WO2016158599A1 - ガラス繊維断熱吸音体及びその使用方法 - Google Patents

ガラス繊維断熱吸音体及びその使用方法 Download PDF

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WO2016158599A1
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sound
layer
glass fiber
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insulation layer
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貴文 志村
透 板谷
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旭ファイバーグラス株式会社
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    • B60R13/08—Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
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    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/162—Selection of materials

Definitions

  • the present invention relates to a heat insulating sound absorber made of glass fiber, and more specifically to a glass fiber heat insulating sound absorber for suppressing mainly the vibration of automobile tires from being transmitted to the passenger compartment, and a method of using the same.
  • a glass fiber heat insulating sound absorber is used in an engine room of an automobile for the purpose of reducing noise and the like and insulating heat generated from the engine section.
  • This glass fiber heat-absorbing sound absorber is formed by press-molding a mat-like glass fiber assembly to which an uncured thermosetting resin is adhered.
  • Patent Document 1 discloses a relatively bulky soundproof portion having a density of substantially 8.0 to 80.0 kg / m 3 and a relatively integrated soundproof portion provided along at least one face thereof.
  • An insulator-type liner comprising a fibrous material pad having a dense skin layer and a crimped edge having a thickness of about 0.5 to 3.0 mm, wherein the skin layer has a thickness of substantially
  • An insulator-type liner is disclosed, characterized in that it has a density of 0.25 to 10.0 mm and a density of substantially 32.0 to 1600.0 kg / m 3 .
  • the vehicle compartment is entirely covered with a sound absorber separately from the sound absorption of the engine sound.
  • a sound absorber for absorbing engine sound as in Patent Document 1
  • the density is high due to its high density, which is not preferable from the viewpoint of reducing the weight of an automobile.
  • the engine sound and tire sound have different sound frequencies (engine sound is 1000Hz to 4000Hz, tire sound is 500Hz to 2000Hz), it is necessary to construct a sound absorber that is suitable for each sound. Therefore, it is not possible to use the heat insulating sound absorber for glass fiber as it is as a sound absorber for tire sound.
  • the present invention is based on the above prior art, and can achieve weight reduction even if a sound absorbing body is formed using glass fiber, and heat insulating sound absorbing glass fiber suitable for absorbing tire noise having a frequency of 500 Hz to 2000 Hz.
  • the object is to provide a body and a method of use thereof.
  • the present invention includes a sound absorbing layer and a sound insulating layer which are glass fiber molded articles, and the sound absorbing layer has a thickness of 10 mm to 30 mm and a glass fiber having a diameter of 3 ⁇ m to 5 ⁇ m by 50 kg / a density of m 3 ⁇ 100kg / m 3, the sound insulation layer has a density of 60kg / m 3 ⁇ 120kg / m 3 and a diameter having a thickness of 5 mm ⁇ 10 mm is a glass fiber of 5 [mu] m ⁇ 7 [mu] m A glass fiber heat-absorbing sound absorber is provided.
  • the density of the sound insulation layer is higher than the density of the sound absorption layer, and the sound insulation layer, the sound absorption layer, and the resin resin film are in contact with each other and overlap each other.
  • the sound insulation layer has a compression rate of 10% or less when a load of 4 kPa is applied.
  • the sound absorbing layer and the sound insulating layer are formed by using a thermosetting resin containing no formaldehyde as a binder.
  • the present invention provides a method of using a glass fiber heat-absorbing sound absorber, characterized in that the sound insulation layer is disposed on the outside and the sound absorption layer is disposed on the inside of a vehicle cabin.
  • the glass fiber having a diameter of 5 ⁇ m to 7 ⁇ m is used for the sound insulation layer, the elastic modulus of the surface of the sound insulation layer is improved, and low-frequency tire noise can be easily reflected. Further, since the density of the sound insulating layer is 60 kg / m 3 to 120 kg / m 3 , the sound that has not been reflected is propagated into the sound absorbing layer through the air in the sound insulating layer.
  • glass fibers having a diameter of 3 ⁇ m to 5 ⁇ m are used for the sound absorbing layer, the number of glass fibers per unit volume increases, and the number of cells formed by crossing glass fibers increases.
  • the density of the sound insulation layer is higher than the density of the sound absorption layer, and the sound insulation layer, the sound absorption layer, and the resin film are in contact with each other and overlap each other, thereby causing tire noise. Without propagating to the passenger compartment side of the automobile, reflection by the sound insulation layer and the resin film is repeated and attenuated in the sound absorption layer, and further improvement in sound absorption can be realized.
  • the compression rate is 10% or less, so that the elasticity of the sound insulation layer surface becomes high and the surface reflectivity of the tire noise is improved.
  • thermosetting resin not containing formaldehyde as a binder, formaldehyde, which is a harmful substance, is not generated. Therefore, it can be safely used even around the passenger compartment, which is a space where people exist.
  • the sound insulation layer harder than the sound absorption layer is on the sound transmission source side (tire noise transmission side).
  • tire noise transmission side tire noise transmission side
  • the sound insulation layer having the fiber diameter, density and thickness as described above on the tire noise transmission source side, relatively low frequency tire noise can be reflected.
  • the sound insulation layer has the fiber diameter, density, and thickness as described above, a part of the tire noise passes through the sound insulation layer and can be efficiently absorbed by the sound absorption layer to further suppress the tire noise.
  • a glass fiber heat insulating sound absorber 1 includes a sound absorbing layer 2 and a sound insulating layer 3 which are glass fiber molded products.
  • the sound absorbing layer 2 and the sound insulating layer 3 are obtained by pressure-heating molding a mat-like glass fiber assembly (hereinafter referred to as an intermediate) to which an uncured thermosetting binder is attached.
  • glass fibers there are many types of glass fibers, there is no particular limitation on the glass composition of the glass fibers used in the present invention, but a soda lime glass used for glass wool insulation or a glass composition called A glass is preferred. . If it is the said glass composition, it is excellent in economical efficiency at the point that mass production is possible by using a centrifugal method at a comparatively low melting temperature.
  • the sound absorption layer 2 has a density of 50kg / m 3 ⁇ 100kg / m 3 with a glass fiber and a diameter of 3 [mu] m ⁇ 5 [mu] m has a thickness of 10 mm ⁇ 30 mm.
  • the diameter of the glass fiber used for the sound absorbing layer 2 is 3 ⁇ m to 5 ⁇ m. If the diameter of a glass fiber exists in said range, the number of the glass fibers per unit volume will increase, and the number of cells which glass fibers will cross
  • an increase in the number of glass fibers per unit volume increases the glass surface area, and the viscous resistance generated between the fibers and air makes it easier to absorb the vibration energy of sound. This improves the efficiency of conversion into sound and can contribute to the improvement of sound absorption.
  • the density of the sound absorbing layer 2 is 50 kg / m 3 to 100 kg / m 3 , and preferably 60 kg / m 3 to 80 kg / m 3 .
  • the density of the sound absorbing layer 2 is 50 kg / m 3 to 100 kg / m 3 , and preferably 60 kg / m 3 to 80 kg / m 3 .
  • the thickness of the sound absorbing layer 2 is 10 mm to 30 mm, preferably 15 mm to 30 mm, and more preferably 20 mm to 30 mm. If the thickness of the sound-absorbing layer 2 is in the above range, tire noise will not pass and sufficient sound-absorbing properties can be realized, such as ceilings, doors, floors and dashboards around the passenger compartment. It can be installed even in a narrow space.
