(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023025218
(43)【公開日】2023-02-21
(54)【発明の名称】防音材
(51)【国際特許分類】
G10K 11/16 20060101AFI20230214BHJP
G10K 11/168 20060101ALI20230214BHJP
【FI】
G10K11/16 120
G10K11/168
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022195531
(22)【出願日】2022-12-07
(62)【分割の表示】P 2018104291の分割
【原出願日】2018-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】000119232
【氏名又は名称】株式会社イノアックコーポレーション
(72)【発明者】
【氏名】榊原 弘和
(57)【要約】
【課題】防音効果が高く、車両用フロアサイレンサ、ダッシュサイレンサなどに好適な防音材の提供を目的とする。
【解決手段】フェルトなどからなる繊維層11と、該繊維層11の片面12に発泡樹脂原料から発泡形成されたポリウレタンフォームなどからなる発泡樹脂層15との積層体からなる防音材10において、発泡樹脂層15は、繊維層11の片面12と当該繊維層11の端部外周13の少なくとも一部を覆って設けられ、防音層10の端部外周からの音の漏れに対しても、繊維層11の端部外周13を覆う発泡樹脂層15によって良好な防音効果を発揮するように構成した。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
繊維層と該繊維層の片面に発泡形成された発泡樹脂層との積層体からなる防音材において、
前記発泡樹脂層は、前記繊維層の片面と端部外周の少なくとも一部を覆って設けられていることを特徴とする防音材。
【請求項2】
前記繊維層には貫通孔が設けられ、
前発泡樹脂層は、前記繊維層の貫通孔の部分で該貫通孔の内周面を被覆しており、該内周面が被覆された貫通孔の両端が開口していることを特徴とする請求項1に記載の防音材。
【請求項3】
前記発泡樹脂層は、ポリウレタンフォームからなることを特徴とする請求項1または2に記載の防音材。
【請求項4】
上型または下型の何れか一方の型の型面に取り付けた繊維層と他方の型の型面との間の発泡成形空間で、発泡樹脂原料を発泡させることにより、前記繊維層と該繊維層の片面に発泡形成された発泡樹脂層との積層体からなる防音材を製造する方法において、
前記繊維層を取り付けた一方の型の型面の端部外周は、少なくとも一部が前記繊維層の端部外周よりも大であり、
前記繊維層と前記他方の型の型面との間の発泡成形空間は、前記繊維層の端部外周まで存在し、
前記発泡樹脂原料の発泡により、前記繊維層の片面と端部外周の少なくとも一部を覆う発泡樹脂層を形成することを特徴とする防音材の製造方法。
【請求項5】
前記繊維層は該繊維層の両面を貫通する貫通孔を有し、
前記繊維層を取り付けた前記一方の型の型面には、前記繊維層の取り付け時に前記貫通孔に挿入される凸部を有し、
前記貫通孔に挿入された前記凸部の側面と前記貫通孔の内周面との間に前記発泡成形空間に通じる隙間を形成し、前記凸部の先端を前記他方の型面と当接した状態にして前記発泡樹脂原料を発泡させることにより、
前記繊維層の片面と端部外周の少なくとも一部を覆い、前記繊維層の貫通孔の部分では該貫通孔の内周面を被覆し、該内周面を覆った貫通孔の両端で開口した発泡樹脂層を形成することを特徴とする請求項4に記載の防音材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、防音材とその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、防音材として、フェルトとポリウレタンフォームとの積層体からなるものがある(特許文献1)。
【0003】
フェルトとポリウレタンフォームとの積層体からなる従来の防音材は、音がフェルトとポリウレタンフォームの両方によって遮音され、良好な防音効果が得られる。
