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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-13
(45)【発行日】2022-09-22
(54)【発明の名称】車両用耐熱防音材
(51)【国際特許分類】
   G10K 11/162 20060101AFI20220914BHJP
   B62D 25/12 20060101ALI20220914BHJP
   B60R 13/08 20060101ALI20220914BHJP
   D04H 1/46 20120101ALI20220914BHJP
   B32B 5/28 20060101ALI20220914BHJP
【FI】
G10K11/162
B62D25/12 L
B60R13/08
D04H1/46
B32B5/28 Z
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2018083210
(22)【出願日】2018-04-24
(65)【公開番号】P2019191345
(43)【公開日】2019-10-31
【審査請求日】2021-02-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000135988
【氏名又は名称】株式会社ヒロタニ
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】手島 宏昭
(72)【発明者】
【氏名】片山 敬基
(72)【発明者】
【氏名】梅田 祐太郎
(72)【発明者】
【氏名】野口 泰三
【審査官】辻 勇貴
(56)【参考文献】
【文献】特開昭60-115991(JP,A)
【文献】特開2013-139188(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2017/0061948(US,A1)
【文献】米国特許第04946738(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G10K 11/162
B62D 25/12
B60R 13/08
D04H 1/46
B32B 5/28
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
合成繊維からなり、繊維径が0.1~3.0デニールの極細繊維:50~70重量%と、ガラス繊維からなり、繊維径が0.1~3.5デニールの極細繊維:15~25重量%と、熱硬化性樹脂:15~35重量%と、極細繊維の上記合成樹脂と極細繊維の上記ガラス繊維との合計が65~85重量%であるものを交絡させてできた車両用耐熱防音材であって、
上記車両用耐熱防音材は、目付:6001,400g/mで、通気抵抗:4004,000Ns/mであり、厚さ:10mm以上30mm以下からなることを特徴とする車両用耐熱防音材。
【請求項2】
合成繊維からなり、繊維径が0.1~3.0デニールの極細繊維:40~70重量%と、ガラス繊維からなり、繊維径が0.1~3.5デニールの極細繊維:15~30重量%と、熱硬化性樹脂:15~35重量%と、極細繊維の上記合成樹脂と極細繊維の上記ガラス繊維との合計が65~85重量%であるものを交絡させてできた車両用耐熱防音材であって、
上記車両用耐熱防音材は、目付:400~2,000g/m で、通気抵抗:4000~170,000Ns/m であり、厚さ:1mm以上10mm未満からなることを特徴とする車両用耐熱防音材。
【請求項3】
請求項1又は2において、
上記車両用耐熱防音材が、エンジンボンネットの裏面に配置される車両用内装材であり、前記車両用内装材のエンジンルーム側に表皮材が積層された積層体からなることを特徴とする車両用耐熱防音材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐熱性を有し、軽量で吸音性能及び遮音性能に優れた車両用耐熱防音材に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、車室内騒音レベルは、エンジン音、吸気音や排気音、ロードノイズ、風切音及びエンジンの振動やトルク変動に起因するこもり音等の影響が大きい。また、別の要求として、エンジンルーム内の防音材や排気系統の防音材としては、単に吸音性及び遮音性だけで無く、130~200℃程度の高温雰囲気に耐えられる耐熱性が要求される。そのために、成形天井やダッシュパネル等の内装材に適用される防音材には耐熱性が不足しており、利用できないものであった。なお、本発明では、エンジンルーム内の防音材や排気系統の130~200℃程度の雰囲気を、常温雰囲気と区別するために、高温雰囲気と称す。
【0003】
例えば、本出願人は、極細繊維と熱融着繊維とを交絡した防音材を開発した(特許文献1)。この特許文献1では、繊維径が0.1~1.0dtexの極細繊維を主成分とする繊維:40~75重量%と、繊維径が1.2~5.0dtexの熱融着性繊維を主成分とする繊維:15~60重量%と、繊維径が1.2~5.0dtexの短繊維を主成分とする繊維:0~20重量%とを開繊機によりフリースマシン又はカード機のいずれかにより交絡させて繊維体からなるシート状の成形体を形成し、該成形体の一方の表面を100~240℃で加熱して、0.5~10秒間の間、所定厚さに加圧保持して、該成形体の一方の面に高密度な通気調整膜を有する板状の防音材を形成し、該通気調整膜を形成した板状の防音材を加熱炉で加熱して成形し易くし、加熱された板状の防音材を所定形状のプレス金型で冷却しつつ圧縮成形して、所定形状に成形するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2014-081638号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1では、極細繊維に伝播される音が熱エネルギーに変化されて吸音されるので、繊維径が細い極細繊維を使用するようになっている。この極細繊維を利用することで、内部のインピーダンス(通気抵抗)が上がり、内部のエネルギー減衰効果が飛躍的に向上することとなり、吸音性を阻害せずに遮音性を付加できる。
【0006】
なお、このような車両用防音材としては、一般的には、極細繊維を融着するバインダーとしては、成形性や繊維間の空隙が埋まらないようにするために、バインダーも繊維材が使われ、通常は熱可塑性繊維が使用される。熱可塑性繊維とすることで、熱可塑性繊維が融着して拡がっても、非通気膜にならないようになっている。
【0007】
しかし、特許文献1では、吸音性や遮音性等の防音性能では優れた性能を示すが、耐熱性が不足しており、130~200℃程度の耐熱性が要求されるエンジンルームのライニングや排気管回りのインシュレータとしては、利用できないものであった。即ち、上記高温雰囲気で、熱融着繊維である熱可塑性繊維が柔らかくなる或いは溶融して、成形品として形状を維持できないこととなっていた。
【0008】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、耐熱性を備えて且つ成形性を維持でき、軽量で且つ更に吸音性能及び遮音性能に優れた車両用耐熱防音材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明では、130~200℃程度の耐熱性が必要とされる部位で吸音性及び遮音性等の防音性を発揮するために、熱可塑性繊維でなく、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂をバインダーとして使用して、耐熱性を備え、且つ吸音性能及び遮音性能に優れた車両用耐熱防音材を得るようにしたものである。
