(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱繊維の含量が３０乃至１００重量％の第１不織布と、前記第１不織布と同じ層に位置し、不織布内部の３次元形状を維持する形態で含まれているバインダーを含む内部吸遮音層と、
耐熱繊維の含量が３０乃至１００重量％の第２不織布からなる外部吸遮音層と、
を含み、
前記内部吸遮音層の一面又は両面に前記外部吸遮音層が積層されたことを特徴とする吸遮音材。
【請求項２】
前記内部吸遮音層と外部吸遮音層との間の積層は、接着剤、熱、又は圧力によって行われることを特徴とする請求項１に記載の吸遮音材。
【請求項３】
前記外部吸遮音層の一方の面に接着剤を塗布し、前記接着剤が塗布された面を内部吸遮音層に接触して積層されたことを特徴とする請求項１に記載の吸遮音材。
【請求項４】
前記接着剤は、第１不織布に含まれているバインダーであることを特徴とする請求項３に記載の吸遮音材。
【請求項５】
前記接着剤は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の吸遮音材。
【請求項６】
前記第１不織布又は第２不織布を構成する耐熱繊維は、限界酸素指数（ＬＯＩ）が２５％以上であり、耐熱温度が１５０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載の吸遮音材。
【請求項７】
前記耐熱繊維は、アラミド繊維、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）繊維、酸化されたポリアクリロニトリル（ＯＸＩ−ＰＡＮ）繊維、ポリイミド（ＰＩ）繊維、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維、ポリケトン（ＰＫ）繊維、金属繊維、炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、シリカ繊維、又はセラミック繊維から選択される１種以上であることを特徴とする請求項６に記載の吸遮音材。
【請求項８】
前記耐熱繊維はアラミド繊維であることを特徴とする請求項７に記載の吸遮音材。
【請求項９】
前記第１不織布又は第２不織布は、繊度が１乃至１５デニールのアラミド繊維からなり、厚さが３乃至２０ｍｍの単一層の不織布であることを特徴とする請求項１に記載の吸遮音材。
【請求項１０】
前記第１不織布又は第２不織布は、密度が１００乃至２０００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の吸遮音材。
【請求項１１】
前記不織布は、密度が２００乃至１２００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１０に記載の吸遮音材。
【請求項１２】
前記内部吸遮音層は、単一層又は多層で構成されることを特徴とする請求項１に記載の吸遮音材。
【請求項１３】
前記内部吸遮音層に含まれたバインダーは、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の吸遮音材。
【請求項１４】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項５又は１３に記載の吸遮音材。
【請求項１５】
前記エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＢジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡＤジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、ポリオキシプロピレンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルポリマー、ホスファゲンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、及びｏ−クレゾールノボラックエポキシ樹脂から選択された１種以上であることを特徴とする請求項１４に記載の吸遮音材。
【請求項１６】
前記吸遮音材は、適用対象の立体構造形状に成形されることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の吸遮音材。
【請求項１７】
前記吸遮音材は、自動車用であることを特徴とする請求項１６に記載の吸遮音材。
【請求項１８】
請求項１に記載の吸遮音材の製造方法であって、
ａ）耐熱繊維の含量が３０乃至１００重量％の第１不織布をバインダー溶液に含浸する段階と、
ｂ）含浸された第１不織布を乾燥して内部吸遮音層（１）を形成する段階と、
ｃ）耐熱繊維の含量が３０乃至１００重量％の第２不織布を前記内部吸遮音層（１）の一面又は両面に積層して外部吸遮音層（２’，２”）を形成する段階と、
を含んでなることを特徴とする吸遮音材の製造方法。
【請求項１９】
前記ｃ）段階の後に、形成された前記吸遮音層を高温で成形する段階（ｄ段階）を更に含んでなることを特徴とする請求項１８に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２０】
前記ｂ）段階の乾燥は、７０乃至２００℃の温度で行い、乾燥して形成された前記内部吸遮音層には、不織布１００重量部に対してバインダーが１乃至３００重量部含まれることを特徴とする請求項１８に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２１】
前記ｃ）段階での積層は、接着剤、熱、又は圧力によって行われることを特徴とする請求項１８に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２２】
前記第２不織布の一方の面に接着剤を塗布し、接着剤が塗布された面を前記内部吸遮音層に接触して積層されることを特徴とする請求項２１に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２３】
前記接着剤は、前記第１不織布に含まれているバインダーであることを特徴とする請求項２２に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２４】
前記接着剤は熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項２３に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２５】
前記第１不織布又は第２不織布を構成する耐熱繊維は、限界酸素指数（ＬＯＩ）が２５％以上であり、耐熱温度が１５０℃以上であることを特徴とする請求項１８に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２６】
前記耐熱繊維は、アラミド繊維、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）繊維、酸化されたポリアクリロニトリル（ＯＸＩ−ＰＡＮ）繊維、ポリイミド（ＰＩ）繊維、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維、ポリケトン（ＰＫ）繊維、金属繊維、炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、シリカ繊維、及びセラミック繊維から選択された１種以上であることを特徴とする請求項２５に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２７】
前記耐熱繊維は、繊度が１乃至１５デニール及び原糸の長さが２０乃至１００ｍｍのアラミド繊維であることを特徴とする請求項２５に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２８】
前記第１不織布又は第２不織布は、厚さが３乃至２０ｍｍで、密度が１００乃至２０００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１８に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２９】
前記第１不織布又は第２不織布は、繊度が１乃至１５デニールのアラミドの耐熱繊維をニードルパンチして形成されたもので、厚さが３乃至２０ｍｍのアラミド不織布であることを特徴とする請求項２８に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３０】
前記不織布は、アップ−ダウンニードル、ダウン−アップニードル、アップ−ダウンニードルを連続して行って形成されることを特徴とする請求項２９に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３１】
前記不織布は、ニードルストローク３０乃至３５０回／ｍ２で形成されることを特徴とする請求項２９に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３２】
前記バインダー溶液は、バインダー１乃至６０重量％、硬化剤０．１乃至１０重量％、触媒０．０１乃至５重量％、添加剤１乃至４０重量％、及び残量の溶媒からなることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３３】
