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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-02-27
(45)【発行日】2025-03-07
(54)【発明の名称】吸音材
(51)【国際特許分類】
G10K 11/168 20060101AFI20250228BHJP
【ＦＩ】
G10K11/168
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021011556
(22)【出願日】2021-01-27
(65)【公開番号】P2021117501
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2023-02-17
(31)【優先権主張番号】P 2020012023
(32)【優先日】2020-01-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000207816
【氏名又は名称】大豊精機株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】593078257
【氏名又は名称】株式会社メックインターナショナル
(74)【代理人】
【識別番号】110000969
【氏名又は名称】弁理士法人中部国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100081776
【弁理士】
【氏名又は名称】大川 宏
(74)【代理人】
【識別番号】100174713
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧川 彰人
(72)【発明者】
【氏名】島田 大輔
(72)【発明者】
【氏名】横溝 秀幸
(72)【発明者】
【氏名】畠山 瑞央
(72)【発明者】
【氏名】河原 文雄
(72)【発明者】
【氏名】塩崎 誠
(72)【発明者】
【氏名】冨田 直希
【審査官】齊田 寛史
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／１７０６５３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－１２２１８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１５５６４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１９９２５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１１３７６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２００４４１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】CHANG, W. and MIN, C.，"Sound absorption of electrospun polyvinylidene fluoride/graphene membranes"，European Polymer Journal，Elsevier，2016年09月，Vol.82，pp.35-45
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ１０Ｋ １１／１６８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
不織布と、前記不織布の一方面に配置され、第１ナノファイバーで構成された第１シートと、
前記不織布の他方面に配置され、第２ナノファイバーで構成された第２シートと、
を備え、
前記第１ナノファイバー及び前記第２ナノファイバーの少なくとも一方は、内部に添加物を含み、
前記添加物の密度は、前記第１ナノファイバー及び前記第２ナノファイバーの密度よりも小さく、
周波数１２５Ｈｚ～５０００Ｈｚの音の吸音率において、前記第１ナノファイバー及び前記第２ナノファイバーが前記添加物を含んでいない場合と比較して、吸音率のピークが高周波側にシフトしている、
吸音材。
【請求項2】
ナノファイバーで構成されたシートと、前記シートの一方面に配置された第１不織布と、
を備え、
前記ナノファイバーは、内部に添加物を含み、
添加物の密度は、前記ナノファイバーの密度よりも小さく、
周波数１２５Ｈｚ～５０００Ｈｚの音の吸音率において、前記ナノファイバーが前記添加物を含んでいない場合と比較して、吸音率のピークが高周波側にシフトしている、
吸音材。
【請求項3】
前記シートの他方面に配置された第２不織布を備える、請求項２に記載の吸音材。
吸音材。
【請求項4】
不織布と、前記不織布の一方面に配置され、第１ナノファイバーで構成された第１シートと、
前記不織布の他方面に配置され、第２ナノファイバーで構成された第２シートと、
を備え、
前記第１ナノファイバー及び前記第２ナノファイバーの少なくとも一方は、内部に添加物を含み、
周波数２０００Ｈｚ以下において吸音率のピークを有し、
前記添加物の密度は、前記第１ナノファイバー及び前記第２ナノファイバーの密度よりも大きい、
吸音材。
【請求項5】
不織布と、前記不織布の一方面に配置され、第１ナノファイバーで構成された第１シートと、
前記不織布の他方面に配置され、第２ナノファイバーで構成された第２シートと、
を備え、
前記第１ナノファイバー及び前記第２ナノファイバーの少なくとも一方は、内部に添加物を含み、
周波数２０００Ｈｚ以下において吸音率のピークを有し、
前記添加物は、酸化セリウムである、
吸音材。
【請求項6】
不織布と、前記不織布の一方面に配置され、第１ナノファイバーで構成された第１シートと、
前記不織布の他方面に配置され、第２ナノファイバーで構成された第２シートと、
を備え、
前記第１ナノファイバー及び前記第２ナノファイバーの少なくとも一方は、内部に添加物を含み、
周波数２０００Ｈｚ以下において吸音率のピークを有し、
前記添加物は、ゼオライトである、
吸音材。
【請求項7】
前記第１ナノファイバー及び前記第２ナノファイバーは、内部に互いに同一の前記添加物を含んでいる、請求項１、４、５、又は６に記載の吸音材。
【請求項8】
