ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ
SOUND ADSORBING MATERIAL

Настоящее изобретение относится к звукопоглощающему материалу, в частности к звукопоглощающему материалу, предназначенному для применения, например, в областях, связанных с электрооборудованием, таким как установки кондиционирования воздуха, электрические холодильники, электрические стиральные машины и электрические газонокосилки; с транспортным оборудованием, таким как транспортные средства, лодки и корабли, летательные аппараты; или со строительными материалами, такими как строительные материалы для стен, и в областях, связанных с гражданским строительством, - строительными машинами.
Звукопоглощающие материалы традиционно применяются, например, для электрооборудования, строительных материалов для стен и транспортных средств. В частности, для предотвращения возникновения внешнего шума при ускорении или внешнего шума при холостом ходе от транспортных средств, таких как автомобили, общепринятыми являются технические условия, требующие, чтобы двигатели и коробки передач были окружены акустическими экранами. Обычно в случае автомобилей такие акустические экраны необходимы не только для хорошего поглощения звука, но также для предотвращения распространения пламени к месту водителя в том случае, когда пламя прорывается в моторное отделение вследствие дорожной аварии, для обеспечения безопасности. Таким образом, с точки зрения предотвращения пламени существует потребность в пламезамедляющем, звукопоглощающем материале, с превосходными характеристиками не только в отношении поглощения звука, но также пожаробезопасности. Кроме того, также желательно, чтобы во время горения такого пламезамедляющего, звукопоглощающего материала не образовывалось токсичного газа.
В дополнение к наличию звукопоглощения и замедления распространения пламени желательно, чтобы звукопоглощающие материалы для транспортных средств, таких как автомобили, были выполнены их легкие и подлежащие вторичной переработке материалы для уменьшения веса автомобилей и стимулирования вторичного использования звукопоглощающих материалов автомобильного скрапа. Так как стимулирование вторичного использования различных частей автомобильного скрапа для максимально возможного уменьшения количества промышленных отходов от автомобильного скрапа считается важным для предотвращения загрязнения окружающей среды.
В силу описанных выше причин отдается предпочтение легким и пламезамедляющим нетканым материалам, таким как материалы, удовлетворяющие описанным выше требованиям. Обычно пламезамедляющие нетканые материалы производят, применяя в качестве основных составляющих синтетических волокон нетканых материалов, например, пламезамедляющие волокна, такие как арамидные волокна и «polychlal» волокна, или применяя синтетические волокна, в которые примешивают ингибитор пламени на основе фосфорной кислоты или ингибитор пламени на основе борной кислоты, или покрывая или импрегнируя листовые нетканые материалы связующим раствором для покрытия, в котором диспергирован ингибитор пламени.
Например, в опубликованных заявках на японский патент №62-43336 и 62-43337 описан материал для внутренней отделки транспортных средств, полученный путем нанесения эмульсии винилхлорида на поверхность мата из нетканого материала, полученного иглопрокалыванием холста, состоящего из 95 мас.% полиэфирного волокна, полипропиленового волокна или их смеси и 5 мас.% искусственного волокна, сушки его с образованием пламезамедляющего покрытия на основе смолы, и ламинирования стекловолокнистого мата на покрытую смолой поверхность мата из нетканого материала для соединения мата из стекловолокна с матом из нетканого материала. Такой материал для внутренней отделки транспортных средств превосходно подходит для замедления распространения пламени, однако мало пригоден для вторичного использования, так как мат из нетканого материала соединен с матом из стекловолокна. Существует дополнительная проблема, связанная с материалом для внутренней отделки транспортных средств, которая заключается в возможности образования диоксина при горении материала для внутренней отделки.
В опубликованной заявке на японский патент №9-59857 дополнительно описан пламезамедляющий нетканый материал, производимый путем ламинирования слоев нетканого холста из пламезамедляющего штапельного волокна на обе поверхности слоев нетканого холста из полиэфирного волокна таким образом, что количество слоев нетканого холста из пламезамедляющего штапельного волокна составляет 50 мас.% или более от общего количества полученного в результате нетканого материала, и путем переплетения составляющих волокон друг с другом между смежными слоями холста. В опубликованной заявке на японский патент №2002-348766 описан пламезамедляющий листовой материал, производимый иглопрокалыванием холста, полученного при смешивании полиэфирного волокна с пламезамедляющим искусственным волокном или модифицированным акрилонитрильным волокном (которое получают сополимеризацией акрилонитрила с мономером на основе винилхлорида в качестве ингибитора пламени) и дополнительного прошивания. В опубликованной заявке на японский патент №2000-328418 описан не содержащий галогенов пламезамедляющий нетканый материал, производимый путем скрепления волокнистого холста, содержащего в себе волокно на основе целлюлозы, волокно на основе поливинилового спирта и пламезамедляющее полиэфирное волокно на основе фосфорсодержащих соединений, со связующим на основе акриловой смолы. Такие нетканые материалы, описанные в вышеупомянутых патентных документах, обладают превосходными характеристиками в отношении замедления распространения пламени, однако мало пригодны для звукопоглощения.
В качестве примера пламезамедляющего звукопоглощающего материала в опубликованной заявке на японский патент №2002-287767 описан звукопоглощающий материал для транспортных средств, производимый путем покрытия и формования в целом звукопоглощающего материала в виде мата, в котором минеральная вата, стекловолокно и полиэфирное волокно случайным образом ориентированы в смешанном состоянии, и такие волокна скрепляются вместе посредством волокнистого связующего, такого как низкоплавкое полиэфирное волокно, и материала поверхности, который состоит из нетканого материала на основе полиэфирного волокна, подвергнутого обработке для придания влагостойкости, маслостойкости и огнестойкости. Дополнительно в опубликованной заявке на японский патент №2002-161465 описан звукопоглощающий материал, производимый путем ламинирования пламезамедляющего нетканого материала из полиэфирных нитей в качестве материала поверхности на одну из поверхностей слоистой структуры, содержащей полученный аэродинамическим способом из расплава нетканый материал и полиэфирный нетканый материал, соединенные иглопрокалыванием.
В обоих вышеупомянутых способах указанные пламезамедляющие звукопоглощающие материалы получают путем соединения звукопоглощающего материала с пламезамедляющим материалом поверхности. Согласно первому из двух описанных выше способов, после того, как звукопоглощающий материал в виде мата и материал поверхности, покрывающий звукопоглощающий материал, полностью отформованы, необходимо провести термокомпрессионное формование при температуре плавления волокнистого связующего или выше, которое усложняет способ его производства. В том случае, когда полиэфирное волокно содержит галогенсодержащий ингибитор пламени, дополнительно существует возможность образования токсичного газа при горении звукопоглощающего материала. С другой стороны, звукопоглощающие материалы согласно второму из способов имеют недостаток, заключающийся в недостаточном замедлении распространения пламени.
С точки зрения описанных выше проблем задача настоящего изобретения заключается в получении звукопоглощающего материала, который является эффективным в отношении звукопоглощения, обладает способностью замедлять распространение пламени без применения ингибитора пламени, не образует капель жидкого расплавленного материала, когда составляющее его волокно плавится, обладает низкой способностью к усадке и превосходными свойствами в отношении надежности, экономической эффективности и пригодности к переработке для вторичного использования.
2
2
3
Для достижения вышеупомянутой задачи было проведено тщательное исследование, в результате чего было установлено, что путем наслаивания материала поверхности с воздухопроницаемостью не более 50 куб.см/см/с, измеряемой согласно стандарту JIS L-1096, на нетканый материал с массой на единицу площади от 150 до 800 г/м и объемной плотностью от 0,01 до 0,2 г/см, в частности, такого нетканого материала, как материал, получаемый путем переплетения волокон иглопрокалыванием или скреплением водными струями, скорее, чем путем термического плавления, можно получить звукопоглощающий материал, превосходный в отношении звукопоглощения, замедления распространения пламени, пригодности к переработке для вторичного использования и технологичности. Полученные данные привели к завершению настоящего изобретения.
2
3
2
В частности, настоящее изобретение относится к звукопоглощающему материалу со слоистой структурой, содержащему нетканый материал с массой на единицу площади от 150 до 800 г/ми объемной плотностью от 0,01 до 0,2 г/см, и материал поверхности с воздухопроницаемостью не более 50 куб.см/см/с, измеренной согласно стандарту JIS L-1096.
В звукопоглощающем материале настоящего изобретения нетканый материал предпочтительно представляет собой материал, в котором переплетены вместе термопластичное штапельное волокно и термостойкое штапельное волокно со значением индекса LOI, равным не менее 25. Массовое соотношение термопластичного штапельного волокна и термостойкого штапельного волокна более предпочтительно находится в интервале от 95:5 до 55:45 и наиболее предпочтительно в интервале от 85:15 до 55:45. Звукопоглощающий материал с такой структурой представляет собой пламезамедляющий звукопоглощающий материал, превосходный в отношении замедления распространения пламени, а также в отношении звукопоглощения.
Дополнительно в звукопоглощающем материале настоящего изобретения термопластичное штапельное волокно предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один вид штапельных волокон, выбранный из группы, состоящей из полиэфирного волокна, полипропиленового волокна и найлонового волокна, а термостойкое штапельное волокно предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, один вид штапельных волокон, выбранный из группы, состоящей из арамидного волокна, полифениленсульфидного волокна, полибензоксазольного волокна, полибензотиазольного волокна, полибензимидазольного волокна, полиэфирэфиркетонного волокна, полиарилатного волокна, полиимидного волокна, фторсодержащего волокна и огнестойкого волокна. Более предпочтительно термопластичное штапельное волокно представляет собой полиэфирное штапельное волокно, а термостойкое штапельное волокно представляет собой арамидное штапельное волокно.
Кроме того, в звукопоглощающем материале настоящего изобретения материал поверхности предпочтительно представляет собой нетканый материал из нитей фильерного способа производства или нетканый материал мокрой выкладки из штапельного волокна. Нетканый материал и материал поверхности могут состоять из одного и того же вида синтетического волокна.
Кроме того, в звукопоглощающем материале настоящего изобретения материал поверхности предпочтительно представляет собой нетканый материал мокрой выкладки, состоящий из термостойкого волокна со значением индекса LOI, равным не менее 25, или нетканый материал мокрой выкладки, состоящий из термостойкого волокна со значением индекса LOI, равным не менее 25, и силикатного минерального сырья (например, слюды). При использовании такого нетканого материала мокрой выкладки в качестве материала поверхности можно получить звукопоглощающий материал с превосходными характеристиками в отношении звукопоглощения и огнестойкости.
