毡、隔音材料以及隔音材料的制造方法

摘要

本发明提供一种毡，是耐热性优异的隔音材料、并且能够在低温下对该隔音材料进行成型的毡，该毡是含有10％质量以上、90质量％以下未延伸热塑性树脂纤维而成，该毡的厚度为0.05mm以上、100mm以下，并且，单位面积重量为50g/m2以上、2kg/m2以下。

权利要求

1.一种隔音毡，其特征在于，

所述隔音毡含有10质量％以上、90质量％以下的未延伸聚酯纤维以及10质量％以上、

90质量％以下的包含与所述未延伸聚酯纤维相同的聚酯树脂的延伸聚酯纤维，所述隔音毡的厚度为1mm以上、10mm以下，单位面积重量为50g/m2以上、1600g/m2以下，未延伸包含延伸处理完全未实施、以及被延伸成不结晶化的程度，在比所述延伸聚酯纤维的熔点低的温度下进行成型。

2.根据权利要求1所述的隔音毡，其特征在于，相对于隔音毡的总质量，所述隔音毡还含有90质量％以下的无机纤维、低熔点纤维或天然纤维。

3.根据权利要求1或2所述的隔音毡，其特征在于，所述隔音毡含有50质量％以上、80质量％以下的所述未延伸聚酯纤维，还含有20％质量以上、50％质量以下的无机纤维。

4.根据权利要求1或2所述的隔音毡，其特征在于，所述隔音毡是单层的毡。

5.根据权利要求3所述的隔音毡，其特征在于，所述隔音毡是单层的毡。

6.根据权利要求1或2所述的隔音毡，其特征在于，所述隔音毡是赋予设计性、其他功能后的无纺布复合的毡。

7.根据权利要求3所述的隔音毡，其特征在于，所述隔音毡是赋予设计性、其他功能后的无纺布复合的毡。

8.根据权利要求4所述的隔音毡，其特征在于，所述隔音毡是赋予设计性、其他功能后的无纺布复合的毡。

9.根据权利要求5所述的隔音毡，其特征在于，所述隔音毡是赋予设计性、其他功能后的无纺布复合的毡。

10.一种隔音材料，是对权利要求1～9中任一项所述的隔音毡进行成型而成的。

11.根据权利要求10所述的隔音材料，所述隔音材料被用于汽车。

说明书

毡、隔音材料以及隔音材料的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及毡、将毡成型而成的隔音材料以及隔音材料的制造方法。

背景技术

[0002] 汽车中，通过在发动机舱、仪表部、天花板、地板部、后备箱等中安装各种隔音材料，以降低噪音。

[0003] 例如，专利文献1中记载了利用添加了由热塑性树脂纤维构成的粘合剂的蓬松性(bulkiness)毡，能够制造成型性和形状保持性优异的隔音材料。

[0004] 另外，在专利文献2中记载了利用复合材料制造耐热性优异且能在汽车的发动机舱中使用的吸音材料，该复合材料是将由单位面积质量(日语：目付)和堆密度在特定范围内的聚酯纤维构成的无纺布与由具有特定的通气性的聚酯纤维构成的表皮材料层叠而成。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本特开平5-132841号公报

[0008] 专利文献2：日本特开2012-24955号公报

发明内容

[0009] 发明欲解决的技术问题

[0010] 然而，例如近年来，在越来越多的汽车中，为了提高燃油效率，缩小发动机规模，而且为了提高输出，安装了增压器，但安装增压器会导致发动机的放热量上升，因此，需要提高隔音材料的耐热性，特别是在发动机舱中使用的隔音材料。

[0011] 另外，对于作为隔音材料原料而被使用的聚酯纤维等热塑性树脂纤维，在制造过程中被延伸，从而被结晶化，具有高熔点。因此，在将热塑性树脂纤维成型为隔音材料时，需要在熔点以上的温度下进行成型。

[0012] 为了在熔点以下的温度下成型，也有使用具有芯鞘结构的组合纤维的方法，该芯鞘结构中，将聚酯纤维等热塑性树脂纤维作为芯部，将熔点比该温度低的粘合剂树脂纤维作为鞘部，但是对该芯鞘结构的纤维进行成型而得到的毡通过低熔点的粘合剂而被结合，因此，作为隔音材料的耐热性差，难以在达到高温时的发动机舱内使用。

