DE112020007744T5

DE112020007744T5 - Schallabsorber

Info

Publication number: DE112020007744T5
Application number: DE112020007744.6T
Authority: DE
Inventors: Motoki Masaki; Michihito Matsumoto; Masaya Mitamura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2023-08-10
Also published as: WO2022091287A1; CN116438340A; JP7438392B2; JPWO2022091287A1

Abstract

Ein Schallabsorber (1) weist eine Vielzahl von Fasermassen (2) auf, wobei jede der Vielzahl von Fasermassen eine Masse aus mindestens einer verwickelten Faser (6) mit ersten Lücken (8) darin ist und erste Harzpartikel (3) aufweist, die in den ersten Lücken (8) eingeschlossen sind, und aus zweiten Harzpartikeln (4), die in zweiten Lücken (9) zwischen der Vielzahl von Fasermassen (2) angeordnet sind, wobei die zweiten Harzpartikel einen größeren Partikeldurchmesser als die ersten Harzpartikel (3) aufweisen. Die ersten Harzpartikel (3), die in den ersten Lücken (8) eingeschlossen sind, verbessern das Leistungsvermögen zur Absorption von Schall in einem Hochfrequenzbereich, und die zweiten Harzpartikel (4), die in den zweiten Lücken (9) angeordnet sind, verbessern das Leistungsvermögen zur Absorption von Schall in einem Niederfrequenzbereich. Eine solche Konfiguration ermöglicht es dem Schallabsorber (1), ein ausgezeichnetes Leistungsvermögen bei der Absorption von Schall sowohl im Nieder- als auch im Hochfrequenzbereich zu erzielen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schallabsorber, der zum Umgang mit Geräuschen, z.B. von einem elektrischen Gerät oder einem Auto, verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Elektrische Geräte, wie z.B. Klimaanlagen und Kühlschränke, und Autos erzeugen Geräusche, die Schallwellen in einem niederfrequenten Bereich und Schallwellen in einem hochfrequenten Bereich aufweisen. Es besteht daher Bedarf an einem Schallabsorber, der eine schallabsorbierende Leistung zum Absorbieren von Schall in einem weiten Bereich vom Niederfrequenzbereich bis zum Hochfrequenzbereich aufweist. Ein bekannter typischer Schallabsorber weist ein poröses Material, wie z. B. Glaswolle, und ein partikelförmiges Material aus z. B. Polyurethanharz, das auf dem porösen Material aufgebracht ist, auf. Patentliteratur 1 offenbart ein Verfahren , bei dem ein poröses Material mit einem darauf aufgebrachten feinen partikelförmigen Material zu einem Flächenkörper mit konstanter Dicke geformt wird, um das Leistungsvermögen bei der Absorption von Schall im Hochfrequenzbereich zu verbessern.
Literaturaufstellung
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung JP 2019- 44 548 A (siehe zum Beispiel Tabelle 1 und 3)
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Obwohl das Leistungsvermögen zur Absorption von Schall im Hochfrequenzbereich durch eine geeignete Auswahl des Partikeldurchmessers eines auf einem porösen Material abgeschiedenen partikelförmigen Materials verbessert werden kann, ist es schwierig, das Leistungsvermögen zur Absorption von Schall im Niederfrequenzbereich zu verbessern. In Anbetracht dessen besteht ein Problem darin, einen Schallabsorber zu erhalten, der eine verbesserte Leistung zur Absorption von Schall im Hochfrequenzbereich und eine verbesserte Leistung zur Absorption von Schall im Niederfrequenzbereich aufweist.
Im Hinblick auf das obige Problem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schallabsorber mit ausgezeichnetem Leistungsvermögen bei der Absorption von Schall im Niederfrequenzbereich und im Hochfrequenzbereich anzugeben.
Lösung des Problems
Ein Schallabsorber gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Vielzahl von Fasermassen auf, wobei jede der Vielzahl von Fasermassen eine Masse aus mindestens einer verwickelten Faser mit ersten Lücken darin ist und erste Harzpartikel aufweist, die in den ersten Lücken eingeschlossen sind, und zweite Harzpartikel, die in zweiten Lücken zwischen der Vielzahl von Fasermassen angeordnet sind, wobei die zweiten Harzpartikel einen größeren Partikeldurchmesser als die ersten Harzpartikel aufweisen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbessern die ersten Harzpartikel, die in den ersten Lücken eingeschlossen sind, das Leistungsvermögen zur Absorption von Schall im Hochfrequenzbereich, und die zweiten Harzpartikel, die in den zweiten Lücken angeordnet sind und einen größeren Partikeldurchmesser als den der ersten Harzpartikel aufweisen, verbessern das Leistungsvermögen zur Absorption von Schall im Niederfrequenzbereich, so dass der Schallabsorber ein ausgezeichnetes Leistungsvermögen zur Absorption von Schall im Nieder- und Hochfrequenzbereich aufweist.
Figurenliste

1 ist eine schematische Schnittansicht einer schematischen Konfiguration eines Schallabsorbers gemäß Ausführungsform 1.
2 ist eine schematische Schnittansicht einer beispielhaften Konfiguration einer Fasermasse des Schallabsorbers 1 gemäß Ausführungsform 1.
3 ist eine graphische Darstellung der Schallabsorptionskoeffizienten des Schallabsorbers nach Ausführungsform 1.
4 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Schallabsorptionskoeffizienten eines Schallabsorbers gemäß Ausführungsform 2 vom Partikeldurchmesserverhältnis zeigt.
5 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Schallabsorptionskoeffizienten des Schallabsorbers gemäß Ausführungsform 2 vom Partikeldurchmesser der zweiten Harzpartikel zeigt.
6 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Schallabsorptionskoeffizienten eines Schallabsorbers gemäß Ausführungsform 3 vom Durchmesser der Fasermassen zeigt.
7 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Schallabsorptionskoeffizienten eines Schallabsorbers gemäß Ausführungsform 4 von der Schüttdichte zeigt.
8 ist eine schematische Schnittdarstellung einer schematischen Konfiguration eines Schallabsorbers gemäß Ausführungsform 5.