3
Кроме того, в звукопоглощающем материале настоящего изобретения в качестве материала поверхности также предпочтительно применяется чистая бумага с пылеобразованием не более 500 частиц пыли на 0,1 фт при диаметре частиц не менее 0,3 мкм, измеренном с помощью способа обработки во вращающемся барабане согласно стандарту JIS B-9923 6.2(1.2). Применяя такую чистую бумагу в качестве материала поверхности, можно получать звукопоглощающий материал, который обладает превосходными характеристиками в отношении звукопоглощения и замедления распространения пламени, и имеет низкие характеристики в отношении пылеобразования.
2
Кроме того, нетканый материал и материал поверхности предпочтительно расположены вместе слоями в состоянии, когда они скреплены вместе. В таком случае число точек скрепления нетканого материала и материала поверхности предпочтительно составляет не более 30 точек/см, и отношение общей площади поверхности точек скрепления к общей площади поверхности точек скрепления и точек без скрепления предпочтительно составляет не более 30%.
Кроме того, в звукопоглощающем материале настоящего изобретения нетканый материал может быть в форме многогранника или столбца, или цилиндра с изогнутой поверхностью. В первом случае материал поверхности можно наслаивать на две или более грани многогранника. Во втором случае материал поверхности можно наслаивать на изогнутую поверхность столбца или цилиндра. Например, можно упомянуть звукопоглощающий материал, в котором материал поверхности наслаивают на обе поверхности шестигранного нетканого материала (например, нетканого материала в форме прямоугольного параллелепипеда). Звукопоглощающий материал с такой структурой является более совершенным в отношении потери при передаче звука, вследствие чего звукоизоляция, а также звукопоглощение улучшаются.
Кроме того, в настоящем изобретении звукопоглощающий материал может иметь многослойную структуру, содержащую один или более слоев нетканого материала и один или более слоев материала поверхности, в которой слои соединены друг с другом. Звукопоглощающий материал с такой структурой является более совершенным в отношении звукопоглощения при низких частотах.
Описанный выше звукопоглощающий материал можно соответствующим образом использовать в качестве звукопоглощающего материала для внутренней и внешней отделки транспортного средства, газонокосилок и дробилок.
Согласно настоящему изобретению, можно получать звукопоглощающий материал с превосходными характеристиками в отношении звукопоглощения (например, с коэффициентами звукопоглощения при нормальном падении, коэффициентами звукопоглощения в реверберационной камере), замедления распространения пламени, пригодности к переработке для вторичного использования и технологичности при низких затратах. Кроме того, применение нетканого материала, полученного путем переплетения термопластичного штапельного волокна с термостойким штапельным волокном, делает возможным обеспечение высоконадежного звукопоглощающего материала, который не образует капель жидкого расплавленного материала, когда составляющие его волокна плавятся, имеет низкую способность к усадке и не образует токсичного газа при горении.
2
3
2
Звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению имеет слоистую структуру, содержащую нетканый материал с массой на единицу площади от 150 до 800 г/м и объемной плотностью от 0,01 до 0,2 г/см, и материал поверхности с воздухопроницаемостью не более 50 куб.см/см/с, измеренной согласно стандарту JIS L-1096.
2
3
Нетканый материал, предназначенный для применения в настоящем изобретении, может представлять собой либо нетканый материал из штапельного волокна, либо нетканый материал из нитей, при условии, что он имеет массу на единицу площади от 150 до 800 г/м и объемную плотность от 0,01 до 0,2 г/см. Примеры такого нетканого материала включают в себя иглопробивные нетканые материалы, нетканые материалы, скрепленные водными струями, нетканые материалы, получаемые аэродинамическим способом из расплава, нетканые материалы фильерного способа производства и вязально-прошивные нетканые материалы. Из них предпочтительно применяют иглопробивные нетканые материалы и нетканые материалы, скрепленные водными струями, и в частности, предпочтительно применяют иглопробивные нетканые материалы. В качестве нетканого материала также можно применять необработанный войлок.
В настоящем изобретении форма поперечного сечения, составляющего нетканый материал волокна, особенно не ограничивается, и составляющее волокно может иметь либо идеально круглую форму поперечного сечения, либо модифицированную форму поперечного сечения. Примеры модифицированной формы поперечного сечения включают в себя овал, полость, X, Y, T, L, звезду, листообразную форму (например, трехлистник, четырехлистник, пятилистник) и другие полигональные (например, треугольную, четырехугольную, пятиугольную, шестиугольную) формы.
Кроме того, в настоящем изобретении составляющее нетканый материал волокно представляет собой натуральное волокно или синтетическое волокно, однако с точки зрения долговечности предпочтительно применяют синтетическое волокно. Примеры синтетического волокна включают в себя термопластичные волокна, такие как полиэфирное волокно, полиамидное волокно (например, найлоновое волокно), акриловое волокно и полиолефиновое волокно (например, полипропиленовое волокно, полиэтиленовое волокно). Такие волокна можно производить из их исходных материалов согласно известному способу, такому как мокрое формование, сухое формование или формование из расплава. Из указанных синтетических волокон предпочтительно используют полиэфирное волокно, полипропиленовое волокно и найлоновое волокно из-за их превосходных характеристик в отношении долговечности и износостойкости. В частности, наиболее предпочтительно используют полиэфирное волокно из-за его исходного материала, то есть путем термического плавления применяемых полиэфирных нетканых материалов можно получать сложный полиэфир, и полученный таким образом сложный полиэфир легко можно подвергать вторичной переработке и, следовательно, полиэфирное волокно можно производить с экономической точки зрения. Кроме того, нетканые материалы, изготовленные из полиэфирного волокна, имеют хорошую текстуру и формуемость. Такие термопластичные волокна можно частично или целиком изготавливать из повторно используемого материала (из извлеченных и регенерированных волокон). В частности, можно соответствующим образом применять волокна, восстановленные из извлеченных волокон, однажды уже применяемых для внутренней и внешней отделки транспортного средства.
Описанное выше полиэфирное волокно особенно не ограничивается при условии, что оно изготовлено из полиэфирной смолы. Такая полиэфирная смола особенно не ограничивается при условии, что она представляет собой полимерную смолу, которая содержит повторяющиеся структурные единицы, содержащие сложноэфирные связи, и может представлять собой смолу, которая содержит этилентерефталат в качестве основных повторяющихся структурных единиц компонента дикарбоновой кислоты и гликолевого компонента. С другой стороны, полиэфирное волокно может представлять собой биоразлагаемое полиэфирное волокно, изготовленное из поликапролактона, полиэтиленсукцината, полибутиленсукцината, полиэтиленадипината, полибутиленадипината, сополимера полиэтиленсукцината/адипината или полимолочной кислоты, или полиэфирное волокно, синтезированное при сополимеризации такого полиэфира в качестве основного компонента с другой дикарбоновой кислотой и/или гликолем. Примеры компонента дикарбоновой кислоты включают в себя терефталевую кислоту, 2,6-нафталиндикарбоновую кислоту, изофталевую кислоту и 1,4-циклогександикарбоновую кислоту. Примеры гликолевого компонента включают в себя этиленгликоль, пропиленгликоль, тетраметиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол и 1,4-циклогександиметанол. Компонент дикарбоновой кислоты может быть частично заменен адипиновой кислотой, себациновой кислотой, димерной кислотой, сульфоновой кислотой, или металл-замещенной изофталевой кислотой. Гликолевый компонент дополнительно может быть частично заменен диэтиленгликолем, неопентилгликолем, 1,4-циклогександиолом, 1,4-циклогександиметанолом или полиалкиленгликолем.
3
2
Обычно полиэфирное волокно производят с применением полиэфирной смолы согласно хорошо известному способу формования, такому как формование из расплава. Примеры такого полиэфирного волокна включают в себя полиэтилентерефталатное (PET) волокно, полибутилентерефталатное (PBT) волокно, полиэтиленфталатное (PEN) волокно, полициклогексилендиметилентерефталатное (PCT) волокно, политриметилентерефталатное(PTT) волокно и политриметиленнафталатное (PTN) волокно. Из них предпочтительно применяют полиэтилентерефталатное (PET) волокно. Полиэтилентерефталатное волокно может содержать, например, общепринятые антиоксиданты, хелатообразующие агенты, ионообменные агенты, агенты для защиты окраски, воски, силиконовое масло или различные поверхностно-активные вещества, а также частицы, такие как различные неорганические частицы, например, оксид титана, оксид кремния, карбонат кальция, нитрид кремния, глину, тальк, каолин и циркониевую кислоту, сшитые полимерные частицы и частицы различных металлов. Полипропиленовое волокно особенно не ограничивается при условии, что оно изготовлено из полипропиленовой смолы. Полипропиленовая смола особенно не ограничивается при условии, что она представляет собой полимерную смолу, которая содержит повторяющиеся структурные единицы, содержащие в себе следующую структуру: -CH(CH)CH-. Примеры такой полипропиленовой смолы включают в себя полипропиленовые смолы и смолы на основе пропиленолефиновых сополимеров, такие как смола на основе сополимера пропилена и этилена. Полипропиленовое волокно производят с применением такой полипропиленовой смолы согласно хорошо известному способу формования, такому как формование из расплава. Дополнительно полипропиленовое волокно может содержать упомянутые выше различные добавки, которые можно добавлять к полиэфирному волокну.
Примеры найлонового волокна включают в себя волокна, изготавливаемые из найлоновых смол или найлоновых сополимерных смол, таких как поликапроамидная (найлон-6),
полигексаметиленадипамидная (найлон-66),
политетраметилаэндипамидная (найлон-46),
полигексаметиленсебацамидная (найлон-610),
полигексаметилендодекамидная (найлон 612),
полиундеканамидная (найлон 11), полидодеканамидная (найлон 12),
поли(м-ксилоладипамид)ная (найлон MXD6),
полигексаметилентерефталамидная (найлон 6T),
полигексаметиленизофталамидная (найлон 61),
поликсилиленадипамидная (найлон XD6), сополимер
поликапроамида/полигексаметилентерефталамида (найлон 6/6T), сополимер
полигексаметиленадипамида/полигексаметилентерефталамида (найлон 66/6T), сополимер
полигексаметиленадипамида/полигексаметиленизофталамида (найлон 66/61), сополимер
полигексаметиленадипамида/полигексаметиленизофталамида/поликапроамида (найлон 66/61/6), сополимер
полигексаметилентерефталамида/полигексаметиленизофталамида (найлон 6T/6I), сополимер
полигексаметилентерефталамида/полидодеканамида (найлон 6T/12), сополимер
полигексаметиленадипамида/полигексаметилентерефталамида/
полигексаметиленизофталамида (найлон 66/6T/6I) и сополимер полигексаметилентерефталамида/поли-2-метилпентаметилентерефталамида (найлон 6T/м5T). Найлоновое волокно производят с применением такой найлоновой смолы согласно хорошо известному способу, такому как формование из расплава. Дополнительно найлоновое волокно может содержать упомянутые выше добавки, которые можно добавлять к полиэфирному волокну.
