JP2017007097A

JP2017007097A - 断熱吸音材

Info

Publication number: JP2017007097A
Application number: JP2015121405A
Authority: JP
Inventors: 青木　達也; Tatsuya Aoki; 達也青木; 由美井田; Yumi Ida
Original assignee: CCI Corp
Current assignee: CCI Corp
Priority date: 2015-06-16
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2017-01-12

Abstract

【課題】断熱性及び吸音性を容易に発揮させることのできる断熱吸音材を提供する。【解決手段】断熱吸音材１１は、エアロゲル及び繊維材料を含む断熱層２１と、発泡体層を含む吸音層３１とを積層した積層構造を有する。断熱吸音材１１は、吸音層３１を音源側に配置して用いられる。【選択図】図１

Description

本発明は、断熱吸音材に関する。

従来、発泡層と非発泡層とを含む多層構造を有し、断熱性及び吸音性を発揮する断熱吸音材が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１１１３８８号公報

本発明は、断熱性を発揮させつつ、吸音性を好適に発揮させることのできる断熱吸音材を見出すことでなされたものである。
本発明の目的は、断熱性及び吸音性を容易に発揮させることのできる断熱吸音材を提供することにある。

上記課題を解決する断熱吸音材は、エアロゲル及び繊維材料を含む断熱層と、発泡体層を含む吸音層とを積層した積層構造を有し、前記吸音層を音源側に配置して用いられる。
上記断熱吸音材において、前記発泡体層は、密度が１０〜３０ｋｇ／ｍ^３の第１発泡体層と、密度が３１〜９０ｋｇ／ｍ^３の第２発泡体層とを有することが好ましい。

上記断熱吸音材において、前記吸音層は、さらに非発泡体から構成される皮膜層を有することが好ましい。
上記断熱吸音材において、前記吸音層は、さらに非発泡体から構成される皮膜層を有し、前記第１発泡体層は、前記皮膜層と、前記第２発泡体層との間に配置されることが好ましい。

本発明によれば、断熱性及び吸音性を容易に発揮させることができる。

実施形態の断熱吸音材を模式的に示す断面図である。

以下、断熱吸音材の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の断熱吸音材１１は、エアロゲル及び繊維材料を含む断熱層２１と、吸音層３１とを積層した積層構造を有する。吸音層３１は、発泡体層を含む。断熱吸音材１１は、吸音層３１を音源側に配置して用いられる。

断熱層２１を構成するエアロゲルは、湿潤ゲルを超臨界乾燥して得られる多孔質体である。エアロゲルの基材としては、例えば、シリカ、アルミナ及びカーボンが挙げられる。エアロゲルの空隙率は、例えば、９０体積％以上であり、９５体積％以上であることが好ましい。断熱層２１を構成する繊維材料としては、例えば、ガラス繊維、鉱物繊維等の無機繊維、エステル系繊維、オレフィン系繊維、スチレン系繊維、ウレタン系繊維等の有機繊維が挙げられる。詳述すると、断熱層２１は、例えば、不織布にエアロゲルが充填された構造を有している。こうした断熱層２１は、不織布にエアロゲルを含浸して得られる。

断熱層２１は、単層構造であってもよいし、複層構造であってもよい。
断熱層２１の密度は、２０〜５００ｋｇ／ｍ^３であることが好ましく、より好ましくは１００〜３００ｋｇ／ｍ^３であり、さらに好ましくは１５０〜２５０ｋｇ／ｍ^３である。断熱層２１の厚さは、３〜１０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは５〜１０ｍｍである。

吸音層３１を構成する発泡体層としては、例えば、ウレタン系発泡体層、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）系発泡体層、スチレン系発泡体層、フェノール系発泡体層、及びポリイミド系発泡体層が挙げられる。発泡体層の中でも、ウレタン系発泡体層、及びエチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）系発泡体層の少なくとも一方であることが好ましい。

発泡体層の密度は、例えば、１０〜９０ｋｇ／ｍ^３であることが好ましい。発泡体層の厚さは、２〜１０ｍｍであることが好ましい。
発泡体層は、断熱吸音材１１の吸音性をさらに高めることが可能となるという観点では、密度が１０〜３０ｋｇ／ｍ^３の第１発泡体層と、密度が３１〜９０ｋｇ／ｍ^３の第２発泡体層とを有することが好ましい。

吸音層３１は、断熱吸音材１１の吸音性をさらに高めることが可能となるという観点では、さらに非発泡体から構成される皮膜層を有することが好ましい。非発泡体から構成される皮膜層としては、例えば、上述した発泡体層の外面を熱溶融させることで発泡体層と一体に形成された皮膜層、及び樹脂フィルムから構成される皮膜層が挙げられる。発泡体層と一体に形成された皮膜層は、発泡体層と同一の材料から構成され、発泡体層の第１主面と、この第１主面とは反対側の第２主面との少なくとも一方に形成される。樹脂フィルムとしては、例えば、ウレタン系フィルム、オレフィン系フィルム、及びエステル系フィルムが挙げられる。皮膜層は、微細な孔を有する多孔質の皮膜層であってもよい。多孔質の皮膜層は、非通液性及び通気性を有するものが好ましい。皮膜層の厚さは、０．１〜１．５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．３〜１ｍｍである。