前記バインダー溶液は、バインダー１乃至３０重量％、硬化剤０．１乃至１０重量％、触媒０．０１乃至５重量％、難燃剤１乃至３０重量％、及び溶媒４０乃至９５重量％からなることを特徴とする請求項３２に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３４】
前記バインダーは、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項３３に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３５】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項２４又は３４に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３６】
前記エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＢジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡＤジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、ポリオキシプロピレンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルポリマー、ホスファゲンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡノボラックエポキシ、フェノールノボラックエポキシ樹脂、及びｏ−クレゾールノボラックエポキシ樹脂から選択された１種以上であることを特徴とする請求項３５に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３７】
前記吸遮音材は、自動車用であることを特徴とする請求項１８から３１，３３，３４、及び３６のうち何れか１項に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３８】
ｉ）騒音を誘発する装置の立体構造を確認する段階と、
ｉｉ）前記装置の立体構造と一部分又は全体が一致するように前記請求項１から１３のうちの何れか１項に記載の吸遮音材を製作及び成形する段階と、
ｉｉｉ）前記吸遮音材を前記装置に隣接させる段階と、
を含むことを特徴とする騒音誘発装置の騒音低減方法。
【請求項３９】
前記装置は、モータ、エンジン又は排気系であることを特徴とする請求項３８に記載の騒音誘発装置の騒音低減方法。
【請求項４０】
前記隣接は、騒音誘発装置に密着させて締結するか、騒音誘発装置から一定の距離をおいて設置するか、又は騒音誘発装置に適用する部品として成形して適用することを特徴とする請求項３９に記載の騒音誘発装置の騒音低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形性及び外観に優れた吸遮音材及びその製造方法に関するもので、より詳しくは、耐熱繊維を主成分とする第１不織布と、前記第１不織布内部の３次元形状を維持する形態で第１不織布内部に均一に分布されているバインダーからなる内部吸遮音層１と、耐熱繊維を主成分とする第２不織布からなる外部吸遮音層２’，２”と、で構成され、前記外部吸遮音層は、内部吸遮音層の一面又は両面に積層される構造を有することで、吸音性、難燃性、耐熱性、遮熱性、及び高温成形性に優れ、特に外部吸遮音層が形成されていることによって、成形工程中に金型にバインダーがついて成形品の表面の外観を悪くする可能性のない吸遮音材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業の高度発達に伴い、人間にとって不要な騒音が生じ、その騒音による被害の程度がますます増加している。そのため、多様な騒音防止対策が提案されている。このような騒音防止対策の一環として、防音、吸音、又は遮音機能を持つ新たな素材の吸遮音材を開発しようとする研究が盛んである。
【０００３】
吸遮音材が要求される産業分野は、エアコン、冷蔵庫、洗濯機、芝刈り機などの電気製品分野、自動車、船舶、航空機などの輸送機器分野、又は壁材、床材などの建築材料分野などが代表的である。その他にも色々な産業分野で吸遮音材の使用が要求されている。
通常、産業分野に適用される吸遮音材は、吸音性以外にも適用用途によって軽量化、難燃性、耐熱性、断熱性が更に要求される。特に、２００℃以上の高温が維持されるエンジン又は排気系などに適用される吸遮音材は、難燃性及び耐熱性が更に要求される。現在、耐熱性に優れた吸遮音材の素材としてはアラミド繊維が注目を浴びている。
【０００４】
また、吸遮音材に難燃性、撥水性などの機能性を付与するために、アラミド繊維が含まれた不織布と機能性表皮材が積層された構造の吸音材が多数開発されている。
例えば、特許文献１では、耐熱性アラミド短繊維とポリエステル熱可塑性短繊維が交絡している不織布層と、アラミド短繊維からなる湿式不織布と、からなる表皮材層が積層された難燃性吸音材を開示している。
【０００５】
また、特許文献２では、耐熱性アラミド短繊維又はアラミド短繊維とポリエステル熱可塑性短繊維を混繊した不織布層と、撥水剤をもって処理した表皮材層と、が積層された撥水性吸音材を開示している。
また、特許文献３では、耐熱性アラミド繊維で構成された不織布層と、耐熱性アラミド繊維を含む繊維シートからなる表皮材層が積層された耐熱性吸音材と、を開示している。
【０００６】
前記従来技術に開示されている吸音材は、不織布の片面に難燃性、撥水性などの機能性を付与するために表皮材層を別途に積層した構造であり、前記不織布層と表皮材層の２つの層を一体化するための熱圧工程を更に行わなければならない。従って、前記一体化工程を更に行うことによって、工程が複雑になり、煩わしいだけでなく、熱圧工程中に、添加剤として含まれた難燃剤、撥水剤などが燃焼して有毒ガスを排出することもあり、また、熱圧により不織布の内部構造が変形して吸音性を低下させる要因にもなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国公開特許公報第２００７−３３３１０号
【特許文献２】日本公開特許公報第２００７−３９８２６号
【特許文献３】日本公開特許公報第２００８−２９５２２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術の問題点を解決するために、本発明者らは吸遮音材として吸音性、難燃性、耐熱性、遮熱性はもちろん、成形性及び表面の外観も優れた、新たな吸遮音材の素材を開発するために長期間研究してきた。その結果、複雑な３次元の迷路構造による不定形の通気孔が形成された不織布の内部にバインダーが浸透して通気孔を塞ぐことなく、不織布内部の３次元形状を維持したまま硬化させることによって、不織布の吸音性などを始め、物性を改善する効果と、バインダーの硬化過程中に所望の形状に成形可能となる効果と、そして成形中に第１不織布に含浸されているバインダーが成形品の表面に漏出することを防止する効果と、が同時に得られる、新たな吸遮音材を開発することで本発明を完成するに至った。
【０００９】
従って、本発明は、吸音性、難燃性、耐熱性、遮熱性に優れることはもちろん、耐熱繊維からなる不織布に含浸されたバインダーが硬化する過程中に、所望の形状に成形することが可能となり、また、外部吸遮音層が形成されているため、成形品の外観に優れるだけでなく、成形を繰り返しても金型が汚染するのを低減することができる吸遮音材を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、耐熱繊維からなる第１不織布をバインダーに含浸させて乾燥することによって、内部吸遮音層を製造する段階、及び耐熱繊維からなる第２不織布を前記内部吸遮音層の一面又は両面に積層させる段階を含む吸遮音材の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記吸遮音材を騒音発生装置に適用して騒音を低減させる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第１不織布と、前記第１不織布と同じ層に位置して不織布内部の３次元形状を維持する形態で含まれているバインダーを含む内部吸遮音層１と、耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第２不織布からなる外部吸遮音層２’，２”と、を含み、前記内部吸遮音層１の一面又は両面には前記外部吸遮音層２’，２”が積層された構造の吸遮音材をその特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、ａ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第１不織布をバインダー溶液に含浸する段階と、ｂ）含浸された第１不織布を乾燥して内部吸遮音層１を形成する段階と、ｃ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第２不織布を前記内部吸遮音層１の一面又は両面に積層して外部吸遮音層２’，２”を形成する段階と、を含む吸遮音材の製造方法をその特徴とする。
【００１３】