Длина волокна и тонина термопластичного волокна особенно не ограничиваются и соответственно определяются согласно совместимости с другими синтетическими волокнами или согласно применениям получаемых в результате пламезамедляющих нетканых материалов. Однако длина термопластичного волокна предпочтительно составляет 10 мм или более. Термопластичное волокно может представлять собой либо нить, либо штапельное волокно. В случае штапельного волокна длина волокна предпочтительно составляет от 10 до 100 мм, в частности, предпочтительно от 20 до 80 мм. При производстве нетканого материала путем переплетения штапельного волокна с длиной волокна 10 мм или более можно предотвратить осыпание штапельного волокна в нетканом материале. Большая длина волокна улучшает звукопоглощение нетканого материала, однако имеет тенденцию ухудшать прядомость (например, с помощью чесальной машины) и замедление распространения пламени. Следовательно, длина волокна термопластичного штапельного волокна предпочтительно составляет 100 мм или менее. Тонина термопластичного волокна составляет от 0,5 до 30 децитекс, предпочтительно от 1,0 до 20 децитекс, в частности, предпочтительно от 1,0 до 10 децитекс.
Упомянутые выше термопластичные штапельные волокна можно использовать в чистом виде или в комбинации с двумя или более типами волокон. Например, можно смешивать термопластичные штапельные волокна, которые относятся к одинаковому типу, но отличаются по тонине или длине волокна, или можно смешивать термопластичные штапельные волокна, которые отличаются по типу, а также по тонине или длине волокна. В любом случае соотношение компонентов в смеси таких штапельных волокон особенно не ограничивается и может быть соответствующим образом определено согласно применениям или назначениям получаемых в результате нетканых материалов.
Для получения более пламезамедляющего нетканого материала, термопластичное штапельное волокно предпочтительно переплетают и соединяют с термостойким штапельным волокном. Термостойкое штапельное волокно имеет значение индекса LOI (предельного кислородного индекса), равное не менее 25, и не включает в себя волокна, которые становятся пламезамедляющими путем добавления ингибитора пламени, такие как пламезамедляющее искусственное волокно, пламезамедляющее волокно на основе поливинилхлорида (виньон) и модифицированное акрилонитрильное волокно. Здесь значение индекса LOI означает минимальную концентрацию кислорода, необходимую для поддержания горения 5 см или более образца и измеряемую согласно стандарту JIS L 1091. Путем применения такого термостойкого штапельного волокна со значением индекса LOI, равным не менее 25, можно обеспечить замедление распространения пламени для нетканого материала. Но для получения еще более пламезамедляющего нетканого материала, предпочтительно использовать термостойкое штапельное волокно со значением индекса LOI, равным не менее 28.

Термостойкое штапельное волокно, предпочтительно используемое в настоящем изобретении, превосходит термопластичное штапельное волокно тем, что обладает низкой способностью к усадке, и, следовательно, получаемый в результате нетканый материал с трудом плавится и сжимается при горении. В частности, такое термостойкое штапельное волокно предпочтительно имеет сухожаровую усадку не более 1% при 280°C. Конкретные примеры такого термостойкого штапельного волокна включают в себя штапельные волокна, полученные, например, нарезкой, по меньшей мере, одного типа термостойкого органического волокна, выбранного из группы, состоящей из арамидного волокна, полифениленсульфидного волокна, полибензоксазольного волокна, полибензотиазольного волокна, полибензимидазольного волокна, полиэфирэфиркетонного волокна, полиарилатного волокна, полиимидного волокна, фторсодержащего волокна и огнестойкого волокна при требуемой длине волокна. Такие термостойкие штапельные волокна включают в себя общеизвестные волокна или волокна, производимые хорошо известными способами или способами, основанными на таких хорошо известных способах, и все из них можно применять. Здесь огнестойкое волокно главным образом представляет собой волокно, производимое спеканием акрилового волокна при температуре от 200 до 500°C в активной атмосфере, такой как воздух, то есть представляет собой предшественника углеродного волокна. Например, можно упомянуть огнестойкое волокно, производимое компанией Asahi Kasei под торговой маркой «LASTAN», и огнестойкое волокно, производимое компанией Toho Tenax под торговой маркой «Pyromex».
Из указанных термостойких органических волокон с точки зрения низкой способности к усадке и технологичности предпочтительно применяется, по меньшей мере, один тип органических волокон, выбранный из группы, состоящей из арамидного волокна, полифениленсульфидного волокна, полибензоксазольного волокна, полиэфирэфиркетонного волокна, полиарилатного волокна и огнестойкого волокна. В частности, предпочтительно применяют арамидное волокно.

Арамидное волокно включает в себя параарамидное волокно и метаарамидное волокно. В частности, параарамидное волокно предпочтительно применяют с точки зрения более низкой способности к усадке при нагревании. Примеры параарамидного волокна, подходящего для применения, включают в себя имеющиеся в продаже продукты, такие как полипарафенилентерефталамидное волокно (производимое компанией E.I DU PONT и DU PONT-TORAY Co., Ltd. под торговой маркой Кевлар «KEVLAR») и сополимерное полипарафенилен-3,4′-оксидифенилентерефталамидное волокно (производимое компанией TEIJIN под торговой маркой «TECHNORA»).
Такое арамидное волокно может содержать пленкообразователь, кремнийорганический аппрет и поверхностно-активное вещество на поверхности или внутри волокна. Количество сухого вещества таких агентов для обработки поверхности, присоединенных к арамидному волокну, предпочтительно находится в интервале от 0,01 до 20% по массе относительно количества арамидного волокна.
Длина волокна и тонина термостойкого штапельного волокна особенно не ограничиваются и соответственно определяются согласно совместимости волокна с применяемым вместе термопластичным штапельным волокном или согласно применениям получаемого в результате звукопоглощающего материала. Тонина термостойкого штапельного волокна составляет от 0,1 до 50 децитекс, предпочтительно от 0,3 до 30 децитекс, более предпочтительно от 0,5 до 15 децитекс, в частности, предпочтительно от 1,0 до 10 децитекс. Механизм замедления распространения пламени в нетканом материале согласно настоящему изобретению не ясен, однако можно считать, что термостойкое штапельное волокно, переплетаемое с термопластичным штапельным волокном, выполняет функцию ингибирования горения термопластичного штапельного волокна. Длина волокна термостойкого штапельного волокна особенно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 20 до 100 мм, в частности, с точки зрения замедления распространения пламени и эффективности предпочтительно составляет от 40 до 80 мм.
Упомянутые выше термостойкие штапельные волокна можно применять отдельно или в комбинации с двумя или более типами волокон. Например, можно смешивать термостойкие штапельные волокна, которые относятся к одному и тому же типу, но отличаются по тонине или длине волокна, или можно смешивать термостойкие штапельные волокна, которые отличаются по типу, а также по тонине или длине волокна. В любом случае соотношение компонентов при смешивании таких штапельных волокон особенно не ограничивается и соответственно может определяться согласно применениям или назначениям получаемого, в результате, звукопоглощающего материала.
Термопластичное штапельное волокно и термостойкое штапельное волокно, применяемые в настоящем изобретении, предпочтительно смешивают при массовом соотношении от 95:5 до 55:45. Если соотношение превышает 95 мас.%, замедление распространения пламени в нетканом материале является недостаточным, так как вероятно, происходит вытекание. То есть при обеспечении холста с содержанием термостойкого штапельного волокна, равным 5 мас.% или более, и при переплетении термостойкого штапельного волокна с термопластичным штапельным волокном можно предотвратить горение и плавление термопластичного штапельного волокна. С другой стороны, если соотношение составляет менее 55 мас.%, нетканый материал обладает превосходными характеристиками в отношении замедления распространения пламени, но в связи с уменьшением экономической эффективности мало пригоден в отношении технологичности, которая позволяет производить нетканый материал требуемого размера. Следовательно, с точки зрения замедления распространения пламени и технологичности массовое соотношение термопластичного штапельного волокна и термостойкого штапельного волокна более предпочтительно составляет от 88:12 до 55:45, еще более предпочтительно от 85:15 до 55:45 и наиболее предпочтительно от 85:15 до 65:35.
В настоящем изобретении для улучшения характеристик износостойкости и звукопоглощения нетканого материала предпочтительно, чтобы термопластичное штапельное волокно содержало термопластичное штапельное волокно с высоким (тонким) номером. В качестве термопластичного штапельного волокна с высоким номером можно упомянуть, по меньшей мере, один тип волокон, выбранный из вышеупомянутых: полиэфирного волокна, полипропиленового волокна и полиэтиленового волокна, волокна из линейного полиэтилена низкой плотности и волокна из сополимера этилена/винилацетата.
Тонина термопластичного штапельного волокна с высоким номером, применяемого в настоящем изобретении, обычно составляет от 0,1 до 15 децитекс, предпочтительно от 0,5 до 6,6 децитекс и, в частности, предпочтительно от 1,1 до 3,3 децитекс. Если тонина термопластичного штапельного волокна с высоким номером слишком мала, технологичность ухудшается. С другой стороны, если тонина термопластичного штапельного волокна с высоким номером слишком большая, ухудшаются звукопоглощающие характеристики. Длина термопластичного штапельного волокна с высоким номером особенно не ограничивается и может соответственно определяться согласно совместимости с применяемым термостойким штапельным волокном и согласно применениям получаемого в результате звукопоглощающего материала. Однако длина термопластичного штапельного волокна с высоким номером обычно составляет предпочтительно от 10 до 100 мм, в частности, предпочтительно от 20 до 80 мм.
В том случае, когда в холсте термопластичное штапельное волокно с высоким номером представляет собой смесь, содержание (соотношение компонентов) термопластичного штапельного волокна с высоким номером предпочтительно составляет от 30 до 70 мас.%, более предпочтительно от 30 до 50 мас.% от общего количества термопластичного штапельного волокна.
2
В настоящем изобретении вес нетканого материала составляет от 150 до 800 г/м. Если вес нетканого материала слишком мал, годность к обработке во время производства ухудшается, например, ухудшается сохранение формы слоя холста. С другой стороны, если вес нетканого материала слишком большой, увеличивается энергия, необходимая для переплетения волокон, или переплетение волокон осуществляется недостаточно, так что при обработке нетканого материала имеют место дефекты, такие как деформация.
Следует отметить, что холст можно изготовить с использованием традиционной холстоформирующей машины согласно традиционному способу формирования холста. Например, смесь термопластичного штапельного волокна и термостойкого штапельного волокна подвергают кардованию в кардочесальной машине для образования холста.
