DE60106160T2

DE60106160T2 - Schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE60106160T2
Application number: DE60106160T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yokosuka-shi Sugawara; Takayuki Hadano-shi Fukui
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2021-07-13
Also published as: US20020025421A1; JP2002067826A; EP1182087A3; EP1182087B1; DE60106160D1; EP1182087A2; US6524691B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine schalldämmende und schallisolierende Struktur, welche laute Geräusche absorbiert und isoliert, für Fahrzeuge, und insbesondere eine schalldämmende und schallisolierende Struktur, verwendet als ein Armaturenbrett-Isolator, ein Deckenelement, ein Bodenisolator, eine Gepäckablage, verschiedene Verkleidungen usw. in dem Fahrzeug.
In den letzten Jahren, mit der höheren Qualität und der höheren Leistung des Fahrzeugs und der Verbesserung im Bewusstsein der städtischen Umgebung, wurden die Forderungen nach Ruhe im Inneren und dem Lärm außerhalb des Fahrzeugs immer stärker. Als schalldämmende und schallisolierende Teile, die derzeit im Fahrzeug eingesetzt werden, gibt es den Motorhauben-Isolator, den Armaturenbrett-Isolator, die Auskleidung des Himmels, den Bodenisolator usw. Um den obigen Anforderungen zu entsprechen, werden die schalldämmenden und schallisolierenden Teile eingesetzt, um sich über die Gepäckablage, die Kofferraumverkleidung und die Motorabdeckung hinaus zu erstrecken, zusätzlich zu diesen Teilen.
Geringe Kosten sind für das schalldämmende und schallisolierende Material für das Fahrzeug gefordert. Aus diesem Grunde werden vor allem anorganische Fasern, wie Faserfilz, Steinwolle, Glaswolle usw., Schaum wie Urethan, Polyphenyloxid/Polystylenlegierungen usw., die gewellte Faserplatte oder deren Kombination als schalldämmendes und schallisolierendes Material verwendet. Diese schalldämmenden und schallisolierenden Materialien sind nicht teuer, aber man kann unmöglich sagen, dass sie immer eine exzellente Schalldämmungsleistung aufweisen.
Um die schallisolierende Eigenschaft zu verbessern, wurden Gewicht oder Dicke des schalldämmenden Materials vergrößert. Dieses Verfahren jedoch ist kontraproduktiv in Bezug auf die Verringerung des Fahrzeuggewichts, die vom Gesichtspunkt der Verbesserung der Kraftstoffnutzung und der Emissionsregelungen gefordert ist. Um diese Probleme zu überwinden, wurde deshalb das schalldämmende und schallisolierende Material, das nicht-gewebtes Gewebe aus Polyesterfasern verwendet, entwickelt (japanische Patentanmeldungen Veröffenlichtungsnummern Hei 5-181486 (veröffentlicht 1993), US 5,286,929 A , Hei 6-170997 (veröffentlicht 1994) und Hei 7-223478). Aber das Problem besteht weiter im Hinblick auf die Kostenreduzierung.
Die GB 2 005 191 A offenbart eine schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bestehend aus einer Vinylfolie und einer Schicht aus Baumwolle oder anderen Zellulosefasern, imprägniert mit Phenol oder anderen Harzen. Sie wird durch Schichten einer geglätteten Vinylfolie auf eine geformte Zelluloseschicht durch ein Vakuumformverfahren gebildet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge vorzusehen, die eine gute Schalldämmungseigenschaft aufweist und leicht und nicht teuer ist.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Unteransprüche enthalten weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Ein Aspekt dieser Erfindung ist, dass eine schalldämmende und schallisolierende Struktur eine schalldämmende Schicht aufweist, die Zellulosefasern und Kunstharz als Hauptbestandteile enthält. Es ist auch vorteilhaft, dass ein Anteil des Kunstharzes zwischen 0,01 bis 80 Gew.-% festgelegt ist und dass eine Oberflächendichte zwischen 0,2 bis 3 kg/m² festgelegt ist. Die Oberflächendichte hier bedeutet Gewicht per Einheit Ar.
Die Zellulosefasern, die eine starke schalldämmende Wirkung haben, und das Thermoplastkunstharz, das eine Haftfähigkeit und einen guten Formplastikeffekt hat, können zusammengemischt werden, und auch eine Menge des Kunstharzes und die Oberflächendichte der schalldämmenden Schicht können unterdrückt werden. Deshalb kann die schalldämmende und schallisolierende Schicht die gute schalldämmende Eigenschaft bei geringen Kosten und leichtem Gewicht vorsehen.
