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吸音材料以及帶吸音材料的線束的制作方法

文檔序號(hào):11334181閱讀:289來(lái)源:國(guó)知局
吸音材料以及帶吸音材料的線束的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及使用無(wú)紡布的吸音材料及該吸音材料和線束一體化而成的帶吸音材料的線束。



背景技術(shù):

以前,以提高汽車的車箱內(nèi)的靜音性為目的,在車輛內(nèi)的產(chǎn)生噪音的裝置的附近設(shè)置由玻璃棉、石棉、多孔質(zhì)陶瓷、聚氨酯泡沫或者廢棉屑等構(gòu)成的隔音材料或吸音材料。但是,從隔音材料或吸音材料的施工性、對(duì)人體的影響、循環(huán)利用性、環(huán)境負(fù)擔(dān)以及輕量化等觀點(diǎn)出發(fā),目前這些隔音材料或吸音材料廣泛使用無(wú)紡布。

另外,近年來(lái),以汽車和電氣產(chǎn)品等為中心,高性能、高功能化快速發(fā)展。為了控制汽車和電氣產(chǎn)品所具備的各種電子裝置,需要在內(nèi)部布設(shè)多根電線。這些電線一般以線束的方式被使用。線束通過(guò)將多根電線預(yù)先以配線所需的方式進(jìn)行組裝而形成,并通過(guò)在進(jìn)行需要的分支、向其末端安裝連接器等之后,將帶狀、管狀或片狀等各種形狀的線束保護(hù)件卷繞安裝于電線束的外周來(lái)形成。

被布設(shè)于車輛內(nèi)的線束有時(shí)因?yàn)樾旭倳r(shí)的振動(dòng)等而與車身或車內(nèi)的其他部件等接觸而產(chǎn)生噪音。因此,有時(shí)在線束的外周具備用于抑制因?yàn)榕c其他部件等接觸而產(chǎn)生的噪音的緩沖材料。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2008-068799號(hào)公報(bào)



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明所要解決的課題

隨著如今的汽車市場(chǎng)中的ev(electricvehicle)技術(shù)的普及,對(duì)車箱內(nèi)的肅靜性要求提高。為了使車箱內(nèi)的肅靜性提高,需要針對(duì)作為從汽油車時(shí)代開(kāi)始就存在的課題的路面噪聲、切風(fēng)聲這樣的從低頻到高頻的噪音、從電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的5000hz以上的高頻帶中的噪音實(shí)施對(duì)策。作為這樣的對(duì)策的一環(huán),提出有考慮噪音降低的車輛設(shè)計(jì)、吸收從低頻到高頻的寬頻帶的噪音的吸音材料、具有與金屬部件相等的隔音性能的樹(shù)脂部件等的各種方法。

另外,為了提高車輛的耗油率,車輛部件的輕量化被促進(jìn),因此在吸收噪音的吸音材料中廣泛使用由無(wú)紡布而成的材料。在將由無(wú)紡布而成的吸音材料配設(shè)于車輛內(nèi)時(shí),吸音材料根據(jù)其設(shè)置部分的形狀、車輛內(nèi)的位置,一邊被拉伸或者折彎一邊進(jìn)行安裝。由無(wú)紡布而成的吸音材料因?yàn)榘ǘ鄠€(gè)間隙并確保了通氣量的其柔軟的纖維結(jié)構(gòu)而得到吸音特性,但是因?yàn)闊o(wú)紡布柔軟,所以會(huì)有在安裝時(shí)被強(qiáng)烈地拉伸而容易損壞這樣的缺點(diǎn)。另一方面,若為了防止無(wú)紡布的損壞而將構(gòu)成纖維的交絡(luò)(confounding)形成得牢固,則無(wú)紡布的通氣量以及柔軟性受到影響,從而有可能不能得到期望的吸音性能。如此,由無(wú)紡布而成的吸音材料存在很難使其吸音性能和拉伸強(qiáng)度并存的問(wèn)題。

鑒于上述問(wèn)題,本發(fā)明所要解決的課題為提供維持吸音性能的同時(shí)提高了拉伸強(qiáng)度的吸音材料以及將吸音材料與線束一體化而成的帶吸音材料的線束。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題,本發(fā)明所涉及的吸音材料的特征在于,具有:2張第1無(wú)紡布,其沿厚度方向重疊;以及第2無(wú)紡布,其配置在所述2張第1無(wú)紡布之間,所述第2無(wú)紡布在其厚度方向的端面的一部分具有通過(guò)粘合劑或者熔接單元使纖維相互結(jié)合的固裝部。

