CN110959173A - 防音材料 - Google Patents

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Abstract

[课题]提供：能在遍及2000Hz以下的频率区域的广范围内发挥高的防音性能的方案。[解决方案]防音材料中，所述防音材料具备：具有弹性的片；和，支撑部，其用于保持前述片、且将前述片划分为分区部，所述防音材料以前述分区部中的前述片的刚度(k)和前述片的面密度(m)满足下述数学式1的关系的方式构成。
Figure DDA0002378128860000011

Description

防音材料
技术领域
本发明涉及防音材料。
背景技术
汽车内存在多种声源。要求免受车内和车外的杂音影响的肃静性，因此，对汽车实施了各种防音对策。特别是，对于发动机、变速器、驱动系统那样的产生大的声音的部分(固有声源)，在接近发生源的位置需要防音对策。因此，针对这些声源使用了吸音隔音性能优异的专用的防音罩。此处，也与由相继的法律修正带来的车外杂音水平规定的强化、车内杂音的肃静化直接关系到车的价值(高级感)的方面相结合，汽车中的低杂音化部件的要求非常高。特别是，2013年度在欧盟(EU)导入的车外杂音规定最终相对于以往规定值变成严格至-3dB(以声压能计需要降低至1/2)。其中，对发动机室内的作为主杂音发生源的发动机主体和变速器等固有声源的杂音降低对策是必不可少的。至此，使用了发动机上面侧的发动机顶罩等各种防音部件，但要求进一步的性能的改善。另外，从低燃油消耗化的观点出发，优选防音对策也满足轻量化的愿望。
以防音为目标的防音结构体的构成已知有多种，但其中存在被称为“声超构材料”的材料。“声超构材料”是指，以体现存在于自然界的物质通常不体现的声音性质的方式设计的人工介质。以往，深入进行了体现期望的防音效果的声超构材料的开发，提出了各种提案。
此处，已知某个频率的声波垂直入射至由均质的材料形成的单层壁时的由该单层壁造成的传输损耗(TL；Transmission Loss)的值如下算出：利用上述频率(f)和上述单层壁的面密度(m)，算出为TL≈20log10(m·f)-43[dB](质量定律)。即，一般，防音材料越轻量，另外，声波的频率越小，则传输损耗(TL)越小，防音性能越降低。例如500Hz的声波的情况下，为了达成20dB的STL，对于混凝土壁而言需要超过12cm的尺寸，对于聚氨酯泡沫隔音材料而言需要超过35cm的尺寸。
鉴于这样的情况，例如Ni Sui et al.,Applied Physics Letters 106,171905(2015)中提出了一种声超构材料，其由网格状结构体形成，所述网格状结构体是用具有连续地形成的多个筒状小室的芳族聚酰胺纤维片制蜂窝气密地支撑乳胶橡胶制的膜而成的。此处，Ni Sui et al.,Applied Physics Letters 106,171905(2015)中公开的网格状结构体中，乳胶橡胶制的膜被多个筒状小室划分成具有正六边形(一边的长度为3.65mm)的形状的分区部。根据Ni Sui et al.,Applied Physics Letters 106,171905(2015)，通过使用这样的声超构材料，从而可以提供即使轻量也特别是对低频率的声波的防音性能优异的材料，还公开了，通过实验，对于低于500Hz的频率的声波可以达成超过25dB的STL。
发明内容
发明要解决的问题
然而，根据本发明人等的研究而判明了，在使用Ni Sui et al.,Applied PhysicsLetters 106,171905(2015)中记载的上述声超构材料作为防音材料的情况下，无法在遍及2000Hz以下的频率区域的广范围内发挥充分的防音性能。
因此，本发明的目的在于，提供：能在遍及2000Hz以下的频率区域的广范围内发挥高的防音性能的方案。
用于解决问题的方案
本发明人等鉴于上述课题进行了深入研究。其结果发现：Ni Sui et al.,AppliedPhysics Letters 106,171905(2015)中公开那样的具备具有弹性的片和用于支撑该片且将该片划分为分区部的支撑部的声超构材料中，通过进行控制使得构成该分区部的片的面刚度和面密度满足规定的关系，从而能在遍及2000Hz以下(特别是400～1000Hz)的频率区域的广范围内发挥高的防音性能，至此完成了本发明。
即，根据本发明的一方式，提供一种防音材料，其具备：具有弹性的片；和，支撑部，其用于支撑前述片、且将前述片划分为分区部。而且，该防音材料具有如下特征：上述分区部中的片的面刚度(k)和面密度(m)满足下述数学式1的关系。
[数学式1]
Figure BDA0002378128840000031
附图说明
图1为示出本发明的一实施方式的防音材料的外观的立体图。
图2为本发明的一实施方式的防音材料的俯视图。
图3为用于说明构成本发明的一实施方式的防音材料的筒状小室的截面形状和其尺寸的放大截面图。
图4为用于将本发明的防音材料的防音性能(传输损耗＠500Hz)与以往公知的防音材料中的性能趋势进行对比并说明的曲线图。
图5为用于说明在增大防音材料的面密度时的依据质量定律的防音性能(传输损耗)的变化的曲线图。
图6为用于将本发明的防音材料的防音性能(传输损耗)与仅由具有蜂窝结构的网格状结构体(支撑部)形成的防音材料、仅由单层壁形成的防音材料、和由铁板形成的防音材料进行对比并说明的曲线图。
图7为用于对依据刚度定律的防音性能进行说明的图。
图8为将假定质量定律(图5)和刚度定律(图7)这两者贡献于本发明的防音材料的防音性能时的模型公式与传输损耗的实测值进行对比而示出的曲线图。
图9为用于说明后述的实施例的栏中用于评价防音性能的测定体系(隔音盒和麦克风)的配置的照片。
图10为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图10为示出针对比较例1-1～1-3和实施例1的结果的曲线图。
图11为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图11为示出针对比较例2-1～2-7的结果的曲线图。
图12为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图12为示出针对比较例3-1～3-2和实施例3的结果的曲线图。
图13为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图13为示出针对实施例4-1～4-2的结果的曲线图。
图14为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图14为示出针对实施例5-1～5-6的结果的曲线图。
图15为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图15为示出针对实施例6-1～6-5的结果的曲线图。
图16为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图16为示出针对比较例7-1～7-2和实施例7-1～7-3的结果的曲线图。
图17为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图17为示出针对实施例8-1～8-3的结果的曲线图。
图18为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图18为示出针对实施例9-1～9-4的结果的曲线图。
图19为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图19为示出针对实施例10-1～10-4的结果的曲线图。
图20为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图20为示出针对实施例11-1～11-3的结果的曲线图。
图21为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图21为示出针对实施例12-1～12-2的结果的曲线图。
图22为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图22为示出针对实施例13-1～13-3的结果的曲线图。
图23为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图23为示出针对实施例14-1～14-3的结果的曲线图。
图24为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图24为示出针对实施例15-1～15-2的结果的曲线图。
图25为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图25为示出针对实施例16-1～16-4的结果的曲线图。
图26为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图26为示出针对实施例17-1～17-4的结果的曲线图。
图27为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图27为示出针对实施例18-1～18-3和比较例18的结果的曲线图。
图28为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图28为示出针对实施例19-1～19-4的结果的曲线图。
