JP2018161778A - 吸音材及び車両部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動車用に用いることに適した、高温下であっても吸音性が維持され、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域における平均吸音率が０．６以上である吸音性能を有する吸音材〜提供。【解決手段】繊維層１０と無機材料層２０からなり、繊維層と無機材料層は接しており、繊維層における繊維の含有率が５０重量％を超えており、無機材料層は、繊維と無機粒子からなり、無機材料層における繊維の含有率が５０重量％以下である吸音材１。繊維層の密度は、無機材料層の密度より小さく、無機材料層の密度は３〜６ｇ／ｃｍ３あることが好ましい、吸音材。繊維層は２層以上からなり、厚さが３ｍｍ以上あり、無機材料層の厚みが０．１ｍｍ以上である吸音材。両層１０，２０を構成する繊維は各々独立に無機繊維であり、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、生体溶解性繊維、ダラスウール又はロックウールから選択される１つ以上の無機繊維からなる吸音材。【選択図】図１
Description
本発明は、吸音材及び車両部品に関する。
自動車は、エンジンやモーター等の動力源を有し、これらが稼働することにより様々な音が発生し、このような音が車内にも伝達される。また、自動車内には、自動車自身が発生する音だけでなく、自動車が走行した際に発生するロードノイズや風切り音等の車外から発生する音も伝達される。これらの音は重なり合い、人が不快と感じる周波数の音、すなわち８００〜２０００Ｈｚの周波数の音になる場合がある。
そのため、エンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ、排気管周辺部等での遮音・吸音による防音対策が行われている。
そのため、エンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ、排気管周辺部等での遮音・吸音による防音対策が行われている。
このような防音対策として、特許文献１には、α−アルミナ結晶化率：５％以下およびムライト結晶化率：８０％以下の結晶質アルミナファイバーからなることを特徴とする消音器用吸音材を自動車に用いることが開示されている。
吸音材を自動車用に適用する場合、高温下であっても吸音性を維持することが求められる。
特に、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域の音は、人にとって不快な音となるので、この周波数領域において、吸音材の吸音性能を高めることが求められている。
特に、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域の音は、人にとって不快な音となるので、この周波数領域において、吸音材の吸音性能を高めることが求められている。
特許文献１における吸音材は、結晶質のアルミナファイバーの材料を用いていることから、樹脂系の繊維を材料として用いた場合と比較すると、エンジン周りの４００℃以上の高温下であっても繊維特性がかわらず、吸音性能は維持される。
しかしながら、特許文献１における吸音材は、実施例を再現した場合に、２０００Ｈｚ以下の低周波数領域での吸音率が０．５未満であり、吸音性能が充分といえなかった。
しかしながら、特許文献１における吸音材は、実施例を再現した場合に、２０００Ｈｚ以下の低周波数領域での吸音率が０．５未満であり、吸音性能が充分といえなかった。
本発明は、上記問題点を解決するためになされた発明であり、本発明の目的は、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域における平均吸音率が０．６以上である吸音性能を有する吸音材を提供することである。
すなわち、本発明の吸音材は、繊維層と無機材料層からなる吸音材であって、上記繊維層と上記無機材料層は接しており、上記繊維層における繊維の含有率が、５０重量％を超えており、上記無機材料層は、繊維と無機粒子からなり、上記無機材料層における繊維の含有率が、５０重量％以下であることを特徴とする。
本発明の吸音材は繊維層と無機材料層からなる。
本発明の吸音材では、無機材料層が音を受ける面となる。無機材料層は繊維と無機粒子で構成されているため、吸音材が音を受けた場合、その音は、無機粒子及び繊維を振動させるエネルギーに変換される。また、音源からみて無機材料層の反対側には繊維層が無機材料層に接して設けられている。繊維層は無機材料層と接しているため、無機材料層の振動が繊維層に伝わると考えられる。そのため、繊維層のみの場合、及び、無機材料層のみの場合と比較して吸音性能が向上し、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域における吸音性能も向上させることができると考えられる。
また、無機粒子を含む無機材料層を備えているため、３００℃以上の温度変化に対する形状保持性にも優れる。
なお、繊維層と無機材料層とが接しているとは、無機材料層に加えられた振動が繊維層に伝達可能であることを指しており、繊維層と無機材料層が直接接触している場合だけでなく、繊維層と無機材料層とが接着剤層等により接着されている場合も含む。
