JPS6042430A

JPS6042430A - 複合吸音材

Info

Publication number: JPS6042430A
Application number: JP58150604A
Authority: JP
Inventors: Kikuo Wakino; 喜久男脇野; Mitsuhiro Murata; 充弘村田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1983-08-17
Filing date: 1983-08-17
Publication date: 1985-03-06
Also published as: JPH0344308B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は複合組成物、特に吸音材どして好適な複合組
成物に関りるものである。

最近の交通騒音、工場騒音などの発生に伴って、騒音防
止技術の一環として吸音材が注目されている。従来の吸
当材としては、たとえばロックウール、グラスウール、
多孔質高分子材料などが用いられ、このほかに多孔質セ
ラミックも吸音材の材料として注目されている。

これらの吸音材は一般に多孔質のものであり、その吸音
機構は、吸音材の内部のオープンボアにより、入射音波
■ネルギを熱エネルギーに変えて音の減衰を達成しよう
とするものである。この吸音材の吸音特性は一般に気孔
径、気孔率、吸音材質、吸音材の厚さで決定される。こ
のうち気孔率については、通常４０％前後が作りやずい
とされている。そしてこの４０％前後の気孔率で平均気
孔半径２５０μｍ以上では、特定周波数での吸音率が高
く、また平均気孔径２５０μｍ未満では吸音率が低いが
、広い周波数域で一定の吸音特性が期待できるとされて
いる。

しかしながら、これら従来の吸音材は音の吸収というよ
り、むしろ音の遮断材としての殿能が大ぎく、音を減衰
づる吸音という面ではぞの効果はあまり期待できるもの
ではなかった。

したがって、この発明は従来の吸＠月の欠点を解消し、
吸音効果の大きい吸音用の複合組成物を提供することを
目的とする。

また、この発明は幅広い周波数域での吸音効果が実現で
きる吸音用の複合組成物を提供することを目的どづる。

１なわち、この発明にかかる複合組成物の要旨とすると
ころは、圧電体粉末材料と高分子樹脂材料の混合一体物からなり
、この混合一体物中には漏電経路が形成されており、か
つ混合一体物の気孔率が３０〜８０％であることを特徴
とするものである。

ここで複合組成物を構成するもののうち、圧電体粉末材
料としては、たとえば、ポリフッ化ヒニリデン、三フッ
化エチレンーＰＶＤＦ共重合体などの高分子圧電体粉末
材料、Ｐｂ　Ｔｉ　０３系、Ｐζ ｂ　（Ｔｉ　、Ｚｒ　）０３の二成分あるいは三爪系、
Ｌｉ　Ｎｂ　０３系、ＬｉＴａＯ３系、３ａ　Ｔｉ　０
３などのそれぞれの各種固溶変性体のにうな無機圧電体
粉末材料がある。

また、高分子樹脂材料としては、天然ゴム材料、人工合
成ゴム材料、熱可塑性樹脂材料、熱硬化性樹脂材ｒ１な
どがある。

このうち、人工合成ゴム材料としては、たとえば、フッ
素ゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、ブタジェンゴム、
エチレン酢ビ共重合体、熱可塑性エラストマなどがある
。熱可塑性エラストマの具体的なものとしては、たとえ
ば、熱可塑性ポリウレタン、スチレン−ブタジェンブロ
ックポリマー、ポリエーテル系、ポリオレフィン系、ポ
リブタジェン系などの熱可塑性エラス１へマがある。

また、熱可塑性樹脂としては、ｌことえば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、
アクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリア
セタール、ポリフェニレンオキシド、飽和ポリ１ステル
、酢酸セルロース、ポリ酢酸ビニル、ふっ素樹脂、ぶつ
化ビニリデン樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アイオノマー
樹脂、ポリ　４−メチル−１−ペンテン、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリアリルレートなどがある。

さらに、熱硬化性樹脂としては、たとえば、ポリイミド
、ポリアミドイミド、ポリウレタン、シリコーン、アリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、アミン樹
脂、フェノール樹脂などがある。

次に、このような圧電体粉末材料と高分子樹脂材料の混
合一体物の中には漏電経路が形成されており、この漏電
経路の形成態様としてはたとえば次のようなものがある
。

まず、第１己混合一体物中に圧電体粉末材料と高分子樹
脂材料とともに導電体粉末材料を分散さ゛　せたものが
ある。ここで導電体粉末材料の種類としては、たとえば
、カーボン、黒鉛、カーボン繊維などのカーボン系微小
体、金属粉、半導電性高分子樹脂材１１、Ｓｎ　０２　
、Ｚｎ　Ｏなどの半導電性無機材料、絶縁性高分子樹脂
材料または絶縁性無機材料の表面に導電性被膜を形成し
たものがある。

