JP2015090486A - 吸音材 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間使用しても内部空間を保持でき、吸音効果を長期間にわたり維持できる吸音材を提供する。
【解決手段】本発明の吸音材(1)は、空間形成材料(3)と繊維シート(4)を含み、空間形成材料(3)の表裏両面に繊維シート(4)が積層されていることにより前記繊維シート同士の間に空気層が形成されている。吸音材(1)の周囲には固定用枠体(2)を取り付けて固定用枠体付き吸音材(5)とし、ラダー枕木とレールの間に介在させ固定して使用するのに好適である。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道、高速道路、一般道路、等に主として供され、車両走行、あるいは、その他の音源から発生する騒音を軽減するための吸音材に関する。

鉄道、高速道路、一般道路等からは車両が走行する事により、線路あるいは道路との擦過音、車両の風きり音、車両走行時の振動音などの多種多様な騒音が発生するため、従来から様々な対策が提案されている。特許文献１には一定間隔の空間を有する矩形枠体を袋に入れ、矩形枠体の両面に布を張設した吸音材が提案されている。特許文献２には中綿体を表皮材で覆った吸音材が提案されている。特許文献３には鉄道レールの側面に、磁性粉を含有する磁性ゴムシートとガラスクロスの積層シートを、磁性ゴムがレール面となるように磁気装着すること、及び塊状グラスウールをガラスクロスで全面包覆した吸音材をレールの長さ方向に沿って配設することが提案されている。特許文献４には遮音シートをレールの側面に当接しないように間隔を置いて配設することが提案されている。特許文献５にはレールのフランジ面に空気層を介して硬質吸音材を配設することが提案されている。

特開２００６−２４１８４７号公報 特開２０００−１４８１５７号公報 特開２００８−２８０７２２号公報 特開２００８−０９５４０８号公報 特開２００３−１８４００２号公報

しかし、特許文献１および２に記載されたような従来の吸音材は内部空間を同一形状のまま長期間保持することが困難で、長期使用ができないという問題があった。すなわち、長期間使用するとカードウェブなどからなる中材では嵩がへたりやすいため、また、枠体のみでは布の形状保持性が低いため、外的圧力が加わった際に内部空間が変形したり潰れたりしてしまい、吸音性が低下する問題があった。

本発明は前記従来の問題を解決するため、長期間使用しても内部空間を保持でき、吸音効果を長期間にわたり維持できる吸音材を提供する。

本発明の吸音材は、空間形成材料と繊維シートを含む吸音材であって、前記空間形成材料の表裏両面に前記繊維シートが積層されていることにより前記繊維シート同士の間に空気層が形成されていることを特徴とする。

本発明の吸音材は、空間形成材料によって空気層が形成され、空間形成材料の表裏両面に繊維シートが積層されていることにより、吸音性は良好なものとなる。また、空間形成材料が存在することにより、空気層の形態安定性が良く、内部空間を長期間保持でき、吸音効果を長期間にわたり維持できる。

図１は本発明の一実施形態の固定用枠体付き吸音材の斜視図、図１Ｂは同I-I線の断面図である。 図２は同、吸音材の内部の立体網状体の斜視図である。 図３は同、吸音材の固定用枠体を示す断面図である。 図４は同、吸音材の使用例を示す斜視図である。 図５Ａは同、吸音材の取り付け使用例の側面図、図５Ｂは同断面図である。 図６は同、吸音材の別の取り付け使用例の断面図である。 図７Ａは本発明の実施例における吸音率の測定方法を示す模式的平面図、図７Ｂは同側面透視図である。 図８は本発明の実施例における減衰音圧の測定方法を示す模式的説明図である。