1A bis 1D zeigen Schnittformen einer schalldämmenden Schicht einer schalldämmenden und schallisolierenden Struktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei 1A ein Beispiel einer einschichtigen Schalldämmschicht mit Zellulosefasern und einem Kunstharz als Hauptbestandteile zeigt, 1B ein Beispiel einer zweischichtigen Schalldämmschicht zeigt, die durch Schichten von schalldämmenden Schichten 1a, 1b, die unterschiedliche Dichte und Zusammensetzungsverhältnisse aufweisen und Zellulosefasern und das Kunstharz als Hauptbestandteile beinhalten, gebildet wird, 1C ein Beispiel zeigt, in dem eine schalldämmende Schicht mit einer anderen Zusammensetzung auf die schalldämmende Schicht aus 1A laminiert wird, 1D ein Beispiel zeigt, in dem eine schalldämmende Schicht mit einer Hautschicht auf die schalldämmende Schicht aus 1A laminiert wird;
2 zeigt Positionen eines Deckenelements, eines Teppichs und eines Armaturenbrett-Isolators, vorgesehen im Fahrzeugkörper;
3 zeigt einen Querschnitt des Deckenelements, das die schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet;
4 zeigt einen Querschnitt des Teppichs mit der schalldämmenden und schallisolierenden Struktur gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt einen Querschnitt des Armaturenbrett-Isolators, der die schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet;
6 ist eine Tabelle, die Material, Oberflächendichte, schalldämmende Eigenschaft und schallisolierende Eigenschaft der schalldämmenden und schallisolierenden Strukturen mit einschichtigen schalldämmenden Schichten gemäß den Beispielen 1 bis 19 der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist eine Tabelle, die Material, Oberflächendichte, schalldämmende Eigenschaft und schallisolierende Eigenschaft der schalldämmenden und schallisolierenden Strukturen mit einschichtigen schalldämmenden Schichten gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 10 der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist eine Tabelle, die Material, Oberflächendichte, schalldämmende Eigenschaft und schallisolierende Eigenschaft der schalldämmenden und schallisolierenden Strukturen mit zweischichtigen schalldämmenden Schichten gemäß den Beispielen 20 bis 23 der vorliegenden Erfindung zeigt; und
9 ist eine Tabelle, die Material, Oberflächendichte und schallisolierende Eigenschaft der schalldämmenden und schallisolierenden Strukturen mit einer schalldämmenden Schicht und einer Hautschicht gemäß den Beispielen 28 bis 42 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Genaue Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Eine schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist eine schalldämmende Schicht auf, die Zellulosefasern, die eine Art von natürlichen Fasern sind, und ein Kunstharz als Hauptbestandteile enthält. Diese schalldämmende Schicht hat im Wesentlichen eine schalldämmende Funktion, sie hat jedoch auch eine schallisolierende Funktion.
Die faserige Zusammensetzung weist eine gute schalldämmende Wirkung auf. Insbesondere weist die Zellulosefaser eine ausgezeichnete schalldämmende Funktion auf der Grundlage der Form ihrer Faser, deren Durchmesser fein ist, auf. Es ist auch möglich, eine feingeformte Synthetikfaser zu erhalten. Wenn jedoch die Zellulosefasern verwendet werden, können Materialkosten günstiger eingespart werden. Außerdem haben die natürlichen Fasern, wie Zellulosefasern, einen unebenen modifizierten Querschnitt, nicht wie ein kreisförmiger Querschnitt der Kunstfaser, und die unebene Form kann die schalldämmende Eigenschaft verbessern.
Hier können Zellstofffaser (Zellulosederivate), Baumwollgarn usw. als Zellulosefasern aufgeführt werden. Die Zellstofffasern können aus aufbereitetem Altpapier gewonnen werden. Wenn das aufbereitete Altpapier als Material für die Zellstofffasern verwendet wird, können die Materialkosten noch viel stärker reduziert werden. In diesem Fall können diese Zellulosefasern mit anderem Material verwendet werden.
Im Gegensatz dazu kann die schalldämmende Schicht in eine gewünschte Form gebracht werden, wenn Synthetikfasern mit den Zellulosefasern vermischt werden, da die Synthetikfaser eine klebende Funktion aufweist. Auch um eine Formbarkeit zu erhal ten, ist es erforderlich, dass der Kunstharzbestandteil aus Thermoplastharz oder Thermoplastharzfaser gebildet ist. In diesem Fall ist es erwünscht, dass ein Anteil des Kunstharzes in einem Bereich von 0,01 bis 80 Gew.-% liegen sollte. Wenn der Anteil des Kunstharzes in dieser schalldämmenden Schicht geringer als 0,01 Gew.-% ist, wird die Struktur der schalldämmenden Schicht brüchig und somit zerfällt die Form bei der Handhabung. Umgekehrt, wenn der Anteil des Kunstharzes über 80 Gew.-% liegt, sind die Formhaltewirkung und die Festigkeitsverbesserungswirkung gesättigt und somit ist ein Anstieg des Kunstharzbestandteils über diesen Wert nicht ökonomisch. Deshalb ist es bevorzugt, dass der Anteil des Kunstharzes zwischen 0,01 und 80 Gew.-% liegen sollte.
Es ist gewünscht, dass die Oberflächendichte in einem Bereich von 0,2 bis 3,0 kg/m² eingestellt sein sollte. Die schalldämmende Wirkung wird unzureichend, wenn die Oberflächendichte der schalldämmenden Schicht geringer als 0,2 kg/m² ist, während die schalldämmende Wirkung gesättigt ist, wenn die Oberflächendichte der schalldämmenden Schicht über 3,0 kg/m² liegt. Deshalb ist es vom Gesichtspunkt der Gewichtsverringerung und der ökonomischen Effizienz erwünscht, dass die Oberflächendichte zwischen 0,2 bis 3,0 kg/m² festgelegt werden sollte.