前記添加物は、ゼオライトである、請求項１～３の何れか一項に記載の吸音材。
【請求項9】
不織布と、前記不織布の一方面に配置され、第１ナノファイバーで構成された第１シートと、
前記不織布の他方面に配置され、第２ナノファイバーで構成された第２シートと、
を備え、
前記第１ナノファイバー及び前記第２ナノファイバーは、内部に互いに同一の添加物を含み、
前記添加物の密度が、０．４２ｇ／ｃｍ３以上１．７８ｇ／ｃｍ３未満であり、
前記第１ナノファイバー及び前記第２ナノファイバーが前記添加物を含んでいない場合と比較して、吸音率のピークが高周波側にシフトしている、
吸音材。
【請求項10】
ナノファイバーで構成されたシートと、前記シートの一方面に配置された第１不織布と、
前記シートの他方面に配置された第２不織布と、
を備え、
前記ナノファイバーは、内部に添加物を含み、
前記添加物の密度が、０．４２ｇ／ｃｍ３以上１．７８ｇ／ｃｍ３未満であり、
前記ナノファイバーが前記添加物を含んでいない場合と比較して、吸音率のピークが高周波側にシフトしている、
吸音材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、吸音材に関する。
【背景技術】
【0002】
ナノファイバーを用いた吸音材は、例えば特開２０１７－８２３４６号公報及び特開２０１６－１２２１８５号公報に記載されている。これらのナノファイバーは、固体の材料を溶かしつつノズルから押し出して繊維を形成する溶融紡糸法で製造されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－８２３４６号公報
【文献】特開２０１６－１２２１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来のナノファイバー吸音材では、低周波帯域（例えば２０００Ｈｚ以下の帯域）の吸音率が低く、改善の余地がある。また、これまでは、吸音材の特性を搭載先の要求に合わせようとするには、例えばシートの厚さ等を変更することが考えられるが、狙った吸音特性（例えば低周波帯域で吸音率が高い等）を得ること、例えば吸音率のピークの位置を調整することは困難であった。本発明の目的は、大きさを変えることなく、狙いの周波数帯域での吸音率を向上させることができる吸音材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の吸音材は、不織布と、前記不織布の一方面に配置され、第１ナノファイバーで構成された第１シートと、前記不織布の他方面に配置され、第２ナノファイバーで構成された第２シートと、を備え、前記第１ナノファイバー及び前記第２ナノファイバーの少なくとも一方は、内部に添加物を含んでいる。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、内部に添加物を含むナノファイバーにより、第１シート及び第２シートの少なくとも一方が形成される。これにより、繊維径を変えることなくナノファイバーの１本１本の重量（密度）及び剛性を変化させることができ、ナノファイバーの吸音特性を変えることができる。つまり、ナノファイバーに添加物を混ぜることで、大きさを変えることなく、吸音率のピーク又は良好に吸音される周波数帯域を低周波側又は高周波側に変更（調整）することができる。本発明によれば、大きさを維持したまま、狙いの周波数帯域（低周波帯域又は高周波帯域）での吸音率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１実施形態の吸音材の構成図である。
【図2】第１実施形態の実施例１の吸音率を示す図である。
【図3】第１実施形態の実施例１の測定結果を示す図である。
【図4】第１実施形態の実施例２、３とその他の測定結果を示す図である。
【図5】中空ゼオライトを混ぜたナノファイバーのＳＥＭ写真（１万倍）である。
【図6】粉砕ゼオライトを混ぜたナノファイバーのＳＥＭ写真（１万倍）である。
【図7】第１実施形態の実施例２、３とその他の測定結果（シンサレート：演算値）を示す図である。
【図8】第２実施形態の吸音材の構成図である。
【図9】第２実施形態の実施例４、５とその他の測定結果（シンサレート：演算値）を示す図である。
【図10】第２実施形態の実施例４、５とその他の測定結果を示す図である。
【図11】第２実施形態の実施例６、７とその他の測定結果（シンサレート：演算値）を示す図である。
【図12】第２実施形態の実施例６、７とその他の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。説明に用いる各図は概念図である。
＜第１実施形態＞
第１実施形態の吸音材１は、図１に示すように、不織布２と、第１シート３と、第２シート４と、を備えている。不織布２は、公知のものであり、例えばポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等で構成されている。不織布２は、吸音材１の基材といえる。
＜第１実施形態＞
第１実施形態の吸音材１は、図１に示すように、不織布２と、第１シート３と、第２シート４と、を備えている。不織布２は、公知のものであり、例えばポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等で構成されている。不織布２は、吸音材１の基材といえる。
【0009】
第１シート３は、不織布２の一方面２１（表面）に配置され、第１ナノファイバー３１で構成されたシート部材である。第２シート４は、不織布２の他方面２２（裏面）に配置され、第２ナノファイバー４１で構成されたシート部材である。不織布２、第１ナノファイバー３１、及び第２ナノファイバー４１は、例えば絡み合って又は一部貼り合わされて一体に結合され、１つの不織布構造体を形成している。
【0010】