また、本発明では、ｉ）騒音を誘発する装置の立体構造を確認する段階と、ｉｉ）前記装置の立体構造と一部又は全部が一致するように前記吸遮音材を製作及び成形する段階と、ｉｉｉ）前記吸遮音材を前記騒音誘発装置に隣接させる段階と、を含む騒音誘発装置の騒音低減方法をその特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の吸遮音材は耐熱繊維からなる第１不織布にバインダーが含浸されていることで、吸音性、難燃性、耐熱性、遮熱性に優れると同時に前記バインダーによって吸遮音材の立体的形状を実現することができる。
【００１５】
また、本発明の吸遮音材は、内部吸遮音層の一面又は両面に第２不織布からなる外部吸遮音層が積層されていることで、成形中に内部吸遮音層に含まれたバインダーが表面に漏出する虞がないため、成形品の外観に優れ、金型を汚染させることがない。
【００１６】
また、本発明の吸遮音材は、バインダー溶液中に機能性添加剤を更に含んで製造した場合、吸遮音材に機能性を付与するための別途の表皮材を積層しなくても良いという工程上の有利な長所がある。
また、本発明の吸遮音材は、吸音性以外にも難燃性、耐熱性及び遮熱性が同時に向上するため、２００℃以上の高温が維持される騒音装置に適用しても吸遮音材が変形又は変成することがない。
【００１７】
また、本発明の吸遮音材は、バインダーとして熱硬化性樹脂を用いた場合、熱硬化性樹脂の硬化過程中に所望の形状に成形可能である。具体的には、吸遮音材を製造する高温成形過程では、熱硬化性樹脂の硬化と共に成形を行うようになり、工程単純化効果が得られる。
また、本発明の吸遮音材を構成する不織布として耐熱繊維を用いるため、バインダーとして熱硬化性樹脂を用いても熱硬化過程中に生じる反応熱による不織布の熱変形がない。
【００１８】
従って、本発明の吸遮音材は、エアコン、冷蔵庫、洗濯機、芝刈り機などの電気製品分野、自動車、船舶、航空機などの輸送機器分野、又は壁材、床材などの建築材料分野などを始め、防音、吸音又は遮音が要求される分野における吸遮音材として効果的である。本発明の吸遮音材は２００℃以上の高温が維持される騒音誘発装置に吸遮音材として効果的である。
【００１９】
特に、本発明の吸遮音材を自動車分野に適用する場合、自動車のエンジン及び排気系などのような騒音誘発装置に密着させて締結するか、又は騒音誘発装置から一定の距離をおいて設置するか、又は騒音誘発装置に適用される部品として成形して適用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の吸遮音材の断面構造を概略的に示す図面である。（Ａ）は、バインダーが均一に含浸されている第１不織布の一面に、バインダーが含浸されていない第２不織布を接着層を隔てて積層した吸遮音材の断面構造である。（Ｂ）は、バインダーが均一に含浸されている第１不織布の両面に、バインダーが含浸されていない第２不織布２つを接着層を隔てて積層した吸遮音材の断面構造である。
【図２】バインダーに含浸される前後の第１不織布に対する電子顕微鏡写真  （×３００）である。（Ａ）は、バインダーに含浸される前の第１不織布の写真、（Ｂ）は、第１不織布１００重量部を基準としてバインダーが２０重量部含浸された不織布の写真、（Ｃ）は、第１不織布１００重量部を基準としてバインダーが５０重量部含浸された不織布の写真である。
【図３】吸遮音材を部品として成形して自動車の騒音誘発装置に適用させた例を示す概略図である。（Ａ）は、自動車エンジンに適用される吸遮音材を成形した写真、（Ｂ）は、吸遮音材を自動車のエンジンの一部に装着した例を示す写真である。
【図４】吸遮音材を自動車の騒音誘発装置から一定の距離を置いて設置して適用した例を示す概略図である。（Ａ）は、自動車の車体下部に適用される吸遮音材を成形した写真、（Ｂ）は、吸遮音材を自動車の車体下部に付着した例を示す写真である。
【図５】不織布の密度による吸遮音材の吸音性能を比較したグラフである。
【図６】アルミニウム遮熱板と本発明の吸遮音材の遮熱性能を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、成形性及び外観に優れた吸遮音材及びその製造方法に関するものである。本発明の吸遮音材は、吸音性、難燃性、耐熱性、遮熱性に優れ、耐熱繊維である不織布と同じ層に位置するバインダーを用いて所望の立体的形状に成形することができるのみまらず、成形工程中に金型でバインダーが表面に漏出して成形品の外観を悪くする虞もないという点にその優秀性がある。
【００２２】
本発明の一様態によれば、本発明は、耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第１不織布と、前記第１不織布と同じ層に位置し不織布内部の３次元形状を維持する形態で含まれているバインダーを含む内部吸遮音層１と、耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第２不織布からなる外部吸遮音層２’，２”と、を含み、内部吸遮音層１の一面又は両面に、前記外部吸遮音層２’，２”が積層された吸遮音材をその特徴とする。
【００２３】
本発明の好ましい実施例によれば、内部吸遮音層と外部吸遮音層との間の積層は、接着剤、熱、又は圧力によって行われるのである。
本発明の好ましい実施例によれば、第２不織布の一面に接着剤を塗布し、接着剤が塗布された面を内部吸遮音層に接触して積層される。
【００２４】
本発明の好ましい実施例によれば、前記内部吸遮音層と外部吸遮音層との間の積層のために使用する接着剤が、第１不織布に含まれたバインダーから選択される。
本発明の好ましい実施例によれば、前記接着剤が熱硬化性樹脂から選択される。
本発明の好ましい実施例によれば、前記耐熱繊維は限界酸素指数（ＬＯＩ）が２５％以上であり、耐熱温度が１５０℃以上である。
【００２５】
また、本発明の好ましい実施例によれば、前記耐熱繊維がアラミド繊維、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）繊維、酸化されたポリアクリロニトリル（ＯＸＩ−ＰＡＮ）繊維、ポリイミド（ＰＩ）繊維、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維、ポリケトン（ＰＫ）繊維、金属繊維、炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、シリカ繊維、及びセラミック繊維から選択された１種以上である。
【００２６】
また、本発明の更に好ましい実施例によれば、前記耐熱繊維がアラミド繊維である。
また、本発明の好ましい実施例によれば、前記第１不織布又は第２不織布は、繊度１〜１５デニールの繊維からなり、厚さが３〜２０ｍｍの単一層のアラミド繊維不織布である。
また、本発明の好ましい実施例によれば、前記第１不織布又は第２不織布の密度が１００〜２０００ｇ／ｍ２である。
【００２７】
また、本発明の更に好ましい実施例によれば、前記第１不織布又は第２不織布の密度が２００〜１２００ｇ／ｍ２である。
また、本発明の好ましい実施例によれば、前記内部吸遮音層は、１つの層で構成された単一層の構造であるか、又は２以上の内部吸遮音層が積層された多層構造である。
【００２８】
また、本発明の好ましい実施例によれば、前記バインダーは、熱硬化性樹脂である。
また、本発明の更に好ましい実施例によれば、前記熱硬化性樹脂は、第１不織布の内部構造内に３次元網状構造を形成できるエポキシ樹脂である。
【００２９】
また、本発明の更に好ましい実施例によれば、前記エポキシ樹脂がビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＢジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡＤジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、ポリオキシプロピレンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルポリマー、ホスファゲンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、及びｏ−クレゾールノボラックエポキシ樹脂から選択された１種以上のエポキシ樹脂である。
【００３０】
本発明による吸遮音材の構造を図１及び図２に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明による吸遮音材の断面構造を概略的に示す図面である。図１の（Ａ）は、第１不織布とバインダーとを含む内部吸遮音層１の一面に、第２不織布が接着層を隔てて積層されて外部吸遮音層２’を形成する構造の吸遮音材の断面である。図１の（Ｂ）は、第１不織布とバインダーを含む内部吸遮音層１の両面に、第２不織布２つを接着層を隔てて積層して外部吸遮音層２’，２”を形成する構造の吸遮音材の断面である。
【００３１】
また、図２は、バインダーに含浸される前後の第１不織布に対する電子顕微鏡写真（×３００）である。
図２の（Ａ）は、バインダーに含浸される前の第１不織布の内部構造を示す電子顕微鏡写真であって、耐熱繊維の原糸が交絡して不定形通気孔が形成されていることが分かる。図２の（Ｂ）と（Ｃ）は、前記第１不織布にバインダーを含浸させた後の電子顕微鏡写真であって、耐熱繊維の原糸に全体的にバインダーが微細に分布して付着していることが分かり、バインダーの含量が増加すると、原糸の表面には更に多量のバインダーが含まれることを確認することができる。
