JP7565580B2 - Sound insulation and sound absorption materials and sound insulation and sound absorption components - Google Patents
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Description
本発明は、自動車や電気製品等から生じる騒音を低減することができる遮音・吸音材及びこの遮音・吸音材を用いた遮音・吸音部材に関するものである。 The present invention relates to a sound insulation/absorption material that can reduce noise generated by automobiles, electrical appliances, etc., and to a sound insulation/absorption member that uses this sound insulation/absorption material.
従来から、自動車や電気製品等から生じる騒音を低減する方法として、吸音材を用いることが行われている。吸音材は種々の形態が知られており、例えば、特許文献1に記載されたような熱安定性防音材が知られている。
Conventionally, sound-absorbing materials have been used as a method for reducing noise generated by automobiles, electrical appliances, etc. Various types of sound-absorbing materials are known, for example, thermally stable soundproofing materials such as those described in
特許文献1に記載された吸音材は、自動車や電気製品等から生じた騒音を吸収することで音の反射を防ぎ、音が外部に透過することを防いでいる。また、防音の手法としては、空気中で伝わってくる音を遮断して、外部へ音が透過しないようにする遮音が知られている。
The sound-absorbing material described in
このような遮音については、特許文献2に記載されたように、遮音効果を高めるために、発泡樹脂体(ウレタン等)からなる吸音材と、メラミンフォーム材とコットンフェルトとを2枚の不織布で挟み込んだ4層構造を有する遮音カバーとを用いてエンジンなどの騒音抑制効果を高めている。
As described in
しかしながら、従来、騒音抑制効果を図るための吸音材及び遮音材は存在したものの、特許文献2に示すように、吸音材と遮音材をそれぞれ設ける必要があり、吸音効果及び遮音効果を両立した消音材は存在しておらず、吸音及び遮音を図ることができる吸音・遮音材が求められていた。
However, although there have been conventional sound absorbing and insulating materials that provide a noise suppression effect, as shown in
そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、遮音効果及び吸音効果の両立を図ることができると共に、自動車や電気製品等への適応性を向上させた遮音・吸音材を提供することを主たる課題とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its main objective is to provide a sound-insulating/sound-absorbing material that can achieve both sound-blocking and sound-absorbing effects and has improved adaptability to automobiles, electrical appliances, etc.
本発明に係る遮音・吸音材は、樹脂繊維径が1000nm以下のナノファイバーを50%以上含み、残余の樹脂繊維径が10μm以下のマイクロファイバーからなる繊維構造体が常温で圧縮され、圧縮永久ひずみ率が40%以上であることを特徴とする。 The sound-insulating/sound-absorbing material of the present invention is characterized in that a fiber structure containing 50% or more nanofibers having a resin fiber diameter of 1000 nm or less and the remaining resin fiber diameter being microfibers having a resin fiber diameter of 10 μm or less is compressed at room temperature and has a compression set rate of 40% or more .
また、本発明に係る遮音・吸音材は、樹脂繊維径が1000nm以下のナノファイバーを50%以上含み、残余の樹脂繊維径が10μm以下のマイクロファイバーからなる繊維構造体が常温で圧縮され、少なくとも第1の遮音・吸音材と第2の遮音・吸音材を積層してなり、前記第1の遮音・吸音材と前記第2の遮音・吸音材は、互いに目付又は空隙率の少なくともいずれか一方が異なることを特徴とする。 In addition, the sound-insulating/sound-absorbing material of the present invention is characterized in that a fiber structure containing 50% or more nanofibers having a resin fiber diameter of 1000 nm or less and the remaining microfibers having a resin fiber diameter of 10 μm or less is compressed at room temperature, and is formed by laminating at least a first sound-insulating/sound-absorbing material and a second sound-insulating/sound-absorbing material, the first sound-insulating/sound-absorbing material and the second sound-insulating/sound-absorbing material differ from each other in at least one of basis weight or porosity .
また、本発明に係る遮音・吸音部材は、上述した遮音・吸音材が所定の形状に成形されたことを特徴とする。 The sound-proofing/sound-absorbing member according to the present invention is characterized in that the above-mentioned sound-proofing/sound-absorbing material is molded into a predetermined shape.
上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。 The above summary of the invention does not list all of the necessary features of the present invention, and subcombinations of these features may also constitute an invention.
本発明に係る遮音・吸音材は、樹脂繊維径が1000nm以下のナノファイバー繊維を50%以上含み、残余の樹脂繊維径が10μm以下のマイクロファイバーからなる繊維構造体が常温で圧縮されているので、遮音効果及び吸音効果を両立させることができ、金属などを含有しないことで、軽量化やコスト削減を図ることができる。 The sound-insulating/sound-absorbing material of the present invention contains 50% or more nanofiber fibers with a resin fiber diameter of 1000 nm or less, and the remaining resin fiber diameter is a microfiber with a diameter of 10 μm or less. The fiber structure is compressed at room temperature, so it can achieve both sound-insulating and sound-absorbing effects, and because it does not contain metals, it can be made lighter and less costly.
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Below, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the following embodiments do not limit the inventions according to the claims, and not all of the combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the solution of the invention.
