優れた断熱防音材が得られる。
実施例2において得られた断熱防音材試料(B−1)の弾性通気性層の表面に厚さ100μmの軟質エチレン−酢酸ビニル共重合体からなる摩擦シートを重合し、120℃で加熱接着させた断熱防音材試料(E−1)を作製した。得られた該断熱防音材試料(E−1)は該摩擦シートが通気不透過層のため、この部分での通気性は0である。この断熱防音材試料(E−1)と、比較のために試料(B−1)の吸音性能を測定した結果を表2に示す。
パルプ繊維層として実施例1で用いたパルプ繊維層からなる通気抵抗調節層(A)の片面に、ポリエステル樹脂からなるホットメルト接着剤粉末(粒度:200〜300μm、軟化点:160℃)を3g/m2の塗布量で撒布し、その上にポリエステル繊維からなる単位面積あたりの質量30g/m2のスパンボンド法による不織布を重合し200℃の加熱ロールに圧接し、不織布とパルプ繊維層とを積層接着した通気抵抗調節層を作製した。
通気性硬質層として、低融点ポリエステル繊維(融点:160℃)20質量%、ポリエステル繊維80質量%の混合繊維からなる厚さ8mm、単位面積あたりの質量600g/m2の繊維シートに熱硬化性樹脂として40質量%スルホメチル化フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液20質量部、10質量%フッ素系撥水撥油剤水溶液1質量部、30質量%カーボンブラック水分散液2質量部、50質量%窒素−リン系難燃剤水溶液10質量部、水67質量部からなる混合溶液を上記繊維シートに含浸し、固形分として20g/m2の塗布量になるようにマングルロールにて絞った後、140℃で5分間乾燥させ上記熱硬化性樹脂をB状態にプレキュアさせた。
弾性通気性層として、低融点ポリエステル(融点:130℃)30質量%、ポリエステル繊維70質量%の混合繊維からなる厚さ10mm、単位面積あたりの質量800g/m2、密度80kg/m3の繊維シートである弾性繊維層を用いた。
上記通気性硬質層と上記弾性通気性層との間に上記通気抵抗調節層を挿入し各層間にポリアミド樹脂からなる融点130℃のくもの巣状ホットメルト接着剤層を挿入し、180℃の加熱炉で吸引しながら加熱し、上記通気性硬質層に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させると同時に各層を接着積層して断熱防音材を作製した。なお、硬化後の通気性硬質層の曲げ強さは3.17N/25mm、通気抵抗は0.44kPa・s/mであった。
得られた断熱防音材は吸音性能に優れ車両パネルの断熱防音構造として優れたものである。
低融点ポリエステル繊維(融点:130℃)30質量%、ポリエステル繊維70質量%からなるウェブを180℃に加熱し、該低融点ポリエステル繊維を溶融させた後冷却し、厚さ10mm、単位面積当たりの質量900g/m2、曲げ強さ0.92N/25mm、通気抵抗0.61kPa・s/mの通気性硬質層を作製した。
次に、低融点ポリエステル繊維(融点:110℃)20質量%、ポリエステル繊維80質量%からなるウェブを180℃に加熱し、該低融点ポリエステル繊維を溶融させた後冷却し、厚さが15mmで単位面積あたりの質量が400g/m2の弾性通気性層を作製した。
更に、針葉樹パルプからなる木材パルプを原料とし、ディスクリファイナーを用いて叩解度がJIS P 8121−1995の4.カナディアン・スタンダード・フリーネスに規定されるカナダ標準型ろ水度で560ml(CSF)になるように叩解し、通常の抄紙工程を経てクレープ率25%、単位面積あたりの質量12g/m2、厚さ0.12mm、通気抵抗0.86kPa・s/mのパルプ繊維層からなる通気抵抗調節層を作製した。
更に通気性意匠層として、ポリエステル繊維不織布にナイロンからなるパイルをタフティングし裏面にSBRラテックスを塗布することによってバッキング処理したカーペットを作製した。
得られた各材料を通気性意匠層/通気性硬質層/通気抵抗調節層/弾性通気性層の順に積層し、各層間にホットメルト接着剤として融点110℃のポリエステル樹脂からなるくもの巣状接着剤層を挿入し、130℃で吸引しながら加熱後、冷却し所定形状の断熱防音材を作製した。得られた断熱防音材は剛性および形状保持性、断熱性がよく、また吸音性能に優れた断熱吸音材であり車両の断熱防音構造に有用である。
実施例4において、通気抵抗調節層として用いた試料(D)のクレープ率を8%(<10%)として抄紙製造した試料の通気抵抗は5.8kPa・s/mと大きく、この試料を通気抵抗調節層として用い、実施例4と同様にして断熱防音材を作製したが、このものの吸音性能を実施例4と比較すると、2000Hz以上の周波数域で吸音率が40%以下であり、実施例4の断熱吸音材よりも吸音性能が悪くなった。