【００３２】
本発明が吸遮音材を製造するために使用する第１不織布又は第２不織布は、その製造方法により異なるが、繊維が３次元的に無秩序に配列されている。従って、不織布内部の気孔構造は、それぞれ独立している毛細管チューブの束が形成されるというよりは、規則又は不規則な繊維配列によって３次元的に連結された非常に複雑な迷路構造（ｌａｂｙｒｉｎｔｈ  ｓｙｓｔｅｍ）を形成する。即ち、本発明が使用する不織布は、耐熱繊維を含む原糸が粗く構造で交差することによって、不規則に通気孔（ｍｉｃｒｏ  ｃａｖｉｔｙ）が形成されている。
【００３３】
前記不織布をバインダーに含浸すると、耐熱繊維を含む不織布の原糸の表面にバインダーが微細に、かつ全体的に均一に分布して付着することによって、含浸前の不織布に比べて、更に微細な大きさの通気孔が形成される。不織布の内部構造中に更に微細な通気孔が形成されるということは、騒音の共鳴性が増加することを意味し、それによって吸遮音の特性が向上することを意味する。この際、用いられるバインダーがそれ自体で３次元の網状構造を形成して硬化する場合、不織布の内部には更に多くの微細通気孔が形成されるため、吸遮音の特性を更に向上させることができる。
【００３４】
従って、本発明の吸遮音材は、不織布にバインダーが均一に浸透して不織布の本来の３次元形状を維持し、そしてバインダーの硬化によって、微細通気孔（Ｍｉｃｒｏ  ｖｅｎｔｉｌａｔｏｒ）が更に多く形成されるため、騒音が伝播されると不織布内で更に多く、多様な騒音の共鳴を形成することで、騒音の消滅効果が増加し、騒音の消滅効率性が増大化して吸音性能が非常に改善される。
【００３５】
前記図２の電子顕微鏡写真に示すように、本発明の内部吸遮音層には、不織布を構成する耐熱繊維の原糸の表面にバインダーが均一に分散、分布している。
このような内部構造を有する本発明による吸遮音材については、各構成成分を中心に具体的に説明すれば、下記の通りである。
【００３６】
本発明では、第１不織布又は第２不織布を構成する主な繊維として耐熱繊維を用いる。耐熱繊維は、高温及び超高熱条件で耐えることができる、耐久性に優れた素材であれば何れでもよい。具体的には、耐熱繊維は、限界酸素指数（ＬＯＩ）が２５％以上で、耐熱温度が１５０℃以上のものを用いる。好ましくは、前記耐熱繊維として限界酸素指数（ＬＯＩ）が２５〜８０％で、耐熱温度が１５０〜３０００℃のものを用いる。特に好ましくは、耐熱繊維として限界酸素指数（ＬＯＩ）が２５〜７０％で、耐熱温度が２００〜１０００℃のものを用いる。また、耐熱繊維は繊度が１〜１５デニール、好ましくは１〜６デニールで、原糸の長さは２０〜１００ｍｍ、好ましくは４０〜８０ｍｍのものを用いることが好ましい。
【００３７】
前記耐熱繊維として、当分野で通常的に呼ばれる「スーパー繊維」を用いることができる。スーパー繊維は、具体的には、アラミド繊維、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）繊維、酸化されたポリアクリロニトリル（ＯＸＩ−ＰＡＮ）繊維、ポリイミド（ＰＩ）繊維、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維、ポリケトン（ＰＫ）繊維、金属繊維、炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、シリカ繊維、又はセラミック繊維から選択された１種以上の繊維を含むことができる。
【００３８】
本発明では、耐熱繊維として好ましくはアラミド繊維を使用する。具体的には、本発明では耐熱繊維としてメタ−アラミド、パラ−アラミド、又はこれらを混合して使用することができる。本発明で不織布の原糸として用いるアラミド繊維は、繊度１〜１５デニール、好ましくは１〜６デニールである。原糸の長さは、２０〜１００ｍｍ、好ましくは、４０〜８０ｍｍであることが好ましい。原糸の長さが短すぎるとニードルパンチ時の原糸の交絡が難しくなって不織布の結束力が弱くなり、原糸の長さが長すぎると不織布の結束力は向上するが、カーディング（ｃａｒｄｉｎｇ）時の原糸の移送が円滑でなくなるという問題がある。
【００３９】
アラミド繊維は、ベンゼン環のような芳香族環がアミド結合によって結合された構造を形成する芳香族ポリアミド繊維である。脂肪族ポリアミド（例えば、ナイロン）と区別するために、芳香族ポリアミド繊維を「アラミド（Ａｒａｍｉｄｅ）」という。アラミド繊維は、芳香族ポリアミド紡糸（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ  ｓｐｉｎｎｉｎｇ）により製造し、芳香族環に結合されたアミド結合位置によってメタ−アラミド（ｍ−Ａｒａｍｉｄ）とパラ−アラミド（ｐ−Ａｒａｍｉｄ）とに分けられる。
【００４０】
【化１】
0006276861.tif 000002
（一般式１）
【００４１】
【化２】
0006276861.tif 000003
（一般式２）
【００４２】
一般式（１）で表されるメタ−アラミド（ｍ−Ａｒａｍｉｄ）は、塩化イソフタロイル（Ｉｓｏｐｈｔｈａｌｏｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）とメタ−フェニレンジアミン（ｍ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｄｉａｍｉｎｅ）をジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）溶媒に溶かして乾式紡糸により製造される。メタ−アラミドは、屈曲性高分子構造によって破断伸度が２２〜４０％で比較的高く、染色が可能なものであるため、繊維化する場合に効果的である。このようなメタ−アラミドは、ノーメックス（ＮｏｍｅｘＴＭ、ＤｕＰｏｎｔ社）又はコーネックス（ＣｏｎｅｘＴＭ、Ｔｅｉｊｉｎ社）という商品名で市販されている。
【００４３】
前記一般式（２）で表されるパラ−アラミド（ｐ−Ａｒａｍｉｄ）は、塩化テレフタロイル（Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｏｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）とパラ−フェニレンジアミン（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｄｉａｍｉｎｅ）をＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に溶かして湿式紡糸により製造される。パラ−アラミドは、線形高配向の分子構造によって高強度の特性を持つが、メタ−アラミドに比べて３〜７倍程度高価であるため、補強材や保護材などとして用いられる。また、パラ−アラミドは、耐化学性が強く、熱収縮が低く、形態安定性に優れ、切断強度が高く、耐炎性（Ｆｌａｍｅ  ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）と自己消火性（Ｓｅｌｆ  ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈ）を有する。このようなパラ−アラミドは、ケブラー（ＫｅｖｌａｒＴＭ、ＤｕＰｏｎｔ社）、トワロン（ＴｗａｒｏｎＴＭ、Ｔｅｉｊｉｎ社）、又はテクノーラ（ＴｅｃｈｎｏｒａＴＭ、Ｔｅｉｊｉｎ社）という商品名で市販されている。
【００４４】
前記アラミドは、フィラメント（Ｆｉｌａｍｅｎｔ）、ステープル（ｓｔａｐｌｅ）、糸（ｙａｒｎ）などの製品として提供されており、強度補強素材（変圧器、モータなど）、絶縁素材（絶縁ペーパー、絶縁テープなど）、耐熱性繊維（消防福、防火手袋など）、及び高温用フィルタなどに用いられている。
本発明の吸遮音材を構成する不織布は、実質的には耐熱繊維を原糸として使用することを特徴としているが、不織布の原価低減、軽量化、機能性の付与などのために、耐熱繊維の原糸に他の繊維を更に含んで製造した不織布も本発明の範囲に属する。具体的には、本発明の不織布は、耐熱繊維を原糸として製造したものであるが、耐熱繊維だけでできた不織布に限定されることはない。本発明の不織布に含まれた耐熱繊維の原糸の含量を限定すると、不織布の重さを基準として耐熱繊維が３０〜１００重量％、更に好ましくは６０〜１００重量％である。
【００４５】
また、本発明の吸遮音材を構成する内部吸遮音層には、前記不織布と同じ層に位置して不織布内部の３次元形状を維持する形態で含まれているバインダーを含む。従って、本発明は、前記バインダーとして不織布内部の３次元形状を維持できる素材のバインダーであれば何れでもよい。前記「不織布内部の３次元形状を維持する形態」とは、不織布にバインダーが含浸されると、バインダーが不織布繊維の原糸の表面に全体的に均一に分布された状態で付着され、不定形の通気孔構造を維持又は更に形成することで、不織布の本来の３次元内部形状を維持することを意味する。
【００４６】
一般的に、バインダーは、２つの素材間の接着又は接合のために用いられる材料を称するが、本発明のバインダーは、耐熱繊維からなる不織布に含浸された材料を称する。