Beschreibung von Ausführungsformen
Als Ergebnis intensiver Untersuchungen haben die Erfinder herausgefunden, dass ein Schallabsorber, der eine Vielzahl von Fasermassen mit feinen Harzpartikeln, die auf Fasern eingeschlossen sind, und groben Harzpartikeln, die zwischen der Vielzahl von Fasermassen angeordnet sind, enthält, ein ausgezeichnetes Leistungsvermögen zur Absorption von Schall sowohl im Nieder- als auch im Hochfrequenzbereich aufweisen kann, und dass eine solche Konfiguration das Leistungsvermögen zur Absorption von Schall in einem breiten Frequenzbereich verbessern kann.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
Ausführungsform 1
1 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Schallabsorbers 1 gemäß Ausführungsform 1. Der Schallabsorber 1 weist mehrere Fasermassen 2 auf, in denen jeweils erste Harzpartikel 3 eingeschlossen sind, und zweite Harzpartikel 4, die in zweiten Lücken 9 angeordnet sind, wobei jede dieser Lücken eine Lücke zwischen den Fasermassen 2 darstellt. Die zweiten Harzpartikel 4 haben einen größeren Partikeldurchmesser als die ersten Harzpartikel 3.
Wie in 2 dargestellt, ist jede der Fasermassen 2 eine Masse aus mindestens einer verwickelten bzw. verknäuelten Faser 6. Die ersten Harzpartikel 3 sind in ersten Lücken 8 in der Masse eingeschlossen und bilden so die Fasermasse 2. Die Fasermasse 2 kann gebildet werden, indem eine verschlungene Faser 6 oder mehrere dicht angeordnete Fasern 6 zu einer z. B. kugelförmigen Masse geformt werden. Die Fasermasse 2 kann z. B. eine elliptische Form oder eine polygonale Form haben oder eine flache Form, die durch teilweises Abflachen einer solchen Form erhalten wird. Alle der mehreren Fasermassen 2 können eine Art von Form haben oder unterschiedliche Formen aufweisen, so dass z. B. einige der mehreren Fasermassen 2 eine kugelförmige Form und die anderen Fasermassen 2 eine flache Form haben.
Die Fasermassen 2 können eine Größe haben, die es ermöglicht, die ersten Harzpartikel 3 in den ersten Lücken 8 einzuschließen und die Bildung der zweiten Lücken 9 ermöglicht, in denen die zweiten Harzpartikel, die einen größeren Partikeldurchmesser als den der ersten Harzpartikel 3 haben, angeordnet werden können. Die Fasermassen 2 können zum Beispiel einen Durchmesser von etwa 0,1 mm bis etwa 100 mm haben. Der hier verwendete Begriff „Durchmesser der Fasermassen 2“ bezieht sich auf einen mittleren Durchmesser, d. h. ein arithmetisches Mittel von etwa 20 Durchmessern, die z. B. mit einem Messschieber gemessen wurden.
Die Faser 6 kann aus mindestens einem Material bestehen, das beispielsweise aus anorganischen Fasermaterialien, wie etwa Glaswolle, Steinwolle, Kohlenstofffasern, Aluminiumoxidfasern, Wollastonit und Kaliumtitanatfasern, natürlichen Fasermaterialien, wie etwa Baumwolle und Hanf und organischen Fasermaterialien, wie etwa Polyesterharzfasern und Aramidharzfasern ausgewählt wird. Der Durchmesser der Faser 6 kann so gewählt werden, dass die ersten Lücken 8 zum Einschluss der ersten Harzpartikel 3 angemessen gebildet werden. Die Faser 6 kann zum Beispiel einen Durchmesser von 0,1 bis 10 haben. Der Durchmesser der Faser 6 wird aus einem Mittelwert von etwa 20 Durchmessern von Querschnittsbildern der Faser 6 bei einer Vergrößerung von etwa 1000-fach bis etwa 5000-fach ermittelt, die beispielsweise mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) gemessen wurden.
Die ersten Harzpartikel 3 können aus mindestens einem Material bestehen, das beispielsweise aus Polyurethanharz, Phenolharz, Epoxidharz, Acrylharz, Polyesterharz, Polyamidharz und Melaminharz ausgewählt ist. Die ersten Harzpartikel 3 können einen Partikeldurchmesser haben, der das Leistungsvermögen der Schallabsorption im Hochfrequenzbereich gewährleistet und es ermöglicht, dass die ersten Harzpartikel 3 in den ersten Lücken 8 eingeschlossen werden. Die Größe der ersten Lücken 8 hängt vom Partikeldurchmesser der ersten Harzpartikel 3 ab und kann durch Änderung des Durchmessers der Faser 6 angepasst werden.
Unter der Annahme, dass die ersten Harzpartikel 3 einen Partikeldurchmesser von 1 mm haben, kann die Faser 6 beispielsweise einen Durchmesser von 7 haben. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Partikeldurchmesser der ersten Harzpartikel 3“ auf einen mittleren Partikeldurchmesser, der ein arithmetisches Mittel von etwa 20 Partikeldurchmessern der ersten Harzpartikel 3 ist, die in Bildern von Oberflächen oder Querschnitten der Fasermassen 2 eingeschlossen sind, bei einer Vergrößerung von etwa 1000-fach bis etwa 5000-fach, die beispielsweise mit einem REM gemessen wurden.
Jede der zweiten Lücken 9 ist zwischen den mehreren Fasermassen 2 ausgebildet. Die Größe jeder zweiten Lücke 9 und das Gesamtvolumen der zweiten Lücken 9 im Schallabsorber 1 hängen von der Größe der einzelnen Fasermassen 2 ab. Unter der Annahme, dass die beladene Menge der Fasermassen 2 konstant ist, führt eine kleinere Größe der Fasermasse 2 zu einer Vergrößerung des Gesamtvolumens der zweiten Lücken 9 im Schallabsorber 1 bei konstantem Volumen. Eine größere Größe der zweiten Lücke 9 ermöglicht es, das zweite Harzpartikel 4 mit einem größeren Partikeldurchmesser in der zweiten Lücke 9 einzubringen. Die Dispersion der Fasermassen 2 ermöglicht es, die zweiten Harzpartikel 4 zu dispergieren und zu platzieren.
Die zweiten Harzpartikel 4 können aus mindestens einem Material bestehen, das beispielsweise aus Polyurethanharz, Phenolharz, Epoxidharz, Acrylharz, Polyesterharz, Polyamidharz und Melaminharz ausgewählt ist. Grobe Partikel, die als zweite Harzpartikel 4 verwendet werden, können die Schwingungsenergie von Schallwellen im Niederfrequenzbereich effizient in Wärmeenergie umwandeln und so das Leistungsvermögen zur Absorption von Schall im Niederfrequenzbereich verbessern. Daher haben die zweiten Harzpartikel 4 einen größeren Partikeldurchmesser als die ersten Harzpartikel 3. Geht man beispielsweise davon aus, dass die ersten Harzpartikel 3 einen Partikeldurchmesser von 0,6 mm und die Fasermassen 2 einen Durchmesser von 26 mm haben, können die zweiten Harzpartikel 4 einen Partikeldurchmesser von 21 mm haben. Der Begriff „Partikeldurchmesser der zweiten Harzpartikel 4“ bezieht sich auf einen mittleren Partikeldurchmesser, der ein arithmetisches Mittel von etwa 20 Partikeldurchmessern ist, die z. B. mit einem optischen Mikroskop oder einem Messschieber gemessen wurden.