【0004】
しかし、
図7に示すように、フェルト101とポリウレタンフォーム103との積層体からなる従来の防音材100は、フェルト101とポリウレタンフォーム103がそれぞれ防音材100の端部外周100Aまで存在するため、例えばフェルト101側から入射した音の一部が、ポリウレタンフォーム103側に進入することなく、フェルト101内を通って防音材の端部100Aに至る場合、ポリウレタンフォーム103による遮音作用が得られず、充分な防音効果が得られなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、防音効果がより高い防音材とその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1の発明は、繊維層と該繊維層の片面に発泡形成された発泡樹脂層との積層体からなる防音材において、前記発泡樹脂層は、前記繊維層の片面と端部外周の少なくとも一部を覆って設けられていることを特徴とする。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1において、前記繊維層には貫通孔が設けられ、前発泡樹脂層は、前記繊維層の貫通孔の部分で該貫通孔の内周面を被覆しており、該内周面が被覆された貫通孔の両端が開口していることを特徴とする。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1または2において、前記発泡樹脂層は、ポリウレタンフォームからなることを特徴とする。
【0010】
請求項4の発明は、上型または下型の何れか一方の型の型面に取り付けた繊維層と他方の型の型面との間の発泡成形空間で、発泡樹脂原料を発泡させることにより、前記繊維層と該繊維層の片面に発泡形成された発泡樹脂層との積層体からなる防音材を製造する方法において、前記繊維層を取り付けた一方の型の型面の端部外周は、少なくとも一部が前記繊維層の端部外周よりも大であり、前記繊維層と前記他方の型の型面との間の発泡成形空間は、前記繊維層の端部外周まで存在し、前記発泡樹脂原料の発泡により、前記発泡樹脂層を前記繊維層の片面と端部外周の少なくとも一部を覆って形成することを特徴とする。
【0011】
請求項5の発明は、請求項4において、前記繊維層は該繊維層の両面を貫通する貫通孔を有し、前記繊維層を取り付けた前記一方の型の型面には、前記繊維層の取り付け時に前記貫通孔に挿入される凸部を有し、前記貫通孔に挿入された前記凸部の側面と前記貫通孔の内周面との間に前記発泡成形空間に通じる隙間を形成し、前記凸部の先端を前記他方の型面と当接した状態にして前記発泡樹脂原料を発泡させることにより、前記繊維層の片面と端部外周の少なくとも一部を覆い、前記繊維層の貫通孔の部分では該貫通孔の内周面を被覆し、該内周面を覆った貫通孔の両端で開口した発泡樹脂層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明の防音材は、発泡樹脂層が繊維層の片面と端部外周を覆って設けられているため、防音材に入射する音が発泡樹脂層と繊維層を通過する毎にそれぞれの層で遮音され、良好な防音効果が得られる。また、繊維層側から入射した音の一部が繊維層内を通って防音材の端部に至る場合でも、防音材の端部外周の少なくとも一部を覆う発泡樹脂層を通過することにより、繊維層と発泡樹脂層の両方で遮音され、良好な防音効果が得られる。
【0013】
また、本発明の防音材は、繊維層の片面を覆う発泡樹脂層が、繊維層の貫通孔の部分で該貫通孔の内周面を被覆しており、該内周面が被覆された貫通孔の両端が開口している構成とされた場合、繊維層側から入射した音の一部が繊維層内を通って繊維層の貫通孔の内周面に至る場合であっても、貫通孔の内周面を被覆する発泡樹脂層を最終的に通過することになり、繊維層と発泡樹脂層の両方で遮音され、良好な防音効果が得られ、特に貫通孔の多い製品に対して有効である。
【0014】
