氈、隔音材料以及隔音材料的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種氈，是耐熱性優異的隔音材料、并且能夠在低溫下對該隔音材料進行成型的氈，該氈是含有10％質量以上、90質量％以下未延伸熱塑性樹脂纖維而成，該氈的厚度為0.05mm以上、100mm以下，并且，單位面積重量為50g/m2以上、2kg/m2以下。
【專利說明】
氈、隔音材料以及隔音材料的制造方法
技術領域
[0001] 本發明涉及氈、將氈成型而成的隔音材料以及隔音材料的制造方法。
【背景技術】
[0002] 汽車中，通過在發動機艙、儀表部、天花板、地板部、后備箱等中安裝各種隔音材 料，以降低噪音。
[0003] 例如，專利文獻1中記載了利用添加了由熱塑性樹脂纖維構成的粘合劑的蓬松性 (bulkiness)氈，能夠制造成型性和形狀保持性優異的隔音材料。
[0004] 另外，在專利文獻2中記載了利用復合材料制造耐熱性優異且能在汽車的發動機 艙中使用的吸音材料，該復合材料是將由單位面積質量（日語：目付)和堆密度在特定范圍 內的聚酯纖維構成的無紡布與由具有特定的通氣性的聚酯纖維構成的表皮材料層疊而成。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1:日本特開平5-132841號公報 [0008] 專利文獻2:日本特開2012-24955號公報

【發明內容】

[0009]發明欲解決的技術問題
[0010] 然而，例如近年來，在越來越多的汽車中，為了提高燃油效率，縮小發動機規模，而 且為了提高輸出，安裝了增壓器，但安裝增壓器會導致發動機的放熱量上升，因此，需要提 高隔音材料的耐熱性，特別是在發動機艙中使用的隔音材料。
[0011] 另外，對于作為隔音材料原料而被使用的聚酯纖維等熱塑性樹脂纖維，在制造過 程中被延伸，從而被結晶化，具有高熔點。因此，在將熱塑性樹脂纖維成型為隔音材料時，需 要在熔點以上的溫度下進行成型。
[0012] 為了在熔點以下的溫度下成型，也有使用具有芯鞘結構的組合纖維的方法，該芯 鞘結構中，將聚酯纖維等熱塑性樹脂纖維作為芯部，將熔點比該溫度低的粘合劑樹脂纖維 作為鞘部，但是對該芯鞘結構的纖維進行成型而得到的氈通過低熔點的粘合劑而被結合， 因此，作為隔音材料的耐熱性差，難以在達到高溫時的發動機艙內使用。
[0013]例如，在使用由具有熔點為110°C的鞘部的組合纖維得到的氈作為隔音材料時，有 可能在110°C以上的溫度下成型，而在110°C以上的環境下，粘合劑樹脂纖維軟化，無法保持 纖維彼此之間的粘合性，難以維持隔音材料的形狀。
[0014] 即使使用了例如200°C以上的高熔點的粘合劑，也需要能夠在高溫下成型的設備， 在設備耐久性、成本的方面仍是困難的。
[0015] 而且，由熱固化氈形成的隔音材料如果長時間暴露在160°C以上的溫度，那么會發 生由燒焦而引起的纖維分解、由于用作粘合劑的熱固化樹脂的脆化而引起的強度降低，隔 音材料容易發生折斷、斷裂，因此，難以在達到高溫的發動機附近使用。
[0016] 因此，正在尋求能夠在比具有高熔點（優選的是200°C以上的熔點）的粘合劑樹脂 纖維的熔點低的溫度下成型、且成型后能夠成為耐熱性(優選的是160~230°C下的耐熱性） 優異的隔音材料的氈。
[0017] 本發明的課題是提供一種氈，該氈能夠在比具有高熔點（優選的是200°C以上的熔 點）的粘合劑樹脂纖維的熔點低的溫度下成型，并且在成型后能夠成為耐熱性(優選的是 160~230 °C下的耐熱性)優異的隔音材料。
[0018] 用于解決問題的技術方案
[0019] 上述課題能夠通過以下構成解決。
[0020] (1)
[0021] -種氈，含有10質量％以上、90質量％以下的未延伸熱塑性樹脂纖維而成，所述氈 的厚度為〇.〇5mm以上、100mm以下，單位面積重量為50g/m 2以上、2kg/m2以下。
[0022] (2)
[0023] 根據上述(1)所述的氈，所述未延伸熱塑性樹脂纖維是未延伸聚酯纖維。
[0024] (3)