[0013] 例如，在使用由具有熔点为110℃的鞘部的组合纤维得到的毡作为隔音材料时，有可能在110℃以上的温度下成型，而在110℃以上的环境下，粘合剂树脂纤维软化，无法保持纤维彼此之间的粘合性，难以维持隔音材料的形状。

[0014] 即使使用了例如200℃以上的高熔点的粘合剂，也需要能够在高温下成型的设备，在设备耐久性、成本的方面仍是困难的。

[0015] 而且，由热固化毡形成的隔音材料如果长时间暴露在160℃以上的温度，那么会发生由烧焦而引起的纤维分解、由于用作粘合剂的热固化树脂的脆化而引起的强度降低，隔音材料容易发生折断、断裂，因此，难以在达到高温的发动机附近使用。

[0016] 因此，正在寻求能够在比具有高熔点(优选的是200℃以上的熔点)的粘合剂树脂纤维的熔点低的温度下成型、且成型后能够成为耐热性(优选的是160～230℃下的耐热性)优异的隔音材料的毡。

[0017] 本发明的课题是提供一种毡，该毡能够在比具有高熔点(优选的是200℃以上的熔点)的粘合剂树脂纤维的熔点低的温度下成型，并且在成型后能够成为耐热性(优选的是160～230℃下的耐热性)优异的隔音材料。

[0018] 用于解决问题的技术方案

[0019] 上述课题能够通过以下构成解决。

[0020] (1)

[0021] 一种毡，含有10质量％以上、90质量％以下的未延伸热塑性树脂纤维而成，所述毡的厚度为0.05mm以上、100mm以下，单位面积重量为50g/m2以上、2kg/m2以下。

[0022] (2)

[0023] 根据上述(1)所述的毡，所述未延伸热塑性树脂纤维是未延伸聚酯纤维。

[0024] (3)

[0025] 根据上述(1)或(2)所述的毡，相对于毡的总质量，所述毡还含有90质量％以下的无机纤维、延伸热塑性树脂纤维、低熔点纤维或天然纤维。

[0026] (4)

[0027] 根据上述(1)～(3)中任一项所述的毡，所述毡含有50质量％以上、80质量％以下所述未延伸热塑性树脂纤维，还含有20％质量以上、50％质量以下无机纤维。

[0028] (5)

[0029] 根据上述(1)～(4)中任一项所述的毡，所述毡是单层的毡。

[0030] (6)

[0031] 根据上述(1)～(5)中任一项所述的毡，所述毡是能够将赋予设计性、其他功能后的无纺布复合的毡。

[0032] (7)

[0033] 一种隔音材料，是对上述(1)～(6)中任一项所述的毡进行成型而成。

[0034] (8)

[0035] 根据上述(7)所述的隔音材料，所述隔音材料被用于汽车。

[0036] (9)

[0037] 一种隔音材料的制造方法，具有以下工序：

[0038] 将上述(1)～(6)中任一项所述的毡，在比包含与所述毡中含有的未延伸热塑性纤维相同的热塑性树脂的延伸热塑性树脂纤维的熔点低的温度下，进行成型。

[0039] 发明效果

[0040] 根据本发明，能够提供一种隔音材料，该隔音材料能够在比具有高熔点(优选的是200℃以上的熔点)的粘合剂树脂的熔点低的温度下成型，并且成型后耐热性(优选的是160～230℃下的耐热性)优异。本发明的隔音材料由于在作为原料的毡中含有的未延伸热塑性树脂在成型过程被结晶化，展示出与延伸热塑性树脂纤维相同的熔点，因此，耐热性优异。
因此，本发明的隔音材料作为汽车用隔音材料是优选的，特别能够优选地用在发动机、发动机配管附近的约160～200℃的耐热要求高的部位。

附图说明

[0041] 图1是从厚度方向观察在实施例的下垂试验中使用的隔音材料的俯视图。

[0042] 图2是示出了实施例的下垂试验时的隔音材料设置方法的图。

具体实施方式

[0043] [毡]

