JP2014006297A - 遮音吸着材料 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に低周波数領域における騒音を低減することが出来、車両に具備される各種ダクトの遮音吸音に好適な遮音吸音材料を提供する。
【解決手段】 遮音吸音材料１は、第１繊維層２と第２繊維層３との間に膜振動層４として軟質ポリ塩化ビニルシートを融着した三層構造の遮音性積層材１Ａの第２繊維層３側となる表面上に接着層５を介して多孔質軟質発泡層６を接着してなり、軟質ポリ塩化ビニルシートに２０％伸び時における引張り力が２．０〜５．０Ｎ／１０ｍｍのものを用いるとともに、第１繊維層２と第２繊維層３の少なくとも軟質ポリ塩化ビニルシートが融着される融着面にケバ層２Ａ，３Ａが存在していることにより、音波の入射に際して膜振動層４が第１繊維層２と第２繊維層３との間で膜振動できるように構成され、膜振動層４による膜振動の作用と、更に第１繊維層２、第２繊維層３及び多孔質軟質発泡層６の各層による作用との相互作用で騒音を低減する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば内部に流体が送通されるパイプ類やダクト類から発生する騒音を吸収あるいは遮蔽するために使用される遮音吸音材料に関するものである。

例えば、自動車等の車両に装備されている空調ダクト、吸気ダクト、冷却用ダクト等といったダクト類や、あるいはハイブリッド車の冷却ファン用パイプ、エキゾーストパイプ等といったパイプ類は、空気、水、冷媒等の流体が内部を流動することに起因して騒音を発生させる。こうしたダクト類やパイプ類のような管体の中でも、例えば吸気ダクトや冷却ファン用パイプ等のように、定常の流れに加えて変動流が生じるものは、内部に生じる管内圧力脈動に起因した気柱共鳴により、低周波数域（特に３００〜６００Ｈｚ）の騒音が発生してしまう。
従来、上記ダクト類や上記パイプ類のような管体から発生する騒音を低減するために、管体の外周面を、例えばフェルトやガラス繊維シート等のような多孔質繊維材料で被覆したり（例えば特許文献２、特許文献３）、管体の管壁の少なくとも一部を、通気性を有する多孔質材料で形成したり（例えば特許文献１、特許文献４）することによって、上記管体内部に生じる管内圧力脈動に起因した騒音を低減する手段が提供されている。

特開２００４−６６９０８号公報 特開２００３−３４３３７３号公報 特開２００２−２９５３２０号公報 特開２０００−６４９１８号公報 特開２０１０−２３７４１８号公報 特開平８−１４６９６７号公報 特開２００９−１５７１７７号公報

上記従来の騒音低減手段にあって、特許文献１や特許文献４のように、ダクトの管壁の少なくとも一部を、例えば繊維材料のような通気性を有する多孔質材料で形成した場合、４７０Ｈｚ付近での低周波数域の騒音は有効に低減される。しかし、多孔質材料で形成した管壁部分は、塵埃が蓄積することで多孔の目が塞がるので、長期使用で騒音低減効果が悪化するおそれがある。
特許文献２のように、通気性繊維ダクトの外周に樹脂カバーを取付け、該通気性繊維ダクトと樹脂カバーとの間に空気層を設けた構成の場合、樹脂カバー内に侵入する塵埃によって上記通気性繊維ダクトの多孔の目が塞がってしまうおそれがあるし、またこの構成の場合には、通気性繊維ダクトと樹脂カバーの二つの部品が必要となるので、材料費が高くなる。
特許文献３のように、通気性ホースの外側に非通気性の筒カバーを設けた構成の場合でも、構成が複雑になり、材料費が高くなる。

騒音の低減手段としては、上記手段の他に、以下に示すように非通気性振動膜層を使用する手段が提供されている。
特許文献５では、熱可塑性エラストマーとプラスチックとのコンパウンドフィルムからなる非通気性振動膜と、上記非通気性振動膜を支持する不織布とからなる構成が提供されている。しかし上記特許文献５の構成は、適用可能な騒音の周波数が８００〜１３００Ｈｚの高い領域であり、８００Ｈｚ以下の低周波数域の騒音を低減するには不適である。
特許文献６では、繊維材料からなる吸音材層、ゴム状の間材層、繊維材料からなる背後層を備えた構成が提供され、該ゴム状の間材層の一層を振動単膜とし、振動単膜の複数枚を使用することで、低周波域の騒音を低減する手段としている。しかし、上記特許文献６の構成によれば１００〜３００Ｈｚの低周波数域の騒音が低減出来るが、ゴム状の間材層として加硫ゴムを使用しており、該加硫ゴムが略完全弾性体として挙動することにより、粘性成分による騒音エネルギーの減衰効果、つまり吸音性能を期待することが出来ない。
特許文献７では、ポリエステル系、またはポリオレフィン系の材料からなるフィルムとフェルトからなる吸音基材とを部分的に接着させて、フィルムの振動可能面積が５０％以上あるようにした構成が提供されている。しかし上記特許文献７の構成は、フィルムの振動可能面積が５０％以上あるようにするための手間を要し、また中間周波数や高周波数の領域にある騒音に対しては低減効果を発揮するが、低周波数域の騒音に対する低減効果は充分なものではない。