第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１（以下「ナノファイバー３１、４１」とも称する）の少なくとも一方は、内部に添加物５を含んでいる。添加物５は、添加剤、質量体、混ぜ物、又は付加物ともいえる。添加物５は、ナノファイバー３１、４１を構成する樹脂材料とは異なる物質（材料）である。つまり、添加物５の密度は、ナノファイバー３１、４１を構成する樹脂材料の密度とは異なる。添加物５は、ナノファイバー３１、４１内で、例えば粒状に形成されている。ナノファイバー３１、４１は、固形の添加物５を含んでいるといえる。繊維状のナノファイバー３１、４１の内部及び表面には、複数の粒状の添加物５が配置されている。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１は、添加物５を内部に含む樹脂ナノファイバーともいえる。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１は、内部に互いに同一の添加物５を含んでもよい。添加物５の少なくとも一部には、大きさ（例えば粒径）がナノファイバー３１、４１の繊維径よりも小さいものが含まれている。添加物５としては、粒径（最大幅）がナノファイバー３１、４１の繊維径よりも大きいものが含まれていてもよい。
【0011】
（製造方法）
ナノファイバー３１、４１の製造方法について簡単に説明する。ナノファイバー３１、４１は、エレクトロスピニング法（電界紡糸法又は溶剤紡糸法とも呼ばれる）を用いて製造されている。エレクトロスピニング法は、公知の方法であって、例えば原料溶液をノズルに充填し、ナノファイバーを堆積・捕集させる部位（捕集部位）とノズルとの間に電圧を印加し、原料溶液をノズルから引き出してナノファイバー化し、捕集部位上にナノファイバーを生成する方法である。
ナノファイバー３１、４１の製造方法について簡単に説明する。ナノファイバー３１、４１は、エレクトロスピニング法（電界紡糸法又は溶剤紡糸法とも呼ばれる）を用いて製造されている。エレクトロスピニング法は、公知の方法であって、例えば原料溶液をノズルに充填し、ナノファイバーを堆積・捕集させる部位（捕集部位）とノズルとの間に電圧を印加し、原料溶液をノズルから引き出してナノファイバー化し、捕集部位上にナノファイバーを生成する方法である。
【0012】
ナノファイバー３１、４１の製造方法は、原料溶液を作成する原料溶液作成工程と、原料溶液作成工程で作成された原料溶液を用いて、エレクトロスピニング法によりナノファイバーを作成するナノファイバー作成工程と、を含んでいる。原料溶液作成工程では、高分子材料を溶媒に溶かした第１溶液が作成される。ナノファイバーの主原料となる高分子材料がポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリアミド、又はポリイミドである場合、溶媒は例えばＮＮジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ＮＮジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、又はＮメチルピロリドン（ＮＭＰ）等であることが好適である。
【0013】
そして、原料溶液作成工程において、第１溶液に添加物５が配合された第２溶液が作成される。第２溶液には、分散剤が配合されてもよい。ナノファイバー作成工程では、エレクトロスピニング装置を用い、エレクトロスピニング法により原料溶液（第２溶液）からナノファイバー３１、４１を作成する工程である。そして、ナノファイバー３１、４１により、シート３、４が形成される。ナノファイバー３１、４１が互いに異なる添加物５を含むようにナノファイバー３１、４１を製造する場合、上記製造方法を個別に行えばよい。
【0014】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態によれば、内部に添加物５を含むナノファイバーにより、第１シート３及び第２シート４の少なくとも一方が形成される。これにより、繊維径を変えることなくナノファイバーの１本１本の重量（密度）及び剛性を変化させることができ、ナノファイバーの吸音特性（例えば共振周波数）を変えることができる。つまり、大きさを変えることなく、吸音率のピーク又は良好に吸音される周波数帯域を低周波側又は高周波側に変更することができる。本発明によれば、大きさを維持したまま、狙いの周波数帯域（低周波帯域又は高周波帯域）での吸音率を向上させることができる。本発明によれば、搭載対象の形状（例えば吸音材を配置する部分の形状）を変えることなく、搭載対象の要求に応じた吸音材を提供することができる。なお、ナノファイバーに添加物５を混ぜることは、溶融紡糸法では困難であり、第１実施形態のように添加物５を含む溶液を用いるエレクトロスピニング法によって可能となる。
第１実施形態によれば、内部に添加物５を含むナノファイバーにより、第１シート３及び第２シート４の少なくとも一方が形成される。これにより、繊維径を変えることなくナノファイバーの１本１本の重量（密度）及び剛性を変化させることができ、ナノファイバーの吸音特性（例えば共振周波数）を変えることができる。つまり、大きさを変えることなく、吸音率のピーク又は良好に吸音される周波数帯域を低周波側又は高周波側に変更することができる。本発明によれば、大きさを維持したまま、狙いの周波数帯域（低周波帯域又は高周波帯域）での吸音率を向上させることができる。本発明によれば、搭載対象の形状（例えば吸音材を配置する部分の形状）を変えることなく、搭載対象の要求に応じた吸音材を提供することができる。なお、ナノファイバーに添加物５を混ぜることは、溶融紡糸法では困難であり、第１実施形態のように添加物５を含む溶液を用いるエレクトロスピニング法によって可能となる。
【0015】
低周波帯域の吸音材としては、例えばアスファルトシートなどが用いられていたが、第１実施形態では上記構成により軽くて薄い吸音材１により、低周波帯域を良好に吸音することができる。低周波帯域の吸音は、例えば電車や自動車等の車両において必要とされる。第１実施形態によれば、車両又は機械の軽量化又は小型化の面でも有利となる。
【0016】
（実施例１）
実施例１において、第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１は、内部に互いに同一の添加物５を含んでいる。添加物５は、ゼオライトである。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１の平均繊維径は、それぞれ約２００ｎｍである。不織布２の厚さは、５ｍｍである。第１シート３及び第２シート４の厚さは、それぞれ１００μｍである。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１の原料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。製造方法は、上記のようにエレクトロスピニング法である。