[0044] 本发明的毡是含有10质量％以上、90质量％以下纺纱时的延伸率低的(以下，称为“未延伸”)热塑性树脂纤维而成，其厚度为0.05mm以上、100mm以下，单位面积重量(日语：面重量)是50g/m2以上、2kg/m2以下。

[0045] 本发明的毡是使未延伸热塑性树脂纤维缩绒后的毡状材料。毡状材料优选被用作隔音材料的成型材料。

[0046] (未延伸热塑性树脂纤维)

[0047] 本发明的毡中含有的未延伸热塑性树脂纤维是包含在热塑性树脂的制造过程中未延伸的热塑性树脂、即非结晶的热塑性树脂的纤维。与此相对，延伸热塑性树脂纤维使用在制造过程中被热延伸、结晶化后的热塑性树脂。

[0048] 延伸热塑性树脂纤维(包含被延伸后的热塑性树脂的纤维)具有高熔点，与此相对，未延伸热塑性树脂纤维在60～80℃具有玻璃转化温度，能够从80℃起利用热压等进行成型。另外，在对未延伸热塑性树脂纤维进行成型后，热塑性树脂被结晶化，变成表现出与延伸热塑性树脂纤维相同的熔点，因此耐热性优异。

[0049] 例如，聚对苯二甲酸乙二酯纤维通常被在80～100℃下延伸3～5倍，并结晶化，因此具有约254℃的熔点。与此相对，未延伸聚对苯二甲酸乙二酯纤维由于将延伸控制在约1～1.5倍，因此，热塑性树脂成为非结晶状态，具有约80℃的玻璃转化温度，具有对热不稳定的性状，但是通过在80℃以上的温度下成型，从而促进聚对苯二甲酸乙二酯的结晶化。在成型后，具有熔点约254℃的结晶化聚对苯二甲酸乙二酯的性状，成为高耐热性的材料，不发生在80℃～254℃的温度下软化这样的可逆反应。需要说明的是，如上所述，在本发明中，“未延伸”不仅包含延伸处理完全未实施的状况，也包含被延伸成不结晶化的程度。

[0050] 作为未延伸热塑性树脂纤维，优选未延伸聚酯纤维、未延伸聚酰胺纤维、未延伸丙烯酸纤维、未延伸聚烯烃纤维等，从耐热性的观点考虑，更优选未延伸聚酯纤维。

[0051] 作为未延伸聚酯纤维，例如，可以列举：未延伸聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维、未延伸聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纤维、未延伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维、未延伸聚对苯二甲酸环己二甲醇酯(PCT)纤维、未延伸聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)纤维、未延伸聚萘二甲酸丙二醇酯(PTN)纤维等，特别优选未延伸聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维。

[0052] 本发明的毡含有10质量％以上、90质量％以下未延伸热塑性树脂纤维，但更优选是含有20质量％以上、80质量％以下未延伸热塑性树脂纤维而成。另外，本发明的毡更优选是含有50质量％以上、80质量％以下未延伸热塑性树脂纤维而成。

[0053] 本发明的毡中含有的未延伸热塑性树脂纤维能够使用通过熔体纺丝等公知的制造方法制造的纤维。

[0054] 为了耐热性提高、刚性提高、制造成本降低等，本发明的毡也可以含有除未延伸热塑性树脂纤维以外的成分。

[0055] 作为本发明的毡也可以含有的除未延伸热塑性树脂纤维以外的成分，可以列举：无机纤维、延伸热塑性树脂纤维、低熔点纤维、天然纤维等。优选这些除未延伸热塑性树脂纤维以外的成分相对于毡的总质量而含有10质量％以上、90质量％以下。

[0056] 作为无机纤维，优选玻璃纤维、石棉、铝纤维、碳纤维或者矿物纤维(玄武岩等)，更优选玻璃纤维。

[0057] 在本发明的毡含有无机纤维的情况下，无机纤维的含量相对于毡的总质量，优选为10质量％以上、90质量％以下，在寻求高温化的形状保持性时，优选为20质量％以上、50质量％以下。

[0058] 本发明的毡优选含有未延伸热塑性树脂纤维为50质量％以上、80质量％以下，还含有无机纤维为20质量％以上、50质量％以下。

[0059] 作为延伸热塑性树脂纤维，优选被延伸后的、聚酯纤维、聚酰胺纤维、丙烯酸纤维、聚烯烃纤维等，更优选聚酯纤维。作为聚酯纤维，例如可以列举：聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维、聚对苯二甲酸环己二甲醇酯(PCT)纤维、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)纤维、聚萘二甲酸丙二醇酯(PTN)纤维等，特别优选市场规模大、容易获得的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维。