  • Sound insulation layer 3 of the glass fiber insulation sound absorber of the present invention have a density of 60kg / m 3 ⁇ 120kg / m 3 with a glass fiber and a diameter of 5 [mu] m ⁇ 7 [mu] m has a thickness of 5 mm ⁇ 10 mm.
  • the elastic modulus of the surface of the sound insulating layer 3 is improved and the tire noise can be easily reflected on the surface. If the density of the sound insulation layer 3 is in the above range, the sound that has not been reflected is propagated into the sound absorption layer 2 through the air in the sound insulation layer 3.
  • the density of the sound insulation layer 3 is 60 kg / m 3 to 120 kg / m 3 , preferably 80 kg / m 3 to 120 kg / m 3 . If the density of the sound insulation layer 3 is 60 kg / m 3 or more, a hardness sufficient to reflect the surface of tire noise can be obtained. If the density of the sound insulation layer 3 is 120 kg / m 3 or less, it is possible to suppress a decrease in sound absorption performance due to excessive reflection of tire noise.
  • the thickness of the sound insulation layer 3 is 5 mm to 10 mm, preferably 7 mm to 10 mm. However, the thickness is appropriately set in consideration of optimizing the weight and rigidity of the glass fiber heat-absorbing sound absorber 1. If the thickness of the sound insulation layer 3 is 5 mm or more, a sound insulation layer that reflects the surface of tire noise can be formed, and the handleability of the sound absorber 1 as a whole is improved. If thickness is 10 mm or less, the mass increase as the sound-absorbing body 1 whole can be suppressed.
  • the compression rate of the sound insulation layer 3 of the heat insulating sound absorber of the glass fiber of the present invention is 10% or less when a load of 4 kPa is applied. This is because if the compression ratio of the sound insulation layer is 10% or less, the elasticity of the sound insulation layer becomes high and the surface reflectivity of tire noise is improved.
  • the glass fiber heat insulating sound absorber of the present invention has a density of the sound insulating layer 3 higher than that of the sound absorbing layer 2, and a resin film 4 is provided on the surface of the sound absorbing layer 2 opposite to the surface on which the sound insulating layer 3 is in contact.
  • a resin film 4 is provided on the surface of the sound absorbing layer 2 opposite to the surface on which the sound insulating layer 3 is in contact.
  • the ratio between the density of the sound insulation layer and the sound absorption layer is not particularly limited, but the density of the sound insulation layer is preferably 5 kg / m 3 to 30 kg / m 3 higher than the density of the sound absorption layer, more preferably 10 kg / m. More preferably, it is 3 to 20 kg / m 3 higher.
  • the glass fiber heat-absorbing sound absorber be bonded at the same time when it is heat-pressed, and the glass fiber heat-absorbing sound absorber is formed at a temperature of 200 ° C. to 250 ° C. It is preferable that no dissolution or large shrinkage occurs.
  • the resin film examples include high-density polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, and polyamide. These resin films may be single-layered or laminated, or aluminum or silica may be deposited.
  • a film obtained by laminating a high-density polyethylene film of 10 ⁇ m to 15 ⁇ m and a polyamide film of 10 ⁇ m to 15 ⁇ m as an adhesive layer with the sound absorber is more preferable in terms of adhesion and heat resistance.
  • the sound absorbing layer 2 and the sound insulating layer 3 of the glass fiber heat insulating sound absorber of the present invention are preferably formed by using a thermosetting resin containing no formaldehyde as a binder. Thereby, formaldehyde which is a harmful substance is not generated. Therefore, it can be safely used even around the passenger compartment, which is a space where people exist.
  • thermosetting resin that does not contain formaldehyde includes a thermosetting resin that cures by any one of amidation reaction, imidization reaction, esterification reaction, and transesterification reaction.
  • a resin composition containing a polycarboxylic acid obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer and a crosslinking agent containing an alcohol having an amino group or an imino group can be used.
  • polycarboxylic acid for example, one or more monomers selected from ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers may be used alone, or an ethylenically unsaturated monomer containing no carboxyl group. You may use what is obtained by superposing
  • Examples of the ethylenically unsaturated monomer containing no carboxyl group include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and t-butyl (meth).
  • Vinyl monomers such as (meth) acrylamide, N-alkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, N- Amide monomers such as nylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylpyrrolidone, aliphatic unsaturated hydrocarbons such as ethylene, propylene, isobutylene, isoprene, butadiene, styrene, ⁇ -methylstyrene, p-methoxystyrene, Styrene monomers such as vinyl toluene, p-hydroxystyrene, p-acetoxystyrene, vinyl ester monomers such as vinyl acetate and vinyl propionate; acrylonitrile, glycidyl (meth) acrylate and the like. Moreover, these may use
  • Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid, 2-methylmaleic acid, itaconic acid, 2-methylitaconic acid, ⁇ - ⁇ -methylene.
  • the crosslinking agent contained in the thermosetting resin contains an alcohol having an amino group and / or an imino group.
  • alcohols include alkanolamines such as ethanolamine, isopropanolamine, diethanolamine, diisopropanolamine, and aliphatic polyamines (eg, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, 1, 2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,6-diaminohexane, 3,3′-iminobis (propylamine), 3- (methylamino) propylamine, 3- (dimethyl Amino) propylamine, 3- (ethylamino) propylamine, 3- (butylamino) propylamine, N-methyl-3,3′-iminobis (propylamine), polyethyleneimine, etc.),
  • the thermosetting resin may further contain a polyol other than the above alcohol as a crosslinking agent.
  • a polyol is preferably a water-soluble polyol.
  • 1,2-ethanediol ethylene glycol and its dimer or trimer, 1,2-propanediol (propylene) Glycol) and dimers or trimers thereof, 1,3-propanediol, 2,2-methyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,3 -Butanediol, 1,4-butanediol, 2-methyl-2,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 2-ethyl-1,3-he
  • Aliphatic polyols such as triethanolamine and triisopropanolamine, sugars such as glucose, fructose, mannitol, sorbitol and maltitol, and the above polyols and polyester polyols such as phthalic acid, adipic acid and azelaic acid, polyethylene glycol , Polypropylene glycol, acrylic resin polyol and the like.
  • sugars such as glucose, fructose, mannitol, sorbitol and maltitol
  • polyester polyols such as phthalic acid, adipic acid and azelaic acid
  • polyethylene glycol Polypropylene glycol
  • acrylic resin polyol and the like can use together 1 type (s) or 2 or more types.
  • trialkanolamine is preferable because it has a high boiling point and is difficult to volatilize.
  • thermosetting binder used in the present invention contains a pH adjuster, a curing accelerator, a silane coupling agent, a colorant, a dustproof agent, and an alkali component eluted from inorganic fibers. If necessary, additives such as a neutralizing agent may be added.
  • the binder is adjusted to a predetermined concentration by mixing the above components according to a conventional method and adding water.
  • a mold having a desired shape is obtained by adhering the aqueous binder made of the thermosetting resin to a mat-like glass fiber assembly (intermediate body) in an uncured state. Heat-press molding inside.
  • thermosetting resin is adhered to the production method of the intermediate body to which the uncured thermosetting resin is adhered, but preferably, immediately after the molten glass is fiberized by a centrifugal method, the aqueous binder of the thermosetting resin is glass by spraying. It is formed by applying to fibers and collecting cotton by suction or the like.