このように不織布に含浸されるバインダーとして様々な素材が適用される。先ず、バインダー素材として熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を考慮することができる。
【００４７】
熱可塑性樹脂に代表されるポリアミド系樹脂は、耐熱繊維に代表されるアラミド繊維と同様に結晶性極性基を持っている。そのため、熱可塑性耐熱繊維からなる不織布に熱可塑性バインダーが含浸されると、これらが互いに類似した結晶性極性基によって面接触が行われ、これら接触部には固い境界層が形成されて不織布の通気孔を部分的に塞ぐようになる。即ち、耐熱繊維からなる不織布に含浸されるバインダーに熱可塑性樹脂を使用すると、不織布の通気孔が部分的に詰まって吸音性能が低減する。一方、通気孔が詰まると、通常は遮音性能が向上すると予測されるが、遮断された騒音は不織布内部で消滅することではなく、他の経路で伝えられるため、熱可塑性バインダーの含浸による遮音性能の向上も期待することができない。また、無機系耐熱繊維からなる不織布に熱可塑性バインダーを含浸させた場合、これらの間の接着力が弱いため、別途の接着性添加剤を使用しなければならない。
【００４８】
一方、熱硬化性バインダーは、熱可塑性耐熱繊維と比較すると、全く異なる物理化学的特性を有する異質の素材である。そのため、熱可塑性耐熱繊維からなる不織布に熱硬化性バインダーが含浸されると、これらの異質特性のため、線接触による境界層が形成され、不織布の通気孔が開かれたまま存在する。即ち、耐熱繊維からなる不織布に含浸されるバインダーとして熱硬化性樹脂を使用すると、不織布内部の３次元形状の維持が可能となる。従って、本発明では前記バインダーとして好ましくは熱硬化性樹脂を使用することができる。
【００４９】
また、熱硬化性樹脂は、光、熱又は硬化剤によって硬化する特性と、高温条件でもその形状が変形しない特性を持っている。従って、本発明は、耐熱繊維と熱硬化性バインダーを特定条件で構成することで、成形後に高温条件でも成形された形状をずっと維持できる効果が得られる。よって、不織布に含浸されるバインダーに熱硬化性樹脂を使用すると、樹脂の硬化過程中に所望の形態に成形できるだけでなく、高温条件でも成形された形状を維持するというさらなる効果を期待することができる。
【００５０】
上述したように、耐熱繊維からなる不織布に含浸するバインダーとして熱硬化性樹脂を使用すると、不織布内部の３次元形状を維持する効果以外に、バインダー樹脂の硬化反応中に所望の形状への成形が可能となる効果も期待することができる。
エポキシ樹脂は、熱硬化性樹脂の一種類で、硬化時に３次元的網状構造を有する高分子物質として硬化する特性がある。従って、エポキシ樹脂は、不織布の内部構造内に浸透して硬化する時、それ自体の網状構造の形成による、又他の通気孔を形成するため、不織布内部でより多い微細通気孔が形成され、吸音性能は更に向上できるようになる。
【００５１】
また、前記硬化反応が硬化剤の存在下で行われると、より発達した３次元網状構造を形成できるため、吸音効果は更に向上される。具体的には、エポキシ樹脂内のエポキシ基又はヒドロキシ基と、硬化剤内のアミノ基、カルボン酸基などの官能基が互いに反応して共有結合により架橋を形成して３次元的網状高分子を形成することになる。この際、硬化剤は、硬化反応を促進させる触媒として作用するだけでなく、反応に直接関与してエポキシ樹脂の分子内に連結される。従って、硬化剤の選択により、通気孔の大きさ及び物性を調節することができる。
【００５２】
前記エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＢジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡＤジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、ポリオキシプロピレンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルポリマー、ホスファゲンジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡノボラックエポキシ、フェノールノボラックエポキシ樹脂、ｏ−クレゾールノボラックエポキシ樹脂などから選択された１種以上を使用することができる。前記エポキシ樹脂としてエポキシ当量が７０〜４００範囲のものを使用することが更に好ましい。その理由は、エポキシ当量が足りないと、３次元網状構造を形成するための分子間の結合力が低いか、耐熱繊維の接着力が低くなって吸遮音材の物性を低下させる要因になり得る。反面、エポキシ当量が高すぎると、極端に高密度の網状構造を形成して吸音性が低下することがある。
【００５３】
また、本発明では、バインダーに熱硬化性樹脂を使用する場合、熱硬化剤をバインダー溶液に共に含んで使用してもよい。前記硬化剤は、バインダーに結合された官能基としてエポキシ群又はヒドロキシ群と反応しやすい官能基を有する化合物を使用することが良い。このような硬化剤としては、脂肪族アミン、芳香族アミン、酸無水物、ウレア、アミド、イミダゾールなどが挙げられる。
【００５４】
前記硬化剤を具体的に例示すると、ジエチルトルエンジアミン（ＤＥＴＤＡ）、ジアミノジフェニルスルホン（ＤＤＳ）、三フッ化ホウ素モノエチルアミン（ＢＦ３ＭＥＡ）、ジアミノシクロヘキサン（ＤＡＣＨ）、メチルテトラヒドロフタル酸無水物（ＭＴＨＰＡ）、メチル−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無水物（ＮＭＡ）、ジシアンジアミド（Ｄｉｃｙ）、２−エチル−４−メチル−イミダゾールから選択された１種以上を挙げることができる。更に好ましくは硬化剤として脂肪族アミン類又はアミド類を挙げられ、これらは比較的架橋性に優れ、耐薬品性、耐候性も非常に高い。最も好ましくは架橋性、難燃性、耐熱性、貯蔵安定性、加工性などを考慮してジシアンジアミド（Ｄｉｃｙ）が挙げられる。ジシアンジアミドは、融点が２００℃以上と高く、エポキシ樹脂に配合された後にも貯蔵安定性に優れるため、硬化及び成形するまで十分な作業時間を確保することができる。
【００５５】
また、本発明は、バインダーに用いられる熱硬化性樹脂の硬化を促進させる触媒を使用してもよい。前記触媒は、ウレア、ジメチルウレア、第４級ＤＢＵのテトラフェニルホウ酸塩、第４級臭化ホスホニウムなどから選択される１種以上を挙げることができる。前記触媒は、バインダーが含まれている溶液と共に使用してもよい。
【００５６】
また、本発明は、吸遮音材に機能性を付与するために、様々の添加剤、例えば、難燃剤、耐熱向上剤、撥水剤などを使用することができる。前記添加剤は、バインダー溶液に含んで使用することができるため、吸遮音材に機能性を付与するための別途の表皮材を積層しなくても良い。
【００５７】
前記難燃剤としては、メラミン類、リン酸塩、金属水酸化物などが挙げられる。前記難燃剤は、具体的にメラミン、メラミンシアヌレート、ポリリン酸メラミン、ホスファゲン、及びポリリン酸アンモニウムから選択された１種以上が挙げられる。更に好ましくは、難燃剤としてメラミン類を使用し、これによって難燃性と耐熱性を同時に向上させる効果が得られる。
【００５８】
前記耐熱向上剤としては、アルミナ、シリカ、タルク、クレー、ガラス粉末、ガラス繊維、金属粉末などが挙げられる。
前記撥水剤としては、フルオロ系などから選択された１種以上が挙げられる。
その他にも当分野で通常的に使われている添加剤を目的に合わせて選択して使用することができる。
【００５９】
上述したように、内部吸遮音層を用いて本発明の吸遮音材を構成するに当たって、前記内部吸遮音層は１つの層で構成された単一層の構造に適用されてもよく、又は２つ以上の内部吸遮音層が積層された多層の構造に適用されてもよい。吸遮音材の全体的な厚さを調節するために、又は吸遮音性を高めるために、内部吸遮音層は、単層又は多層の形態に形成することができ、本発明では内部吸遮音層が単層又は多層の構造に形成されることについては、特に制約はない。
【００６０】
また、本発明の吸遮音材は、前記内部吸遮音層の一面又は両面に、耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第２不織布からなる外部吸遮音層が積層されている。前記外部吸遮音層が内部吸遮音層の外面に積層されていることによって、成形過程中に内部吸遮音層に含まれたバインダーが表面に漏出して成形品の外観を悪くするか、又は繰り返して成形する間にバインダーによって金型が汚染されるという危険を防止することができる。
【００６１】
前記外部吸遮音層を積層するためには、層間に接着剤が含まれた接着層を設計して接着によって積層してもよく、又は熱、圧力などによって積層してもよい。
接着剤を用いて積層する場合は、例えば、前記第２不織布の一面に接着剤を塗布し、前記接着剤が塗布された面を内部吸遮音層に面接触して積層することができる。この際、用いられる接着剤は、当分野で通常的に用いられる接着剤であれば何れもよい。本発明が内部吸遮音層に含浸して使用するバインダーも接着特性を持っているため、前記バインダーから選択された１種以上を接着剤として用いてもよい。前記バインダーを接着剤として用いる場合、好ましくは熱硬化性樹脂を用いるが、その理由は成形中に加えられた熱によって硬化する特性があるため、強力な接着効果が期待されるからである。前記接着剤として、最も好ましくはエポキシ樹脂が挙げられる。また、接着剤の使用量は、本発明では特に制限はなく、層間の接着のために許される含量範囲内で適宜に調節可能である。