実施例4において、通気抵抗調節層として用いた試料(D)のクレープ率を55%(>50%)として抄紙製造した試料の通気抵抗は0.04kPa・s/mと小さく、この試料を通気抵抗調節層として用い、実施例4と同様にして断熱防音材を作製したが、このものの吸音性能を実施例4と比較すると、吸音率の最高値が4000Hzで60%程度であり、実施例4の断熱吸音材よりも吸音性能が悪くなった。
実施例4において、通気抵抗調節層として用いた試料(D)の単位面積あたりの質量を8g/m2(<10g/m2)として抄紙製造した試料の通気抵抗は0.04kPa・s/m(<0.07kPa・s/m)、厚さが0.04mmであり、この試料は実施例4の試料(D)と比べて強度が弱く、またこの試料を通気抵抗調節層として用い、実施例4と同様にして断熱防音材を作製したが、このものの吸音性能を実施例4と比較すると、2000Hz以上の周波数域で吸音率が40%以下であり、実施例4の断熱吸音材よりも吸音性能が悪くなった。
実施例4において、通気抵抗調節層として用いた試料(D)の単位面積あたりの質量を55g/m2(>50g/m2)として抄紙製造した試料の通気抵抗は8.79kPa・s/m(>3.00kPa・s/m)、厚さが0.32mmであり、この試料を通気抵抗調節層として用い、実施例4と同様にして断熱防音材を作製したが、このものの吸音性能を実施例4と比較すると、周波数1600Hzで65%であるがそれ以上の周波数域では30〜20%程度であり、実施例4の断熱吸音材よりも吸音性能が悪くなった。
実施例1において、通気抵抗調節層として用いた試料(A)の叩解度をろ水度で320ml(CSF)(<350ml(CSF))として抄紙製造した試料の通気抵抗は7.9kPa・s/mと大きく、この試料を通気抵抗調節層として用い、実施例1と同様にして断熱防音材を作製したが、このものの吸音性能を実施例1と比較すると、2000Hz以上の周波数域で吸音率が30%以下であり、実施例1の断熱吸音材よりも吸音性能が悪くなった。
実施例4において、通気抵抗調節層として用いた試料(D)の叩解度をろ水度で680ml(CSF)(>650ml(CSF))として抄紙製造した試料の通気抵抗は0.02kPa・s/mと小さく、この試料を通気抵抗調節層として用い、実施例4と同様にして断熱防音材を作製したが、このものの吸音性能を実施例4と比較すると、実施例4の断熱吸音材よりも吸音性能が悪くなった。
2 通気性硬質層
3 弾性通気性層
4,14 通気抵抗調節層
4a パルプ繊維層
4b 不織布
5 通気性意匠層(カーペット)
6 車体パネル
7 摩擦シート
8 担持層
15 通気性意匠層(表装材)
上記断熱防音材は車体のパネル表面に当接した状態で、上記断熱防音材と上記車体パネル表面との間に約0.2mmの厚さの空気層が形成され、該空気層によって軽量かつ良好な断熱防音性を発揮する。
更に上記断熱防音材を車両パネル表面に当接した場合に、上記断熱防音材と上記車両パネルとの間に空気層を設けるには、上記断熱防音材の車両パネル当接面を凹凸状にすることが必要であるが、上記断熱防音材の車両パネル当接面を凹凸状にすると、上記断熱防音材の車両パネルに対する密着性が阻害される。
更に上記通気性硬質層2の単位面積あたりの質量は0.3〜2.0kg/m2、厚さは3.0〜10.0mm、曲げ強さは0.05〜5.00N/25mm、通気抵抗は0.02〜3.00kPa・s/mであることが望ましい。
通常、上記通気性硬質層2の上には、通気性意匠層5,15が設けられており、上記弾性通気性層3の車体パネル6当接面は平滑であることが望ましい。
また、上記弾性通気性層3の上記車体パネル6当接面には、摩擦シート7が張設されていてもよい。
上記通気抵抗調節層4を構成するパルプ繊維層4aは、叩解度がJIS P 8121−1995の4.カナディアン・スタンダード・フリーネスに規定されるカナダ標準型ろ水度で350〜650ml(CSF)の範囲で叩解され表面に開口する多数の細孔が設けられている多孔質パルプ繊維を少なくとも90質量%含み、クレープ率が10〜50%のパルプ繊維層である。該多孔質パルプ繊維は5μm〜100μmの微細繊維であり、繊維自体が多孔質化し、かつ表面が毛羽立ち状態となっているので、厚みを小さくして質量を軽減しても、吸音性能に好ましい高い通気抵抗値を有する。