断熱吸音材１１が上記第１発泡体層、第２発泡体層、及び非発泡体から構成される皮膜層の各層を有する場合、断熱吸音材１１の吸音性をさらに高めることが可能となるという観点では、第１発泡体層が、皮膜層と、第２発泡体層との間に配置されることが好ましい。

吸音層３１が単層の発泡体層と非発泡体から構成される皮膜層との二層の積層構造のみを有する場合、断熱吸音材１１の吸音性をさらに高めることが可能となるという観点では、皮膜層を音源側に配置することが好ましい。

吸音層３１は、断熱吸音材１１の吸音性をさらに高めることが可能となるという観点では、さらに不織布層を有することが好ましい。不織布層としては、有機繊維から構成される不織布が好ましく、有機繊維から構成される不織布としては、例えば、オレフィン系不織布、スチレン系不織布、ウレタン系不織布、及びエステル系不織布が挙げられる。不織布層の目付は、例えば、５〜２００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。

以上のように構成された断熱吸音材１１において断熱層２１の音源側とは反対側に発泡体層等の吸音層等をさらに積層してもよい。
断熱吸音材１１の有する各層は、接着されてもよいし、接着せずに積層されてもよい。接着剤としては、例えば、反応系接着剤、溶液系接着剤、及びホットメルト系接着剤が挙げられる。また、接着剤としては、例えば、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、及び酢酸ビニル系接着剤が挙げられる。断熱吸音材１１の各層は、部分的に接着されてもよいし、全面を接着させてもよい。

断熱吸音材１１の適用箇所としては、例えば、自動車のエンジンルーム内、自動車の車室内、及び建築物が挙げられる。
断熱吸音材１１の熱伝導率は、３０℃において０．０３０Ｗ／ｍＫ以下であることが好ましい。断熱吸音材１１の吸音率は、定在波比法により測定された垂直入射吸音率の２０００〜５０００Ｈｚにおける最大値において、０．５０を超えることが好ましく、より好ましくは０．５５以上である。

次に、断熱吸音材１１の作用について説明する。
エアロゲル及び繊維材料を含む断熱層２１を用いることにより断熱性は発揮されるものの、吸音性はほとんど発揮されない。本実施形態の断熱吸音材１１では、エアロゲル及び繊維材料を含む断熱層２１と、発泡体層を含む吸音層３１とを積層した積層構造を有し、吸音層３１を音源側に配置して用いられる。この構成によれば、音源から発生した音は、断熱層２１よりも先に吸音層３１に入射され、吸音層３１内で吸音される。ここで、吸音層３１内で吸音されずに吸音層３１を透過した音は、断熱層２１により反射される。すなわち、吸音層３１を一旦透過した音についても、再度吸音層３１に入射されることで、吸音層３１内で吸音されるため、吸音性が高まると考えられる。

上記実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）断熱吸音材１１は、エアロゲル及び繊維材料を含む断熱層２１と、発泡体層を含む吸音層３１とを積層した積層構造を有し、吸音層３１を音源側に配置して用いられる。この構成によれば、断熱性及び吸音性を容易に発揮させることができる。ここで、例えば、吸音層３１の厚さを増すことで、吸音性をより高めることは可能であるものの、吸音層３１の厚さを増すと、それに合わせて断熱吸音材１１を配置するスペースを確保する必要があり、例えば、断熱吸音材１１を配置した箇所の周囲のスペースの確保が困難となる。この点、本実施形態の断熱吸音材１１によれば、断熱吸音材１１の厚さを抑えつつも、吸音性を高めることが可能となる。また、本実施形態の断熱吸音材１１によれば、吸音材の厚さを抑えることで、断熱吸音材１１の軽量化を図ることも可能である。

（２）吸音層３１を構成する発泡体層は、密度が１０〜３０ｋｇ／ｍ^３の第１発泡体層と、密度が３１〜９０ｋｇ／ｍ^３の第２発泡体層とを有することが好ましい。この場合、断熱吸音材１１の吸音性をさらに高めることが可能となる。

（３）吸音層３１は、さらに非発泡体から構成される皮膜層を有することが好ましい。この場合、断熱吸音材１１の吸音性をさらに高めることが可能となる。
（４）吸音層３１は、さらに上記第１発泡体層、第２発泡体層、及び非発泡体から構成される皮膜層の各層を有し、第１発泡体層は、皮膜層と、第２発泡体層との間に配置されることが好ましい。この場合、断熱吸音材１１の吸音性をさらに高めることが可能となる。

