(57)【要約】【課題】通常の吸遮音材に比較して吸音性、難燃性、遮熱性、耐熱性が改善され、特に、表面層を接触面として２００℃以上の高温が維持される部位に適用可能となり、そして表面層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可能な効果を有する持っ吸遮音材及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、通常の吸遮音材からなる基材層と、耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の不織布と、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表面層と、を含み、前記基材層の一面に前記表面層が積層され、前記基材層と表面層との間の積層は、接着剤、熱または圧力によって行われ、前記接着剤は、表面層に含まれているバインダーから選択されることを特徴とする。 【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常の吸遮音材からなる基材層と、
耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の不織布と、
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表面層と、を含み、
前記基材層の一面に前記表面層が積層されることを特徴とする吸遮音材。
【請求項２】
前記基材層と表面層との間の積層は、接着剤、熱また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】
前記接着剤は、表面層に含まれているバインダーから選択されることを特徴とする請求項２に記載の吸遮音材。
【請求項４】
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３に記載の吸遮音材。
【請求項５】
前記基材層及び表面層は、それぞれ単一層また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６】
前記基材層の厚さが５〜５０ｍｍで、前記表面層の厚さが０．１〜５ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の吸遮音材。
【請求項７】
前記基材層は、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、グラスウール、ポリウレタン繊維、及びメラミン繊維から選択された１種以上の素材からなる通常の吸遮音材からなることを特徴とする請求項１に記載の吸遮音材。
【請求項８】
前記表面層を構成する不織布は、密度が１００〜２０００ｇ／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９】
前記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１０】
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９に記載の吸遮音材。
【請求項１１】
前記耐熱繊維は、繊度が１〜１５デニールのアラミド繊維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】
前記表面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１３】
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４または１２に記載の吸遮音材。
【請求項１４】
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１３に記載の吸遮音材。
【請求項１５】
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１２の何れか１項に記載の吸遮音材。
【請求項１６】
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１５に記載の吸遮音材。
【請求項１７】
ａ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の不織布をバインダー溶液に含浸する段階と、
ｂ）前記含浸された不織布を乾燥して表面層を形成する段階と、
ｃ）通常の吸遮音材からなる基材層の一面に、前記表面層を積層する段階と、
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１８】
前記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する段階（ｄ段階）と、
をさらに含んでなることを特徴とする請求項１７に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項１９】
前記ｂ）段階での乾燥は、７０〜２００℃の温度で行われ、前記乾燥して形成された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１〜３００重量部含まれることを特徴とする請求項１７に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２０】
前記ｃ）段階での積層は、接着剤、熱または圧力によって行われることを特徴とする請求項１７に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２１】
前記接着剤は、表面層に含まれているバインダーから選択されることを特徴とする請求項２０に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２２】
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２１に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２３】
前記基材層及び表面層は、それぞれ単一層または多層で構成されることを特徴とする請求項１７に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２４】
前記基材層は、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、グラスウール、ポリウレタン繊維、及びメラミン繊維から選択された１種以上の素材からなる通常の吸遮音材からなることを特徴とする請求項１７に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２５】
前記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１７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１〜１５デニール及び原糸の長さが２０〜１００ｍｍのアラミド繊維であることを特徴とする請求項２６に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２８】
前記不織布は、厚さが３〜２０ｍｍで、密度が１００〜２０００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１７に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項２９】
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１７に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３０】
前記不織布は、ニードルストローク３０〜３５０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３１】
前記バインダー溶液は、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％、及び残量の溶媒からなることを特徴とする請求項１７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１〜３０重量％、硬化剤０．１〜１０重量％、触媒０．０１〜５重量％、難燃剤１〜３０重量％、及び溶媒４０〜９５重量％からなることを特徴とする請求項１７に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３３】
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３１に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３４】
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２２または３３に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３５】