【0010】
具体的には、バインダーとして、熱可塑性繊維でなく、熱硬化性樹脂を使用することで上記高温雰囲気に耐える防音材を開発した。特に、熱硬化性樹脂は繊維系でないので、極細繊維を融着するために溶融した時に、バインダーである熱硬化性樹脂も溶融して、極細繊維同士を接合するだけでなく、熱硬化性樹脂が膜状になって、極細繊維間の空隙を埋めてしまう可能性があった。
【0011】
本発明は、この点を改善する対策として、極細繊維からなる合成樹脂の一部を別の極細繊維に置き換えることを発想したものである。すなわち、同じ極細繊維であるが、合成樹脂の極細繊維と比較して、少し腰のある(少し曲がりにくい)極細繊維を交絡すると、極細繊維間の空隙が簡単に塞がらないで済むのではないかと考えた。そして、この考えに基づいて、いろいろな素材を試行して実験を試みた。その結果、一部を置き換える極細繊維として、ガラス繊維を交絡すると好ましい結果を得られた。
【0012】
このガラス繊維を加えると、合成樹脂の極細繊維が、3次元的に絡んで溶着される中に、この合成樹脂よりも腰が強い(曲がりにくい)繊維を混合することで、合成樹脂の極細繊維とガラス繊維の極細繊維が立体形状に交絡して、繊維間に微細な空隙が立体的に多数形成された状態が得られる。
【0013】
これは、これらの繊維間の空隙がつぶれることなく、微細な空隙が多数残った状態で、バインダーである熱硬化性樹脂がこれらの繊維を互いに溶融接着したものが得られるものと思われる。特に、ガラス繊維を3次元の立体的に分散させて、その間に極細繊維を分散させるようにすることで、合成繊維間の空隙が簡単にはつぶれないようになるので、極細繊維間の空隙を微細な空間として3次元の立体的な空間として存在でき、バインダーとして熱硬化性樹脂を使用しても、熱硬化性樹脂が非通気膜になることを防止でき、微細な空隙を多く残すことができるものと思われる。
【0014】
具体的には、第1の発明は、合成樹脂からなり、繊維径が0.1~3.0デニールの極細繊維を主成分とする繊維:50~70重量%と、ガラス繊維からなり、繊維径が0.1~3.5デニールの極細繊維:15~25重量%と、熱硬化性樹脂:15~35重量%とを備え、極細繊維の合成樹脂と極細繊維のガラス繊維との合計が:65~85重量%と、を交絡させてできた車両用耐熱防音材であって、上記車両用耐熱防音材は、目付:6001,400g/mで、通気抵抗:4004,000Ns/mであり、厚さ:10mm以上30mm以下からなることを特徴とする。
【0015】
第1の発明では、合成樹脂の極細繊維及びガラス繊維の極細繊維が、熱硬化性樹脂で溶着されて、成形形状が維持されている。そして、これらの極細繊維間に多数の空隙を備えることで、この空隙が伝熱性を防止する優れた効果を有する。
【0016】
第2の発明は、合成繊維からなり、繊維径が0.1~3.0デニールの極細繊維:40~70重量%と、ガラス繊維からなり、繊維径が0.1~3.5デニールの極細繊維:15~30重量%と、熱硬化性樹脂:15~35重量%と、極細繊維の上記合成樹脂と極細繊維の上記ガラス繊維との合計が65~85重量%であるものを交絡させてできた車両用耐熱防音材であって、上記車両用耐熱防音材は、目付:400~2,000g/m で、通気抵抗:4,000~170,000Ns/m であり、厚さ:1mm以上10mm未満からなることを特徴とする
【0017】
第2の発明では、第1の発明と同様に、合成樹脂の極細繊維及びガラス繊維の極細繊維が、熱硬化性樹脂で溶着されて、成形形状が維持されている。そして、これらの極細繊維間に多数の空隙を備えることで、この空隙が伝熱性を防止する優れた効果を有する。
【0018】
本発明における温度伝導率について、さらに説明する。温度伝導率とは、具体的には、温度伝導率[mm/s]=熱伝導率[MJ/mK]/容積比熱[MJ/mK]であり、容積比熱[MJ/mK]=比熱[MJ/gK]×密度[g/m]である。容積比熱とは、単位容積当たりの熱容量であって、単位容積(1m)を1K温度を上げるために必要な熱量である。
【0019】
通常耐熱性を課題にした時に、すぐに検討されるのが熱伝熱率の良否であるが、車両用耐熱防音材への適用を検討した場合、外部の熱が車両用耐熱防音材を通過して車室内に伝わり易いか否かを考慮する必要がある。この点を考慮した場合に、車両用耐熱防音材の持つ熱伝導率だけでなく、車両用耐熱防音材の密度や比熱が関係する。すなわち、車両用耐熱防音材の熱伝導率に比例して熱は伝わり易くなるだけでなく、車両用耐熱防音材の密度が低いほど、熱は伝わり易くなり、車両用耐熱防音材の持つ比熱が低いほど、熱は伝わり易くなる。
【0020】
これらのことから、外部の熱が車両用耐熱防音材を通過して車室内に伝わり易いか否かは、車両用耐熱用防音材の持つ熱伝導率に比例して、車両用耐熱防音材の容積比熱(比熱×密度)に反比例する。即ち、温度伝導率が高いと、外部の熱が車両用耐熱防音材を通って内部に伝わり易く、逆に熱伝導率が低いと、熱が伝わり難いといえる。
【0021】
第3の発明は、第1又は第2の発明において、上記車両用耐熱防音材が、エンジンボンネットの裏面に配置される車両用内装材であり、前記車両用内装材のエンジンルーム側に表皮材が積層された積層体からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、合成樹脂の極細繊維及びガラス繊維の極細繊維が、熱硬化性樹脂で溶着されて、成形形状が維持されている。そして、バインダーが、繊維でなく熱硬化性樹脂であっても極細繊維間に多数の空隙を維持できることで、この空隙が伝熱性を防止する優れた効果を有する。それによって、エンジンルームや排気管回りの高温雰囲気(130~200℃)でも、高耐熱性を有し、安定した形状を維持できる。この高温雰囲気で、吸音性及び遮音性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
図1】本発明に係わる車両用耐熱防音材の断面を示す顕微鏡写真である。
図2】本発明に係わる車両用耐熱防音材の成形工程を模式的に示すフローチャートである。
図3】本発明の実施例1~29,従来例1~3の組成及び各種特性を示す表である。
図4】本発明の実施例30~41,比較例1~14の組成及び各種特性を示す表である。
図5】本発明の実施例42~73の組成及び各種特性を示す表である。
図6】本発明の一部の実施例、従来例及び比較例の温度伝導率と熱伝導率の関係を示すグラフである。
図7】本発明の一部の実施例、従来例及び比較例の温度伝導率とヒートザグの関係を示すグラフである。
図8】従来例1に係わる防音材の断面を示す顕微鏡写真である。
図9】従来例2に係わる防音材の断面を示す顕微鏡写真である。
図10】従来例3に係わる防音材の断面を示す顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本発明における車両用耐熱防音材は、極細繊維を主成分とする繊維と、特定繊維径のガラス繊維と、バインダーとしての熱硬化性樹脂とを交絡させものである。各成分の詳細を以下に述べる。
【0025】
(極細繊維)