【００６２】
本発明の他の様態によれば、本発明は、ａ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第１不織布をバインダー溶液に含浸する段階と、ｂ）前記含浸された第１不織布を乾燥して内部吸遮音層１を形成する段階と、ｃ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第２不織布を前記内部吸遮音層１の一面又は両面に積層して外部吸遮音層２’，２”を形成する段階と、を含む吸遮音材の製造方法をその特徴とする。
【００６３】
本発明による吸遮音材の製造方法を、各段階別に具体的に説明すれば下記の通りである。
ａ）段階は、耐熱繊維からなる第１不織布を、バインダー溶液に含浸する段階である。
【００６４】
本発明では、前記第１不織布をバインダーに含浸して吸音及び遮音特性を改善することはもちろん、所望の形状の吸遮音材を成形できるようにする。第１不織布を含浸するバインダー溶液は、バインダー樹脂以外にも硬化剤、触媒、通常の添加剤、及び溶媒を含む。バインダー溶液に含まれるバインダー、硬化剤、触媒、及び通常の添加剤は、上述した通りである。また、バインダー溶液の製造時に用いられる溶媒は、ケトン類、カーボネイト類、アセテート類、又はセロソルブ類などから選択された１種以上が挙げられる。前記溶媒は、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、ジメチルカーボネイト（ＤＭＣ）、エチルアセテート、ブチルアセテート、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、又はブチルセロソルブから選択された１種以上が挙げられる。
【００６５】
具体的には、本発明で用いられるバインダー溶液は。好ましくはバインダー１〜６０重量％と残量の溶媒とを含む。本発明で用いられるバインダー溶液に、更に硬化剤、触媒を始め、その他の添加剤を含んで使用してもよい。この場合、バインダー溶液は、バインダー１〜６０重量％、硬化剤０．１〜１０重量％、触媒０．０１〜５重量％、添加剤１〜４０重量％、及び残量の溶媒を含む。更に好ましくは、バインダー溶液は、バインダー１〜３０重量％、硬化剤０．１〜１０重量％、触媒０．０１〜５重量％、添加剤としての難燃剤１〜３０重量％、及び溶媒４０〜９５重量％を含む。
【００６６】
本発明のバインダー溶液は、その濃度の調節により、不織布に対する含浸程度を調節できるが、固形分の含量を基準として１〜６０重量％、更に好ましくは２０〜５０重量％の濃度で添加して使用することが良い。バインダー溶液の濃度が薄すぎると、不織布に含浸されるバインダーの含量が低くて本発明が目的とする効果を得ることができず、濃すぎると、不織布が固く硬化して吸遮音材としての機能を発揮することができない。
【００６７】
また、バインダー溶液に含まれる硬化剤の含量が低すぎると、バインダーの完全な硬化を期待できなく、所望の成形体に成形できないだけでなく、吸遮音材の機械的強度を改善する効果が不十分になり、硬化剤の含量が高すぎると、吸遮音材が固く硬化して貯蔵安定性が劣化することがある。また、触媒の含量が低すぎると、反応を促進させる程度が弱く、高すぎると、貯蔵安定性などが劣化することがある。また、添加剤は、難燃剤、耐熱向上剤、撥水剤などを始め、当分野で通常的に用いられる添加剤から選択された１種以上が挙げられる。これら添加剤は、添加使用目的によって適切に調節して使用され、その含量範囲が未満であれば添加効果が弱く、前記範囲を超えて使用することは経済性が落ち、かえって他の副作用を招くようになる。
【００６８】
ｂ）段階は、含浸された第１不織布を乾燥させて内部吸遮音層を形成する段階である。
本発明での乾燥は、バインダー溶液に含浸させた第１不織布を取り出して溶媒を除去する過程である。この際、適切な温度及び圧力を与えてもよい。具体的には、乾燥工程は、含浸された不織布を取り出して１〜２０ｋｇＦ／ｃｍ２の圧力で圧着して不織布内のバインダーの含量を調節する工程を含むことができる。また、乾燥工程は、含浸された不織布を取り出して７０〜２００℃の温度で加温して溶媒を蒸発させる工程を含むこともできる。また、乾燥工程は、含浸された不織布を取り出して１〜２０ｋｇＦ／ｃｍ２の圧力で圧着する工程と、７０〜２００℃の温度で加温して蒸発する工程と、を順次行うこともできる。
【００６９】
本発明の乾燥は、不織布内のバインダーの含量を調節する過程であって、吸遮音材の物性を調節する重要な過程である。即ち、乾燥後の不織布内に含まれるバインダーの含量は、吸遮音材の内部の通気孔の大きさ、形状、分布度を調節する重要な因子であって、これによって吸遮音材の吸音特性及び機械的特性が調節される。本発明では、前記乾燥過程で、不織布に含まれたバインダーの最終含量が不織布１００重量部を基準として１〜３００重量部、更に好ましくは３０〜１５０重量部の範囲に調節することができる。
【００７０】
ｃ）段階は、耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第２不織布を前記内部吸遮音層の一面又は両面に積層して外部吸遮音層を形成する段階である。具体的には、内部吸遮音層の一面又は両面に不織布からなる外部吸遮音層を積層することによって、成形過程中に、内部吸遮音層に含まれたバインダーが外表面に流れ出て成形品の外観を悪くするか、又は繰り返して成形する間にバインダーによって金型が汚染される危険を防止する。
【００７１】
前記積層は、接着によって積層してもよく、又は熱、圧力などによって積層してもよい。接着剤を用いて積層する場合は、例えば、前記外部吸遮音層の一面に接着剤を塗布し、前記接着剤が塗布された面を内部吸遮音層に接触して積層することができる。
一方、本発明の吸遮音材の製造方法は、更に、ｃ）段階の後に、積層されて形成された吸遮音材を高温で成形して吸遮音材を製造する段階（ｄ段階）を含む。
【００７２】
ｄ）段階を含む吸遮音材の製造方法は、具体的には、ａ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第１不織布をバインダー溶液に含浸する段階と、ｂ）含浸された第１不織布を乾燥して内部吸遮音層１を形成する段階と、ｃ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第２不織布を前記内部吸遮音層１の一面又は両面に積層して外部吸遮音層２’，２”を形成する段階と、ｄ）高温で成形して吸遮音材を製造する段階と、を含む。
【００７３】
前記ｄ）段階は、内部吸遮音層と外部吸遮音層を積層した後、高温で成形する段階である。高温成形過程は、熱硬化性バインダーの硬化反応も考慮した過程であって、その成形温度は１５０〜３００℃の範囲、より好ましくは、１７０〜２３０℃の温度範囲を維持する。
【００７４】
更に本発明は、ａ）段階の前に、耐熱繊維を用いてニードルパンチ工程によって第１不織布又は第２不織布を形成するａ−１）段階を含む吸遮音材の製造方法をその特徴とする。例えば、ａ−１）段階は、繊度が１〜１５デニールの耐熱繊維を用いて、ニードルパンチ工程によって厚さが３〜２０ｍｍの不織布を形成する段階である。
【００７５】
ａ−１）段階を含む本発明による吸遮音材の製造方法は、例えば、ａ−１）繊度が１〜１５デニールの耐熱繊維を用いて、ニードルパンチ工程によって厚さが３〜２０ｍｍの第１不織布又は第２不織布を形成する段階と、ａ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第１不織布をバインダー溶液に含浸する段階と、ｂ）前記含浸された第１不織布を乾燥して内部吸遮音層１を形成する段階と、ｃ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第２不織布を前記内部吸遮音層１の一面又は両面に積層して外部吸遮音層２’，２”を形成する段階と、を含む。
【００７６】
また、本発明によるａ−１）段階を含む吸遮音材の製造方法は、例えば、ａ−１）繊度が１〜１５デニールの耐熱繊維を用いてニードルパンチ工程によって、厚さが３〜２０ｍｍの第１不織布又は第２不織布を形成する段階と、ａ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第１不織布をバインダー溶液に含浸する段階と、ｂ）前記含浸された第１不織布を乾燥して内部吸遮音層１を形成する段階と、ｃ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の第２不織布を前記内部吸遮音層１の一面又は両面に積層して外部吸遮音層２’，２”を形成する段階と、ｄ）高温で成形して、吸遮音材を製造する段階と、を含んでなる。
【００７７】
本発明が内部吸遮音層及び外部吸遮音層に使用する不織布は、ニードルパンチ（Ｎｅｅｄｌｅ  Ｐｕｎｃｈｉｎｇ）工程により製造された耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の不織布である。不織布の厚さ及び密度の変化に応じて吸音性は変わるが、不織布の厚さ及び密度が大きいほど吸音性は増加すると予測される。
【００７８】