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３４に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３６】
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１７から３３の何れか１項に記載の吸遮音材の製造方法。
【請求項３７】
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または全部が一致するように、請求項１から１３のうち何れか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騒音誘発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３８】
前記装置は、モータ、エンジンまたは排気系であることを特徴とする請求項３７に記載の騒音誘発装置の騒音低減方法。
【請求項３９】
前記隣接は、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３７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、耐熱性及び成形性が改善された吸遮音材及びその製造方法に係り、より詳しくは、通常の吸遮音材からなる基材層の一面に、耐熱繊維からなる不織布にバインダーを含浸して製造された耐熱材料を表面層とすることにより、通常の吸遮音材に比較して吸音性、難燃性、遮熱性、耐熱性が改善され、特に、表面層を接触面として２００℃以上の高温が維持される部位に適用可能となり、表面層に含浸されたバインダーが硬化する過程で所望の形状に成形可能となる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、吸音または遮音機能を有する新たな素材の吸遮音材を開発しようとする研究が盛んになっている。
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、または壁材、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、断熱性がさらに要求される。特に、２００℃以上の高温が維持されるエンジンまた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さらに要求される。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。
【０００３】
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。
また、特許文献２では、耐熱性アラミド短繊維また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を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国公開特許公報第２００７−３３３１０号
【特許文献２】特開報第２００７−３９８２６号
【特許文献３】特開報第２００７−１３８９５３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、吸音性、難燃性、遮熱性、耐熱性に優れ、表面層に含まれるバインダーが硬化する過程で所望の形状に成形が可能となる吸遮音材を提供することを目的とする。
また、本発明は、耐熱繊維からなる不織布をバインダーに含浸した後、バインダーの含量を調節する乾燥過程を経て製造された耐熱素材を、通常の吸遮音材からなる基材層の一面に積層することで、耐熱性及び成形性が改善された吸遮音材を製造する方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、前記吸遮音材を騒音誘発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】
【０００６】
本発明では、通常の吸遮音材からなる基材層と、耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の不織布と、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表面層と、を含んでおり、前記基材層の一面に前記表面層が積層されたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、ａ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の不織布をバインダー溶液に含浸する段階と、ｂ）前記含浸された不織布を乾燥して表面層を形成する段階と、ｃ）通常の吸遮音材からなる基材層の一面に、前記表面層を積層する段階と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、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また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、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の吸遮音材によれば、耐熱繊維からなる不織布にバインダーが含浸されている耐熱素材が表面層に積層されることで、基材層本来の吸音性、難燃性、遮熱性、耐熱性に優れると共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。
また、不織布の内部に含浸されるバインダーの溶液中に各種の機能性添加剤をさらに含むことで吸遮音材に機能性を付与することができる。
また、本発明の吸遮音材は、吸音性以外にも難燃性、遮熱性、耐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または変成することがない。
また、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で所望の形状に成形可能である。具体的に、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ことになり、工程の単純化効果が得られる。
また、表面層を構成する不織布の素材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。
また、表面層にだけ集中的に耐熱繊維の含量を高めて使用するため、高価の耐熱繊維を最小量用いても所望の耐熱効果を十分に確保することができる。
したがって、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、または壁材、床材などの建築材料分野などを始め、防音、吸音また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。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、または騒音誘発装置から一定の距離を置いて設置するか、または騒音誘発装置に適用する部品として成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の吸遮音材の断面構造を示す概略図である。
【図２】表面層を構成する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不織布の写真、（Ｂ）は不織布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す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】
【００１１】
本発明者らは従来技術の問題点を解決するために、吸遮音材として吸音性、難燃性、耐熱性、遮熱性に優れた吸遮音材の素材を長期間研究してきた。その結果、通常の吸遮音材の表面に耐熱素材からなる表面層を積層し、前記表面層が複雑な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した耐熱素材からなる新たな構造の吸遮音材を開発することで本発明を完成するに至った。本発明は、耐熱性及び成形性が改善さ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、通常の吸遮音材からなる基材層の上部に特定の耐熱素材からなる表面層を積層することで、吸音性、難燃性、遮熱性、耐熱性を改善し、特に、前記表面層に含浸されているバインダーを用いて所望の立体的形状に成形可能となるという点にその優秀性がある。
【００１２】
本発明は、通常の吸遮音材からなる基材層と、耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の不織布と、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表面層と、を含み、前記基材層の一面に前記表面層が積層された構造を有することを特徴とする。