本発明の吸音材において、空気層は空間形成材料によって形成される。空間形成材料は空気層を形成できるものであれば、どのような材料を使用してもよく、例えば、スポンジなどの多孔質材料、繊維集合体、樹脂成形品などの材料を用いるとよい。空間形成材料は、樹脂、金属、木材、ゴムなどを適宜使用すると良いが、長期間の使用に耐え得る、耐候性のある材料を用いることが好ましい。また、材料として樹脂を使用すると、金属などの材料と比べ、吸音材の重量を上げずに空気層を安定して保持できるため好ましい。空間形成材料は、空気層を保持するために、繊維シートの少なくとも内側部分おいて繊維シートを支えていることが好ましい。繊維シートの内側部分において繊維シートを支えることで、繊維シート自体のへたりや劣化、また、繊維シートに外力が加わっても、繊維シート間の空気層を維持しやすくなり、ひいては吸音性能を維持しやすくなる。空間形成材料が、繊維シートの外側部分（周囲部分）のみにおいて繊維シートを支えている場合、繊維シート自体のへたりや劣化、また、繊維シートに外力が加わった際に、繊維シートが変形し、空気層の容積が減少し、ひいては吸音性能が低下する場合がある。中でも、後述する立体網状体を使用すると、内部空間を安定して保持でき、また、より大きな空隙を確保できるため好ましい。本発明の吸音材は、空気層を形成することにより良好な吸音性を有する。

（１）立体網状体について
本発明の吸音材において立体網状体（以下、単に網状体ともいう）を使用することが好ましい理由は、吸音材の内部に空間（空気層）を形成することにより吸音性を良好にするため、及び長期間使用しても内部空間を保持でき、吸音効果を長期間にわたり維持するためである。

網状体は熱可塑性樹脂が溶融押し出しされた線状不定形ループ状物であり、ループ同士が溶融固定された弾性剛体であることにより、形態安定性が良い。その結果、長期間使用してもへたり、潰れ、変形等が無く、水も溜まらず、長期間空間を維持できる。

この網状体は、熱可塑性樹脂を使用する。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、又はこれらの共重合体などのポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート又はこれらの共重合体などのポリエステル樹脂、ナイロン６、ナイロン６６又はこれらの共重合体などのポリアミド樹脂、若しくは、熱可塑性エラストマーなどのうち、１又は２以上の混合物であってよい。熱可塑性エラストマー(TPE)としては、スチレン系TPE,オレフィン系TPE,エステル系TPE,ポリアミド系TPE,塩化ビニル系TPE,ウレタン系TPE等があってもよい。本発明は、上記の熱可塑性樹脂を用いることにより、網状体に成形したときには十分な強度を有する。熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、又はポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂であることが好ましく、ポリプロピレンであることがより好ましい。熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂であると、軽量性に優れた網状体を得ることができる。また、熱可塑性樹脂に耐候性を増すため、耐候性安定剤を添加する事が好ましい。さらに、熱可塑性樹脂は一般に燃えやすいため、難燃性付与のための添加物、特に難燃剤を添加することが好ましい。

熱可塑性樹脂の２３０℃におけるメルトフローレートは、１〜５０g/10minであることが好ましく、３〜３０g/10minであることがより好ましく、５〜１５g/10minであることがさらに好ましい。メルトフローレートが前記範囲であると、溶融押し出ししやすく、形態の安定した網状体ができるため、吸音のための空気層を維持しやすい。

網状体は熱可塑性樹脂を溶融押し出ししてシート成形する。溶融押し出しすると、未延伸不定形ループ状物は、ループ同士が溶融押し出し時に溶融固定され、集合体として集積しながらシート状の網状体となる。例えば溶融温度８０〜３００℃、好ましくは２００〜２６０℃のメルトポリマーを単軸又は二軸以上の押し出し機から溶融樹脂を押し出し、ギアポンプからノズルへ送り、例えば直径１ｍｍのノズルを通過させて押し出す。ギアポンプについては必要であれば使用するとよく、使用することで安定した網状体を作ることができるため好ましい。

