JP2005283703A

JP2005283703A - 吸音材

Info

Publication number: JP2005283703A
Application number: JP2004094120A
Authority: JP
Inventors: Kimihiko Abe; 公彦阿部
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】厚みを増大させることなく、１〜３ＫＨｚ付近の吸音性を向上させることができ、しかも軽量で安価な吸音材を提供する。
【解決手段】ポリウレタンフォーム等からなる平板の多孔質弾性発泡体の表面にプロファイル加工による複数の凹凸が形成された基材１１と、前記凸部１５の頂部１５ａ間に張設されて前記凸部１５の頂部１５ａと接合した被膜２１とによって自動車の車内等に好適な吸音材を形成した。被膜２１は、ポリウレタンフィルム等からなる厚み１０〜１０００μｍのプラスチックフィルム、凸部１５の間隔は５〜２００ｍｍ、凸部と凹部の高低差は３〜７０ｍｍであるのが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸音材に関する。

例えば、自動車内には、フェルトや発泡体、ガラスウール等からなる吸音材が多用されている。また、自動車用の吸音材は燃費の改善等のため、軽量な吸音材が求められている。さらに、ディーゼルエンジン車においては、１〜３ＫＨｚ付近の吸音性向上が求められている。

従来のフェルトやガラスウールなどの繊維体からなる吸音材は、一般的に３００ｇ／ｍ^２〜１６００ｇ／ｍ^２の重量範囲で用いられている。また、表面を凹凸に賦形したグラスウール、ロックウール、多孔質ボード等に樹脂フィルムを張り、外枠材に収納することが提案されているが、その場合、繊維体に凹凸を形成するためのバインダーや成形型が必要となり、コストや手間がかかる。さらに吸音材が圧縮された場合には、凸部が潰れて圧縮解除後も復元しなくなり、繊維体の表面と樹脂フィルムが略全体で接触して樹脂フィルムの振動が制限され、良好な吸音性が得られなくなる。

また、多孔質材料からなる吸音材において、１〜３ＫＨｚ付近の吸音性を改善する方法として、厚みを増大させることや、全面にフィルムを張ることが行われている。しかし、厚みを増大させると吸音材の重量が増大する問題や、設置空間が制限される設置場所に吸音材を設置できなくなる問題が発生する。それに対して全面にフィルムを張る場合には、フィルムの膜振動によって１〜３ＫＨｚ付近の吸音性を向上させることが可能なものの、全体的な吸音性については低下する傾向にある。

さらに、空気が封入された多数の凸部を表面に有する樹脂フィルムを、多孔質材料の表面に貼り合わせたものも提案されているが、表面側に凹凸が現れるため、使用時に表面にごみが溜まりやすい問題や、施工時に空気封入凸部が破損し易い問題がある。
特開２０００−１４４９６８号公報特開平７−２６１７６８号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたもので、厚みを増大させることなく、１〜３ＫＨｚ付近の吸音性を向上させることができ、しかも軽量で安価な吸音材の提供を目的とする。

請求項１の発明は、平板の多孔質弾性発泡体の表面に複数の凹凸が形成された基材と、前記凸部の頂部間に張設されて前記凸部の頂部と接合した被膜とよりなる吸音材に係る。

請求項２の発明は、請求項１において、前記多孔質弾性発泡体の凹凸が、プロファイル加工により形成されたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記被膜が厚み１０〜１０００μｍのプラスチックフィルムであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記凸部の間隔が５〜２００ｍｍであることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１から４の何れか一項において、前記基材における凸部と凹部の高低差が３〜７０ｍｍであることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１から５の何れか一項において、前記基材における凹部位置の厚みＨ２が１〜２０ｍｍであることを特徴とする。

本発明によれば、吸音材は、平板の多孔質弾性発泡体の表面に複数の凹凸部が形成された基材と、前記凸部の頂部間に張設されて前記凸部の頂部と接合した被膜とよりなるため、被膜の膜振動による吸音性向上作用、特には１〜３ＫＨｚ付近の吸音性を向上することができ、吸音材の厚みを増大することなく吸音性を向上させることができる。しかも、前記被膜が基材の凸部の頂部と接合されているため、被膜の膜振動を凸部間で確実に行わせることができ、吸音性の向上がより良好となる。