图29为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图29为示出针对实施例20-1～20-3的结果的曲线图。
图30为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图30为示出针对实施例21-1～21-2的结果的曲线图。
图31为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图31为示出针对实施例22-1～22-3的结果的曲线图。
图32为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图32为示出针对实施例23-1～23-2和比较例23的结果的曲线图。
图33为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图33为示出针对实施例24-1～24-3的结果的曲线图。
图34为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图34为示出针对实施例25-1～25-5和比较例25的结果的曲线图。
图35为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图35为示出针对实施例26-1～26-4的结果的曲线图。
图36为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图36为示出针对实施例27-1～27-3和比较例27的结果的曲线图。
图37为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图37为示出针对实施例28和比较例28-1～28-3的结果的曲线图。
图38为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图38为示出针对实施例29-1～29-3的结果的曲线图。
图39为示出对后述的实施例的栏中制作好的防音材料测定插入损耗而得到的结果的曲线图。图39为示出针对实施例30-1～30-2和比较例30的结果的曲线图。
具体实施方式
本发明的一方式为一种防音材料，其具备：具有弹性的片；和，支撑部，其用于支撑前述片、且将前述片划分为分区部，前述分区部中的前述片的面刚度(k)和前述片的面密度(m)满足下述数学式1的关系。
[数学式1]
Figure BDA0002378128840000061
对于数学式1中的面刚度(k)和面密度(m)的算出方法，如后述。
以下，边参照附图边对本发明的实施方式进行说明，本发明的保护范围应基于权利要求书的记载而确定，不仅限定于以下的方式。需要说明的是，附图的尺寸比率有时为了便于说明而进行了夸张，不同于实际的比率。本说明书中，表示范围的“X～Y”是指“X以上且Y以下”。另外，只要没有特别说明，操作和物性等的测定就在室温(20～25℃)/相对湿度40～50％的条件下进行。
图1为示出本发明的一实施方式的防音材料的外观的立体图。图2为本发明的一实施方式的防音材料的俯视图。图3为用于说明构成本发明的一实施方式的防音材料的支撑部的截面形状和其尺寸的放大截面图。
如图1所示那样，本发明的一实施方式的防音材料10具备：由连续地(规则地)排列的筒状小室构成的网格状结构体100(支撑部)；和，由具有弹性的乳胶橡胶构成的乳胶橡胶片200。该乳胶橡胶片200以堵住网格状结构体100的两侧的开口部中的一侧的方式气密地接合于该网格状结构体100，作为片状基材发挥功能。需要说明的是，本实施方式中的乳胶橡胶片200的厚度为0.25mm(250μm)。另一方面，本实施方式中，网格状结构体100由聚氯乙烯树脂构成。而且，网格状结构体100具有连续地(规则地)形成的多个筒状小室110。需要说明的是，如图1和图2所示那样，本实施方式的防音材料10中，与网格状结构体100的延伸方向垂直的截面(图2的纸面)中的筒状小室110的截面形状为正六边形。即，网格状结构体100具有所谓蜂窝结构。由此，本实施方式的网格状结构体100支撑作为片状基材的乳胶橡胶片200，且将乳胶橡胶片200划分为多个(图1和图2中为多个)分区部。而且，该多个分区部构成了具有相同轮廓形状的该多个分区部规则地排列而成的规则排列结构。
另外，构成蜂窝结构的1个筒状小室(图3所示的110a)的小室尺寸(截面形状的正六边形中的相对的平行的边的距离；图3所示的距离w)为4mm。通过形成这样的构成，可以以非常简单的构成实现优异的隔音性能。进而，如图3所示那样，网格状结构体100可以视为如下构成：在周围具有壁的多个筒状小室110连接而构成。本实施方式中，该筒状小室的壁的厚度(图3所示的距离t)为0.07mm(70μm)。需要说明的是，网格状结构体(筒状小室)的延伸方向的高度(图1所示的距离h)为25mm，由高度均匀的单一结构体构成。
如上述，具有图1和图2所示那样的构成的防音材料可以以非常简单的构成实现优异的防音性能。特别是，尽管为轻量且简便的构成，却可以体现出能在遍及2000Hz以下的频率区域的广范围内发挥高的防音性能这样的凭借现有技术无法达成的特性。
本发明人等对上述实施方式那样的防音材料体现如此优异的防音性能的机制进行了潜心研究。其结果查明：是与以往车辆等中应用的防音材料不同的机制做出了贡献，至此完成了本发明。而且，最终发现的机制颠覆涉及车辆等中应用的防音材料的以往的常识。以下，对于本实施方式的防音材料发挥优异的防音性能的机制、和基于由本发明人等阐明的该机制完成的本申请发明的构成依次进行说明。
首先，将本发明的防音材料的防音性能(＠500Hz)以与以往公知的防音材料中的性能趋势进行对比的形式示于图4。如图4所示那样，以往公知的防音材料中，存在随着构成材料的密度变大，防音性能(传输损耗)得到改善的性能趋势。这样的以往公知的防音材料中的性能趋势作为“质量定律”而公知。依据该质量定律的防音材料中的传输损耗的理论值(TL)用作为对象的声波的频率(f)和防音材料的面密度(m；每单位面积的质量)依据下述数学式2而算出。
[数学式2]
TL[dB]≈20log10(m·f)-43
因此，如果增大防音材料的面密度，则可以改善防音性能(传输损耗(TL))，但另一方面，为了改善防音性能而不得不增大防音材料的面密度，这是基于质量定律的现有技术中的常识(图5)。换言之，人们曾经确信：由轻量的材料构成在遍及2000Hz以下的频率区域的广范围内发挥高的防音性能的防音材料是不可能的。于此相对，本发明的防音材料大大偏离该性能趋势而体现优异的防音性能(即，即使为低密度(轻量)也体现相对高的防音性能)(图6)。
如果更详细地进行说明，则如图6所示那样，仅凭借具有蜂窝结构的网格状结构体(支撑部)则完全不发挥防音性能。另外，由单层壁形成的防音材料的情况下，仅凭借具有弹性的片(橡胶膜)，则仅发挥依据质量定律的防音性能(在高频率区域中传输损耗增大，但在低频率区域中传输损耗降低)。因此，为了发挥在低频率区域(特别是2000Hz以下的区域)中的防音性能，例如需要使用如铁板那样面密度非常大的(即，重的)材料。于此相对，具有上述的构成的本发明的防音材料在高频率区域发挥依据质量定律的防音性能，随着频率的减少，传输损耗的值也减少。另一方面，本发明的防音材料尽管为轻量，却以某个频率(共振频率)为边界，在低频率区域(特别是2000Hz以下的区域)侧中也可以发挥优异的防音性能。
这样的低频率区域中的防音性能的明显改善无法通过质量定律来说明。因此，作为用于说明无法由现有技术得到说明的这样的现象的模型，本发明人等对各种模式进行了深入研究。在该过程中，本发明人等惊奇地发现：低频率区域中的防音性能是依据不同于质量定律的隔音原理即“刚度定律”而发挥的。以下，对这一点进行说明。
依据刚度定律的防音材料中的传输损耗的理论值(TL)用作为对象的声波的频率(f)、防音材料的面密度(m；每单位面积的质量)和防音材料的面刚度(K)，依据下述数学式3而算出。需要说明的是，面刚度(K)是将由支撑部(网格状结构体)划分的片的1个分区部近似为具有质量m的质量、且针对声波入射发生振动的质点弹簧模型时的弹簧常数，K越大，相当于针对输入的变形难度越大。
[数学式3]
Figure BDA0002378128840000101
而且，在TL取最小值的条件下，对于频率(f)解出该式时，共振频率(f0)的值如下述数学式4所示(图7)。
[数学式4]
Figure BDA0002378128840000102
基于此，本发明人等尝试制成了假定质量定律(图5)和刚度定律(图7)这两者贡献于防音性能的体现时的模型公式。而且，确认该模型公式与实际上测定的传输损耗(TL)的结果匹配，由此验证了质量定律和刚度定律这两者贡献于本方式的防音材料的防音性能的发挥机制(图8)。
关于在本方式的防音材料的防音性能的发挥机制中，不仅质量定律做出贡献而且刚度定律也做出贡献的理由，尚不完全清楚，但可以认为：具有弹性的片的分区部分别由支撑部(具有筒状小室的网格状结构体)划分，从而片的刚度得到改善(即，变得不易振动)。因此，本发明人等推测：通过上述利用质点弹簧模型的近似，可能可以良好地说明机制。
以如上的机制为前提，本发明人等对防音材料的防音特性的设计所需的要素进一步进行了研究。在该过程中，本发明人等将具有弹性的片的各分区部以面积相等的半径a的圆板进行近似，用该圆板以周边固定·等分布载荷模式振动时的平均挠曲(wave)，如下述数学式5算出输入载荷p时的该分区部的面刚度(k；本说明书中，用小写字母k表示依据本近似时的面刚度的值)。本说明书中，该k的值用于数学式1。
[数学式5]