実施例１において、第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１は、内部に互いに同一の添加物５を含んでいる。添加物５は、ゼオライトである。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１の平均繊維径は、それぞれ約２００ｎｍである。不織布２の厚さは、５ｍｍである。第１シート３及び第２シート４の厚さは、それぞれ１００μｍである。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１の原料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。製造方法は、上記のようにエレクトロスピニング法である。
【0017】
上記エレクトロスピニング法で形成されたナノファイバー３１、４１の繊維内比率は、下記の通りである。
合成ゼオライト系吸着剤 ゼオラム Ｆ－９（東ソー社製）：１５．８％
ＰＤＶＦコポリマー ｓｏｌｅｆ２１２１６（ソルベイ社製）：８４．２％
また、原料溶液（第２溶液）の液中比率は、前者（ゼオライト）が１．５％で、後者（ＰＶＤＦ）が８％である。
合成ゼオライト系吸着剤 ゼオラム Ｆ－９（東ソー社製）：１５．８％
ＰＤＶＦコポリマー ｓｏｌｅｆ２１２１６（ソルベイ社製）：８４．２％
また、原料溶液（第２溶液）の液中比率は、前者（ゼオライト）が１．５％で、後者（ＰＶＤＦ）が８％である。
【0018】
実施例１の吸音材１に対して、Ａ管法により吸音率を測定した。吸音材１の平面方向に対して垂直な方向からの、周波数１２５Ｈｚ～２０００Ｈｚの音の吸音率（垂直入射吸音率）を、音響インピーダンス管を用いた垂直吸音システムを用いて測定した。測定結果は、図２に示すようになった。
【0019】
図２には、実施例１と同じ測定方法により測定された他の結果、すなわち、厚さ１３ｍｍの市販のシンサレート、厚さ５ｍｍの不織布（基材）、及び厚さ５．５ｍｍのゼオライト（添加物５）なしの吸音材の吸音率が表されている。なお、図３には、図２のデータと、その他のデータすなわち、厚さ２００μｍのゼオライト（添加物５）なしのナノファイバーシート、厚さ１００μｍのゼオライト（添加物５）ありのナノファイバーシート（第１シート３又は第２シート４）、アクリル板測定治具のみ、及びブランクのデータが示されている。
【0020】
本実験において、ナノファイバーの原料は、実施例１と同じＰＤＶＦであり、ゼオライトの有無だけが異なる。また、不織布２も実施例１の不織布２と同じである。ゼオライトなしの吸音材は、不織布２と、不織布２の一方面に配置された添加物５なしの第１ナノファイバーシートと、不織布２の他方面に配置された添加物５なしの第２ナノファイバーシートと、で構成されている。
【0021】
図２に示すように、実施例１の吸音材１は、ゼオライトなしの吸音材に比べて、吸音率のピークが低周波側に移動している。実施例１の吸音材１は、周波数１５００Ｈｚ以下において吸音率のピークがあり、そのピーク値が３０％を超えている。実施例１の吸音材１は、周波数１０００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下の範囲において吸音率３０％を超える周波数帯域（周波数領域）を持っているといえる。
【0022】
また、実施例１の吸音材１は、不織布２の測定結果に比べて、ピークよりも低周波側の帯域（例えば８００Ｈｚ以上１２５０Ｈｚ以下の範囲）で吸音率が大きく向上している。このように、実施例１の吸音材１は、吸音率のピーク又は良好に吸音される周波数帯域を低周波側に変更することができ、低周波帯域での吸音率を向上させることができる。
【0023】
（その他）
ナノファイバー３１、４１は、互いに異種の添加物５を含んでもよい。また、ナノファイバー３１、４１の一方にのみ添加物５が含まれてもよい。吸音材１は、周波数２０００Ｈｚ以下において吸音率のピークを有することが好ましい。本発明は、ナノファイバーに添加物を付加することで吸音特性が変化するという新たな知見に基づくものであり、上記実施例以外の添加物でも同様の作用が見込まれる。添加物の付加によりナノファイバー（繊維１本１本）の重量等が変化することで、吸音特性が変化すると考えられる。本発明によれば、添加物５の選択により、選択的に吸音に関する特性（例えばピーク位置）を変えることができる。本発明によれば、添加物５により吸音率を調整できるともいえる。本発明によれば、低周波帯域（例えば２０００Ｈｚ以下）での吸音率を高めることができる。
ナノファイバー３１、４１は、互いに異種の添加物５を含んでもよい。また、ナノファイバー３１、４１の一方にのみ添加物５が含まれてもよい。吸音材１は、周波数２０００Ｈｚ以下において吸音率のピークを有することが好ましい。本発明は、ナノファイバーに添加物を付加することで吸音特性が変化するという新たな知見に基づくものであり、上記実施例以外の添加物でも同様の作用が見込まれる。添加物の付加によりナノファイバー（繊維１本１本）の重量等が変化することで、吸音特性が変化すると考えられる。本発明によれば、添加物５の選択により、選択的に吸音に関する特性（例えばピーク位置）を変えることができる。本発明によれば、添加物５により吸音率を調整できるともいえる。本発明によれば、低周波帯域（例えば２０００Ｈｚ以下）での吸音率を高めることができる。
【0024】
（実施例２）
実施例２において、第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１は、内部に互いに同一の添加物５を含んでいる。添加物５は、酸化セリウム（ＣｅＯ２）である。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１の平均繊維径は、それぞれ約２００ｎｍである。不織布２の厚さは、５ｍｍである。第１シート３及び第２シート４の厚さは、それぞれ１００μｍである。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１の原料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。製造方法は、上記のようにエレクトロスピニング法である。