本発明の防音材の製造方法は、良好な防音効果を有する防音材を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】第1実施形態の防音材の平面図と1A-1A断面図である。
【
図2】第1実施形態の防音材について、その製造方法を示す断面図である。
【
図3】第2実施形態の防音材の平面図と3A-3A断面図である。
【
図4】第2実施形態の繊維層の平面図と4A-4A断面図である。
【
図5】第2実施形態の防音材について、その製造方法を示す断面図である。
【
図6】試料1-4の防音性の測定結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1に示す第1実施形態の防音材10は、繊維層11と該繊維層11の片面12に発泡形成された発泡樹脂層15との積層体からなる。発泡樹脂層15は、繊維層11の片面12と端部外周13を覆って設けられ、繊維層11の他面14は、露出した状態となっている。繊維層11の端部外周13は、繊維層11の端部の側面に相当する。なお、発泡樹脂層15は、繊維層11の端部外周13の全部ではなくても、少なくとも一部を覆っていればよい。勿論、発泡樹脂層15が繊維層11の端部外周13の全部を覆うことは、遮音性の点からより好ましい。防音材10の形状は、図示のような四角形の板状に限られず、多角形、楕円形、不規則形状の板状等でもよく、防音材10が使用される製品や場所等に応じた形状とされる。また、防音材10は、繊維層11と発泡樹脂層15の何れの側を音源側にしても使用することができる。
【0017】
繊維層11は、不織布、フェルトなどの繊維集合体が挙げられ、特にフェルトが軽量性、防音性(吸音性)の点から好ましい。フェルトを構成する繊維の材質は限定されない。フェルトには、熱硬化性樹脂をバインダーとして繊維同士を結合させたレジンフェルト、バインダーを使用し、あるいは使用しないでプレスにより繊維相互を結合させたプレスフェルト、ニードルパンチ加工によって繊維相互を絡ませたニードルフェルト等があり、何れのフェルトも使用することができる。特にプレスフェルトは、プレスによって繊維が密になっているため、吸音性(遮音性)が高く、好ましいものである。繊維層11の目付は100~3000g/m2、厚みは2~45mm程度が好ましい。繊維層11の目付は、小さくなりすぎると遮音性(吸音性)が小になり、逆に目付が大になると防音材10が重くなる。また、繊維層11の厚みは、薄くなりすぎると遮音性(吸音性)が小さくなり、逆に厚くなると防音材10が嵩張り、重くなる。
【0018】
発泡樹脂層15は、繊維層11の片面12に発泡樹脂原料から発泡形成されたものであり、発泡形成時に発泡樹脂原料の一部が繊維層11の片面12に含浸して硬化し、それにより繊維層11と発泡樹脂層15の接着が行われる。また、発泡樹脂層15が接着した繊維層11の片面12には、前記発泡樹脂原料が含浸して硬化した含浸硬化層が形成され、その含浸硬化層によっても防音性(遮音性)が向上する。
【0019】
発泡樹脂層15を構成する樹脂としては、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等が挙げられる。特にポリウレタンフォームは、軽量で吸音性(遮音性)に優れるために好ましい発泡樹脂である。発泡樹脂層15の密度(JIS K7222)は30~150kg/m3、厚みは2~50mmが好ましい。発泡樹脂層15の密度が小さ過ぎると遮音性が小さくなり、逆に密度が大になると重くなる。また発泡樹脂層15が薄くなりすぎると遮音性が小さくなり、逆に厚くなると防音材10が嵩張り、重くなる。
【0020】
防音材10は、繊維層11の片面に発泡樹脂層15が設けられているため、防音材10に入射した音が繊維層11と発泡樹脂層15の両方で吸音(遮音)され、良好な防音効果が得られる。また、繊維層11の片面12に設けられた発泡樹脂層15が繊維層11の端部外周13を覆っているため、防音材10の端部外周から漏れる音についても低減することができ、防音性がさらに良好になる。
【0021】
前記防音材10の製造方法について、
図2を用いて説明する。防音材10の製造は、金型21を用いるモールド成形によって行われる。金型21は、上型22と下型32とよりなり、上型22または下型32の何れか一方に繊維層11が取り付けられる。図示の例では、