[0025]根據上述（1)或（2)所述的氈，相對于氈的總質量，所述氈還含有90質量％以下的 無機纖維、延伸熱塑性樹脂纖維、低熔點纖維或天然纖維。
[0026] (4)
[0027] 根據上述（1)~（3)中任一項所述的氈，所述氈含有50質量％以上、80質量％以下 所述未延伸熱塑性纖維樹脂，還含有20%質量以上、50%質量以下無機纖維。
[0028] (5)
[0029] 根據上述(1)~(4)中任一項所述的氈，所述氈是單層的氈。
[0030] (6)
[0031] 根據上述（1)~（5)中任一項所述的氈，所述氈是能夠將賦予設計性、其他功能后 的無紡布復合的氈。
[0032] (7)
[0033] -種隔音材料，是對上述(1)~(6)中任一項所述的氈進行成型而成。
[0034] (8)
[0035] 根據上述(7)所述的隔音材料，所述隔音材料被用于汽車。
[0036] (9)
[0037 ] -種隔首材料的制造方法，具有以下工序：
[0038]將上述（1)~(6)中任一項所述的氈，在比包含與所述氈中含有的未延伸熱塑性纖 維相同的熱塑性樹脂的延伸熱塑性樹脂纖維的熔點低的溫度下，進行成型。
[0039]發明效果
[0040]根據本發明，能夠提供一種隔音材料，該隔音材料能夠在比具有高熔點（優選的是 200°C以上的熔點）的粘合劑樹脂的熔點低的溫度下成型，并且成型后耐熱性(優選的是160 ~230°C下的耐熱性)優異。本發明的隔音材料由于在作為原料的氈中含有的未延伸熱塑性 樹脂在成型過程被結晶化，展示出與延伸熱塑性樹脂纖維相同的熔點，因此，耐熱性優異。 因此，本發明的隔音材料作為汽車用隔音材料是優選的，特別能夠優選地用在發動機、發動 機配管附近的約160~200°C的耐熱要求高的部位。
【附圖說明】
[0041] 圖1是從厚度方向觀察在實施例的下垂試驗中使用的隔音材料的俯視圖。
[0042] 圖2是示出了實施例的下垂試驗時的隔音材料設置方法的圖。
[0043] 符號說明
[0044] 1隔音材料
[0045] 2支撐件
【具體實施方式】
[0046] [氈]
[0047] 本發明的氈是含有10質量％以上、90質量％以下紡紗時的延伸率低的（以下，稱為 "未延伸"）熱塑性樹脂纖維而成，其厚度為0.05mm以上、100mm以下，單位面積重量（日語:面 重量)是50g/m 2以上、2kg/m2以下。
[0048] 本發明的氈是使未延伸熱塑性樹脂纖維縮絨后的氈狀材料。氈狀材料優選被用作 隔音材料的成型材料。
[0049](未延伸熱塑性樹脂纖維）
[0050] 本發明的氈中含有的未延伸熱塑性樹脂纖維是包含在熱塑性樹脂的制造過程中 未延伸的熱塑性樹脂、即非結晶的熱塑性樹脂的纖維。與此相對，延伸熱塑性樹脂纖維使用 在制造過程中被熱延伸、結晶化后的熱塑性樹脂。
[0051] 延伸熱塑性樹脂纖維（包含被延伸后的熱塑性樹脂的纖維）具有高熔點，與此相 對，未延伸熱塑性樹脂纖維在60~80°C具有玻璃轉化溫度，能夠從80°C起利用熱壓等進行 成型。另外，在對未延伸熱塑性樹脂纖維進行成型后，熱塑性樹脂被結晶化，變成表現出與 延伸熱塑性樹脂纖維相同的熔點，因此耐熱性優異。
[0052] 例如，聚對苯二甲酸乙二酯纖維通常被在80~100 °C下延伸3~5倍，并結晶化，因 此具有約254°C的熔點。與此相對，未延伸聚對苯二甲酸乙二酯纖維由于將延伸控制在約1 ~1.5倍，因此，熱塑性樹脂成為非結晶狀態，具有約80 °C的玻璃轉化溫度，具有對熱不穩定 的性狀，但是通過在80°C以上的溫度下成型，從而促進聚對苯二甲酸乙二酯的結晶化。在成 型后，具有熔點約254°C的結晶化聚對苯二甲酸乙二酯的性狀，成為高耐熱性的材料，不發 生在80°C~254°C的溫度下軟化這樣的可逆反應。需要說明的是，如上所述，在本發明中， "未延伸"不僅包含延伸處理完全未實施的狀況，也包含被延伸成不結晶化的程度。
[0053] 作為未延伸熱塑性樹脂纖維，優選未延伸聚酯纖維、未延伸聚酰胺纖維、未延伸丙 烯酸纖維、未延伸聚烯烴纖維等，從耐熱性的觀點考慮，更優選未延伸聚酯纖維。