吸遮音材が適用される産業分野などを考慮すると、本発明では、第１不織布又は第２不織布の厚さは３〜２０ｍｍであることが好ましい。その理由は不織布の厚さが３ｍｍ未満では吸遮音材の耐久性と成形性を満足しにくく、厚さが２０ｍｍを超えると布地の製作及び加工時の生産性が低下し、原価が増加するという問題がある。また、不織布は、性能と原価とを両方とも考慮すると、密度が１００〜２０００ｇ／ｍ２、好ましくは２００〜１２００ｇ／ｍ２、より好ましくは３００〜８００ｇ／ｍ２であることが良い。
【００７９】
前記アラミド不織布は、カーディング（Ｃａｒｄｉｎｇ）により形成された３０〜１００ｇ／ｍ２ウェブを２〜１２層に積層して、第１アップ−ダウンプレニードル（Ｕｐ−ｄｏｗｎ  ｐｒｅｎｅｅｄｌｉｎｇ）、第２ダウン−アップニードル（Ｄｏｗｎ−ｕｐ  ｎｅｅｄｌｉｎｇ）、及び第３アップ−ダウンニードル（Ｕｐ−ｄｏｗｎ  ｎｅｅｄｌｉｎｇ）の連続工程により、必要な厚さの調節、必要な結束力の確保、及び必要な物性の実現のための物理的交絡を形成する。この時、ニードル（ｎｅｅｄｌｅ）は、ワーキングブレード（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｂｌａｄｅ）が０．５〜３ｍｍで、ニードルの長さ（クランクの外則（ｃｒａｎｋ  ｏｕｔｓｉｄｅ）からポイントまでの距離）が７０〜１２０ｍｍのかかり（Ｂａｒｂ）タイプのニードルを使用する。ニードルストロークは３０〜３５０回／ｍ２であることが好ましい。
【００８０】
更に好ましくは、不織布用原糸の繊度が１．５〜８．０デニール、パイル形成層の厚さが６〜１３ｍｍ、ニードルのストローク数が１２０〜２５０回／ｍ２、及び不織布の密度が３００〜８００ｇ／ｍ２であることが好ましい。
上述したような製造方法により製造された吸遮音材の内部構造は電子顕微鏡で確認することができる。電子顕微鏡写真から分かるように、本発明の吸遮音材の内部には１〜１００μｍの大きさを有する通気孔が分布しているが、これらの通気孔は、０．１〜５００μｍ間隔で規則的又は不規則的に分布していた。
【００８１】
本発明のまた他の様態によれば、本発明は、ｉ）騒音を誘発する装置の立体構造を確認する段階と、ｉｉ）前記装置の立体構造と一部又は全部が一致するように前記吸遮音材を製作及び成形する段階と、ｉｉｉ）前記吸遮音材を前記騒音誘発装置に隣接させる段階と、を含む騒音誘発装置の騒音低減方法を特徴とする。
【００８２】
前記装置は、モーター、エンジン、排気系などを始め、騒音を誘発する装置を意味し、本発明の装置が前記モーター、エンジン、排気系に限定されることはない。前記装置の立体構造と一部又は全部が一致するように製作して使用することができる。本発明の吸遮音材は、バインダーの硬化過程中に成形が可能であるという長所があるため、装置の立体構造と一部又は全部が一致するように吸遮音材を成形製作して使用することができる。
【００８３】
前記「隣接（ａｄｊａｃｅｎｔ）」とは、騒音誘発装置に密着させて締結するか、または騒音誘発装置から一定の距離をおいて設置するか、または騒音誘発装置に適用される部品として成形して適用することを意味する。また、本発明での隣接は、騒音誘発装置に結合された部材（例えば、他の吸遮音材）に更に装着することも含む。
【００８４】
図３及び図４には本発明の吸遮音材を自動車の騒音誘発装置に適用した代表例を概略的に示した。
図３は、吸遮音材を部品として成形して自動車の騒音誘発装置に適用した例を示す概略図であって、（Ａ）は自動車エンジンに適用される吸遮音材を成形した写真、（Ｂ）は吸遮音材を自動車のエンジンの一部に装着した例を示す写真である。
【００８５】
また、図４は、吸遮音材を自動車の騒音誘発装置から一定の距離を置いて設置して適用した例を示す概略図であって、（Ａ）は自動車の車体下部に適用される吸遮音材を成形した写真、（Ｂ）は吸遮音材を自動車の車体下部に付着した例を示す写真である。
【００８６】
以上、説明したように、本発明の吸遮音材は、不織布の内部３次元形状が維持されるようにバインダーが含浸されているもので、吸音性、難燃性、耐熱性、遮熱性に優れ、室温はもちろん、２００℃以上の高温が維持される騒音装置に直接適用しても、成形体の変形がほぼなく、本来の吸遮音の効能が得られる。また、バインダーが含浸されていない第２不織布からなる外部吸遮音層が吸遮音材の表面に積層されているため、成形過程中に内部吸遮音層に含まれたバインダーが漏出しても外部吸遮音層に全て含浸され、外表面には漏出することがないため、成形品の外観が良く、特にバインダーによって金型を汚染させる虞がなく、繰り返し成形しても外観が優れた成形品が得られる。
【００８７】
以下、本発明を実施例に基づいて、より詳細に説明するが、本発明が次の実施例によって限定されることはない。
【００８８】
［実施例］吸遮音材の製造
＜実施例１＞両面積層された吸遮音材の製造
（１）エポキシ樹脂に含浸されたアラミド第１不織布の製造
限界酸素指数（ＬＯＩ）４０％、耐熱温度３００℃、繊度２デニール、長さ５１ｍｍのメタ−アラミド短繊維に空気を吹き込んだ（Ａｉｒ  Ｂｌｏｗｉｎｇ）後、カーディングを用いて３０ｇ／ｍ２のウェブを形成した。形成されたウェブを水平ラッパーを用いて５  ｍ／ｍｉｎの生産速度でコンベアベルト上に１０重オーバーラップ積層して積層ウェブを形成した。積層ウェブは、ニードルのストローク数が１５０回／ｍ２となる条件でアップ−ダウンニードル、ダウン−アップニードル及びアップ−ダウンニードルを連続して行って密度３００ｇ／ｍ２及び厚さ６ｍｍのアラミド第１不織布を製造した。
【００８９】
（２）内部吸遮音層の製造
前記製造されたアラミド第１不織布を、バインダー溶液に１−ｄｉｐ  １−ｎｉｐ（Ｐｉｃｋ−ｕｐ  ３００％）で含浸した。この際、バインダー溶液は、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル８重量％、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルポリマー２重量％、ジシアンジアミド０．２重量％、ジメチルウレア０．０２重量％、メラミンシアヌレート１０重量％、ジメチルカーボネイト７９．７８重量％の組成を有する。
含浸された不織布をバインダー溶液から取り出してローラーを用いて８ｋｇＦ／ｃｍ２の圧力で圧着した後、１次乾燥オーブン（１００℃）、２次乾燥オーブン（１２０℃）、及び３次乾燥オーブン（１５０℃）を５ｍ／ｍｉｎの速度で通過させて乾燥した。乾燥された不織布１００重量部を基準としてバインダーの含量が５０重量部となるようにして内部吸遮音層を製造した。
【００９０】
（３）アラミド第２不織布の製造
限界酸素指数（ＬＯＩ）４０％、耐熱温度３００℃、繊度２デニール、長さ５１ｍｍのメタ−アラミド短繊維に空気を吹き込んだ（Ａｉｒ  Ｂｌｏｗｉｎｇ）後、カーディングを用いて３０ｇ／ｍ２のウェブを形成した。形成されたウェブを水平ラッパーを用いて５ｍ／ｍｉｎの生産速度でコンベアベルト上に１０重オーバーラップ積層して積層ウェブを形成した。積層ウェブは、ニードルのストローク数が１５０回／ｍ２となる条件でアップ−ダウンニードル、ダウン−アップニードル及びアップ−ダウンニードルを連続して行って密度１２０ｇ／ｍ２及び厚さ２ｍｍのアラミド第２不織布を製造した。
【００９１】
（４）両面積層された吸遮音材の製造
前記（３）で製造された第２不織布の一面に、接着剤の溶液によりグラビア処理し、５０℃で乾燥してフェルトを製造した。この際、接着剤溶液は、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル１６重量％、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルポリマー４重量％、ジシアンジアミド０．２重量％、ジメチルウレア０．０２重量％、ジメチルカーボネイト７９．７８重量％の組成を有する。
このようにして、製造したフェルト２個を、前記（２）段階で製造した内部吸遮音層の両面に、接着剤が塗布されたフェルト面が内部吸遮音層に当接するように積層し、２００℃の温度条件で２分間硬化（Ｃｕｒｉｎｇ）して所望の形状に成形した。
【００９２】
＜比較例１＞アラミド不織布からなる吸遮音材の製造
前記実施例１と同じニードルパンチ工程で密度３００ｇ／ｍ２及び厚さ６ｍｍのアラミド不織布を製造した。
＜比較例２＞エポキシ樹脂でコーティングされたアラミド不織布からなる吸遮音材の製造
前記実施例１と同じニードルパンチ工程で密度３００ｇ／ｍ２及び厚さ６ｍｍのアラミド不織布を製造した。そして、不織布の表面にエポキシ樹脂のコーティング量が不織布１００重量部を基準としてバインダーの含量が５０重量部となるようにコーティングして１５０℃で乾燥及び成形した。
【００９３】
不織布の表面へのコーティング溶液は、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル８重量％、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルポリマー２重量％、ジシアンジアミド０．２重量％、ジメチルウレア０．０２重量％、メラミンシアヌレート１０重量％、ジメチルカーボネート７９．７８重量％の組成を有する。
【００９４】
＜比較例３＞熱可塑性樹脂に含浸されたアラミド不織布からなる吸遮音材の製造