合成樹脂からなる極細繊維を主成分とする不織布(繊維集合体)を採用することで、極細繊維間に微細な空隙が多数できる。特に合成樹脂からなる極細繊維とこれと同程度の繊維径のガラス繊維を混在すると、極細繊維の合成樹脂に比較して、ガラス繊維が少し曲がりにくいことによって、極細繊維間にできた空隙が、2次元の平面的で無く、3次元の立体形状で残存することとなり、微細な空隙が多数できる。この空隙で、外部からの熱が遮断されて、内部に伝わりにくくなっていると推測する。
【0026】
極細繊維としては、PET樹脂等のポリエステル樹脂の繊維が有用である。極細繊維が少なすぎると微細な空隙ができなくなり、多すぎると相対的に熱硬化性樹脂が少なくなり、成形後の形状維持性が悪くなるので、15~70重量%とすることが好ましい。繊維径は小さいと繊維自体が細くなるので通気抵抗が高くなり吸音性能は良くなる方向にあるが、取り扱い難くなり生産性が劣るようになる。逆に繊維径が大きいと繊維自体が太くなるために通気抵抗が低下して吸音性が悪くなる。従って、繊維径は0.1~3.0デニールとすることが好ましい。なお、本発明では、簡単に入手できる小さいサイズが、0.5デニールの繊維径であったので、これよりも繊維径の小さいものはテストしてないが、0.1デニールまでの小さいものでもの良いと言える。
【0027】
(ガラス繊維)
ガラス繊維は、合成樹脂の極細繊維の一部をガラス繊維に置き換えるものであり、合成繊維の極細繊維とほぼ同じ繊維径のものを使用する。ガラス繊維が、合成樹脂よりも相対的に少し曲がりにくい(少し腰が強い)繊維であるので、バインダーとして繊維でない熱硬化性樹脂を使用しても、極細繊維間の空隙がつぶれないようにしたものであり、ガラス繊維が少し曲がりにくいので、相対的に曲がりやすい合成繊維が立体的に交絡していても、この合成繊維にガラス繊維がからんで混合されているので、加熱・加圧した際でも、これらの空隙がつぶれ難く、多数の微細な空隙が残るものと思われる。また、繊維径は低いと繊維自体が細くなるので通気抵抗が高くなり吸音性能は良くなる方向にあるが、取り扱い難くなり生産性が劣るようになる。逆に繊維径が高いと繊維自体が太くなるために通気抵抗が低下して吸音性能が悪くなる。従って、繊維径は0.1~3.5デニ-ルとすることが好ましい。なお、このガラス繊維の繊維径は、通常では、一定の繊維径のものが得られるのではなく、バラツキがある繊維径のものを使用するものであり、平均化すると上記値になるものである。また、繊維径がバラツクといってもこの繊維径から外れるものは、ほとんどないかわずか含まれるだけであり、大半がこの繊維径に含まれるものである。
【0028】
ガラス繊維が少なすぎると、バインダーである熱硬化性樹脂が溶融した際に、柔らかい合成繊維間に入り込んでこの繊維間の空隙を埋めてしまうことになり、逆に多すぎると大きな空隙が残って、耐熱性が悪くなるので、15~55重量%とすることが好ましい。
【0029】
本発明では、簡単に入手できる小さいサイズが、0.5デニールの繊維径であったので、これよりも繊維径の小さいものはテストしてないが、0.1デニールまでの小さいものでもの良いと言える。
【0030】
また、極細繊維の合成樹脂とガラス繊維の極細繊維の合計値、即ち極細繊維が少なすぎると微細な空隙ができなくなり、多すぎると相対的に熱硬化性樹脂が少なくなり、バインダー機能を発揮できず且つ成形性が悪くなる。したがって、合成樹脂の極細繊維と極細繊維からなるガラス繊維との合計が45~85重量%とすることが好ましい。
【0031】
(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂としては、加熱時に熱溶融して極細繊維を接合する樹脂であって、130~200℃の雰囲気温度に対して、形状を維持できる熱硬化性樹脂であれば特に限定されないが、例えば、一般的によく使われているフェノール樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂が、少なすぎるとバインダー機能を発揮できず且つ成形性が悪くなり、多すぎると極細繊維が相対的に少なくなるので、15~55重量%とすることが好ましい。
【0032】
(表皮材)
表皮材は、PET樹脂、PP樹脂を主体とする合成樹脂、あるいはこれらの積層体からなる不織布である。表皮層には、エンジンルームでの耐熱性や極細繊維の飛散防止が求められる。
【0033】
(車両用耐熱防音材)
この車両用耐熱防音材の目付は、低すぎると極細繊維の持つ吸音性、遮音性能等の効果が期待できず、逆に高すぎるとバインダー繊維との接合性が低下するので、400~2,000g/mとすることが好ましい。
【0034】
車両用耐熱防音材の通気抵抗は、高すぎると吸音性が悪く、低すぎると遮音性が悪いので、200~17,000Ns/mの範囲とすることが良い。
【0035】
この車両用耐熱防音材の厚さは、薄すぎると吸音性、遮音性とも劣り、厚すぎると吸音性、遮音性は優れるが、重量アップとなり軽量化できなくなるので、1~30mmとすることが好ましい。特に、10~25mmとすることが好ましい。
【0036】
なお、本発明では、車両用耐熱防音材は、車両に取り付けられる際に、車両に接触して圧縮される部分がある場合があり、或いは、車体の凹凸形状に接触して大幅に圧縮される部分を、成形用のプレス金型で予め小さいクリアランスに設定して成形することもある。例えば、ボルト等で、車体の相手部材に取り付ける部分では、剛性を要求される、または予め小さいクリアランスにして他部品との干渉を防ぐようになっているものがある。すなわち、実用的には、車両用耐熱防音材の厚さは一定で無いことが多々あり得る。したがって、本発明では、「車両用耐熱防音材の厚さ」とは、車体に取り付けられる前の状態で、すなわち車体に接触して部分的に圧縮される前の状態で、車両用耐熱防音材の厚さが一番厚い部分を、「車両用耐熱防音材の厚さ」と言う。
【0037】
次に、本発明の温度伝導率、容積比熱、密度について説明する。温度伝導率は、温度伝導率=熱伝導率λ/容積密度(=比熱c×密度σ)であり、高すぎるとエンジン等に対して保温効果が得られなくなるので、0.6mm/s未満とすることが好ましい。熱伝導率は、高すぎるとエンジンルームなどに対して、断熱性能が得られなくなるので、0.08W/mK以下とすることが好ましい。
【0038】
容積比熱は、低すぎるとエンジンなどに対して保温効果が得られなくなるので、0.034MJ/mK以上とすることが好ましい。高すぎると、吸音性が悪くなり、加熱/成形時間が長くなるので、0.84MJ/mK以下とすることが好ましい。
【0039】
密度は、高すぎると吸音性能が悪く、低すぎると遮音性能が悪くなるので、20~400kg/mとすることが好ましい。
【0040】
比熱は、容積比熱/密度で算出される。比熱は、0.001~0.004J/Kkgの範囲が好ましい。
【0041】
本発明では、熱伝導率、容積比熱を適正な範囲とすることで、温度伝導率が低くて、熱の伝わりにくい車両用耐熱防音材を得られる。
【0042】
(車両用耐熱防音材Gの製造方法)
本発明の車両用耐熱防音材Gの製造方法を図2に基づいて、詳細に説明する。PET樹脂等の極細繊維Aを開繊して(ステップS1)、極細のガラス繊維Bを混綿して(ステップS2)、混綿Cとする。次に、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂Dを投入して混ぜて(ステップS3)、PET繊維、ガラス繊維、フェノール樹脂を混合して、フリースマシンに掛けてシート状にして(ステップS4)、セミキュア(半硬化)して(ステップS5)、所定の大きさ及び厚さの車両用内装材の原板Dを製造する(ステップS6)。次に、この原板Dに所定の目付の表皮材Eをセットして積層体にする(ステップS7)。この積層体をエンジンボンネットの裏面に貼り付ける形状の熱プレス型に入れて、加熱したプレス型で加圧保持して、表皮材がエンジンルーム側になり、原板がエンジンボンネットの裏面になる形状に成形する(ステップ8)。この成形品をトリミングして(ステップ9)、エンジンボンネットの裏面に貼り付ける形状の製品Sを製造する(ステップS10)。