Нетканый материал, предпочтительно применяемый в настоящем изобретении, можно формировать, например, путем иглопрокалывания или скрепления водными струями холста, полученного при смешении термопластичного штапельного волокна с термостойким штапельным волокном для переплетения и соединения волокон друг с другом. Подвергая холст обработке прокалыванием для переплетения волокон друг с другом, можно улучшать износостойкость нетканого материала.
2
2
Иглопрокалыванию можно подвергать либо одну, либо обе поверхности холста. На данном этапе, если плотность иглопрокалывания слишком низкая, износостойкость нетканого материала становится неудовлетворительной. С другой стороны, если плотность иглопрокалывания слишком высокая, объемная плотность и объемная доля воздуха в нетканом материале уменьшается, тем самым ухудшая теплоизоляционные свойства и звукопоглощающие свойства нетканого материала. Следовательно, плотность иглопрокалывания предпочтительно составляет от 50 до 300 прокалываний/см, более предпочтительно от 50 до 100 прокалываний/см.
В настоящем изобретении иглопрокалывание можно осуществлять с использованием традиционной иглопрокалывающей машины, согласно традиционному способу иглопрокалывания.
2
Скрепление водными струями можно осуществлять согласно традиционному способу скрепления водными струями, например, посредством водоструйной машины для распыления потоков воды под высоким давлением от 90 до 250 кг/смG из множества форсунок с диаметром от 0,05 до 2,0 мм, выстроенных в линию или в несколько линий с интервалами от 0,3 до 10 мм. Расстояние между форсунками и холстом предпочтительно составляет приблизительно от 1 до 10 см.
Холст, подвергнутый скреплению иглопрокалыванием или скреплению водяными струями, можно сушить традиционным способом и затем, если необходимо, подвергать термофиксации.
3
3
3
3
В том случае, когда нетканый материал состоит из штапельного волокна, если его объемная плотность слишком низкая, замедление распространения пламени, теплоизоляция и звукопоглощение ухудшаются. С другой стороны, если его объемная плотность слишком высокая, ухудшаются замедление распространения пламени, износостойкость и технологичность. Следовательно, необходимо, чтобы нетканый материал из штапельного волокна имел объемную плотность от 0,01 до 0,2 г/см. Предпочтительно, объемная плотность нетканого материала из штапельного волокна составляет от 0,01 до 0,1 г/см, более предпочтительно от 0,02 до 0,08 г/см, еще более предпочтительно от 0,02 до 0,05 г/см. Регулируя объемную плотность нетканого материала в определенном интервале для регулирования доли воздуха (кислорода), содержащегося в нетканом материале, можно обеспечивать превосходные характеристики нетканого материала в отношении замедления распространения пламени, теплоизоляции и звукопоглощения.
Дополнительно, в настоящем изобретении в том случае, когда для звукопоглощающего материала важна термостойкость или износостойкость, нетканый материал предпочтительно состоит из термостойкого волокна. Термостойкое волокно может представлять собой либо штапельное волокно, либо нить. Примеры такого термостойкого волокна включают в себя упомянутые выше термостойкие органические волокна. В таком случае нетканый материал, как правило, производят, применяя такое термостойкое волокно согласно хорошо известному способу.
В настоящем изобретении более толстый нетканый материал делает звукопоглощение лучше, однако с точки зрения, например, экономической эффективности, легкости обработки и пространства, предназначенного для звукопоглощающего материала, толщина нетканого материала предпочтительно составляет от 2 до 100 мм, более предпочтительно от 3 до 50 мм, еще более предпочтительно от 5 до 30 мм.
2
2
2
2
Как описано выше, звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению имеет слоистую структуру, содержащую нетканый материал и материал поверхности. Материал поверхности должен иметь воздухопроницаемость не более 50 куб.см/см/с, измеряемую согласно стандарту JIS L-1096. Для воздухопроницаемости материала поверхности не существует нижнего предела, однако воздухопроницаемость предпочтительно составляет от 0,01 до 50 куб.см/см/с, в частности, предпочтительно от 0,01 до 30 куб.см/см/с. Если воздухопроницаемость превышает 50 куб.см/см/с., звукопоглощение звукопоглощающего материала ухудшается.
Материал, составляющий материал поверхности, особенно не ограничивается, например, можно применять вышеупомянутые материалы для нетканого материала. Материал поверхности может быть в виде материала или пленки. Примеры материала включают в себя нетканые материалы (включая чистую бумагу и полиэфирную бумагу), тканые материалы и вязаные материалы. Примеры пленок включают в себя полиэфирные пленки. Волокно, составляющее такой материал, может представлять собой либо штапельное волокно, либо нить. В том случае, когда в качестве материала поверхности применяется материал, материал поверхности и нетканый материал, расположенные слоями на материале поверхности, изготавливают из одного и того же материала или различных материалов. Например, в случае, когда звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению применяется в качестве материала для внутренней отделки транспортного средства, материал поверхности и нетканый материал, расположенные слоями на материале поверхности, предпочтительно изготавливают из одного и того же материала. Причина состоит в том, что в таком случае применяется большое количество звукопоглощающего материала, и звукопоглощающий материал, применяемый в качестве материала для внутренней отделки транспортного средства, должен подвергаться вторичной переработке. Например, в случае, когда нетканый материал содержит полиэфирный материал, материал поверхности предпочтительно изготавливают из полиэфира.
Предпочтительные примеры материала поверхности включают в себя нетканые материалы из нитей фильерного способа производства, нетканые материалы сухой выкладки из штапельного волокна и нетканые материалы мокрой выкладки из штапельного волокна. В частности, предпочтительно применяют нетканые материалы из нитей фильерного способа производства и нетканые материалы мокрой выкладки из штапельного волокна. Нетканые материалы из нитей фильерного способа производства производят способом формования. Из таких нетканых материалов из нитей фильерного способа производства особенно предпочтительными являются материалы, полученные путем частичного скрепления волокон друг с другом посредством способа термоскрепления для объединения холста. По существу, можно применять нетканый материал, например, имеющийся в продаже полиэфирный нетканый материал фильерного способа производства (производимый компанией TORAY Industries, Inc. под торговой маркой «Axtar»). В качестве нетканого материала сухой выкладки из штапельного волокна предпочтительно используют материал, производимый иглопрокалыванием холста. Примеры нетканого материала мокрой выкладки из штапельного волокна включают в себя бумагу и войлок, изготовленный из рубленых волокон, пульпы или штапельных волокон бумагоделательным способом.
В настоящем изобретении в качестве материала поверхности можно применять нетканый материал, состоящий из термостойкого волокна со значением индекса LOI, равным не менее 25, и силикатного минерального сырья, и такой нетканый материал предпочтительно представляет собой нетканый материал мокрой выкладки. Такой предпочтительный нетканый материал можно производить с применением термостойкого волокна со значением индекса LOI, равным не менее 25, и силикатного минерального сырья согласно хорошо известному мокрому способу. «Термостойкое волокно со значением индекса LOI, равным не менее 25» может представлять собой штапельное волокно, для которого определение значения индекса LOI такое же, как описано выше. Примеры термостойкого волокна включают в себя вышеупомянутые термостойкие органические волокна. В качестве силикатного минерального сырья предпочтительно применяют слюду. Конкретные примеры слюды включают в себя бесцветный мусковит, бронзовую слюду, черную слюду (биотит) и искусственную бронзовую слюду. Применяемое количество силикатного минерального сырья составляет от 5 до 70 мас.%, предпочтительно от 10 до 40 мас.% относительно количества материала поверхности.
Предпочтительный нетканый материал мокрой выкладки, подлежащий применению в качестве материала поверхности, предпочтительно состоит из термостойкого штапельного волокна со значением индекса LOI, равным не менее 25. Примеры такого термостойкого штапельного волокна включают в себя упомянутые выше термостойкие штапельные волокна. Из таких термостойких штапельных волокон предпочтительно применяют арамидное штапельное волокно, и более предпочтительно применяют параарамидное штапельное волокно. Альтернативно, нетканый материал мокрой выкладки может представлять собой нетканый материал, состоящий из термостойкого штапельного волокна со значением индекса LOI, равным не менее 25, и силикатного минерального сырья. Такой нетканый материал мокрой выкладки производят согласно хорошо известному мокрому бумагоделательному способу, применяя термостойкое штапельное волокно со значением индекса LOI, равным не менее 25, или применяя термостойкое штапельное волокно со значением индекса LOI, равным не менее 25, и силикатное минеральное сырье. В качестве силикатного минерального сырья предпочтительно применяют слюду. Конкретные примеры слюды включают в себя бесцветный мусковит, бронзовую слюду, черную слюду и искусственную бронзовую слюду. Применяемое количество силикатного минерального сырья составляет от 5 до 70 мас.%, предпочтительно от 10 до 40 мас.% относительно количества материала поверхности.
3
3
Нетканый материал, подлежащий применению в качестве материала поверхности, предпочтительно представляет собой чистую бумагу, у которой общее число частиц пыли с диаметром 0,3 мкм или более, образуемых в тесте на пылеобразование, описанном позднее, составляет не более 500 частиц/0,1 фт (более предпочтительно 100 частиц/0,1 фт или менее). Такая чистая бумага может находиться в продаже, а ее примеры включают в себя чистую бумагу, производимую компанией Fuji Paper Co., Ltd. под торговой маркой «OK Clear White», нетканый материал из нитей фильерного способа производства, производимый компанией TORAY Industries, Inc. под торговой маркой «Axtar G2260-1S», и нетканый материал мокрой выкладки из арамидного штапельного волокна, производимый компанией OJI PAPER Co., Ltd. под торговой маркой «KEVLAR Paper».
2
2
2
Толщина материала поверхности особенно не ограничивается, однако предпочтительно составляет приблизительно от 0,01 до 2 мм, более предпочтительно приблизительно от 0,01 до 1 мм, еще более предпочтительно приблизительно от 0,01 до 0,5 мм, наиболее предпочтительно приблизительно от 0,03 до 0,1 мм. Масса материала поверхности на единицу площади предпочтительно является максимально легкой, однако с точки зрения прочности составляет приблизительно от 10 до 400 г/м, предпочтительно приблизительно от 20 до 400 г/м, более предпочтительно приблизительно от 20 до 100 г/м.
В настоящем изобретении нетканый материал может принимать различные формы, такие как многогранник (например, шестигранники, такие как прямоугольный параллелепипед), столбец и цилиндр. В случае, когда нетканый материал звукопоглощающего материала согласно настоящему изобретению представляет собой многогранник, материал поверхности можно наслаивать на одну из граней многогранника (например, прямоугольного параллелепипеда), или материал поверхности можно наслаивать на две или более грани многогранника. В случае, когда нетканый материал имеет форму столбца или цилиндра, материал поверхности предпочтительно наслаивают на изогнутую поверхность столбца или цилиндра.