本発明の好ましい実施例によれば、前記基材層と表面層との間の積層は、接着剤、熱または圧力によって行われる。
前記基材層と表面層との間の積層のために使用する接着剤が、表面層に含まれているバインダーから選択され、より好ましくは、前記接着剤が熱硬化性樹脂である。
前記基材層と表面層は、それぞれ単一層または多層で構成されるが、前記基材層の厚さは５〜５０ｍｍで、前記表面層の厚さは０．１〜５ｍｍである。
前記基材層は、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、グラスウール、ポリウレタン繊維、及びメラミン繊維から選択された１種以上の素材からなる通常の吸遮音材からなる。
前記不織布を構成する耐熱繊維が限界酸素指数（ＬＯＩ）が２５％以上であり、耐熱温度が１５０℃以上である。
【００１３】
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。
前記不織布は、繊度１〜１５デニールの耐熱性アラミド繊維からなり、厚さが３〜２０ｍｍの単一層の不織布であり、
密度は１００〜２０００ｇ／ｍ２で、より好ましくは２００〜１２００ｇ／ｍ２である。
また、前記バインダーは熱硬化性樹脂であり、
熱硬化性樹脂が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。
【００１４】
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種以上のエポキシ樹脂である。
【００１５】
以下、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概略的な断面構造である。図１に示すように、本発明による吸遮音材は、通常の吸遮音材からなる基材層１の一面に、バインダーが均一に含浸された不織布の表面層２が積層された構造となっている。
本発明の吸遮音材は表面層の構成にその技術的特徴がある。具体的には、表面層は、耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の不織布と、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んでいる。このような表面層は、基材層に比べてその厚さが薄く、吸音材の製造時に用いられた全体繊維素材の重量に比べて耐熱繊維の含量は極めて低いが、耐熱素材からなる表面層がさらに積層されると、吸音性、難燃性、遮熱性、耐熱性が著しく改善され、また、バインダーを用いて所望の立体的形状に成形可能となる利点もある。
【００１６】
表面層２の内部構造を図２に基づいて具体的に説明する。
図２は、バインダーに含浸される前後の不織布内部の３次元形状を確認するための電子顕微鏡写真である。
図２の（Ａ）は、バインダーに含浸される前の不織布の内部構造を示す電子顕微鏡写真で、耐熱繊維の原糸が交絡して不定形の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、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、原糸の表面にはさら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。
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。したがって、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、規則または不規則な繊維の配列によって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。すなわち、表面層に適用される不織布は、耐熱繊維を含む原糸が粗く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。
【００１７】
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は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で、含浸前の不織布に比べて、さらに微細な大きさの通気孔を形成する。不織布の内部構造中にさら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、不織布の内部にはさらに多い微細通気孔が形成されるため、吸遮音の特性はさらに向上する。
したがって、表面層は、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）がさらに多く形成できるため、騒音が伝播されると不織布内でさらに多く、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極大化されて吸音性能が非常に改善される。
【００１８】
図２の電子顕微鏡写真に示すように、表面層は、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、分布されている内部構造を有している。
このような内部構造を有する表面層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。
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られる耐久性に優れた素材であれば何れもよい。具体的に耐熱繊維は、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、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、さらに好ましくは４０〜８０ｍｍのものを用いることが好ましい。
【００１９】
耐熱繊維は、当分野で通常呼称されている「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、セラミック繊維などから選択された１種以上を含む。
本発明では耐熱繊維としてアラミド繊維を使用する。具体的に、耐熱繊維としてメタ−アラミド、パラ−アラミドまた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が、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いという問題がある。
【００２０】
アラミド繊維は、ベンゼン環のような芳香族環がアミド群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るアミド結合位置によってメタ−アラミド（ｍ−Ａｒａｍｉｄ）、パラ−アラミド（ｐ−Ａｒａｍｉｄ）に分けられる。
【化１】
2017509004.tif 000003
【化２】
2017509004.tif 000004
（化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）、コーネックス（ＣｏｎｅｘＴＭ、Ｔｅｉｊｉｎ社）という商品名で市販されている。
【００２１】
（化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倍程度高いため、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）と自己消化性（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）、テクノーラ（ＴｅｃｈｎｏｒａＴＭ、Ｔｅｉｊｉｎ社）という商品名で市販されている。
【００２２】
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）、高温用フィルタなどに用いられている。
本発明の表面層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さら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、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％、さらに好ましくは６０〜１００重量％である。
また、表面層にはバインダーが含浸されているが、バインダーは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。このようなバインダーの素材として不織布内部の３次元形状を維持できる素材であれば何れでもよい。「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またはさらに形成することで、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。
【００２３】
一般的に、バインダーは、２つの素材間の接着または接合のために用いられる材料を言うが、本発明で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言う。