【0043】
(車両用耐熱防音材Gの製造条件)
PET樹脂等の極細繊維A、極細のガラス繊維B、熱硬化性樹脂Dを混合して、加熱したプレス型で加圧保持する時に、加熱温度が低すぎると、熱硬化性樹脂の硬化が不十分となり、形状保持が悪化する。逆に加熱温度が高すぎると、熱硬化性樹脂が劣化し、強度、防音性能、断熱性が悪化する。したがって、加熱温度は、160~240℃とすることが好ましい。
【0044】
加熱時間が短すぎると、熱硬化性樹脂の硬化が不十分になり、形状保持が悪化する。加熱時間が長すぎると、熱硬化製樹脂が熱劣化し、強度、防音性能、断熱性が悪化するので、加圧時間は、10~120秒とすることが好ましい。
【0045】
プレス金型の加圧力が低すぎると、材料が潰れきらず、設計通りの形状にならない。加圧力が高すぎると、プレス金型に負担がかかり、プレス金型の寿命が短くなるので、加圧力:10~300tonとすることが好ましい。
【実施例
【0046】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【0047】
(実施例1)
実施例1に係わるサンプル1は、上記製造方法で基づいて製造したものである。具体的には、繊維径が0.6デニールのPET樹脂等の極細繊維Aを50重量%、繊維径が0.8デニールの極細のガラス繊維Bを25重量%、フェノール樹脂を25重量%で混合して、シート状にして、縦1,300mm、横1,500mm、厚さ50mmの車両用内装材の原板を製造する。次に、この原板に目付45g/mの表皮材をセットする。この積層体をエンジンボンネットの裏面に貼り付ける形状の熱プレス型に入れて、200℃に加熱したプレス型で、間隔を25mmまでに圧縮して、270秒加圧保持する。これによって、表皮材がエンジンルーム側になり、原板がエンジンボンネットの裏面になり、表皮材と原板とが接合されて、厚さ25mmの上記形状の製品を製造する。この製品から縦300mm、横300mmの大きさに切断して、サンプル1とした。このサンプル1の目付は、1400g/mである。サンプル1の200倍の顕微鏡写真を図1に示す。
【0048】
図1において、細い線で比較的曲線状に複雑に絡んでいるのが、PET繊維P1であり、同様な細い線で比較的に直線状に延びているのがガラス繊維G1であり、熱硬化性樹脂は、PET繊維やガラス繊維の回りで薄い灰色の部分であり、色の黒っぽい部分が空隙K1である。この顕微鏡写真は平面状のものであるが、PET繊維P1もガラス繊維G1も立体的に曲線状になって複雑に絡んでおり、空隙K1も立体的に存在するものである。
【0049】
本発明では、PET繊維を熱硬化性樹脂で溶着して立体形状に維持するようになっており、場合によっては、PET繊維間の空隙が熱硬化性樹脂で埋められて、空隙が残らない可能性があり得るが、PET繊維の一部をすこし剛性のあるガラス繊維に置き換えて混ぜることで、立体的に曲がって絡んだ多数のPET繊維間に、微細な空隙として多数残すことができるようになったものである。
【0050】
従来例1~3について説明する。
【0051】
(従来例1)
従来例1は、繊維径0.5デニール~4.0デニールのPET繊維を主成分とする再生繊維(所謂、雑綿と称される繊維):50重量%、繊維径が1.2デニールのガラス繊維を25重量%、バインダーとしてフェノール樹脂を25重量%で混ぜて、縦1,300mm、横1,500mm、厚さ50mmの原板を製造した。この原板に目付45g/mの表皮材をセットする。この積層体をエンジンボンネットの裏面に貼り付ける形状の熱プレス型に入れて、200℃に加熱したプレス型で、プレス型の間隔を25mmまでに圧縮して、60秒加圧保持して、上記形状の製品とした。
【0052】
なお、上記製品を、縦300mm、横300mmの大きさに切断して、従来例1のサンプル2とした。サンプル2の目付は、1,400g/mである。
【0053】
(従来例2)
従来例2は、繊維径1.8デニールのガラス繊維を85重量%、バインダーとしてフェノール樹脂を15重量%で混ぜて、熱プレスで、厚さ25mmに加圧・成形した。サンプル2と同様に縦300mm、横300mmの大きさに切断して、従来例2のサンプル3とした。サンプル3の目付は、1,400g/mである。
【0054】
(従来例3)
従来例3は、繊維径0.6デニールのPET繊維:75%と、バインダーとして繊維径1.2dの熱可塑性樹脂(ポリエステル樹脂)の繊維:25%とを混綿して、プレス型で加熱・加圧して、厚さ25mmの製品を製造した。この製品をサンプル2と同様に縦300mm、横300mmの大きさに切断して、従来例3のサンプル4とした。サンプル4の目付は、1400g/mである。
【0055】
図8図10に、従来例1~3に係わるサンプル2~4の断面の200倍の顕微鏡写真を示す。
【0056】
図8の従来例1のサンプル2では、糸状に巻かれた太いものが雑綿Z(使用済みの綿や不織布を糸状にしたもの)で、細い線が他の繊維Tを示し、黒色部分が空隙K2である。このサンプル2では、雑綿Zが太くて、大きな空隙K2となっている。本発明のサンプル1に比較して、サンプル2では、大きな空隙K2となっているから、断熱性に劣ると言える。
【0057】
又、図9の従来例2のサンプル3では、ほぼ直線的に交叉しているのがガラス繊維G3であり、黒色部分が空隙K3である。ガラス繊維G3が比較的に曲がりにくいので、ガラス繊維G3を混合しても、同じ直線方向のガラス繊維G3が多くて、比較的大きな空隙K3ができている。このサンプル3では、空隙K3が比較的大きい。本発明のサンプル1に比較して、サンプル3では、大きな空隙K3となっているから、断熱性に劣ると言える。
【0058】
図10の従来例3のサンプル4では、曲線状になって複雑に絡んでいるのがPET繊維P4で、薄い灰色になっているのがバインダーである熱可塑性樹脂のバインダー繊維B4が溶けてPET繊維P4を接合している部分で、黒色部分が空隙K4である。このサンプル4では、極細繊維であるPET繊維P4が比較的曲がりやすいので、密着して絡むこととなり、各PET繊維P4の空隙K4が狭くなっている。そして、これらの狭い空隙K4に熱可塑性樹脂のバインダー繊維B4が解けてPET繊維P4を密着しているのが多く、空隙K4がバインダー繊維B4で埋まったものが多く見られる結果となっている。なお、サンプル4では、バインダー繊維B4が熱可塑性樹脂であり、エンジンルームや排気管回りのように100~200°の雰囲気に曝されると、熱可塑性樹脂のバインダー繊維B4が溶けて柔らかくなり、形状を維持できず製品としての機能を果たさなくなる。
【0059】
なお、実施例1及び従来例1~3のサンプル1~4の特性については、後で説明する。
【0060】
(実施例2)
製造方法は、基本的に実施例1と同様である。具体的には、繊維径が0.6デニールのPET繊維を開繊して、繊維径が0.8デニールのガラス繊維を混綿する。次に、フェノール樹脂を投入して混ぜて、PET繊維を15重量%、ガラス繊維を35重量%、フェノール樹脂を50重量%で混合して、フリースマシンに掛けてシート状にして、セミキュア(半硬化)をして、縦1,300mm、横1,500mm、厚さ50mmの原板を製造する。
【0061】
次に、この原板を所定形状の熱プレス型に入れて、200℃に加熱したプレス型で60秒加圧保持して、上記大きさの板材の製品を製造する。