Figure BDA0002378128840000111
需要说明的是，数学式5中，ν为分区部中的片的泊松比，E为分区部中的片的杨氏模量[Pa]，h为分区部中的片的膜厚[m]。另外，将分区部近似为圆板时的半径a为分区部的面积等效圆半径[m]。作为一例，分区部为1边的长度为l(L)的六边形的情况下，该分区部(六边形)的面积Shex如下述数学式6算出。
[数学式6]
Figure BDA0002378128840000112
如此，该分区部(六边形)的等效圆半径aeq(具有与分区部(六边形)的面积相等的面积的圆的半径)如下述数学式7算出。
[数学式7]
Figure BDA0002378128840000113
然后，如果采用如此算出的面刚度(k)的值作为上述数学式4中的面刚度(K)的值，则共振频率(f0)的值可以如下述数学式8表示。
[数学式8]
Figure BDA0002378128840000114
需要说明的是，分区部中的片的面密度(m)可以如下述数学式9表示。
[数学式9]
m＝ρ·h
数学式3中，ρ为前述分区部中的片的密度[kg/m3]，h为前述分区部中的片的膜厚[m]。
因此，根据数学式8和数学式9，共振频率(f0)的值可以使用分区部中的片的密度(ρ；每单位体积的质量；kg/m3)的值、和上述分区部中的片的膜厚[m]的值，如下述数学式10表示。这意味着，通过各种变更分区部的尺寸、形状、分区部中的片的材质和膜厚，从而可以控制防音材料所体现的共振频率(f0)的值。
[数学式10]
Figure BDA0002378128840000121
如上述，本发明要解决的课题在于，提供：能在遍及2000Hz以下的频率区域的广范围内发挥高的防音性能的防音材料。而且，如图7和图8所示那样，以共振频率(f0)为边界，频率越小，依据刚度定律的防音性能(传输损耗的值)变得越优异。因此，本发明人等认为：将共振频率(f0)设定为某种程度以上的值，从而可能可以改善对2000Hz以下的频率区域的声音的防音性能。而且，基于该见解，根据上述数学式10，在具备具有弹性的片和用于支撑前述片且将前述片划分为分区部的支撑部的防音材料中，各种变更分区部的尺寸、形状、分区部中的片的材质和膜厚，从而制作大量具有不同的共振频率(f0)的防音材料，对其分别评价了(特别是2000Hz以下的频率区域中的)防音性能。其结果确认了，通过上述分区部中的片的面刚度(k；由上述数学式5算出)和片的面密度(m；由上述数学式9算出)满足下述数学式1的关系，从而特别是在2000Hz以下的频率区域内也能发挥优异的防音性能。下述数学式1意味着，基于上述近似算出的共振频率(f0)大于900[Hz]。
[数学式1]
Figure BDA0002378128840000131
此处，数学式1中的左边的值的形态没有特别限制，可以对防音材料根据想要发挥防音性能的频率区域而适宜设定。一般，越增大数学式1中的左边的值，共振频率越向高频率侧移动，因此，考虑其而适宜设定即可。作为一例，数学式1中的左边的值优选2000Hz以上、更优选3000Hz以上、进一步优选4000Hz以上、特别优选5000Hz以上。数学式1中的左边的值例如为10000Hz以上、例如为50000Hz以上、例如为100000Hz以上。需要说明的是，在本发明的技术构思的范围内发挥防音性能的防音材料中，作为数学式1中的左边的值的上限值，优选1000000Hz以下、更优选800000Hz以下、进一步优选600000Hz以下。
然而，认为在非专利文献1中公开的技术中，小室尺寸过大，结果具有弹性的片的面刚度变小，(k/m)1/2/2π的值达不到900Hz以上，因此特别是在2000Hz以下的频率区域内无法发挥优异的防音性能。
另外，以往，在各种用途中提出了一种树脂结构体，所述树脂结构体由多个小室并列排列而成的芯层、和配置于该芯层的两面的表皮层形成，还尝试了对该树脂结构体赋予吸音性、隔音性。然而，想要对这样的树脂结构体赋予吸音性、隔音性的现有技术以在表皮层设有使构成芯层的小室的内外连通的连通孔作为前提。而且，如此在表皮层中设置有连通孔的情况下，还是仍然无法充分确保具有弹性的片的面刚度。其结果，(k/m)1/2/2π的值达不到900Hz以上，因此，特别是在2000Hz以下的频率区域内无法发挥优异的防音性能(例如，参照后述的比较例18)。另一方面，以往也提出了在具有与上述同样的结构的树脂结构体中，不以在表皮层中设置上述那样的连通孔为前提的技术，但这些技术不涉及吸音、隔音、防音等。这些技术中，例如，有时出于改善弯曲刚度、弯曲强度之类的机械强度的目的，想要用于容器、架子、调色板、面板等要求刚度的用途。进而，使用同样的树脂结构体的另一个提案中，表皮层中必须含有用于使该表皮层的弹性模量降低的耐冲击性改良材料，因此，该表皮层不属于本申请发明中的“具有弹性的片”的可能性高。另外，使用同样的树脂结构体的又另一个提案中，配置厚度为0.05～几mm左右的金属构件作为表皮层，表皮层中仍然使用刚度高的材料。因此，涉及不在表皮层中设置连通孔的树脂结构体的现有技术中，本申请发明中的面刚度的值过度变大，结果成为大至无法测定(k/m)1/2/2π的值的程度的(高频率侧的)值。
以下，对防音材料10的构成要素更详细地进行说明。
(具有弹性的片)
对具有弹性的片(相当于图1所示的乳胶橡胶片200)的构成材料没有特别限制，只要为具有弹性的材料就可以使用各种材料。本说明书中，片“具有弹性”是指，由杨氏模量的值为0.001～70[GPa]的范围内的值的材料构成。需要说明的是，杨氏模量的值可以对于树脂根据JIS K7161-1(2014年)而测定。另外，对于金属的杨氏模量，可以根据JIS Z2241(2011年)而测定。而且，对于橡胶的杨氏模量，可以根据JIS Z6251(2010年)而测定。作为具有弹性的片的构成材料，除上述实施方式中使用的乳胶橡胶之外，可以同样地使用氯丁二烯橡胶(CR)、苯乙烯·丁二烯橡胶(SBR)、乙烯·丙烯·二烯橡胶(EPDM)、丙烯腈·丁二烯橡胶(NBR)等橡胶材料。另外，树脂材料、金属材料、纸材料等可以作为具有弹性的片使用。进而，也可以使用气垫等具有缓冲功能的材料。这些材料均包含橡胶材料，具有高至可以体现本方式的防音材料的效果的程度的弹性。作为树脂材料，可以举出聚乙烯(例如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯等)、聚丙烯等聚烯烃树脂、聚氯乙烯树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯树脂、苯乙烯-丁二烯树脂等。另外，作为热固性树脂，可以使用有机硅树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、热固化型丙烯酸类树脂、尿素树脂、酚醛树脂、间苯二酚树脂、烷基间苯二酚树脂、环氧树脂、热固化型聚酯等。需要说明的是，也可以使用生成这些树脂的聚氨酯树脂预聚物、尿素树脂预聚物(初始缩合体)、酚醛树脂预聚物(初始缩合体)、邻苯二甲酸二烯丙酯预聚物、丙烯酸类低聚物、多元异氰酸酯、甲基丙烯酸酯单体、邻苯二甲酸二烯丙酯单体等的预聚物、低聚物、单体等树脂前体。作为金属材料，可以举出铜、铝等。具有弹性的片的构成材料不限定于上述材料，当然也可以使用其它材料。需要说明的是，作为具有弹性的片的构成材料，优选橡胶材料，其中，更优选乳胶橡胶或EPDM橡胶。使用这些橡胶材料作为具有弹性的片的构成材料，从而可以适宜地体现本发明的防音体的防音效果。另外，这些橡胶材料在为轻量的方面，特别是考虑对车辆用途的应用时，对低燃油消耗化的贡献也大，因此，可以说是特别优选的材料。进而，从低成本化的观点出发，聚丙烯等聚烯烃树脂也优选作为具有弹性的片的构成材料。
从防音材料的防音效果的观点出发，具有弹性的片的膜厚优选10～1000μm、更优选100～500μm。
(支撑部(网格状结构体))
支撑部用于支撑上述具有弹性的片、且将该片划分为(气密地划分的)分区部。只要具有能体现这样的功能的构成即可，对于支撑部的具体的构成没有特别限制。图1和图2以存在多个分区部的方式记载，但分区部即使仅为1个，也在本发明的范围内。
对支撑部的构成材料没有特别限制，除上述实施方式中使用的聚氯乙烯树脂之外，还可以使用以往公知的热塑性树脂或热固性树脂。另外，金属材料、其它材料也可以作为支撑部的构成材料使用。这些材料均具有适于保持具有弹性的片且将其划分为分区部的物性。
作为热塑性树脂，除聚氯乙烯树脂之外，还可以举出聚乙烯(例如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯等)、聚丙烯等聚烯烃树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯树脂、苯乙烯-丁二烯树脂等。另外，作为热固性树脂，可以使用聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、热固化型丙烯酸类树脂、尿素树脂、酚醛树脂、间苯二酚树脂、烷基间苯二酚树脂、环氧树脂、热固化型聚酯等。需要说明的是，可以使用生成这些树脂的聚氨酯树脂预聚物、尿素树脂预聚物(初始缩合体)、酚醛树脂预聚物(初始缩合体)、邻苯二甲酸二烯丙酯预聚物、丙烯酸类低聚物、多元异氰酸酯、甲基丙烯酸酯单体、邻苯二甲酸二烯丙酯单体等预聚物、低聚物、单体等树脂前体。其中，从成型容易的观点出发，优选使用热塑性树脂，特别是氯乙烯树脂、聚烯烃树脂从轻量、且耐久性优异、廉价的优点出发是优选的。