Um die ersten Harzpartikel 3 in den ersten Lücken 8 einzuschließen und die zweiten Harzpartikel 4 in den zweiten Lücken 9 zu platzieren, kann das Verhältnis zwischen dem Gewicht der Fasermassen 2 und dem Gesamtharzpartikelgewicht der Kombination aus den ersten Harzpartikeln 3 und den zweiten Harzpartikeln 4 zwischen 70:30 und 95:5, vorzugsweise zwischen 80:20 und 90:10 liegen. Das Verhältnis von 80:20 bis 90: 10 ermöglicht es, dass die ersten Harzpartikel 3 effizient in den ersten Lücken 8 eingeschlossen werden und dass die zweiten Harzpartikel 4 effizient in den zweiten Lücken 9 platziert werden können. Das Verhältnis zwischen dem Gewicht der ersten Harzpartikel 3 und dem Gewicht der zweiten Harzpartikel 4 kann zwischen 5:95 und 50:50 liegen, vorzugsweise zwischen 20:80 und 40:60. Das Verhältnis von 20:80 bis 40:60 erleichtert die dispergierte Platzierung der zweiten Harzpartikel 4 in den zweiten Lücken 9.
Der Gesamtharzpartikelgehalt, d.h. der Anteil des Gesamtharzpartikelgewichts in dem Schallabsorber 1, kann bestimmt werden, indem eine
Mischung aus den ersten Harzpartikeln 3 und den zweiten Harzpartikeln 4 in den Fasermassen 2 aus einem anorganischen Fasermaterial einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von etwa 400°C bis etwa 500°C und einer Veraschung unterzogen wird. Insbesondere kann der Gesamtharzpartikelgehalt aus einem Gewicht (W_vor) vor der Wärmebehandlung und einem Gewicht (W_nach) nach der Wärmebehandlung unter Verwendung der folgenden Gleichung 1 berechnet werden. $G e s a m t h a r z p a r t i k e l g e h a l t = (1 - W_{nach} / W_{vor}) \times 100$
Unter der Annahme, dass der Schallabsorber 1 eine Konfiguration aufweist, bei der die Fasermassen 2, die ersten Harzpartikel 3 und die zweiten Harzpartikel 4 beispielsweise in einer sackartigen Umhüllung 5 gehalten werden, kann die Schüttdichte des Schallabsorbers 1 aus dem Volumen der sackartigen Umhüllung 5 und dem Gesamtgewicht eines Füllmaterials, das die Fasermassen 2, die ersten Harzpartikel 3 und die zweiten Harzpartikel 4 aufweist, unter Verwendung der folgenden Gleichung 2 berechnet werden. $\begin{array}{l} Sch \ddot{u} ttdichte des Schallabsorbers 1 = \\ Gesamtgewicht des F \ddot{u} llmaterials \div Volumen der sackartigen Umh \ddot{u} llung 5 \end{array}$
Die Form der Umhüllung 5 ist nicht auf eine sackartige Form beschränkt. Die Umhüllung 5 kann auch eine flächige Form haben. Die Verwendung der Umhüllung 5 kann eine Streuung der Fasern 6, der ersten Harzpartikel 3 und der zweiten Harzpartikel 4 verhindern. Die Umhüllung 5 kann Poren aufweisen, die so bemessen sind, dass sie die Reflexion von Schall, der von außen in den Schallabsorber 1 eindringt, und die Streuung der Fasern 6, der ersten Harzpartikel 3 und der zweiten Harzpartikel 4 verhindern. Konkret können z. B. Glasfasergewebe, Vliesstoff oder Kunstfasergewebe verwendet werden. Es kann ein einzelnes Stück eines solchen Gewebes verwendet werden.
Es kann ein Stapel von Stücken einer Art eines solchen Gewebes verwendet werden. Es kann ein Stapel von Stücken verschiedener Arten eines solchen Gewebes verwendet werden. Wenn die Fasern 6, die ersten Harzpartikel 3 und die zweiten Harzpartikel 4 an der Streuung gehindert werden sollen, insbesondere weil der Schallabsorber 1 in einem Raum verwendet wird, kann vorzugsweise ein Stapel von Stücken eines solchen Stoffes verwendet werden. Darüber hinaus kann der Schallabsorber 1, der keine Umhüllung 5 aufweist, direkt in einem Zwischenraum zwischen geräuscherzeugenden Objekten platziert und verwendet werden. In diesem Fall kann die Schüttdichte des Schallabsorbers 1 erhalten werden, indem das Volumen der Umhüllung 5 durch das Fassungsvermögen des Zwischenraums zwischen den Objekten ersetzt wird.
Die Ergebnisse der Bewertung des schallabsorbierenden Leistungsvermögens von Probekörpern für den Schallabsorber 1 gemäß Ausführungsform 1 werden nun beschrieben. Das schallabsorbierende Leistungsvermögens wurden wie folgt bewertet. Die Schallabsorptionskoeffizienten jedes Schallabsorbers 1 wurden nach der in der JIS A 1405-2: 2007 beschriebenen Methode zur Bestimmung der Schallabsorptionskoeffizienten bei normalem Vorkommen mit einem Schallabsorptionskoeffizienten-Messsystem bestimmt. Die relativen Werte der Schallabsorptionskoeffizienten der einzelnen Schallabsorber 1 wurden auf der Grundlage der Schallabsorptionskoeffizienten eines Schallabsorbers 1 gemäß Vergleichsbeispiel 1 bei Frequenzen f von 500 Hz und 1000 Hz berechnet. Die relativen Werte der Schallabsorptionskoeffizienten der jeweiligen Schallabsorber 1 wurden miteinander verglichen.
Beispiel 1
Als erste Harzpartikel 3 wurden Polyurethan-Harzpartikel mit einem Partikeldurchmesser von 0,6 mm und einem Gesamtgewicht von 0,84 g hergestellt. Polyurethan-Harzpartikel mit einem Partikeldurchmesser von 21 mm und einem Gesamtgewicht von 1,96 g wurden als zweite Harzpartikel 4 hergestellt. Glaswolle mit einem Durchmesser von 4 wurde als Fasern 6 hergestellt. Die Fasermassen 2 wurden gebildet, indem die ersten Harzpartikel 3 in den Fasern 6 eingeschlossen wurden. Die zweiten Harzpartikel 4 wurden um die Fasermassen 2 herum angeordnet und bildeten so einen Probekörper. Der Probekörper mit einem Gesamtgewicht von 18,8 g wurde in die sackartige Umhüllung 5 aus Glasfasergewebe eingelegt, die in der Draufsicht eine kreisförmige Form, einen Durchmesser von 100 mm und eine Dicke von 25 mm aufweist. Der Schallabsorber 1 mit einer Schüttdichte von 96 kg/m³ wurde auf die oben beschriebene Weise hergestellt.
Vergleichsbeispiel 1
Der Schallabsorber 1 als Vergleichsbeispiel wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die ersten Harzpartikel 3 und die zweiten Harzpartikel 4 nicht enthalten waren.
Vergleichsbeispiel 2
Der Schallabsorber 1 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das Gesamtgewicht der ersten Harzpartikel 3 2,8 g betrug und die zweiten Harzpartikel 4 nicht enthalten waren.
Die folgende Tabelle 1 beschreibt die Bedingungen im Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2. Tabelle 1