在所述吸音材料中,也可以構(gòu)成為所述固裝部在至少一方的所述端面的整個(gè)表面上隔著規(guī)定的間隔設(shè)置。

在所述吸音材料中,也可以構(gòu)成為所述第2無(wú)紡布為薄膜狀的無(wú)紡布,所述固裝部通過(guò)使用壓花輥進(jìn)行熱熔接而形成。

在所述吸音材料中,優(yōu)選由所述第1無(wú)紡布以及所述第2無(wú)紡布形成的層積體的在與厚度方向正交的方向上的拉伸強(qiáng)度為10n/25mm以上。

在所述吸音材料中,優(yōu)選所述第2無(wú)紡布由長(zhǎng)纖維構(gòu)成。

在所述吸音材料中,優(yōu)選由所述第1無(wú)紡布和所述第2無(wú)紡布形成的層積體的通氣量處于5~50cm3/cm2·s的范圍內(nèi)。

在所述吸音材料中,優(yōu)選所述第2無(wú)紡布的厚度比所述第1無(wú)紡布的厚度小。

為了解決上述課題,本發(fā)明所涉及的帶吸音材料的線束的特征在于,線束的軸向上的至少一部分被所述吸音材料覆蓋,從而使得所述吸音材料和所述線束一體化地形成。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的吸音材料以及帶吸音材料的線束,能提供維持吸音性能的同時(shí)提高了拉伸強(qiáng)度的吸音材料以及將該吸音材料與線束一體化而成的帶吸音材料的線束。

附圖說(shuō)明

圖1是吸音材料的外觀立體圖及剖視圖。

圖2是表示本實(shí)施方式中的固裝部的形狀的第2無(wú)紡布的俯視圖。

圖3是表示假定的固裝部的形狀圖案的圖。

圖4是帶吸音材料的線束的外觀立體圖。

圖5是混響室法吸音系數(shù)試驗(yàn)的測(cè)定裝置的說(shuō)明圖。

圖6是表示混響室法吸音系數(shù)試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下,使用附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1(a)是表示本發(fā)明的吸音材料的一個(gè)例子的外觀立體圖,圖1(b)是圖1(a)中吸音材料1的a-a剖視圖。本發(fā)明的吸音材料以及帶吸音材料的線束能適合用于汽車等車輛用吸音材料,通過(guò)配置于汽車的儀表板、車門的內(nèi)部空間,從而屏蔽從汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)室、車外等侵入到車箱內(nèi)的噪音。

本實(shí)施方式中的吸音材料1是無(wú)紡布層積體,無(wú)紡布層積體由沿厚度方向重疊的2張第1無(wú)紡布2和配置在2張第1無(wú)紡布2之間的第2無(wú)紡布3構(gòu)成。第1無(wú)紡布2以及第2無(wú)紡布3通過(guò)使它們的相對(duì)面用熱熔接片接合而一體化地形成。第1無(wú)紡布2以及第2無(wú)紡布3的接合方法不限于熱熔接片,也可以使用針刺(needlepunch)、訂書機(jī)等。

吸音材料1的透氣量調(diào)整為5~50cm3/cm2·s的范圍內(nèi)。另外,本發(fā)明中“透氣量”是指按照jisl1096“紡織品和編織物的坯布試驗(yàn)方法”的8.26.1a的“弗雷澤型透氣度試驗(yàn)”方法測(cè)定出的值。弗雷澤型透氣度試驗(yàn)使用市場(chǎng)銷售的弗雷澤型試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)定。

圖2是層積前的第2無(wú)紡布3的俯視圖。第2無(wú)紡布3是由長(zhǎng)纖維構(gòu)成的厚度為0.5mm的薄膜狀的無(wú)紡布,在其整個(gè)上表面(圖1中的上側(cè)的面)上隔著規(guī)定的間隔設(shè)有菱形狀的固裝部31。本實(shí)施方式中的固裝部31通過(guò)使用壓花輥使纖維局部地?zé)崛劢佣纬?。另外,固裝部31不僅可設(shè)于第2無(wú)紡布3的上表面,還可以設(shè)在厚度方向的兩個(gè)表面上。

固裝部31的纖維通過(guò)被壓花輥加壓加熱,在纖維相互緊密貼合的狀態(tài)下熔融并固化,從而使得纖維彼此牢固地結(jié)合?;谏鲜隼w維結(jié)構(gòu),固裝部31即使在被施加拉伸應(yīng)力的情況下纖維的交絡(luò)也不易松開(kāi),從而發(fā)揮較高的拉伸強(qiáng)度。另外,因?yàn)榈?無(wú)紡布3由長(zhǎng)纖維構(gòu)成,所以由固裝部31產(chǎn)生的拉伸強(qiáng)度的提高效果也涉及到固裝部31以外的范圍。