実施例２において、第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１は、内部に互いに同一の添加物５を含んでいる。添加物５は、酸化セリウム（ＣｅＯ２）である。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１の平均繊維径は、それぞれ約２００ｎｍである。不織布２の厚さは、５ｍｍである。第１シート３及び第２シート４の厚さは、それぞれ１００μｍである。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１の原料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。製造方法は、上記のようにエレクトロスピニング法である。
【0025】
上記エレクトロスピニング法で形成されたナノファイバー３１、４１の繊維内比率は、下記の通りである。
酸化セリウム 鹿特級（関東化学社製）：16.59％
ＰＤＶＦコポリマー ｓｏｌｅｆ２１２１６（ソルベイ社製）：83.41％
また、原料溶液（第２溶液）の液中比率は、前者（酸化セリウム）が1.79％で、後者（ＰＶＤＦ）が9.00％である。
酸化セリウム 鹿特級（関東化学社製）：16.59％
ＰＤＶＦコポリマー ｓｏｌｅｆ２１２１６（ソルベイ社製）：83.41％
また、原料溶液（第２溶液）の液中比率は、前者（酸化セリウム）が1.79％で、後者（ＰＶＤＦ）が9.00％である。
【0026】
実施例２の吸音材１に対して、垂直入射吸音率測定により吸音率を測定した。吸音材１の平面方向に対して垂直な方向からの、周波数１２５Ｈｚ～５０００Ｈｚの音の吸音率（垂直入射吸音率）を、ＷｉｎＺａｃ（日本音響エンジニアリング株式会社製）を用いて測定した。測定結果を図４の破線に示す。
【0027】
（実施例３）
実施例３において、第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１は、内部に互いに同一の添加物５を含んでいる。添加物５は、中空ゼオライトである。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１の平均繊維径は、それぞれ約２００ｎｍである。不織布２の厚さは、５ｍｍである。第１シート３及び第２シート４の厚さは、それぞれ１００μｍである。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１の原料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。製造方法は、上記のようにエレクトロスピニング法である。
実施例３において、第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１は、内部に互いに同一の添加物５を含んでいる。添加物５は、中空ゼオライトである。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１の平均繊維径は、それぞれ約２００ｎｍである。不織布２の厚さは、５ｍｍである。第１シート３及び第２シート４の厚さは、それぞれ１００μｍである。第１ナノファイバー３１及び第２ナノファイバー４１の原料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。製造方法は、上記のようにエレクトロスピニング法である。
【0028】
中空ゼオライトは、実施例１のゼオライト（以下、「粉砕ゼオライト」という）とは異なる形状のゼオライトである。中空ゼオライトは、各粒子が中空の（内部が詰まっていない）球状となるように形成されている。一方、粉砕ゼオライトは、例えば中空ゼオライトを粉砕して細かくした状態（中実状といえる）のゼオライトである。中空ゼオライトの密度は、粉砕ゼオライトの密度及びナノファイバーの密度よりも小さい（粉砕ゼオライトの密度＞ナノファイバーの密度＞中空ゼオライトの密度）。ナノファイバーを基準とすると、粉砕ゼオライトや酸化セリウムの比重は大きく、中空ゼオライトの比重は小さい。
【0029】
参考に、図５に中空ゼオライト入りのナノファイバーを示し、図６に粉砕ゼオライト入りのナノファイバーを示す。酸化セリウム及び粉砕ゼオライトの平均粒径（平均幅）は、ナノファイバーの繊維径よりも小さい。中空ゼオライトには、最大幅（粒径）がナノファイバーの繊維径より大きいものも含まれている。したがって、図５に示すように、中空ゼオライトを混ぜたナノファイバーでは、繊維に凹凸が形成され、曲がりくねった凹凸構造が形成されている。一方、図６に示すように、粉砕ゼオライトを混ぜたナノファイバーでは、繊維内に一様にゼオライトが含有され、繊維の形状も一様となっている。図５及び図６から分かるように、添加物５の大きさは、ナノファイバーの１本の繊維で固定可能な大きさといえる。
【0030】
上記エレクトロスピニング法で形成されたナノファイバー３１、４１の繊維内比率は、下記の通りである。
合成ゼオライト系吸着剤 ゼオラムＦ-9（東ソー社製）：16.59％
ＰＤＶＦコポリマー ｓｏｌｅｆ２１２１６（ソルベイ社製）：83.41％
合成ゼオライト系吸着剤 ゼオラムＦ-9（東ソー社製）：16.59％
ＰＤＶＦコポリマー ｓｏｌｅｆ２１２１６（ソルベイ社製）：83.41％
【0031】
また、原料溶液（第２溶液）の液中比率は、前者（中空ゼオライト）が1.79％で、後者（ＰＶＤＦ）が9.00％である。実施例３の吸音材１に対して、実施例２と同じ測定方法にて吸音率を測定した。測定結果を図４の二点鎖線に示す。
【0032】
実施例２、３において、第１シート３と不織布２、及び第２シート４と不織布２とは、それぞれ不織布２の一部（ここでは中央位置）に配置された両面テープにより接合されている。両面テープによる接合は、両面テープの特性が吸音材１全体の特性に大きく影響しないように、不織布２の一部分に配置されることが好ましい。両面テープは、各シート３、４に、位置決めができる程度の大きさで配置されている。不織布２の全面に両面テープを配置すると両面テープの影響が大きくなる。
【0033】
図４には、実施例２、３と同じ測定方法により測定された他の吸音材の測定結果も表示されている。すなわち、図４には、厚さ１３ｍｍの市販のシンサレート（点線で表示）と、厚さ５ｍｍの不織布の両面に実施例２、３における添加物５を含まないナノファイバーシートを接合させたもの（以下「第１純ナノ吸音材」という）（実線で表示）とが表示されている。以下、実施例２の吸音材１を「第１酸化セリウム入り吸音材」と称し、実施例３の吸音材１を「第１中空ゼオライト入り吸音材」と称する。