図2の(2-1)のように、上型22の型面23に繊維層11を取り付け、また、下型32には発泡樹脂原料Pを注入し、
図2の(2-2)のように上型22を下型32に被せて閉型し、繊維層11と下型32の型面33間の発泡成形空間35で発泡樹脂原料Pを発泡させる。符号Nは注入ノズルである。
【0022】
繊維層11が取り付けられる上型22の型面23には、
図2の(2-1)のように、繊維層11を取り外し可能に保持するための係止部25が、繊維層11の取り付け位置に設けられている。図示の係止部25はピンで構成され、上型22の型面23の複数箇所に立設されている。
【0023】
また、上型22の型面23は、端部外周24が繊維層11の端部外周13よりも大になっており、
図2の(2-2)のように、型面23に繊維層11を取り付けた際に、繊維層11の端部外周13から型面23の端部外周24が所定量突出するように構成されている。なお、前記防音材10の発泡樹脂層15が、繊維層11の端部外周13の全部ではなく、少なくとも一部を覆う場合は、上型22の型面23の端部外周24の少なくとも一部を繊維層11の端部外周13よりも大にして、型面23に繊維層11を取り付けた際に、繊維層11の端部外周13から型面23の端部外周24の少なくとも一部を所定量突出させる。
【0024】
下型32は、型面33が防音材10の外形に応じて窪んだ凹形状となっており、上型22を下型32に被せて閉型した際に、上型22の型面23の繊維層11の片面12と下型32の型面33間に発泡成形空間35が形成される。また、上型22を下型32に被せて閉型した際に、下型32の型面33の上部は、上型22の型面23の端部外周24と当接して繊維層11の端部外周13から離れて位置し、前記発泡成形空間33が繊維層11の端部外周13まで連続して形成される。
【0025】
発泡樹脂原料Pは、発泡によって、発泡成形空間35に充満し、
図2の(2-3)のように繊維層11の片面12と、該繊維層11の端部外周13を覆う発泡樹脂層15を形成する。また、発泡樹脂原料Pの発泡時、発泡樹脂原料Pの一部が繊維層11の片面12と繊維層11の端部外周(側面)13とに含浸して硬化し、繊維層11と発泡樹脂層15を接着する。なお、発泡樹脂原料Pは、発泡樹脂がポリウレタンフォームの場合はポリウレタンフォーム原料である。
その後、上型22を下型32から離して金型21を開き、
図1に示した繊維層11と発泡樹脂層15とからなる防音材10を取り出す。
【0026】
図3に第2実施形態の防音材50を示す。防音材50は、所定位置に貫通孔51、52、53を有する例である。貫通孔51、52、53は、例えば車両におけるシャフトやケーブル等を通すのに使用される。防音材50は、繊維層61と、該繊維層61の片面62に発泡形成された発泡樹脂層75との積層体からなり、前記発泡樹脂層75が、前記繊維層61の片面62と端部外周63を覆って設けられ、前記繊維層61の他面64は露出した状態となっている。繊維層61の端部外周63は、繊維層61の端部の側面に相当する。
図4に繊維層61の平面図と、その4A-4A断面図を示す。なお、防音材50の形状は、図示の形状に限られず、防音材50が使用される場所に応じた形状とされる。
【0027】
繊維層61は、
図4に示すように、所定位置に貫通孔65、67、69が設けられている。
図4に示した繊維層61の貫通孔65、67、69の部分で、
図3に示すように発泡樹脂層75は、該貫通孔の内周面66、68、70を被覆する部分76、77、78が形成され、該貫通孔の内周面66、68、70を被覆する部分76、77、78の両端が開口して防音材50の貫通孔51、52、53を構成している。
【0028】
第2実施形態の繊維層61と発泡樹脂層75は、第1実施形態の繊維層11と発泡樹脂層15と同様の材質、密度、厚み等からなり、繊維層61はファブリックが好ましく、また発泡樹脂層75はポリウレタンフォームが好ましい。
【0029】
図3に示した第2実施形態の防音材50は、繊維層61の片面62に設けられた発泡樹脂層75が、