しかし叩解度がろ水度で650ml(CSF)を超えているパルプ繊維の場合には、パルプ繊維の多孔質化が不充分となって空隙率が低下し、その結果、本発明の断熱防音材の断熱吸音性能が不充分なものとなり、ろ水度で350ml(CSF)を下回るパルプ繊維の場合には、極微細繊維が増加してパルプ繊維層4aの通気抵抗が高くなり過ぎ、この場合も本発明の断熱防音材の断熱吸音性能が不充分となる。
また上記パルプ繊維層4aにはクレープ率10〜50%のクレープ加工が施されているので、更に高い吸音性能を有し、かつ伸縮性が大きいから深絞り成形にも対応することができる。しかしクレープ率が10%に満たないと通気抵抗が過大となりクレープ加工による吸音性能の向上が顕著でなくなり、かつ伸縮性も不足して深絞り成形に対応できにくくなり、一方クレープ率が50%を超えると、通気抵抗が過小となり、吸音率が悪化する。
本発明の断熱防音材1,11,21,31にあっては、上記車体パネル6に当接する上記弾性通気性層3の面に平滑性と密着性を助成するために摩擦シート6を張設してもよい。
本発明の断熱防音材は軽量でかつ優れた断熱防音性を有する。
〔通気性硬質層〕
本発明の断熱防音材において、通気性硬質層は繊維層あるいは樹脂発泡層からなる。
(繊維層)
繊維層としては、例えばポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ウレタン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、アセテート繊維等の合成繊維、とうもろこしやサトウキビ等の植物から抽出された澱粉からなる生分解繊維(ポリ乳酸繊維)、パルプ、木綿、ヤシ繊維、麻繊維、竹繊維、ケナフ繊維等の天然繊維、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、石綿繊維等の無機繊維、あるいはこれらの繊維を使用した繊維製品のスクラップを解繊して得られた再生繊維の1種または2種以上の繊維が使用されるが、例えばガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、石綿繊維、ステンレス繊維等の無機繊維やポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維、ポリ−p−フェニレンテレフタルアミド繊維等のアラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維等の繊維が使用され、上記繊維層は所望なればニードルパンチング処理を施すことによって絡合してもよい。
上記低融点熱可塑性繊維としては、例えば融点180℃以下のポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のポリオレフィン系繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリウレタン繊維、ポリエステル繊維、ポリエステル共重合体繊維、ポリアミド繊維、ポリアミド共重合体繊維等がある。これらの低融点熱可塑性繊維は、単独あるいは2種以上組み合わせて使用される。該低融点熱可塑性繊維の繊度は、0.1〜60dtexの範囲であることが好ましい。本発明に使用する望ましい低融点熱可塑性繊維としては、例えば上記通常繊維を芯部分とし、該低融点熱可塑性繊維の材料樹脂である融点100〜180℃の低融点熱可塑性樹脂を鞘とする芯鞘型複合繊維がある。該芯鞘型複合繊維を使用すると、得られる通気性硬質層の剛性や耐熱性が低下しない。
更に通気性硬質層として使用される樹脂発泡層としては、例えば通気性ポリウレタン発泡体、通気性ポリエチレン発泡体、通気性ポリプロピレン発泡体、通気性ポリスチレン発泡体、通気性フェノール樹脂発泡体、通気性メラミン樹脂発泡体等の通気性プラスチック発泡体がある。
R=ΔP/V
ここで、ΔP(=P1−P2):圧力差(Pa)、V:単位面積当りの通気量(m3/m2・s)である。
通気抵抗は、例えば、通気性試験機(製品名:KES−F8−AP1、カトーテック株式会社製、定常流差圧測定方式)によって測定することが出来る。
上記通気性硬質層の厚さは曲げ強さ、あるいは成形性や断熱防音性を考慮して通常3.0mm〜10.0mmに設定される。
本発明の弾性通気性層としては、上記通気性硬質層と同様な繊維層や樹脂発泡層が使用される。ただし上記弾性通気性層密度ρは400kg/m3以下、望ましくは200kg/m3以下に設定し、更に厚さは約5〜20mmに設定し、単位面積あたりの質量は約0.2kg/m2〜約2.0kg/m2に設定し、通気抵抗は0.20〜3.00kPa・s/mに設定して弾性(クッション性)を確保する。