【0034】
（図４の検討）
図４には、添加物５のみが異なるように、同じ条件で製造され同じ方法で測定された複数の吸音材の測定結果が表示されている。この結果によれば、第１純ナノ吸音材と比較して第１酸化セリウム入り吸音材は、吸音率のピークが低周波側にシフトしている。また、第１純ナノ吸音材と比較して第１中空ゼオライト入り吸音材は、吸音率のピークが高周波側にシフトしている。このように、添加物５を変えることで、ナノファイバーの繊維径を変えることなく、吸音特性（吸音率がピークとなる周波数）を変化させることができた。
図４には、添加物５のみが異なるように、同じ条件で製造され同じ方法で測定された複数の吸音材の測定結果が表示されている。この結果によれば、第１純ナノ吸音材と比較して第１酸化セリウム入り吸音材は、吸音率のピークが低周波側にシフトしている。また、第１純ナノ吸音材と比較して第１中空ゼオライト入り吸音材は、吸音率のピークが高周波側にシフトしている。このように、添加物５を変えることで、ナノファイバーの繊維径を変えることなく、吸音特性（吸音率がピークとなる周波数）を変化させることができた。
【0035】
図４の検討におけるピークとは、横軸を周波数として上に凸に描かれた曲線の頂点（極大値ともいえる）であって、且つ所定基準値との差が最大である点である（極大値＞所定基準値）。所定基準値は、比較する極大値と同一周波数において、吸音材１と同じ厚さのシンサレート（市販品）の吸音率である（図７の点線参照）。なお、図７のシンサレートの吸音率は、厚さ１３ｍｍのシンサレートの吸音率（測定値）から演算により厚さ５．２ｍｍのシンサレートの吸音率に変換した演算値である。なお、図４の検討におけるピークは、周波数５０００Ｈｚ以下で、極大値且つ最大値となる点であるともいえる。
【0036】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の吸音材１０は、図８に示すように、ナノファイバー６１で構成されたシート６と、シート６の一方面６ａに配置された第１不織布７と、シート６の他方面６ｂに配置された第２不織布８と、を備えている。ナノファイバー６１は、内部に添加物５を含んでいる。不織布７、８はシート状に形成されている。シート６と第１不織布７、及びシート６と第２不織布８は、実施例２、３と同様、一部が両面テープで接合（位置決め可能な程度）されている。ナノファイバー６１及びシート６の製造については、第１実施形態と同様である。このような構成であっても、第１実施形態と同様の原理により、吸音材の大きさを維持したまま、添加物５によって吸音特性を変化させることができる。
第２実施形態の吸音材１０は、図８に示すように、ナノファイバー６１で構成されたシート６と、シート６の一方面６ａに配置された第１不織布７と、シート６の他方面６ｂに配置された第２不織布８と、を備えている。ナノファイバー６１は、内部に添加物５を含んでいる。不織布７、８はシート状に形成されている。シート６と第１不織布７、及びシート６と第２不織布８は、実施例２、３と同様、一部が両面テープで接合（位置決め可能な程度）されている。ナノファイバー６１及びシート６の製造については、第１実施形態と同様である。このような構成であっても、第１実施形態と同様の原理により、吸音材の大きさを維持したまま、添加物５によって吸音特性を変化させることができる。
【0037】
（実施例４）
実施例４において、添加物５は、酸化セリウムである。ナノファイバー６１の平均繊維径は、約２００ｎｍである。第１不織布７及び第２不織布８の厚さは、それぞれ５ｍｍである。シート６の厚さは、１００μｍである。つまり、吸音材１０の厚さは１０．１ｍｍである。ナノファイバー６１の原料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。製造方法は、上記のようにエレクトロスピニング法である。
実施例４において、添加物５は、酸化セリウムである。ナノファイバー６１の平均繊維径は、約２００ｎｍである。第１不織布７及び第２不織布８の厚さは、それぞれ５ｍｍである。シート６の厚さは、１００μｍである。つまり、吸音材１０の厚さは１０．１ｍｍである。ナノファイバー６１の原料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。製造方法は、上記のようにエレクトロスピニング法である。
【0038】
上記エレクトロスピニング法で形成されたナノファイバー６１の繊維内比率は、下記の通りである。
酸化セリウム 鹿特級（関東化学社製）：16.59％
ＰＤＶＦコポリマー ｓｏｌｅｆ２１２１６（ソルベイ社製）：83.41％
また、原料溶液（第２溶液）の液中比率は、前者（酸化セリウム）が1.79％で、後者（ＰＶＤＦ）が9.00％である。
酸化セリウム 鹿特級（関東化学社製）：16.59％
ＰＤＶＦコポリマー ｓｏｌｅｆ２１２１６（ソルベイ社製）：83.41％
また、原料溶液（第２溶液）の液中比率は、前者（酸化セリウム）が1.79％で、後者（ＰＶＤＦ）が9.00％である。
【0039】
実施例４の吸音材１０に対して、垂直入射吸音率測定により吸音率を測定した。吸音材１の平面方向に対して垂直な方向からの、周波数１２５Ｈｚ～５０００Ｈｚの音の吸音率（垂直入射吸音率）を、ＷｉｎＺａｃ（日本音響エンジニアリング株式会社製）を用いて測定した。測定結果を、図９の破線に示す。
【0040】
（実施例５）
実施例５において、添加物５は、中空ゼオライトである。ナノファイバー６１の平均繊維径は、約２００ｎｍである。第１不織布７及び第２不織布８の厚さは、それぞれ５ｍｍである。シート６の厚さは、１００μｍである。つまり、吸音材１０の厚さは１０．１ｍｍである。ナノファイバー６１の原料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。製造方法は、上記のようにエレクトロスピニング法である。
実施例５において、添加物５は、中空ゼオライトである。ナノファイバー６１の平均繊維径は、約２００ｎｍである。第１不織布７及び第２不織布８の厚さは、それぞれ５ｍｍである。シート６の厚さは、１００μｍである。つまり、吸音材１０の厚さは１０．１ｍｍである。ナノファイバー６１の原料は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。製造方法は、上記のようにエレクトロスピニング法である。