【0062】
次に、この原板に目付45g/mの表皮材をセットする。この積層体を所定形状の熱プレス型に入れて、200℃に加熱したプレス型で、間隔を25mmに保持して60秒加圧して、所定形状の製品を製造した。
【0063】
上記製品を、縦300mm、横300mmの大きさに切断して、実施例2とした。実施例2~実施例29の目付は、1400g/mである。
【0064】
(実施例3~29)
実施例3~29は、実施例2に対して、PET繊維、ガラス繊維、フェノール樹脂の配合割合を変更したものであり、他は実施例2と同じである。
【0065】
(実施例3)
実施例3は、実施例2に比較して、PET繊維を15重量%、ガラス繊維を40重量%、フェノール樹脂を45重量%としたものである。
【0066】
(実施例4)
実施例4は、実施例2に比較して、PET繊維を15重量%、ガラス繊維を45重量%、フェノール樹脂を40重量%としたものである。
【0067】
(実施例5)
実施例5は、実施例2に比較して、PET繊維を15重量%、ガラス繊維を55重量%、フェノール樹脂を30重量%としたものである。
【0068】
(実施例6)
実施例6は、実施例2に比較して、PET繊維を20重量%、ガラス繊維を55重量%、フェノール樹脂を25重量%としたものである。
【0069】
(実施例7)
実施例7は、実施例2に比較して、PET繊維を20重量%、ガラス繊維を40重量%、フェノール樹脂を40重量%としたものである。
【0070】
(実施例8)
実施例8は、実施例2に比較して、PET繊維を20重量%、ガラス繊維を25重量%、フェノール樹脂を55重量%としたものである。
【0071】
(実施例9)
実施例9は、実施例2に比較して、PET繊維を25重量%、ガラス繊維を55重量%、フェノール樹脂を20重量%としたものである。
【0072】
(実施例10)
実施例10は、実施例2に比較して、PET繊維を25重量%、ガラス繊維を35重量%、フェノール樹脂を40量%としたものである。
【0073】
(実施例11)
実施例11は、実施例2に比較して、PET繊維を25重量%、ガラス繊維を25重量%、フェノール樹脂を50重量%としたものである。
【0074】
(実施例12)
実施例12は、実施例2に比較して、PET繊維を30重量%、ガラス繊維を55重量%、フェノール樹脂を15重量%としたものである。
【0075】
(実施例13)
実施例13は、実施例2に比較して、PET繊維を30重量%、ガラス繊維を35重量%、フェノール樹脂を35量%としたものである。
【0076】
(実施例14)
実施例14は、実施例2に比較して、PET繊維を30重量%、ガラス繊維を20重量%、フェノール樹脂を50重量%としたものである。
【0077】
(実施例15)
実施例15は、実施例2に比較して、PET繊維を35重量%、ガラス繊維を50重量%、フェノール樹脂を15重量%としたものである。
【0078】
(実施例16)
実施例16は、実施例2に比較して、PET繊維を35重量%、ガラス繊維を15重量%、フェノール樹脂を50重量%としたものである。
【0079】
(実施例17)
実施例17は、実施例2に比較して、PET繊維を40重量%、ガラス繊維を15重量%、フェノール樹脂を45重量%としたものである。
【0080】
(実施例18)
実施例18は、実施例2に比較して、PET繊維を40重量%、ガラス繊維を45重量%、フェノール樹脂を15重量%としたものである。
【0081】
(実施例19)
実施例19は、実施例2に比較して、PET繊維を45重量%、ガラス繊維を40重量%、フェノール樹脂を15重量%としたものである
(実施例20)
実施例20は、実施例2に比較して、PET繊維を45重量%、ガラス繊維を15重量%、フェノール樹脂を40重量%としたものである。
【0082】
(実施例21)
実施例21は、実施例2に比較して、PET繊維を50重量%、ガラス繊維を35重量%、フェノール樹脂を15重量%としたものである。
【0083】
(実施例22)
実施例22は、実施例2に比較して、PET繊維を50重量%、ガラス繊維を15重量%、フェノール樹脂を35重量%としたものである。
【0084】
(実施例23)
実施例23は、実施例2に比較して、PET繊維を55重量%、ガラス繊維を15重量%、フェノール樹脂を30重量%としたものである。
【0085】
(実施例24)
実施例24は、実施例2に比較して、PET繊維を55重量%、ガラス繊維を30重量%、フェノール樹脂を15重量%としたものである。
【0086】
(実施例25)
実施例25は、実施例2に比較して、PET繊維を60重量%、ガラス繊維を25重量%、フェノール樹脂を15重量%としたものである。
【0087】
(実施例26)
実施例26は、実施例2に比較して、PET繊維を60重量%、ガラス繊維を15重量%、フェノール樹脂を25重量%としたものである。
【0088】
(実施例27)
実施例27は、実施例2に比較して、PET繊維を65重量%、ガラス繊維を20重量%、フェノール樹脂を15重量%としたものである。
【0089】
(実施例28)
実施例28は、実施例2に比較して、PET繊維を65重量%、ガラス繊維を15重量%、フェノール樹脂を20重量%としたものである。
【0090】
(実施例29)
実施例29は、実施例2に比較して、PET繊維を70重量%、ガラス繊維を15重量%、フェノール樹脂を15重量%としたものである。
【0091】
(実施例30~41)
実施例30~41は、PET繊維を45重量%、ガラス繊維を25重量%、フェノール樹脂を30重量%として、且つPET繊維、ガラス繊維の繊維径をいろいろ変更して、実施例2と同様な製造方法で製造した。なお、実施例30~41の目付は1400g/mである。
【0092】
(実施例30)
実施例30は、繊維径0.5デニールのPET繊維を45重量%、繊維径0.5デニールのガラス繊維を25重量%、フェノール樹脂30重量%として製造したものである。
【0093】
(実施例31)
実施例31は、実施例30に比較して、PET繊維の繊維径を1.0デニール、ガラス繊維の繊維径を0.5デニールとしたものである。
【0094】
(実施例32)
実施例32は、実施例30に比較して、PET繊維の繊維径を1.5デニール、ガラス繊維の繊維径を0.5デニールとしたものである。
【0095】
(実施例33)
実施例33は、実施例30に比較して、PET繊維の繊維径を2.0デニール、ガラス繊維の繊維径を0.5デニールとしたものである。
【0096】
(実施例34)
実施例34は、実施例30に比較して、PET繊維の繊維径を2.5デニール、ガラス繊維の繊維径を0.5デニールとしたものである。
【0097】
(実施例35)
実施例35は、実施例30に比較して、PET繊維の繊維径を0.5デニール、ガラス繊維の繊維径を1.5デニールとしたものである。
【0098】
(実施例36)
実施例36は、実施例30に比較して、PET繊維の繊維径を0.5デニール、ガラス繊維の繊維径を2.0デニールとしたものである。
【0099】
(実施例37)
実施例37は、実施例30に比較して、PET繊維の繊維径を0.5デニール、ガラス繊維の繊維径を3.5デニールとしたものである。
【0100】
(実施例38)
実施例38は、実施例30に比較して、PET繊維の繊維径を0.8デニール、ガラス繊維の繊維径を0.5デニールとしたものである。
【0101】
(実施例39)
実施例39は、実施例30に比較して、PET繊維の繊維径を0.6デニール、ガラス繊維の繊維径を1.0デニールとしたものである。