次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）前記非発泡体から構成される皮膜層は、前記発泡体層と同一の材料から構成され、前記発泡体層と一体に設けられた皮膜、及び樹脂フィルムの少なくとも一方である断熱吸音材。

（ロ）エアロゲル及び繊維材料を含む断熱層と、発泡体層を含む吸音層とを積層した積層構造を有する断熱吸音材の使用方法であって、前記断熱層を音源側に配置して用いる断熱吸音材の使用方法。

次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態を具体的に説明する。
（実施例１）
実施例１では、下記の断熱層Ａと、吸音層として第１発泡体層Ｂ１、第２発泡体層Ｂ２、及び皮膜層Ｂ３とを有する断熱吸音材を作製した。この断熱吸音材は、音源側から第２発泡体層Ｂ２、第１発泡体層Ｂ１、皮膜層Ｂ３、及び断熱層Ａの順に積層された積層構造を有している。

断熱層Ａは、シリカエアロゲル及びガラス繊維を含む断熱層である。第１発泡体層Ｂ１の密度は、２３ｋｇ／ｍ^３である。第２発泡体層Ｂ２の密度は、８０ｋｇ／ｍ^３である。皮膜層Ｂ３は、非発泡体から構成される多孔質の皮膜層である。

詳述すると、断熱層Ａとしては、シリカエアロゲルとグラスファイバーのフェルトと含む断熱材（ニチアス株式会社製、商品名：パイロジェルＸＴ、密度：１８０ｋｇ／ｍ^３、厚さ：５ｍｍ）を用いた。第１発泡体層Ｂ１及び皮膜層Ｂ３としては、皮膜層付きウレタン発泡体（株式会社イノアックコーポレーション製、商品名：カームフレックスＦ−４、厚さ：３ｍｍ）を用いた。第２発泡体層Ｂ２としては、ウレタン発泡体（三井化学株式会社製、商品名：ＬＰ−２３、厚さ：３ｍｍ）を用いた。

表１中の「音源／構造」欄には、表１の左側を音源としたときの各層の配置を示し、同欄では、断熱層Ａ、第１発泡体層Ｂ１、第２発泡体層Ｂ２、及び皮膜層Ｂ３をそれぞれＡ，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３で示している。

（実施例２〜７）
表１に示すように、実施例２〜４は、実施例１の吸音層を構成する層の積層順序を変更した例である。実施例５，６は、第２発泡体層Ｂ２を省略した例である。実施例７は、第１発泡体層Ｂ１及び皮膜層Ｂ３を省略した例である。

（実施例８）
表１に示すように、実施例８では、さらに不織布層Ｂ４を用いた以外は実施例１と同様に断熱吸音材を作製した。

不織布層Ｂ４（表１中の「音源／構造」欄ではＢ４で示す。）としては、ポリプロピレン不織布（出光ユニテック株式会社製、商品名：ストラテックＰＰ，ＲＮ２０１５、厚さ０．１ｍｍ、目付１５ｇ／ｍ^２）を用いた。

（比較例１〜７）
比較例１〜７は、表１に示すように音源との位置関係や積層構造を変更した例である。
＜熱伝導率の測定＞
各例について３０℃における熱伝導率をＪＩＳＡ１４１２−２に規定される熱流計法により測定した。表１中の「熱伝導率」欄に熱伝導率の測定結果を示す。

＜吸音率の測定＞
各例について吸音率を測定した。この吸音率は、ＪＩＳＡ１４０５−１（定在波比法）に規定される垂直入射吸音率であり、表１中の「吸音率」欄には、２０００〜５０００Ｈｚにおける垂直入射吸音率の最大値を示している。

表１に示すように、実施例５の吸音率は、断熱層Ａを音源側に配置した比較例１よりも高くなっている。実施例６，７の吸音率についても、それぞれ断熱層Ａを音源側に配置した比較例２，３よりも高くなっている。各実施例の中でも、実施例１〜３，６，８では、優れた吸音性が発揮されることが分かる。なお、比較例４から、断熱層Ａのみでは吸音性はほとんど得られないことが分かる。また、比較例５〜７から、吸音層のみでは、断熱性が十分に得られないことが分かる。

１１…断熱吸音材、２１…断熱層、３１…吸音層。

Claims

エアロゲル及び繊維材料を含む断熱層と、発泡体層を含む吸音層とを積層した積層構造を有し、前記吸音層を音源側に配置して用いられることを特徴とする断熱吸音材。
前記発泡体層は、密度が１０〜３０ｋｇ／ｍ^３の第１発泡体層と、密度が３１〜９０ｋｇ／ｍ^３の第２発泡体層とを有することを特徴とする請求項１に記載の断熱吸音材。
前記吸音層は、さらに非発泡体から構成される皮膜層を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の断熱吸音材。
前記吸音層は、さらに非発泡体から構成される皮膜層を有し、前記第１発泡体層は、前記皮膜層と、前記第２発泡体層との間に配置されることを特徴とする請求項２に記載の断熱吸音材。