上記通気性硬質層および/または弾性通気性層には剛性を高めるために合成樹脂が含浸されてもよい。含浸用合成樹脂としては、熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂が例示される。
上記熱硬化性樹脂あるいは合成樹脂前駆体は二種以上混合使用されてもよい。
上記合成樹脂、特に熱硬化性樹脂の添加は、上記通気性硬質層および弾性通気性層の成形形状保持性と剛性を共に向上せしめる。
上記フェノール系樹脂に使用されるフェノール系化合物としては、一価フェノールであってもよいし、多価フェノールであってもよいし、一価フェノールと多価フェノールとの混合物であってもよいが、一価フェノールのみを使用した場合、硬化時および硬化後にホルムアルデヒドが放出され易いため、好ましくは多価フェノールまたは一価フェノールと多価フェノールとの混合物を使用する。
本発明に使用される通気抵抗調節層は、パルプ繊維層あるいは上記パルプ繊維層に補強層として不織布を積層した積層体層からなる。
(パルプ繊維層)
上記パルプ繊維層に使用されるパルプ繊維は、非木材系植物繊維および/または木材系植物繊維であり、通常針葉樹や広葉樹のチップを原料とし、メカニカルパルプ、ケミカルパルプ、セミケミカルパルプのいずれもが使用可能であるが、望ましいパルプ繊維は叩解度がJIS P 8121−1995の4.カナディアン・スタンダード・フリーネスに規定されるカナダ標準型ろ水度で350〜650ml(CSF)の範囲で繊維の長径が5μm〜100μmの多孔質パルプ繊維である。
上記叩解は通常コニカルリファイナー、ディスクリファイナー等によって行われる。
上記多孔質パルプ繊維の平均長は0.2〜30mmの範囲であることが望ましく、長径は5〜100μmであることが望ましい。上記多孔質パルプ繊維の平均長が0.2mmに満たない場合はパルプ繊維層中の繊維相互の絡み合いが不充分となって上記パルプ繊維層である上記通気抵抗調節層の強度が低下し、平均長が30mmを超えると繊維自体が糸まり状に絡み易くなり、繊維を層状にすることが困難となる。また繊維長径が5μmに満たない場合は上記パルプ繊維層である上記通気抵抗調節層の密度が過大になりまた該通気抵抗調節層の強度が低下し、繊維長径が100μmを超えると繊維自体の剛性が高くなって繊維相互の絡み合いが困難になる。
上記多孔質パルプ繊維は二種以上混合使用されてもよく、また、上記多孔質パルプ繊維と通常のパルプ繊維や上記通気性硬質層や弾性通気性層において使用されるパルプ繊維以外の天然繊維および/または合成繊維とを混合してもよい。なお、この場合の混合比率は多孔質パルプ繊維が90質量%以上含まれるべきであり、望ましくは95質量%以上、更に望ましくは100質量%含まれるべきである。
上記クレープ加工には、湿潤の状態の繊維シートに対してプレスロールやドクターブレード等を用いて縦方向(抄造方向)に圧縮して皺付けを行なうウェットクレープと、上記繊維シートをヤンキードライヤーやカレンダーで乾燥した後、ドクターブレード等を用いて縦方向に圧縮して皺付けを行なうドライクレープとがある。クレープ加工された繊維シートは、クレープ率を10〜50%に設定する。
ここで、該クレープ率は、
クレープ率(%)=(A/B)×100(Aはクレープ加工前の長さ、Bはクレープ加工後の長さ)
換言すれば、該クレープ率は多孔質パルプ繊維からなる繊維シートがクレーピングで縦方向(抄造方向)に圧縮される割合である(参考:特開2002-327399、特表平10-510886)。
ここで、クレープ率が10%に満たないとクレープ加工による吸音性能の向上が顕著でなくなり、かつ伸縮性も不足して深絞り成形に対応困難となり、一方、該クレープ率が50%を越えると、通気抵抗が小さくなり過ぎて吸音性能が悪くなる。
更に通気抵抗、即ち吸音性能を考慮して、上記パルプ繊維層の単位面積あたりの質量は10〜50g/m2、厚さは0.08〜0.30mmに設定される。
上記パルプ繊維層を補強するために、不織布が積層されてもよい。上記不織布としては、上記通気性硬質層や上記弾性通気性層において使用されている天然繊維および/または合成繊維のフリースをニードルパンチ処理したものが一般的に使用され、単位面積あたりの質量は通常15g/m2〜150g/m2に設定される。