図1は、本発明の実施形態に係る遮音・吸音部材の斜視図であり、図2は、本発明の実施形態に係る遮音・吸音材の断面図であり、図3は、本発明の実施形態に係る遮音・吸音材の製造方法を示す概略図であり、図4(a)は、本発明の実施形態に係る遮音・吸音材の拡大図、(b)は、従来の吸音材の拡大図であり、図5は、圧縮温度と圧縮永久ひずみ率の関係を示すグラフであり、図6は、本実施形態に係る遮音・吸音材と従来の吸音材との吸音率を比較したグラフであり、図7は、本実施形態に係る遮音・吸音材と圧縮されていない吸音材との透過損失の関係を示すグラフである。 Figure 1 is a perspective view of a sound insulation/sound absorption member according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of a sound insulation/sound absorption material according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a schematic diagram showing a manufacturing method of a sound insulation/sound absorption material according to an embodiment of the present invention, Figure 4 (a) is an enlarged view of a sound insulation/sound absorption material according to an embodiment of the present invention, (b) is an enlarged view of a conventional sound absorption material, Figure 5 is a graph showing the relationship between compression temperature and compression set rate, Figure 6 is a graph comparing the sound absorption rate of the sound insulation/sound absorption material according to this embodiment with that of a conventional sound absorption material, and Figure 7 is a graph showing the relationship between the transmission loss of the sound insulation/sound absorption material according to this embodiment and that of an uncompressed sound absorption material.
図1に示すように、本実施形態に係る遮音・吸音部材1は、後述する遮音・吸音材10を所定の形状に成形したものであり、例えば、中空状の本体2と本体2の外縁から延びる鍔部3とを備えている。なお、本実施形態に係る遮音・吸音部材1は、遮音・吸音材10を常温で所定の圧力で圧縮されて形成されている。
As shown in FIG. 1, the sound insulation/
図2に示すように、本実施形態に係る遮音・吸音材10は、第1の遮音・吸音材11及び第2の遮音・吸音材12を積層して構成されており、第1の遮音・吸音材11及び第2の遮音・吸音材12は、ともに樹脂繊維径が1000nm以下の所謂ナノファイバー繊維を50%以上含み、残余の樹脂繊維径が10μm以下のマイクロファイバーからなる繊維構造体から構成されている。
As shown in FIG. 2, the sound-insulating/sound-absorbing
本実施形態に係る遮音・吸音材10の樹脂繊維の材質は、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンやポリウレタンなどが用いられる。また、ポリエステルとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸等が用いられ、ポリアミドとしては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11等が用いられ、ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンなどが用いられると好適である。
The resin fibers of the sound insulation/
なお、樹脂繊維径が1000nm以下のナノファイバー繊維及び、樹脂繊維径が10μm以下のマイクロファイバー繊維は、それぞれ同一の樹脂繊維で構成されると好適である。さらに、ナノファイバー繊維とマイクロファイバー繊維は、同一の合成樹脂を用いて同時に製造しても構わないし、ナノファイバー繊維とマイクロファイバー繊維を別個に製造し、互いに混合して形成しても構わない。 It is preferable that the nanofiber fibers having a resin fiber diameter of 1000 nm or less and the microfiber fibers having a resin fiber diameter of 10 μm or less are each composed of the same resin fiber. Furthermore, the nanofiber fibers and the microfiber fibers may be manufactured simultaneously using the same synthetic resin, or the nanofiber fibers and the microfiber fibers may be manufactured separately and then mixed together to form the nanofiber fibers and the microfiber fibers.
また、ナノファイバー繊維の製造方法は、電界紡糸法やメルトブロー法など、種々のナノファイバーの製造方法を採用することができる。 In addition, various nanofiber manufacturing methods, such as electrospinning and meltblowing, can be used to manufacture nanofiber fibers.
また、第1の遮音・吸音材11及び第2の遮音・吸音材12は、互いに目付量又は空隙率の少なくとも一方が異なるように構成されており、例えば、第1の遮音・吸音材11の目付は、第2の遮音・吸音材12よりも大きくなるように形成されている。
The first sound-insulating/sound-absorbing
図3に示すように、本実施形態に係る遮音・吸音材10は、常温で圧縮されて構成されている。なお、本明細書において、常温とは、成形時に加熱されていない状態をいい、例えば、10から35℃、より好適には、23℃±2℃であることが好ましい。
As shown in FIG. 3, the sound insulation/
図3に示すように、本実施形態における遮音・吸音材10は、加圧装置20によって例えば24時間保持することによって圧縮されると好適である。加圧装置20は、本実施形態に係る遮音・吸音材10を一対の加圧板21によって挟み込み、一対の加圧板21に挿通されたボルト23にナット22を螺合させてボルト23の軸方向に圧縮している。この際、圧縮には270N程度の力が本実施形態に係る遮音・吸音材10に付与されると好適である。
As shown in FIG. 3, the sound insulation/
また、本実施形態に係る遮音・吸音材10の圧縮永久ひずみ率は、30%以上、より好適には、40%以上に構成されている。これにより、図4(a)に示すように、樹脂繊維径が1000nm未満の樹脂繊維を50%以上含有する場合、常温による圧縮永久ひずみ率が上述した値とできることに加え、加熱をしないで圧縮することによって繊維状態が崩壊せず、圧縮の影響を空隙率の変化のみとすることができる。
The sound insulation/
これに対し、従来の吸音材では、加熱を伴わないで圧縮を行う場合、図5の比較例1に示すように圧縮永久ひずみ率が低く、成形体を得ることができない。一方加熱をして圧縮を行った場合、図4(b)に示すように、繊維構造体の支持体である繊維が熱によって溶融し、繊維から膜状に変化してしまう。この現象によって、成形体として作成することはできるものの、吸音・遮音の性能が発揮することができないことを確認した。 In contrast, when conventional sound-absorbing materials are compressed without heating, the compression set is low, as shown in Comparative Example 1 in Figure 5, and a molded body cannot be obtained. On the other hand, when compressed with heating, the fibers that form the support of the fiber structure melt due to the heat, and the fibers change into a film-like shape, as shown in Figure 4 (b). It was confirmed that, due to this phenomenon, although a molded body can be produced, the sound-absorbing and sound-proofing performance cannot be achieved.