如上述，支撑部优选为具有连续地形成的多个筒状小室的网格状结构体。上述情况下，支撑部将具有弹性的片划分为多个分区部。而且进而，更优选该多个分区部的至少一部分构成具有相同轮廓形状的多个分区部规则地排列而成的规则排列结构。通过形成这样的构成，从而制造容易，且由于相同形状的多个分区部的存在而可以特异地体现对期望的频率区域的声波的防音性能。此时，从更进一步发挥防音性能的观点出发，上述规则排列结构的面积在具有弹性的片的面积中所占的比率优选80～100％、更优选90～100％、进一步优选95～100％、还优选98～100％、特别优选99～100％、最优选100％。需要说明的是，相对于1个上述片，可以将至少1个网格状结构体(支撑部)分割成多个构件。优选的是，通过形成这样的构成，从而本方式的防音材料作为整体具有挠性。但是，即使为支撑部未被分割成多个构件的形态，防音材料作为整体具有挠性也是优选的实施方式。如此，通过防音材料具有挠性，从而可以以追随各种形状的声源的形式配置防音材料，故优选。
上述规则排列结构中的分区部的轮廓形状(与网格状结构体的延伸方向垂直的截面中的筒状小室的截面形状)不限定于图1～图3所示的正六边形，可以为其它形状。如果连续地形成具有相同截面形状的正多边形，从而配置多个筒状小室，则作为截面形状，除正六边形之外，还可以采用正四边形(正方形)、正三角形。通过采用这些形状，从而可以提供制造容易、且体现优异的强度的支撑体。需要说明的是，只要将网格状结构体的截面设为多个正多边形规则地配置而成的图案即可，例如，通过阿基米德的平面填充法，可以利用(正三角形4个，正六边形1个)、(正三角形3个、正四边形(正方形)2个)×2种、(正三角形1个、正四边形(正方形)2个、正六边形1个)、(正三角形2个、正六边形2个)、(正三角形1个、正十二边形2个)、(正四边形(正方形)1个、正六边形1个、正十二边形1个)、(正四边形(正方形)1个、正八边形2个)中的任意组合，以网格状结构体的截面具有上述图案的方式构成。其中，从每单位质量的压碎强度成为最大的观点出发，最优选的是，如图1～图3所示那样，筒状小室的截面形状为正六边形(即，网格状结构体具有蜂窝结构)。
对于构成网格状结构体的筒状小室的尺寸，只要满足上述数学式1就对具体的值没有特别限制。网格状结构体具有蜂窝结构时的优选的实施方式中，如图1和图2所示那样，筒状小室的尺寸(截面形状的正六边形中的相对的平行的边的距离)优选6.0mm以下。通过具有这样的尺寸，从而可以发挥优异的防音性能。另外，筒状小室的尺寸(截面形状的正六边形中的相对的平行的边的距离)可以为5.9mm以下、5.8mm以下、5.7mm以下、5.6mm以下、5.5mm以下、5.4mm以下、5.3mm以下、5.2mm以下、5.1mm以下、5.0mm以下、4.9mm以下、4.8mm以下、4.7mm以下、4.6mm以下、4.5mm以下、4.4mm以下、4.3mm以下、4.2mm以下、4.1mm以下、4.0mm以下等，这些数值范围越窄越更优选。需要说明的是，对筒状小室的尺寸的下限值没有特别限制，筒状小室的尺寸如果过小，则网格状结构体(进而防音材料)的质量增加，因此，优选2.0mm以上。
另外，筒状小室的壁的厚度(图3所示的距离t)优选10～150μm、更优选30～100μm。
图1～图3所示的实施方式中，网格状结构体(支撑部)可以仅设置于具有弹性的片的单面。但是，即使为在至少1个具有弹性的片的两面设有网格状结构体(支撑部)的形态，也仍然可以同样地发挥优异的防音性能。上述情况下，在具有弹性的片的两面分别设置的网格状结构体(支撑部)的形态任选彼此相同或不同。其中，在具有弹性的片的两面分别设置的网格状结构体(支撑部)的形态优选彼此不同。另外，此时，更优选以网格状结构体(支撑部)的筒状小室的形状在具有弹性的片的两面恰好重叠的方式配置各网格状结构体。通过形成这样的构成，从而有可以发挥特别优异的防音性能的优点。
另一方面，也可以采用在至少1个网格状结构体(支撑部)的两侧配置具有弹性的片的形态。通过形成这样的构成，从而也可以发挥优异的防音性能。上述情况下，在网格状结构体(支撑部)的两面分别设置的具有弹性的片的形态任选彼此相同或不同。其中，在网格状结构体(支撑部)的两面分别设置的具有弹性的片的形态优选彼此不同。
如后述的实施例的栏中证实那样，本方式中，有网格状结构体(支撑部)的延伸方向的高度越大，越能在遍及2000Hz以下的低频率区域的广范围发挥特别优异的防音性能的倾向。从这样的观点出发，网格状结构体(支撑部)优选为高度均匀的单一结构体。另外，上述情况下，网格状结构体的延伸方向的高度(图1所示的距离h)优选5mm以上、更优选6mm以上、进一步优选13mm以上、还优选19mm以上、特别优选22mm以上、最优选25mm以上。
本方式的防音材料如上述，优选为轻量。从该观点出发，本方式的防音材料的作为整体的面密度优选低于3.24kg/m2、更优选为2.0kg/m2以下、进一步优选为1.5kg/m2以下、特别优选为1.0kg/m2以下。
本方式的防音材料可以适合用于屏蔽源自各种声源的杂音的用途。其中，本方式的防音材料可以非常轻量地构成。本方式的防音材料可以如此轻量化，因此，优选搭载于车辆而使用。特别是，最优选用于针对由发动机、变速器、驱动系统那样的产生大的声音的部分(固有声源)产生的杂音的防音用途。作为应用部位的一例，在发动机舱中，可以用于发动机顶盖、发动机主体盖、发动机罩隔振垫、仪表板前隔振垫、气箱的分隔壁、进气口的空气过滤器、灰尘侧通道(dust side duct)、下盖板等。另外，舱室中，可以用于仪表板隔振垫、仪表板面板、地板的地毯、垫片、门的门饰板、门饰板内的防音材料、舱内的防音材料、仪表面板、仪表中央箱体、仪表上箱体、空调的壳体、车顶的饰板、车顶饰板内的防音材料、防晒板、面向后座的空调通道、电池搭载车辆中的电池冷却系统的冷却通道、冷却风扇、中央控制台的饰板、控制台内的防音材料、置物板饰板、置物板面板、座位的头枕、前座的座椅靠背、后座的座椅靠背等。进而，在行李箱中，可以用于行李箱地板的饰板、行李箱板、行李箱侧的饰板、饰板内的防音材料、汽车通风器盖板等。另外，也可以用于车辆的骨架内、面板间，例如可以用于柱的饰板、挡泥板。进一步，也可以用于车外的各构件、例如地板下的下盖板、挡泥板保护器、后门、车轮盖、悬架的空气动力罩等。
需要说明的是，对于声源配置本方式的防音材料时的配置形态没有特别限制。对于声源配置本方式的防音材料时，优选以声源位于构成网格状结构体(支撑部)的筒状小室的延伸方向的方式配置。另外，如此配置时，可以以具有弹性的片位于声源侧的方式配置，或者可以以筒状小室的开口部位于声源侧的方式配置，从防音性能更优异的观点出发，更优选前者的配置形态。
实施例
以下，根据实施例对本发明进一步详细地进行说明。但是，本发明的保护范围不仅限定于以下的实施例。
《防音材料的防音性能的评价》
对于后述的实施例和比较例中制作的防音材料，测定对各频率的声波的防音性能。具体而言，在图9所示的由铁罐形成的隔音盒的内部配置扬声器(声源)，在隔音盒的开口部配置样品(防音材料)。另外，为了防止从隔音盒的开口部处的样品(防音材料)的周围的漏音，在样品(防音材料)的周围配置橡胶片。然后，使声音从设置于隔音盒的内部的扬声器(声源)产生，测定相对于未配置样品(防音材料)的情况(对照)的插入损耗[单位：dB]，从而评价防音性能。某一个频率下的插入损耗的值越大，表示对该频率的声波的防音性能越优异。需要说明的是，以下的实施例和比较例的栏中只要没有特别说明，则是以具有弹性的片位于麦克风侧的方式配置防音材料并进行了评价。另外，声源的发生条件如以下所述：
谱级：白噪声(100～8192Hz)
Fmax：8192Hz
平均值：300次的算术平均值(边在1次测定中一点一点地减少时间边进行300次测定，将其算术平均值作为测定值)
重叠：75％。
《防音材料的制作》
(声超构材料的效果)
[比较例1-1]
将作为具有弹性的片的由乳胶橡胶形成的片(膜厚0.25mm)直接作为本比较例的防音材料。
[比较例1-2]
将由聚氯乙烯形成的蜂窝结构体(具有多个正六边形截面的蜂窝支撑体)(支撑体厚度25mm)直接作为本比较例的防音材料。需要说明的是，将构成蜂窝结构体的筒状小室的尺寸(蜂窝结构体的截面形状的正六边形中的相对的平行的边的距离；图3所示的距离W)设为4mm。
[比较例1-3]
将由乳胶橡胶形成的片(膜厚0.25mm)、与由聚氯乙烯形成的蜂窝结构体(具有多个正六边形截面的蜂窝支撑体)(支撑体厚度25mm；小室尺寸4mm)层叠而不粘接，作为本比较例的防音材料。
[实施例1]
在由乳胶橡胶形成的片(膜厚0.25mm)的一个面上，气密地粘接由聚氯乙烯形成的蜂窝结构体(具有多个正六边形截面的蜂窝支撑体)(支撑体厚度25mm；小室尺寸4mm)的开口截面，制作具有图1所示的结构的本实施例的防音材料。
将上述实施例和比较例的详情示于下述的表1，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图10。由这些结果可知，本发明的防音材料与片单体或蜂窝支撑体单体的情况相比，体现优异的防音性能。另外，即使具备这些两者，如果仅凭借单纯地层而不将它们粘接，则作为网格状结构体(支撑部)的蜂窝支撑体也无法支撑片，无法发挥期望的防音性能。
[表1]
Figure BDA0002378128840000221
(使用一般的防音材料的比较数据)
[比较例2-1～比较例2-7]
各比较例中使用具有以下的材质的以往公知的防音材料。
比较例2-1：铝板
比较例2-2：铁板
比较例2-3：杂毡
比较例2-4：聚氨酯泡沫
比较例2-5：TACAPOR(日本特殊涂料株式会社制；毡+橡胶片；以橡胶片位于麦克风侧的方式配置)
比较例2-6：Thinsulate(Thinsulate TM；3M公司制)