  • the adhesion amount of the uncured thermosetting resin binder is preferably 5% by mass to 15% by mass. If the adhesion amount of the uncured thermosetting resin binder is within the above range, the requirements regarding the density of the sound absorbing layer of the present invention can be satisfied.
  • the density of the sound absorbing layer 2 after molding may not exceed 50 kg / m 3. If the adhesion amount exceeds 15% by mass, the sound absorbing layer The density of 2 may exceed 100 kg / m 3 , both of which reduce the sound absorption of the sound absorbing layer.
  • the adhesion amount of the uncured thermosetting binder is preferably 8% by mass to 20% by mass. If the adhesion amount of the uncured thermosetting binder is within the above range, the density of the sound insulation layer 3 intended by the present invention can be reached. If the adhesion amount of the uncured thermosetting binder is less than 8% by mass, the density and compression rate of the sound insulation layer after molding may not be in the desired ranges. If the adhesion amount exceeds 20% by mass, the sound insulation layer The density and the compression ratio of the film are not improved any more, which is uneconomic.
  • the sound insulation layer 3 and the sound absorption layer 2 It is preferable to integrally mold the sound insulation layer 3 and the sound absorption layer 2. As shown in FIG. For example, when producing a molded body of 25 m64K (weight per unit area: 1600 g / m 2 ), it is set in a mold set to 200 to 250 ° C. on both sides so that the sound insulation layer 3 side has a fiber diameter of 7 ⁇ m and the sound absorption layer 2 side has a fiber diameter of 4 ⁇ m. Heat for 5-10 minutes.
  • the sound insulating layer 3 and the sound absorbing layer 2 are separately formed, when the sound insulating layer 3 is manufactured, a mold having a gap that matches the size of the sound insulating layer 3 is used. An intermediate of a mass calculated from the desired density and dimensions as the sound insulation layer 3 is placed in a mold and cured at a pressure of 8 TPa to 12 TPa and a temperature of 200 ° C. to 250 ° C. for 5 minutes to 10 minutes. 3 is molded. Next, the sound absorbing layer 2 is formed on the sound insulating layer 3.
  • the mold to be used has a gap having a dimension obtained by adding the dimension of the sound absorbing layer 2 to the dimension of the glass fiber heat insulating sound absorber 1, that is, the dimension of the sound insulating layer 3.
  • the previously formed sound insulating layer 3 is placed in a mold, and an intermediate body having a mass calculated from the desired density and dimensions of the sound absorbing layer 2 is placed in the mold, and pressure 8TPa-12TPa, temperature
  • the sound absorber 1 is molded by curing at 200 to 250 ° C. for 5 to 10 minutes.
  • the sound insulating layer and the sound absorbing layer are bonded together by an uncured thermosetting binder contained in the intermediate when the sound absorbing layer is formed (at the time of manufacturing the intermediate). If it is said molding conditions, adhesion of a sound insulation layer and a sound absorption layer is enough. Thereafter, the resin film 4 is bonded to the surface of the sound absorbing layer 2 opposite to the surface where the sound insulating layer 3 is in contact.
  • the sound insulating layer 3 and the sound absorbing layer 2 may be laminated at the time of molding, and may be bonded simultaneously with molding and curing, or may be bonded after being molded.
  • the glass fiber heat insulating sound absorber 1 it is possible to suppress the tire noise when the glass fiber heat insulating sound absorber 1 is used in such a manner that the sound insulating layer 3 is disposed outside and the sound absorbing layer 2 is disposed inside the vehicle cabin. Most preferable from the viewpoint.
  • the sound insulation layer 3 that is harder than the sound absorbing layer 2 is disposed on the sound transmission source side (tire noise transmission source side). It has been found that by arranging the sound insulation layer 3 having the fiber diameter, density, and thickness as described above on the tire noise transmission source side, tire noise at a relatively low frequency can be reflected first. Furthermore, since the sound insulation layer 3 has the fiber diameter, density, and thickness as described above, part of the tire noise passes through the sound insulation layer 3 and is efficiently absorbed by the sound absorption layer 2 to further suppress the tire noise. it can.
  • Example 1 As Example 1, the following glass fiber heat insulating sound absorber was obtained. First, melted glass was made into glass fibers having an average fiber diameter of 4 ⁇ m by a centrifugal method, and immediately after that, an aqueous thermosetting binder composed of polyacrylic acid and diethanolamine was sprayed. The adhesion amount of the aqueous curable binder was set to 5% by mass to obtain an intermediate A. Separately, the molten glass was made into glass fibers having an average fiber diameter of 7 ⁇ m by a centrifugal method, and immediately after that, an aqueous thermosetting binder composed of polyacrylic acid and diethanolamine was sprayed. The adhesion amount of the aqueous curable binder was set to 8% by mass to obtain an intermediate B.
  • the intermediate B is cut to a mass of 160 g, placed in a mold having a 500 mm square and a depth of 8 mm, and heated at a mold temperature of 240 ° C. and a molding pressure of 10 TPa for a molding time of 7 minutes. Pressure cured.
  • a sound insulating layer having a 500 mm square, a thickness of 8 mm, and a density of 80 kg / m 3 was obtained.
  • this sound insulation layer is installed in a mold having a gap of 25 mm and a depth of 500 mm, and the intermediate A is cut so as to have a mass of 255 g and laminated with the sound insulation layer to obtain a mold temperature of 240.
  • the composition was cured by heating and pressing at a molding temperature of 10 ° C. and a molding pressure of 10 TPa for 10 minutes. Thereby, the glass fiber heat-insulating sound absorber of Example 1 was molded.
  • stacked on the sound-insulating layer is a sound-absorbing layer, and this sound-absorbing layer part has a thickness of 17 mm and a density of 60 kg / m 3 , and the glass fiber heat insulating sound absorber has a thickness of 25 mm and a density of 66.4 kg. / M 3 .
  • Example 2 As Example 2, the following glass fiber heat-absorbing sound absorber was obtained. In the same manner as in Example 1, Intermediate A and Intermediate B were obtained.
  • Intermediate B is cut to have a mass of 160 g, placed in a mold having a gap of 25 mm in depth of 500 mm square, and further, Intermediate A is cut to have a mass of 255 g. And then cured by heating and pressing at a mold temperature of 240 ° C. and a molding pressure of 10 TPa for a molding time of 7 minutes.
  • the glass fiber heat insulating sound absorber of Example 2 was molded.
  • the sound insulation layer formed with the intermediate B is a thickness of 8 mm, a density of 60 kg / m 3 , and a sound absorption layer formed of the intermediate A, and the sound absorption layer has a thickness of 17 mm and a density of 60 kg / m 3 .
  • the heat insulating sound absorber for glass fiber had a thickness of 25 mm and a density of 66.4 kg / m 3 .
  • Example 3 As Example 3, the following glass fiber heat-absorbing sound absorber was obtained. In the same manner as in Example 1, Intermediate A and Intermediate B were obtained.
  • the intermediate B is cut to a mass of 240 g, placed in a mold having a 500 mm square and a depth of 8 mm, and heated at a mold temperature of 240 ° C. and a molding pressure of 10 TPa for a molding time of 7 minutes. Pressure cured.
  • a sound insulating layer having a 500 mm square, a thickness of 8 mm, and a density of 120 kg / m 3 was obtained.