断熱防音材の車体パネル当接面に貼着される摩擦シートとしては、軟質ポリ塩化ビニルシート、軟質エチレン−酢酸ビニル共重合体シート、軟質ポリエステルシート、ポリエチレンシート等の軟質プラスチックシートやスチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、天然ゴム等のゴムのシート、スチレン−クロロプレンゴム(SCR)、スチレン−ブタジエン−スチレン(SBS)共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン(SIS)共重合体、スチレン−水素添加ポリオレフィン−スチレン(SEBS)共重合体等のスチレン系エラストマーのシート、アスファルト、ピッチ等の瀝青質のシート、あるいは上記ゴムまたはエラストマーと瀝青質との混合物のシート等が例示される。上記摩擦シートの厚みは20μm〜300μm程度とされる。
本発明の断熱防音材の基本構造の一実施形態を図2に示す。図2に示す断熱防音材1は、通気性硬質層2と、弾性通気性層3と、上記通気性硬質層2と上記弾性通気性層3との間に介在する通気抵抗調節層4とからなる。そして上記断熱防音材1は自動車の床材として使用され、表面には立毛層5aを具備したカーペットである通気性意匠層5が配置され、該断熱防音材1と車体パネル6との密着性を図るために、上記弾性通気性層3の車体パネル6との接触面は平滑面とされている。
上記各層は例えば低融点ポリアミド、低融点エチレン−酢酸ビニル共重合体、低融点ポリエステル等の低融点樹脂であるホットメルト接着剤の粉末撒布層あるいは上記ホットメルト接着剤のウェブ層等の通気性接着剤層を介して、あるいは上記通気性硬質層2や弾性通気性層3に樹脂が含浸されている場合には、該樹脂によって接着される。
また、上記通気性硬質層2、弾性通気性層3、通気抵抗調節層4,14、摩擦シート7等には、難燃剤が添加されてもよい。上記難燃剤としては、例えば燐系難燃剤、窒素系難燃剤、硫黄系難燃剤、ホウ素系難燃剤、臭素系難燃剤、グアニジン系難燃剤、燐酸塩系難燃剤、燐酸エステル系難燃剤、アミノ樹脂系難燃剤、膨張黒鉛等がある。
本発明においては特に水に難溶または不溶の粉末状の固体難燃剤が使用されることが望ましい。水に難溶または不溶の粉末状の固体難燃剤は吸音材料に耐水性、耐久性に優れた難燃性を付与する。特に本発明の通気性硬質層2、弾性通気性層3、通気抵抗調節層4,14、摩擦シート7は多孔構造を有しているから、上記粉末状の固体難燃剤が内部にまで円滑に浸透して高度な難燃性ないし不燃性を付与する。
〔実施例〕
(通気性硬質層)
低融点ポリエステル繊維(融点:130℃)30質量%、再生ポリエステル繊維70質量%からなるウェブを180℃に加熱し、該低融点ポリエステル繊維を溶融させた後冷却し、5種類の通気性硬質層試料を作製した。即ち厚さ5mm、単位面積あたりの質量400g/m2、曲げ強さ0.06N/25mm、通気抵抗0.25kPa・s/mである試料(1)、厚さ5mm、単位面積あたりの質量600g/m2、曲げ強さ0.28N/25mm、通気抵抗0.36kPa・s/mである試料(2)、厚さ5mm、単位面積あたりの質量800g/m2、曲げ強さ1.03N/25mm、通気抵抗0.75kPa・s/mである試料(3)、厚さ5mm、単位面積あたりの質量1200g/m2、曲げ強さ2.04N/25mm、通気抵抗1.42kPa・s/mである試料(4)、厚さ5mm、単位面積あたりの質量1800g/m2、曲げ強さ4.18N/25mm、通気抵抗2.72kPa・s/mである試料(5)を作製した。
低融点ポリエステル繊維(融点:160℃)が30質量%配合されているポリエステル繊維ウェブを180℃に加熱し、該低融点ポリエステル繊維を溶融させた後冷却し、厚さが10mmで単位面積あたりの質量が200g/m2の弾性通気性層試料(6)を作製した。
針葉樹パルプ70質量%および広葉樹パルプ30質量%からなる木質パルプを原料とし、ディスクリファイナーを用いて叩解度がJIS P 8121−1995の4.カナディアン・スタンダード・フリーネスに規定されるカナダ標準型ろ水度で480ml(CSF)になるように叩解し、通常のヤンキー抄紙機方式により乾燥クレープ加工を行ないクレープ率20%に設定し、4種類の通気抵抗調節層試料、即ち単位面積あたりの質量18g/m2、厚さ0.13mm、通気抵抗0.166kPa・s/mのパルプ繊維層である試料(A)、単位面積あたりの質量20g/m2、厚さ0.13mm、通気抵抗0.332kPa・s/mのパルプ繊維層である試料(B)、単位面積あたりの質量23g/m2、厚さ0.14mm、通気抵抗0.67kPa・s/mのパルプ繊維層である試料(C)、単位面積あたりの質量26g/m2、厚さ0.15mm、通気抵抗1.24kPa・s/mのパルプ繊維層である試料(D)を作製した。