本発明は上記従来の問題点を解決して、低周波域の成分を含む騒音を有効に低減できる遮音吸音材料を提供することを課題とする。
上記課題を解決するための手段として、本発明では、第１繊維層と第２繊維層との間に膜振動層として軟質ポリ塩化ビニルシートを融着してなる三層構造の遮音性積層材に対し、上記第２繊維層側となる表面上に液状接着剤からなる接着層を設け、該接着層を介して上記第２繊維層側となる表面に多孔質軟質発泡層を接着してなる遮音吸音材料であり、上記膜振動層とする軟質ポリ塩化ビニルシートに「ＪＩＳ Ｌ１９１３の６．３ 引張り強さ及び伸び率」に準じて測定した２０％伸び時における引張り力が２．０〜５．０Ｎ／１０ｍｍのものを用いるとともに、上記第１繊維層と上記第２繊維層において、少なくとも上記軟質ポリ塩化ビニルシートが融着される融着面にケバ層が存在していることにより、音波の入射に際して上記膜振動層が上記第１繊維層と上記第２繊維層との間で膜振動できるように構成されており、上記膜振動層による膜振動の作用と、更に上記第１繊維層、上記第２繊維層及び上記多孔質軟質発泡層の各層による作用との相互作用で騒音を低減するように構成した遮音吸音材料が提供される。
また上記遮音吸音材料は、３００〜６００Ｈｚの周波数域の音を上記騒音とし、ＪＩＳ Ａ１４０５に準じて測定した垂直入射吸音率が、３００〜６００Ｈｚの周波数域で５０％以上であることが望ましい。
上記軟質ポリ塩化ビニルシートは、上記２０％伸び時における引張り力を２．０〜５．０Ｎ／１０ｍｍの範囲内とするために、ポリ塩化ビニルに可塑剤を３０〜５０質量％程度添加することによって得られたものであることが望ましい。
上記第１繊維層は、単位面積当りの重量が５０〜１００ｇ／ｍ^２であり、厚さが０．１〜１．０ｍｍであって、表面にケバ層が形成されたニードルパンチ不織布からなり、上記第２繊維層は、単位面積当りの重量が４００〜６００ｇ／ｍ^２であり、厚さが１．０〜３．０ｍｍであって、表面にケバ層が形成されたフェルトからなり、上記膜振動層とする軟質ポリ塩化ビニルシートは、単位面積当りの重量が１００〜５００ｇ／ｍ^２であって、厚さが０．０８〜０．２ｍｍであり、上記多孔質軟質発泡層は、単位面積当りの質量が１５０〜３００ｇ／ｍ^２であって、厚さが５〜１５ｍｍである軟質ポリウレタン発泡体からなり、上記接着層で液状接着剤の塗布量は、固形分換算で１０〜５０ｇ／ｍ^２であることが望ましい。
上記多孔質軟質発泡層側となる表面には、不織布からなる表皮層が積層されていてもよい。

〔作用〕
本発明の遮音吸音材料を構成する三層構造の遮音性積層材にあっては、膜振動層として軟質ポリ塩化ビニルシートを使用する。
上記軟質ポリ塩化ビニルシートは、ポリ塩化ビニルに可塑剤を添加して得られ、ポリ塩化ビニルポリマーの分子間に可塑剤が侵入することにより、上記ポリ塩化ビニルポリマーの分子相互の間隔が拡大して、上記ポリ塩化ビニルポリマーの分子相互間に働く分子間力が弱くなる。このため上記軟質ポリ塩化ビニルシートを膜振動層とした場合は、ポリオレフィン等の可塑剤が添加されていない他のプラスチックフィルムを膜振動層とした場合と比較して、膜振動が生じ易くなる。その上、上記軟質ポリ塩化ビニルシートは粘弾性を示すから、該粘弾性に基づく騒音エネルギーの減衰作用も有する。更にポリ塩化ビニルは極性ポリマーであるために、そのシートは上下一対の繊維層に強固に融着することが出来る。また更に、上記軟質ポリ塩化ビニルシートにあっては、「ＪＩＳ Ｌ１９１３の６．３ 引張り強さ及び伸び率」に準じて測定した２０％伸び時における引張り力が２．０〜５．０Ｎ／１０ｍｍに設定することによって、８００Ｈｚ以下の低周波数域の遮音吸音性能が向上することが見出された。
上記遮音性積層材において、第１繊維層および第２繊維層には、少なくとも上記軟質ポリ塩化ビニルシートが融着される融着面にケバ層が存在するものを使用するから、上記軟質ポリ塩化ビニルシートは、第１繊維層と第２繊維層とのケバ層によって浮き上がった状態で支持されているので、音波の入射に応じて容易に膜振動することができる。
上記遮音吸音材料は、上記遮音性積層材の第２繊維層側となる表面に、接着層を設けたうえで、更に軟質ポリウレタン発泡体等からなる多孔質軟質発泡層を接着して構成されているので、上記膜振動層の膜振動による、例えば騒音のエネルギーを減衰する等といった作用と、これに加えて、多孔質材である第１繊維層、第２繊維層及び多孔質軟質発泡層による緩衝吸音作用等といった作用とが相互作用することで、８００Ｈｚ以下の低周波数域の騒音に対し、良好な遮音吸音性能を発揮する。
上記遮音吸音材料にあっては、第１繊維層を単位面積当りの重量が５０〜１００ｇ／ｍ^２で厚さが０．１〜１．０ｍｍの範囲に設定し、第２繊維層を単位面積当りの重量が４００〜６００ｇ／ｍ^２で厚さが１．０〜３．０ｍｍの範囲に設定し、上記軟質ポリ塩化ビニルシートを単位面積当りの重量が１００〜５００ｇ／ｍ^２で厚さが０．０８〜０．２ｍｍの範囲に設定し、上記多孔質軟質発泡層を単位面積当りの質量が１５０〜３００ｇ／ｍ^２で厚さが５〜１５ｍｍの範囲に設定し、上記接着層で液状接着剤の塗布量を固形分換算で１０〜５０ｇ／ｍ^２の範囲に設定することによって、８００Ｈｚ以下の低周波数域でも特に３００〜６００Ｈｚの低周波数域の遮音性能が向上することが見出された。
上記遮音吸音材料は、上記遮音性積層材の第１繊維層を管材の外周に接するようにして、つまり上記遮音性積層材を内側に、上記多孔質軟質発泡層を外側にして、管材の外周に被着される。管材から発した騒音、中でも８００Ｈｚ以下の低周波数域、特に３００〜６００Ｈｚの低周波数域の騒音は、まず上記遮音性積層材を透過しようとする際に上記膜振動層が膜振動することで該透過を遮られ、また上記膜振動層である軟質ポリ塩化ビニルシートの粘弾性によってエネルギーを減衰される。さらに騒音が上記遮音性積層材を透過しても、該騒音は上記多孔質軟質発泡層の緩衝吸音作用によって吸音されるので、上記遮音吸音材料から外部へ殆ど漏れ出さない。
加えて、上記多孔質軟質吸音材料の多孔質軟質発泡層に不織布からなる表皮層を積層しておけば、上記遮音吸音材料を管材に装着した状態で、上記多孔質軟質発泡層の表面を表皮層で補強し、保護することができる。