図4に示した繊維層61の端部外周63と貫通孔65、67、69の内周面66、68、70を覆っているため、防音材50の端部外周及び貫通孔から漏れる音を低減することができ、防音性が良好になる。
【0030】
前記防音材50の製造方法について、
図5を用いて説明する。防音材50の製造は、金型81を用いるモールド成形によって行われる。金型81は、上型82と下型94とよりなり、上型82と下型94の何れか一方に繊維層61が取り付けられる。図示の例では、
図5の(5-1)のように、上型82の型面83に繊維層61を取り付け、また、下型94には発泡樹脂原料Pを注入し、
図5の(5-2)のように上型82を下型94に被せて閉型し、繊維層61と下型94の型面95間の発泡成形空間97で発泡樹脂原料Pを発泡させる。
【0031】
繊維層61が取り付けられる上型82の型面83は、型面83の端部外周84が繊維層61の端部外周63よりも大になっており、
図5の(5-2)のように、型面83に繊維層61を取り付けた際に、繊維層61の端部外周63から型面の端部外周84が所定量突出するように構成されている。なお、前記防音材50の発泡樹脂層75が、繊維層61の端部外周63の全部ではなく、少なくとも一部を覆う場合は、上型82の型面83の端部外周84の少なくとも一部を繊維層61の端部外周63よりも大にして、型面83に繊維層61を取り付けた際に、繊維層61の端部外周63から型面83の端部外周84の少なくとも一部を所定量突出させる。
【0032】
図5の(5-1)のように、上型82の型面83には、繊維層61を取り外し可能に保持するための係止部85が、繊維層61の取り付け位置に設けられている。図示の係止部85はピンで構成され、上型82の型面83の複数箇所に立設されている。
【0033】
また、上型82の型面83には、繊維層61の取り付け時に繊維層61の貫通孔65、67、69に挿入される凸部86、88、90が、繊維層61の貫通孔65、67、69の位置に合わせて形成されている。
【0034】
凸部86、88、90は、外周が繊維層61の貫通孔65、67、69の内周よりも所定寸法小さくされ、繊維層61の貫通孔65、67、69に挿入された際に、凸部86、88、90の側面87、89、91と繊維層61の貫通孔65、67、69の内周面66、68、70との間に、
図5の(5-2)に示す隙間92、93、94を形成するように構成されている。また凸部86、88、90の高さは、上型82を下型94に被せて金型81を閉じた際に、凸部86、88、90の先端(下端)86a、88a、90aが下型94の型面95と当接する寸法とされている。
【0035】
下型94は、型面95が防音材60の外形に応じて窪んだ凹形状となっており、上型82を下型94に被せて閉型した際に、
図5の(5-2)のように、上型82の型面83の繊維層61の片面62と下型94の型面95間に発泡成形空間97が形成される。発泡成形空間97は、前記上型82の型面83の凸部86、88、90と繊維層61の貫通孔65、67、69の内周面66、68、70との間の隙間92、93、94と通じ、繊維層61の端部外周63まで連続して形成される。
【0036】
発泡樹脂原料Pは、発泡によって前記発泡成形空間97に充満し、
図5の(5-3)のように、繊維層61の片面62と繊維層61の貫通孔内周面66、68、70及び繊維層61の端部外周63を覆って発泡樹脂層75を形成する。発泡樹脂層75は、繊維層61の貫通孔内周面66、68、70を被覆する部分76、77、78が形成され、貫通孔内周面66、68、70を被覆する部分76、77、78が貫通孔の両端で開口する。また、発泡樹脂原料Pの発泡時、発泡樹脂原料Pの一部が、繊維層61の片面62と、繊維層61の貫通孔の内周面66、68、70、及び繊維層61の端部外周(側面)63に含浸して硬化し、繊維層61と発泡樹脂層75を接着する。なお、発泡樹脂原料Pは、発泡樹脂がポリウレタンフォームの場合、ポリウレタンフォーム原料となる。
その後、上型82を下型94から離して、金型81を開き、
図3に示した繊維層61と発泡樹脂層75とからなる防音材60を取り出す。