Beispiel 1 Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2

Erste Harzpartikel enthalten keine enthalten

Zweite Harzpartikel enthalten keine keine
3 zeigt den Vergleich zwischen den relativen Werten der Schallabsorptionskoeffizienten, je nachdem, ob die ersten Harzpartikel 3 und/oder die zweiten Harzpartikel 4 enthalten waren. Tabelle 1 und 3 zeigen, dass der Schallabsorber 1 aus Beispiel 1 mit den ersten Harzpartikeln 3 und den zweiten Harzpartikeln 4 höhere Schallabsorptionskoeffizienten aufweist als der Schallabsorber 1 gemäß Vergleichsbeispiel 1, der weder die ersten Harzpartikel 3 noch die zweiten Harzpartikel 4 enthält, und der Schallabsorber 1 gemäß Vergleichsbeispiel 2, der die ersten Harzpartikel 3 enthält und die zweiten Harzpartikel 4 ausschließt.
Bei 500 Hz im Niederfrequenzbereich beträgt der relative Wert des Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 1 1,96, was höher ist als 1 im Vergleichsbeispiel 2. Dies zeigt die Wirkung der zweiten Harzpartikel 4. Bei 1000 Hz im Hochfrequenzbereich beträgt der relative Wert des Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 1 1,15 und ist damit höher als 1 im Vergleichsbeispiel 2. Dies zeigt, dass die Einbeziehung der zweiten Harzpartikel 4 keine Verringerung des Schallabsorptionskoeffizienten im Hochfrequenzbereich bewirkt.
Wie oben beschrieben, kann der Schallabsorber 1 mit hervorragender Leistung bei der Absorption von Schall sowohl im Nieder- als auch im Hochfrequenzbereich erhalten werden, indem die Fasermassen 2 mit den in den ersten Lücken 8 eingeschlossenen ersten Harzpartikel 3 gebildet werden und die zweiten Harzpartikel 4 mit einem größeren Partikeldurchmesser als dem der ersten Harzpartikel in den zwischen den Fasermassen 2 vorgesehenen zweiten Lücken 9 angeordnet werden.
In dem oben beschriebenen Beispiel wird die mindestens eine Faser 6 zu einer Masse verknäuelt, die als Fasermasse 2 dient. Ein geformtes Produkt in Form einer Matte kann in Massen geschnitten werden. Die Fasermassen 2 mit einer gewünschten Größe können durch Schneiden des mattenartigen Formkörpers gebildet werden. Zum Schneiden können verschiedene Schneidegeräte, wie z. B. eine messerartige Schneidvorrichtung, ein Hammermühlen-Rotationsschneider, ein Rollen-Rotationsschneider und ein Stift-Scheiben-Rotationsschneider, verwendet werden.
Die Fasermassen 2 und die zweiten Harzpartikel 4 weisen vorzugsweise jeweils eine Struktur auf, die eine gleichmäßige Verteilung über den gesamten Schallabsorber 1 ermöglicht. Die gleichmäßige Verteilung der Fasermassen 2 und der zweiten Harzpartikel 4 erleichtert die Ausbildung von Strukturen über den gesamten Schallabsorber 1, die beim Absorbieren von Schallwellen im niederfrequenten Bereich wirksam sind und von Strukturen, die beim Absorbieren von Schallwellen im hochfrequenten Bereich wirksam sind. Dadurch wird eine Verringerung der Schallabsorptionsleistung aufgrund individueller Unterschiede verringert. Die zweiten Harzpartikel 4 können in so einem Ausmaß ungleichmäßig verteilt sein, dass die Schallabsorptionsleistung nicht merklich reduziert wird.
Die ersten Lücken 8 können durch eine dreidimensionale Verwicklung der Faser 6 erzeugt werden. Die Schüttdichte des Schallabsorbers 1 kann auf einen geeigneten Wert eingestellt werden, indem die Menge der ersten Lücken 8 angepasst wird. Eine geeignete Schüttdichte ermöglicht es, dass die ersten Harzpartikel 3 leicht in den ersten Lücken 8 eingeschlossen werden, wenn die Fasermassen 2 und die zweiten Harzpartikel 4 gemischt werden, und ermöglicht auch die Bildung mehrerer Schallwelleneintrittswege im Schallabsorber 1, was wiederum dem Schallabsorber 1 eine Struktur verleiht, die die Schallabsorption erleichtert. Die Größe der ersten Lücken 8 hängt vom Durchmesser und der Dichte der Faser 6 ab. Wenn der Durchmesser der Faser 6 abnimmt und ihre Dichte zunimmt, werden die ersten Lücken 8 kleiner. Eine geringere Größe der ersten Lücken 8 erleichtert den Einschluss der ersten Harzpartikel 3 in den ersten Lücken 8.
Bei der Herstellung des Schallabsorbers 1 gemäß Ausführungsform 1 können die Fasermassen 2, in denen die ersten Harzpartikel 3 eingeschlossen sind, mit den zweiten Harzpartikeln 4 gemischt werden. Der Prozess des Einschließens der ersten Harzpartikel 3 in jeder Masse, um die Fasermasse 2 zu bilden, und der Prozess des Anordnens der zweiten Harzpartikel 4 zwischen den mehreren Fasermassen 2 kann gleichzeitig durch Mischen der ersten Harzpartikel 3, der zweiten Harzpartikel 4 und der Massen, die jeweils die verknäuelte Faser 6 enthalten, durchgeführt werden. In diesem Fall kann der Partikeldurchmesser der zweiten Harzpartikel 4 so eingestellt werden, dass es unwahrscheinlich ist, dass die zweiten Harzpartikel 4 in den ersten Lücken 8 eingeschlossen werden und dass sie das Einschließen der ersten Harzpartikel 3 in den ersten Lücken 8 nicht verhindern.
Ausführungsform 2
In dem obigen Beispiel in Ausführungsform 1 wurde der Vergleich zwischen den relativen Werten der Schallabsorptionskoeffizienten in Abhängigkeit davon, ob die ersten Harzpartikel 3 und/oder die zweiten Harzpartikel 4 eingeschlossen waren, beschrieben. In Ausführungsform 2 wird ein Beispiel für eine Änderung des Partikeldurchmesserverhältnisses beschrieben, die durch Änderung des Partikeldurchmessers der zweiten Harzpartikel 4 erzielt wird. Der Rest der Konfiguration ist der gleiche wie in Ausführungsform 1. Das schallabsorbierende Leistungsvermögen wurde in ähnlicher Weise wie in Ausführungsform 1 bewertet.
Nachfolgend wird das Verhältnis des Partikeldurchmessers der zweiten Harzpartikel 4 zum Partikeldurchmesser der ersten Harzpartikel 3 als Partikeldurchmesserverhältnis bezeichnet. Das Partikeldurchmesserverhältnis kann aus dem Partikeldurchmesser (R₁) der ersten Harzpartikel 3 und dem Partikeldurchmesser (R₂) der zweiten Harzpartikel 4 unter Verwendung der folgenden Gleichung 3 berechnet werden. $Partikeldurchmesser - Verh \ddot{a} ltnis = R_{2} \div R_{1}$
Beispiel 2
Ein Schallabsorber 1 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass der Partikeldurchmesser der zweiten Harzpartikel 4 5 mm und das Partikeldurchmesserverhältnis 8 betrug.
Beispiel 3
Ein Schallabsorber 1 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass der Partikeldurchmesser der zweiten Harzpartikel 4 dabei 13 mm und das Partikeldurchmesserverhältnis 22 betrug.
Beispiel 4
Ein Schallabsorber 1 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass der Partikeldurchmesser der zweiten Harzpartikel 4 dabei 32 mm und das Partikeldurchmesserverhältnis 53 betrug.
Tabelle 2 zeigt die Bewertungsergebnisse. Die Bewertungsergebnisse von Beispiel 1 sind zu Referenzzwecken erneut dargestellt. Tabelle 2