另外,本實(shí)施方式中的固裝部31使用壓花輥形成,選擇該方法的理由為:第2無(wú)紡布3為薄膜狀的無(wú)紡布,即使經(jīng)過(guò)壓花輥,對(duì)其厚度的影響小,并且能在較短的時(shí)間使用一般的壓花加工裝置進(jìn)行加工。固裝部31的形成方法不限定為使用壓花輥的熱熔接,也可以使用粘合劑、超聲波熔接等。這些形成方法能根據(jù)第2無(wú)紡布3的厚度、構(gòu)成纖維的種類·特性適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。

另外,在本實(shí)施方式中,菱形狀的固裝部31在第2無(wú)紡布3的整個(gè)上表面上隔著規(guī)定的間隔設(shè)置,但是固裝部31的形狀不限定為如本實(shí)施方式這樣的斑點(diǎn)狀,也可以是如圖3所示的各種圖案。

固裝部31是用于提高第2無(wú)紡布3的拉伸強(qiáng)度并由此提高包括第2無(wú)紡布3的無(wú)紡布層積體、即吸音材料1的拉伸強(qiáng)度的構(gòu)成。當(dāng)然,若將第2無(wú)紡布3的整個(gè)表面形成為固裝部31,則能得到最高的拉伸強(qiáng)度,但這會(huì)使第2無(wú)紡布3的通氣量不充分,從而吸音材料1的吸音性能受損。

另外,在車輛內(nèi)安裝吸音材料1時(shí),預(yù)計(jì)會(huì)對(duì)吸音材料1施加10n/25mm左右的拉伸應(yīng)力。本實(shí)施方式的固裝部31形成于第2無(wú)紡布3的表面積的大致25%的范圍,由此吸音材料1在與厚度方向正交的方向上的拉伸強(qiáng)度為10n/25mm以上。

第2無(wú)紡布3的固裝部31的優(yōu)選的形狀、配置圖案以及在表面積中所占的比例根據(jù)第2無(wú)紡布3的構(gòu)成纖維的纖維長(zhǎng)度、纖維的種類以及特性或者第1無(wú)紡布2自身的拉伸強(qiáng)度而不同。這是因?yàn)樾枰诎ǖ?無(wú)紡布3的吸音材料1整體的拉伸強(qiáng)度處于10n/25mm以上的范圍、且該吸音材料1的通氣量為5~50cm3/cm2·s的范圍中對(duì)組合進(jìn)行調(diào)整。

優(yōu)選地,第1無(wú)紡布2的單位面積重量為100~1000g/m2,厚度為1.0~50.0mm的范圍內(nèi)。第1無(wú)紡布2具有如下傾向:若單位面積重量變大,則整個(gè)頻帶的吸音系數(shù)變高,若變小則整個(gè)頻帶的吸音系數(shù)變低。另外,具有如下傾向:若厚度變大則低頻帶的吸音性能變高,若變小則高頻帶的吸音特性變高。第1無(wú)紡布2的厚度能根據(jù)所要吸音的頻帶適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。

第2無(wú)紡布3的單位面積重量為10~400g/m2,厚度為0.1~4.0mm的范圍內(nèi)。通過(guò)將第2無(wú)紡布3的厚度設(shè)定得比第1無(wú)紡布2小,從而第2無(wú)紡布3的高頻帶的吸音特性變得比第1無(wú)紡布2高,能對(duì)寬度頻帶的噪音進(jìn)行吸音。但是,若單位面積重量以及厚度小于上述范圍,則可能有不能充分發(fā)揮作為第2無(wú)紡布3的吸音材料的吸音效果。在本實(shí)施方式中,將厚度比第1無(wú)紡布2小的薄膜狀的無(wú)紡布作為第2無(wú)紡布3采用,并使用壓花輥在該第2無(wú)紡布3上設(shè)置固裝部31,因此不必有損吸音材料1的從低頻到高頻的原來(lái)的吸音性能,也能提高拉伸強(qiáng)度。

第2無(wú)紡布3的纖維直徑優(yōu)選處于1~50μm的范圍內(nèi),第1無(wú)紡布2的纖維直徑優(yōu)選處于4~100μm的范圍內(nèi)。纖維直徑細(xì)的材料其作為無(wú)紡布的吸音性能高,但是若纖維過(guò)細(xì),則會(huì)有無(wú)紡布變脆的可能性。