ノズルは単数でもよいし複数でも良い。さらには押し出し機を複数台使用し、複合ノズルを使用して複合構造型のフィラメントからなるシートを作ることも出来る。また、押し出し機とノズルの組み合わせにより網状体を構成するフィラメントは中実又は中空形状であってよく、また、その断面形状について円形や、楕円形、三角形、四角形、多角形、Ｙ字形、十字形などの異形断面型などを適宜選択するとよい。フィラメントの断面構造についても単一型、芯鞘複合型、分割複合型、サイドバイサイド型、海島型などを適宜選択するとよい。なかでも円形断面及び／又は単一型であると、圧縮時の応力変形に対し効果が優れるため好ましい。

ノズルから押し出された溶融樹脂を立体的な網状体シートに成形するには、一例として、ノズルの下に凹凸のある金属製金型を配置し、金型を移動させるか又はノズルを左右に振りながら金型を一方向に移動させることにより成形できる。金型の移動はコンベアで行い、コンベアの移動速度は、溶融押し出しされたフィラメントの落下速度よりも小さくすることが好ましい。かかる条件であると、線状フィラメントが不規則かつ不定形なループを形成しながら重なり合い、ループ同士が溶融固定される。これを冷却すると弾性剛体となる。ここで「弾性剛体」とは、金属のような硬い剛体ではなく、弾性のある剛体である。すなわち、押圧力を加えたときに変形するが、押圧力を除くと元に戻り、静置状態では変形しない。このような弾性を有する剛体であると、クッション性もあり、また、折り曲げても破損しにくいため、取り扱いやすい。網状体の圧縮率は５％以下であることが好ましい。圧縮率の下限は０％でもよいし、上述したクッション性や折り曲げ性を考慮して、０％より大きいものであってもよい。圧縮率は以下のように測定し、算出する。

＜圧縮率の測定方法＞
１０ｃｍ×１０ｃｍの網状体サンプルの厚み方向に対し、オリエンテック社製テンシロンＵＣＴ１Ｔを使用して、毎分１０ｍｍ速度にて２ｋＰａ加重し、その網状体サンプルの厚み減少量を測定する。圧縮率は、厚み減少量を、圧縮前の網状体厚みにて除して百分率にて表示したものである。圧縮前の網状体厚みは、後述する空間形成材料の厚みと同様にして測定する。

網状体などからなる空間形成材料の単位面積当たりの重量（目付）は２００〜２０００ｇ／ｍ²が好ましい。より好ましくは３００〜１５００ｇ／ｍ²であり、さらに好ましくは４００〜１０００ｇ／ｍ²である。目付が所定以上の大きさであることで、外力に対して空気層を保持しやすい。目付が大きすぎると、自重により空間形成材料の鉛直下方向に積層した繊維シートの空隙が小さくなり、吸音性が低下する場合がある。

シート状に成形した網状体などからなる空間形成材料の大きさは任意のものとすることができるが、一例として長さ及び幅１００〜２０００ｍｍ、厚さ１〜４５ｍｍが好ましい。より好ましい厚さは１０〜４０ｍｍであり、さらに好ましい厚さは２０〜３０ｍｍである。厚みを所定以上の大きさにすることで、空気層を確保し、吸音効果を奏しやすい。厚みが大きすぎると吸音材が大きくなりすぎるため、用途によっては使用出来ない場合がある。

空間形成材料の厚みは、空間形成材料を２枚の厚さ３ｍｍのアクリル板で挟み込み、１ｃｍ²あたり２．９４ｃＮの荷重を加えた状態で、アクリル板間の距離を測定し、空間形成材料の厚みとする。

網状体を構成する未延伸不定形ループ状物のフィラメントの太さも任意のものとすることができるが、一例として平均直径０．１〜１０ｍｍであり、好ましくは０．６〜１．５ｍｍである。フィラメントの直径が０．１ｍｍ以上であると外力が加わっても空気層を変形させにくくすることができる。フィラメントの直径が大きすぎると空気層における空隙率が低くなり、十分な吸音効果を得られない場合がある。フィラメントの断面形状が円形状以外の場合、フィラメントの太さは、フィラメント断面積を測定し、この断面積と同じ面積の円に換算したときの円直径とする。