比较例2-7：TECCELL(TECCELL)T5(Gifu Plastic Industry Co.,Ltd.制；蜂窝夹心面板)。
将上述比较例的详情示于下述的表2，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图11。由这些结果可知，凭借以往公知的防音材料无法发挥低频率区域中的防音性能，或者即使可以发挥低频率区域中的防音性能，也保留体现根据重量大所产生的质量定律的性能。
[表2]
Figure BDA0002378128840000241
(蜂窝支撑体的小室尺寸的影响(乳胶片))
[实施例3]
使用上述实施例1的防音材料(小室尺寸4mm)作为本实施例的防音材料。
[比较例3-1]
将小室尺寸变更为8mm，除此之外，与上述实施例3同样地，制作本比较例的防音材料。
[比较例3-2]
将小室尺寸变更为13mm，除此之外，与上述实施例3同样地，制作本比较例的防音材料。
将上述实施例和比较例的详情示于下述的表3，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图12。由这些结果可知，本实施例的片与网格状结构体(支撑部)的组合中，仅在小室尺寸为4mm时可以发挥优异的防音性能，在小室尺寸为8mm或13mm的情况下，无法发挥期望的防音性能。认为其原因在于，本发明中限定的(k/m)1/2/2π的值低于900Hz。
[表3]
Figure BDA0002378128840000261
(片的厚度的影响(乳胶片))
[实施例4-1]
使用上述实施例1的防音材料(乳胶片膜厚0.25mm)作为本实施例的防音材料。
[实施例4-2]
将乳胶片的膜厚变更为0.4mm，除此之外，与上述实施例3同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表4，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图13。由这些结果可知，通过改变具有弹性的片的膜厚，从而可以改善特定的频率区域中的插入损耗。
[表4]
Figure BDA0002378128840000281
(使用各种橡胶片作为具有弹性的片的例子)
[实施例5-1]
使用上述实施例4-1(即，实施例1)的防音材料(乳胶片；片膜厚0.25mm)作为本实施例的防音材料。
[实施例5-2]
使用上述实施例4-2的防音材料(乳胶片；片膜厚0.4mm)作为本实施例的防音材料。
[实施例5-3]
将具有弹性的片变更为膜厚0.4mm的乙烯·丙烯·二烯橡胶(EPDM)片，除此之外，与上述实施例5-2同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例5-4]
将具有弹性的片变更为膜厚0.25mm的氯丁二烯橡胶(CR)片，除此之外，与上述实施例5-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例5-5]
将具有弹性的片变更为膜厚0.45mm的苯乙烯·丁二烯橡胶(SBR)片，将片膜厚变更为0.45mm，除此之外，与上述实施例5-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例5-6]
将具有弹性的片变更为膜厚0.4mm的有机硅树脂片，除此之外，与上述实施例5-2同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表5，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图14。由这些结果可知，可以使插入损耗的值依赖于具有弹性的片的材质而变化。
[表5]
Figure BDA0002378128840000301
(使用各种橡胶涂覆织物作为具有弹性的片的例子)
[实施例6-1]
将具有弹性的片的材质变更为膜厚0.2mm的薄型橡胶涂覆织物(84dtex的聚酯(PEs)基布与氯磺化聚乙烯(CSM)橡胶的层叠体)，除此之外，与上述实施例5-1(即，实施例1)同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例6-2]
将具有弹性的片的材质变更为膜厚0.15mm的薄型橡胶涂覆织物(78dtex的尼龙(聚酰胺(PA))基布与氯丁二烯(CR)橡胶的层叠体)，除此之外，与上述实施例6-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例6-3]
将具有弹性的片的材质变更为膜厚0.3mm的涂覆织物(235dtex的尼龙(聚酰胺(PA))基布与热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的层叠体)，除此之外，与上述实施例6-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例6-4]
将具有弹性的片的材质变更为膜厚0.2mm的涂覆织物(84dtex的聚酯(PEs)基布与热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的层叠体)，除此之外，与上述实施例6-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例6-5]
将具有弹性的片的材质变更为膜厚0.15mm的耐油橡胶涂覆织物(84dtex的聚酯(PEs)基布与丙烯腈·丁二烯橡胶(NBR)的层叠体)，除此之外，与上述实施例6-1同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表6，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图15。由这些结果可知，使用各种涂覆织物的情况下，低频率区域中的插入损耗基本未见差异，但高频率区域中的插入损耗可见差异。
[表6]
Figure BDA0002378128840000321
(蜂窝支撑体的厚度的影响)
[比较例7-1]
使用上述比较例1-1的防音材料(乳胶片；无蜂窝支撑体)作为本比较例的防音材料。
[实施例7-1]
使用上述实施例1的防音材料(蜂窝支撑体厚度25mm)作为本实施例的防音材料。
[实施例7-2]
将蜂窝支撑体的厚度变更为12.5mm，除此之外，与上述实施例7-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例7-3]
将蜂窝支撑体的厚度变更为6mm，除此之外，与上述实施例7-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[比较例7-2]
使用上述比较例2-7的防音材料(蜂窝夹心面板)作为本比较例的防音材料。
将上述实施例和比较例的详情示于下述的表7，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图16。由这些结果可知，可以使插入损耗的值依赖于作为网格状结构体(支撑部)的蜂窝支撑体的厚度而变化。
[表7]
Figure BDA0002378128840000341
(防音材料的配置形态的影响)
[实施例8-1]
使用上述实施例1的防音材料作为本实施例的防音材料，与实施例1同样地，以具有弹性的片位于麦克风侧的方式配置，并进行防音性能的评价。
[实施例8-2]
将上述实施例1的防音材料的支撑体(厚度25mm)沿厚度方向两等分，在具有弹性的片(乳胶片)的两面分别粘接两等分后的支撑体，制作本实施例的防音材料。
[实施例8-3]
使用上述实施例1的防音材料作为本实施例的防音材料。其中，防音性能评价时，使防音材料的配置形态与实施例1相反，以蜂窝支撑体位于麦克风侧(具有弹性的片位于扬声器侧)的方式配置，并进行防音性能的评价。
将上述实施例的详情示于下述的表8，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图17。由这些结果可知，通过改变防音材料的配置形态、防音材料中的片与网格状结构体(支撑部)的配置形态，从而可以使1000Hz以上的频率区域中的插入损耗变化。
[表8]
Figure BDA0002378128840000361
(使用各种塑料(树脂)片作为具有弹性的片的例子)
[实施例9-1]
使用上述实施例4-1(即，实施例1)的防音材料(乳胶片；片膜厚0.25mm)作为本实施例的防音材料。
[实施例9-2]
将具有弹性的片变更为膜厚0.2mm的硬质聚氯乙烯(PVC)片，除此之外，与上述实施例9-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例9-3]
将具有弹性的片变更为膜厚0.08mm的低密度聚乙烯(LDPE)片，除此之外，与上述实施例9-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例9-4]
将具有弹性的片变更为膜厚1mm的硬质聚丙烯(PP)片，除此之外，与上述实施例9-1同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表9，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图18。由这些结果可知，使用各种塑料(树脂)片作为具有弹性的片的情况下，可以发挥与使用乳胶片等橡胶材料的情况同样优异的防音性能。
[表9]
Figure BDA0002378128840000381