作為能用于第1無(wú)紡布2以及第2無(wú)紡布3的纖維材料,可以列舉聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等聚酯、聚烯烴、尼龍、聚酰胺、聚氯乙烯、人造纖維、丙烯酸樹(shù)脂、丙烯腈樹(shù)脂、纖維素、紅麻、玻璃等材料。

作為第1無(wú)紡布2以及第2無(wú)紡布3的制法能采用紡粘法、射流噴網(wǎng)法、針刺法、熔噴法等。

第1無(wú)紡布2以及第2無(wú)紡布3的截面形狀不特別地限定,也可以使用芯鞘型、圓筒型、中空型、并排型、具有與通常的纖維形狀不同的異型截面的纖維。

圖4是表示帶吸音材料的線束的外觀立體圖。圖4(a)的帶吸音材料的線束5在線束4的軸向上的一部分被夾于二張吸音材料1之間的狀態(tài)下一體化而形成,圖4(b)的帶吸音材料的線束6通過(guò)一張吸音材料1卷裝于線束4的軸向上的一部分而一體化地形成。這些吸音材料1的端部在厚度方向上重疊,該重疊的部分通過(guò)使用訂書機(jī)、粘合劑、或者槍針等連結(jié)而固定于線束4。

作為線束4,例如可以列舉將多根使用絕緣體覆蓋芯線周圍的電線捆扎而成的線束或者僅由一根電線構(gòu)成的線束等。

吸音材料1通過(guò)夾著線束4的一部分而進(jìn)行覆蓋,不僅發(fā)揮作為吸音材料的作用,還發(fā)揮作為線束4的緩沖材料的功能。

實(shí)施例

[拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)]

以下示出對(duì)本發(fā)明的吸音材料實(shí)施的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)的方法以及其結(jié)果。

在拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)中所使用的第1無(wú)紡布以及第2無(wú)紡布的規(guī)格為如下。為了進(jìn)行比較,針對(duì)第2無(wú)紡布準(zhǔn)備單位面積重量為50g/m2、20g/m2、以及10g/m2的無(wú)紡布,另外,準(zhǔn)備了在上表面的整個(gè)面上具有菱形狀的固裝部的無(wú)紡布以及不具有固裝部的無(wú)紡布。作為各實(shí)施例以及比較例的吸音材料,分別準(zhǔn)備了通過(guò)熱熔接片將第2無(wú)紡布接合在2張第1無(wú)紡布之間的吸音材料、不具備第2無(wú)紡布而是通過(guò)熱熔接片僅將2張第1無(wú)紡布接合的吸音材料。

〔第1無(wú)紡布〕

纖維材料:pet短纖維(纖維長(zhǎng):約51mm)

單位面積重量:300g/m2

厚度:10mm

〔第2無(wú)紡布〕

纖維材料:pet長(zhǎng)纖維

單位面積重量:50g/m2、20g/m2、以及10g/m2

厚度:0.5mm

拉伸強(qiáng)度按照jisl1913“拉伸強(qiáng)度以及增長(zhǎng)率”的試驗(yàn)方法測(cè)定出。試驗(yàn)體的大小為25mm×100mm,用夾頭夾住長(zhǎng)邊方向的兩端部20mm,并將拉伸速度設(shè)定為100mm/min,從而取得最大拉伸強(qiáng)度。另外,作為安裝到車輛內(nèi)的試驗(yàn),針對(duì)這些各試驗(yàn)體,以一方被按壓的狀態(tài)進(jìn)行固定,并進(jìn)行拉伸試驗(yàn)體而固定另一方的試驗(yàn),在試驗(yàn)時(shí)損壞的試驗(yàn)體評(píng)價(jià)為“×”,將沒(méi)有異常的試驗(yàn)體評(píng)價(jià)為“○”。其結(jié)果如表1所示。

表1

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果,確認(rèn)到第2無(wú)紡布通過(guò)具備固裝部,從而能提高吸音材料的拉伸強(qiáng)度,另外,確認(rèn)到即使第2無(wú)紡布的單位面積重量小到10g/m2也能確保10n/25mm的拉伸強(qiáng)度。此外,具有10n/25mm的拉伸強(qiáng)度的吸音材料確認(rèn)到即使施加相當(dāng)于安裝到車輛內(nèi)時(shí)的拉伸應(yīng)力也不會(huì)損壞。

[吸音性能試驗(yàn)]

以下示出針對(duì)本發(fā)明的吸音材料實(shí)施的吸音性能試驗(yàn)的方法以及其結(jié)果。

在吸音性能試驗(yàn)中使用的第1無(wú)紡布以及第2無(wú)紡布的規(guī)格為如下。在實(shí)施例以及比較例的各吸音材料中使用將2張第1無(wú)紡布以及2張第2無(wú)紡布沿厚度方向交替地層積(第1無(wú)紡布/第2無(wú)紡布/第1無(wú)紡布/第2無(wú)紡布)的試驗(yàn)體。