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4

Partikeldurchmesserverhältnis 35 8 22 53

Frequenz (500 Hz) 1,96 1,69 1,92 2,02

Frequenz (1000 Hz) 1,15 1,20 1,17 1.11
4, ein Diagramm, das die Schallabsorptionskoeffizienten der Beispiele 1 bis 4 veranschaulicht, zeigt, dass die Schallabsorber hohe Schallabsorptionskoeffizienten aufweisen, unabhängig von einer Änderung des Partikeldurchmesserverhältnisses. Die gestrichelten Linien in 4 sind Hilfslinien, die jeweils das Verhalten des relativen Wertes des Schallabsorptionskoeffizienten in Abhängigkeit vom Partikeldurchmesserverhältnis darstellen.
Bei 500 Hz im Niederfrequenzbereich beträgt der relative Wert des Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 2, bei dem das Partikeldurchmesserverhältnis 8 beträgt, 1,69, der relative Wert des Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 3, bei dem das Partikeldurchmesserverhältnis 22 beträgt, 1,92 und der relative Wert des Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 4, bei dem das Partikeldurchmesserverhältnis 53 beträgt, 2,02. Diese relativen Werte sind höher als 1 im oben beschriebenen Vergleichsbeispiel 2. Bei 1000 Hz im Hochfrequenzbereich betragen die relativen Werte der Schallabsorptionskoeffizienten in den Beispielen 2, 3 und 4 dabei 1,20, 1,17 bzw. 1,11. Diese relativen Werte sind höher als 1 im Vergleichsbeispiel 2. Dies zeigt, dass eine Änderung des Partikeldurchmessers der zweiten Harzpartikel 4 keine Verringerung des Schallabsorptionskoeffizienten im Hochfrequenzbereich bewirkt.
Ein größeres Partikeldurchmesserverhältnis erschwert es den zweiten Harzpartikeln 4, in den ersten Lücken 8 in den Fasermassen 2 eingeschlossen zu werden und erleichtert die dispergierte Platzierung der zweiten Harzpartikel 4 in den zweiten Lücken 9, die jeweils eine Lücke zwischen den Fasermassen 2 darstellen. Wie in 4 dargestellt, kann das Partikeldurchmesserverhältnis 2 oder mehr, vorzugsweise 8 oder mehr, besonders bevorzugt 22 oder mehr betragen.
Wie oben beschrieben, kann der Schallabsorber 1 unabhängig von einer Änderung des Partikeldurchmesserverhältnisses eine hervorragende Leistung bei der Absorption von Schall im Nieder- und Hochfrequenzbereich erzielen. Ein größeres Partikeldurchmesserverhältnis erschwert es den zweiten Harzpartikel 4, in den ersten Lücken 8 eingeschlossen zu werden, und erleichtert die dispergierte Anordnung der zweiten Harzpartikel 4 in den zweiten Lücken 9, so dass der Schallabsorber 1 ein ausgezeichnetes Leistungsvermögen bei der Absorption von Schall sowohl im Nieder- als auch im Hochfrequenzbereich aufweist.
In dem oben beschriebenen Beispiel in Ausführungsform 2 wird das Partikeldurchmesserverhältnis durch Änderung des Partikeldurchmessers der zweiten Harzpartikel 4 eingestellt. Das Partikeldurchmesserverhältnis kann durch Änderung des Partikeldurchmessers der ersten Harzpartikel 3 eingestellt werden.
Wie in 5 dargestellt, kann der Partikeldurchmesser der zweiten Harzpartikel 4 vorzugsweise 1 mm oder mehr, noch bevorzugter 5 mm oder mehr, noch bevorzugter 13 mm oder mehr betragen, um das Leistungsvermögen zur Absorption von Schall im Niederfrequenzbereich zu verbessern.
Ausführungsform 3
Ausführungsform 3 beschreibt ein Beispiel für eine Änderung des Durchmessers der Fasermassen 2. Der Rest der Konfiguration ist der gleiche wie in Ausführungsform 1. Die schallabsorbierende Leistung wurde in ähnlicher Weise wie in Ausführungsform 1 bewertet.
Beispiel 5
Ein Schallabsorber 1 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass der Durchmesser der Fasermassen 2 dabei 12 mm betrug.
Beispiel 6
Ein Schallabsorber 1 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass der Durchmesser der Fasermassen 2 dabei 49 mm betrug.
Beispiel 7
Ein Schallabsorber 1 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass der Durchmesser der Fasermassen 2 dabei 68 mm betrug.
Tabelle 3 zeigt die Bewertungsergebnisse. Die Bewertungsergebnisse von Beispiel 1 sind zu Referenzzwecken erneut dargestellt. Tabelle 3

Beispiel 1 Beispiel 5 Beispiel 6 Beispiel 7

Durchmesser der Fasermassen [mm] 26 12 49 68

Frequenz (500 Hz) 1,96 1,94 1,86 1,67

Frequenz (1000 Hz) 1,15 1,17 1,16 1,15
6, ein Diagramm, das die Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 1 und den Beispielen 5 bis 7 zeigt, demonstriert, dass die Schallabsorber hohe Schallabsorptionskoeffizienten aufweisen, unabhängig von einer Änderung des Durchmessers der Fasermassen 2. Die gestrichelten Linien in 6 sind Hilfslinien, die jeweils den Verlauf des relativen Wertes des Schallabsorptionskoeffizienten in Abhängigkeit vom Durchmesser darstellen.
Bei 500 Hz im Niederfrequenzbereich beträgt der relative Wert des Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 5, bei dem die Fasermassen 2 einen Durchmesser von 12 mm haben, 1,94, der relative Wert des Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 6, bei dem die Fasermassen 2 einen Durchmesser von 49 mm haben, 1,86 und der relative Wert des Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 7, bei dem die Fasermassen 2 einen Durchmesser von 68 mm haben, 1,67. Diese relativen Werte sind höher als 1 im oben beschriebenen Vergleichsbeispiel 2. Bei 1000 Hz im Hochfrequenzbereich betragen die relativen Werte der Schallabsorptionskoeffizienten in den Beispielen 5, 6 und 7 dabei 1,17, 1,16 bzw. 1,15. Diese relativen Werte sind höher als 1 im Vergleichsbeispiel 2. Dies zeigt, dass eine Änderung des Durchmessers der Fasermassen 2 keine Verringerung des Schallabsorptionskoeffizienten im Hochfrequenzbereich bewirkt.
Ein Durchmesser der Fasermassen 2, der größer als 70 mm ist, führt zu einer Verringerung des Anteils der zweiten Lücken 9 im Schallabsorber 1. Dadurch kann es schwieriger werden, die zweiten Harzpartikel 4 in den zweiten Lückenn 9 zu platzieren. Ein Durchmesser der Fasermassen 2 von weniger als 5 mm führt dazu, dass das Füllmaterial einschließlich der Fasermassen 2, der ersten Harzpartikel 3 und der zweiten Harzpartikel 4 im Schallabsorber 1 dicht beladen ist. Dies kann den Eintritt von Schallwellen in den Schallabsorber 1 behindern. Aus diesem Grund können die Fasermassen 2 einen Durchmesser von vorzugsweise 5 mm bis 70 mm, noch bevorzugter von 10 mm bis 50 mm, noch bevorzugter von 20 mm bis 40 mm aufweisen.
Wie oben beschrieben, kann der Schallabsorber 1 unabhängig von einer Änderung des Durchmessers der Fasermassen 2 eine hervorragende Leistung bei der Absorption von Schall sowohl im Nieder- als auch im Hochfrequenzbereich aufweisen. Ein geeignet gewählter Durchmesser der Fasermassen 2 erleichtert die dispergierte Platzierung der zweiten Harzpartikel 4 in den zweiten Lücken 9 und verursacht keine Störung beim Eintritt von Schallwellen in den Schallabsorber 1, so dass der Schallabsorber 1 eine ausgezeichnete Leistung zur Absorption von Schall sowohl im Nieder- als auch im Hochfrequenzbereich aufweist.
Ausführungsform 4
In Ausführungsform 4 wird ein Beispiel für eine Änderung der Schüttdichte des Schallabsorbers 1 beschrieben. Der Rest der Konfiguration ist der gleiche wie in Ausführungsform 1. Die schallabsorbierende Leistung wurde in ähnlicher Weise wie in Ausführungsform 1 bewertet.
Beispiel 8
Ein Schallabsorber 1 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Schüttdichte 48 kg/m³ betrug.
Beispiel 9
Ein Schallabsorber 1 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Schüttdichte 150 kg/m³ betrug.
Beispiel 10
Ein Schallabsorber 1 wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Schüttdichte 190 kg/m³ betrug.
Tabelle 4 zeigt die Bewertungsergebnisse. Die Bewertungsergebnisse von Beispiel 1 sind zu Referenzzwecken nochmals dargestellt. Tabelle 4