(使用其它各种材料作为具有弹性的片的例子)
[实施例10-1]
使用上述实施例4-1(即，实施例1)的防音材料(乳胶片；片膜厚0.25mm)作为本实施例的防音材料。
[实施例10-2]
将具有弹性的片变更为膜厚0.012mm的铝箔，除此之外，与上述实施例10-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例10-3]
将具有弹性的片变更为膜厚0.25mm的绘画用纸，除此之外，与上述实施例10-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例10-4]
将具有弹性的片变更为气垫，除此之外，与上述实施例10-1同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表10，评价防音性能，将所得到的插入损耗的结果示于图19。由这些结果可知，使用各种材料(金属材料、纸材料等)作为具有弹性的片的情况下，也可以发挥与使用乳胶片等橡胶材料的情况同样优异的防音性能。需要说明的是，使用气垫作为片的情况下，低频率区域中的防音性能也优异，但观察到高频率区域中的防音性能降低的倾向。
[表10]
Figure BDA0002378128840000401
(使用铝制蜂窝支撑体的例子)
[实施例11-1]
使用上述实施例1的防音材料(小室尺寸4mm的PVC蜂窝支撑体)作为本实施例的防音材料。
[实施例11-2]
将蜂窝支撑体变更为小室尺寸3.2mm的铝制蜂窝支撑体，除此之外，与上述实施例11-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例11-3]
将蜂窝支撑体变更为小室尺寸6.3mm的铝制蜂窝支撑体，除此之外，与上述实施例11-1同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表11，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图20。由这些结果可知，使用铝制蜂窝支撑体作为网格状结构体(支撑部)的情况下，也可以同样地发挥优异的防音性能。另外，通过变更小室尺寸，从而也可以改变发挥防音性能的频率区域。
[表11]
Figure BDA0002378128840000421
(变更铝制蜂窝支撑体的厚度的例子)
[实施例12-1]
使用上述实施例11-3的防音材料(厚度6mm的铝制蜂窝支撑体)作为本实施例的防音材料。
[实施例12-2]
将铝制蜂窝支撑体的厚度变更为12.5mm，除此之外，与上述实施例12-1同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表12，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图21。由这些结果可知，使用铝制蜂窝支撑体作为网格状结构体(支撑部)的情况下，也可以同样地发挥优异的防音性能。另外，通过变更作为网格状结构体(支撑部)的铝制蜂窝支撑体的厚度，从而也可以改变发挥防音性能的频率区域。
[表12]
Figure BDA0002378128840000441
(使用PP片和PP制波纹支撑体的例子)
[实施例13-1]
使用上述实施例7-2的防音材料(乳胶片+PVC制蜂窝支撑体)作为本实施例的防音材料。
[实施例13-2]
使用膜厚0.1mm的聚丙烯(PP)片作为具有弹性的片，使用聚丙烯(PP)制波纹支撑体作为支撑体，除此之外，与上述实施例13-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例13-3]
使用膜厚0.03mm的聚丙烯(PP)片作为具有弹性的片，使用聚丙烯(PP)制波纹支撑体作为支撑体，除此之外，与上述实施例13-1同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表13，评价防音性能，将所得到的插入损耗的结果示于图22。由这些结果可知，使用PP波纹支撑体作为网格状结构体(支撑部)的情况下，也可以同样地发挥优异的防音性能。另外，此时，仅在高频率区域确认到具有弹性的片的膜厚的影响。
[表13]
Figure BDA0002378128840000461
(变更波纹支撑体的厚度和配置形态的例子)
[实施例14-1]
使用上述实施例13-2的防音材料(波纹支撑体厚度12.5mm)作为本实施例的防音材料。
[实施例14-2]
将波纹支撑体的厚度变更为6mm，除此之外，与上述实施例14-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例14-3]
在波纹支撑体的两面配置(粘接)PP制片，除此之外，与上述实施例14-2同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表14，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图23。由这些结果可知，使用PP波纹支撑体作为网格状结构体(支撑部)的情况下，也可以同样地发挥优异的防音性能。需要说明的是，PP波纹支撑体的厚度、配置形态没有对该防音性能的体现造成大的影响。
[表14]
Figure BDA0002378128840000481
(分割蜂窝支撑体的例子)
[实施例15-1]
使用上述实施例1的防音材料(蜂窝支撑体未被分割)作为本实施例的防音材料。
[实施例15-2]
将蜂窝支撑体(平面形状为正方形)用通过该正方形的中心且与该正方形的边平行的2条直线分割成4个象限，在其上粘接1张乳胶片，除此之外，与上述实施例15-1同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表15，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图24。由这些结果可知，将网格状结构体(支撑部)一分为四的情况下，也得到了基本同样的防音性能曲线。由此，可以通过适宜分割支撑部从而使防音材料具有挠性，可以使防音材料的配置形状追随各种声源。
[表15]
Figure BDA0002378128840000501
(使用塑料网作为支撑体的例子)
[实施例16-1]
使用上述实施例1的防音材料(乳胶片+PVC制蜂窝支撑体)作为本实施例的防音材料。
[实施例16-2]
将蜂窝支撑体变更为小室尺寸2.7mm、厚度1.1mm的聚丙烯(PP)制塑料网支撑体，除此之外，与上述实施例16-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例16-3]
将蜂窝支撑体变更为小室尺寸2mm、厚度1mm的高密度聚乙烯(HDPE)制塑料网支撑体，将具有弹性的片变更为膜厚0.03mm的聚丙烯(PP)片，除此之外，与上述实施例16-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例16-4]
将具有弹性的片(聚丙烯(PP)片)的膜厚变更为0.1mm，除此之外，与上述实施例16-3同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表16，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图25。由这些结果可知，使用塑料网支撑体作为网格状结构体(支撑部)的情况下，也可以同样地发挥优异的防音性能。
[表16]
Figure BDA0002378128840000521
(在支撑体的两面配置有具有弹性的片的例子)
[实施例17-1]
使用上述实施例7-3的防音材料(乳胶片+PVC制蜂窝支撑体)作为本实施例的防音材料。
[实施例17-2]
在蜂窝支撑体的两面配置(粘接)乳胶片，除此之外，与上述实施例17-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例17-3]
将具有弹性的片变更为膜厚0.2mm的PVC片，除此之外，与上述实施例17-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例17-4]
在蜂窝支撑体的两面配置(粘接)PVC片，除此之外，与上述实施例17-3同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表17，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图26。由这些结果可知，将具有弹性的片配置于网格状结构体(支撑部)的两面的情况下，也体现与配置于单面的情况同样优异的防音性能。需要说明的是，特别是乳胶片两面配置的情况下，在高频率区域中也可以发挥优异的防音性能。
[表17]
Figure BDA0002378128840000541
(使用LDPE片作为具有弹性的片的例子)
[实施例18-1]
使用上述实施例9-3的防音材料(LDPE片+PVC蜂窝支撑体)作为本实施例的防音材料。
[实施例18-2]
将具有弹性的片的膜厚变更为0.03mm，除此之外，与上述实施例9-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例18-3]
将具有弹性的片的膜厚变更为0.01mm，除此之外，与上述实施例9-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[比较例18]