【実施例0037】
試料1、2、3、4の防音材を作製し、JIS A1441-1:2007に基づいて透過損失(音響インテンシティ法による)を測定し、発泡樹脂層が繊維層の片面及び端部外周の両方を覆うことによる防音効果を評価した。各試料のサイズは、500×500×20mmである。音源残響室は36m3、受音無響室は20m3、測定面積は400×400mm(0.16m2)である。試料の一側(試料1、2はフェルト側)に厚み0.8mmの鉄板を重ね、試料の周囲を50mm幅の枠で固定した状態で、鉄板側を音源とし、試料表面から100mm離れた位置で中央分離散点4箇所(100mmピッチ)を測定した。
【0038】
試料1は、
図1の防音材10と同様の構成からなり、厚み10mmのポリウレタンフォームで厚み10mmのフェルトの片面及び端部外周が覆われている。試料1は、フェルトとして、合成樹脂繊維からなる雑フェルト、目付580g/m
2、サイズ480×480×10mmのプレスフェルトを用い、
図2に示したモールド成形に従い、上型の型面(500×500mm)にフェルトを取り付けた金型にポリウレタンフォーム原料を注入し、発泡させることにより作製した。ポリウレタンフォーム原料は、分子量5000、官能基数3のポリエーテルポリオール100重量部、アミン触媒1.5重量部、発泡剤としての水3.5重量部、MDIからなるイソシアネート60重量部とからなる。試料1のポリウレタンフォームの密度は70kg/m
3、全体の目付量は1640g/m
2である。
【0039】
試料2は、
図7に示した従来の防音材100と同様の構成からなり、厚み10mmのポリウレタンフォームで厚み10mmのフェルトの片面のみ覆われている。試料2は、試料1のプレスフェルトと同じ材質のフェルトを500mm×500mm×10mmにしたものを用い、試料1の金型と同一構成の金型を用い、その上型の型面の全面にフェルトを取り付け、試料1のポリウレタンフォーム原料と同一配合のポリウレタンフォーム原料を注入し、発泡させることにより作製した。試料2のポリウレタンフォームの密度は70kg/m
3、全体の目付量は1640g/m
2である。
【0040】
試料3は、フェルト単体(500mm×500mm×20mm)からなり、試料1及び2のプレスフェルトと同じ材質のフェルトから作製した。試料3の全体の目付量は1120g/m2である。
【0041】
試料4は、ポリウレタンフォーム単体(500×500×20mm)からなり、試料1及び2の金型と同一構成の金型を用い、試料1及び試料2のポリウレタンフォーム原料と同一配合のポリウレタンフォーム原料を金型に注入し、発泡させることにより作製した。試料4のポリウレタンフォームの密度は70kg/m3、全体の目付量は1400g/m2である。
【0042】
透過損失の測定結果を
図6に示す。
ポリウレタンフォームでフェルトの片面及び端部外周を覆った試料1は、フェルトの片面のみを覆った試料2と比べ、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHzの何れにおいても透過損失が大きく、防音性に優れていた。さらに、試料1と試料2の透過損失の差は、高周波側の4kHz及と8kHzで一層大きくなっており、試料1の防音効果は高周波側でより高くなる。
【0043】
フェルト単体からなる試料3は、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHzの何れにおいても試料1よりも透過損失が小さく、防音効果が劣っていた。
【0044】
ポリウレタンフォーム単体からなる試料4は、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHzの何れにおいても試料1よりも透過損失が小さく、防音効果が劣っていた。
【0045】
これらのことから、本発明の防音材のように、繊維層の片面及び端部外周を発泡樹脂層で覆うことにより、高い防音性が得られることがわかる。
なお、本発明の防音材は、車両のフロアサイレンサやダッシュサイレンサなどの車両用防音材に限られず、例えば建物、産業機械、家電等の防音材として好適である。