Ebenso ist es erwünscht, dass die Synthetikfaser mit einem Kern-Hüllen-Aufbau, bestehend aus einem Kernbereich und einem Hüllenbereich, der den Kernbereich umgibt, als das Kunstharz verwendet wird. In diesem Falle ist es bevorzugt, dass der Schmelzpunkt des Kernbereichs ausreichend höher sein sollte als derjenige des Hüllenbereichs. Somit kann die Haftwirkung erhalten werden durch wahlweises Schmelzen des Hüllenbereichs, und auch die schalldämmende Eigenschaft kann verbessert werden, indem man den Kernbereich so belässt, dass das faserige Kunstharz in der schalldämmenden Schicht bleibt.
Wenn der Unterschied im Schmelzpunkt zwischen dem Kernbereich und dem Hüllenbereich geringer als 20°C ist, ist es schwierig, nur den Hüllenbereich zu schmelzen, aufgrund der Veränderung der Temperaturverteilung, die verursacht wird, wenn der Heißluftheizofen im Produktschritt eingesetzt wird. Die Art des Synthetikfaser ist nicht besonders eingeschränkt, aber Polyesterfasern wie z. B. Polyethylenterephtalat, Polybutylenterephtalat, Polybutylenisophtalat usw., die normalerweise verwendet werden und relativ kostengünstig sind, sind bevorzugt.
Wenn der Synthetikfaser als das Kunstharz verwendet wird, wird dieser Synthetikfaser eher mit dem natürlichen Faser verwirbelt als dass der Fall eintritt, in dem granulöser Synthetikfaser verwendet wird, und somit kann die Haftwirkung durch eine kleine Menge von Synthetikfasern erreicht werden. Dadurch kann die Menge des Kunstharzes niedrig gehalten werden, und auch die Materialkosten des Kunstharzes können verringert werden.
Zusätzlich ist es wünschenswert, den Schmelzpunkt des Kunstharzes auf unter 200°C festzulegen, um die Belastung der Produktionsausrüstung zu verringern und eine herkömmliche Geräteausrüstung zu verwenden. Wenn das Kunstharz mit der Kern-Hüllen-Struktur verwendet wird, ist es erwünscht, dass der Schmelzpunkt des Hüllenbereichs auf unter 200°C festgelegt wird.
Zum Beispiel können als Thermoplastharz oder Thermoplastharzfaser, deren Schmelzpunkt bei unter 200°C liegt, Harzpuder, Emulsion, vollständig geschmolzene Faser usw. aufgeführt werden.
Die schalldämmende und schallisolierende Struktur des Ausführungsbeispiels kann nur eine einzige Schicht der im obigen Ausführungsbeispiel beschriebenen schalldämmenden Schicht 1 aufweisen, wie in 1A gezeigt. Die schalldämmende und schallisolierende Schicht kann auch eine Vielzahl von im obigen Ausführungsbeispiel beschriebenen schalldämmenden Schichten 1a, 1b, ... enthalten, wie in 1B gezeigt. Zum Beispiel kann das Zusammensetzungsverhältnis und die Dichte der entsprechenden schalldämmenden Schichten bei jeder Schicht geändert werden.
Zusätzlich wird die Struktur, in welcher eine weitere schalldämmende Schicht 2, gebildet aus nicht-gewebtem Synthetikfasergewebe, Filz oder Kunstharzschaum, auf die obige schalldämmende Schicht 1 laminiert wird, verwendet, wie in 1C gezeigt, wodurch die schallisolierende Wirkung verbessert werden kann. Andererseits, wenn die hohle Struktur oder die Wabenstruktur in einem Teil der schalldämmenden und schallisolierenden Struktur enthalten ist, kann eine Verringerung des Gesamtgewichts erreicht werden.
Auch wenn eine leichtgewichtige Hautschicht 3 auf die obige schalldämmende Schicht laminiert wird, wie in 1D gezeigt, kann die schalldämmende und schallisolierende Struktur die ausgezeichnete schallisolierende Leistung aufweisen. Deshalb kann die schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge die Hautschicht, die einstückig mit der schalldämmenden Schicht ausgebildet ist, enthalten. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Oberflächendichte der Hautschicht in einem Bereich von 30 bis 500 g/cm³ festgelegt wird.
Wenn die Oberflächendichte geringer als 30 g/cm³ ist, ist die Verbesserung in der schalldämmenden Wirkung nicht aufzufinden, eher wie im Fall der schalldämmenden Schicht, die aus einer einzigen Schicht gebildet ist. Im Gegensatz dazu, wenn die Oberflächendichte höher als 500 g/cm³ ist, wird das Gewicht zu schwer. Um einen guten Ausgleich zwischen Gewicht, Kosten und schallisolierender Leistung zu erreichen, kann die Oberflächendichte auf fast 80 bis 200 g/cm³ festgelegt werden, aber dieser Wert ist nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung besonders einzuschränken. Wenn die Hautschicht auf die schalldämmende Schicht aufgebracht wird, hat die aufgebrachte Hautschicht die Aufgabe, ein Aufsteigen von Staub oder Faserstaub von der schalldämmenden Schicht zu verhindern.
Das nicht-gewebte Gewebe, das im Wesentlichen die Faser enthält, welche die obigen Bedingungen erfüllen, ist als Hautschicht optimal. Das nicht-gewobene Gewebe, das fortlaufende Fasern als Hauptbestandteile enthält, wird normalerweise eine Spinnverbindung genannt, und hat den Vorteil, dass es einfach gehandhabt werden kann wegen des leichten Gewichts und der hohen Festigkeit. Die Synthetikfaser wie Polyester, Polyamid oder Polypropylen sind für dieses Material passend.