Материал поверхности и нетканый материал можно наслаивать вместе в состоянии, когда они не скрепляются друг с другом, однако предпочтительно их наслаивать вместе в состоянии, когда они скрепляются друг с другом традиционным способом скрепления. В качестве способа скрепления можно упомянуть скрепление с применением заклепок из смолы (например, материал «Bano′k», производимый компанией Japan Bano′k), сплавление, сшивание, иглопрокалывание, скрепление с применением адгезивов, термическое тиснение, ультразвуковую сварку, скрепление спеканием с применением адгезивных смол или скрепление посредством сварочного аппарата. Кроме указанных способов, также можно применять способ скрепления, при котором материал с низкой точкой плавления, такой как сетчатый материал с низкой точкой плавления, пленка с низкой точкой плавления или волокно с низкой точкой плавления, расположенный между материалом поверхности и нетканым материалом, плавится при термообработке, скрепляя при этом материал поверхности с нетканым материалом посредством материала с низкой точкой плавления. Здесь точка плавления материала с низкой точкой плавления предпочтительно ниже, чем точка плавления другого волокна, применяемого в нетканом материале или в материале поверхности на 20°C или более. Следует заметить, что в случае, когда в качестве способа скрепления используют скрепление спеканием, предпочтительно применяют порошок высокотемпературной адгезивной смолы (например, найлон 6, найлон 66, полиэфир) или порошок низкотемпературной адгезивной смолы (например, EVA (сополимер этилена-винилацетата с низкой точкой плавления)). В случае скрепления с применением адгезивов, можно применять либо термопластичные адгезивы, либо термореактивные адгезивы. В таком случае, например, после нанесения термореактивной эпоксидной смолы на материал поверхности или нетканый материал, слои материала поверхности и нетканого материала располагают вместе и затем подвергают термообработке для отверждения смолы.
2
2
2
2
Более высокая степень скрепления между материалом поверхности и нетканым материалом (большее число точек скрепления или более большая площадь поверхности скрепления) обеспечивает более прочное скрепление материала поверхности и нетканого материала, однако при слишком высокой степени скрепления между ними коэффициент звукопоглощения получаемого в результате звукопоглощающего материала понижается. В случае когда между материалом поверхности и нетканым материалом нет скрепления, коэффициент звукопоглощения получаемого в результате звукопоглощающего материала увеличивается, однако возникают проблемы, такие как расслаивание при использовании и плохая пригодность для обработки. С этой точки зрения число точек скрепления между материалом поверхности и нетканым материалом составляет, по меньшей мере, 1 точку/см, однако предпочтительно не более 30 точек/см, более предпочтительно не более 20 точек/см, еще более предпочтительно не более 10 точек/см. Площадь поверхности точки (точек) скрепления предпочтительно сводится к минимуму, так как если площадь поверхности точки(точек) скрепления слишком большая, коэффициент звукопоглощения получаемого в результате звукопоглощающего материала понижается. Например, если общую площадь поверхности точек скрепления точек обозначить как B, а общую площадь поверхности точек скрепления и точек без скрепления обозначить как A+B, то отношение общей площади поверхности точек скрепления (B) к общей площади поверхности точек скрепления точек и точек без скрепления (A+B), то есть отношение, выраженное формулой: {B/(A+B)}×100(%), предпочтительно, составляет не более 30%, более предпочтительно не более 20%, еще более предпочтительно не более 10%. Для уменьшения числа точек скрепления или степени скрепления в качестве адгезива предпочтительно применяют, например, материал с низкой точкой плавления в виде сетки или небольшое количество частиц материала с низкой точкой плавления и с относительно большим размером частиц.
В звукопоглощающем материале согласно настоящему изобретению материал поверхности необходимо наслаивать, по меньшей мере, на одну из сторон нетканого материала, однако можно наслаивать на обе стороны нетканого материала. Дополнительно звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению может иметь многослойную структуру, в которой, по меньшей мере, один или более слоев нетканого материала и, по меньшей мере, один или более слоев материала поверхности располагают слоями и соединяют вместе. В таком случае число слоев, в частности, не ограничивается.
Если необходимо, звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению может быть окрашен красителями или пигментами. В случае когда производят окрашенный звукопоглощающий материал, окрашенную в массе пряжу получают путем формования полимера, смешанного с красителем или пигментом, или можно применять волокна, окрашенные различными способами. Альтернативно, сам по себе звукопоглощающий материал можно окрашивать красителями или пигментами.
Если необходимо, звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению можно покрывать или импрегнировать эмульсией акриловой смолы, или эмульсией акриловой смолы, или раствором акриловой смолы, содержащими в себе хорошо известный ингибитор пламени, такой как ингибитор пламени на основе фосфата, ингибитор пламени на основе галогена или гидратированного соединения металла, для дополнительного улучшения его способности замедлять распространение пламени или его износостойкости.
Звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению можно применять в различных областях путем его формования для придания ему требуемого размера или формы, например, с помощью хорошо известного способа согласно его назначению или области применения. Звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению можно применять во всех областях, требующих замедления распространения пламени и поглощения звука. Например, звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению целесообразно применять для материалов внутренней отделки транспортного оборудования, такого как транспортные средства (например, автомобили и грузовые автомобили), лодки и корабли, летательные аппараты, и для гражданского строительства конструкционных материалов (например, материалов для стен и материалов для потолка). В частности, применение звукопоглощающего материала согласно настоящему изобретению в качестве материала для внутренней отделки моторного отделения транспортного средства дает возможность предотвращать распространение пламени в случае, когда пламя прорывается в моторное отделение, и предотвращать шум моторного отделения, исходящий из моторного отделения. Кроме того, звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению также можно применять для различных областей применения, таких как материалы для обшивки транспортных средств, материалы для пола, оборудование задней части и наличники дверей; изоляционные материалы для передних панелей автомобилей, поездов и летательных аппаратов; электрические продукты, такие как электрические пылесосы, вытяжные вентиляторы, электрические стиральные машины, электрические холодильники, морозильные камеры, электрические сушилки для одежды, электрические миксеры, электрические соковыжималки, кондиционеры воздуха, фены, электрические бритвы, очистители воздуха, электрические осушители и электрические газонокосилки; экраны для акустических систем; и для областей, связанных с гражданским строительством строительными машинами, такими как дробилки (например, обшивка каркасов).
Звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению, получаемый с применением в качестве материала поверхности чистой бумаги, в частности, звукопоглощающий материал, содержащий чистую бумагу в качестве материала поверхности и нетканый материал, в котором полиэфирное штапельное волокно сплетается с арамидным штапельным волокном, предпочтительно применяется в качестве звукопоглощающего материала для машинного оборудования и оборудования для кондиционирования воздуха в чистых помещениях и при строительстве чистых помещений.
Когда применяют звукопоглощающий материал, предпочтительно, чтобы задняя поверхность звукопоглощающего материала согласно настоящему изобретению (то есть поверхность звукопоглощающего материала со стороны нетканого материала) или его торцевая поверхность прикреплялась к элементу конструкции, такому как рефлектор или установочная плита. Примеры материала для «элемента конструкции» включают в себя металлы, такие как алюминий, смолы, такие как резина, и дерево. Форма «элемента конструкции» особенно не ограничивается, и «элемент конструкции» может иметь либо форму каркаса, либо форму обшивки. В настоящем изобретении «элемент конструкции» предпочтительно представляет собой рефлектор. Рефлектор будет описан ниже в данном описании.
Примеры рефлектора включают в себя металлические плиты и плиты на основе смолы. В качестве металлической плиты можно применять хорошо известную металлическую плиту при условии, что она изготовлена из металлического материала и выполнена в виде плиты, а вид металла и размер металлической плиты особенно не ограничиваются. Примеры такой металлической плиты включают в себя металлические плиты, изготовленные из нержавеющей стали, железа, титана, никеля, алюминия, меди, кобальта, иридия, рутения, молибдена, марганца и сплавов, состоящих из двух или более из указанных металлов, и композитов, изготовленных из такого металла и углерода и имеющих форму плиты. В качестве плиты на основе смолы можно применять хорошо известную плиту на основе смолы при условии, что она выполнена из смолы и сформирована в виде плиты, вид смолы и размер плиты, механические свойства и добавки к плите на основе смолы особенно не ограничиваются. Примеры такой плиты на основе смолы включают в себя плиты на основе синтетических смол, плиты на основе смолы, армированной волокном, и резиновые плиты.
Плиту на основе синтетической смолы производят формованием синтетической смолы в виде плиты согласно хорошо известному способу формования. Примеры синтетической смолы включают в себя термопластичные смолы и термореактивные смолы.
Примеры термопластичных смол включают в себя полиэфирные смолы, такие как полиэтилентерефталатные (PET) смолы, полибутилентерефталатные (PBT) смолы, политриметилентерефталатные (PTT) смолы, полиэтиленнафталатные (PEN) смолы и жидкокристаллические полиэфирные смолы, полиолефиновые смолы, такие как полиэтиленовые (PE) смолы, полипропиленовые (PP) смолы и полибутиленовые смолы; смолы на основе стирола, полиоксиметиленовые (POM) смолы, полиамидные (PA) смолы, поликарбонатные (PC) смолы, полиметилметакрилатные (PMMA) смолы, поливинилхлоридные (PVC) смолы, полифениленсульфидные (PPS) смолы, полифениленэфирные (PPE) смолы, полифениленоксидные (PPO) смолы, полиимидные (PI) смолы, полиамидоимидные (PAI) смолы, полиэфироимидные (PEI) смолы, полисульфоновые (PSU) смолы, полиэфирсульфоновые смолы, поликетонные (PK) смолы, полиэфирокетонные (РЕК) смолы, полиэфирэфиркетонные (PEEK) смолы, полиарилатные (PAR) смолы, полиэфирнитрильные (PEN) смолы, фенольные смолы (например, плиты на основе новолачных фенольных смол), феноксисмолы и фторсодержащие смолы, термопластичные эластомеры на основе полистирола, на основе полиолефинов, на основе полиуретана, на основе сложных полиэфиров, на основе полиамидов, на основе полибутадиена, на основе полиизопрена и на основе фторсодержащих полимеров, и смолы на основе сополимеров и их модифицированных смол.
Примеры термореактивных смол включают в себя фенольные смолы, эпоксидные смолы, эпоксиакрилатные смолы, смолы на основе сложных полиэфиров (например, смолы на основе сложных ненасыщенных полиэфиров), полиуретановые смолы, диаллилфталатные смолы, силиконовые смолы, смолы на основе сложных виниловых эфиров, меламиновые смолы, полиимидные смолы, полибисмалеимидтриазиновые (ВТ) смолы, цианатные смолы (например, смолы на основе сложных эфиров циановой кислоты), смолы на основе их сополимеров, их денатурированные смолы и их смеси.