さらに、請求項２のプロファイル加工は、公知のごとく、平板状の多孔質弾性発泡体を、表面が凹凸の二本のロール間に通して圧縮すると共に、その圧縮状態の多孔質弾性発泡体の中央部を刃物で切断することにより、切断後の多孔質弾性発泡体が復元した際に前記切断面に複数の凹凸を有するものとなる加工方法であり、型を用いなくても複数の凹凸を基材の表面に形成できるため、安価な吸音材を得ることができる。また、前記基材が多孔質弾性発泡体からなるため、吸音材の設置場所によっては、設置作業時に吸音材を一旦圧縮しなければならないことがあっても、前記圧縮によって潰れた凸部が、圧縮解除後には復元するので、凸部の頂部に接合されている被膜の膜振動による吸音効果を圧縮解除後も得ることができる。

図１は本発明の一実施例における吸音材の一部切り欠き斜視図、図２は同実施例における基材の斜視図である。

図１に示す吸音材１０は、基材１１と被膜２１とよりなる。前記基材１１は、図２からよりよく理解されるように、平板の多孔質弾性発泡体の表面にプロファイル加工による複数の凹凸が形成されたものである。前記多孔質弾性発泡体としては、プロファイル加工が可能なものであれば特に限定されない。使用可能な多孔質弾性発泡体として、軟質ポリウレタンフォーム、メラミンフォーム、ゴムスポンジ、オレフィンフォームなどを挙げることができる。また、前記多孔質弾性発泡体は、密度が１５〜４０ｋｇ／ｍ^３、通気量が１０〜５０ｃｃ／ｃｍ^３／ｓｅｃ（ＪＩＳＬ１０９６）のものが、軽量性及び吸音性を良好とする上で好ましい。ただし、発泡体単体でみると、前記範囲外であっても本発明の構造とすることで、従来の吸音材よりも良好な吸音性を示す。

前記凹凸は公知のプロファイル加工によって形成されたものであり、図示の例では、前記多孔質弾性発泡体の片面に複数の凹部１３と凸部１５からなる凹凸が形成されているが、多孔質弾性発泡体の両面に前記凹凸を形成してもよい。

前記凸部１５の間隔（頂部間隔）は、５ｍｍ〜２００ｍｍが好ましい。５ｍｍ未満の場合には、前記凸部１５間で前記被膜２１の自由度が低下し、被膜２１の膜振動による効果的な吸音性向上を図れなくなる。また２００ｍｍを超えると、前記被膜２１に撓みが発生した際に、前記被膜２１が前記凹部１３と接触して被膜２１の膜振が効果的に行われなくなる。前記理由により、前記凸部１５の間隔は５ｍｍ〜２００ｍｍが好ましく、さらには３０ｍｍ〜５０ｍｍがより好ましい。

前記凸部１５と前記凹部１３の高低差、すなわち前記凸部１５の位置における基材１１の厚みＨ１と前記凹部１３の位置における基材１１の厚みＨ２の高低差、Ｈ１−Ｈ２の値は、３ｍｍ〜７０ｍｍが好ましい。３ｍｍ未満の場合には前記凹部１３と前記被膜２１の間の隙間が実質的になくなって被膜の自由度が損なわれ、良好な吸音性が得られなくなる。それに対して７０ｍｍを超えると、前記吸音材１０の厚み増大によって、前記吸音材１０の軽量性が損なわれるのみならず、吸音材の設置場所に制限を受けるようになる。なお、前記基材１１における凹部１３位置の厚みＨ２：凸部位置の厚みＨ１は、１：１．５〜１：４であるのが好ましい。凹部１３の位置の厚みＨ２に対する凸部１５の位置の厚みＨ１の比が１．５より小の場合には、前記被膜２１の良好な膜振動が得難くなり、それに対して１．５より大の場合には軽量性が難しくなる。さらに、前記基材１１における凹部１３の位置の厚みＨ２は、１〜２０ｍｍが好ましい。１ｍｍよりも薄いと良好な吸音性が得られなくなり、成形後、凹部の谷の底で貫通孔が形成される不具合を生じやすい。それに対して２０ｍｍより厚いと前記吸音材１０の軽量性が損なわれるのみならず、吸音材の設置場所に制限を受けるようになる。

前記被膜２１は、プラスチックフィルムで構成される。プラスチックフィルムの材質は限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド系、シリコン系等を挙げることができる。また、前記被膜２１は、厚みが１０〜１０００μｍのものが、膜振動性に優れ、良好な吸音性が得られるために好ましい。