溶融押し出しの際には、例えば高さが５ｍｍ〜５０ｍｍである凸部を有する金属製捕集金型を用いることにより、厚さ方向にもフィラメントが不規則に配された三次元構造の立体網状体を成形することもできる。かかる三次元構造を有する立体網状体には、動植物忌避剤、殺虫剤（ピレスロイド）、抗菌剤、着色剤などを練り込んだり付着させたりすることもできる。

また、耐候性を増すため、熱可塑性樹脂に耐候性安定剤を添加する事が好ましい。例えばベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤、カーボンブラック紫外線吸収剤等を使用するのがよい。なかでもヒンダードアミン系紫外線吸収剤、カーボンブラック紫外線吸収剤の使用が好ましく、併用するとさらに好ましい。

また、熱可塑性樹脂は一般に燃えやすいため、難燃性付与のため難燃剤を添加することが好ましい。難燃性を付与するための添加剤としては、リン系難燃剤、アンチモン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤、金属水酸化物系難燃剤を添加することが好ましい。

本発明で使用できる網状体は、未延伸不定形ループ状物が連続フィラメントからなることが好ましい。未延伸不定形ループ状物が連続フィラメントであると、カットフィラメントと比較して、フィラメントが脱落することがなく、また、製造工程も簡略化できる。

本発明で使用できる網状体は、未延伸不定形ループ状物同士の交点が、未延伸不定形ループ状物により溶融接着されている。これにより、引張強度や圧縮強度が高くなり、耐久性も高いものとなる。

網状体は、ＪＩＳ Ｌ １９０８に従って測定される引張強度が１〜５００Ｎであることが好ましく、１〜１００Ｎであることがより好ましい。上記範囲であると、取り扱いが良好である。引張強度の大きい網状体を得る場合には、熱可塑性樹脂は、結晶性の熱可塑性樹脂を用いるとよい。例えば、ポリオレフィン樹脂を用いる。このような網状体は、引張強度が５０Ｎ以上である。引張強度が５０Ｎ以上であると、網状体は破断し難く強いものとなる。

網状体は、ＪＩＳ Ｌ １９０８に従って測定される伸度が１〜１０００％であることが好ましく、１〜２００％であることがより好ましい。上記範囲であると、取り扱いが良好である。なお伸度が１００％であるとは、２倍に伸びることを意味する。

空気層における空間形成材料の密度は、０．０１０〜０．１０ｇ／ｃｍ³であることが好ましい。より好ましくは０．０１５〜０．０３５ｇ／ｃｍ³である。空気層における空間形成材料の密度が所定以上であると、空間形成材料が変形しにくく、外力に対して空気層を保持しやすい。空気層における空間形成材料の密度が所定以下であると、空気層における空気が確保され、吸音効果を奏しやすい。空気層における空間形成材料の密度は、上述した目付Ｗ（ｇ／ｍ²）と上述した厚みＴ（ｍｍ）から、下式により算出して密度とする。
Ｗ／（Ｔ×１０００）（ｇ／ｃｍ³）

空気層における空間形成材料を除いた空隙率は、９０〜９９．９％であることが好ましい。より好ましくは９６〜９９．９％である。空気層における空隙率が所定以上であることで、空気層における空気が確保され、吸音効果を奏しやすい。空隙率は、上述した空間形成材料の密度ρ₁（ｇ／ｃｍ³）と、空間形成材料を構成する成分の密度ρ₂（ｇ／ｃｍ³）を用いて、下式により算出して空隙率とする。
（１−ρ₁／ρ₂）×１００（％）

（２）繊維シート
本発明の吸音材においては、空間形成材料の表裏両面に繊維シートが積層されている。この構造により、表裏の繊維シート同士の間に空間を作り効果的に吸音できるうえ、繊維シート自体も空気を多く含むため吸音効果がある。加えて、繊維シートは水も溜まらず、長期間空間を維持できる。