Die obige schalldämmende und schallisolierende Struktur, in welcher die schalldämmende Schicht einstückig mit der Hautschicht ausgebildet ist, kann vorzugsweise als Bauteil für den Innenraum eines Fahrzeugs verwendet werden.
Zusätzlich kann die schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Feuerhemmer, ein Insektizid, ein Antiseptikum, ein wasserabweisendes Mittel, zerkleinertes Altpapier usw. enthalten.
Wie oben erläutert, weist die schalldämmende und schallisolierende Schicht, in welcher die Hautschicht auf die einschichtige oder mehrschichtige schalldämmende Schicht laminiert wird, welche die Zellulosefasern und das Kunstharz als Hauptbestandteile enthalten, die Merkmale auf, dass eine solche Struktur leichtgewichtig und kostengünstig ist und ausgezeichnete schalldämmende und schallisolierende Charakteristiken aufweist.
Außerdem, wenn die schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß dem Ausführungsbeispiel als Innenraummaterial verwendet wird, z. B. als ein Armaturenbrett-Isolator, eine Deckenauskleidung (Deckenelement), ein Bodenisolator, eine Gepäckablage, eine Türinnenverkleidung, eine Säulenverkleidung, eine Kofferraumauskleidung usw., welche am Fahrzeugkörper vorgesehen ist oder als Außenmaterial, wie z. B. als eine Motorabdeckung, eine Unterbodenabdeckung, eine Motorhaubenisolierung usw., kann die schalldämmende und schallisolierende Leistung des Fahrzeugs viel stärker verbessert werden. Deshalb kann die schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß dem Ausführungsbeispiel die ausgezeichnete Wirkung erreichen, so dass die Verbesserung der Ruhe im Innenraum und die Verringerung des Lärms außerhalb des Fahrzeugs erreicht werden kann. Zusätzlich kann die schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß dem Ausführungsbeispiel zur höheren Qualität und höheren Leistung des Fahrzeugs beitragen und zur Verbesserung des Bewusstseins der städtischen Umgebung.
2 zeigt Positionen des Deckenelements 300, des Teppichs, des Armaturenbrett-Isolators 200 und des Bodenisolators 100, die im Fahrzeugkörper vorgesehen sind.
3 zeigt ein Beispiel eines Schnittaufbaus des Deckenelements, welches die schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet. Die Hautschicht 3 ist auf einer Oberfläche der schalldämmenden Schicht 1 über eine Klebeschicht 4 ausgebildet. Außerdem ist eine Folie mit einer die Entlüftung verhindernden Funktion auf der anderen Oberfläche der schalldämmenden Schicht 1 ausgebildet.
4 zeigt ebenfalls ein Beispiel eines Schnittaufbaus eines Teppichs, bei dem die schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß dem Ausführungsbeispiel angewandt wird. Eine Verstärkungsschicht 6 ist auf der schalldämmenden Schicht 1 ausgebildet und dann wird eine Teppichschicht 7 auf der Verstärkungsschicht 6 ausgebildet.
5 ist eine Ansicht, die den Armaturenbrett-Isolator zeigt, bei dem die schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß dem Ausführungsbeispiel angewandt wird. Die schalldämmende Schicht 1 ist auf einer Seitenoberfläche einer Fahrzeugkörperblende 8 vorgesehen, welche den Motorraum und den Fahrgastraum trennt, und die Hautschicht 3 ist auf der schalldämmenden Schicht 1 direkt oder über eine Klebeschicht angeordnet, oder dergleichen. Der im Motorraum erzeugte Lärm wird von der schalldämmenden Schicht 1 absorbiert und dann von der Hautschicht 3 isoliert.
Beispiele
Beispiel 1
Ein plattenähnliches Produkt des Beispiels 1, dessen Oberflächendichte 0,2 kg/m² beträgt, wurde hergestellt durch Verteilen von Zellstofffasern mit 99,9 Gew.-% als die natürlichen Fasern und Polyethylenfasern (nachfolgend als „PE" bezeichnet) mit 0,01 Gew.-% als das Kunstharz in Wasser und nachfolgendes thermisches Pressen des plattenartigen Produkts, welches durch Eintauchen und Herausnehmen der verteilten Zellstofffasern aus dem Wasser erhalten wird. Ein Testmuster, das aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Beispiele 2 bis 4
Plattenähnliche Produkte der Beispiele 2 bis 4 wurden in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Zellstofffasern mit 20 Gew.-%, 99,9 Gew.-% bzw. 20 Gew.-% als die natürlichen Fasern und die PE-Fasern mit 80 Gew.-%, 0,01 Gew.-% bzw. 80 Gew.-% als das Kunstharz verwendet wurden und die Oberflächendichte auf 0,2 kg/m², 3,0 kg/m² bzw. 3,0 kg/m² festgelegt wurde. Testmuster, die aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurden, wurden geprüft.