前記被膜２１は、前記凹部１３との間に空間を残して前記凸部１５間に張設され、前記基材１１の凹凸側の表面を覆う。前記被膜２１と前記凸部１５とは、前記凸部１５の頂部１５ａにおいて接合されている。前記接合は、接着剤によるものでも、あるいは前記凸部１５の頂部１５ａを火炎によって溶融し、前記溶融状態の凸部１５の頂部１５ａに前記被膜２１を圧着する火炎溶着によるもの、あるいはその他の接合方法でもよい。また、前記被膜２１は、前記基材１１の凹凸表面を覆っていれば、用途により基材１１の全面が被膜２１で覆われていてもよく、その場合でも良好な吸音性が得られる。さらに、その場合には、前記基材１１が被膜であるプラスチックフィルムにより覆われることにより、基材である多孔質弾性発泡体の耐久性を増大させることも期待できる。

以下、具体的な実施例を示す。実施例１の吸音材は、基材として軟質ポリウレタンフォーム（密度１８ｋｇ／ｍ^３、通気量３０ｃｃ／ｃｍ^３／ｓｅｃ（ＪＩＳＬ１０９６）、品番Ｆ−２１、株式会社イノアックコーポレーション製）をプロファイル加工して片面に凹凸を形成したものを用いた。また、実施例１における基材は、凸部の間隔（頂部間隔）が３０ｍｍ、凸部の位置における基材の厚みＨ１が１０ｍｍ、凹部の位置における基材の厚みＨ２が３ｍｍ、凸部と凹部の高低差、Ｈ１−Ｈ２の値が７ｍｍ、Ｈ２：Ｈ１が１：３．３であり、基材の全体寸法は、１０×３００×３００ｍｍである。また、実施例１における被膜は、厚み２０μｍのポリウレタンフィルムを使用し、火炎溶着によって基材の凸部の頂部に接合することにより、凸部間に張設した。

実施例２の吸音材は、実施例１と同じ軟質ポリウレタンフォームを基材に用い、凸部の間隔（頂部間隔）を３０ｍｍ、凸部の位置における基材の厚みＨ１を１０ｍｍ、凹部の位置における基材の厚みＨ２を５ｍｍ、凸部と凹部の高低差、Ｈ１−Ｈ２の値を５ｍｍ、Ｈ２：Ｈ１を１：２とした点を除き、他は実施例１の吸音材と同様とした。

参考のため、以下に示す比較例１〜４の吸音材を製造した。比較例１の吸音材は、１０×３００×３００ｍｍの繊維体（３Ｍ社製、シンサレート、ＴＡＩ−２０４７）のみで構成した。比較例２の吸音材は、実施例１で用いた軟質ポリウレタンフォームを１０×３００×３００ｍｍとしたフォーム単体で構成した。比較例３の吸音材は、実施例１において被膜を設けない構成とし、その他は実施例１と同様の構成とした。比較例４の吸音材は、比較例２の軟質ポリウレタンフォームの両面に厚み２０μｍのポリウレタンフィルムを火炎溶着により貼着したもので構成した。表１に、実施例１〜２及び比較例１〜４の吸音材について、構成、凸部間隔、Ｈ１及びＨ２の値、Ｈ１−Ｈ２の値、重量、厚みを示す。

また、前記実施例１〜２と比較例１〜４について、ＪＩＳＡ１４０５にしたがい垂直入射吸音率（％）を測定した。測定結果は図３に示すとおりである。図３から明らかなように、実施例１〜２の吸音材は、比較例１〜４の吸音材と比較すると被膜の自由度が高く、膜振動が行われることにより、１〜３ＫＨｚの吸音性が向上している。また実施例２の吸音材は、実施例１の吸音材よりも凹部の厚み（Ｈ２）が大であり、１〜３ＫＨｚにおける吸音率のピークが幾分低周波側へずれているが、１０００〜３１５０Ｈｚの吸音性については、実施例１の吸音材と同様に比較例１〜４の吸音材よりも優れている。

本発明の一実施例における吸音材の一部切り欠き斜視図である。同実施例における基材の斜視図である。実施例及び比較例の吸音材に対する垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１０吸音材
１１基材
１３凹部
１５凸部
１５ａ凸部の頂部
２１被膜
Ｈ１凸部位置における基材の厚み
Ｈ２凹部位置における基材の厚み

Claims

平板の多孔質弾性発泡体の表面に複数の凹凸が形成された基材と、前記凸部の頂部間に張設されて前記凸部の頂部と接合した被膜とよりなる吸音材。
前記多孔質弾性発泡体の凹凸が、プロファイル加工により形成されたことを特徴とする請求項１に記載の吸音材。
前記被膜が厚み１０〜１０００μｍのプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸音材。
前記凸部の間隔が５〜２００ｍｍであることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の吸音材。
前記基材における凸部と凹部の高低差が３〜７０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の吸音材。
前記基材における凹部位置の厚みＨ２が１〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の吸音材。