[0054] 作為未延伸聚酯纖維，例如，可以列舉:未延伸聚對苯二甲酸乙二酯(PET)纖維、未 延伸聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)纖維、未延伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纖維、未延伸聚對 苯二甲酸環己二甲醇酯(PCT)纖維、未延伸聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)纖維、未延伸聚萘二 甲酸丙二醇酯(PTN)纖維等，特別優選未延伸聚對苯二甲酸乙二酯(PET)纖維。
[0055]本發明的氈含有10質量％以上、90質量％以下未延伸熱塑性樹脂纖維，但更優選 是含有20質量％以上、80質量％以下未延伸熱塑性樹脂纖維而成。另外，本發明的氈更優選 是含有50質量％以上、80質量％以下未延伸熱塑性樹脂纖維而成。
[0056]本發明的氈中含有的未延伸熱塑性樹脂纖維能夠使用通過熔體紡絲等公知的制 造方法制造的纖維。
[0057]為了耐熱性提尚、剛性提尚、制造成本降低等，本發明的毯也可以含有除未延伸熱 塑性樹脂纖維以外的成分。
[0058] 作為本發明的氈也可以含有的除未延伸熱塑性樹脂纖維以外的成分，可以列舉： 無機纖維、延伸熱塑性樹脂纖維、低熔點纖維、天然纖維等。優選這些除未延伸熱塑性樹脂 纖維以外的成分相對于氈的總質量而含有10質量％以上、90質量％以下。
[0059] 作為無機纖維，優選玻璃纖維、石棉、鋁纖維、碳纖維或者礦物纖維（玄武巖等），更 優選玻璃纖維。
[0060] 在本發明的氈含有無機纖維的情況下，無機纖維的含量相對于氈的總質量，優選 為10質量％以上、90質量％以下，在尋求高溫化的形狀保持性時，優選為20質量％以上、50 質量％以下。
[0061] 本發明的氈優選含有未延伸熱塑性纖維樹脂為50質量％以上、80質量％以下，還 含有無機纖維為20質量％以上、50質量％以下。
[0062] 作為延伸熱塑性樹脂纖維，優選被延伸后的、聚酯纖維、聚酰胺纖維、丙烯酸纖維、 聚烯烴纖維等，更優選聚酯纖維。作為聚酯纖維，例如可以列舉:聚對苯二甲酸乙二酯(PET) 纖維、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)纖維、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纖維、聚對苯二甲酸環己 二甲醇酯(PCT)纖維、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)纖維、聚萘二甲酸丙二醇酯(PTN)纖維等， 特別優選市場規模大、容易獲得的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)纖維。
[0063] 在本發明的氈含有延伸熱塑性樹脂纖維的情況下，延伸熱塑性樹脂纖維的含量相 對于氈的總質量，優選為10質量％以上、90質量％以下，更優選20質量％以上、50質量％以 下。
[0064] 作為低熔點纖維，優選低熔點聚酯纖維、組合纖維、聚烯烴纖維。
[0065] 在本發明的氈含有低熔點纖維的情況下，低熔點纖維的含量相對于氈的總質量， 優選為10質量％以上、90質量％以下，更優選20質量％以上、50質量％以下。
[0066] 作為天然纖維，優選棉花、麻、黃麻、羊毛、絲綢。
[0067] 在本發明的氈含有天然纖維的情況下，天然纖維的含量相對于氈的總質量，優選 為10質量％以上、90質量％以下，更優選20質量％以上、50質量％以下。
[0068]本發明的氈優選是單層的氈。
[0069] 另外，本發明的氈優選是能夠對賦予設計性和其他功能后的無紡布進行復合的 氈。
[0070] 本發明的氈能夠使用未延伸熱塑性樹脂纖維通過公知的方法進行氈化，從而制 造。作為氈的制造方法，例如可以列舉以下方法，用干式法或濕式法，由未延伸熱塑性樹脂 纖維制成絨（日語：7!)-只），為了使氈的操作性提高，利用針刺法（日語：二一 法)或水刺法（日語:水流絡合法），將纖維間結合的方法。另外，除未延伸熱塑性樹脂纖維以 外的成為可以與未延伸熱塑性樹脂纖維一并混合、氈化，也可以在將未延伸熱塑性樹脂纖 維氈化之后添加。