〔効果〕
本発明においては、主として低周波数域の騒音を効果的に低減することが出来る遮音性積層材および遮音吸音材料が提供される。

実施形態の遮音吸音材料を示す断面図。 膜振動層が膜振動する状態を示す断面図。 別形態の遮音吸音材料を示す断面図。

〔第１繊維層〕
第１繊維層は、主として第２繊維層とともに膜振動層を膜振動可能に支える機能を奏しつつ、パイプ類やダクト類等といった管体の表面に接することで、該膜振動層を保護する機能を奏する。
上記第１繊維層に使用される繊維としては、例えばポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ウレタン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、アセテート繊維等の合成繊維、とうもろこしやサトウキビ等の植物から抽出された澱粉からなる生分解繊維（ポリ乳酸繊維）、パルプ、木綿、ヤシ繊維、麻繊維、竹繊維、ケナフ繊維等の天然繊維、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、石綿繊維等の無機繊維、あるいはこれらの繊維を使用した繊維製品のスクラップを解繊して得られた再生繊維の１種または２種以上の混合繊維や、融点１８０℃以下のポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のポリオレフィン系繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリウレタン繊維、ポリエステル繊維、ポリエステル共重合体繊維、ポリアミド繊維、ポリアミド共重合体繊維等の低融点熱可塑性樹脂繊維、更には融点が１９０℃以上の熱可塑性樹脂を芯部分とし、該低融点熱可塑性樹脂繊維の材料樹脂である融点１８０℃以下の低融点熱可塑性樹脂を鞘とする芯鞘型複合繊維等が例示される。上記繊維は二種以上が混合使用されてもよい。

上記繊維を層状にする、つまりシート化するには、例えばニードルパンチングによる繊維相互の絡合、合成樹脂バインダーによる繊維相互の結着、上記低融点熱可塑性樹脂繊維からなるか、あるいは上記低融点熱可塑性樹脂繊維を含有する混合繊維のシートを加熱して、上記低融点熱可塑性樹脂繊維を溶融させ、該溶融バインダーとして樹脂相互を結着する手段、更に糸状にした繊維を編織する等の公知の手段が適用される。
上記繊維の望ましいシート化手段としては、上記ニードルパンチングにより繊維相互を絡合する手段が挙げられる。上記ニードルパンチングによる繊維のシート化手段によって得られたニードルパンチ不織布は、上記ニードルパンチングがニードル（鉤状針）を繊維の塊（ウェブ）に突き刺すことで繊維相互を絡合するものであるため、表面にケバ層が好適に形成される。
なお、上記ニードルパンチング以外のシート化手段による繊維層（繊維シート）であっても、表面をブラシ等で擦ったりすることで、ケバ層を形成させることが可能である。

上記第１繊維層は、耐久性や強度を好適なものにするとともに、低周波数域の騒音に対して好適な遮音吸音性能を発揮できるようにするという観点から、単位面積当りの質量が５０〜１００ｇ／ｍ^２、遮音性積層材あるいは遮音吸音材料とした状態における厚さが０．１〜１．０ｍｍの範囲に設定されることが望ましい。
単位面積当りの質量が５０ｇ／ｍ^２に満たない、あるいは厚さが０．１ｍｍに満たない場合、上記遮音性積層材あるいは上記遮音吸音材料の表皮が耐久性や強度に劣るものになったり、後述する膜振動層を十分に膜振動させることが出来る程度のケバ層を形成させることができなかったりするおそれがある。
単位面積当りの質量が１００ｇ／ｍ^２を超える、あるいは厚さが１．０ｍｍを超える場合、得られる遮音性積層材あるいは遮音吸音材料において、遮音吸音の対象として適用可能な騒音の周波数が高周波数側へずれてしまい、低周波数域の騒音に対する遮音吸音性能が好適なものでなくなってしまう。