本発明の吸音材では、無機材料層が音を受ける面となる。無機材料層は繊維と無機粒子で構成されているため、吸音材が音を受けた場合、その音は、無機粒子及び繊維を振動させるエネルギーに変換される。また、音源からみて無機材料層の反対側には繊維層が無機材料層に接して設けられている。繊維層は無機材料層と接しているため、無機材料層の振動が繊維層に伝わると考えられる。そのため、繊維層のみの場合、及び、無機材料層のみの場合と比較して吸音性能が向上し、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域における吸音性能も向上させることができると考えられる。
また、無機粒子を含む無機材料層を備えているため、３００℃以上の温度変化に対する形状保持性にも優れる。
なお、繊維層と無機材料層とが接しているとは、無機材料層に加えられた振動が繊維層に伝達可能であることを指しており、繊維層と無機材料層が直接接触している場合だけでなく、繊維層と無機材料層とが接着剤層等により接着されている場合も含む。
本発明の吸音材において、上記繊維層の密度は、上記無機材料層の密度よりも小さいことが望ましい。
繊維層の密度が無機材料層の密度よりも小さいと、無機材料層の振動を十分に吸収することが可能である。
繊維層の密度が無機材料層の密度よりも小さいと、無機材料層の振動を十分に吸収することが可能である。
本発明の吸音材において、上記無機材料層の密度は３〜６ｇ／ｃｍ３であることが望ましい。
また、無機材料層の密度は、繊維層の密度の３倍以上であることが望ましく、３〜３０倍であることがさらに望ましい。
また、無機材料層の密度は、繊維層の密度の３倍以上であることが望ましく、３〜３０倍であることがさらに望ましい。
本発明の吸音材において、上記繊維層の厚さは３ｍｍ以上であることが望ましい。
繊維層の厚さが３ｍｍ未満であると、音を吸収するためには薄すぎ、充分な吸音性能を確保しにくくなる。
また、本発明の吸音材における繊維層の厚さは、３〜５０ｍｍであることがより望ましい。繊維層の厚さが５０ｍｍを超えると、吸音材としての機能性能、吸音性は問題ないが、エンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ、排気管の車両用途に吸音材を用いたとき、厚みがネックとなり、車両用途で吸音材を配置することができなくなることがある。
繊維層の厚さが３ｍｍ未満であると、音を吸収するためには薄すぎ、充分な吸音性能を確保しにくくなる。
また、本発明の吸音材における繊維層の厚さは、３〜５０ｍｍであることがより望ましい。繊維層の厚さが５０ｍｍを超えると、吸音材としての機能性能、吸音性は問題ないが、エンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ、排気管の車両用途に吸音材を用いたとき、厚みがネックとなり、車両用途で吸音材を配置することができなくなることがある。
繊維層と無機材料層とが個別に作製された繊維層と無機材料層とが接合されている場合には、該接合部分を境界として繊維層及び無機材料層の厚さを決定する。
また、繊維層を構成する繊維及び無機材料層を構成する繊維が同じものであって繊維層と無機材料層との境界が明瞭でない場合、例えば、繊維層の表面に繊維と無機粒子の混合物（又はこれらを溶媒中に分散させた分散液）を付与することにより繊維層上に無機材料層を形成してなる吸音材の場合、各層を構成する繊維の割合を元素分析により求め、繊維含有率が５０％以上の部分を繊維層、５０％未満の部分を無機材料層とする。
繊維層及び／又は無機材料層が、繊維とその他の成分で共通する元素を有する場合には、単純な元素分析では繊維の含有率を求めることができないため、まず、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）−エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）や蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）等の元素マッピングによって繊維層又は無機材料層を構成する各成分の組成を微量成分も含めて定性的に決定し、その後、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析等の精密な定量分析を行うことによって、繊維の含有率を求めることができる。
また、繊維層を構成する繊維及び無機材料層を構成する繊維が同じものであって繊維層と無機材料層との境界が明瞭でない場合、例えば、繊維層の表面に繊維と無機粒子の混合物（又はこれらを溶媒中に分散させた分散液）を付与することにより繊維層上に無機材料層を形成してなる吸音材の場合、各層を構成する繊維の割合を元素分析により求め、繊維含有率が５０％以上の部分を繊維層、５０％未満の部分を無機材料層とする。