[0071] [隔音材料]
[0072] 本發明的隔音材料是對上述氈進行成型而制造的。
[0073] 對于本發明的隔音材料，作為原料的氈中含有的未延伸熱塑性樹脂在成型過程被 結晶化，使其展示出與延伸熱塑性樹脂纖維相同的熔點，因此耐熱性(優選的是160°C~230 °C下的耐熱性)優異。因此，本發明的隔音材料優選被用作汽車用隔音材料特別優選被用作 發動機艙用隔音材料。例如對含有未延伸聚酯樹脂纖維的氈進行成型而得到的隔音材料在 使用環境為160 °C至200 °C的用途中是有效的。
[0074] 在制造本發明的隔音材料時，對氈進行成型時的溫度能夠是氈中含有的未延伸熱 塑性樹脂纖維的玻璃轉化溫度以上，能夠在比相同的熱塑性樹脂的延伸熱塑性樹脂纖維的 熔點低的溫度下成型。因此，本發明的隔音材料從制造所需的設備、制造成本的觀點考慮也 優異。
[0075] 在使用了含有例如未延伸聚酯樹脂纖維的氈的情況下，成型溫度優選為80°C以 上、200°C以下。
[0076] 作為本發明的氈的成型方法，能夠應用熱壓成型中的成型方法。
[0077]本發明的隔音材料的厚度優選為0.05mm以上、100mm以下，單位面積重量優選為 50g/m2以上、2kg/m2以下。特別優選厚度為1mm以上、低于10mm，單位面積重量為500g/m 2以 上、低于 1600g/m2。
[0078] 另外，本發明的隔音材料也可以是對層疊體進行成型而制造的，該層疊體是將對 上述氈賦予設計性和其他功能后的無紡布復合后的層疊體。
[0079] 實施例
[0080] 以下，列舉實施例，對本發明進行具體的說明。當然，本發明不限于以下的實施例。
[0081] [氈的制作]
[0082] 使下述表1所示的材料以下述表1所示的配合比率混合，利用絨線中的空氣鋪網 (air-laid)、針刺，制作毯。
[0083] 氈的厚度均調整為10mm。
[0084] 各氈的單位面積重量如下。
[0085] 氈1的單位面積重量：1000g/m2
[0086] 氈2的單位面積重量：1000g/m2
[0087] 氈3的單位面積重量：1000g/m2
[0088] 氈4的單位面積重量：1000g/m2
[0089] 氈5的單位面積重量：1000g/m2
[0090] 氈6的單位面積重量：1000g/m2
[0091]表1
[0093] 針對所使用的材料，如下所示。
[0094] ?未延伸PET纖維（纖維徑3.3dTex~5. 3dTex、長38~44mm)
[0095] ?玻璃纖維(纖維徑9wn、長50~75mm)
[0096] ?延伸PET纖維(纖維徑7.8dTex、長38mm)
[0097] ?低熔點PET纖維（將延伸PET纖維作為芯部、將熔點為110°C的PET作為鞘部的芯 鞘結構的纖維。纖維徑4.4dTex、長55mm)
[0098][隔音材料的制作]
[0099] 將長300mm、寬300mm的氈1~6分別試著用熱壓機成型為厚3mm的隔音材料。
[0100]成型條件如下所述。
[0101] 上下模具溫度:200 °C
[0102] 成型時間：90秒
[0103][成型確認]
[0104] 針對使用了氈1~6的成型品，確認能否成型為目標形狀，并使用游標卡尺確認厚 度方向、長度方向、寬方向的距離。
[0105] 關于氈1~4,能夠成型為與目標厚度同樣的隔音材料。
[0106] 關于氈5,在成型時發生收縮，長240mm、寬240mm，無法成型為目標隔音材料的形 狀。即，氈5不適合作為隔音材料的原料。
[0107]關于氈6,成型品的厚為8mm，無法壓縮到目標厚度，無法保持作為隔音材料的強 度，因此，不適合作為隔音材料的原料。
[0108][外觀變色程度]
[0109] 確認將作成的隔音材料1~4在170°C環境下放置500小時后、以及在200°C環境下 放置500小時后的外觀變色性。
[0110] 外觀變色性通過觀察顏色與初期相比的變化程度來進行確認。
[0111] 外觀變色程度示于表2。