Beispiel 1 Beispiel 8 Beispiel 9 Beispiel 10

Schüttdichte des Füllmaterials [kg/m³] 96 48 150 190

Frequenz (500 Hz) 1,96 1,90 2,02 1,98

Frequenz (1000 Hz) 1,15 1,10 1,17 1,07
7, ein Diagramm, das die Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 1 und den Beispielen 8 bis 10 zeigt, demonstriert, dass die Schallabsorber hohe Schallabsorptionskoeffizienten aufweisen, unabhängig von einer Änderung der Schüttdichte des Schallabsorbers 1. Die gestrichelten Linien in 7 sind Hilfslinien, die jeweils das Verhalten des relativen Wertes des Schallabsorptionskoeffizienten in Abhängigkeit von der Schüttdichte darstellen.
Bei 500 Hz im Niederfrequenzbereich beträgt der relative Wert des Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 8, bei dem der Schallabsorber 1 eine Schüttdichte von 48 kg/m³ hat, 1,90, der relative Wert des Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 9, bei dem der Schallabsorber 1 eine Schüttdichte von 150 kg/m³ hat, 2,02 und der relative Wert des Schallabsorptionskoeffizienten im Beispiel 10, bei dem der Schallabsorber 1 eine Schüttdichte von 190 kg/m³ hat, 1,98. Diese relativen Werte sind höher als 1 im oben beschriebenen Vergleichsbeispiel 2. Bei 1000 Hz im Hochfrequenzbereich betragen die relativen Werte der Schallabsorptionskoeffizienten in den Beispielen 8, 9 und 10 dabei 1,10, 1,17 bzw, 1,07. Diese relativen Werte sind höher als 1 im Vergleichsbeispiel 2. Dies zeigt, dass eine Änderung der Schüttdichte des Schallabsorbers 1 von bis zu 190 kg/m³ keine Verringerung des Schallabsorptionskoeffizienten im Hochfrequenzbereich bewirkt.
Eine zu große Schüttdichte des Schallabsorbers 1 führt dazu, dass das Füllmaterial mit den Fasermassen 2, den ersten Harzpartikeln 3 und den zweiten Harzpartikeln 4 im Schallabsorber 1 dicht beladen ist, was den Eintritt von Schallwellen in den Schallabsorber 1 behindern kann. Eine zu geringe Schüttdichte führt dazu, dass das Füllmaterial im Schallabsorber 1 nur spärlich beladen ist, was dazu führen kann, dass eine in den Schallabsorber 1 eingedrungene Schallwelle aus dem Schallabsorber 1 austritt, ohne die ersten Harzpartikel 3 und die zweiten Harzpartikel 4 zu erreichen, was zu einem schlechten Wirkungsgrad führt. Aus diesem Grund darf die Schüttdichte vorzugsweise im Bereich von 30 kg/m³ bis 200 kg/m³, besonders bevorzugt von 40 kg/m³ bis 190 kg/m³ liegen.
Wie oben beschrieben, kann der Schallabsorber 1 unabhängig von einer Änderung der Schüttdichte des Schallabsorbers 1 eine hervorragende Leistung bei der Absorption von Schall sowohl im Nieder- als auch im Hochfrequenzbereich aufweisen. Eine angemessen gewählte Schüttdichte bewirkt keine Störung des Eintritts von Schallwellen in den Schallabsorber 1 und ermöglicht es dem Schallabsorber 1, Schall effizient zu absorbieren, so dass der Schallabsorber 1 eine ausgezeichnete Leistung bei der Absorption von Schall sowohl im Nieder- als auch im Hochfrequenzbereich aufweist.
Ausführungsform 5
Ausführungsform 5 beschreibt ein Beispiel, bei dem die ersten Harzpartikel 3 und Magnetpartikel 7 in den ersten Lücken 8 des Schallabsorbers 1 eingeschlossen sind. Der Rest der Konfiguration ist ähnlich wie in Ausführungsform 1.
Wie in 8 dargestellt, sind die ersten Harzpartikel 3 und die Magnetpartikel 7 in den ersten Lücken 8 im Schallabsorber 1 eingeschlossen und bilden so die Fasermassen 2. Die Fasermassen 2 können mit Hilfe einer von der Außenseite eines solchen Schallabsorbers 1 aufgebrachten Magnetkraft gesammelt werden. Insbesondere können die Fasermassen 2, die unterschiedliche Größen aufweisen, nach Größe sortiert werden.
Für die magnetische Sortierung kann eine magnetische Sortiervorrichtung beispielsweise das Verhältnis zwischen dem Gewicht in Abhängigkeit von der Größe der Fasermasse 2 und einer Magnetkraft nutzen. Wenn die Fasermasse 2 größer als eine gewünschte Größe ist, nimmt das Gewicht der Fasermasse 2 zu, so dass es schwieriger ist, die Fasermasse 2 durch Anziehung oder Abstoßung durch eine externe Magnetkraft zu bewegen. Wenn die Fasermasse 2 kleiner als die gewünschte Größe ist, nimmt das Gewicht der Fasermasse 2 ab, so dass es einfacher ist, die Fasermasse 2 durch Anziehung oder Abstoßung durch eine äußere Magnetkraft zu bewegen.
Beispielsweise können die Fasermassen 2 in Abhängigkeit von der Bewegungsdistanz der Fasermasse 2 zu verschiedenen Zielen sortiert werden, so dass die Fasermassen 2 der gewünschten Größe, in denen die Magnetpartikel 7 eingeschlossen sind, erhalten werden können.
Bei der Herstellung des Schallabsorbers 1 können Massen, die jeweils die verwickelten Fasern 6 enthalten und die ersten Harzpartikel 3 einschließen sollen, dazu gebracht werden, die Magnetpartikel 7 einzuschließen, und die Massen können einer magnetischen Sortierung unterzogen werden. Die Massen unterschiedlicher Größe können auf die oben beschriebene Weise nach Größe sortiert werden.
Die Magnetpartikel 7 können aus mindestens einem magnetischen Partikelmaterial bestehen, das aus Metallen, wie Eisen, Ferrosilicium, Nickel, Permalloy, Fe-Si-Al, Sendust, einem Alnico-Magneten, einem Samarium-Kobalt-Magneten und einem Neodym-Eisen-Bor-Magneten, und Keramiken, wie Spinellferrit, hexagonalem Ferrit und Granatferrit, ausgewählt ist.
Die Magnetpartikel 7 können einen Partikeldurchmesser haben, der die gewünschte Magnetkraft erzeugt. Darüber hinaus können die Magnetpartikel 7 wie die ersten Harzpartikel 3 einen Partikeldurchmesser haben, der so bemessen ist, dass die Magnetpartikel 7 in den ersten Lücken 8 eingeschlossen werden können. Geht man beispielsweise davon aus, dass die Faser 6 einen Durchmesser von 7 hat, können die Magnetpartikel 7 einen Partikeldurchmesser von 0,05 mm bis 1 mm, vorzugsweise von 0,1 mm bis 0,5 mm haben.
Im Folgenden wird ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung des Schallabsorbers 1 mit Hilfe einer Magnetkraft beschrieben. Zunächst wird eine Mischung aus Harzpartikeln, die beispielsweise aus Polyurethanharz bestehen und unterschiedliche Partikeldurchmesser aufweisen, aus Massen, die jeweils die verwickelte Faser 6 enthalten, und aus Magnetpartikeln 7 mit einem Partikeldurchmesser, der so bemessen ist, dass die Magnetpartikel 7 in Lücken in den Massen eingeschlossen werden können, hergestellt (Schritt der Mischungsherstellung). Dann wird die Mischung vibriert, so dass Harzpartikel mit kleinem Durchmesser und die Magnetpartikel 7 in den Massen eingeschlossen werden, so dass Magnetmassen hergestellt werden (Schritt der Magnetmassenherstellung).
Anschließend werden die Magnetmassen mit Hilfe einer von außen auf die Magnetmassen ausgeübten Magnetkraft gesammelt (Schritt der Magnetmassensammlung). Darüber hinaus wird die nicht gesammelte Mischung mit einem Sieb gesiebt, um die Harzpartikel mit kleinem Durchmesser zu entfernen, die nicht eingefangen wurden, so dass Harzpartikel mit großem Durchmesser gesammelt werden, die einen Partikeldurchmesser aufweisen, der größer oder gleich einem Schwellenwert ist, der einen minimalen Partikeldurchmesser der im Sieb verbleibenden Harzpartikel darstellt (Schritt der Sammlung von Partikeln mit großem Durchmesser). Ein Gemisch aus den Massen und den Harzpartikeln mit großem Durchmesser wird in die Umhüllung 5 gefüllt, und die Harzpartikel mit großem Durchmesser werden dispergiert und in der Umhüllung 5 platziert, so dass der Schallabsorber 1 gebildet wird (Schritt des Ladens des Gemisches).