[0060] 在本发明的毡含有延伸热塑性树脂纤维的情况下，延伸热塑性树脂纤维的含量相对于毡的总质量，优选为10质量％以上、90质量％以下，更优选20质量％以上、50质量％以下。

[0061] 作为低熔点纤维，优选低熔点聚酯纤维、组合纤维、聚烯烃纤维。

[0062] 在本发明的毡含有低熔点纤维的情况下，低熔点纤维的含量相对于毡的总质量，优选为10质量％以上、90质量％以下，更优选20质量％以上、50质量％以下。

[0063] 作为天然纤维，优选棉花、麻、黄麻、羊毛、丝绸。

[0064] 在本发明的毡含有天然纤维的情况下，天然纤维的含量相对于毡的总质量，优选为10质量％以上、90质量％以下，更优选20质量％以上、50质量％以下。

[0065] 本发明的毡优选是单层的毡。

[0066] 另外，本发明的毡优选是能够对赋予设计性和其他功能后的无纺布进行复合的毡。

[0067] 本发明的毡能够使用未延伸热塑性树脂纤维通过公知的方法进行毡化，从而制造。作为毡的制造方法，例如可以列举以下方法，用干式法或湿式法，由未延伸热塑性树脂纤维制成绒(日语：フリース)，为了使毡的操作性提高，利用针刺法(日语：ニードルパンチ法)或水刺法(日语：水流絡合法)，将纤维间结合的方法。另外，除未延伸热塑性树脂纤维以外的成为可以与未延伸热塑性树脂纤维一并混合、毡化，也可以在将未延伸热塑性树脂纤维毡化之后添加。

[0068] [隔音材料]

[0069] 本发明的隔音材料是对上述毡进行成型而制造的。

[0070] 对于本发明的隔音材料，作为原料的毡中含有的未延伸热塑性树脂在成型过程被结晶化，使其展示出与延伸热塑性树脂纤维相同的熔点，因此耐热性(优选的是160℃～230℃下的耐热性)优异。因此，本发明的隔音材料优选被用作汽车用隔音材料特别优选被用作发动机舱用隔音材料。例如对含有未延伸聚酯树脂纤维的毡进行成型而得到的隔音材料在使用环境为160℃至200℃的用途中是有效的。

[0071] 在制造本发明的隔音材料时，对毡进行成型时的温度能够是毡中含有的未延伸热塑性树脂纤维的玻璃转化温度以上，能够在比相同的热塑性树脂的延伸热塑性树脂纤维的熔点低的温度下成型。因此，本发明的隔音材料从制造所需的设备、制造成本的观点考虑也优异。

[0072] 在使用了含有例如未延伸聚酯树脂纤维的毡的情况下，成型温度优选为80℃以上、200℃以下。

[0073] 作为本发明的毡的成型方法，能够应用热压成型中的成型方法。

[0074] 本发明的隔音材料的厚度优选为0.05mm以上、100mm以下，单位面积重量优选为50g/m2以上、2kg/m2以下。特别优选厚度为1mm以上、低于10mm，单位面积重量为500g/m2以上、低于1600g/m2。

[0075] 另外，本发明的隔音材料也可以是对层叠体进行成型而制造的，该层叠体是将对上述毡赋予设计性和其他功能后的无纺布复合后的层叠体。

[0076] 实施例

[0077] 以下，列举实施例，对本发明进行具体的说明。当然，本发明不限于以下的实施例。

[0078] [毡的制作]

[0079] 使下述表1所示的材料以下述表1所示的配合比率混合，利用绒线中的空气铺网(air-laid)、针刺，制作毡。

[0080] 毡的厚度均调整为10mm。

[0081] 各毡的单位面积重量如下。

[0082] 毡1的单位面积重量：1000g/m2

[0083] 毡2的单位面积重量：1000g/m2

[0084] 毡3的单位面积重量：1000g/m2

[0085] 毡4的单位面积重量：1000g/m2

[0086] 毡5的单位面积重量：1000g/m2

[0087] 毡6的单位面积重量：1000g/m2

[0088] 表1

[0089]