〔第1無(wú)紡布〕

纖維材料:pet短纖維(纖維長(zhǎng):大致51mm)

單位面積重量:300g/m2

厚度:10mm

〔第2無(wú)紡布〕

纖維材料:pet長(zhǎng)纖維

通氣量:5~60cm3/cm2·s

用于各實(shí)施例以及比較例的第2無(wú)紡布的通氣量為如下。以下示出的通氣量按照jisl1096“紡織品和編織物的坯布試驗(yàn)方法”的8.26.1a的“弗雷澤型透氣度試驗(yàn)”方法測(cè)定出的值。

實(shí)施例2-1:5cm3/cm2·s

實(shí)施例2-2:25cm3/cm2·s

實(shí)施例2-3:50cm3/cm2·s

比較例2-1:2cm3/cm2·s

比較例2-2:60cm3/cm2·s

針對(duì)上述實(shí)施例以及比較例的吸音材料,測(cè)定出混響室法吸音系數(shù)并對(duì)其吸音性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)?;祉懯曳ㄎ粝禂?shù)的具體試驗(yàn)方法為如下。在表2和圖6中示出混響室法吸音系數(shù)的試驗(yàn)結(jié)果。

吸音系數(shù)的試驗(yàn)按照jisa1409“混響室法吸音系數(shù)的測(cè)定方法”進(jìn)行,通過(guò)下記式(1)所示出的計(jì)算式來(lái)求出吸音系數(shù)。如圖5所示,試驗(yàn)使用混響室96,其中在混響室96的預(yù)定的位置配置有揚(yáng)聲器93和麥克風(fēng)95,揚(yáng)聲器93經(jīng)由音頻接口91和功率放大器92而與計(jì)算機(jī)90連接,麥克風(fēng)95經(jīng)由音頻接口91和麥克風(fēng)放大器94而與計(jì)算機(jī)90連接。在測(cè)定中,首先,在混響室96內(nèi)沒(méi)有配置試料97(實(shí)施例、比較例的各吸音材料)的狀態(tài)下從揚(yáng)聲器93發(fā)射電子噪聲音,停止聲音,使用麥克風(fēng)95測(cè)定聲音的衰減過(guò)程。接著,根據(jù)測(cè)定出的衰減曲線求出聲音在-5~-35db的范圍內(nèi)衰減的時(shí)間,以作為混響時(shí)間τ1。測(cè)定是在中心頻率為400hz到5000hz的每1/3倍頻帶中進(jìn)行的。接著,將1m2的試料97配置在混響室96的地面,與上述同樣地求出混響時(shí)間τ2,通過(guò)下記式(1)來(lái)計(jì)算出吸音系數(shù)(αs)。另外,吸音系數(shù)的值越大,就意味著能良好地吸收聲音。

αs(吸音系數(shù))=a/s…(1)

s:試料的面積(m2)

a:為等效吸音面積(m2),通過(guò)下記式(2)式來(lái)求出。

a=55.3v/c·[1/τ2-1/τ1]…(2)

v:處于沒(méi)有裝入試料的狀態(tài)的混響室的容積(m3)

c:空氣中的聲音速度(m/s)

τ1:處于沒(méi)有裝入試料的狀態(tài)的混響室的混響時(shí)間(s)

τ2:處于裝入試料的狀態(tài)的混響室的混響時(shí)間(s)

表2

根據(jù)表2以及圖6的試驗(yàn)結(jié)果,吸音材料在通氣量為5~50cm3/cm2·s時(shí)(實(shí)施例2-1~2-3),確認(rèn)到在從低頻到高頻的寬音頻帶中獲得高的吸音性能。在通氣量小于5cm3/cm2·s時(shí)(比較例2-1),確認(rèn)到在高頻帶中的吸音性能降低,在通氣量超過(guò)50cm3/cm2·s時(shí)(比較例2-2),確認(rèn)到在低頻帶中的吸音性能降低。

根據(jù)上述各試驗(yàn),一邊將吸音材料的通氣量調(diào)整為5~50cm3/cm2·s的范圍內(nèi),一邊在第2無(wú)紡布設(shè)置固裝部,從而能實(shí)現(xiàn)吸音材料的吸音性能和拉伸強(qiáng)度的并存。

以上,詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式、實(shí)施例和比較例,然而本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例中的任意一個(gè),在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。

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