Плита на основе смолы, армированной волокном, особенно не ограничивается при условии, что она состоит из волокна и смолы (например, упомянутой выше термореактивной смолы) и выполнена в виде плиты. В качестве такой плиты на основе смолы, армированной волокном, можно применять хорошо известную плиту на основе смолы, армированной волокном. Обычно, такую плиту на основе смолы, армированной волокном, производят согласно хорошо известному способу, то есть путем импрегнирования волокна или волокнистого продукта препрегом (то есть неотвержденной термореактивной смолой) и последующим отверждением его при нагревании. Применяемое в качестве исходного материала волокно может представлять собой либо штапельное волокно, либо нить. В любом случае волокнистый материал обычно производят с применением вышеупомянутой синтетической смолы согласно хорошо известному способу. Примеры волокнистого продукта включают в себя пряжи, жгуты, тканые материалы, вязаные материалы и нетканые материалы. Такие волокнистые продукты обычно производят с применением вышеупомянутых волокон согласно хорошо известному способу. Предпочтительные примеры плиты на основе смолы, армированной волокном, включают в себя плиты на основе смолы, армированной волокном, состоящие из углеродного волокна и эпоксидной смолы (плиты на основе эпоксидной смолы, армированной углеродным волокном).
Примеры резиновой плиты включают в себя плиты из натурального каучука и плиты из синтетического каучука.
Описанная выше плита на основе смолы может представлять собой плиту, поглощающую электромагнитные волны. В качестве плиты, поглощающей электромагнитные волны, можно упомянуть хорошо известную плиту для поглощения электромагнитных волн, такую как описанный в виде примера в опубликованной заявке на японский патент №2003-152389 «экранирующий электромагнитные волны материал, отформованный в виде плиты».
В предпочтительном случае для получения звукопоглощающей панели звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению присоединяется к элементу конструкции, например, применяемая алюминиевая плита присоединяется к задней поверхности звукопоглощающего материала, и элемент конструкции в виде алюминиевого каркаса присоединяется по всей периферии звукопоглощающего материала. В таком случае такую звукопоглощающую панель можно размещать, например, внутри обшивки машинного оборудования, которое производит шум, или можно применять в качестве перегородки.
Примеры
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на следующие примеры и примеры для сравнения, однако настоящее изобретение не ограничивается только примерами. Следует заметить, что характеристические значения в примерах и примерах для сравнения получены согласно следующим способам.
(Воздухопроницаемость)
Воздухопроницаемость материала поверхности измеряли с помощью обычного способа согласно стандарту JIS L-1096.
(Коэффициент звукопоглощения)
Коэффициенты звукопоглощения звукопоглощающего материала при нормальном падении измеряли для различных частот, применяя автоматический прибор (производства компании SOTEC Co., Ltd.) для измерения коэффициента звукопоглощения при нормальном падении с помощью «способа испытаний звукопоглощения строительных материалов при нормальном падении трубчатым методом» согласно стандарту JIS A1405. Измерение проводили, устанавливая звукопоглощающий материал в измерительном приборе таким образом, что к источнику звука был направлен его материал поверхности.
(Толщина)
2
Толщину, как материала поверхности, так и нетканого материала, измеряли под нагрузкой 0,1 г/см, применяя измеритель твердости при сжатии (производства компании Daiei KagakuSeiki MFG. Co., Ltd.).
(Сухожаровая усадка при 280°C)
Длину волокна измеряли до и после нагревания волокна при 280°C в течение 30 минут на воздухе и определяли усадку волокна, исходя из длины волокна измеренной перед нагреванием.
(Степень пылеобразования)
3
Степень пылеобразования материала поверхности измеряли способом обработки во вращающемся барабане согласно стандарту JIS В 9923. Сначала проверяли устройство для измерения пылеобразования барабанного типа в чистой комнате в бездействующем состоянии, чтобы убедиться, что в измерительном устройстве отсутствует пыль. Затем материал поверхности (20 см × 28,5 см), который не подвергался отмывке дочиста, помещали в устройство для измерения пылеобразования барабанного типа (CW-HDT101), и измерительное устройство приводили в действие со скоростью вращения барабана 46 об/мин. Спустя 1 минуту от начала работы при скорости 0,1 фт/мин ежеминутно измеряли число частиц пыли. Измерение числа частиц пыли в течение 1 минуты непрерывно проводили 10-кратно и определяли среднее значение в виде числа частиц пыли, образующихся в минуту. В качестве счетчика частиц пыли применяли счетчик 82-3200N, а максимальный объем всасываемого воздуха в то время, когда применялся фильтр, составлял 2,2 л/мин. Для исследования брали пять образцов, каждый размером 20 см × 28,5 см. Число образующихся частиц пыли выражали в виде числа образующихся частиц пыли в образце размером 1 см × 1 см. Как показано в таблице 1, степень пылеобразования вычисляли в соответствии с 5 категориями в виде общего числа частиц пыли с диаметром 0,3 мкм или более. Бумагу, относящуюся к категории 4 или 5, определяли как чистую бумагу.
Таблица 1
Категория
Общее число частиц пыли (частиц/0,1 фт<sup>3</sup>)
5
100 или менее
4
От 101 до 500
3
От 501 до 1000
2
От 1001 до 5000
1
5001 или более
Пример 1
2
3
Смешивали параарамидное штапельное волокно, производимое компанией DU PONT-TORAY Co., Ltd. под торговой маркой «KEVLAR» (1,7 децитекс × 51 мм, сухожаровая усадка при 280°C: 0,1% или менее, значение индекса LOI: 29) и полиэтилентерефталатное (PET) штапельное волокно (1,7 децитекс × 51 мм), производимое компанией TORAY Industries, Inc., в массовом отношении 30:70, получая при этом путем иглопрокалывания PET/арамидный нетканый материал с толщиной 10 мм и массой на единицу площади 400 г/м. Объемная плотность полученного нетканого материала составляла 0,04 г/см.
2
2
2
В то же время смешивали пряжу из 3 мм рубленого параарамидного волокна с тониной одиночной нити 1,7 децитекс («KEVLAR», производимое компанией DU PONT-TORAY Co., Ltd.) и метаарамидную волокнистую (Номекс «Nomex», производимого компанией U.S.A. DU PONT) пульпу в массовом отношении 90:10, затем подвергали переработке посредством бумагоделательного способа и каландрования, получая при этом в качестве материала поверхности арамидную бумагу с толщиной 95 мкм, массой на единицу площади 71 г/м и воздухопроницаемостью 0,81 куб.см/см/с. На материал поверхности насыпали порошок сополимера этилена-винилацетата (EVA) с низкой точкой плавления (точка плавления: 80°C) из расчета 75 г/м, и затем на материал поверхности накладывали слой иглопробивного PET/арамидного нетканого материала. Материал поверхности и нетканый материал помещали посередине между металлическими проволочными сетками и затем подвергали термообработке при 160°C в течение 3 минут для скрепления их вместе, получая при этом звукопоглощающий материал «(PET/арамидный нетканый материал)/арамидная бумага».
Пример 2
2
3
2
2
Полиэтилентерефталатный (PET) нетканый материал с толщиной 10 мм, массой на единицу площади 400 г/м и объемной плотностью 0,04 г/см получали иглопрокалыванием из полиэтилентерефталатного (PET) штапельного волокна (1,7 децитекс × 51 мм), производимого компанией TORAY Industries, Inc. С другой стороны, в качестве материала поверхности получали полиэтилентерефталатный (PET) нетканый материал фильерного способа производства («Axtar G2260», производимый компанией TORAY Industries, Inc.) с толщиной 560 мкм, массой на единицу площади 260 г/м и воздухопроницаемостью 11,5 куб.см/см/с. Таким же образом, как в примере 1, материал поверхности скрепляли с иглопробивным PET-нетканым материалом, получая при этом звукопоглощающий материал «иглопробивной PET нетканый материал/PET-нетканый материал фильерного способа производства».
Пример 3
2
3
Арамидный нетканый материал с толщиной 10 мм, массой на единицу площади 400 г/м и объемной плотностью 0,04 г/см получали иглопрокалыванием, применяя только такое же параарамидное штапельное волокно (Кевлар «KEVLAR»), как в примере 1. В качестве материала поверхности получали такую же арамидную бумагу, как в примере 1. Таким же способом, как в примере 1, арамидную бумагу в качестве материала поверхности и арамидный нетканый материал скрепляли вместе, получая при этом звукопоглощающий материал «арамидный нетканый материал/арамидная бумага».
Пример для сравнения 1
Звукопоглощающий материал получали таким же способом, как в примере 1, за исключением того, что исключали арамидную бумагу. То есть получали только нетканый материал, содержащий в себе штапельное волокно KEVLAR и полиэтилентерефталатное (PET) штапельное волокно в массовом отношении 30:70.
Пример для сравнения 2
2
Получали имеющийся в продаже нетканый материал, полученный аэродинамическим способом из расплава («Thinsulate», производимый компанией Sumitomo 3M Ltd.), в котором полипропилен (PP) и полиэтилентерефталат (PET) смешивались в массовом отношении 65:35. Полученный аэродинамическим способом из расплава нетканый материал имел толщину 10 мм и массу на единицу площади 240 г/м.
Свойства каждого из звукопоглощающих материалов и соотношение между частотой и коэффициентом звукопоглощения приведены в таблице 2. Как следует из таблицы 2, все звукопоглощающие материалы по примерам 1-3 превосходят в отношении звукопоглощения материалы примеров для сравнения.
Таблица 2
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример для сравнения 1
Пример для сравнения 2
Нетканый материал
Вид волокна
РЕТ/арамид (70/30)
РЕТ
Арамид
РЕТ/арамид (70/30)
РР/РЕТ (70/30)
Вес (г/м<sup>2</sup>)
400
400
400
400
240
Толщина (мм)
10
10
10
10
10
Объемная плотность (г/см<sup>3</sup>)
0,4
0,4
0,4
0,4
-
Материал поверхности
Вид
Арамидная бумага
Нетканый материал из РЕТ фильерного способа производства
Арамидная бумага
-
-
Вес (г/м<sup>2</sup>)
71
260
71
-
-
Толщина (мкм)
95
560
95
-
-
Воздухопроницаемость (куб.см/см<sup>2</sup>/с)
0,81
11,5
0,81
-
-
Коэффициент звукопоглощения при нормальном падении
1/3 октавная полоса частот (Гц)
500
11,0
11,0
10,3
8,2
6,3
630
11,3
19,1
11,8
10,1
7,5
800
20,5
32,7
20,3
14,6
10,9
1000
33,3
57,0
32,5
19,5
17,1
1250
44,6
76,1
43,7
25,1
25,7
1600
66,2
86,8
72,5
31,7
34,9
2000
96,5
86,8
98,8
40,3
47,2
Пример 4
2
3
Полиэтилентерефталатное (PET) штапельное волокно (1,7 децитекс × 44 мм), производимое компанией TORAY Industries, Inc., полиэтилентерефталатное (PET) штапельное волокно (6,6 децитекс × 1 мм), производимое компанией TORAY Industries, Inc., и пряжу с низкой точкой плавления, производимую компанией TORAY Industries, Inc. под торговой маркой «SAFMET» (точка плавления: 110°C, 4,4 децитекс × 51 мм) смешивали в массовом отношении 60:20:20, и затем подвергали кардованию для получения холста. Затем холст скрепляли иглопрокалыванием для получения нетканого материала. Нетканый материал подвергали термообработке при 150°C в течение 3 минут для плавления пряжи с низкой точкой плавления для того, чтобы другие полиэфирные штапельные волокна частично сцеплялись вместе, получая при этом нетканый материал с толщиной 10 мм, массой на единицу площади 400 г/м, и объемной плотностью 0,04 г/см.