  • this sound insulation layer is installed in a mold having a gap of 25 mm and a depth of 500 mm, and the intermediate A is cut so as to have a mass of 425 g and laminated with the sound insulation layer to obtain a mold temperature of 240.
  • the composition was cured by heating and pressing at a molding temperature of 10 ° C. and a molding pressure of 10 TPa for 10 minutes.
  • the glass fiber heat-absorbing sound absorber of Example 3 was molded.
  • stacked on the sound-insulating layer is a sound-absorbing layer, and this sound-absorbing layer part has a thickness of 17 mm and a density of 100 kg / m 3 , and the glass fiber heat insulating sound absorber has a thickness of 25 mm and a density of 106.4 kg. / M 3 .
  • Comparative Example 1 As Comparative Example 1, the following glass fiber heat insulating sound absorber was obtained. First, melted glass was made into glass fibers having an average fiber diameter of 5.5 ⁇ m by a centrifugal method, and immediately after that, an aqueous thermosetting binder composed of polyacrylic acid and diethanolamine was sprayed. The adhesion amount of the aqueous curable binder was set to 8% by mass to obtain an intermediate C. This intermediate C was cut to a mass of 415 g and placed in a mold having a 500 mm square and a 25 mm deep gap, and heated at a mold temperature of 240 ° C. and a molding pressure of 10 TPa for a molding time of 7 minutes. Pressure cured. Thereby, the glass fiber heat-insulated sound absorber of Comparative Example 1 having a thickness of 25 mm and a density of 22 kg / m 3 was molded.
  • Comparative Example 2 As Comparative Example 2, the following glass fiber heat insulating sound absorber was obtained. Intermediate A was obtained in the same manner as Example 1.
  • This intermediate A was cut to a mass of 415 g and placed in a mold having a 500 mm square and a 25 mm deep gap, and heated at a mold temperature of 240 ° C. and a molding pressure of 10 TPa for a molding time of 7 minutes. Pressure cured. Thereby, the glass fiber heat-insulated sound absorber of Comparative Example 2 having a thickness of 25 mm and a density of 66.4 kg / m 3 was molded.
  • Comparative Example 3 As Comparative Example 3, the following glass fiber heat-absorbing sound absorber was obtained. Intermediate A was obtained in the same manner as Example 1.
  • This intermediate A was cut to a mass of 665 g and placed in a mold having a 500 mm square and a 25 mm deep gap, and heated at a mold temperature of 240 ° C. and a molding pressure of 10 TPa for a molding time of 7 minutes. Pressure cured. Thereby, the glass fiber heat-insulated sound absorber of Comparative Example 4 having a thickness of 25 mm and a density of 106.4 kg / m 3 was molded.
  • Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 the (normal incidence) sound absorption coefficient was measured for each predetermined frequency. The measurement was performed according to JIS A-1405-2. It can be seen that Examples 1 to 3 have a higher sound absorption rate at any frequency than Comparative Examples 1 to 3 corresponding thereto, and have excellent sound absorption performance.

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Abstract

ガラス繊維断熱吸音体(1)は、ガラス繊維成形品である吸音層(2)及び遮音層(3)を備え、前記吸音層(2)は、５ｍｍ～３０ｍｍの厚みを有し且つ直径が３μｍ～５μｍのガラス繊維によって２０ｋｇ／ｍ３～１００ｋｇ／ｍ３の密度を有し、前記遮音層(3)は、３ｍｍ～１０ｍｍの厚みを有し且つ直径が５μｍ～７μｍのガラス繊維によって４０ｋｇ／ｍ３～１８０ｋｇ／ｍ３の密度を有している。

Description

ガラス繊維断熱吸音体及びその使用方法