Wie oben beschrieben, werden die Harzpartikel mit kleinem Durchmesser, die als erste Harzpartikel 3 dienen, in den Massen eingeschlossen, so dass die Fasermassen 2 gebildet werden. Die Fasermassen 2 werden mit Hilfe einer Magnetkraft gesammelt. Die Harzpartikel mit großem Durchmesser, die als zweite Harzpartikel 4 dienen, sind weiterhin abgetrennt und werden dann mit den Fasermassen 2 kombiniert, so dass das Gemisch gebildet wird. Das auf diese Weise gebildete Gemisch kann zur Herstellung des Schallabsorbers 1 verwendet werden, der die Fasermassen 2 enthält, von denen jede eine Masse ist, die die verwickelte Faser 6 enthält, wobei die ersten Harzpartikel 3 in den ersten Lücken 8 in den Massen eingeschlossen sind, und die ferner die zweiten Harzpartikel 4 enthält, die in den zweiten Lücken 9 zwischen den Fasermassen 2 angeordnet sind und einen größeren Partikeldurchmesser als den der ersten Harzpartikel 3 haben.
Ferner werden die Massen, in denen die Harzpartikel mit kleinem Durchmesser und die Magnetpartikel 7 eingeschlossen sind, unter Verwendung verschiedener Magnetkräfte gesammelt, so dass die Fasermassen 2 leicht in ihrer Größe vereinheitlicht werden können. Der Schallabsorber 1 kann unter Verwendung der Fasermassen 2 mit einheitlicher Größe und der zweiten Harzpartikel 4 mit einer gewünschten Größe hergestellt werden. Auf diese Weise kann der Schallabsorber 1 mit einer stabilen schallabsorbierenden Leistung mit geringen Schwankungen hergestellt werden.
Darüber hinaus kann ein Teil oder ein ganzes wiederverwertbares Produkt, wie z.B. eine Klimaanlage oder ein Kühlschrank, als Material für den Schallabsorber 1 verwendet werden. Ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung des Schallabsorbers 1 unter Verwendung von Materialien, die durch das Recycling eines Kühlschranks gewonnen werden, wird nun beschrieben.
Zum Beispiel wird ein Kühlschrank, der nicht mehr benötigt wird, in ein Gehäuse, das einen Wärmeisolator, der ein Harz, wie z. B. Polyurethanharz, ein Magnetmaterial, wie z. B. Eisen, und Massen von verwickelten Fasern 6, wie z. B. Glaswolle, enthält, sowie verschiedene Teile, einschließlich eines Kompressors und Türdichtungen, zerlegt (Trennungsschritt). Anschließend wird das Gehäuse zu Flocken zerkleinert, aus denen Harzpartikel mit unterschiedlichen Partikeldurchmessern, die Magnetpartikel 7 und die im Wärmeisolator enthaltenen Massen beispielsweise mit Hilfe von Luft und/oder einer Magnetkraft gesammelt werden. Nach dem Sammeln können die Harzpartikel mit unterschiedlichen Partikeldurchmessern und die Magnetpartikel 7 weiter auf eine gewünschte Größe zerkleinert werden. Die Massen können die Harzpartikel mit kleinem Durchmesser und die Magnetpartikel 7 enthalten.
Der Schallabsorber 1 kann aus recycelten Materialien hergestellt werden, die aus einem wiederverwertbaren Produkt gewonnen wurden, d.h. aus den Massen der verwickelten Fasern 6, den Harzpartikeln mit unterschiedlichen Partikeldurchmessern und den Magnetpartikeln 7, die einen Partikeldurchmesser haben, der so bemessen ist, dass die Magnetpartikel 7 in Lücken in den Massen eingeschlossen werden können, und zwar durch den Schritt der Mischungsherstellung, den Schritt der Magnetmassenherstellung, den Schritt der Magnetmassensammlung, den Schritt der Sammlung von Partikeln mit großem Durchmesser und den Schritt des Ladens des Gemisches.
Die recycelten Materialien werden soweit erforderlich z. B. einer Desodorierung und Reinigung unterzogen. Während des Sammelns werden die recycelten Materialien vorzugsweise einer weiteren Behandlung unterzogen, wie z.B. der Reinigung und der Entfernung von Verunreinigungen. Nach der Zerkleinerung des Gehäuses in Flocken werden die Flocken gerüttelt, so dass eine Vielzahl von Gemischen gesammelt wird, die jeweils die Harzpartikel mit großem Durchmesser und die Magnetmassen enthalten, die die Harzpartikel mit kleinem Durchmesser und die Magnetpartikel 7 enthalten. Die Vielzahl der Gemische wird in die Umhüllung 5 gefüllt, und die Harzpartikel mit großem Durchmesser werden in der Umhüllung 5 verteilt und platziert. So kann der Schallabsorber 1 hergestellt werden. In diesem Fall kann die Schallabsorptionsleistung jedes der hergestellten Schallabsorber 1 geprüft werden, und die Schallabsorber 1 mit der gewünschten Schallabsorptionsleistung können ausgewählt werden.
Der auf die oben beschriebene Weise hergestellte Schallabsorber 1 erzielt eine sparsame Verwendung der Ressourcen und hat eine hervorragende Leistung bei der Absorption von Schall sowohl im Nieder- als auch im Hochfrequenzbereich. Beim Recycling des Schallabsorbers 1 gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung, der die Magnetpartikel 7 enthält, kann ein Trennungsprozess leicht durchgeführt werden, da die recycelten Materialien die Magnetpartikel enthalten.
In den Ausführungsformen 1 bis 5 kann für die ersten Harzpartikel 3 und die zweiten Harzpartikel 4 das gleiche Material ausgewählt werden. Zum Beispiel ermöglicht die Auswahl von Polyurethanharz dem Schallabsorber 1 eine hervorragende Leistung bei der Absorption von Schall sowohl im Nieder- als auch im Hochfrequenzbereich und ermöglicht darüber hinaus eine Stabilisierung der Haltbarkeit aufgrund einer Verringerung der Anzahl von Materialtypen des Schallabsorbers 1, eine Vereinfachung des Produktionsprozesses und eine Erleichterung der wirtschaftlichen Nutzung von Ressourcen beim Recycling.
Durch den Fasern 6 verliehene Hydrophobie kann verhindert werden, dass Feuchtigkeit, die während der Herstellung des Schallabsorbers 1 in den Schallabsorber 1 eindringt, in den zweiten Lücken 9 zwischen den Massen der verwickelten Fasern 6 sowie in den ersten Lücken 8 in den Massen eingeschlossen wird. Dies erleichtert die Platzierung der zweiten Harzpartikel 4 in den zweiten Lücken 9 und das Einfangen der ersten Harzpartikel 3 in den ersten Lücken 8. In diesem Fall kann ein Teil oder die Gesamtheit der Faser 6 oder die Masse der verwickelten Faser 6 hydrophob sein.
Wenn Wasser an den Fasern 6 haftet, z. B. aufgrund von Kondensation auf dem hergestellten Schallabsorber 1, können die Fasern 6 nass werden, was zu einer Verringerung des Volumens der Fasermassen 2 führt. Dies führt zu einer Veränderung des Volumens der ersten Lücken 8. Das Anhaften von Wasser an den Fasern 6 kann zum Beispiel auch zu einer Reflexion von Schallwellen führen, was eine Verringerung der Schallabsorptionsleistung des Schallabsorbers 1 zur Folge hat.
Die Hydrophobie kann eine solche Volumenänderung der ersten Lücken 8 und eine solche Verringerung der Schallabsorptionsleistung des Schallabsorbers 1 unterdrücken. Zur hydrophoben Behandlung können die Fasern 6, die Massen der verwickelten Fasern 6 oder die Fasermassen 2 in ein wasserabweisendes hydrophobes Material, wie Mineralöl, synthetisches Öl, Fluorkohlenstoffharz, Epoxidharz oder Silikonharz, getaucht werden. Das hydrophobe Material kann auf die Fasern 6, die Massen der verwickelten Fasern 6 oder die Fasermassen 2 aufgesprüht werden, um zumindest einem Teil der Fasern 6, der Massen der verwickelten Fasern 6 oder der Fasermassen 2 Hydrophobie zu verleihen. Dies ermöglicht es dem Schallabsorber 1, der ein hervorragendes Leistungsvermögen bei der Absorption von Schall sowohl im Nieder- als auch im Hochfrequenzbereich aufweist, weiterhin hervorragende Eigenschaften zu haben.
Der Schallabsorber 1 kann je nach Verwendungszweck direkt auf ein lärmerzeugendes Objekt aufgebracht werden, ohne dass er in die Umhüllung 5 eingebracht wird. Beispielsweise kann der Schallabsorber 1 bei Geräuschen, die von einer Außeneinheit einer Klimaanlage ausgehen, zwischen einem Gehäuse und einer geräuscherzeugenden Quelle, wie einem Kompressor oder einem Lüftermotor, angebracht werden. Bei Geräuschen, die mit dem Betrieb eines Automotors verbunden sind, kann der Schallabsorber 1 einen Teil oder den gesamten Motor abdecken und daran befestigt werden.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausführungsformen können die Ausführungsformen frei miteinander kombiniert werden, und jede der Komponenten in den Ausführungsformen kann geändert oder weggelassen werden.
Bezugszeichenliste