〔第２繊維層〕
第２繊維層は、主として上記第１繊維層とともに膜振動層を膜振動可能に支える機能を奏し、また第１繊維層と同じく繊維を材料とするものであるから、該第１繊維層とともに、騒音に対して吸音性能を発揮することで、該騒音を減衰あるいは低減する機能を奏するものである。
上記第２繊維層は、上記第１繊維層と同様な繊維を使用し、同様な手段によってシート化される。また吸音層として機能せしめるために、該第２繊維層は上記第１繊維層よりも単位面積当りの重量および厚さが大きくなるように設定することが望ましい。
すなわち、上記第２繊維は、得られる遮音性積層材や遮音吸音材料が柔軟性を損なうことなく好適な吸音性能を発揮できるようにするという観点から、単位面積当りの重量が４００〜６００ｇ／ｍ^２、遮音性積層材あるいは遮音吸音材料とした状態における厚さが１．０〜３．０ｍｍに設定されることが望ましい。
単位面積当りの重量が４００ｇ／ｍ^２に満たない、あるいは厚さが１．０ｍｍに満たない場合、吸音性能を好適に発揮できなくなるおそれがある。
また単位面積当りの重量が６００ｇ／ｍ^２を超える、あるいは厚さが３．０ｍｍを超える場合、得られる遮音性積層材や遮音吸音材料の柔軟性が損なわれて、該遮音性積層材や該遮音吸音材料と管体との間に隙間が形成されてしまったり、得られる遮音性積層材や遮音吸音材料の重量が嵩んで管体に負担がかかったり、管体に被着しにくくなったり、自重で管体から剥がれ落ちやすくなったりするおそれがある。
上記第２繊維層として望ましくは、上記繊維を使用した材料のスクラップから再生した再生繊維をフェノール樹脂等のバインダーで決着したレジンフェルトが挙げられる。上記レジンフェルトは、特にブラシ掛けすることなく、本来的に表面にケバ層を有する。また本発明にあっては、勿論上記レジンフェルト以外に、ニードルパンチフェルトあるいは含有する低融点熱可塑樹脂繊維を加熱溶着させることによって繊維相互を結着したサーマルボルドフェルト等も使用可能である。また上記フェルトに対しては必要に応じて表面ブラッシングによってケバ層を形成してもよい。

〔膜振動層〕
本発明の遮音吸音材料は、上記第１繊維層および上記第２繊維層の間に膜振動層を配することにより、騒音の入力時に該騒音の周波数域、特に低周波数域に応じて該膜振動層が膜振動することにより、好適な遮音吸音性能を発揮するように構成したものである。そして上記膜振動層は、軟質ポリ塩化ビニルシートによって形成されている。
上記軟質ポリ塩化ビニルシートは、ポリ塩化ビニルに可塑剤を所定量添加して軟質にした材料を使用したシートである。上記熱可塑剤としては、一般にジブチルフタレイト（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレイト（ＤＯＰ）、ビス（２−エチルヘキシル）フタレイト（ＤＥＨＰ）、トリクレジルホスフェート（ＴＣＰ）等が使用される。
上記軟質ポリ塩化ビニルシートは、上記可塑剤の添加によって遮音吸音性能を発揮するのに適度な粘弾性が付与され、また前記したように可塑剤がポリ塩化ビニルポリマーの分子間に侵入し、上記ポリ塩化ビニルポリマー分子相互の間隔を拡大させ、それによってポリ塩化ビニルポリマー分子相互間に働く分子間力を弱めて膜振動を生じ易くする。
上記軟質ポリ塩化ビニルシートは、好適な遮音吸音性能を発揮するべく膜振動できるようにするという観点から、単位面積当りの質量が１００〜５００ｇ／ｍ^２、シートの状態（つまり遮音吸音材料あるいは遮音性積層材とする前の状態）における厚さが０．０８〜０．２ｍｍに設定されることが望ましい。単位面積当りの質量が１００ｇ／ｍ^２に満たない、あるは厚さが０．０８に満たない場合、膜振動は可能であっても騒音のエネルギーを十分に減衰することができないおそれがある。単位面積当りの質量が５００ｇ／ｍ^２を超える、あるは厚さが０．２ｍｍを超える場合、騒音に対して十分に膜振動することができないおそれがある。
そして上記軟質ポリ塩化ビニルシートは、粘弾性に基づく騒音エネルギーの減衰作用を十分に発揮し、８００Ｈｚ以下の低周波数域、特に３００〜６００Ｈｚの低周波数域の遮音性能の向上を図るという観点から、幅１０ｍｍ×長さ１５０ｍｍのシート試料を使用し、２０℃雰囲気中で「ＪＩＳ Ｌ１９１３の６．３ 引張り強さ及び伸び率」に準じて測定した２０％伸びにおける強度（引張り力）が２．０〜５．０Ｎ／１０ｍｍの範囲に設定されている。また２０％伸びにおける強度（引張り力）を２．０〜５．０Ｎ／１０ｍｍの範囲に設定するべく、上記軟質ポリ塩化ビニルシートは、ポリ塩化ビニルに対する可塑剤の添加量を３０〜５０質量％程度とすることが望ましい。
上記引張り力が２．０Ｎ／１０ｍｍに満たない場合、軟質ポリ塩化ビニルシートが軟質化することで、得られた遮音吸音材料は８００Ｈｚを超える周波数域の音の吸音に適したものとなり、特に６００Ｈｚ以下の騒音の吸音に不適なものになるおそれがある。上記引張り力が５．０Ｎ／１０ｍｍを超える場合、軟質ポリ塩化ビニルシートが硬質化することで、得られた遮音吸音材料が４００Ｈｚ以下の周波数域の音の吸音に適したものとなり、特に４００Ｈｚを超えて６００Ｈｚ以下の騒音の吸音に不適なものになるおそれがある。