上記通気性硬質層試料(1)の片面に通気性接着剤層としてポリエステル樹脂からなるホットメルト接着剤粉末(粒度:200〜300μm、軟化点:160℃)を3g/m2の塗布量で撒布し、その上に通気抵抗調節層試料(A)を重合し、試料(A)の面から150℃に調節された熱ロールを軽く接触させ、通気性硬質層試料(1)と通気抵抗調節層試料(A)とを接着した。
次に該接着した通気性硬質層と通気抵抗調節層積層体において上記通気抵抗調節層の面にポリエステル樹脂からなるホットメルト接着剤粉末(粒度:200〜300μm、軟化点:120℃)を3g/m2の塗布量で撒布し、ホットメルト接着剤塗布面の上部より赤外線ヒーターにて表面温度を約150℃に加熱して該ホットメルト接着剤を溶融させ、その上に弾性通気性層試料(6)を重合圧着し、通気性硬質層試料(1)と弾性通気性層試料(6)の間に通気抵抗調節層試料(A)を介在させた厚さ15mm、通気抵抗0.45kPa・s/mである断熱防音材(A−1)を作製した。
上記実施例1において、通気性硬質層として試料(2)、通気抵抗調節層として試料(B)を使用した以外は同様にして厚さ15mm、通気抵抗0.73kPa・s/mである断熱防音材(B−1)を作製した。
上記実施例1において、通気性硬質層として試料(3)、通気抵抗調節層として試料(C)を使用した以外は同様にして厚さ15mm、通気抵抗1.46kPa・s/mである断熱防音材(C−1)を作製した。
上記実施例1において、通気性硬質層として試料(4)、通気抵抗調節層として試料(D)を使用した以外は同様にして厚さ15mm、通気抵抗2.70kPa・s/mである断熱防音材(D−1)を作製した。
上記実施例1において、通気抵抗調節層を省略し、通気性硬質層試料(2)の片面にホットメルト接着剤粉末(粒度:200〜300μm、軟化点:120℃)を3g/m2の塗布量で撒布し、ホットメルト接着剤塗布面の上部より赤外線ヒーターにて表面温度を約150℃に加熱して該ホットメルト接着剤を溶融させ、その上に弾性通気性層試料(6)を重合圧着し、通気性硬質層試料(2)と弾性通気性層試料(6)とを接着積層した厚さ15mm、通気抵抗0.40kPa・s/mである断熱防音材(1−1)を作製した。
上記比較例1において、通気性硬質層として試料(3)を使用した以外は同様にして厚さ15mm、通気抵抗0.79kPa・s/mである断熱防音材(2−1)を作製した。
上記比較例1において、通気性硬質層として試料(4)を使用した以外は同様にして厚さ15mm、通気抵抗1.46kPa・s/mである断熱防音材(3−1)を作製した。
上記比較例1において、通気性硬質層として試料(5)を使用した以外は同様にして厚さ15mm、通気抵抗2.75kPa・s/mである断熱防音材(4−1)を作製した。
上記実施例1〜4および比較例1〜4で作製した各々の断熱防音材を用い、JIS A 1405の「管内法による建築材料の垂直入射吸音率測定法」に準じて垂直入射吸音率を測定した。尚音源は通気性硬質材層側からとした。
試験結果を表1および図7〜図10に示す。
実施例2と比較例2および比較例1の断熱防音材試料(B−1)、(2−1)、(1−1)を比較すると、実施例2の断熱防音材試料(B−1)は通気性硬質層の単位面積あたりの質量を800g/m2から600g/m2に軽減しても吸音性能が比較例2の試料(2−1)と同程度であることが認められる。また単に試料(2−1)の単位面積あたりの質量を実施例2の試料(B−1)と同じ600g/m2に軽減すると、比較例1の試料(1−1)に相当することになり、通気抵抗の違いにより、試料(1−1)は同じ厚さの試料(B−1)よりも吸音性能が悪いことがわかる。
同様なことは、試料(C−1)、(3−1)、(2−1)についても言える。
実施例4と比較例4および比較例3の断熱防音材試料(D−1)、(4−1)、(3−1)を比較すると、比較例4の試料(4−1)は比較例3の試料(3−1)よりも質量も密度も大きく通気抵抗が大きいことにより周波数が500〜1000Hzでの吸音性能が試料(3−1)よりも優れているが、その反面1000Hz以上の高周波では吸音性能が劣ることがわかる。実施例4の試料(D−1)は500Hz以上から4000Hzあたりの高周波帯でも吸音性能に優れていることがわかる。
本発明によるパルプ繊維層からなる通気抵抗調節層は軽量で厚さも小さく、目的とする断熱防音材の所望の厚みに応じてパルプ繊維層に使用するパルプ繊維の叩解度と単位面積あたりの質量、およびクレープ率等を調整することにより、所望の通気抵抗を自由にコントロールすることができ、該通気抵抗調節層を通気性硬質層と弾性通気層の間に介在させることにより、軽量で吸音性能に優れた断熱防音材が得られる。