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、バインダーの素材として熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を考慮することができる。
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有している。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、これらの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。すなわち、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、通常的に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、他の経路で音が伝えられるため、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る場合、これらの間の接着力が弱いため、別の接着性添加剤を使用しなければならない。
【００２４】
反面、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。すなわち、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。したがって、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。
また、熱硬化性樹脂は、光、熱また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。したがって、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。
【００２５】
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。
前記バインダーとして、さらに好ましくはエポキシ樹脂を使用することができる。エポキシ樹脂は、熱硬化性樹脂の１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。したがって、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また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、吸音性能がさらに向上できる。
また、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、吸音効果はさらに向上される。具体的には、エポキシ樹脂内のエポキシ群またはヒドロキシ群と硬化剤内のアミン群、カルボン酸群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。したがって、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。
【００２６】
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、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。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さらに好ましい。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からである。
【００２７】
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、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また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好ましい。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。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（ＢＦ３３、ＭＥＡ）、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−イミダゾールなどから選択された１種以上が挙げられる。さらに好ましくは硬化剤として脂肪族アミン系またはアミド系が挙げられ、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（Ｄｉｃｙ）は、融点が２００℃以上で高く、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。
【００２８】
また、本発明では、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。前記触媒としては、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た１種以上が挙げられる。前記触媒は、バインダーが含まれている溶液に共に含んで使用してもよい。
また、本発明では、吸遮音材に機能性を付与するために、様々な添加剤、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。
難燃剤としては、メラミン類、リン酸塩、金属ヒドロキシドなどが挙げられる。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、ポリリン酸アンモニウムなどから選択された１種以上が挙げられる。さらに好ましくは、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。
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。
撥水剤は、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。
【００２９】
上述したように、本発明の吸遮音材は、通常の吸遮音材からなる基材層の一面に特定の耐熱素材からなる表面層が積層された構造である。基材層と表面層を積層させるために、接着剤を用いた接着により積層してもよく、または熱、圧力などにより積層してもよい。接着剤を用いて積層する場合は、例えば、基材層または表面層の一面に接着剤を塗布し、接着剤が塗布された面を接着面にして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、当分野で通常用いられる接着剤であれば何れでもよい。本発明で表面層に含浸して使用しているバインダーも接着特性を持っているため、バインダーから選択された１種以上を接着剤にしてもよい。バインダーを接着剤とする場合、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。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。
【００３０】
また、本発明の吸遮音材を構成するに当たって、基材層と表面層はそれぞれ単一層または多層である。多層の積層構造を有する基材層または表面層において、各層の素材は、同種または異種の素材である。本発明は、通常の吸遮音材に表面層をさらに積層することで、吸音性、難燃性、遮熱性、耐熱性、成形性を改善することを目的とする発明であるため、基材層を構成する素材、層構成などについては特に制限はない。すなわち、通常の吸遮音材であれば本発明の基材層に適用され、本発明が目的とする効果は十分に達成することができる。当分野で商用化されている通常の吸遮音材の材質は、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、グラスウール、ポリウレタン繊維、メラミン繊維などである。
本発明の他の例では、ａ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の不織布をバインダー溶液に含浸する段階と、ｂ）前記含浸された不織布を乾燥して表面層を形成する段階と、ｃ）通常の吸遮音材からなる基材層の一面に、前記表面層を積層する段階と、を含む吸遮音材の製造方法をその特徴とする。
【００３１】
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る。
ａ）段階は、耐熱繊維からなる不織布をバインダー溶液に含浸する段階である。
本発明では、前記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。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、通常の添加剤と溶媒を含む。
バインダー溶液に含まれるバインダー、硬化剤、触媒、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、ケトン系、カーボネイト系、アセテート系、セロソルブ系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、ブチルセロソルブなどから選択された１種以上が挙げられる。