使用在具有弹性的片全部分区部开有多个细孔的片，除此之外，与上述实施例18-3同样地，制作本比较例的防音材料。
将上述实施例和比较例的详情示于下述的表18，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图27。由这些结果可知，使用LDPE片作为具有弹性的片的情况下，也可以同样地发挥优异的防音性能。另外，可以依赖于片的厚度而改变发挥防音性能的频率区域。需要说明的是，片中开有多个细孔的比较例18中，无法确保分区部的气密性，从而无法得到低频率区域中的期望的防音性能。
[表18]
Figure BDA0002378128840000561
(使用硬质PVC片作为具有弹性的片的例子)
[实施例19-1]
将具有弹性的片变更为膜厚0.4mm的硬质聚氯乙烯(PVC)片，除此之外，与上述实施例7-3同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例19-2]
将具有弹性的片的膜厚变更为0.5mm，除此之外，与上述实施例19-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例19-3]
将具有弹性的片的膜厚变更为1mm，除此之外，与上述实施例19-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例19-4]
将具有弹性的片的膜厚变更为2mm，除此之外，与上述实施例19-1同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表19，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图28。由这些结果可知，使用硬质PVC片作为具有弹性的片的情况下，也可以同样地发挥优异的防音性能。
[表19]
Figure BDA0002378128840000581
(在支撑体的两面配置有不同的片的例子)
[实施例20-1]
使用上述实施例17-4的防音材料(PVC片+PVC蜂窝支撑体+PVC片)作为本实施例的防音材料。
[实施例20-2]
将具有弹性的片的一者变更为低密度聚乙烯(LDPE)片，除此之外，与上述实施例20-1同样地，制作本实施例的防音材料。需要说明的是，防音性能评价时，以PVC片位于麦克风侧(LDPE片位于扬声器侧)的方式配置，进行防音性能的评价。
[实施例20-3]
使用上述实施例20-2的防音材料作为本实施例的防音材料。其中，防音性能评价时，使防音材料的配置形态与实施例20-2相反，以LDPE片位于麦克风侧(PVC片位于扬声器侧)的方式配置，进行防音性能的评价。
将上述实施例的详情示于下述的表20，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图29。由这些结果可知，在网格状结构体(支撑部)的各表面配置不同的片作为具有弹性的片的情况下，也可以同样地发挥优异的防音性能。
[表20]
Figure BDA0002378128840000601
(在具有弹性的片的两面配置有厚度不同的支撑体的例子)
[实施例21-1]
将厚度分别为6mm和12.5mm的PVC蜂窝支撑体(小室尺寸4mm)配置(粘接)于具有弹性的片(乳胶片)的两面，除此之外，与上述实施例1同样地，制作本实施例的防音材料。需要说明的是，防音性能评价时，以厚度12.5mm的PVC蜂窝支撑体位于麦克风侧(厚度6mm的PVC蜂窝支撑体位于扬声器侧)的方式配置，进行防音性能的评价。
[实施例21-2]
使用上述实施例21-1的防音材料作为本实施例的防音材料。其中，防音性能评价时，使防音材料的配置形态与实施例21-1相反，以厚度6mm的PVC蜂窝支撑体位于麦克风侧(厚度12.5mm的PVC蜂窝支撑体位于扬声器侧)的方式配置，进行防音性能的评价。
将上述实施例的详情示于下述的表21，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图30。由这些结果可知，在具有弹性的片的两面配置有网格状结构体(支撑部)的防音材料中，改变各网格状结构体(支撑部)的厚度的情况下，在防音性能上也未见大的变化。
[表21]
Figure BDA0002378128840000621
(使用EPDM片作为具有弹性的片的例子)
[实施例22-1]
将具有弹性的片变更为膜厚0.2mm的乙烯·丙烯·二烯橡胶(EPDM)片，除此之外，与上述实施例1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例22-2]
将具有弹性的片的膜厚变更为0.4mm，除此之外，与上述实施例22-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例22-3]
将具有弹性的片的膜厚变更为0.6mm，除此之外，与上述实施例22-1同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表22，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图31。由这些结果可知，使用EPDM片作为具有弹性的片的情况下，低频率区域中的插入损耗上也基本未见差异，但高频率区域中的插入损耗上可见差异。
[表22]
Figure BDA0002378128840000641
(蜂窝支撑体的小室尺寸的影响(EPDM片))
[实施例23-1]
使用上述实施例5-3的防音材料(EPDM片+PVC蜂窝支撑体(小室尺寸4mm))作为本实施例的防音材料。
[实施例23-2]
将小室尺寸变更为8mm，除此之外，与上述实施例23-1同样地，制作本比较例的防音材料。
[比较例23]
将小室尺寸变更为13mm，除此之外，与上述实施例23-1同样地，制作本比较例的防音材料。
将上述实施例和比较例的详情示于下述的表23，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图32。由这些结果可知，本实施例的片与网格状结构体(支撑部)的组合中，仅在小室尺寸为4mm或8mm时，可以发挥优异的防音性能，在小室尺寸为13mm的情况下，无法发挥期望的防音性能。认为这是由于，本发明中限定的(k/m)1/2/2π的值低于900Hz。
[表23]
Figure BDA0002378128840000661
(片的厚度的影响(聚丙烯(PP)片))
[实施例24-1]
使用上述实施例9-4的防音材料(聚丙烯(PP)片膜厚1mm)作为本实施例的防音材料。
[实施例24-2]
将聚丙烯(PP)片的膜厚变更为0.1mm，除此之外，与上述实施例23-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例24-3]
将聚丙烯(PP)片的膜厚变更为0.03mm，除此之外，与上述实施例23-1同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表24，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图33。由这些结果可知，使用聚丙烯(PP)片作为具有弹性的片的情况下，使其膜厚在1mm～0.03mm的范围内变化时，根据本发明的防音材料，也可以等同地维持2000Hz以下的低频率区域中的插入损耗。
[表24]
Figure BDA0002378128840000681
(支撑体的形状和具有弹性的片的厚度的影响)
[实施例25-1]
使用上述实施例7-2的防音材料(PVC蜂窝支撑体(小室尺寸4mm)+乳胶片(膜厚1mm))作为本实施例的防音材料。
[实施例25-2]
使用聚丙烯(PP)片(膜厚0.1mm)作为具有弹性的片，除此之外，与上述实施例25-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例25-3]
将聚丙烯(PP)片的膜厚变更为0.03mm，除此之外，与上述实施例25-2同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例25-4]
使用聚丙烯(PP)制波纹支撑体作为支撑体，除此之外，与上述实施例25-2同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例25-5]
使用聚丙烯(PP)制波纹支撑体作为支撑体，除此之外，与上述实施例25-3同样地，制作本实施例的防音材料。
[比较例25]
使用上述比较例2-7的防音材料(TECCELL T5)作为本比较例的防音材料。
将上述实施例和比较例的详情示于下述的表25，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图34。由这些结果可知，使具有弹性的片的材质、膜厚变化的情况下，另外，使支撑体的形状在蜂窝形状、波纹形状等之间变化的情况下，根据本发明的防音材料，也可以等同地维持2000Hz以下的低频率区域中的插入损耗。
[表25]
Figure BDA0002378128840000701
(具有弹性的片的材质和厚度的影响)
[实施例26-1]
使用上述实施例1的防音材料(PVC蜂窝支撑体(小室尺寸4mm、厚度25mm)+乳胶片(膜厚0.25mm))作为本实施例的防音材料。
[实施例26-2]
使用EPDM片(膜厚0.4mm)作为具有弹性的片，除此之外，与上述实施例26-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例26-3]