実施例2において得られた断熱防音材試料(B−1)の弾性通気性層の表面に厚さ100μmの軟質エチレン−酢酸ビニル共重合体からなる摩擦シートを重合し、120℃で加熱接着させた断熱防音材試料(E−1)を作製した。得られた該断熱防音材試料(E−1)は該摩擦シートが通気不透過層のため、この部分での通気性は0である。この断熱防音材試料(E−1)と、比較のために試料(B−1)の吸音性能を測定した結果を表2に示す。
パルプ繊維層として実施例1で用いたパルプ繊維層からなる通気抵抗調節層(A)の片面に、ポリエステル樹脂からなるホットメルト接着剤粉末(粒度:200〜300μm、軟化点:160℃)を3g/m2の塗布量で撒布し、その上にポリエステル繊維からなる単位面積あたりの質量30g/m2のスパンボンド法による不織布を重合し200℃の加熱ロールに圧接し、不織布とパルプ繊維層とを積層接着した通気抵抗調節層を作製した。
通気性硬質層として、低融点ポリエステル繊維(融点:160℃)20質量%、ポリエステル繊維80質量%の混合繊維からなる厚さ8mm、単位面積あたりの質量600g/m2の繊維シートに熱硬化性樹脂として40質量%スルホメチル化フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液20質量部、10質量%フッ素系撥水撥油剤水溶液1質量部、30質量%カーボンブラック水分散液2質量部、50質量%窒素−リン系難燃剤水溶液10質量部、水67質量部からなる混合溶液を上記繊維シートに含浸し、固形分として20g/m2の塗布量になるようにマングルロールにて絞った後、140℃で5分間乾燥させ上記熱硬化性樹脂をB状態にプレキュアさせた。
弾性通気性層として、低融点ポリエステル(融点:130℃)30質量%、ポリエステル繊維70質量%の混合繊維からなる厚さ10mm、単位面積あたりの質量800g/m2、密度80kg/m3の繊維シートである弾性繊維層を用いた。
上記通気性硬質層と上記弾性通気性層との間に上記通気抵抗調節層を挿入し各層間にポリアミド樹脂からなる融点130℃のくもの巣状ホットメルト接着剤層を挿入し、180℃の加熱炉で吸引しながら加熱し、上記通気性硬質層に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させると同時に各層を接着積層して断熱防音材を作製した。なお、硬化後の通気性硬質層の曲げ強さは3.17N/25mm、通気抵抗は0.44kPa・s/mであった。
得られた断熱防音材は吸音性能に優れ車両パネルの断熱防音構造として優れたものである。
低融点ポリエステル繊維(融点:130℃)30質量%、ポリエステル繊維70質量%からなるウェブを180℃に加熱し、該低融点ポリエステル繊維を溶融させた後冷却し、厚さ10mm、単位面積当たりの質量900g/m2、曲げ強さ0.92N/25mm、通気抵抗0.61kPa・s/mの通気性硬質層を作製した。
次に、低融点ポリエステル繊維(融点:110℃)20質量%、ポリエステル繊維80質量%からなるウェブを180℃に加熱し、該低融点ポリエステル繊維を溶融させた後冷却し、厚さが15mmで単位面積あたりの質量が400g/m2の弾性通気性層を作製した。
更に、針葉樹パルプからなる木材パルプを原料とし、ディスクリファイナーを用いて叩解度がJIS P 8121−1995の4.カナディアン・スタンダード・フリーネスに規定されるカナダ標準型ろ水度で560ml(CSF)になるように叩解し、通常の抄紙工程を経てクレープ率25%、単位面積あたりの質量12g/m2、厚さ0.12mm、通気抵抗0.86kPa・s/mのパルプ繊維層からなる通気抵抗調節層を作製した。
更に通気性意匠層として、ポリエステル繊維不織布にナイロンからなるパイルをタフティングし裏面にSBRラテックスを塗布することによってバッキング処理したカーペットを作製した。
得られた各材料を通気性意匠層/通気性硬質層/通気抵抗調節層/弾性通気性層の順に積層し、各層間にホットメルト接着剤として融点110℃のポリエステル樹脂からなるくもの巣状接着剤層を挿入し、130℃で吸引しながら加熱後、冷却し所定形状の断熱防音材を作製した。得られた断熱防音材は剛性および形状保持性、断熱性がよく、また吸音性能に優れた断熱吸音材であり車両の断熱防音構造に有用である。
実施例4において、通気抵抗調節層として用いた試料(D)のクレープ率を8%(<10%)として抄紙製造した試料の通気抵抗は5.8kPa・s/mと大きく、この試料を通気抵抗調節層として用い、実施例4と同様にして断熱防音材を作製したが、このものの吸音性能を実施例4と比較すると、2000Hz以上の周波数域で吸音率が40%以下であり、実施例4の断熱吸音材よりも吸音性能が悪くなった。