Beispiel 5
Ein plattenähnliches Produkt des Beispiels 5, dessen Oberflächendichte 0,2 kg/m² beträgt, wurde hergestellt durch Verteilen von Zellstofffasern mit 99,9 Gew.-% als die natürlichen Fasern und Polypropylenpuder (nachfolgend als „PP" bezeichnet) mit 0,01 Gew.-% als das Kunstharz in Wasser und nachfolgendes thermisches Pressen des plattenartigen Produkts, welches durch Eintauchen und Herausnehmen der verteilten Zellstofffasern aus dem Wasser erhalten wird. Ein Testmuster, das aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Beispiele 6 bis 8
Plattenähnliche Produkte der Beispiele 6 bis 8 wurden in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 5 hergestellt, außer dass die Zellstofffasern mit 20 Gew.-%, 99,9 Gew.-% bzw. 20 Gew.-% als die natürlichen Fasern und die PP-Fasern mit 0,01 Gew.-%, 80 Gew.-% bzw. 0,01 Gew.-% als das Kunstharz verwendet wurden und die Oberflächendichte auf 0,2 kg/m², 0,2 kg/m² bzw. 3,0 kg/m² festgelegt wurde. Testmuster, die aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurden, wurden geprüft.
Beispiel 9
Ein plattenähnliches Produkt des Beispiels 9, dessen Oberflächendichte 0,2 kg/m² beträgt, wurde hergestellt durch Verteilen von Zellstofffasern mit 99,9 Gew.-% als die natürlichen Fasern und Kern-Hüllen-Fasern mit 0,01 Gew.-%, die aus dem Hüllenbereich aus Polyethylenterephtalat (nachfolgend als „PET" be zeichnet) und dem Kernbereich aus Polyethylenisophtalat (nachfolgend als PEI bezeichnet) bestehen, als das Kunstharz in Wasser und nachfolgendes thermisches Pressen des plattenartigen Produkts, welches durch Eintauchen und Herausnehmen der verteilten Zellstofffasern aus dem Wasser erhalten wird. Ein Testmuster, das aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Beispiele 10 bis 12
Plattenähnliche Produkte der Beispiele 10 bis 12 wurden in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 9 hergestellt, außer dass die Zellstofffasern mit 20 Gew.-%, 99,9 Gew.-% bzw. 20 Gew.-% als die natürlichen Fasern und die Kern-Hüllen-Fasern aus PET und PEI mit 0,2 Gew.-%, 3,0 Gew.-% bzw. 3,0 Gew.-% als das Kunstharz verwendet wurden und die Oberflächendichte auf 0,2 kg/m², 0,2 kg/m² bzw. 3,0 kg/m² festgelegt wurde. Testmuster, die aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurden, wurden geprüft.
Beispiel 13
Ein plattenähnliches Produkt des Beispiels 13, dessen Oberflächendichte 0,2 kg/m² beträgt, wurde hergestellt durch Verteilen von Zellstofffasern aus aufbereitetem Altpapier mit 99,9 Gew.-% als die natürlichen Fasern und Kern-Hüllen-Fasern aus PET und PEI mit 0,01 Gew.-% als das Kunstharz in Wasser und nachfolgendes thermisches Pressen des plattenartigen Produkts, welches durch Eintauchen und Herausnehmen der verteilten Zellstofffasern aus dem Wasser erhalten wird. Ein Testmuster, das aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Beispiele 14 bis 16
Plattenähnliche Produkte der Beispiele 14 bis 16 wurden in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 13 hergestellt, außer dass die Zellstofffasern aus aufbereitetem Altpapier mit 20 Gew.-%, 99,9 Gew.-% bzw. 20 Gew.-% als die natürlichen Fasern und die Kern-Hüllen-Fasern aus PET und PEI mit 80 Gew.-%, 0,01 Gew.-% bzw. 80 Gew.-% als das Kunstharz verwendet wurden und die Oberflächendichte auf 0,2 kg/m², 3,0 kg/m² bzw. 3,0 kg/m² festgelegt wurde. Testmuster, die aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurden, wurden geprüft.