〔遮音性積層材〕
遮音性積層材は、本発明の遮音吸音材料が遮音吸音性能を発揮するための主たる部分となるものであり、上記第１繊維層と上記第２繊維層との間に膜振動層として上記軟質ポリ塩化ビニルシートを挟持し、加熱プレス機等で加熱しつつ軽くプレスすることによって得られる。
上記遮音性積層材の製造に際して、加熱温度は、１６０〜２００℃程度であり、加熱時間は３０〜５０秒程度であって、第１繊維層と第２繊維層のケバ層を押し潰さない程度のプレス圧が適用される。
上記ケバ層を押し潰さないようにするには、加熱プレス機等において上下のプレス盤の間に所定の厚みを有するスペーサーを介在させて、該スペーサーでプレス圧の一部を受けつつ、遮音性積層材の厚みが該スペーサーの厚み未満とならないように構成することが望ましい。上記加熱プレスによって上記軟質ポリ塩化ビニルシートは、上記第１繊維層と上記第２繊維層のケバ層に軽く融着する。そして上記加熱プレス後は冷間プレスあるいは室温放置によって遮音性積層材を冷却する。
上記遮音性積層材にあっては、第１繊維層及び第２繊維層と、膜振動層とを、接着するのではなく、軽くプレスして融着することを一つの特徴とする。即ち、第１繊維層及び第２繊維層と、膜振動層とを単純に接着した場合、第１繊維層あるいは第２繊維層に染み込んだ接着剤はケバ層を固めてしまい、また該接着によって膜振動層は第１繊維層あるいは第２繊維層に固定されてしまい、その結果、膜振動層が膜振動できなくなってしまうので、振動可能面積（換言すると接着面積）を考慮する必要が生じる（例えば、特許文献７を参照）。これに対して、本発明の遮音性積層材は、第１繊維層及び第２繊維層と、膜振動層とを軽くプレスすることで、押し固められた状態のケバ層の繊維内に膜振動層の溶融部分が押し込まれるようにして浸入することを防止し、さらに融着とすることでケバ層を構成する繊維の先端部表面に膜振動層を選択的に接合させている。このため本発明の遮音性積層材にあっては、ケバ層による柔軟性を維持したまま、第１繊維層及び第２繊維層と、膜振動層とを接合することができ、また該柔軟性を有するケバ層を介することで膜振動層は、第１繊維層と第２繊維層の間で浮遊状態にあるようにして支承されるため、振動可能面積を考慮せずとも、自由に膜振動することが出来る。
なお上記遮音性積層材の製造に際してプレス圧は、スペーサーを介在させる等の理由から、加熱プレス機等による具体的な圧力設定によって設定するのではなく、主として第１繊維層あるいは第２繊維層の厚みの変化率で設定する。つまり、該プレス圧は、第１繊維層あるいは第２繊維層のケバ層を押し固めないようにするという観点から、第１繊維層あるいは第２繊維層のプレス後の厚みが、プレス前の厚みの３０％〜７０％となるように設定することが望ましい。プレス後の厚みがプレス前の厚みの３０％に満たない場合、ケバ層が押し固められた状態で膜振動層の溶融部分が押圧浸透することにより、膜振動層の膜振動が阻害されてしまうおそれがあり、プレス後の厚みがプレス前の厚みの７０％を超える場合、第１繊維層あるいは第２繊維層と、膜振動層との接合力が不足して、各層間の剥離が発生してしまうおそれがある。

〔多孔質軟質発泡層〕
多孔質軟質発泡層は、上記遮音性積層材を透過する騒音に対して緩衝吸音性能を発揮することで、上記遮音吸音材料に好適な遮音吸音性能を付与せしめるためのものである。そして上記遮音性積層材と上記多孔質軟質発泡層を積層してなる遮音吸音材料は、８００Ｈｚ以下の低周波数域の騒音、特に３００〜６００Ｈｚの低周波数域の騒音に対し、良好な遮音吸音性能を発揮することができる。
上記多孔質軟質発泡層に使用される材料としては、例えば軟質ポリウレタン発泡体、合成ゴムや天然ゴムの発泡体（スポンジ）等が挙げられる。
また、多孔質軟質発泡層は、得られる遮音吸音材料が３００〜６００Ｈｚの低周波数域の騒音に対して良好な遮音吸音性能を発揮できるようにするという観点から、単位面積当りの質量は１５０〜３００ｇ／ｍ^２、遮音吸音材料とする前の状態における厚さは５〜１５ｍｍ程度に設定されることが望ましい。
多孔質軟質発泡層の単位面積当りの質量が１５０ｇ／ｍ^２に満たない、あるいは厚さが５ｍｍに満たない場合、得られる遮音吸音材料において、遮音吸音の対象として適用可能な騒音の周波数が６００Ｈｚよりも高周波数側へずれてしまう。
また単位面積当りの質量が３００ｇ／ｍ^２を超える、あるいは厚さが１０ｍｍを超える場合、遮音吸音性能を好適に発揮することができず、騒音が外部へ漏れてしまう。

〔接着層〕
接着層は、上記遮音性積層材に上記多孔質軟質発泡層を好適に接合するためのものであり、液状の接着剤を用いて設けられる。該液状の接着剤としては、アクリル系、酢酸ビニル系、酢酸ビニル―エチレン共重合体系、合成ゴム系、天然ゴム系等の水性エマルジョンタイプあるいは有機溶剤溶液タイプの接着剤が使用される。上記接着剤の塗布量は固形分換算で通常１０〜５０ｇ／ｍ^２程度とされ、上記接着剤の塗布には通常スプレー塗布、ナイフコーター塗布、ロールコーター塗布等の公知の塗布方式が適用される。

〔遮音吸音材料〕
本発明の遮音吸音材料は、上記接着層を介して上記遮音性積層材を上記多孔質軟質発泡層の表面に接着することによって得られる。
上記遮音吸音材料の具体的な形態を、図面を用いて説明する。
図１に示すように、遮音吸音材料１は、第１繊維層２と、第２繊維層３との間に、軟質ポリ塩化ビニルシートからなる膜振動層４を介装して得られた遮音性積層材１Ａを備え、該遮音性積層材１Ａの第２繊維層３側となる表面に、接着層５を介して、多孔質軟質発泡層６を接着して、構成されたものである。
上記遮音吸音材料１は、パイプ類やダクト類等といった管体の外周面上に、第１繊維層２を管体側となる内側、多孔質軟質発泡層６を外側として被着されて使用される。そして上記遮音吸音材料１は、ダクト類やパイプ類等といった管体の内部を空気や液体等の流体が流動する際に生じた騒音、特にひびき音やこもり音や共鳴音等のような３００〜６００Ｈｚの低周波数域の騒音に対し、遮音吸音性能を発揮する。