[0090] 针对所使用的材料，如下所示。

[0091] ·未延伸PET纤维(纤维径3.3dTex～5.3dTex、长38～44mm)

[0092] ·玻璃纤维(纤维径9μm、长50～75mm)

[0093] ·延伸PET纤维(纤维径7.8dTex、长38mm)

[0094] ·低熔点PET纤维(将延伸PET纤维作为芯部、将熔点为110℃的PET作为鞘部的芯鞘结构的纤维。纤维径4.4dTex、长55mm)

[0095] [隔音材料的制作]

[0096] 将长300mm、宽300mm的毡1～6分别试着用热压机成型为厚3mm的隔音材料。

[0097] 成型条件如下所述。

[0098] 上下模具温度：200℃

[0099] 成型时间：90秒

[0100] [成型确认]

[0101] 针对使用了毡1～6的成型品，确认能否成型为目标形状，并使用游标卡尺确认厚度方向、长度方向、宽方向的距离。

[0102] 关于毡1～4，能够成型为与目标厚度同样的隔音材料。

[0103] 关于毡5，在成型时发生收缩，长240mm、宽240mm，无法成型为目标隔音材料的形状。即，毡5不适合作为隔音材料的原料。

[0104] 关于毡6，成型品的厚为8mm，无法压缩到目标厚度，无法保持作为隔音材料的强度，因此，不适合作为隔音材料的原料。

[0105] [外观变色程度]

[0106] 确认将作成的隔音材料1～4在170℃环境下放置500小时后、以及在200℃环境下放置500小时后的外观变色性。

[0107] 外观变色性通过观察颜色与初期相比的变化程度来进行确认。

[0108] 外观变色程度示于表2。

[0109] [下垂试验]

[0110] 使用作成的隔音材料1～4，通过下述方法进行下垂试验。

[0111] 将图1所示的厚3mm、长150mm、宽25mm的试验片7，如图2所示地，使用支撑件8以与一端的距离为100mm的方式固定试验片7。测量试验片的初期的最低高度(L1)、在170℃环境下放置500小时后以及在200℃环境下放置500小时后的最低高度(L0)，确认下垂量(Δt)。

[0112] 下垂量(Δt)的测定使用式1进行。

[0113] 下垂量(Δt)＝L1-L0…式1

[0114] 将下垂量示于表2。

[0115] [强度保持率]

[0116] 使用作成的隔音材料1～4，判断耐热后是否保持刚性，测定强度保持率。强度保持率的测定以下述条件进行计算。

[0117] 使用图1所示的厚3mm、长150mm、宽25mm的试验片7，利用JIS-L-32047.4的方法，确认试验片的初期的拉伸强度(F0)、170℃环境下放置500小时后试验片的拉伸强度(F1)。

[0118] 使用式2进行强度保持率(％)的计算。将强度保持率示于表2。

[0119] [数1]

[0120]

[0121] [隔音性]

[0122] 针对作成的隔音材料1～4，利用声管(sound tube)，测定初期、170℃环境下放置500小时后、200℃环境下放置500小时后的基于JIS-A-1405-2的吸音率。

[0123] 将垂直入射吸音率的结果(1kHz、2kHz、4kHz)示于表3。

[0124] 表2

[0125]

[0126]

[0127] 表3

[0128]

[0129] 产业实用性

[0130] 根据本发明，能够提供在比具有高熔点(优选的是200℃以上的熔点)的粘合剂树脂纤维的熔点低的温度下成型、并且成型后耐热性(优选的是160～230℃下的耐热性)优异的隔音材料以及成为该隔音材料的原料的毡。对于本发明的隔音材料，在作为原料的毡中含有的未延伸热塑性树脂在成型过程被结晶化，表现出与延伸热塑性树脂纤维相同的熔点，因此耐热性优异。因此，本发明的隔音材料优选作为汽车用隔音材料，特别能够优选地用在发动机、发动机配管附近的约160～200℃的耐热要求高的部位。

[0131] 详细或参照特定实施方式地对本发明进行了说明，但本领域技术人员应该明了，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够进行各种变更、修正。