Beispiel 17
Ein plattenähnliches Produkt des Beispiels 17, dessen Oberflächendichte 1,0 kg/m² beträgt, wurde hergestellt durch Verteilen von Baumwollgarn mit 60 Gew.-% und Zellstofffasern mit 20 Gew.-% als die natürlichen Fasern und Kern-Hüllen-Fasern aus PET und PEI mit 20 Gew.-% als das Kunstharz in Wasser und nachfolgendes thermisches Pressen des plattenartigen Produkts, welches durch Eintauchen und Herausnehmen der verteilten Zellstofffasern aus dem Wasser erhalten wird. Ein Testmuster, das aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Beispiel 18
Ein plattenähnliches Produkt des Beispiels 18 wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass das Baumwollgarn mit 60 Gew.-% und die aufbereiteten Zellstofffasern mit 20 Gew.-% als die natürlichen Fasern verwendet wurden. Ein Testmuster, das aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Beispiel 19
Ein plattenähnliches Produkt des Beispiels 19 wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass das Baumwollgarn mit 30 Gew.-% und die aufbereiteten Zellstofffasern mit 20 Gew.-% als die natürlichen Fasern verwendet wurden. Ein Testmuster, das aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Beispiel 20
Ein plattenähnliches Produkt des Beispiels 20 wurde hergestellt durch Verteilen von Zellstofffasern aus aufbereitetem Altpapier mit 80 Gew.-% als die natürlichen Fasern und Kern-Hüllen-Fasern aus PET und PEI mit 20 Gew.-% als das Kunstharz in Wasser, Eintauchen und Herausnehmen einer plattenartigen ersten schalldämmenden Schicht (A-Schicht), deren Oberflächendichte 1,0 kg/m² beträgt, und einer plattenartigen zweiten schalldämmenden Schicht (B-Schicht), deren Oberflächendichte 2,0 kg/m² beträgt, Laminieren der B-Schicht auf die A-Schicht, und dann thermisches Pressen der A- und B-Schicht. Ein Testmuster, das aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Beispiel 21
Ein plattenähnliches Produkt des Beispiels 21 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 20 hergestellt, außer dass die A-Schicht eine plattenartige Schicht ist, deren Oberflächendichte 2,0 kg/m² beträgt und die B-Schicht eine nicht-gewobene Gewebeschicht aus PET ist, deren Oberflächendichte 1,0 kg/m² beträgt. Ein Testmuster, das aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Beispiel 22
Ein plattenähnliches Produkt des Beispiels 22 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 20 hergestellt, außer dass die A-Schicht eine plattenartige Schicht ist, deren Oberflächendichte 2,0 kg/m² beträgt und die B-Schicht ein Filz ist, dessen Oberflächendichte 1,0 kg/m² beträgt. Ein Testmuster, das aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Beispiel 23
Ein plattenähnliches Produkt des Beispiels 23 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 20 hergestellt, außer dass die A-Schicht eine plattenartige Schicht ist, deren Oberflächendichte 2,0 kg/m² beträgt und die B-Schicht ein Schaumstyrol ist, dessen Oberflächendichte 0,3 kg/m² beträgt. Ein Testmuster, das aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Beispiel 24
Ein Deckenelement für Fahrzeuge des Beispiels 24 wurde hergestellt durch Verteilen von Zellstofffasern aus aufbereitetem Altpapier mit 80 Gew.-% als die natürlichen Fasern und Kern-Hüllen-Fasern aus PET und PEI mit 20 Gew.-% als das Kunstharz in Wasser, Herausnehmen einer plattenartigen ersten schalldämmenden Schicht (A-Schicht), deren Oberflächendichte 1,0 kg/m² beträgt, aus dem Wasser, nachfolgend thermisches einstückiges Pressen der A-Schicht und einer Hautschicht aus nicht-gewobenem Gewebe (C-Schicht).
Dieses Deckenelement wurde geprüft, indem es mit einem Deckenelement mit dem Filzisolator des Standes der Technik durch Anwendung der Fahrzeugsensorikanalyse verglichen wurde. Im Ergebnis wurde eine gute Eigenschaft des Deckenelements des Beispiels 24 bestätigt.
Beispiel 25
Ein Armaturenbrett-Isolator für Fahrzeuge des Beispiels 25 wurde hergestellt durch Verteilen von Zellstofffasern aus aufbereitetem Altpapier mit 80 Gew.-% als die natürlichen Fasern und Kern-Hüllen-Fasern aus PET und PEI mit 20 Gew.-% als das Kunstharz in Wasser, Herausnehmen einer plattenartigen ersten schalldämmenden Schicht (A-Schicht), deren Oberflächendichte 1,25 kg/m² beträgt, aus dem Wasser, nachfolgend thermisches einstückiges Pressen der A-Schicht und einer Hautschicht aus Gummi (C-Schicht).
Dieser Armaturenbrett-Isolator wurde geprüft, indem er mit einem Armaturenbrett-Isolator mit dem Filzisolator des Standes der Technik durch Anwendung der Fahrzeugsensorikanalyse verglichen wurde. Im Ergebnis wurde eine gute Eigenschaft des Armaturenbrett-Isolators des Beispiels 25 bestätigt.
Beispiel 26
Ein Teppich für Fahrzeuge des Beispiels 26 wurde hergestellt durch Verteilen von Zellstofffasern aus aufbereitetem Altpapier mit 80 Gew.-% als die natürlichen Fasern und Kern-Hüllen-Fasern aus PET und PEI mit 20 Gew.-% als das Kunstharz in Wasser, Herausnehmen einer plattenartigen ersten schalldämmenden Schicht (A-Schicht), deren Oberflächendichte 1,25 kg/m² beträgt, aus dem Wasser, nachfolgend thermisches einstückiges Pressen der A-Schicht und einer Hautschicht aus Teppich (C-Schicht).
Dieser Teppich wurde geprüft, indem er mit einem Teppich mit dem Filzisolator des Standes der Technik durch Anwendung der Fahrzeugsensorikanalyse verglichen wurde. Im Ergebnis wurde eine gute Eigenschaft des Teppichs des Beispiels 26 bestätigt.
Beispiel 27
Ein Armaturenbrett-Isolator für Fahrzeuge des Beispiels 27 wurde hergestellt durch Verteilen von Zellstofffasern aus aufbereitetem Altpapier mit 80 Gew.-% als die natürlichen Fasern und Kern-Hüllen-Fasern aus PET und PEI mit 20 Gew.-% als das Kunstharz in Wasser, Herausnehmen einer plattenartigen ersten schalldämmenden Schicht (A-Schicht), deren Oberflächendichte 2,0 kg/m² beträgt, aus dem Wasser, nachfolgend thermisches einstückiges Pressen der A-Schicht und einer Schicht aus nicht-gewebtem PET-Gewebe (C-Schicht).