【0102】
(実施例40)
実施例40は、実施例30に比較して、PET繊維の繊維径を1.0デニール、ガラス繊維の繊維径を0.8デニールとしたものである。
【0103】
(実施例41)
実施例41は、実施例30に比較して、PET繊維の繊維径を3.0デニール、ガラス繊維の繊維径を0.8デニールとしたものである。
【0104】
(実施例42~73)
実施例42~73は、PET繊維の繊維径を0.6デニール、ガラス繊維の繊維径を0.8デニールとして、PET繊維、ガラス繊維及びフェノール樹脂の配合割合と厚さを変更して、実施例1と同様な製造方法で製造したものである。
【0105】
(実施例42)
実施例42は、0.6デニールのPET繊維を20重量%、0.8デニールのガラス繊維を50重量%、フェノール樹脂を30重量%として、縦1,300mm、横1,500mm、厚さ50mmの原板を製造し、この原板に目付45g/mの表皮材をセットする。この積層体を平板型の通常のプレス型に入れて、200℃に加熱したプレス型で60秒加圧保持して、1mmの厚さの平板形状の製品とした。上記製品を、縦300mm、横300mm、厚さ25mmの大きさに切断した。実施例42の目付は、400g/mである。
【0106】
(実施例43)
実施例43は、実施例42に比較して、配合割合を同じとし、4mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例42と同じである。
【0107】
(実施例44)
実施例44は、実施例42に比較して、配合割合を同じとし、10mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例42と同じである。
【0108】
(実施例45)
実施例45は、実施例42に比較して、配合割合を同じとし、20mmの厚さとし、目付を400g/mとしたものであって、他は実施例42と同じである。
【0109】
(実施例46)
実施例46は、実施例42に比較して、配合割合を同じとし、25mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例42と同じである。
【0110】
(実施例47)
実施例47は、実施例42に比較して、配合割合を同じとし、30mmの厚さとし、目付を600g/mとしたものであって、他は実施例42と同じである。
【0111】
(実施例48)
実施例48は、実施例42に比較して、PET繊維を40重量%、ガラス繊維を30重量%、フェノール樹脂を30重量%に変更して、1mmの厚さとし、目付を400g/mとしたものであって、他は実施例42と同じである。
【0112】
(実施例49)
実施例49は、実施例48に比較して、配合割合を同じとし、4mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例48と同じである。
【0113】
(実施例50)
実施例50は、実施例48に比較して、配合割合を同じとし、10mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例48と同じである。
【0114】
(実施例51)
実施例51は、実施例48に比較して、配合割合を同じとし、25mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例48と同じである。
【0115】
(実施例52)
実施例52は、実施例48に比較して、配合割合を同じとし、30mmの厚さとし、目付を600g/mとしたものであって、他は実施例48と同じである。
【0116】
(実施例53)
実施例53は、実施例42に比較して、PET繊維を60重量%、ガラス繊維を25重量%、フェノール樹脂を15重量%として、1mmの厚さとし、目付を400g/mとしたものであって、他は実施例42と同じである。
【0117】
(実施例54)
実施例54は、実施例53に比較して、配合割合を同じとし、4mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例53と同じである。
【0118】
(実施例55)
実施例55は、実施例53に比較して、配合割合を同じとし、10mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例53と同じである。
【0119】
(実施例56)
実施例56は、実施例53に比較して、配合割合を同じとし、25mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例53と同じである。
【0120】
(実施例57)
実施例57は、実施例53に比較して、配合割合を同じとし、30mmの厚さとし、目付を600g/mとしたものであって、他は実施例53と同じである。
【0121】
(実施例58)
実施例58は、実施例42に比較して、PET繊維を45重量%、ガラス繊維を20重量%、フェノール樹脂を35重量%として、1mmの厚さとし、目付を400g/mとしたものであって、他は実施例42と同じである。
【0122】
(実施例59)
実施例59は、実施例58に比較して、配合割合を同じとし、4mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例58と同じである。
【0123】
(実施例60)
実施例60は、実施例58に比較して、配合割合を同じとし、10mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例58と同じである。
【0124】
(実施例61)
実施例61は、実施例58に比較して、配合割合を同じとし、25mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例58と同じである。
【0125】
(実施例62)
実施例62は、実施例58に比較して、配合割合を同じとし、30mmの厚さとし、目付を600g/mとしたものであって、他は実施例58と同じである。
【0126】
(実施例63)
実施例63は、実施例42に比較して、PET繊維を60重量%、ガラス繊維を20重量%、フェノール樹脂を20重量%として、1mmの厚さとし、目付を400g/mとしたものであって、他は実施例42と同じである。
【0127】
(実施例64)
実施例64は、実施例63に比較して、配合割合を同じとし、4mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例63と同じである。
【0128】
(実施例65)
実施例65は、実施例63に比較して、配合割合を同じとし、10mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例63と同じである。
【0129】
(実施例66)
実施例66は、実施例63に比較して、配合割合を同じとし、25mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例63と同じである。
【0130】
(実施例67)
実施例67は、実施例63に比較して、配合割合を同じとし、30mmの厚さとし、目付を600g/mとしたものであって、他は実施例63と同じである。
【0131】
(実施例68)
実施例68は、実施例42に比較して、PET繊維を70重量%、ガラス繊維を15重量%、フェノール樹脂を15重量%として、1mmの厚さとし、目付を400g/mとしたものであって、他は実施例42と同じである。
【0132】