図5に示すように、本実施形態に係る遮音・吸音材10の実施例は、従来の吸音材の比較例1と比較して、圧縮永久ひずみ率が大幅に向上しており、例えば常温(図5における約23℃)での圧縮永久ひずみ率は、比較例1の85℃程度の圧縮温度での圧縮永久ひずみ率よりも向上していることが確認できる。これにより、本実施形態に係る遮音・吸音材10の圧縮永久ひずみ率は、加熱を行うことなく、従来以上の性能を発揮することができることが確認できた。
As shown in FIG. 5, the example of the sound insulation/
また、図6に示すように、本実施形態に係る遮音・吸音材10の実施例は、加熱圧縮を行っていないことから、吸音率が向上しており、従来の吸音材の比較例1は、熱圧縮を行ていることから、図4(b)に示すように、繊維が溶融することで吸音率が悪化し、吸音効果が低いことが確認できた。
As shown in FIG. 6, the example of the sound-insulating/sound-absorbing
また、図7に示すように、本実施形態に係る遮音・吸音材10の透過損失は、圧縮を行わない場合の比較例2と比較して全体的に向上しており、透過損失の向上によって、圧縮によって目付を増やすことなく遮蔽性をあげることができることが確認できた。なお、本実施形態に係る遮音・吸音材10は、互いに目付や空隙率が異なる第1の遮音・吸音材11及び第2の遮音・吸音材12を積層しているので、目付を増やすことによる更なる相乗効果や積層による吸音率の低下を抑制することで、遮音と吸音の両立を図ることができる遮音・吸音材を構成することが可能となる。また、本実施形態に係る遮音・吸音材は、金属を含有することなく、圧縮された樹脂繊維のみで構成されているので、軽量化を図ることができ、自動車や電気製品等への適応性を向上させることができる。
As shown in FIG. 7, the transmission loss of the sound-insulating/sound-absorbing
また、上記本発明の実施形態については、第1の遮音・吸音材11及び第2の遮音・吸音材12の2層を積層した場合について説明を行ったが、積層する数については、1層のみ又は3層以上積層しても構わない。また、第1の遮音・吸音材11と第2の遮音・吸音材12は、それぞれ同一の材質を採用しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
In addition, the above embodiment of the present invention has been described with respect to a case where two layers, the first sound insulating/absorbing
1 遮音・吸音部材, 2 本体, 3 鍔部, 10 遮音・吸音材, 11 第1の遮音・吸音材, 12 第2の遮音・吸音材, 20 加圧装置, 21 加圧板, 22 ナット, 23 ボルト。 1 Sound-insulating/sound-absorbing material, 2 Main body, 3 Flange, 10 Sound-insulating/sound-absorbing material, 11 First sound-insulating/sound-absorbing material, 12 Second sound-insulating/sound-absorbing material, 20 Pressure device, 21 Pressure plate, 22 Nut, 23 Bolt.
Claims (3)
圧縮永久ひずみ率が40%以上であることを特徴とする遮音・吸音材。 A fiber structure containing 50% or more nanofibers having a resin fiber diameter of 1000 nm or less and the remaining microfibers having a resin fiber diameter of 10 μm or less is compressed at room temperature ,
A sound-insulating/sound-absorbing material characterized in that it has a compression set rate of 40% or more .
少なくとも第1の遮音・吸音材と第2の遮音・吸音材を積層してなり、
前記第1の遮音・吸音材と前記第2の遮音・吸音材は、互いに目付又は空隙率の少なくともいずれか一方が異なることを特徴とする遮音・吸音材。 A fiber structure containing 50% or more nanofibers having a resin fiber diameter of 1000 nm or less and the remaining microfibers having a resin fiber diameter of 10 μm or less is compressed at room temperature,
At least a first sound insulating/absorbing material and a second sound insulating/absorbing material are laminated together,
The first sound-insulating/absorbing material and the second sound-insulating/absorbing material are different from each other in at least one of basis weight or porosity .
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