Dieser Armaturenbrett-Isolator wurde geprüft, indem er mit einem Armaturenbrett-Isolator mit dem Filzisolator des Standes der Technik durch Anwendung der Fahrzeugsensorikanalyse verglichen wurde. Im Ergebnis wurde eine gute Eigenschaft des Armaturenbrett-Isolators des Beispiels 27 bestätigt.
Beispiele 28 bis 35
Plattenähnliche Produkte der Beispiele 28 bis 35 wurden hergestellt durch Laminieren des nicht-gewebten Gewebes aus PET-Fasern (nicht-gewebtes PET-Gewebe), des nicht-gewebten Gewebes aus fortlaufenden PET-Fasern (Spinnverbindung) und des nicht-gewebten Gewebes aus PP-Fasern (Polypropylen) (C-Schicht), deren Oberflächendichten jeweils verändert werden, auf das im Vergleichsbeispiel 11 hergestellte Muster. Testmuster, die aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurden, wurden geprüft.
Beispiele 36 bis 42
Plattenähnliche Produkte der Beispiele 36 bis 42 wurden hergestellt durch Laminieren des nicht-gewebten Gewebes aus PET- Fasern (nicht-gewebtes PET-Gewebe), des nicht-gewebten Gewebes aus fortlaufenden PET-Fasern (Spinnverbindung) und des nicht-gewebten Gewebes aus PP-Fasern (Polypropylen) (C-Schicht), deren Oberflächendichten jeweils verändert werden, auf das im Vergleichsbeispiel 12 hergestellte Muster. Testmuster, die aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurden, wurden geprüft.
Vergleichsbeispiel 1
Ein plattenähnliches Produkt des Vergleichsbeispiels 1, dessen Oberflächendichte 0,2 kg/m² beträgt, wurde hergestellt durch Verteilen von Zellstofffasern mit 100 Gew.-% als die natürlichen Fasern in Wasser, Herausnehmen eines plattenartigen Produkts aus dem Wasser und danach thermisches Pressen des plattenartigen Produkts. Dieses plattenartige Produkt, das keinen Kunstharz enthält, wurde bei der Handhabung zerstört und konnte somit nicht geprüft werden.
Vergleichsbeispiele 2 bis 4
Plattenähnliche Produkte der Vergleichsbeispiele 2 bis 4 wurden in ähnlicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, außer dass die Zellstofffasern mit 10 Gew.-%, 100 Gew.-% bzw. 10 Gew.-% als die natürlichen Fasern verwendet wurden, der PE-Puder mit 90 Gew.-%, 0 Gew.-% bzw. 90 Gew.-% als das Kunstharz verwendet wurde, und dass die Oberflächendichten auf 0,2 kg/m², 3,0 kg/m² bzw. 3,0 kg/m² festgelegt wurden. Testmuster, die aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurden, wurden geprüft. Da jedoch das plattenartige Produkt des Vergleichsbeispiels 3 bei der Handhabung zerstört wurde, konnte es nicht geprüft werden.
Vergleichsbeispiele 5, 6
Plattenähnliche Produkte der Vergleichsbeispiele 5, 6 wurden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, außer dass die Zellstofffasern mit jeweils 10 Gew.-% als die natürlichen Fasern verwendet wurden, die PE-Fasern mit 90 Gew.-% jeweils als das Kunstharz verwendet wurden, und dass die Oberflächendichten auf 0,2 kg/m² bzw. 3,0 kg/m² festgelegt wurden. Testmuster, die aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurden, wurden geprüft.
Vergleichsbeispiele 7, 8
Plattenähnliche Produkte der Vergleichsbeispiele 7, 8 wurden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, außer dass die Zellstofffasern mit jeweils 10 Gew.-% als die natürlichen Fasern verwendet wurden, die Kern-Hüllen-Fasern aus PET und PEI mit 90 Gew.-% jeweils als das Kunstharz verwendet wurden, und dass die Oberflächendichten auf 0,2 kg/m² bzw. 3,0 kg/m² festgelegt wurden. Testmuster, die aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurden, wurden geprüft.
Vergleichsbeispiele 9, 10
Plattenähnliche Produkte der Vergleichsbeispiele 9, 10 wurden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 13 hergestellt, außer dass die Zellstofffasern aus aufbereitetem Altpapier mit jeweils 10 Gew.-% als die natürlichen Fasern verwendet wurden, die Kern-Hüllen-Fasern aus PET und PEI mit 90 Gew.-% jeweils als das Kunstharz verwendet wurden, und dass die Oberflächendichten auf 0,2 kg/m² bzw. 3,0 kg/m² festgelegt wurden. Testmuster, die aus diesem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurden, wurden geprüft.
Vergleichsbeispiel 11
Ein plattenähnliches Produkt des Vergleichsbeispiels 11, dessen Oberflächendichte 3,0 kg/m² beträgt, wurde hergestellt durch Verteilen von Zellstofffasern mit 20 Gew.-% und PP-Fasern mit 80 Gew.-% in Wasser, Herausnehmen eines plattenartigen Produkts aus dem Wasser und danach thermisches Pressen des plattenartigen Produkts. Ein Testmuster, das aus dem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Vergleichsbeispiel 12
Ein plattenähnliches Produkt des Vergleichsbeispiels 12, dessen Oberflächendichte 3,0 kg/m² beträgt, wurde hergestellt durch Verteilen von Zellstofffasern mit 20 Gew.-% und PET/PEI-Kern-Hüllen-Fasern, deren Hülle aus PET besteht, mit 80 Gew.-% in Wasser, Herausnehmen eines plattenartigen Produkts aus dem Wasser und danach thermisches Pressen des plattenartigen Produkts. Ein Testmuster, das aus dem plattenartigen Produkt herausgeschnitten wurde, wurde geprüft.