(実施例69)
実施例69は、実施例68に比較して、配合割合を同じとし、3mmの厚さとし、目付を2000g/mとしたものであって、他は実施例68と同じである。
【0133】
(実施例70)
実施例70は、実施例68に比較して、配合割合を同じとし、4mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例68と同じである。
【0134】
(実施例71)
実施例71は、実施例68に比較して、配合割合を同じとし、10mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例68と同じである。
【0135】
(実施例72)
実施例72は、実施例68に比較して、配合割合を同じとし、25mmの厚さとし、目付を1400g/mとしたものであって、他は実施例68と同じである。
【0136】
(実施例73)
実施例73は、実施例68に比較して、配合割合を同じとし、30mmの厚さとし、目付を600g/mとしたものであって、他は実施例68と同じである。
【0137】
(比較例1)
比較例1は、繊維径が0.6デニールのPET繊維を開繊して、繊維径が0.8デニールのガラス繊維を混綿する。次に、フェノール樹脂を投入して混ぜて、PET繊維を10重量%、ガラス繊維を30重量%、フェノール樹脂を60重量%で混合して、フリースマシンに掛けてシート状にして、セミキュア(半硬化)をして、縦1,300mm、横1,500mm、厚さ50mmの原板を製造する。
【0138】
次に、この原板に目付45g/mの表皮材をセットする。この積層体を平板型の通常のプレス型に入れて、200℃に加熱したプレス型で60秒加圧保持して、平板形状の製品とし、上記製品を、縦300mm、横300mm、厚さ25mmの大きさに切断して、比較例1とした。比較例1の目付は、1400g/mである。
【0139】
(比較例2)
比較例2は、比較例1に対して、PET繊維10重量%、ガラス繊維50重量%、フェノール樹脂40としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0140】
(比較例3)
比較例3は、比較例1に対して、PET繊維10重量%、ガラス繊維40重量%、フェノール樹脂50としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0141】
(比較例4)
比較例4は、比較例1に対して、PET繊維15重量%、ガラス繊維60重量%、フェノール樹脂25としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0142】
(比較例5)
比較例5は、比較例1に対して、PET繊維35重量%、ガラス繊維10重量%、フェノール樹脂55としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0143】
(比較例6)
比較例6は、比較例1に対して、PET繊維35重量%、ガラス繊維55重量%、フェノール樹脂10としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0144】
(比較例7)
比較例7は、比較例1に対して、PET繊維50重量%、ガラス繊維10重量%、フェノール樹脂40としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0145】
(比較例8)
比較例8は、比較例1に対して、PET繊維50重量%、ガラス繊維40重量%、フェノール樹脂10としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0146】
(比較例9)
比較例9は、比較例1に対して、PET繊維70重量%、ガラス繊維20重量%、フェノール樹脂10としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0147】
(比較例10)
比較例10は、比較例1に対して、PET繊維70重量%、ガラス繊維10重量%、フェノール樹脂20としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0148】
(比較例11)
比較例11は、比較例1に対して、PET繊維75重量%、ガラス繊維10重量%、フェノール樹脂15としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0149】
(比較例12)
比較例12は、比較例1に対して、PET繊維75重量%、ガラス繊維15重量%、フェノール樹脂10としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0150】
(比較例13)
比較例13は、ガラス繊維の繊維径が極細でないものの例であって、比較例1に対して、繊維径が0.6デニールのPET繊維45重量%、繊維径が5.5デニールのガラス繊維25重量%、フェノール樹脂30としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0151】
(比較例14)
比較例14は、PET繊維の繊維径が極細でないものの例であって、比較例1に対して、繊維径が5.5デニールのPET繊維45重量%、繊維径が0.8デニールのガラス繊維25重量%、フェノール樹脂30としたものであり、他は比較例1と同じである。
【0152】
(温度伝導率の測定方法)
温度伝導率は、京都電子工業(株)製のホットディスク法熱物性測定装置「TPS1500」を使用して、ISO22007-2に準拠して測定した。各実施例、各従来例及び各比較例のサイズは、100mm×100mmである。
【0153】
(熱伝導率の測定方法)
熱伝導率は、京都電子工業(株)製のホットディスク法熱物性測定装置「TPS1500」を使用して、ISO22007-2に準拠して測定した。各実施例、各従来例及び各比較例のサイズは、100mm×100mmである。
【0154】
(容積比熱の測定方法)
容積比熱は、容積比熱=熱伝導率λ/温度伝導率の関係にあるので、左記の計算式で算出した。
【0155】
(比熱の測定方法)
比熱は、比熱=容積比熱/密度で測定した。
【0156】
(密度の測定方法)
密度はサンプルの面重量と板厚を実測し、密度=面重量/板厚で算出した。なお、密度は、理論的には目付/板厚で求められるから、サンプルを製造する時の狙いとする目付と板厚を出すことで、理論的には算出できる値である。本発明では、縦1,300mm、横1,500mm、厚さ50mmの原板を製造する時に、目付と板厚を設定しているので、密度も自ずと算出できる値となっている。しかし、本発明では、縦300mm、横300mm、厚さ25mmの大きさに切断し、このサンプルで実際に実験しているので、実際のサンプルの密度が、バラツク可能性がある。また、密度は、温度伝導率に係わる要因の1つであるので、実際のサンプルの面重量と板厚を実測し、この実測値から密度を算出して求めた。なお、目付と板厚は、理論的に求められる上記の大きいサイズの値を用いた。
【0157】
(耐熱性の測定方法)
耐熱性の例として、一部の実施例及び一部の比較例について、230mm×25mmのサイズのサンプルを用意し、 JIS K7195に準拠してヒートサグ試験を行って、垂れ下がり量を算出した。
【0158】
(引張強度の測定方法)
一部の実施例及び一部の比較例について、引張強度を測定した。引張強度は、JIS K7161に準じて測定した。測定する実施例及び比較例のサイズは、250mm×50mmである。