なお、高分子樹脂材料に圧電性のものを用いてもよい。

第２に、圧電体粉末材料の表面に導電竹粉被膜を形成し
たものがある。導電性被膜を形成する手段としては、た
とえば、無電解メッキ法、真空蒸着法、スパッタリング
法などの薄膜形成手段がある。

第３に、圧電体粉末材ｆ３１そのものを半導体化し、導
電性を持たせたものがある。

第４に、高分子樹脂材料そのものとして半導電性のもの
を用い１＝ものがある。なお、この半導電性の高分子樹
脂材料に圧電性のものを用いてもよい。

上記した漏電経路の形成態様によれば、いずれの場合も
この複合組成物に外部から音波が伝播したどき、この音
波エネルギーは後述する気孔の存在ににって振動エネル
ギーとして吸収されて熱エネルギーに変換吸収されるだ
（）でなく、振動エネルギーが圧電体粉末材料に吸収さ
れて電荷に変換され、死生し１＝電荷は圧電体粉末材料
の周囲または圧電体粉末材料そのものに存在する漏電経
路からｌ１ｉｉ電し、熱として放散されることになるた
め、吸音特性が改善される。

上記した４つの１Ｉｉ１雷軽路の態様を図示づれば第１
図〜第４図のようになる。

第１図は第１の漏電経路の形成態様を示し、図中１は圧
電体粉末材料、２は高分子樹脂材料、３は導電体粉末材
料である。なお、４は気孔である。

図から明らかなように、導電体粉末材料３が圧電体粉末
Ｉお１１と接触した状態で分ｉ＆されており、騒音とし
°Ｃの音波エネルギーが圧電体粉末材１３１．１に吸収
されて発生した電荷は、この導電体粉末材料料３が漏７１経路となってｍ熱として放散捗ることにな
る。

第２図は第２の１Ｉｉｉｌ電経路の形成態様を示し、図
示の番号は第１図のものと対応する。この例は圧電体粉
末材料１の表面に導電性被膜５を形成したものであり、
この導電性被膜５が漏電経路となって圧電体粉末材ワ１
１に発生した電荷を熱として放散することになる。

第３図は第３の漏電経路の形成態様を示し、図中の番号
は第１図のものと対応する。口の例は圧電体粉末材料１
そのものを半導体化して半導電性をもたせたものであり
、この圧電体粉末材料１同志の接触によって漏電経路が
形成されることになり、音波エネルギーが圧電体粉末材
料１に吸収されて発生した霜楠はこの圧電体粉末材料１
を介して熱として放散することになる。

第４図は第４の？ＴＩ電経路の形成態様を示し、図中の
番号は第１図のものと対応する。この例は高分子樹脂材
料２そのものとして半導電性のものを用いたものであり
、この高分子樹脂材料２が圧電体粉末材料１と接触１し
た状態で分散されており、音波エネルギーが圧電体粉末
材料１に吸収されて発生した電荷は、この高分子樹脂材
料１が漏電経路となって電荷を熱として放散りることに
なる。

この発明にかかる複合組成物にＪ３いて、混合一体物の
気孔率は３０〜８０％の範囲としている。この気孔の存
在は音波エネルギーを振動エネルギーとして吸収し、熱
エネルギーに変換吸収する役目を果た１゜この気孔率は
大きくなればなるほど吸音率も大きく゛なることは明ら
かであるが、気孔率が８０％を越えると複合組成物の成
形が困難になるとともに、機械的強度が小さくなること
からこの発明範囲から除外した。一方、気孔率が３０％
未満になると、吸音率が低下りるためこの発明範囲から
除外した。

気孔は高分子樹脂材お１の吊をＬ［電体粉末材わｌの吊
にくらべてその配合割合を少なくすることによって形成
することができる。また気孔の大きさは圧電体粉末材料
の粒径を１ｏｏ〜１０００μｍと変化させることによっ
て調節することができる。さらには高分子樹脂材料の硬
化反応時の炭酸ガスなどの発生や発泡剤の発泡反応によ
っても気孔率を制御することができる。

以下、この発明を実施例に従って詳細に説明する。

実施例１使用材料として、ＰＺＴ粉末１００重量部、カーボン１
９フ９５重最部、不飽和ポリエステル樹脂２０重用部を
準備した。各材料を混合してよく混練し、厚さ１０ｎ＋
ｍの板状にして熱硬化させ、多孔質の混合一体物を得た
。

ＰＺＴ粉末については粒径５００〜８００μｍのものと
、粒径１００〜５００μｍのものに２！！１類に分けて
２つの混合一体物を作成した。

冑られた２つの混合一体物のうち、粒径の大きいもの（
試料１）の平均気孔径は約４００μｍ１粒径の小さいも
のく試料２）の平均気孔径は約２００μｍであった。ま
た試料１の気孔率は５０％、試ｒ１２の気孔率は４０％
であった。