前記実施例１と同じニードルパンチ工程で密度３００ｇ／ｍ２及び厚さ６ｍｍのアラミド不織布を製造し、バインダー溶液に含浸し、乾燥及び成形した。
バインダー溶液は、ポリエチレン樹脂１０重量％、メラミンシアヌレート（Ｍｅｌａｍｉｎｅｃｙａｎｕｒａｔｅ）１０重量％、ジメチルカーボネイト（ＤＭＣ）８０重量％の組成を有する熱可塑性樹脂溶液を製造して使用した。
【００９５】
＜比較例４＞エポキシ樹脂に含浸されたＰＥＴ不織布からなる吸遮音材の製造
前記実施例１と同じニードルパンチ工程で密度３００ｇ／ｍ２及び厚さ６ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）不織布を製造し、バインダー溶液に含浸、乾燥及び成形した。
前記比較例４のＰＥＴ不織布は、エポキシ硬化過程で生じる反応熱によってＰＥＴ不織布が熱変形しはじめ、乾燥及び熱成形過程で完全に熱変形されてしまい、所望の形態に成形することができなかった。
【００９６】
［実験例］
＜吸遮音材の物性評価方法＞
吸遮音材の物性は下記の方法で測定して比較した。
１．耐熱性の評価
吸遮音材の耐熱性を評価するために耐熱オーブンで２６０℃の温度条件で３００時間老化させ、標準状態（温度２３±２℃、相対湿度５０±５％）で１時間以上その状態に維持した後、外観及び引張強度を測定した。この際、外観に収縮及び変形の有無、表面に剥けた部分があるか否か、下毛、亀裂の有無を肉眼で確認して判別した。引張試験は、ダンベル状１号試験片を任意に５枚取って標準状態で引張速度２００ｍｍ／分の条件で行った。
【００９７】
２．熱サイクルの評価
吸遮音材の耐久性は、熱サイクル試験法によって評価した。下記の条件を１サイクルにして５サイクルを実施して耐久性を判断した。
（１）１サイクル条件
室温→高温（１５０℃×３時間）→室温→低温（−３０℃×３時間）→室温→耐湿（５０℃×９５％ＲＨ）
（２）耐久性の評価基準
熱サイクルを試験した後、外観の変化があるか否かを確認した。例えば、表面損傷、膨張、破砕、変色程度を確認し、前記外観の変化がない場合は「異常なし」と表記した。
【００９８】
３．難燃性の評価
吸遮音材の難燃性は、ＩＳＯ  ３７９５燃焼性試験方法で測定した。
４．不燃性の評価
吸遮音材の不燃性は、ＵＬ９４垂直難燃性試験方法で測定した。
５．吸音性の評価
吸遮音材の吸音性は、ＩＳＯ３５４方法で測定した。
【００９９】
６．通気量の評価
（１）評価方法
フレーザー（ＦＲＡＺＩＥＲ）型試験器を用いて試験片を装着し、垂直通過して流れる空気の量を測定した。空気が試験片を通過する面積は５ｃｍ２で、この時に加えられる圧力は１２５パスカル（Ｐａ）に調整した。
【０１００】
＜実験例１＞耐熱繊維の種類による吸遮音材の特性比較
本実験例１では、耐熱繊維の原糸の選択により、製造された吸遮音材の物性を比較した。具体的には、前記実施例１と同じニードルパンチ工程で密度３００ｇ／ｍ２及び厚さ６ｍｍの第１不織布を製造し、バインダー溶液に含浸、乾燥及び成形して内部吸遮音層を形成した。ただし、不織布の製造時には繊度２デニール、長さ５１ｍｍの下記表１に示す原糸を用いた。
そして、外部吸遮音層は、前記実施例１と同じニードルパンチ工程で密度１２０ｇ／ｍ２及び厚さ２ｍｍの第２不織布を製造して使用した。また、前記実施例１で提案した方法により内部吸遮音層の両面に外部吸遮音層を積層して吸遮音材を製造した。
【０１０１】
前記吸遮音材の物性評価方法によってそれぞれの吸遮音材の物性を測定した。下記表１及び表２は、耐熱繊維の種類別に製造された各吸遮音材について物性を測定した結果を示す。
【表１】
0006276861.tif 000004
【０１０２】
【表２】
0006276861.tif 000005
【０１０３】
前記表１と表２の結果によれば、本発明が提案したように、限界酸素指数２５％以上、耐熱温度１５０℃以上の耐熱繊維を用いて製造された吸遮音材は、耐熱性、耐久性、難燃性、不燃性及び吸音性を全て満足させていることが分かる。それによって、本発明の吸遮音材を構成する不織布の素材に、スーパー繊維と知られている通常の耐熱繊維が全て適用可能であることが分かる。
【０１０４】
＜実験例２＞不織布の密度による吸遮音材の特性比較
本実験例２では前記実施例１と同じ方法で吸遮音材を製造するが、第１不織布の密度が異なるものを使用した。
図５は、不織布の密度による吸遮音材の吸音性能を比較したグラフである。
図５に示すように、密度が３００ｇ／ｍ２の第１不織布に比較して６００ｇ／ｍ２に増加した第１不織布を用いた時、吸遮音材の吸音性能が更に優れるようになることが分かる。
【０１０５】
＜実験例３＞バインダーの適用方式による吸遮音材の吸音率評価
本実験例３では、吸遮音材を製造するに当たって、耐熱繊維からなる不織布に適用される熱硬化性バインダーの適用方式の相違による吸遮音材の吸音特性の相違を比較した。
具体的には、吸遮音材の製造時に、第１不織布に適用される熱硬化性バインダーに含浸法を用いて内部吸遮音層を形成した吸遮音材（実施例１）と、第１不織布からなる吸遮音材（比較例１）と、第１不織布に熱硬化性バインダーをコーティングして製造された吸遮音材（比較例２）と、に対するそれぞれの吸音率を比較した。
下記表３には不織布からなる吸遮音材（比較例１）、熱硬化性バインダーを表面コーティングした不織布からなる吸遮音材（比較例２）、及び熱硬化性バインダーを含浸した不織布が内部吸遮音層からなる吸遮音材（実施例１）に対してそれぞれの吸音率を測定した結果を示す。
【０１０６】
【表３】
0006276861.tif 000006
【０１０７】
表３に示す結果によれば、熱硬化性バインダーが含浸されていない不織布を吸遮音材に用いた比較例１に比較して、本発明による実施例１の吸遮音材は、全周波数領域帯で優れた吸音効果を示している。一方、熱硬化性バインダーが表面にコーティングされた不織布を吸遮音材として使用している比較例２は、吸遮音材が４００〜５０００Ｈｚ周波数領域帯では不織布（比較例１）に比較して吸音率が更に低かった。
【０１０８】
＜実験例４＞吸遮音材の遮熱性能の評価
本実験例４では、実施例１、比較例１及び比較例３で製造されたそれぞれの吸遮音材について遮熱性能を評価した。具体的には、２５ｍｍ厚さの吸遮音材をそれぞれ製造し、吸遮音材の片面に１０００℃の熱を５分間加えた後、吸遮音材の反対側面で温度を測定した。
【０１０９】
その結果、吸遮音材の反対側面で測定した温度が、実施例１の吸遮音材は２５０℃、比較例１の吸遮音材は３５０℃であった。これによって、本発明の吸遮音材は、熱硬化性樹脂が含浸されることで、遮熱性能も向上したことが分かった。一方、比較例３の吸遮音材は、熱可塑性樹脂が含浸された吸遮音材であって、１０００℃の熱を加えるとすぐに熱可塑性樹脂が溶けてしまって吸遮音材の形態が変形した。
以上の実験によれば、本発明の吸遮音材は遮熱、断熱特性が非常に優れたことが分かる。
【０１１０】
＜実験例５＞既存のアルミニウム遮熱板との遮熱性能の比較評価
本実験例５では、前記実施例１の吸遮音材と既存のアルミニウム遮熱板との遮熱性能を比較した。具体的には、準備した吸遮音材と遮熱板の片面に同じ熱を加えて熱源方向の温度が２５０℃がとなるようにした。次に、加熱時間帯別に吸遮音材の反対側面で温度を測定した。
【０１１１】
図６は、アルミニウム遮熱板と本発明の吸遮音材の遮熱性能を比較したグラフである。
図６に示すように、本発明による吸遮音材は、アルミニウム遮熱板に比べて熱遮断温度が１１℃以上低くて更に優れていることが分かった。
＜実験例６＞バインダーの含量による吸遮音材の特性比較
前記実施例１の方法で吸遮音材を製造したが、エポキシ樹脂溶液に含浸されたアラミド第１不織布を乾燥して最終的に含まれたバインダーの含量を変化させた。この際、バインダーの含量は、乾燥された不織布を重量１００重量部とした場合の、吸遮音材に含まれたバインダーの重量を重量部で示す。
下記表４と表５には、内部吸遮音層に含まれたバインダーの含量により製造された吸遮音材の機械的物性と吸音率とを比較した結果を示す。
【０１１２】
【表４】
0006276861.tif 000007
【０１１３】
【表５】
0006276861.tif 000008
【０１１４】
前記表４と表５に示す結果によれば、バインダーが含浸されていない不織布に比較して、不織布にバインダーが含浸されることで、吸音率が向上したことが分かる。また、バインダーの含量により、製造された吸遮音材の吸音率が調節できる可能性があることを確認することができた。
【０１１５】
＜実験例＞バインダーの種類による吸遮音材の特性比較
前記実施例１の方法でアラミド第１不織布１００重量部を基準としてバインダーが５０重量部含浸された吸遮音材を製造したが、前記バインダーとして下記表６に示す樹脂を使用した。
表６には、バインダーの種類を異なるようにして製造した吸遮音材に関する機械的物性と吸音率とを比較した結果を示す。
【０１１６】
【表６】
0006276861.tif 000009
【符号の説明】
【０１１７】
１      内部吸遮音層
２’，２”    外部吸遮音層
３      接着剤層
【図１】
0006276861.tif 000010
【図２】
0006276861.tif 000011
【図３】
0006276861.tif 000012
【図４】
0006276861.tif 000013
【図５】
0006276861.tif 000014
【図６】
0006276861.tif 000015