2
2
2
На полученный таким образом нетканый материал насыпали EVA-порошок «2030-M», производимый компанией Tokyo Printing Ink MFG. Co., Ltd., из расчета 10 г/м, и затем непрерывно нагревали при 140°C в течение 1 минуты. Затем на нетканом материале в качестве материала поверхности размещали слой чистой бумаги, производимой компанией Fuji Paper Co., Ltd. под торговой маркой «Clean Paper OK clean white» (Бумага чистая, белая)(толщина: 90 мкм, вес: 70 г/м, воздухопроницаемость: 0,15 куб.см/см/с), и затем скрепляли их вместе опрессовкой с применением охлаждающего ролика, получая при этом звукопоглощающий материал. Характеристики пылеобразования чистой бумаги, применяемой в качестве материала поверхности, приведены ниже. Степень пылеобразования чистой бумаги получила категорию 5.
Таблица 3
Диаметр частиц(мкм)
0,3
0,5
1,0
2,0
5,0
10,0
Общее
Число частиц
11
8
11
9
2
0
41
Пример 5
2
2
Такой же нетканый материал, как материал, применяемый в примере 1, и нетканый материал из полиэтилентерефталатных (PET) нитей фильерного способа производства, производимый компанией TORAY Co., Ltd. под торговой маркой «Axtar G2260-1S» (толщина: 620 мкм, вес: 260 г/м, воздухопроницаемость: 11 куб.см/см/с), в качестве материала поверхности скрепляли вместе таким же способом, как в примере 1, получая при этом звукопоглощающий материал. Характеристики пылеобразования материала поверхности показаны ниже. Степень пылеобразования материала поверхности получила категорию 4.
Таблица 4
Диаметр частиц (мкм)
0,3
0,5
1,0
2,0
5,0
10,0
Общее
Число частиц
100
50
102
39
8
1
318
Пример 6
2
2
Такой же нетканый материал, как материал, применяемый в примере 1, и бумагу 100% KEVLAR, производимую компанией OJI Paper Co., Ltd.(толщина: 95 мкм, вес: 72 г/м, воздухопроницаемость: 0,93 куб.см/см/с), в качестве материала поверхности скрепляли вместе, получая при этом звукопоглощающий материал. Нетканый материал и материал поверхности скрепляли вместе с помощью сетчатого материала NISSEKI Conwed net ON5058, производимого компанией NISSEKI PLASTO Co., Ltd. В частности, сетчатый материал Conwed net размещали на нетканом материале и затем нагревали их при 150°C в течение 1 минуты до расплавления поверхности сетчатого материала Conwed net. Затем на сетчатом материале Conwed net размешали материал поверхности и сжимали их охлаждающим роликом для скрепления материала поверхности с нетканым материалом.
Нетканый материал и материал поверхности скрепляли посредством ячеек сетчатого материала Conwed net с размером ячейки 8 мм.
Отношение общей площади поверхности точек скрепления бумаги KEVLAR и нетканого материала с помощью сетчатого материала Conwed net (B) к общей площади поверхности точек скрепления и точек без скрепления (A+B), то есть отношение, выраженное формулой: (B/(A+B)>100 (%), составляло 2%.
Пример 7
Такой же нетканый материал, как материал, применяемый в примере 1, и такую же арамидную бумагу, как бумага по примеру 1, в качестве материала поверхности скрепляли вместе, получая при этом звукопоглощающий материал. Нетканый материал и материал поверхности скрепляли вместе посредством двусторонней липкой ленты. В частности, двустороннюю липкую ленту приклеивали к материалу поверхности и на ней размещали слой нетканого материала. Затем материал поверхности и нетканый материал сжимали посредством ролика, чтобы привести их в полное и прочное соприкосновение друг с другом.
Отношение общей площади поверхности точек скрепления (B) к общей площади поверхности точек скрепления и точек без скрепления (A+B) составляло 100%.
Коэффициенты звукопоглощения при нормальном падении звукопоглощающих материалов по примерам 4-7 приведены в таблице 5.
Таблица 5
Пример 4
Пример 5
Пример 6
Пример 7
Нетканый материал
Вид волокна
Смешанный РЕТ
РЕТ/арамид (70/30)
РЕТ/арамид (70/30)
РЕТ/арамид (70/30)
Вес (г/м<sup>2</sup>)
400
400
400
400
Толщина (мм)
10
10
10
10
Объемная плотность (г/см<sup>3</sup>)
0,4
0,4
0,4
0,4
Материал поверхности
Вид
Имеющаяся в продаже арамидная бумага
Нетканый материал из РЕТ фильерного способа производства
Бумага KEVLAR
Арамидная бумага
Вес (г/м<sup>2</sup>)
70
260
72
71
Толщина (мкм)
90
620
95
95
Воздухопроницаемость (куб.см/см<sup>2</sup>/с)
0,15
11
0,93
0,81
Коэффициент звукопоглощения при нормальном падении
1/3 октавная полоса частот (Гц)
100
3,7
3,6
4,3
4,5
125
3,0
3,0
3,9
4,3
160
3,4
3,5
4,0
4,0
200
3,6
3,8
4,9
4,4
250
4,2
5,5
5,8
5,2
315
3,3
4,8
5,1
4,9
400
5,5
7,1
7,3
10,0
500
9,2
11,0
11,0
13,3
630
8,9
19,1
11,4
24,5
800
13,8
32,7
19,2
37,1
1000
19,6
57,0
26,0
38,8
1250
33,1
76,1
44,9
56,9
1600
53,5
86,8
69,1
53,6
2000
84,9
86,8
96,0
70,3
Пример 8
Таким же способом, как в примере 1, такую же арамидную бумагу, как бумага по примеру 1, скрепляли в качестве материала поверхности с одной из поверхностей такого же нетканого материала, как материал по примеру 1, получая при этом образец. Дополнительно слой такого же материала поверхности, как материал по примеру 1, (то есть арамидную бумагу) размещали на поверхности образца нетканого материала, то есть на поверхности, противоположной поверхности материала поверхности образца, и затем соединяли их вместе путем нагревания таким же способом, как в примере 1, получая при этом звукопоглощающий материал «арамидная бумага/(PET/арамидный нетканый материал)/арамидная бумага».
(Испытание потерь при передаче звука)
Потери при передаче звука звукопоглощающих материалов, полученных в примерах 1 и 8, измеряли согласно стандарту JIS A 1416. Результаты измерений приведены в таблице 6.
Таблица 6
Частота (Гц)
500
1000
2000
3150
4000
5000
6300
8000
Потери при передаче звука (дБ)
Пример 1
8,5
14,2
7,9
8,7
10,5
13,3
16,5
19,5
Пример 8
8,6
14,0
8,3
11,8
15,1
20,1
24,9
28,7
Пример 9
2
2
2
В качестве материала поверхности получали бумагу KEVLAR, содержащую слюду (производимую компанией Du Pont Teijin Advanced Papers) (толщина: 75 мкм, вес: 86 г/м, воздухопроницаемость: 0 куб.см/см/с), полученную бумагоделательным способом с применением смеси из пряжи 5 мм рубленных параарамидных волокон («KEVLAR», производимой компанией DuPont Teijin Advanced Papers, Ltd.) с тониной одиночной нити 1,7 децитекс, и слюды в качестве силикатного минерального сырья. Материал поверхности соединяли с таким же нетканым материалом, как материал по примеру 1, в котором были смешаны штапельное волокно KEVLAR и полиэтилентерефталатное (PET) штапельное волокно в массовом отношении 30:70 (толщина: 10 мм, вес: 400 г/м), таким же способом, как в примере 1, с применением порошка с низкой точкой плавления, получая при этом звукопоглощающий материал с бумагой KEVLAR, содержащей слюду. Измеряли коэффициенты звукопоглощения при нормальном падении такого звукопоглощающего материала, и результаты измерений представлены в таблице 7.
Испытание огнестойкости звукопоглощающего материала проводили согласно методике испытания горения образца в вертикальном положении UL-94. Применяли газовую горелку, имеющую сопло с внешним диаметром 19 мм и внутренним диаметром 16,5 мм, и длину пламени газовой горелки устанавливали 140 мм. Звукопоглощающий материал удерживали в пламени газовой горелки на расстоянии длины пламени 100 мм в течение 4 минут таким образом, что звукопоглощающий материал находился перпендикулярно пламени (в это время материал поверхности размещался со стороны пламени) для проверки, образуется ли отверстие в материале поверхности и нетканом материале. В результате не наблюдалось образования отверстия ни в материале поверхности, ни в слоях нетканого материала звукопоглощающего материала.
Пример 10
2
3
2
2
Полиэтилентерефталатное (PET) штапельное волокно (1,7 децитекс × 44 мм) производства компании TORAY Industries, Inc., полиэтилентерефталатное (PET) штапельное волокно (6,6 децитекс × 51 мм) производства компании TORAY Industries, Inc. и пряжу с низкой точкой плавления производства компании TORAY Industries, Inc. под торговой маркой «SAFMET» (точка плавления: 110°C, 4,4 децитекс × 51 мм) смешивали в массовом отношении 60:20:20 и затем скрепляли иглопрокалыванием для получения нетканого материала толщиной 10 мм, массой на единицу площади 200 г/м и объемной плотностью 0,02 г/см. В качестве материала поверхности применяли «100%-ную полиэфирную бумагу» (толщина: 90 мкм, вес: 54 г/м, воздухопроницаемость: 0,9 куб.см/см/с) производства компании OJI PAPER Co., Ltd., и материал поверхности скрепляли с нетканым материалом таким же способом, как в примере 1, применяя порошок EVA с низкой точкой плавления и получая при этом звукопоглощающий материал «полиэтилентерефталатный (PET) нетканый материал/полиэфирная бумага». Измеряли коэффициенты звукопоглощения такого звукопоглощающего материала при нормальном падении, результаты измерений представлены в таблице 7.