繊維シートは、織物、編み物、不織布などいかなるシートでも良い。この中でも不織布が好ましい。不織布は嵩高不織布を使用することが好ましい。嵩高不織布はそれ自体も空気を多く含むため吸音効果がある。不織布としては、カードウェブ不織布、エアレイ不織布、湿式不織布、スパンボンド不織布、フラッシュ紡糸不織布、メルトブロー不織布、サーマルボンド不織布、レジンボンド不織布、ニードルパンチ不織布、ステッチボンド不織布、スパンレース不織布等いかなる不織布でもよい。この中でもスパンボンド不織布は嵩高で強度もあり、長繊維であり長期間変形しないことから好ましい。スパンボンド不織布は、ノズルから押し出した溶融ポリマーを空気力で引き伸ばした後、ネット上に広げることにより得られる繊維シートで、比較的強度が大きい長繊維で構成されている（本宮ら著、「繊維の百科事典」、663〜664頁、丸善、平成14年3月25日に詳述）。

繊維シートの厚みは、０．３〜１０ｍｍであることが好ましい。より好ましくは０．５〜５ｍｍである。繊維シートの厚みが所定範囲であると、十分な吸音効果を奏しやすく、また、軽量な吸音材にできる。また、嵩高な繊維シートを使用する場合は、厚みが２ｍｍ以上のものを使用するとよい。厚みはＪＩＳ Ｌ１０９６に準じて測定される。ただし、荷重は２．９４ｃＮ／ｃｍ²である。

繊維シートの材料は、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、ビニロン、アクリルなどの合成繊維が好ましい。中でもポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルは耐候性が高いことから好ましい。ポリエステルは屋外に露出した状態で３年以上の耐候性があり、屋外使用における耐久性を満足することができる。

繊維シートは難燃性であることが好ましい。難燃性は、自己消炎性ともいわれ、炎に触れている間は燃えるが、炎を遠ざけると消える性質であり、ＪＩＳ Ｌ１０９１の燃焼性の区分［３］、または、酸素指数(LOI)が２６(Ｏ₂％)以上であるとよい（繊維学会編「第３版繊維便覧」、125〜129頁、丸善、平成16年12月15日発行）。

吸音材は、空気層での吸音性を活かすため、空気層から音が漏れないような構成にすることが好ましい。空気層の表面及び裏面は繊維シートによって覆われているため、具体的には、空気層の側面が覆われていると好ましい。空気層の側面を覆う手段としては、例えば、空間形成材料について側面を覆う形状とすること、繊維シートについて側面を覆う形状とすること、固定用枠を取り付けること、などが挙げられる。空気層の側面が覆われることで、表又は裏から入射されてくる騒音が空気層の側面から漏れるのを抑えることができる。

繊維シートが空気層の側面を覆う形状とする手段について、好ましくは繊維シートを袋状にし、袋状内部に空間形成材料を挿入するとよい。挿入した後の繊維シートの挿入口は、ビス、ステープラー、縫製、熱接着、接着剤などの方法により閉じるとよい。繊維シートを袋状とする別の手段としては、繊維シートを空間形成材料の表裏両面に積層して端部をビスやステープラー、縫製、熱接着、接着剤などの方法により止めても良い。

繊維シートを空間形成材料に積層する手段としては、上述したように繊維シートを袋状とする手段を用いて積層してもよいし、空間形成材料を作るときに同時に繊維シートを表裏両面に貼り合わせても良い。例えば空間形成材料が立体網状体の場合には、立体網状体を作る時に繊維シートに溶融したフィラメントを接触させて繊維シートに接着一体化させることができる。

吸音材の側面には固定用枠を取り付けるのが好ましい。構造物に取り付ける場合には吸音材が動かないような強固な固定が必要であり、そのために固定用枠を取り付けるのが好ましい。固定用枠は樹脂成形品、金属プレートなどが好ましい。樹脂成形品の場合は耐久性から塩化ビニル樹脂が好ましい。

吸音材の厚みは１０〜５０ｍｍが好ましい。より好ましくは１５〜４５ｍｍである。厚みが小さすぎると空気層が薄くなるため、十分な吸音効果を得られないことがある。厚みが大きすぎると吸音材が大きくなりすぎるため、用途によっては使用出来ない場合がある。