　本発明は、ガラス繊維からなる断熱吸音体、より詳しくは主として自動車のタイヤ振動音が車室内に伝わることを抑制するためのガラス繊維断熱吸音体及びその使用方法に関するものである。
　自動車は様々な騒音を発するため、その防音のために種々の対策が施されている。例えば自動車のエンジン室には、騒音等の低下及びエンジン部から発生する熱の断熱を目的として、ガラス繊維断熱吸音体が使用されている。このガラス繊維断熱吸音体は、未硬化の熱硬化性樹脂を付着させたマット状のガラス繊維集合体を加圧加熱成形して形成されている。
　例えば、特許文献１には、密度が実質的に８．０～８０．０ｋｇ/ｍ3の嵩高い防音部分と、その少なくとも一方のフェースに沿って、前記防音部分と一体に設けられた比較的密度の高いスキン層と、厚さが約０．５～３．０ｍｍのけん縮辺縁部とを有する繊維材料のパッドから成るインシュレータ型ライナーであって、前記スキン層は厚さが実質的に０．２５～１０．０ｍｍ、密度が実質的に、３２．０～１６００．０ｋｇ/ｍ3であることを特徴とするインシュレータ型ライナが開示されている。
　一方で、タイヤ振動音の抑制のために、エンジン音の吸音とは別に車室を全て吸音体で覆っている。特許文献１のようなエンジン音の吸音を目的とした吸音体で車室全体を覆うと、その密度が高いためかなりの重量になってしまい、自動車の軽量化の観点からは好ましくない。また、エンジン音とタイヤ音とは音の周波数が異なるため（エンジン音は１０００Ｈｚ～４０００Ｈｚ、タイヤ音は５００Ｈｚ～２０００Ｈｚ）、それぞれの音に適した吸音体の構成が必要であり、エンジン室を吸音するためのガラス繊維断熱吸音体をそのままタイヤ音の吸音体として用いることはできない。
　従来タイヤ振動音の抑制のためには、車体の軽量化の観点から有機繊維を用いて吸音体を形成することが主流であった。このような有機繊維の吸音体は、車体の全域を覆うために天井、ドア、ダッシュボード、フロア等に取り付けられている。
特許第４１２９４２７号公
　しかしながら、近年燃料電池等の発熱源を搭載した自動車の開発が進んでいるため、有機繊維の吸音体はこの熱により燃焼するおそれがある。また、音の振動エネルギーを熱エネルギーに変換させるという吸音体のメカニズムにおいて、効率よくエネルギー変換させるためには、音の振動エネルギーを吸音体内部にまで伝播させて吸音体全体で行う必要がある。有機繊維は繊維一本あたりの変換効率が低いため、吸音のためには単位体積あたりの繊維の本数を多くする必要があり、空気が遮断され、音の伝播が吸音体全体に行き渡らない。このため、有機繊維の吸音体はガラス繊維吸音体に比べて吸音性能が劣るという問題点がある。車室内では、特に周波数の低いタイヤ騒音が最も気になるため、この騒音を抑制することが望まれている。
　本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、ガラス繊維を用いて吸音体を形成しても軽量化を実現でき、５００Ｈｚ～２０００Ｈｚの周波数を有するタイヤ騒音の吸音に適したガラス繊維断熱吸音体及びその使用方法を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するため、本発明では、ガラス繊維成形品である吸音層及び遮音層を備え、前記吸音層は、１０ｍｍ～３０ｍｍの厚みを有し且つ直径が３μｍ～５μｍのガラス繊維によって５０ｋｇ／ｍ３～１００ｋｇ／ｍ３の密度を有し、前記遮音層は、５ｍｍ～１０ｍｍの厚みを有し且つ直径が５μｍ～７μｍのガラス繊維によって６０ｋｇ／ｍ３～１２０ｋｇ／ｍ３の密度を有していることを特徴とするガラス繊維断熱吸音体を提供する。
　好ましくは、前記遮音層の密度は前記吸音層の密度より高く、前記遮音層、前記吸音層、及び樹脂製の樹脂フィルムの順に互いが接して重なっている。
好ましくは、前記遮音層は、４ｋＰａの荷重を与えたときにその圧縮率が１０％以下である。
好ましくは、前記吸音層及び前記遮音層は、ホルムアルデヒドが非含有の熱硬化性樹脂をバインダーとして用いることにより形成されている。
　また、本発明では、自動車の車室に対して、外側に前記遮音層を配し、内側に前記吸音層を配することを特徴とするガラス繊維断熱吸音体の使用方法を提供する。
　本発明によれば、遮音層に直径５μｍ～７μｍのガラス繊維を用いているので、遮音層表面の弾性率が向上し、低周波数のタイヤ騒音を反射しやすくすることができる。また、遮音層の密度が６０ｋｇ／ｍ３～１２０ｋｇ／ｍ３であるので、反射されなかった音は遮音層内の空気を介して吸音層内部に伝播される。ここで吸音層には直径３μｍ～５μｍのガラス繊維が用いられているので、単位体積あたりのガラス繊維の本数が多くなり、ガラス繊維同士が交差してできるセルの数が増加する。このため吸音層内での空気の対流を抑制することができる。また単位体積あたりのガラス繊維の本数が多くなることは、ガラス表面積が増加することになり、繊維と空気の間に生じる粘性抵抗により、音の振動エネルギーを吸収しやすくなるため、これを熱エネルギーに変換する効率が向上し、ひいては吸音性の向上に寄与できる。
　また、本発明の好ましい態様である、前記遮音層の密度が前記吸音層の密度より高く、前記遮音層、前記吸音層、及び樹脂フィルムの順に互いが接して重なっていることにより、タイヤ騒音は自動車の車室側に伝播することなく、吸音層内で前記遮音層と前記樹脂フィルムでの反射を繰り返し、減衰され、吸音性の更なる向上が実現できる。
　また、遮音層に対して４ｋＰａの荷重を与えたときにその圧縮率が１０％以下とすることで、遮音層表面の弾性が高くなり、タイヤ騒音の表面反射性が向上する。
　また、吸音層及び遮音層をホルムアルデヒドが非含有の熱硬化性樹脂をバインダーとして用いることにより形成することで、有害物質であるホルムアルデヒドが発生することはない。したがって、人が存する空間である車室の周囲に対しても安全に使用することができる。
　また、自動車の車室に対して、外側に遮音層を配し、内側に吸音層を配することで、吸音層よりも硬い遮音層が音の発信源側（タイヤ騒音の発信源側）に配されることになる。上記のような繊維径、密度、厚みを有する遮音層をタイヤ騒音の発信源側に配することで、まずは比較的低周波数のタイヤ騒音を反射することができることが分かっている。さらに遮音層が上記のような繊維径、密度、厚みであるため、タイヤ騒音の一部が遮音層を通過し、吸音層にて効率よく吸音させてさらにタイヤ騒音を抑制することができる。
本発明に係るガラス繊維断熱吸音体の概略図である。 本発明に係るガラス繊維断熱吸音体の好ましい実施例を示す概略図である。 実施例と比較例との吸音率を比較したグラフである。
　図１に示すように、本発明に係るガラス繊維断熱吸音体１は、ガラス繊維成形品である吸音層２及び遮音層３を備えている。これら吸音層２及び遮音層３は、未硬化の熱硬化性バインダーが付着したマット状のガラス繊維集合体（以下、中間体と称する）を加圧加熱成形して得られる。
　ガラス繊維には多く種類があるが、本発明で使用するガラス繊維のガラス組成に関して、特に制限はないが、グラスウール断熱材に使用されるソーダライムガラス、もしくはＡガラスと称されるガラス組成が好ましい。当該ガラス組成であれば、比較的低い溶融温度にて、遠心法を用いることで量産化が可能であること等の点で経済性に優れている。
　ここで、吸音層２は、１０ｍｍ～３０ｍｍの厚みを有し且つ直径が３μｍ～５μｍのガラス繊維によって５０ｋｇ／ｍ３～１００ｋｇ／ｍ３の密度を有している。
吸音層２に使用されるガラス繊維の直径は、３μｍ～５μｍである。ガラス繊維の直径が上記の範囲にあれば、単位体積あたりのガラス繊維の本数が多くなり、ガラス繊維同士が交差してできるセルの数が増加する。このため吸音層２内での空気の対流を抑制することができる。また単位体積あたりのガラス繊維の本数が多くなることは、ガラス表面積が増加することになり、繊維と空気の間に生じる粘性抵抗により、音の振動エネルギーを吸収しやすくなるため、これを熱エネルギーに変換する効率が向上し、ひいては吸音性の向上に寄与できる。