上記遮音性積層材１Ａの第１繊維層２において、膜振動層４側の表面は軟質ポリ塩化ビニルシートが融着される融着面とされ、該融着面上にはケバ層２Ａが存在している。また上記遮音性積層材１Ａの第２繊維層３において、膜振動層４側の表面は軟質ポリ塩化ビニルシートが融着される融着面とされ、該融着面上にはケバ層３Ａが存在している。
上記膜振動層４は、上記第１繊維層２と上記第２繊維層３に対し、上記ケバ層２Ａと上記ケバ層３Ａをそれぞれ介することによって、面接触により上記第１繊維層２と上記第２繊維層３の各融着面で支持されるのではなく、該ケバ層２Ａ，３Ａを構成する細かな毛状の繊維によって、融着面から浮き上がるようにして支承されている。そして該膜振動層４は、図２に示すように、第１繊維層２から音（騒音）が入力されると、該音の周波数に応じて膜振動（図中に実線と鎖線とで示す）して、該膜振動で騒音を打ち消すように機能する。なお膜振動層４の膜振動に際して、上記ケバ層２Ａ，３Ａは、細かな毛状の繊維を撓ませることで、あたかもカーペットやクッションの如く、該膜振動層４の膜振動を妨げることなく該膜振動層４を支承する。

上記遮音吸音材料は、遮音吸音の対象となる騒音を８００Ｈｚ以下の低周波数域の音に定めており、この８００Ｈｚ以下の低周波数域の中でも特に３００〜６００Ｈｚの中間域の音に対して最適となるように、遮音吸音性能を設定している。具体的には、上記遮音吸音材料は、３００〜６００Ｈｚの周波数域の音を好適に吸音するという観点から、ＪＩＳ Ａ１４０５に準じて測定した垂直入射吸音率が、３００〜６００Ｈｚの周波数域で５０％以上であることが望ましい。該垂直入射吸音率は、遮音吸音材料に対して音が垂直方向から入射された際に、該音が反射等されることなく吸音された率、換言すると音が自動車室内等の内部に籠もらない率を示し、３００〜６００Ｈｚの周波数域で垂直入射吸音率が５０％未満の場合、騒音の反射音等が自動車室内等の内部に籠もることで、却って騒がしくなるおそれがある。
すなわち、一般的には１０００Ｈｚ以下の音が低周波数域として認識されるが、この低周波数域にある騒音の遮音・吸音は、１０００Ｈｚを超える中高周波数域にある騒音の遮音・吸音と異なり、籠り音と称される騒音を更に発生させてしまうので、非常に複雑であり、難しい。つまり自動車内で発生する低周波数域の騒音に対して遮音性能が高いものを用いると、該遮音性能は入射された音を透過させないことで発揮されるものであり、この入射された音を少なからず反射してしまうので、騒音の反射音が自動車内に籠もってしまう。また低周波数域の騒音は波長が非常に長いので、これを吸音するには吸音材の厚みを騒音の波長とほぼ同じにする必要があり、限られたスペースしかない自動車室内でこれを実現することは不可能であるので、吸音材の厚みを可能な限り厚くしても１０００Ｈｚ前後の騒音の吸音に適したものとすることしかできない。
なお、通常は低周波数域の騒音の中でも８００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの高い域にのみ適した吸音性能を主とするものとして、籠り音が発生しないようにするか、あるいは低周波数域の騒音の中でも３００Ｈｚ未満の低い域にのみ適した遮音性能を主とするものとして、籠り音を発生させやすい騒音の入射を防止しているので、結果として低周波数域の中で中間域の音の遮音・吸音が疎かになりやすい。また近時はハイブリッド車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）のように自動車室内が静かな車両が増加する傾向にあり、このように静かな自動車室内では、今まで気にならなかった自動車室外の騒音までもが目立つようになり、特に自動車室外であるエンジンルーム内等のダクト類から発生する３００〜６００Ｈｚの周波数域の騒音に対する遮音・吸音が要請されている。

図３に示すように、上記遮音吸音材料１においては、管体に被着した状態で上記多孔質軟質発泡層６の表面を補強するべく、不織布からなる表皮層７を設けてもよい。
上記不織布としては、例えばニードルパンチ不織布、スパンボンド不織布、バインダー樹脂で繊維を結着したレジン不織布、熱可塑性樹脂の加熱溶融物をバインダーとして繊維を結着したサーマルボンド不織布等の公知の不織布が使用される。
上記不織布の単位面積当りの質量は、上記多孔質軟質発泡層６の表面を好適に補強しつつ、遮音吸音性能を発揮することが可能な通気性を付与するという観点から、１０〜５０ｇ／ｍ^２の範囲に設定されることが望ましい。不織布の単位面積当りの質量が１０ｇ／ｍ^２に満たない場合、上記多孔質軟質発泡層６の表面を好適に補強することができなくなるおそれがあり、単位面積当りの質量が５０ｇ／ｍ^２を超える場合、得られる遮音吸音材料１の通気性が不十分となり、遮音吸音性能を発揮することができなくなるおそれがある。