1: Schallabsorber
2: Fasermasse
3: erstes Harzpartikel
4: zweites Harzpartikel
5: Umhüllung
6: Faser
7: Magnetpartikel
8: erste Lücke
9: zweite Lücke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201944548 A [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS A 1405-2: 2007 [0023]

Claims

Schallabsorber, welcher Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Fasermassen, wobei jede der Vielzahl von Fasermassen eine Masse aus mindestens einer verwickelten Faser mit ersten Lücken darin ist und erste Harzpartikel aufweist, die in den ersten Lücken eingeschlossen sind; und zweite Harzpartikel, die in zweiten Lücken zwischen der Vielzahl von Fasermassen angeordnet sind, wobei die zweiten Harzpartikel einen größeren Partikeldurchmesser als die ersten Harzpartikel aufweisen.
Schallabsorber nach Anspruch 1, wobei die zweiten Harzpartikel mindestens ein Material aufweisen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyurethanharz, Phenolharz, Epoxidharz, Acrylharz, Polyesterharz, Polyamidharz und Melaminharz besteht.
Schallabsorber nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten Harzpartikel mindestens ein Material aufweisen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyurethanharz, Phenolharz, Epoxidharz, Acrylharz, Polyesterharz, Polyamidharz und Melaminharz besteht.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Verhältnis des Partikeldurchmessers der zweiten Harzpartikel zu dem Partikeldurchmesser der ersten Harzpartikel zwei oder mehr beträgt.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweiten Harzpartikel einen Partikeldurchmesser von 1 mm oder mehr aufweisen.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vielzahl der Fasermassen einen Durchmesser von 5 mm bis 70 mm aufweist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mindestens eine Faser einen Durchmesser von 0,1 bis 10 aufweist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vielzahl der Fasermassen und die zweiten Harzpartikel zu einem Füllmaterial kombiniert sind und das Füllmaterial eine Schüttdichte von 30 kg/m³ bis 200 kg/m³ aufweist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welcher ferner Folgendes aufweist: eine Umhüllung, in die die Vielzahl von Fasermassen und die zweiten Harzpartikel eingebracht sind.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welcher ferner Folgendes aufweist: Magnetpartikel, die in den ersten Lücken in der Vielzahl von Fasermassen eingeschlossen sind.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei mindestens ein Teil der mindestens einen Faser, der Masse oder der Vielzahl von Fasermassen eine Hydrophobie aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers, welches Folgendes aufweist: Herstellen einer Mischung von Harzpartikeln mit unterschiedlichen Partikeldurchmessern, von Massen, die jeweils eine verwickelte Faser aufweisen, und von Magnetpartikeln; Herstellen von Magnetmassen durch Vibrieren der Mischung und Einschließen der Magnetpartikel und der Harzpartikel mit kleinem Durchmesser der Harzpartikel mit unterschiedlichen Partikeldurchmessern in den Massen; Sammeln der Magnetmassen unter Verwendung einer Magnetkraft; Sammeln von Harzpartikel mit großem Durchmesser, deren Partikeldurchmesser größer oder gleich einem Schwellenwert ist, durch Sieben der nicht gesammelten Mischung; und Laden eines Gemisches aus den Magnetmassen und den Harzpartikel mit großem Durchmesser in eine Umhüllung und Dispergieren und Anordnen der Harzpartikel mit großem Durchmesser in der Umhüllung.
Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers nach Anspruch 12, welches ferner Folgendes aufweist: Trennen des Gehäuses durch Zerlegen eines wiederverwertbaren Produkts, das ein Gehäuse mit einem Wärmeisolator aufweist, wobei die Massen, die jeweils die verwickelte Fasern enthalten, aus Fasern hergestellt sind, die in dem Wärmeisolator enthalten sind und aus Flocken gesammelt werden, die durch Zerkleinern des Gehäuses erhalten werden, wobei die Harzpartikel mit unterschiedlichen Partikeldurchmessern aus Harz hergestellt sind, das aus den Flocken gesammelt wird, die durch Zerkleinern des Gehäuses erhalten werden, und die Magnetpartikel aus einem Magnetmaterial hergestellt sind, das aus den Flocken gesammelt wird, die durch Zerkleinern des Gehäuses erhalten werden.