　吸音層２の密度は、５０ｋｇ／ｍ３～１００ｋｇ／ｍ３であり、６０ｋｇ／ｍ３～８０ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。吸音層２の密度が５０ｋｇ／ｍ３以上とすることで、吸音層２を透過するタイヤ騒音が減少し、吸音率が向上する。一方、吸音層の密度を１００ｋｇ／ｍ３以下にすることで、吸音層２の密度の上昇による音の反射を抑制し、吸音率が向上する。
　吸音層２の厚みは、１０ｍｍ～３０ｍｍであり、１５ｍｍ～３０ｍｍであることが好ましく、更には２０ｍｍ～３０ｍｍであることがより好ましい。吸音層2の厚みが、上記の範囲にあれば、タイヤ騒音を通過させることがなく、十分な吸音性を実現することができ、車室の周囲にある天井やドア、フロアやダッシュボード等の狭い空間にでも設置することが可能となる。
　本発明のガラス繊維断熱吸音体の遮音層３は、５ｍｍ～１０ｍｍの厚みを有し且つ直径が５μｍ～７μｍのガラス繊維によって６０ｋｇ／ｍ３～１２０ｋｇ／ｍ３の密度を有している。
　遮音層３に直径５μｍ～７μｍのガラス繊維を用いているので、遮音層３の表面の弾性率が向上し、タイヤ騒音を表面反射しやすくすることができる。また、遮音層３の密度が上記の範囲であれば、反射されなかった音は遮音層３内の空気を介して吸音層２内部に伝播される。
　遮音層３の密度は６０ｋｇ／ｍ３～１２０ｋｇ／ｍ３であり、好ましくは８０ｋｇ／ｍ３～１２０ｋｇ／ｍ３である。遮音層３の密度が６０ｋｇ／ｍ３以上であれば、タイヤ騒音を表面反射するだけの硬さを得ることができる。遮音層３の密度が１２０ｋｇ／ｍ３以下であれば、タイヤ騒音が反射されすぎることによる吸音性能の低下を抑制することができる。
　遮音層３の厚みは５ｍｍ～１０ｍｍであり、７ｍｍ～１０ｍｍであることが好ましい。ただし厚みはガラス繊維断熱吸音体１の重量と剛性を最適化することを考慮して適宜設定される。遮音層３の厚みが５ｍｍ以上であれば、タイヤ騒音の表面反射する遮音層が形成できる上に、吸音体１全体としての取扱性が向上する。厚みが１０ｍｍ以下であれば、吸音体１全体としての質量増加を抑制することができる。
　本発明のガラス繊維断熱吸音体の遮音層３は４ｋＰａの荷重を与えた時に、その圧縮率が１０％以下となることが好ましい。遮音層の圧縮率が１０％以下であれば、遮音層の弾性が高くなり、タイヤ騒音の表面反射性が向上するからである。
　本発明のガラス繊維断熱吸音体は、遮音層3の密度が吸音層２の密度よりも高く、吸音層２の遮音層３が接している側の面と反対側の面には、樹脂フィルム４が接して配されていることが好ましい。すなわち、ガラス繊維断熱吸音体１は、遮音層３、吸音層２、樹脂板４の順に互いが接して重なっていることが好ましい。
　吸音層の内側に樹脂フィルムを配することで、吸音層をタイヤ騒音が通過したとしても、樹脂フィルムにより反射され、さらに吸音層にて吸音させることができる。この段階でも吸音層をタイヤ騒音が通過したとしても、さらに遮音層にてタイヤ騒音は反射され、再び吸音層にて吸音される。したがってタイヤ騒音は樹脂板と遮音層との間を反射し、その間の吸音層にて減衰を繰り返しながら吸音される。このため、より確実な吸音を可能となる。
　遮音層の密度と、吸音層の密度の比に特に限定はないが、遮音層の密度は吸音層の密度よりも５ｋｇ／ｍ３～３０ｋｇ／ｍ３高いことが好ましく、更には、１０ｋｇ／ｍ３～２０ｋｇ／ｍ３高いことがより好ましい。
　樹脂フィルムの種類、厚み等に、特に限定はないが、ガラス繊維断熱吸音体を加熱加圧成形する際に同時に接着させることが好ましく、ガラス繊維断熱吸音体の成形温度である２００℃～２５０℃で溶解や大きな収縮が生じないものであることが好ましい。
　樹脂フィルムの種類は、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミドが挙げられ、これらの樹脂フィルムが単層あるいは積層、あるいはアルミニウムやシリカが蒸着されていても構わない。
　更に、樹脂フィルムの態様として、吸音体との接着層としての１０μｍ～１５μｍの高密度ポリエチレンフィルムと１０μｍ～１５μｍのポリアミドフィルムを積層したフィルムが接着性及び耐熱性の点がより好ましい。
　本発明のガラス繊維断熱吸音体の吸音層２及び遮音層３は、ホルムアルデヒドが非含有の熱硬化性樹脂をバインダーとして用いることにより形成されていることが好ましい。これにより、有害物質であるホルムアルデヒドが発生することはない。したがって、人が存する空間である車室の周囲に対しても安全に使用することができる。
　前記ホルムアルデヒドが非含有の熱硬化性樹脂の種類としては、アミド化反応、イミド化反応、エステル化反応及びエステル交換反応のいずれかの反応で硬化する熱硬化性樹脂が挙げられる。例えば、エチレン性不飽和単量体を重合したポリカルボン酸と、アミノ基又はイミノ基を有するアルコールを含有する架橋剤とを含有する樹脂組成物を用いることができる。
　上記ポリカルボン酸としては、例えば、エチレン性不飽和カルボン酸単量体より選択される１種以上の単量体を単独で用いてもよいし、あるいはカルボキシル基を含有しないエチレン性不飽和単量体を併用して重合させて得られるものを用いてもよい。
　上記カルボキシル基を含有しないエチレン性不飽和単量体としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ‐ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ‐ブチル（メタ）アクリレート、２‐エチルヘキシル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ｎ‐ステアリル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールエトキシ（メタ）アクリレート、メチル‐３‐メトキシ（メタ）アクリレート、エチル‐３‐メトキシ（メタ）アクリレート、ブチル‐３‐メトキシ（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、２‐ヒドロキシエチルアクリレート、２‐ヒドロキシプロピルアクリレート、４‐ヒドロキシブチルアクリレート、３価以上のポリオールのモノ（メタ）アクリレート、アミノアルキル（メタ）アクリレート、Ｎ‐アルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ‐ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート等のアクリル系単量体、ビニルアルキルエーテル、Ｎ‐アルキルビニルアミン、Ｎ，Ｎ‐ジアルキルビニルアミン、Ｎ‐ビニルピリジン、Ｎ‐ビニルイミダゾール、Ｎ‐（アルキル）アミノアルキルビニルアミン等のビニル系単量体、（メタ）アクリルアミド、Ｎ‐アルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ‐ジアルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ‐ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、Ｎ‐ビニルホルムアミド、Ｎ‐ビニルアセトアミド、Ｎ‐ビニルピロリドン等のアミド系単量体、エチレン、プロピレン、イソブチレン、イソプレン、ブタジエン等の脂肪族不飽和炭化水素、スチレン、α‐メチルスチレン、ｐ‐メトキシスチレン、ビニルトルエン、ｐ‐ヒドロキシスチレン、ｐ‐アセトキシスチレン当のスチレン系単量体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル系単量体；アクリロニトリル、グリシジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。また、これらは１種又は２種以上を併用してもよい。