Prüfverfahren
In den Beispielen wurden die Messungen gemäß den folgenden Verfahren durchgeführt.
(1) Messung der Schalldämmung
Die Messung wurde gemäß JIS A1405 durchgeführt „die Messung des vertikal einfallenden Tons in das Konstruktionsmaterial durch In-Tube-Verfahren". Das Muster mit der Größe F100 wurde in der Messung eingesetzt, und die Messung wurde im Messbereich von 125 bis 1600 Hz durchgeführt. Je höher die numerischen Werte, desto besser die schalldämmende Wirkung.
(2) Messung der Schallisolierung
Die Messung wurde gemäß JIS A1416 durchgeführt „das Messverfahren des Tonübertragungsverlustes im Labor". Die einfache Nachhallbox wurde verwendet. Messergebnisse wurden als der Unterschied der schallisolierenden Leistung gegenüber dem nicht-gewebten PET-Gewebe mit der gleichen Oberflächendichte und der gleichen Dicke dargestellt. Das heißt, wenn der Wert höher als 0 dB ist, dann ist die schallisolierende Leistung höher als im Produkt des Standes der Technik. Dieser Unterschied wurde durch die niedrige Frequenz (unter 500 Hz) und die hohe Frequenz (über 500 Hz) gemittelt.
(3) Fahrzeugsensorikprüfung
Nachdem das entsprechende Teil der Fahrzeugteile, die in Beispielen 24 bis 27 erhalten wurden, in ein tatsächliches Fahrzeug eingebaut wurden, wurde durch einige Experten geprüft, ob sie während der Fahrt auf einem vorbestimmten Kurs eine „Ruhe" fühlen oder nicht. Die entsprechenden Teile in den jeweiligen Beispielen wurden relativ geprüft, indem die entsprechenden Teile nacheinander in das gleiche Fahrzeug eingebaut wurden.
Bei Durchführung der Prüfung auf der Grundlage von drei Auswertungsstufen, d. h. 1): verbessert, 2): gleichbleibend, 3): verschlechtert, wurden die guten Ergebnisse „verbessert" in allen Beispielen 24 bis 27 erreicht.
Die gemessenen Ergebnisse aus den Beispielen 1 bis 23, 28 bis 42 und Vergleichsbeispielen 1 bis 12 sind in den Tabellen in 6 bis 9 dargestellt.
Der Umfang der Erfindung wird durch die nachfolgenden Ansprüche definiert.

Claims

Schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge, umfassend: eine schalldämmende Schicht, welche Zellulosefasern und Kunstharz als Hauptbestandteile enthält und deren Oberflächendichte 0,2 bis 3 kg/m² beträgt, wobei ein Anteil des Kunstharzes zwischen 0,01 und 80 Gew.-% liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz ein Thermoplast oder eine Thermoplastfaser ist, dessen Schmelzpunkt unter 200°C liegt.
Schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellulosefasern Zellstofffasern oder Baumwollgarn sind.
Schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellstofffasern aus aufbereitetem Altpapier gewonnen sind.
Schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz einen Aufbau aufweist, der aus einem Kernbereich und einem Hüllenbereich zum Ummanteln des Kernes besteht, dass ein Schmelzpunkt des Hüllenbereichs unter 200°C liegt, und dass ein Unterschied im Schmelzpunkt zwischen dem Kernbereich und dem Hüllenbereich größer als 20°C ist.
Schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die schalldämmende Schicht zumindest zwei Schichten umfasst, welche unterschiedliche Oberflächendichten aufweisen.
Schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine weitere Schicht, die nicht-gewebtes PET-Gewebe, Filz oder Kunstharzschaum enthält.
Schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Außenhautschicht, die einstückig mit der schalldämmenden Schicht ausgebildet ist.
Schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhautschicht eine Oberflächendichte von 30 bis 500 g/m² aufweist.
Schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhautschicht Kunstharz als einen Hauptbestandteil umfasst.
Schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz, das fortlaufende Fasern, welche jeweils eine Länge von mehr als 100 mm haben, als Hauptbestandteil aufweist, als die Außenhautschicht verwendet wird.
Schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die schalldämmende und schallisolierende Struktur für Fahrzeuge eine Struktur darstellt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Armaturenbrett-Isolator (200), einem Deckenelement (300), einem Bodenisolator (100), einer Gepäckablage, einem Teppich, einem Motorhaubenisolator, einer Kofferraum-Innenausstattung, einer Türinnenverkleidung, einer Säulenverkleidung, einer Motorabdeckung und einer Unterbodenabdeckung.
Armaturenbrett-Isolator für Fahrzeuge, welcher die schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.
Deckenelement für Fahrzeuge, welches die schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.
Teppich für Fahrzeuge, welcher die schalldämmende und schallisolierende Struktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.