各試料１．２について、この各試料と端板との間の空気
層を５０ｍｍとし、ＪＩＳ八１へ０５にｊ；ッて各周波
数に対する垂直入射吸音率（α０）を測定し、その結果
を第５図に示した。

第５図から明らかなように、この実施例によるものは周
波数の広い範囲で吸音率が一定であり、しかｔ）高い吸
音率を示している。

一方、従来の平均気孔径が５００μｍのものでは、特定
の周波数でしか高い吸音率が期待できなかったが、これ
に対してこの実施例ににるものでは広い周波数で吸音効
果が達成され°Ｃいる。

また、従来の平均気孔径が２００μｍ程度のものでは、
吸音率の低下が認められていたが、この実施例によるも
のでは吸音率の低下傾向も小さく、吸音率の大幅な改善
が達成されでいる。

この実施例では混合一体物中に導電体粉末材料を分散さ
けて漏電経路を形成し、電気伝導性を付与したものであ
り、吸音によって圧電体粉末材料に生じる電荷を中和さ
せる慴らきも持っている。

したがって、発生した電荷を漏電経路を通じて漏電させ
るだけの電気伝導性が付与されたらよいだ【ノであるか
ら、特に良好な電気伝導性は必要としない。

実施例２１００〜５００ｔ１ｍの粒径を右するＢａ−１−ｉｏ３
粉末を用い、この粉末の表面に無電解メッキ法によりニ
ッケルの無電解メッキ被膜を形成した。このＢａ　−ｒ
　！　０３１）末１００ｆｆｌ恒部と不飽和ポリエステ
ル２０重用部を混合しＣよく混練し、厚さ１０ｍｍの板
状にして熱硬化させ、多孔質の混合一体物を得た。

１７られた試オ≧１の平均気孔径は約２００／１ｍ、気
孔率は約４５％であった。

この試別について、実施例１と同様に、各１ｆｉ１波数
に対する垂直入射吸音率（α０）を測定し、その結果を
第６図に示した。

第６図から明らかなように、この実施例によるものも実
施例１ど同様、周波数の広い範囲で吸音率が一定であり
、しかも高い吸音率を有するものが１ｑられている。

実施例３１００〜５００μｍの粒径を右し、半導体化剤を含有さ
けて半導体化したＢａ　Ｔｉ　０３粉末１００重量部、
不飽和ポリ１スラル樹脂２０重聞部を混合してよく混練
し、厚さ１０ｎ＋ｍの板状にして熱硬化さけ、多孔質の
混合一体物を１９だ。

得られた試料の平均気孔径は約２００μｍ、気孔率約４
０％であった。

この試料について、実施例１と同様に、各周波数に対り
る垂直入用吸音率（α０）を測定し、その結果を第７図
に示した。

第７図から明らかなにうに、この実施例によるものも、
実施例１と同様、周波数の広い範囲で吸音率が一定であ
り、しかも高い吸音率が有するものが１１ノられている
。

以上の各実施例から明らかなようにこの発明にがかる複
合組成物によれば、圧電体粉末材料と高分子樹脂月１１
の混合一体物とし、この混合一体物中に漏電経路を形成
し、かつ混合一体物の気孔率を３０・−８０％どしたも
のであり、気孔の存在により、騒音から発生する音波エ
ネルギーを振動１ネルギーとして吸収して熱エネルギー
に変換吸収するとともに、圧電体粉末材料の存在にＪ：
っ（、振動工ふネルギーをこの圧電体粉末材料に吸収綽て電荷に変換し
、発生電荷を漏電経路にり熱どしてｈり散するという作
用を有しており、従来のものにくらべてより効果的な吸
富を実現するどどもに、広い周波数に対する吸音作用を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明にかかる各複合組成物の概略
構造図、第５図〜第７図はこの各実施例における周波数
と垂直大川吸音率（α０）の関係を示す図である。１は！＋７ば体粉末材料、２は高分子樹脂月ＪＷ＋、３
は導電体粉末材料、４は気孔。特　許　出　願　人株式会社村田製作所第１図篠２図簗に困搗４０箋５図１￥１線（Ｈ２）お６図１１＝線（Ｈ２）お７図一赦（Ｈ７）

Claims

【特許請求の範囲】

圧電体粉末月利ど高分子樹脂材料の混合一体物からなり
、この混合一体物中には漏電経路が形成されてＪ３す、
かつ混合一体物の気孔率が３０〜８０％であることを特
徴と覆る複合組成物。