【0041】
上記エレクトロスピニング法で形成されたナノファイバー６１の繊維内比率は、下記の通りである。
合成ゼオライト系吸着剤 ゼオラムＦ-9（東ソー社製）：16.59％
ＰＤＶＦコポリマー ｓｏｌｅｆ２１２１６（ソルベイ社製）：83.41％
合成ゼオライト系吸着剤 ゼオラムＦ-9（東ソー社製）：16.59％
ＰＤＶＦコポリマー ｓｏｌｅｆ２１２１６（ソルベイ社製）：83.41％
【0042】
また、原料溶液（第２溶液）の液中比率は、前者（中空ゼオライト）が1.79％で、後者（ＰＶＤＦ）が9.00％である。実施例５の吸音材１０に対して、実施例４と同様の測定方法にて吸音率を測定した。測定結果を図９の二点鎖線に示す。
【0043】
図９には、実施例４、５と同じ測定方法により測定された他の吸音材の測定結果も表示されている。すなわち、図９には、厚さ１０．１ｍｍの市販のシンサレート（演算値：点線で表示）と、実施例４、５における添加物５を含まないナノファイバーシート（１００μｍ）の両面に、厚さ５ｍｍの不織布を接合させたもの（以下「第２純ナノ吸音材」という）（実線で表示）とが表示されている。以下、実施例４の吸音材１０を「第２酸化セリウム入り吸音材」と称し、実施例５の吸音材１０を「第２中空ゼオライト入り吸音材」と称する。
【0044】
（図９の検討）
図９には、添加物５のみが異なるように、同じ条件で製造され同じ方法で測定された複数の吸音材の測定結果が表示されている。この結果によれば、第２純ナノ吸音材と比較して第２酸化セリウム入り吸音材は、吸音率のピークが低周波側にシフトしている。また、第２純ナノ吸音材と比較して第２中空ゼオライト入り吸音材は、吸音率のピークが高周波側にシフトしている。第１実施形態同様、添加物５を変えることで、ナノファイバーの繊維径を変えることなく、吸音特性（吸音率がピークとなる周波数）を変化させることができた。
図９には、添加物５のみが異なるように、同じ条件で製造され同じ方法で測定された複数の吸音材の測定結果が表示されている。この結果によれば、第２純ナノ吸音材と比較して第２酸化セリウム入り吸音材は、吸音率のピークが低周波側にシフトしている。また、第２純ナノ吸音材と比較して第２中空ゼオライト入り吸音材は、吸音率のピークが高周波側にシフトしている。第１実施形態同様、添加物５を変えることで、ナノファイバーの繊維径を変えることなく、吸音特性（吸音率がピークとなる周波数）を変化させることができた。
【0045】
図９の検討におけるピークとは、図４の検討と同様、横軸を周波数として上に凸に描かれた曲線の頂点（極大値ともいえる）であって、且つ所定基準値との差が最大である点である（極大値＞所定基準値）。所定基準値は、比較する極大値と同一周波数において、吸音材１０と同じ厚さのシンサレート（市販品）の吸音率である（図９の点線参照）。なお、図９のシンサレートの吸音率は、厚さ１３ｍｍのシンサレートの吸音率（測定値）から演算により厚さ１０．１ｍｍのシンサレートの吸音率に変換した演算値である。参考に１３ｍｍのシンサレートの吸音率を表示したグラフを図１０に示す。また、図９の検討におけるピークは、周波数１０００Ｈｚ以下で、最大値となる点であるともいえる。
【0046】
（実施例６）
実施例６の吸音材１０は、シート６として実施例４のシート６（酸化セリウム入り）と同じものを用い、第１不織布７及び第２不織布８に代えてそれぞれ同じ厚さのシンサレートを用いて形成されている。つまり、シート６は、厚さ１００μｍであって、酸化セリウムを添加物５としたナノファイバー６１で形成されている。第１不織布７としてのシンサレート（厚さ６．５ｍｍ）がシート６の一方面に貼り付けられ、第２不織布８としてのシンサレート（厚さ６．５ｍｍ）がシート６の他方面に貼り付けられている。実施例６の吸音材１０の厚さは、１３．１ｍｍである。実施例６の吸音材１０に対して、実施例４と同様の測定方法にて吸音率を測定した。測定結果を図１１の破線に示す。
実施例６の吸音材１０は、シート６として実施例４のシート６（酸化セリウム入り）と同じものを用い、第１不織布７及び第２不織布８に代えてそれぞれ同じ厚さのシンサレートを用いて形成されている。つまり、シート６は、厚さ１００μｍであって、酸化セリウムを添加物５としたナノファイバー６１で形成されている。第１不織布７としてのシンサレート（厚さ６．５ｍｍ）がシート６の一方面に貼り付けられ、第２不織布８としてのシンサレート（厚さ６．５ｍｍ）がシート６の他方面に貼り付けられている。実施例６の吸音材１０の厚さは、１３．１ｍｍである。実施例６の吸音材１０に対して、実施例４と同様の測定方法にて吸音率を測定した。測定結果を図１１の破線に示す。
【0047】
（実施例７）
実施例７の吸音材１０は、実施例６のシート６を実施例５のシート６（中空ゼオライト入り）と同じものに変更したものである。つまり、実施例７のシート６は、厚さ１００μｍであって、中空ゼオライトを添加物５としたナノファイバー６１で形成されている。第１不織布７としてのシンサレート（厚さ６．５ｍｍ）がシート６の一方面に貼り付けられ、第２不織布８としてのシンサレート（厚さ６．５ｍｍ）がシート６の他方面に貼り付けられている。実施例７の吸音材１０の厚さは、１３．１ｍｍである。実施例７の吸音材１０に対して、実施例４と同様の測定方法にて吸音率を測定した。測定結果を図１１の二点鎖線に示す。
実施例７の吸音材１０は、実施例６のシート６を実施例５のシート６（中空ゼオライト入り）と同じものに変更したものである。つまり、実施例７のシート６は、厚さ１００μｍであって、中空ゼオライトを添加物５としたナノファイバー６１で形成されている。第１不織布７としてのシンサレート（厚さ６．５ｍｍ）がシート６の一方面に貼り付けられ、第２不織布８としてのシンサレート（厚さ６．５ｍｍ）がシート６の他方面に貼り付けられている。実施例７の吸音材１０の厚さは、１３．１ｍｍである。実施例７の吸音材１０に対して、実施例４と同様の測定方法にて吸音率を測定した。測定結果を図１１の二点鎖線に示す。
【0048】
図１１には、実施例６、７と同じ測定方法により測定された他の吸音材の測定結果も表示されている。すなわち、図１１には、厚さ１３．１ｍｍの市販のシンサレート（演算値：点線で表示）と、実施例６、７における添加物５を含まないナノファイバーシート（１００μｍ）の両面に、厚さ６．５ｍｍのシンサレートを接合させたもの（以下「第３純ナノ吸音材」という）（実線で表示）とが表示されている。以下、実施例６の吸音材１０を「第３酸化セリウム入り吸音材」と称し、実施例７の吸音材１０を「第３中空ゼオライト入り吸音材」と称する。