実施例4において、通気抵抗調節層として用いた試料(D)のクレープ率を55%(>50%)として抄紙製造した試料の通気抵抗は0.04kPa・s/mと小さく、この試料を通気抵抗調節層として用い、実施例4と同様にして断熱防音材を作製したが、このものの吸音性能を実施例4と比較すると、吸音率の最高値が4000Hzで60%程度であり、実施例4の断熱吸音材よりも吸音性能が悪くなった。
実施例4において、通気抵抗調節層として用いた試料(D)の単位面積あたりの質量を8g/m2(<10g/m2)として抄紙製造した試料の通気抵抗は0.04kPa・s/m(<0.07kPa・s/m)、厚さが0.04mmであり、この試料は実施例4の試料(D)と比べて強度が弱く、またこの試料を通気抵抗調節層として用い、実施例4と同様にして断熱防音材を作製したが、このものの吸音性能を実施例4と比較すると、2000Hz以上の周波数域で吸音率が40%以下であり、実施例4の断熱吸音材よりも吸音性能が悪くなった。
実施例4において、通気抵抗調節層として用いた試料(D)の単位面積あたりの質量を55g/m2(>50g/m2)として抄紙製造した試料の通気抵抗は8.79kPa・s/m(>3.00kPa・s/m)、厚さが0.32mmであり、この試料を通気抵抗調節層として用い、実施例4と同様にして断熱防音材を作製したが、このものの吸音性能を実施例4と比較すると、周波数1600Hzで65%であるがそれ以上の周波数域では30〜20%程度であり、実施例4の断熱吸音材よりも吸音性能が悪くなった。
実施例1において、通気抵抗調節層として用いた試料(A)の叩解度をろ水度で320ml(CSF)(<350ml(CSF))として抄紙製造した試料の通気抵抗は7.9kPa・s/mと大きく、この試料を通気抵抗調節層として用い、実施例1と同様にして断熱防音材を作製したが、このものの吸音性能を実施例1と比較すると、2000Hz以上の周波数域で吸音率が30%以下であり、実施例1の断熱吸音材よりも吸音性能が悪くなった。
実施例4において、通気抵抗調節層として用いた試料(D)の叩解度をろ水度で680ml(CSF)(>650ml(CSF))として抄紙製造した試料の通気抵抗は0.02kPa・s/mと小さく、この試料を通気抵抗調節層として用い、実施例4と同様にして断熱防音材を作製したが、このものの吸音性能を実施例4と比較すると、実施例4の断熱吸音材よりも吸音性能が悪くなった。
2 通気性硬質層
3 弾性通気性層
4,14 通気抵抗調節層
4a パルプ繊維層
4b 不織布
5 通気性意匠層(カーペット)
6 車体パネル
7 摩擦シート
8 担持層
15 通気性意匠層(表装材)
Claims (6)
- 車体パネル表面に当接設定される断熱防音材であって、
通気性硬質層と、
弾性通気性層と、
を備え、
上記通気性硬質層と上記弾性通気性層との間に、叩解度がJIS P 8121−1995の4.カナディアン・スタンダード・フリーネスに規定されるカナダ標準型ろ水度で350〜650ml(CSF)の範囲で叩解され表面に開口する多数の細孔が設けられている多孔質パルプ繊維を少なくとも90質量%含み、クレープ率が10〜50%であり、単位面積あたりの質量10〜50g/m2、厚さ0.08〜0.30mm、通気抵抗0.07〜3.00kPa・s/mであるパルプ繊維層またはパルプ繊維層と不織布との積層体層からなる通気抵抗調節層を介在させた
ことを特徴とする断熱防音材。 - 上記通気性硬質層の単位面積あたりの質量は0.3〜2.0kg/m2、厚さは3.0〜10.0mm、曲げ強さは0.05〜5.00N/25mm、通気抵抗は0.02〜3.00kPa・s/mである請求項1に記載の断熱防音材。
- 上記通気性硬質層の上には、通気性意匠層が設けられている請求項1または2に記載の断熱防音材。
- 上記弾性通気性層の車体パネル当接面は平滑である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の断熱防音材。
- 上記弾性通気性層の上記車体パネル当接面には、摩擦シートが張設されている請求項1〜4のいずれか1項に記載の断熱防音材。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の断熱防音材を車体パネル表面に当接したことを特徴とする車両の断熱防音構造。
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