具体的に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％と残量の溶媒を含む。本発明で用いられるバインダー溶液にさらに硬化剤と触媒を始め、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。さらに好ましくは、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％、添加剤として難燃剤１〜３０重量％、及び溶媒４０〜９５重量％を含む。
【００３２】
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％、さらに好ましくは２０〜５０重量％の濃度で製造して使用することが好ましい。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。
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ず、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、高すぎると、吸遮音材が固く硬化して貯蔵安定性など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。
【００３３】
ｂ）段階は含浸された不織布を乾燥させて表面層を製造する段階である。
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、適切な温度及び加圧を与えてもよい。具体的に、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℃の温度で加温する工程を順次行う工程を含むことができる。
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。すなわち、乾燥後の不織布内に含まれた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、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、さらに好ましくは３０〜１５０重量部の範囲に調節することができる。
【００３４】
ｃ）段階は、通常の吸遮音材からなる基材層の一面に、前記ｂ）で製造された表面層を積層する段階である。
積層は、接着によって積層してもよく、または熱、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、前記基材層または表面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接着面にして接触して積層することができる。
一方、本発明は、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する段階（ｄ段階）をさらに含む吸遮音材の製造方法を含む。
前記ｄ）段階を含む吸遮音材の製造方法は、具体的に、ａ）耐熱繊維の含量が３０〜１００重量％の不織布をバインダー溶液に含浸する段階と、ｂ）前記含浸された不織布を乾燥して表面層を形成する段階と、ｃ）通常の吸遮音材からなる基材層の一面に、前記表面層を積層する段階と、ｄ）積層されて形成された吸遮音材を高温で成形する段階と、を含む。
前記ｄ）段階は、基材層と表面層を積層して形成された吸遮音材を高温で成形する段階である。前記高温成形過程は、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℃の温度、さらに好ましくは１７０〜２３０℃の温度を維持する。
【００３５】
一方、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不織布を形成する段階（ａ−１段階）をさらに含む吸遮音材の製造方法をその特徴とする。例えば、ａ−１段階では、繊度が１〜１５デニールのアラミド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のアラミド不織布を形成する段階である。
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）前記含浸された不織布を乾燥して表面層を形成する段階と、ｃ）通常の吸遮音材からなる基材層の一面に、前記表面層を積層する段階と、を含む。
また、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）前記含浸された不織布を乾燥して表面層を形成する段階と、ｃ）通常の吸遮音材からなる基材層の一面に、表面層を積層する段階と、ｄ）積層されて形成された吸遮音材を高温で成形する段階と、を含む。
【００３６】
ａ−１）不織布を形成する段階は、耐熱繊維を用いたニードルパンチ（Ｎｅｅｄｌｅ  Ｐｕｎｃｈｉｎｇ）工程を含む。不織布の厚さ及び密度の変化に応じて吸音性は変われるが、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。
本発明では、吸遮音材が適用される産業分野などを考慮すると、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未満であれば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からである。また、不織布の重量は、性能と原価を両方とも考慮して、密度が１００〜２０００ｇ／ｍ２、好ましくは２００〜１２００ｇ／ｍ２、さらに好ましくは３００〜８００ｇ／ｍ２であることが好ましい。
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のウェブを２〜１２重に積層して第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）、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。
さらに好ましくは、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、不織布の密度が３００〜８００ｇ／ｍ２であることが好ましい。
【００３７】
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、これら通気孔は０．１〜５００μｍ間隔で規則的または不規則的に分布していた。
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また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。
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また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また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。
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置いて設置するか、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）にさらに装着することも含む。
【００３８】
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。
また、図４は、吸遮音材を自動車の騒音誘発装置に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。
以上、説明したように、本発明の吸遮音材は、表面層が、バインダーが含浸された不織布からなり、前記バインダーは、不織布の内部に３次元形状が維持されるように含浸されているもので、通常の吸遮音材の一面に前記表面層が積層されることで、吸音性、難燃性、遮熱性、耐熱性を改善する効果が得られ、特に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。
【００３９】
以下、本発明を次の実施例に基づいて、より詳細に説明する。
［実施例］吸遮音材の製造
実施例１．吸遮音材の製造
１）エポキシ樹脂に含浸されたアラミド不織布からなる表面層の製造
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のアラミド不織布を製造した。
製造された不織布をバインダー溶液に１−ｄｉｐ  １−ｎｉｐ（Ｐｉｃｋ−ｕｐ３００％）の条件で含浸した。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１５０℃で乾燥し、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表面層を製造した。
【００４０】
２）基材層の上部に表面層が積層された吸遮音材の製造