Пример 11
2
3
Полиэтилентерефталатное (PET) штапельное волокно (1,7 децитекс × 44 мм) производства компании TORAY Industries, Inc., полиэтилентерефталатное (PET) штапельное волокно (6,6 децитекс × 51 мм) производства компании TORAY Industries, Inc. и пряжу с низкой точкой плавления производства компании TORAY Industries, Inc., торговая марка «SAFMET» (точка плавления: 110°C, 4,4 децитекс × 51 мм) смешивали в массовом отношении 60:20:20, и затем подвергали кардованию для получения холста. Холст скрепляли иглопрокалыванием с получением нетканого материала. Нетканый материал нагревали при 150°C в течение 3 минут для плавления пряжи с низкой точкой плавления для частичного скрепления вместе других полиэфирных штапельных волокон, получая при этом полиэтилентерефталатный (PET) нетканый материал с толщиной 10 мм, массой на единицу площади 200 г/м и объемной плотностью 0,02 г/см.
2
2
В то же время смешивали пряжу из рубленного (1,7 децитекс × 5 мм) параарамидного волокна («KEVLAR» производства компании DU PONT-TORAY Co., Ltd.) и пульпу из метаарамидного волокна («Nomex» производства компании U.S.A. DU PONT) при массовом отношении 95:5, и затем обрабатывали смесь бумагоделательным способом и каландровали, получая при этом арамидную бумагу толщиной 70 мкм, с массой на единицу площади 36 г/м и воздухопроницаемостью 20,5 куб.см/см/с в качестве материала поверхности. Материал поверхности и нетканый материал скрепляли вместе таким же способом, как в примере 1, получая при этом звукопоглощающий материал.
2
2
Два листа полученного таким образом звукопоглощающего материала размещали вместе в виде слоев и дополнительно снизу помещали арамидную бумагу, состоящую из KEVLAR и Nomex по примеру 1 (толщина: 95 мкм, вес: 71 г/м, воздухопроницаемость: 0,81 куб.см/см/с) для измерения коэффициентов звукопоглощения полученного материала. Результаты измерений представлены в таблице 7.
Таблица 7
Пример 9
Пример 10
Пример 11
Нетканый материал
Вид волокна
РЕТ/арамид (70/30)
Смешанный РЕТ
Смешанный РЕТ (два слоя)
Вес (г/м<sup>2</sup>)
400
200
200/200
Толщина (мм)
10
10
10/10
Объемная плотность (г/см<sup>3</sup>)
0,04
0,02
0,02/0,02
Материал поверхности
Тип
Бумага KEVLAR, содержащая слюду
Полиэфирная бумага
Арамидная бумага (три слоя)
Вес (г/м<sup>2</sup>)
86
54
36/36/71
Толщина (мкм)
75
90
70/70/95
Воздухопроницаемость (куб.см/см<sup>2</sup>/с)
0
0,90
20,5/20,5/0,81
Коэффициент звукопоглощения при нормальном падении
1/3 октавная полоса частот (Гц)
100
3,4
4,5
4,3
125
2,8
3,4
3,4
160
3,2
4,3
3,9
200
4,5
5,3
6,1
250
5,8
7,8
10,3
315
5,5
7,1
9,7
400
8,7
10,6
16,1
500
11,1
10,8
21,0
630
17,6
14,4
28,9
800
28,3
25,8
42,6
1000
53,0
40,2
60,1
1250
78,3
45,6
78,9
1600
85,7
55,7
93,2
2000
88,2
76,1
98,4
Пример для сравнения 3
2
3
100%-ный полиэтилентерефталатный (PET) нетканый материал с толщиной 2,5 мм, массой на единицу площади 100 г/см и объемной плотностью 0,025 г/см получали с применением таких же волокон, как волокна по примеру 4, при таком же соотношении компонентов смеси, как в примере 4, и таким же способом, как в примере 4. Такой же материал поверхности (то есть арамидную бумагу), как в примере 1, скрепляли с нетканым материалом таким же способом, как в примере 1, получая при этом звукопоглощающий материал.
Пример для сравнения 4
2
3
100%-ный полиэтилентерефталатный (PET) нетканый материал с толщиной 5 мм, массой на единицу площади 45 г/см и объемной плотностью 0,009 г/см получали с применением таких же волокон, как в примере 4, при таком же соотношении компонентов смеси, как в примере 4, и таким же способом, как в примере 4. Такой же материал поверхности (то есть арамидную бумагу), как материал по примеру 1, скрепляли с нетканым материалом таким же способом, как в примере 1, получая при этом звукопоглощающий материал.
Пример для сравнения 5
2
3
100%-ный полиэтилентерефталатный (PET) нетканый материал с толщиной 25 мм, массой на единицу площади 900 г/см и объемной плотностью 0,036 г/см получали с применением таких же волокон, как в примере 4, при таком же соотношении компонентов смеси, как в примере 4, и таким же способом, как в примере 4. Такой же материал поверхности (то есть арамидную бумагу), как материал по примеру 11, скрепляли с нетканым материалом таким же способом, как в примере 1, получая при этом звукопоглощающий материал.
Пример для сравнения 6
2
3
100%-ный нетканый материал мокрой выкладки из арамидного волокна с толщиной 5,5 мм, массой на единицу площади 1582 г/м и объемной плотностью 0,29 г/см получали бумагоделательным способом с применением пульпы «KEVLAR» производства компании U.S.A. DU PONT. Такой же материал поверхности, как материал по примеру 1, скрепляли с нетканым материалом таким же способом, как в примере 1, получая при этом звукопоглощающий материал.
Пример для сравнения 7
2
3
2
2
100%-ный полиэтилентерефталатный (PET) нетканый материал с толщиной 10 мм, массой на единицу площади 200 г/см и объемной плотностью 0,02 г/см получали с применением таких же волокон, как волокна по примеру 4, при таком же соотношении компонентов смеси, как в примере 4, и таким же способом, как в примере 4. 100%-ный полиэтилентерефталатный (PET) материал поверхности с толщиной 410 мкм, массой на единицу площади 59 г/м и воздухопроницаемостью 93 куб.см/см/с получали с применением таких же волокон, как волокна, применяемые при получении нетканого материала по примеру 4, при таком же соотношении компонентов смеси, как в примере 4, и обычным способом, то есть путем смешения и иглопрокалывания волокон. Полученный таким образом нетканый материал и материал поверхности скрепляли вместе таким же способом, как в примере 1, применяя порошок с низкой точкой плавления и получая при этом звукопоглощающий материал.
Коэффициенты звукопоглощения при нормальном падении звукопоглощающих материалов, полученных в примерах для сравнения 3-7, приведены в таблице 8.
Таблица 8
Пример для сравнения 3
Пример для сравнения 4
Пример для сравнения 5
Пример для сравнения 6
Пример для сравнения 7
Нетканый Материал
Вид волокна
Смешанный РЕТ
Смешанный РЕТ
Смешанный РЕТ
Смешанный РЕТ
Смешанный РЕТ
Вес (г/м<sup>2</sup>)
100
45
900
1582
200
Толщина (мм)
2,5
5
25
5,5
10
Объемная плотность (г/см<sup>3</sup>)
0,04
0,009
0,036
0,29
0,02
Материал поверхности
Вид
Арамидная бумага
Арамидная бумага
Арамидная бумага
Арамидная бумага
Иглопробивной РЕТ-нетканый материал
Вес (г/м<sup>2</sup>)
71
71
36
71
59
Толщина (мкм)
95
95
70
95
410
Воздухо-проницае-мость (куб.см/см<sup>2</sup>/с)
0,81
0,81
20,5
0,81
93
Коэффициент звукопоглощения при нормальном падении
1/3 октавная полоса частот (Гц)
100
3,1
3,7
5,2
4,4
5,3
125
3,0
2,5
4,2
3,9
4,6
160
2,9
3,0
4,9
4,1
4,7
200
3,3
3,4
6,0
5,9
5,4
250
3,3
3,4
11,1
5,9
6,2
315
2,3
2,4
17,1
5,1
5,3
400
3,4
3,6
28,1
6,6
7,2
500
4,1
4,0
37,6
8,5
9,2
630
3,8
3,4
49,8
8,8
10,3
800
4,9
4,3
58,8
12,0
10,9
1000
7,2
5,9
77,4
16,6
13,8
1250
9,6
7,9
84,7
23,3
16,8
1600
16,1
10,4
90,5
38,2
21,9
2000
28,6
31,0
92,0
27,0
32,8
Как следует из таблиц 7 и 8, звукопоглощающий материал по примеру 11 имел более высокий эффект поглощения звука с относительно низкой частотой (то есть звука с 1000 Hz или менее, в частности, 500 Hz или менее) по сравнению с другими звукопоглощающими материалами, так как толщина звукопоглощающего материала по примеру 11 была больше благодаря его слоистой структуре.
Дополнительно звукопоглощающий материал, в котором нетканый материал имел относительно небольшой вес (пример для сравнения 3), имел низкие коэффициенты звукопоглощения, как при низких, так и при высоких частотах. С другой стороны, звукопоглощающий материал, в котором нетканый материал имел относительно большой вес (пример для сравнения 5), имел высокий эффект поглощения звука, обусловленный более большой толщиной, однако его большой вес создавал проблемы в отношении обработки и технологичности. Звукопоглощающий материал, в котором нетканый материал имел относительно низкую объемную плотность (пример для сравнения 4), имел низкие коэффициенты звукопоглощения, и такой звукопоглощающий материал с большей вероятностью разрушался вследствие приложения нагрузок. Звукопоглощающий материал, в котором нетканый материал имел относительно высокую объемную плотность (пример для сравнения 6), был мало пригоден для обработки, так как был слишком жестким и тяжелым.
2
Дополнительно звукопоглощающий материал, в котором материал поверхности имел воздухопроницаемость, превышающую 50 куб.см/см/с (то есть звукопоглощающий материал по примеру для сравнения 7), не обладал повышенным звукопоглощением, даже если материал поверхности был скреплен с нетканым материалом, так как воздухопроницаемость материала поверхности была слишком большой.
Промышленное применение
Звукопоглощающий материал согласно настоящему изобретению применим в качестве звукопоглощающего материала, подлежащего применению в областях, связанных с электрическими приборами, такими как кондиционеры воздуха, электрические холодильники, электрические стиральные машины, аудиовизуальная аппаратура и электрические газонокосилки; транспортным оборудованием, таким как транспортные средства, лодки и корабли, летательные аппараты; и строительными материалами, такими как строительные материалы для стен.