【0049】
（図１１の検討）
図１１には、添加物５のみが異なるように、同じ条件で製造され同じ方法で測定された複数の吸音材の測定結果が表示されている。この結果によれば、第３純ナノ吸音材と比較して第３酸化セリウム入り吸音材は、吸音率のピークが低周波側にシフトしている。また、第３純ナノ吸音材と比較して第３中空ゼオライト入り吸音材は、吸音率のピークが高周波側にシフトしている。第１実施形態同様、添加物５を変えることで、ナノファイバーの繊維径を変えることなく、吸音特性（吸音率がピークとなる周波数）を変化させることができた。
図１１には、添加物５のみが異なるように、同じ条件で製造され同じ方法で測定された複数の吸音材の測定結果が表示されている。この結果によれば、第３純ナノ吸音材と比較して第３酸化セリウム入り吸音材は、吸音率のピークが低周波側にシフトしている。また、第３純ナノ吸音材と比較して第３中空ゼオライト入り吸音材は、吸音率のピークが高周波側にシフトしている。第１実施形態同様、添加物５を変えることで、ナノファイバーの繊維径を変えることなく、吸音特性（吸音率がピークとなる周波数）を変化させることができた。
【0050】
図１１の検討におけるピークとは、図４及び図９の検討と同様、横軸を周波数として上に凸に描かれた曲線の頂点（極大値ともいえる）であって、且つ所定基準値との差が最大である点である（極大値＞所定基準値）。所定基準値は、比較する極大値と同一周波数において、吸音材１０と同じ厚さのシンサレート（市販品）の吸音率である（図１１の点線参照）。なお、図１１のシンサレートの吸音率は、厚さ１３ｍｍのシンサレートの吸音率（測定値）から演算により厚さ１３．１ｍｍのシンサレートの吸音率に変換した演算値である。参考に１３ｍｍのシンサレートの吸音率を表示したグラフを図１２に示す。なお、図１１の検討におけるピークは、周波数３０００Ｈｚ以下で、最大値となる点であるともいえる。
【0051】
ゼオライトや酸化セリウムは、ナノファイバーの繊維内に包含可能なナノ粒子ともいえる。本実施形態のナノファイバーは、添加物５として、ナノファイバーを構成する樹脂材料とは密度が異なるナノ粒子を含んでいるといえる。また、不織布は、繊維を絡めたシート状のものである。本明細書において、シンサレートは、不織布に含まれる。
【0052】
（まとめ）
第１実施形態及び第２実施形態のように、本発明によれば、ナノファイバーに添加物５を含めることで吸音特性を変化させ、特定の周波数について狙って吸音することが可能となる。ナノファイバーよりも密度が大きい添加物５をナノファイバーに混ぜると吸音率のピークを低周波側にシフトさせることができ、ナノファイバーよりも密度が小さい添加物５をナノファイバーに混ぜると吸音率のピークを高周波側にシフトさせることができると考えられる。これは、ナノファイバーに添加物５を混ぜることで、製造されたシート３、４、６の密度や剛性等が変化することが吸音特性に影響した結果であると考えられる。
第１実施形態及び第２実施形態のように、本発明によれば、ナノファイバーに添加物５を含めることで吸音特性を変化させ、特定の周波数について狙って吸音することが可能となる。ナノファイバーよりも密度が大きい添加物５をナノファイバーに混ぜると吸音率のピークを低周波側にシフトさせることができ、ナノファイバーよりも密度が小さい添加物５をナノファイバーに混ぜると吸音率のピークを高周波側にシフトさせることができると考えられる。これは、ナノファイバーに添加物５を混ぜることで、製造されたシート３、４、６の密度や剛性等が変化することが吸音特性に影響した結果であると考えられる。
【0053】
また、本発明によれば、ナノファイバー３１、４１、６１の繊維径を変えることなく、シート３、４、６の吸音特性を変化させることができる。このため、吸音材１、１０の厚さ等を変更することなく、吸音特性のみを変化させることができる。例えばナノファイバーの繊維径を大きくすると低周波を吸音しやすくなると考えられるが、シートの厚さを維持すると音を反響させる表面積が減るため、それが吸収率に影響する可能性がある。つまり、低周波の吸音率を向上させるためには、ナノファイバーの繊維径を大きくし且つシートの厚さも大きくしなければならないと考えられる。
【0054】
しかし、本発明によれば、シートの厚さを変えることなく吸音特性を変化させることができるため、例えば吸音材を大型化させることなく低周波の吸音率を上げることができる。本発明によれば、搭載先（例えば車両等）における吸音材の収容部分の形状を変更する必要もなくなる。従来、特に、軽い材料で低周波帯域の吸音率を向上させることは困難であった。しかし、本発明によれば、特定の添加物５（例えばナノファイバーより密度が大きいゼオライト又は酸化セリウム）をナノファイバーに混ぜることで、低周波帯域の吸音率を向上させることができる。
また、本発明の吸音材は、添加物５を含むナノファイバー６１で構成されたシート６と、シート６の一方面６ａに配置された不織布７と、を備える構成であればよい。この構成であっても、添加物５によって吸音率の良好な周波数帯域を調整することができる。例えば表裏対象の吸音材が求められる場合、この構成において、シート６の他方面６ｂに不織布８を追加してもよいし、不織布７のもう一方の面にシート６を追加してもよい。
また、本発明の吸音材は、添加物５を含むナノファイバー６１で構成されたシート６と、シート６の一方面６ａに配置された不織布７と、を備える構成であればよい。この構成であっても、添加物５によって吸音率の良好な周波数帯域を調整することができる。例えば表裏対象の吸音材が求められる場合、この構成において、シート６の他方面６ｂに不織布８を追加してもよいし、不織布７のもう一方の面にシート６を追加してもよい。
【符号の説明】
【0055】
１、１０…吸音材、２…不織布、２１…一方面、２２…他方面、３…第１シート、３１…第１ナノファイバー、４…第２シート、４１…第２ナノファイバー、５…添加物、６…シート、６１…ナノファイバー、６ａ…一方面、６ｂ…他方面、７…第１不織布、８…第２不織布。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