　上記エチレン性不飽和カルボン酸単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、２‐メチルマレイン酸、イタコン酸、２‐メチルイタコン酸、α‐β‐メチレングルタル酸、マレイン酸モノアルキル、フマル酸モノアルキル、無水マレイン酸、無水アクリル酸、β‐（メタ）アクリロイルオキシエチレンハイドロジエンフタレート、β‐（メタ）アクリロイルオキシエチレンハイドロジエンマレエート、β‐（メタ）アクリロイルオキシエチレンハイドロジエンサクシネート等が挙げられる。
　熱硬化性樹脂に含まれる架橋剤は、アミノ基及び／又はイミノ基を有するアルコールを含有している。このようなアルコールとしては、例えば、エタノールアミン、イソプロパノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のアルカノールアミン、脂肪族ポリアミン（例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、１，２‐ジアミノプロパン、１，３‐ジアミノプロパン、１，４‐ジアミノブタン、１，６‐ジアミノヘキサン、３，３’‐イミノビス（プロピルアミン）、３‐（メチルアミノ）プロピルアミン、３‐（ジメチルアミノ）プロピルアミン、３‐（エチルアミノ）プロピルアミン、３‐（ブチルアミノ）プロピルアミン、Ｎ‐メチル‐３，３’‐イミノビス（プロピルアミン）、ポリエチレンイミン等）、芳香族ポリアミン（例えば、フェニレンジアミン、ｏ‐トリジン、ｍ‐トルイレンジアミン、ｍ‐キシリレンジアミン、ジアニシジン、ジアミノジフェニルエーテル、１，４‐ジアミノアントラキノン、３，３’‐ジメチル‐４，４’‐ジアミノビフェニル、４，４’‐ジアミノベンズアニリド、４，４’‐ジアミノ‐３，３’‐ジエチルジフェニルメタン等）、複素環アミン（例えば、ピペラジン、２‐メチルピペラジン、１‐（２‐アミノエチル）ピペラジン、２，５‐ジメチルピペラジン、シス‐２，６‐ジメチルピペラジン、ビス（アミノプロピル）ピペラジン、１，３‐ジ（４‐ピペリジル）プロパン、３‐アミノ‐１，２，４‐トリアゾール、１‐アミノエチル‐２‐メチルイミダゾール等）等のアミン類に、エチレンオキサイド、あるいはプロピレンオキサイドを付加したポリアミン系ポリオールが挙げられる。
　また、熱硬化樹脂には、架橋剤として上記アルコール以外のポリオールがさらに含まれていてもよい。このようなポリオールとしては、水溶性のポリオールであることが好ましく、具体的には、１，２‐エタンジオール（エチレングリコール）及びその二量体又は三量体、１，２‐プロパンジオール（プロピレングリコール）及びその二量体又は三量体、１，３‐プロパンジオール、２，２‐メチル‐１，３‐プロパンジオール、２‐ブチル‐２‐エチル‐１，３‐プロパンジオール、１，３‐ブタンジオール、１，４‐ブタンジオール、２‐メチル‐２，４‐ブタンジオール、１，５‐ペンタンジオール、３‐メチル‐１，５‐ペンタンジオール、２‐メチル‐２，４‐ペンタンジオール、１，６‐ヘキサンジオール、１，４‐シクロヘキサンジオール、２‐エチル‐１，３‐ヘキサンジオール、２‐ヒドロキシメチル‐２‐メチル‐１，３‐プロパンジオール、２‐エチル‐２‐ヒドロキシメチル‐２‐メチル‐１，３‐プロパンジオール、１，２，６‐ヘキサントリオール、２，２‐ビス（ヒドロキシメチル）‐２，３‐プロパンジオール等の脂肪族ポリオール、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等のトリアルカノールアミン、グルコース、フルクトース、マンニトール、ソルビトール、マルチトール等の糖類、及び上記ポリオールとフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸等のポリエステルポリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アクリル樹脂系ポリオール等が挙げられる。これらは、１種又は２種以上を併用することができる。そして、なかでも、高沸点であり、かつ、揮散しにくいという理由から、トリアルカノールアミンが好ましい。
　また、本発明に用いる熱硬化性バインダーには、主成分の熱硬化性樹脂以外にｐＨ調整剤、硬化促進剤、シランカップリング剤、着色剤、防塵剤、無機繊維から溶出するアルカリ成分を中和する中和剤等の添加剤を必要により加えてもよい。バインダーは上記の各成分を常法に従って混合し、水を加えて所定の濃度に調整される。
　本発明のガラス繊維断熱吸音体の成形に関して、前記熱硬化性樹脂からなる水性バインダーを、未硬化の状態でマット状のガラス繊維集合体（中間体）に付着させ、所望する形状を有する金型内で加熱加圧成形する。
　未硬化の熱硬化性樹脂が付着した中間体の製造方法に特に制限はないが、好ましくは、溶融したガラスを遠心法で繊維化した直後に、前記熱硬化性樹脂の水性バインダーをスプレーでガラス繊維に塗布し、吸引等で集綿して形成される。
　更に、吸音層を成形するために使用する中間体においては、未硬化の熱硬化性樹脂バインダーの付着量は、５質量％～１５質量％であることが好ましい。未硬化の熱硬化性樹脂バインダーの付着量が上記の範囲にあれば、本発明の吸音層の密度に関する要件を満たすことが可能となる。
　未硬化の熱硬化性バインダーの付着量が５質量％未満になると、成形後の吸音層２の密度が５０ｋｇ／ｍ３超にならない場合があり、付着量が１５質量％を超えると、吸音層２の密度が１００ｋｇ／ｍ３を超える場合があり、ともに吸音層の吸音性が低下する。
　一方、遮音層３を形成するために使用する中間体においては、未硬化の熱硬化性バインダーの付着量は、８質量％～２０質量％であることが好ましい。未硬化の熱硬化性バインダーの付着量が上記の範囲にあれば、本発明が目的とする遮音層３の密度に達することが可能となる。未硬化の熱硬化性バインダーの付着量が８質量％未満になると、成形後の遮音層の密度及び圧縮率が所望する範囲にならない場合があり、付着量が２０質量％を超えると、遮音層の密度及び圧縮率がこれ以上の向上が見られず、不経済である。
　本発明のガラス繊維断熱吸音体の成形法において、特に制限はないが、遮音層３と吸音層２とは一体成形することが好ましい。例えば２５ｍ６４Ｋ（目付１６００ｇ／ｍ２）の成形体を製造する場合、遮音層３側が繊維径７μｍ、吸音層２側が繊維径４μｍとなるように両面２００～２５０℃に設定した金型にセットして５～１０分間加熱を行う。
　遮音層３と吸音層２とを別々に成形する場合は、遮音層３を製造する際、使用する金型は、遮音層３の寸法に合う間隙を有するものを用いる。遮音層３として所望する密度及び寸法より算出した質量分の中間体を金型内に設置して、圧力８ＴＰａ～１２ＴＰａ、温度２００℃～２５０℃にて５分間～１０分間硬化させて、遮音層３を成形する。次いで、吸音層２を遮音層３上に成形する。このとき、使用する金型は、ガラス繊維断熱吸音体１の寸法、すなわち、遮音層３の寸法に吸音層２の寸法を付加した寸法の間隙を有している。先に成形した遮音層３を金型内に配置し、その上に、吸音層２の所望する密度及び寸法より算出した質量の中間体を金型内に設置して、圧力８ＴＰａ～１２ＴＰａ、温度２００℃～２５０℃にて５分間～１０分間硬化させて、吸音体１を成形する。
　遮音層と吸音層は、吸音層成形時（中間体製造時）に、中間体に含まれる未硬化の熱硬化性バインダーにより、接着される。上記の成形条件であれば、遮音層と吸音層の接着は十分である。この後、樹脂フィルム４を吸音層２の遮音層３が接している面とは反対側の面に接着する。なお、遮音層３と吸音層２は、成形時に積層させて、成形硬化と同時に接着させてもよいし、それぞれ成形した後に接着してもよい。