吸音材の用途の一例として、鉄道用吸音材がある。特に、軌道に敷設する用途が好適であり、特に、ラダー枕木に取り付ける用途に好適である。ラダー枕木に取り付ける用途としては、ラダー枕木とレールの間に介在させて固定するための鉄道レール用吸音材がある。この吸音材により、車両が走行する事により発生する、線路との擦過音、車両の風きり音、車両走行時の振動音などの騒音を低減できる。ラダー枕木とレールとの間に介在させて固定する形態の吸音材として使用する場合は、空間形成材料の大きさについて、例えば長さ４２０ｍｍ、幅４６０ｍｍ、厚さ２５ｍｍなどにするとよい。吸音材をラダー枕木とレールとの間に取り付ける場合には、ラダー枕木とレールとの間のスペースに挿入するため、吸音材の厚みは１０〜５０ｍｍが好ましく、１５〜４５ｍｍがより好ましい。また、吸音材をラダー枕木とレールとの間に取り付ける場合には、吸音材が動かないように固定枠を取り付けることが好ましい。

吸音材の用途の別な例としては、高速道路や一般道路の防音壁の内側に貼り、車の騒音を低減する用途にも使用できる。あるいはマンション、アパート、ビルなどの建築物の騒音防止壁にも使用できる。建築物の騒音防止壁に適用する場合は、固定用枠体は必ずしも必要ではない。

吸音は空気層と不織布層との一体化構造によって発現する。すなわち、空間形成材料により作られた適度な空間（空気層）によって吸音し、加えて、繊維シートそのものによっても吸音する。一般に、空気層は低音（低周波数）を吸音しやすく、繊維シートは高（中）音（高（中）周波数）を吸収しやすいと言われている（繊維学会編「第３版繊維便覧」、234〜237頁、丸善、平成16年12月15日発行）。空間を形成する手段として特に立体網状体を採用することによって、立体網状体が柱のような役割を担い、外力が加わっても、空気層の容積を保持しやすくなる。これにより、吸音性能を保持しやすい効果を奏する。外力とは、例えば、雨水や風などがある。

次に図面を用いて説明する。下記の図面において、同一符号は同一物を示す。図１Ａは本発明の一実施形態の固定用枠体付き吸音材５の斜視図、図１Ｂは図１ＡのＩ−Ｉ線断面図である。吸音材１の周縁は固定用枠体２に挿入され取り付けられている。吸音材１は繊維シート４の袋に空間形成材料である立体網状体３が入っており、立体網状体３の表裏両面に繊維シート４が積層されている。

図２は吸音材の内部の立体網状体３の斜視図である。立体網状体３は熱可塑性樹脂が溶融押し出しされた線状不定形ループ状物であり、ループ同士が溶融固定された弾性剛体である。全体として凹凸状のネットになっている。この立体網状体３は、溶融押し出しノズルの下に凹凸のある金属製金型を配置し、金型を移動させるか又はノズルを左右に振りながら金型を一方向に移動させることにより成形できる。図２は、一例として凹凸の高さ２５ｍｍ、山の長さ６０ｍｍ、谷の長さ８０ｍｍ、山と山のピッチ２０ｍｍの山脈状であり、フィラメントの線径１．１〜１．２ｍｍ（800〜1100tex）の立体網状体３である。

図３は吸音材の固定用枠体２を示す断面図である。この固定用枠体２はベース部６とクッション部７で構成されている。ベース部６はコの字断面であり、全体として開口部が狭くなっており、先端は開いている。この形状により吸音材は挿入しやすい。一例としてベース部６は硬質塩化ビニル樹脂で成形され、クッション部７は軟質塩化ビニル樹脂で成形されている。ベース部６の厚みは２ｍｍ、クッション部７の厚みは１ｍｍ、コの字の深さは４０ｍｍ、全体の厚みは３０ｍｍである。図３の固定用枠体は一例であり、クッション部が存在しない、ベース部のみから構成されているものを用いても良い。ベース部の材料についても、適宜変更するとよく、硬質材料を用いても良いし、軟質材料を用いても良い。