使用上述实施例24-2的防音材料(PVC蜂窝支撑体(厚度25mm)+聚丙烯(PP)片(膜厚0.1mm))作为本实施例的防音材料。
[实施例26-4]
上使用述实施例24-3的防音材料(PVC蜂窝支撑体(厚度25mm)+聚丙烯(PP)片(膜厚0.03mm))作为本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表26，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图35。由这些结果可知，使具有弹性的片的材质、膜厚变化的情况下，根据本发明的防音材料，也可以等同地维持2000Hz以下的低频率区域中的插入损耗。
[表26]
Figure BDA0002378128840000721
(具有弹性的片的材质和厚度的影响)
[比较例27]
使用上述比较例3-1的防音材料(PVC蜂窝支撑体(小室尺寸8mm、厚度25mm)+乳胶片(膜厚0.25mm))作为本比较例的防音材料。
[实施例27-1]
使用上述实施例23-2的防音材料(PVC蜂窝支撑体(小室尺寸8mm、厚度25mm)+EPDM片(膜厚0.4mm))作为本实施例的防音材料。
[实施例27-2]
使用聚丙烯(PP)片(膜厚0.1mm)作为具有弹性的片，除此之外，与上述实施例27-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[实施例27-3]
使用聚丙烯(PP)片(膜厚0.03mm)作为具有弹性的片，除此之外，与上述实施例27-1同样地，制作本实施例的防音材料。
将上述实施例和比较例的详情示于下述的表27，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图36。由这些结果可知，使具有弹性的片的材质、膜厚变化的情况下，根据本发明的防音材料，也可以等同地维持2000Hz以下的低频率区域中的插入损耗。
[表27]
Figure BDA0002378128840000741
(具有弹性的片的材质和厚度的影响)
[比较例28-1]
使用上述比较例3-2的防音材料(PVC蜂窝支撑体(小室尺寸13mm、厚度25mm)+乳胶片(膜厚0.25mm))作为本比较例的防音材料。
[比较例28-2]
使用上述比较例23的防音材料(PVC蜂窝支撑体(小室尺寸13mm、厚度25mm)+EPDM片(膜厚0.4mm))作为本比较例的防音材料。
[实施例28]
使用聚丙烯(PP)片(膜厚0.1mm)作为具有弹性的片，除此之外，与上述比较例28-1同样地，制作本实施例的防音材料。
[比较例28-3]
使用聚丙烯(PP)片(膜厚0.03mm)作为具有弹性的片，除此之外，与上述比较例28-1同样地，制作本比较例的防音材料。
将上述实施例和比较例的详情示于下述的表28，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图37。由这些结果可知，使具有弹性的片的材质、膜厚变化，从而可以得到本发明的防音材料的构成。
[表28]
Figure BDA0002378128840000761
(蜂窝支撑体的小室尺寸的影响)
[实施例29-1]
使用上述实施例24-2的防音材料(PVC蜂窝支撑体(小室尺寸4mm、厚度25mm)+聚丙烯(PP)片(膜厚0.1mm))作为本实施例的防音材料。
[实施例29-2]
使用上述实施例27-2的防音材料(PVC蜂窝支撑体(小室尺寸8mm、厚度25mm)+聚丙烯(PP)片(膜厚0.1mm))作为本实施例的防音材料。
[实施例29-3]
使用上述实施例28的防音材料(PVC蜂窝支撑体(小室尺寸13mm、厚度25mm)+聚丙烯(PP)片(膜厚0.1mm))作为本实施例的防音材料。
将上述实施例的详情示于下述的表29，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图38。由这些结果可知，根据本发明的防音材料，通过使蜂窝支撑体的小室尺寸变化，从而可以控制2000Hz以下的低频率区域中的插入损耗。
[表29]
Figure BDA0002378128840000781
(蜂窝支撑体的小室尺寸的影响)
[实施例30-1]
使用上述实施例24-3的防音材料(PVC蜂窝支撑体(小室尺寸4mm、厚度25mm)+聚丙烯(PP)片(膜厚0.03mm))作为本实施例的防音材料。
[实施例30-2]
使用上述实施例27-3的防音材料(PVC蜂窝支撑体(小室尺寸8mm、厚度25mm)+聚丙烯(PP)片(膜厚0.03mm))作为本实施例的防音材料。
[比较例30]
使用上述比较例28-3的防音材料(PVC蜂窝支撑体(小室尺寸13mm、厚度25mm)+聚丙烯(PP)片(膜厚0.03mm))作为本实施例的防音材料。
将上述实施例和比较例的详情示于下述的表30，评价防音性能，将得到的插入损耗的结果示于图39。由这些结果可知，除具有弹性的片的材质、膜厚之外，通过使支撑体的小室尺寸变化，也可以得到本发明的防音材料的构成。
[表30]
Figure BDA0002378128840000801
如上述表和图10～39所示那样，可知，通过使用各实施例中制作的防音材料，从而与对应的比较例相比，2000Hz以下的低频率区域中的插入损耗得到大幅改善。另外还可知，通过各种变更分区部(小室)的尺寸、形状、分区部(小室)中的片的材质和膜厚等，从而可以控制防音材料所体现的防音性能(插入损耗大的频率区域)。
本申请基于2017年7月28日申请的日本专利申请号2017-146066号和2018年7月20日申请的日本专利申请号2018-136411号，将其公开内容通过参照作为整体引入。
附图标记说明
10 防音材料、
100 支撑体、
110、110a 筒状小室、
200 乳胶橡胶片(具有弹性的片)、
h 支撑体(筒状小室)的延伸方向的高度、
w 筒状小室的尺寸(截面形状的正六边形中的相对的平行的边的距离)、
a 作为筒状小室的截面形状的正六边形的一边的长度、
t 筒状小室的内壁(网格壁)的厚度。

Claims (20)

1.一种防音材料，其具备：
具有弹性的片；和，
支撑部，其用于支撑所述片、且将所述片划分为分区部，
所述分区部中的所述片的面刚度(k)和所述片的面密度(m)满足下述数学式1的关系：
[数学式1]
Figure FDA0002378128830000011
2.根据权利要求1所述的防音材料，其中，所述支撑部将所述片划分为多个分区部，所述多个分区部的至少一部分构成了具有相同轮廓形状的所述多个分区部规则地排列而成的规则排列结构。
3.根据权利要求2所述的防音材料，其中，所述规则排列结构的面积在所述片的面积中所占的比率为90～100％。
4.根据权利要求2或3所述的防音材料，其中，所述规则排列结构中的所述分区部的轮廓形状为选自由正六边形、正方形和正三角形组成的组中的多边形。
5.根据权利要求4所述的防音材料，其中，所述多边形为正六边形，所述正六边形中的相对的平行的边的距离为6.0mm以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的防音材料，其中，所述支撑部为高度均匀的单一结构体。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的防音材料，其中，所述支撑部的延伸方向的高度为5mm以上。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的防音材料，其中，所述支撑部配置于至少1个所述片的两面。
9.根据权利要求8所述的防音材料，其中，配置于所述片的两面的各所述支撑部的构成材料彼此不同。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的防音材料，其中，所述片配置于至少1个所述支撑部的两侧。
11.根据权利要求10所述的防音材料，其中，配置于所述支撑部的两侧的各所述片的构成材料彼此不同。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的防音材料，其中，相对于1个所述片，至少1个所述支撑部被分割成多个构件。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的防音材料，其中，至少1个所述片的构成材料为橡胶材料。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的防音材料，其中，至少1个所述片的构成材料为树脂材料。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的防音材料，其中，至少1个所述片的构成材料为金属材料。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的防音材料，其中，至少1个所述片的构成材料为纸材料。
17.根据权利要求1～16中任一项所述的防音材料，其中，至少1个所述片为具有缓冲功能的材料。
18.根据权利要求1～17中任一项所述的防音材料，其中，至少1个所述支撑部的构成材料为树脂材料。
19.根据权利要求1～18中任一项所述的防音材料，其中，至少1个所述支撑部的构成材料为金属材料。
20.根据权利要求1～19中任一项所述的防音材料，其具有挠性。
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