[0112] [下垂試驗]
[0113] 使用作成的隔音材料1~4,通過下述方法進行下垂試驗。
[0114] 將圖1所示的厚3mm、長150mm、寬25mm的試驗片1，如圖2所示地，使用支撐件2以與 一端的距離為100mm的方式固定隔音材料1。測量試驗片的初期的最低高度(Li)、在170°C環 境下放置500小時后以及在200°C環境下放置500小時后的最低高度（L 2)，確認下垂量（A t) O
[0115] 下垂量（At)的測定使用式1進行。
[0116] 下垂量（At)=Li-Lr??式 1
[0117] 將下垂量示于表2。
[0118] [強度保持率]
[0119] 使用作成的隔音材料1~4,判斷耐熱后是否保持剛性，測定強度保持率。強度保持 率的測定以下述條件進行計算。
[0120] 使用圖1所示的厚3mm、長150mm、寬25mm的試驗片1，利用JIS-L-3204 7.4的方法， 確認試驗片的初期的拉伸強度(F〇)、170°C環境下放置500小時后試驗片的拉伸強度(FJ。 [0121]使用式2進行強度保持率（％)的計算。將強度保持率示于表2。
[0122][數1]
[0124][隔首性]
[0125]針對作成的隔音材料1~4,利用聲管（sound tube)，測定初期、170°C環境下放置 500小時后、200°C環境下放置500小時后的基于JIS-A-1405-2的吸音率。
[0126] 將垂直入射吸音率的結果（1詘2、2紐2、4詘幻示于表3。
[0127] 表2
[0129]表3
[0131] 產業實用性
[0132] 根據本發明，能夠提供在比具有高熔點（優選的是200°C以上的熔點）的粘合劑樹 脂纖維的熔點低的溫度下成型、并且成型后耐熱性(優選的是160~230°C下的耐熱性)優異 的隔音材料以及成為該隔音材料的原料的氈。對于本發明的隔音材料，在作為原料的氈中 含有的未延伸熱塑性樹脂在成型過程被結晶化，表現出與延伸熱塑性樹脂纖維相同的熔 點，因此耐熱性優異。因此，本發明的隔音材料優選作為汽車用隔音材料，特別能夠優選地 用在發動機、發動機配管附近的約160~200°C的耐熱要求高的部位。
[0133]詳細或參照特定實施方式地對本發明進行了說明，但本領域技術人員應該明了， 在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，能夠進行各種變更、修正。
【主權項】
1. 一種氈，其特征在于， 所述氈含有10質量％以上、90質量％以下的未延伸熱塑性樹脂纖維而成，所述氈的厚 度為0.05mm以上、100mm以下，單位面積重量為50g/m2以上、2kg/m2以下。2. 根據權利要求1所述的氈，其特征在于， 所述未延伸熱塑性樹脂纖維是未延伸聚酯纖維。3. 根據權利要求1或2所述的氈，其特征在于， 相對于氈的總質量，所述氈還含有90質量％以下的無機纖維、延伸熱塑性樹脂纖維、低 熔點纖維或天然纖維。4. 根據權利要求1~3中任一項所述的氈，其特征在于， 所述氈含有50質量％以上、80質量％以下的所述未延伸熱塑性纖維樹脂，還含有20% 質量以上、50 %質量以下的無機纖維。5. 根據權利要求1~4中任一項所述的氈，其特征在于， 所述氈是單層的氈。6. 根據權利要求1~5中任一項所述的氈，其特征在于， 所述氈是能夠將賦予設計性、其他功能后的無紡布復合的氈。7. -種隔音材料，是對權利要求1~6中任一項所述的氈進行成型而成的。8. 根據權利要求7所述的隔音材料，所述隔音材料被用于汽車。9. 一種隔首材料的制造方法，其特征在于，具有以下工序： 將權利要求1~6中任一項所述的氈，在比延伸熱塑性樹脂纖維的熔點低的溫度下，進 行成型，所述延伸熱塑性樹脂纖維包含與所述氈中含有的未延伸熱塑性纖維相同的熱塑性 樹脂。
【文檔編號】D04H1/4374GK105849327SQ201380081901
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2013年12月27日
【發明人】渡邊裕司, 湯本隆范, 新岡亞紗子
【申請人】日本特殊涂料株式會社