密度１００ｇ／ｍ２のポリエチレン不織布と密度７００ｇ／ｍ２のグラスウールを順次積層し、その上部に前記１）で製造された厚さ６ｍｍの表面層を積層した。前記積層物を所望の形状の金型に入れて２５０℃の温度で８ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で圧着して２分間熱成形することで、吸遮音材を製造した。
比較例１．アラミド不織布からなる吸遮音材の製造
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
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。
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％、ジメチルカーボネイト７９．７８重量％の組成を有する。
【００４１】
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、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。
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、所望の形態に成形することができなかった。
【００４２】
［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時間以上その状態で維持した後、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／分条件で行った。
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。
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ＩＳＯ  ３５４方法で測定した。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。
【００４３】
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、実施例１と同じ方法で表面層及び基材層を製造し、積層及び成形して吸遮音材を製造した。ただし、表面層を製造するための不織布の製造過程では、繊度２デニール、長さ５１ｍｍの下記表１に示す原糸を用いて吸遮音材をそれぞれ製造した。製造されたそれぞれの吸遮音材は、前記評価方法により物性を測定した。下記表１と表２には表面層を構成する不織布の素材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。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
【表２】
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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℃以上の耐熱繊維を不織布の素材に用いた、表面層が積層された吸遮音材は、耐熱性、耐久性、難燃性、不燃性及び吸音性を全て満足させることが分かる。それによって、本発明の吸遮音材の表面層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。
【００４６】
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では実施例１と同じ方法で表面層を製造するが、表面層の構成する不織布の密度が異なるものを使用し、製造された表面層の吸音性能は図５に示す。
図５に示すように、密度が３００ｇ／ｍ２の不織布からなる表面層に比較して密度が６００ｇ／ｍ２に増加した不織布を用いた時、表面層の吸音性能がさらに優れることが分かる。
実験例３．吸遮音材物性の評価
本実験例３で、吸遮音材の表面層を製造することに当たって、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による吸音率を比較した。
具体的には、吸遮音材の表面層を製造する時、不織布に適用される熱硬化性バインダーに含浸法（実施例１）を適用する場合と、コーティング法（比較例２）を適用する場合において、製造された吸遮音材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）、熱硬化性バインダーを含浸させた不織布（実施例１の表面層）、及び熱硬化性バインダーを含浸させた不織布が表面層に積層された吸遮音材（実施例１の吸遮音材）の吸音率をそれぞれ測定した結果を示す。
【００４７】
【表３】
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【００４８】
本発明が提案する吸遮音材は、通常の吸遮音材からなる基材層の上部に熱硬化性バインダーが含浸された不織布が表面層に積層された構造である。前記表３の結果によれば、比較例１（不織布）、比較例２（バインダーでコーティングされた不織布）に比して、本発明による吸遮音材は、全周波数領域帯で優れた吸音効果を示している。前記表３の結果によれば、熱硬化性バインダーを含浸させた不織布層（本発明の吸遮音材における表面層に該当）だけでも比較例１、比較例２に比較して優れた吸音効果を得ることが分かり、これを基材層（通常の吸遮音材）の上部に積層して使用すると、吸音効果は顕著に向上することを確認することができる。
反面、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低かった。
【００４９】
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の表面層（バインダーが含浸されたアラミド不織布）、比較例１（アラミド不織布）及び比較例３（熱可塑性樹脂に含浸されたアラミド不織布）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設置し、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。
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の表面層は２５０℃、比較例１の吸遮音材は３５０℃であった。それによって、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る。反面、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、本発明の吸遮音材を構成する表面層は、遮熱、断熱特性が非常に優れたことが分かる。
【００５０】
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、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℃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。その結果は図６に示す。
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℃以上低くてさらに優れたが分かる。
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の方法で吸遮音材の表面層を製造するが、エポキシ樹脂溶液に含浸されたアラミド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調整した。この際、バインダーの含量は、乾燥された不織布１００重量部を基準として不織布の内部に含まれたバインダーの含量を重量部で示す。
【００５１】
下記表４と表５には、バインダーの含量を変えて製造された表面層に関する機械的物性と吸音率をそれぞれ比較した結果を示す。
【表４】
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【表５】
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前記表４と表５の結果によれば、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される可能性があることを確認することができた。
【００５２】
実験例７．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の表面層を製造するが、前記バインダーとして下記表６に示す樹脂を使用した。
下記表６には、バインダーの種類を異なるようにして製造された吸遮音材の表面層に関する機械的物性と吸音率を比較した結果を示す。
【表６】
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【符号の説明】
【００５３】
１  通常の吸遮音材からなる基材層
２  バインダーが含浸されている不織布からなる表面層
３  接着剤層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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