　上述したように、ガラス繊維断熱吸音体１は、自動車の車室に対して、外側に遮音層３を配し、内側に吸音層２を配するようにして使用することがタイヤ騒音を抑制する観点から最も好ましい。このように使用することで、吸音層２よりも硬い遮音層３が音の発信源側（タイヤ騒音の発信源側）に配されることになる。上記のような繊維径、密度、厚みを有する遮音層３をタイヤ騒音の発信源側に配することで、まずは比較的低周波数のタイヤ騒音を反射することができることが分かっている。さらに遮音層３が上記のような繊維径、密度、厚みであるため、タイヤ騒音の一部が遮音層３を通過し、吸音層２にて効率よく吸音させてさらにタイヤ騒音を抑制することができる。
　また、図２に示すように、吸音層２の内側に樹脂製の樹脂フィルム４が配されていると、吸音層２をタイヤ騒音が通過しても、この音は樹脂フィルム４により反射され、再び吸音層２に戻って吸音層２にて吸音させることができる。この段階でも吸音層２をタイヤ騒音が通過したとしても、さらに遮音層３にてタイヤ騒音は反射され、再び吸音層２にて吸音される。したがってタイヤ騒音は樹脂フィルム４と遮音層３との間を反射し、その間の吸音層２にて減衰を繰り返しながら吸音される。このため、より確実な吸音を実現できる。
（実施例１）
　実施例１として、以下のガラス繊維断熱吸音体を得た。まず、溶融したガラスを遠心法で平均繊維径４μｍのガラス繊維とし、その直後にポリアクリル酸とジエタノールアミンからなる水性熱硬化性バインダーをスプレーした。水性硬化性バインダーの付着量は５質量％となるようにし、中間体Ａを得た。別途、溶融したガラスを遠心法で平均繊維径７μｍのガラス繊維とし、その直後にポリアクリル酸とジエタノールアミンからなる水性熱硬化性バインダーをスプレーした。水性硬化性バインダーの付着量は８質量％となるようにし、中間体Ｂを得た。
　中間体Ｂを質量が１６０ｇとなるように裁断して、５００ｍｍ角にて深さ８ｍｍの間隙を有する金型に設置し、金型温度２４０℃、成形圧力１０ＴＰａにて成形時間７分で加熱加圧硬化させた。これにより、５００ｍｍ角、厚み８ｍｍ、密度８０ｋｇ／ｍ３、の遮音層を得た。一方で、この遮音層を５００ｍｍ角にて深さ２５ｍｍの間隙を有する金型に設置し、中間体Ａを質量が２５５ｇとなるように裁断して遮音層と重ねて積層し、金型温度２４０℃、成形圧力１０ＴＰａにて成形時間１０分で加熱加圧硬化させた。これにより実施例１のガラス繊維断熱吸音体を成形した。なお、遮音層に重ねて積層された部分は吸音層となっていて、この吸音層部は厚み１７ｍｍ、密度６０ｋｇ／ｍ３であり、ガラス繊維断熱吸音体としては、厚み２５ｍｍ、密度６６．４ｋｇ／ｍ３であった。
（実施例２）
　実施例２として、以下のガラス繊維断熱吸音体を得た。実施例１と同様にして、中間体Ａ及び中間体Ｂを得た。
　中間体Ｂを質量が１６０ｇとなるように裁断して、５００ｍｍ角にて深さ２５ｍｍの間隙を有する金型に設置し、さらに中間体Aを質量が２５５ｇとなるように裁断して中間体Ｂと重ねて積層し、金型温度２４０℃、成形圧力１０ＴＰａにて成形時間７分で加熱加圧硬化させた。これにより実施例２のガラス繊維断熱吸音体を成形した。なお、中間体Bで成形された遮音層は、厚み８ｍｍ、密度６０ｋｇ／ｍ３、中間体Aで成形された吸音層となっていて、この吸音層部は厚み１７ｍｍ、密度６０ｋｇ／ｍ３であり、ガラス繊維断熱吸音体としては、厚み２５ｍｍ、密度６６．４ｋｇ／ｍ３であった。
（実施例３）
　実施例３として、以下のガラス繊維断熱吸音体を得た。実施例１と同様にして、中間体Ａ及び中間体Ｂを得た。
　中間体Ｂを質量が２４０ｇとなるように裁断して、５００ｍｍ角にて深さ８ｍｍの間隙を有する金型に設置し、金型温度２４０℃、成形圧力１０ＴＰａにて成形時間７分で加熱加圧硬化させた。これにより、５００ｍｍ角、厚み８ｍｍ、密度１２０ｋｇ／ｍ３、の遮音層を得た。一方で、この遮音層を５００ｍｍ角にて深さ２５ｍｍの間隙を有する金型に設置し、中間体Ａを質量が４２５ｇとなるように裁断して遮音層と重ねて積層し、金型温度２４０℃、成形圧力１０ＴＰａにて成形時間１０分で加熱加圧硬化させた。これにより実施例３のガラス繊維断熱吸音体を成形した。なお、遮音層に重ねて積層された部分は吸音層となっていて、この吸音層部は厚み１７ｍｍ、密度１００ｋｇ／ｍ３であり、ガラス繊維断熱吸音体としては、厚み２５ｍｍ、密度１０６．４ｋｇ／ｍ３であった。
（比較例１）
　比較例１として、以下のガラス繊維断熱吸音体を得た。まず、溶融したガラスを遠心法で平均繊維径５．５μｍのガラス繊維とし、その直後にポリアクリル酸とジエタノールアミンからなる水性熱硬化性バインダーをスプレーした。水性硬化性バインダーの付着量は８質量％となるようにし、中間体Ｃを得た。この中間体Ｃを質量が４１５ｇとなるように裁断して５００ｍｍ角にて深さ２５ｍｍの間隙を有する金型に設置し、金型温度２４０℃、成形圧力１０ＴＰａにて成形時間７分で加熱加圧硬化させた。これにより、厚み２５ｍｍ、密度２２ｋｇ／ｍ３の比較例１のガラス繊維断熱吸音体を成形した。
（比較例２）
　比較例２として、以下のガラス繊維断熱吸音体を得た。実施例１と同様にして、中間体Ａを得た。
　この中間体Ａを質量が４１５ｇとなるように裁断して５００ｍｍ角にて深さ２５ｍｍの間隙を有する金型に設置し、金型温度２４０℃、成形圧力１０ＴＰａにて成形時間７分で加熱加圧硬化させた。これにより、厚み２５ｍｍ、密度６６．４ｋｇ／ｍ３の比較例２のガラス繊維断熱吸音体を成形した。
（比較例３）
　比較例３として、以下のガラス繊維断熱吸音体を得た。実施例１と同様にして、中間体Ａを得た。
　この中間体Ａを質量が６６５ｇとなるように裁断して５００ｍｍ角にて深さ２５ｍｍの間隙を有する金型に設置し、金型温度２４０℃、成形圧力１０ＴＰａにて成形時間７分で加熱加圧硬化させた。これにより、厚み２５ｍｍ、密度１０６．４ｋｇ／ｍ３の比較例４のガラス繊維断熱吸音体を成形した。
　上記実施例１～３及び比較例１～３について、所定周波数毎にその（垂直入射）吸音率を測定した。測定はＪＩＳ　Ａ－１４０５－２に従って行った。実施例１～３は、全て対応する比較例１～３に対してどの周波数においても吸音率が高く、優れた吸音性能を有していることが分かる。
１：ガラス繊維断熱吸音体、２：吸音層、３：遮音層、４：樹脂フィルム

Claims (5)

  1. 　ガラス繊維成形品である吸音層及び遮音層を備え、
    　前記吸音層は、１０ｍｍ～３０ｍｍの厚みを有し且つ直径が３μｍ～５μｍのガラス繊維によって５０ｋｇ／ｍ３～１００ｋｇ／ｍ３の密度を有し、
    　前記遮音層は、５ｍｍ～１０ｍｍの厚みを有し且つ直径が５μｍ～７μｍのガラス繊維によって６０ｋｇ／ｍ３～１２０ｋｇ／ｍ３の密度を有している
    ことを特徴とするガラス繊維断熱吸音体。
  2. 　前記遮音層の密度は前記吸音層の密度より高く、
    　前記遮音層、前記吸音層、及び樹脂製の樹脂フィルムの順に互いが接して重なっていることを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維断熱吸音体。
  3. 　前記遮音層は、４ｋＰａの荷重を与えたときにその圧縮率が１０％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス繊維断熱吸音体。
  4. 　前記吸音層及び前記遮音層は、ホルムアルデヒドが非含有の熱硬化性樹脂をバインダーとして用いることにより形成されていることを特徴とする請求項１～３に記載のガラス繊維断熱吸音体。
  5. 　自動車の車室に対して、外側に前記遮音層を配し、内側に前記吸音層を配することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のガラス繊維断熱吸音体の使用方法。
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