図４は吸音材５の使用例を示す斜視図である。この吸音材５はラダー枕木１０とレール１１の間に介在させ固定して使用する。ラダー枕木はレールの下にレール方向に設置されている枕木である。左右の枕木の間は梁等により固定されている。ラダー枕木１０とレール１１の間は例えば４０ｍｍ程度の隙間があり、この隙間に吸音材５を挿入して固定できる。１２はレール締結装置である。

図５Ａは吸音材の取り付け使用例の側面図、図５Ｂは同断面図である。吸音材５をラダー枕木１０とレール１１の間に挿入し、固定用治具８ａ〜８ｃにより固定して使用する。固定用治具８ａ〜８ｃは吸音材５の周囲にある固定用枠体とラダー枕木に接着剤またはボルトにより固定する。固定用治具８ａ〜８ｃはラダー枕木１０の厚み方向の中央より下まで伸びているので、強固に固定される。

図６は吸音材５の別の取り付け使用例の断面図である。固定用治具９ａ〜９ｂは吸音材５の周囲にある固定用枠体の上部とラダー枕木１０の下部にフックするように押し込むので、強固に固定される。固定用治具８ａ〜８ｃ，９ａ〜９ｂは一例として塩化ビニル樹脂で成形する。

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

＜吸音率の測定方法＞
ＪＩＳ Ａ−１４０９残響室法吸音率に準拠して測定した。マイクロホン、スピーカー、測定試料の位置関係は図７Ａ〜図７Ｂに示すとおりである。すなわち、残響室１３の内部の机１７の上に測定試料（吸音材）１８を置き、その上方にマイクロホン１６を配置し、部屋の隅部にスピーカー１４を配置し、壁側に向かって音１５を出した。音１５は壁で反響し、一部の音は測定試料（吸音材）１８で吸音され、残りの音がマイクロホンに入る。吸音率は数値が高いほど吸音していることになる。

＜減衰音圧の測定方法＞
図８に示すように、スピーカー１９と測定試料（吸音材）１８を近接して配置し、騒音計２０をスピーカー１９から１０ｃｍ離して配置した。スピーカー出力８００Ｈｚ，１００ｄＢに設定したときの減衰音圧を測定した。目標減衰音圧は１ｄＢ以上である。

（実施例１）
熱可塑性樹脂として、２３０℃におけるメルトフローレートが９g/10minであるポリプロピレン(PP)（日本ポリプロ社製、商品名“ＳＡ０１Ａ”）を使用し、２６０℃に溶融し押し出してシート成形した。溶融押し出し時の未延伸不定形ループ状物のループ同士を溶融固定し、集合体として集積しながらシート状の立体網状体に成形した。押出機を使用して、溶融したブレンドポリマーをギアポンプからノズル直径１ｍｍのノズルを通過させて押し出した。ノズルの下には凹凸形状を有する金属プレートを金型として配置し、その下にコンベアを配置し、一方向に移動させることにより成形した。得られた立体網状体の目付けは６００ｇ／ｍ²、平均厚さ２５ｍｍ、フィラメントの線径１．１〜１．２ｍｍ（800〜1100tex）であった。この立体網状体を長さ４２０ｍｍ、幅４６０ｍｍにカットした。得られた立体網状体は図２に示す通り、凹凸の高さ２５ｍｍ、山の長さ６０ｍｍ、谷の長さ８０ｍｍ、山と山のピッチ２０ｍｍの山脈状であった。この立体網状体は２ｋＰａの押圧力を加えても少ししか変形せず、圧縮率が１．４％であり、押圧力を取ると元の状態に戻る弾性剛体であった。

得られた立体網状体を空間形成材料とし、繊維シートに相当する不織布製の袋に入れた。不織布はポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）繊維からなるスパンボンド不織布（東洋紡社製、商品名“VNB-300”）、目付３００ｇ／ｍ²、厚さ約３ｍｍを使用した。空間形成材料である立体網状体の密度は０．０２４ｇ／ｃｍ³であり、空間形成材料と繊維シートにより形成された空気層の空隙率は９７．４％であった。