【0159】
(吸音率の測定方法)
一部の実施例及び一部の従来例及び一部の比較例について、吸音率を測定した。実際には、小型残響室吸音率をISO 140-1に準拠して測定した。これらのサイズは、0.36mである。測定した実施例及び比較例の吸音率、周波数500Hz~5KHzの吸音率の平均値を、図3図5に示す。
【0160】
(通気抵抗の測定方法)
通気抵抗は、カト-テック株式会社製の測定装置「KSE-F8-AP1」を使用して、この機械の説明書に開示されている測定方法(JIS L 1096)に基づいて、測定した。測定する実施例、従来例及び比較例の大きさは直径40mmである。
【0161】
各実施例及び各比較例の目付量を通常の方法で測定する。そして、上記測定装置に各実施例等をセットして、厚さを15mmまでに押さえた状態で、通気度を測定する。具体的には、φ180mmの吸引部2で25リットル/minの吸引速度で吸引して、AFR(エアーフロー割合)を通気抵抗として求める。
【0162】
AFR=Δp/吸引速度
Δp=元の圧力-吸引時の圧力
【0163】
(透過損失の測定方法)
ISO 140-1に準拠して、小型残響室吸音率を測定した。各実施例及び各比較例のサイズは、0.36mである。
【0164】
なお、上記方法で測定した実施例及び比較例の各特性を、図3図5に示す。なお、全ての実施例、従来例及び比較例についても、すべての特性を測定すればよいが、すべての特性を測定しなくても、実施例、従来例及び比較例の優劣を判断できることと、それぞれ車両に搭載して実験をすることは、大幅な工数とコストを伴い大変な作業になるので、一部に限定して測定した。また、一部は、車両用耐熱防音材でなくて、平板にプレスした所定の大きさのテストピースで代用した。
【0165】
図6に基づいて、本発明の複数の実施例、複数の従来例及び複数の比較例について、温度伝導率と熱伝導率の関係を説明する。図6において、実施例1、42,53、65をそれぞれJ1、J42、J53、J65と表示し、従来例1,2,3をそれぞれH1、H2、H3と表示し、比較例1、2、3、4、13、14をそれぞれ、R1、R2、R3、R4、R13、R14と表示した。図7でも、図6と同様な表示とし、実施例6、12、17、27、29をそれぞれJ6、J12、J17、J27、J29、比較例5~12をR5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12と表示した。
【0166】
図6に示すように、本発明の実施例1のサンプル1では、温度伝導率が0.209mm/sで、熱伝導率が0.04270W/mKであって、どちらとも良い数値を示す。
【0167】
しかし、従来例1のサンプル2が、温度伝導率が0.6011mm/sで、熱伝導率が0.0481W/mKであって、従来例2のサンプル3が、温度伝導率が0.7928mm/sで、熱伝導率が0.0344W/mKであって、従来例3のサンプル4が、温度伝導率が1.0898mm/sで、熱伝導率が0.0360W/mKである。即ち、従来例1~3になるサンプル2~4では、熱伝導率は、いずれも、0.05W/mK以下であり、良い数値であるが、温度伝導率が0.6mm/s以上であり、悪い数値となった。
【0168】
サンプル2~4では、熱伝導率が0.05W/mK以下であるにもかかわらず、温度伝導率が高いため、耐熱性が不足結果となっており、エンジンルームを覆うボンエットの裏面、排気管回りなどのように100~200°の雰囲気に曝される部位には適用できない。
【0169】
特に、サンプル3及び4では、それぞれ温度伝導率が0.7928mm/s、1.0898mm/sであり、あまりにも悪い数値であり、使用できないことは明確であるので、ヒートザグ試験や引っ張り試験を省略した。
【0170】
また、比較例1は、温度伝導率が0.6020mm/sで、熱伝導率が0.0315W/mKであって、比較例2が、温度伝導率が0.6180mm/sで、熱伝導率が0.0399W/mKであって、比較例3が、温度伝導率が0.6100mm/sで、熱伝導率が0.0342W/mKであって、比較例4が、温度伝導率が0.6153mm/sで、熱伝導率が0.042W/mKである。即ち、比較例1~4では、熱伝導率は、いずれも、0.05W/mK以下であり、良い数値であるが、温度伝導率が0.6mm/s以上であり、悪い数値となった。
【0171】
比較例1~4では、熱伝導率が0.05W/mK以下であるにもかかわらず、温度伝導率が高いため、耐熱性が不足結果となっており、エンジンルームを覆うボンエットの裏面、排気管回りなどのように100~200°の雰囲気に曝される部位には適用できない。
【0172】
それに対して、例えば、実施例42,53,63では、それぞれ熱伝導率が0.0755W/mK、0.0800W/mK、0.0789W/mKであって、好ましい範囲の0.0800W/mK以下を満たしているが、好ましい範囲の境界近くにある。でも、本発明で重要視している温度伝導率が、それぞれ、0.5138mm/s、0.3584mm/s、0.3392mm/sであり、好ましい範囲の0.06mm/s未満を余裕で満たしており、エンジンルームを覆うボンエットの裏面、排気管回りなどのように100~200°の雰囲気に曝される部位に、十分適用できることを示している。
【0173】
図7に基づいて、本発明の複数の実施例及び複数の比較例について、温度伝導率とヒートザグの関係を説明する。
【0174】
図7に示すように、比較例5~12では、温度伝導率がいずれも0.5mm/s以下であり、十分に良い値を示すが、ヒートザグが、それぞれ46mm、51mm、46mm、47mm、49mm、55mm、51mm、54mmであり、いずれも45mm以上であり、悪い値となった。
【0175】
それに対して、例えば、本発明の実施例6では、温度伝導率が0.4960でヒートザグが32mm、実施例12では、温度伝導率が0.4960でヒートザグが32mm、実施例17では、温度伝導率が0.2826でヒートザグが32mm、実施例27では、温度伝導率が0.1837でヒートザグが41mm、実施例29では、温度伝導率が0.1465でヒートザグが43mmであり、いずれも、温度伝導率及びヒートザグとも良い値を示した。
【0176】
車両用耐熱防音材としては、引張強度は、8.5N/50mm以上であることが好ましいが、比較例13は、図5に示すように、引張強度が5.9N/50mmと不足しており、車両用耐熱防音材としては使用に耐えられないものであった。その理由としては、PET繊維2に比較して相対的に硬いガラス繊維の繊維径を5.5デニールと太いものにしたために、ガラス繊維とPET繊維、及びバインダーであるフェノール樹脂での接着力が不足したものと思われる。
【0177】
なお、比較例14は、引張強度が9.4N/50mmであり、8.5N/50mm以上と言う値をクリアしているが、温度伝導率が0.615であり、0.6を超えており、耐熱性が不足する。比較例14では、相対的にガラス繊維よりも柔らかいPET繊維が5.5デニールと太いために、微細な空隙が余りできず、温度伝導率が要求値を満足しなくなるものと思われる。
【産業上の利用可能性】
【0178】
本発明は、耐熱性を有し、軽量で吸音性能・遮音性能に優れた車両用耐熱防音材、特に、130~200℃程度の耐熱性が要求される雰囲気であって、吸音性能及び遮音性能の両性能を要求される内装材、例えばエンジンルームの防音材、排気系のインシュレータなどに有利に適用できる。
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