以下に本発明を更に具体的に説明するための実施例および比較例を記載する。
〔実施例１〕
［第１繊維層］
融点１２０℃のポリエステル繊維が２０質量％混合されたポリエステル繊維からなるニードルパンチング法による不織布であり、単位面積当りの質量（目付量）を９０ｇ／ｍ^２、厚さを２．０ｍｍとした。
［膜振動層］
可塑剤として、フタル酸ビス（２−エチルヘキシル）（略号：ＤＥＨＰ）が４０質量％混入された軟質ポリ塩化ビニルシートであり、単位面積当りの質量が１２５ｇ／ｍ^２、厚さが０．１ｍｍ、２０％伸び時における引張力が３．４Ｎ／１０ｍｍであった。
尚、引張力は幅１０ｍｍ×長さ１５０ｍｍの試料を用い、２０℃雰囲気中での「ＪＩＳ Ｌ１９１３の６．３ 引張強さ及び伸び率」に準じて測定し、２０％伸びにおける強度を引張力とした。
［第２繊維層］
融点１２０℃のポリエステル繊維が２０質量％混合された繊維層等からなる反毛綿を材料としたフェルトであり、単位面積当りの質量（目付量）を５００ｇ／ｍ^２、厚さを５．０ｍｍとした。
［接着剤層］
固形分で５０質量％の酢酸ビニル−エチレン共重合体樹脂エマルションからなる接着剤である。
［多孔質軟質発泡層］
厚さ：１０ｍｍ、単位面積当りの質量：２００ｇ／ｍ^２の軟質ポリウレタン発泡体(ウレタンフォーム）である。
［遮音吸音材料］
以下の方法で５層構造の遮音吸音材料を作成した。
第１繊維層と膜振動層と第２繊維層を順番に積層して積層体としたうえで、熱圧プレス機で該積層体を軽く熱圧プレスして４０秒間加熱した後、冷間プレス機で該積層体を冷間プレスして厚さが４．０ｍｍの遮音積層材を得た。
上記熱圧プレス機においては、上型プレス盤と下型プレス盤の型面温度を１８０℃に調整し、上記積層体に上型プレス盤が軽く触れる程度のプレス圧とした。また上記冷間プレス機においては、上下のプレス盤の間にスペーサー（厚さ：約４．０ｍｍ）を介在させることで、得られる遮音積層材の厚さを４．０ｍｍとしており、該遮音積層材にあって第１繊維層は厚さが２．０ｍｍ（プレス前）から１．０ｍｍ（プレス後）となり、第２繊維層は厚さが５．０ｍｍ（プレス前）から３．０ｍｍ（プレス後）となっていた。
上記のようにして得られた遮音積層材において、第２繊維層側に塗布量が２０ｇ／ｍ^２（固形分換算）になるように接着剤をスプレー塗布して接着層を形成したうえで、該接着剤層の上に多孔質軟質発泡層を重ねて、室温で放置することにより、遮音積層材に接着層を介して多孔質軟質発泡層を接着して、全体の厚さが１４ｍｍの遮音吸音材料（Ａ）を得た。

〔比較例１〕
［膜振動層］
可塑剤として、フタル酸ビス（２−エチルヘキシル）（略号：ＤＥＨＰ）が５質量％混入された軟質ポリ塩化ビニルシートであり、単位面積当りの質量が１２５ｇ／ｍ^２、厚さが０．１ｍｍ、２０％伸び時における引張力が７．５Ｎ／１０ｍｍであった。
［遮音吸音材料］
膜振動層に上記のものを使用した以外は、実施例１と同様にして、全体の厚さが１４ｍｍの遮音吸音材料（Ｂ）を得た。

〔比較例２〕
［膜振動層］
可塑剤として、フタル酸ビス（２−エチルヘキシル）（略号：ＤＥＨＰ）が８０質量％混入された軟質ポリ塩化ビニルシートであり、単位面積当りの質量が１２５ｇ／ｍ^２、厚さが０．１ｍｍ、２０％伸び時における引張力が１．３Ｎ／１０ｍｍであった。
［遮音吸音材料］
膜振動層に上記のものを使用した以外は、実施例１と同様にして、全体の厚さが１４ｍｍの遮音吸音材料（Ｃ）を得た。

〔比較例３〕
［第１繊維層］
上記実施例１の第１繊維層で使用したニードルパンチング法による不織布（厚さ：２．０ｍｍ）を、加熱―冷却プレス成形して厚さ１．０ｍｍとした。
［第２繊維層］
上記実施例１の第２繊維層で使用したフェルト（厚さ：５．０ｍｍ）を、加熱―冷却プレス成形して厚さ３．０ｍｍとした。
［遮音吸音材料］
実施例１と同様の膜振動層に、上記の第１繊維層と上記の第２繊維層とをそれぞれ接着剤で接着して厚さが４．０ｍｍの遮音積層材を得た以外は、実施例１と同様にして、全体の厚さが１４ｍｍの遮音吸音材料（Ｄ）を得た。
上記第１繊維層及び上記第２繊維層と、上記膜振動層との接着に使用した接着剤は、融点８０℃の酢酸ビニル―エチレン共重合体粉末接着剤（融点：８０℃、粒度：１５０〜２００μｍ）であり、これを通常の撒布方法により上記膜振動層の片面３ｇ／ｍ^２の塗布量となるように塗布した。