（実施例２）
立体網状体の目付を１５００ｇ／ｍ²とした以外は実施例１と同様に実施した。空間形成材料である立体網状体の密度は０．０６０ｇ／ｃｍ³であり、空間形成材料と繊維シートにより形成された空気層の空隙率は９３．４％であった。

（実施例３）
立体網状体の平均厚さを１５ｍｍとした以外は実施例１と同様に実施した。空間形成材料である立体網状体の密度は０．０４０ｇ／ｃｍ³であり、空間形成材料と繊維シートにより形成された空気層の空隙率は９５．６％であった。

（比較例１）
実施例１で使用したスパンボンド不織布、目付３００ｇ／ｍ²、厚さ約３ｍｍを比較例とした。このスパンボンド不織布は２ｋＰａの押圧力を加えると厚みの半分程度（圧縮率約５０％）まで圧縮変形した。

実施例１〜３の吸音材及び比較例１のスパンボンド不織布の吸音率の測定データを表１に、減衰音圧の測定データを表２にまとめて示す。

表１〜２から次のことがわかる。
(1)吸音効果は、空間形成材料である立体網状体の厚みが高いほど良好であり、空間形成材料である立体網状体の目付が小さいほど良好である。すなわち、なるべく大きな空間を作ることが好ましい。
(2)そのためには空間内に含まれる空間形成材料である立体網状体の占有率をなるべく減らすことが有効と考えられる。
(3)実施例１〜３の吸音材は、目標とする減衰音圧１．０dB以上を満足できた。なかでも実施例１の吸音材が最も減衰できており、(1)、(2)と同様に立体網状体の占有率が低いことが有効と思われる。
(4)表１の比較例１のデータを見てわかることは、不織布のみでは高周波数（２４００Ｈｚ以上）の吸音率は十分な性能を有するが、低周波数（３００〜１２００Ｈｚ）の吸音率が低く、不織布のみではなく空気層を設けることが重要であると考えられる。

本発明の吸音材は、鉄道用、特に、軌道に敷設する用途であって、なかでも、ラダー枕木とレールの間に介在させて固定するための鉄道レール用吸音材のほか、高速道路や一般道路の防音壁、マンション、アパート、ビルなどの建築物の騒音防止壁、床下防音材などにも適用できる。

１ 吸音材
２ 固定用枠体
３ 立体網状体（空間形成材料）
４ 繊維シート
５ 固定用枠体付き吸音材
６ 固定用枠体のベース部
７ 固定用枠体のクッション部
８ａ〜８ｃ，９ａ〜９ｂ 固定用治具
１０ ラダー枕木
１１ レール
１２ レール締結装置
１３ 残響室
１４，１９ スピーカー
１５ 音
１６ マイクロホン
１７ 机
１８ 測定試料（吸音材）
２０ 騒音計

Claims (8)

1. 空間形成材料と繊維シートを含む吸音材であって、
   前記空間形成材料の表裏両面に前記繊維シートが積層されていることにより前記繊維シート同士の間に空気層が形成されていることを特徴とする吸音材。
2. 前記空間形成材料が立体網状体であり、前記立体網状体は熱可塑性樹脂が溶融押し出しされた線状不定形ループ状物であり、ループ同士が溶融固定された弾性剛体である請求項１に記載の吸音材。
3. 前記空気層の側面が覆われている請求項１又は２に記載の吸音材。
4. 前記繊維シートは袋状であり、前記袋状内部に前記空間形成材料が挿入されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸音材。
5. 前記吸音材の側面には固定用枠が取り付けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸音材。
6. 前記吸音材の厚みは１０〜５０ｍｍである請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸音材。
7. 前記空間形成材料の密度は、０．０１０〜０．１０ｇ／ｃｍ³である請求項１〜６のいずれか１項に記載の吸音材。
8. 前記吸音材はラダー枕木とレールの間に介在させて固定するための鉄道レール用吸音材である請求項１〜７のいずれか１項に記載の吸音材。

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