JP7565580B2

JP7565580B2 - 遮音・吸音材及び遮音・吸音部材

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Publication number: JP7565580B2
Application number: JP2020155321A
Authority: JP
Inventors: 真章仲辻; 聖剛藤島; 直人鈴木
Original assignee: Roki Co Ltd
Current assignee: Roki Co Ltd
Priority date: 2020-09-16
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2024-10-11
Anticipated expiration: 2040-09-16
Also published as: JP2022049217A

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。

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。

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。

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。

特許第３９１１５４８号公報特許第５８３１２８１号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の実施形態に係る遮音・吸音部材の斜視図。本発明の実施形態に係る遮音・吸音材の断面図。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。（ａ）本発明の実施形態に係る遮音・吸音材の拡大図、（ｂ）従来の吸音材の拡大図。圧縮温度と圧縮永久ひずみ率の関係を示すグラフ。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。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims

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遮音・吸音材。
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遮音・吸音材。
請求項１又は２に記載の遮音・吸音材が所定の形状に成形されたことを特徴とする遮音・吸音部材。