〔評価〕
実施例１から３、および比較例１で得られた遮音吸音材料（Ａ）〜（Ｄ）について、ＪＩＳ Ａ１４０５に準じて垂直入射吸音率を測定した。その結果を表１に示す。

表１の結果より、実施例１の遮音吸音材料（Ａ）は、２００Ｈｚを超えて８００Ｈｚ以下の低周波数から中周波数域、特に３１５〜６３０Ｈｚの低周波数域において５０％を超える良好な吸音率を示した。
比較例１の遮音吸音材料（Ｂ）は、２０％伸び時における引張力が５．０Ｎ／１０ｍｍを超える（７．５Ｎ／１０ｍｍ）軟質ポリ塩化ビニルシートを膜振動層に使用したところ、３１５〜４００Ｈｚの低周波数域において５０％を超える吸音率を示したが、５００Ｈｚ以上の周波数域で吸音率が４０％未満と非常に低くなった。
比較例２の遮音吸音材料（Ｃ）は、２０％伸び時における引張力が２．０Ｎ／１０ｍｍに満たない（１．３Ｎ／１０ｍｍ）軟質ポリ塩化ビニルシートを膜振動層に使用したところ、６３０Ｈｚ以上の周波数域では５０％を超える吸音率を示すものの、３１５〜４００Ｈｚの周波数域で吸音率が４０％以下と低くなった。
比較例３の遮音吸音材料（Ｄ）は、振動可能面積が５０％以上となるように膜振動層を第１繊維層および第２繊維層にそれぞれ接着したところ、２００Ｈｚを超える低周波数域において、５００Ｈｚ以下の周波数域における吸音率が５０％未満である一方で、６３０〜１０００Ｈｚの中周波数から高周波数域で吸音率が５０％を超えており、３００〜６００Ｈｚの低周波数域における遮音吸音材料には不適であることが示された。
上記実施例１の遮音吸音材料（Ａ）を帯状に形成し、車両の空調ダクト、吸気ダクト、冷却用ダクト用の合成樹脂からなるダクトの外周に螺旋状に巻き付けて得られた遮音吸音ダクトは、明らかに騒音が低下し、良好な遮音吸音性能を示した。

〔実施例４〕
上記実施例１で得られた遮音吸音材料（Ａ）を帯状に形成し、車両の空調ダクト、吸気ダクト、冷却用ダクト用の合成樹脂からなるダクトの外周に螺旋状に巻き付けた後、更に遮音吸音材料（Ａ）の多孔質軟質発泡層側に、表皮層としてスパンボンド不織布（目付量：３０ｇ／ｍ^２）を、螺旋状をなす遮音吸音材料（Ａ）の合わせ目でオーバーラップするように、両面粘着テープを用いて貼り合わせた構成としたところ、パイプに巻き付ける時に簡単に取り付けができた。

本発明の遮音吸音材料は、ケバ層を介して第１繊維層と第２繊維層の間に融着された軟質ポリ塩化ビニルシートからなる膜振動層による膜振動の作用と、更に上記第１繊維層、上記第２繊維層及び上記多孔質軟質発泡層の各層による作用との相互作用で騒音を低減するように構成したので、８００Ｈｚ以下の低周波数域、中でも中間域である３００〜６００Ｈｚの遮音吸音に特に適したものになり、自動車のダクト類の遮音吸音に有用であるから、産業上利用可能である。

１ 遮音吸音材料
１Ａ 遮音性積層材
２ 第１繊維層
２Ａ ケバ層
３ 第２繊維層
３Ａ ケバ層
４ 膜振動層
５ 接着層
６ 多孔質軟質発泡層

Claims (5)

1. 第１繊維層と第２繊維層との間に膜振動層として軟質ポリ塩化ビニルシートを融着してなる三層構造の遮音性積層材に対し、上記第２繊維層側となる表面上に液状接着剤からなる接着層を設け、該接着層を介して上記第２繊維層側となる表面に多孔質軟質発泡層を接着してなる遮音吸音材料であり、
   上記膜振動層とする軟質ポリ塩化ビニルシートに「ＪＩＳ Ｌ１９１３の６．３ 引張り強さ及び伸び率」に準じて測定した２０％伸び時における引張り力が２．０〜５．０Ｎ／１０ｍｍのものを用いるとともに、
   上記第１繊維層と上記第２繊維層において、少なくとも上記軟質ポリ塩化ビニルシートが融着される融着面にケバ層が存在していることにより、
   音波の入射に際して上記膜振動層が上記第１繊維層と上記第２繊維層との間で膜振動できるように構成されており、
   上記膜振動層による膜振動の作用と、更に上記第１繊維層、上記第２繊維層及び上記多孔質軟質発泡層の各層による作用との相互作用で騒音を低減するように構成した
   ことを特徴とする遮音吸音材料。
2. ３００〜６００Ｈｚの周波数域の音を上記騒音とし、ＪＩＳ Ａ１４０５に準じて測定した垂直入射吸音率が、３００〜６００Ｈｚの周波数域で５０％以上である
   請求項１に記載の遮音吸音材料。
3. 上記軟質ポリ塩化ビニルシートは、上記２０％伸び時における引張り力を２．０〜５．０Ｎ／１０ｍｍの範囲内とするために、ポリ塩化ビニルに可塑剤を３０〜５０質量％程度添加することによって得られたものである
   請求項１又は請求項２に記載の遮音吸音材料。
4. 上記第１繊維層は、単位面積当りの質量が５０〜１００ｇ／ｍ^２であり、厚さが０．１〜１．０ｍｍであって、表面にケバ層が形成されたニードルパンチ不織布からなり、
   上記第２繊維層は、単位面積当りの質量が４００〜６００ｇ／ｍ^２であり、厚さが１．０〜３．０ｍｍであって、表面にケバ層が形成されたフェルトからなり、
   上記膜振動層とする軟質ポリ塩化ビニルシートは、単位面積当りの質量が１００〜５００ｇ／ｍ^２であって、厚さが０．０８〜０．２ｍｍであり、
   上記多孔質軟質発泡層は、単位面積当りの質量が１５０〜３００ｇ／ｍ^２であって、厚さが５〜１５ｍｍである軟質ポリウレタン発泡体からなり、
   上記接着層で液状接着剤の塗布量は、固形分換算で１０〜５０ｇ／ｍ^２である
   請求項１から請求項３のうち何れか一項に記載の遮音吸音材料。
5. 上記多孔質軟質発泡層側となる表面には、不織布からなる表皮層が積層されている
   請求項１から請求項４のうち何れか一項に記載の遮音吸着材料。
   
   

Images