繊維層及び／又は無機材料層が、繊維とその他の成分で共通する元素を有する場合には、単純な元素分析では繊維の含有率を求めることができないため、まず、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）−エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）や蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）等の元素マッピングによって繊維層又は無機材料層を構成する各成分の組成を微量成分も含めて定性的に決定し、その後、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析等の精密な定量分析を行うことによって、繊維の含有率を求めることができる。
本発明の吸音材において、上記繊維層は、２層以上の繊維層を積層することにより構成されていることが望ましい。
２層以上の繊維層を用いることにより、吸音材の厚さを容易に調節することができる。
２層以上の繊維層を用いることにより、吸音材の厚さを容易に調節することができる。
本発明の吸音材において、上記繊維層は、無機繊維で構成されていることが望ましい。
無機繊維は耐熱性が高く、高温での使用環境であっても吸音性能が得られやすい。
無機繊維は耐熱性が高く、高温での使用環境であっても吸音性能が得られやすい。
本発明の吸音材において、上記無機材料層の厚さは０．１ｍｍ以上であることが望ましい。
無機材料層の厚さが０．１ｍｍ未満であると、無機材料層があることによる振動効果が得られにくくなり、３００℃以上の温度変化に対して吸音性能が維持されにくくなる。
本発明の吸音材における無機材料層の厚さは、０．１〜５０ｍｍであることがより望ましい。無機材料層の厚さが５０ｍｍを超えると、吸音材としての機能性能、吸音性は問題ないが、エンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ、排気管の車両用途に吸音材を用いたとき、厚みがネックとなり、車両用途で吸音材を配置することができなくなることがある。
無機材料層の厚さが０．１ｍｍ未満であると、無機材料層があることによる振動効果が得られにくくなり、３００℃以上の温度変化に対して吸音性能が維持されにくくなる。
本発明の吸音材における無機材料層の厚さは、０．１〜５０ｍｍであることがより望ましい。無機材料層の厚さが５０ｍｍを超えると、吸音材としての機能性能、吸音性は問題ないが、エンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ、排気管の車両用途に吸音材を用いたとき、厚みがネックとなり、車両用途で吸音材を配置することができなくなることがある。
本発明の吸音材において、上記繊維層を構成する繊維は、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、生体溶解性繊維、グラスウール及びロックウールからなる群から選択される少なくとも１種の無機繊維からなることが望ましい。
これらの無機繊維は耐熱性が高く、温度変化によって形状変化しにくい。従って、繊維層を構成する無機繊維として好適である。
これらの無機繊維は耐熱性が高く、温度変化によって形状変化しにくい。従って、繊維層を構成する無機繊維として好適である。
本発明の吸音材において、上記無機材料層を構成する繊維は、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、生体溶解性繊維、グラスウール及びロックウールからなる群から選択される少なくとも１種の無機繊維からなることが望ましい。
これらの無機繊維は耐熱性が高く、温度変化によって形状変化しにくい。従って、無機材料層を構成する無機繊維として好適である。
これらの無機繊維は耐熱性が高く、温度変化によって形状変化しにくい。従って、無機材料層を構成する無機繊維として好適である。
本発明の吸音材において、上記無機粒子は、シリカ系材料、アルミナ系材料、カーボン系材料及びチタニア系材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料であることが望ましい。
これらの材料を無機材料層を構成する繊維と組み合わせると８００〜２０００Ｈｚの周波数領域の吸音率を高めることができる。
これらの材料を無機材料層を構成する繊維と組み合わせると８００〜２０００Ｈｚの周波数領域の吸音率を高めることができる。
本発明の吸音材において、上記無機粒子は、シリカ粒子、シリカゾル、シリカゲル、アルミナ粒子、カーボン粒子及びチタニア粒子からなる群から選択される少なくとも一種の材料であることが望ましい。
これらの材料を無機材料層を構成する繊維と組み合わせると、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域の吸音率をさらに高めることができる。
これらの材料を無機材料層を構成する繊維と組み合わせると、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域の吸音率をさらに高めることができる。
本発明の吸音材は、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域における平均吸音率が０．６以上であることが望ましい。
８００〜２０００Ｈｚの周波数領域の音は、人にとって不快な音である。この周波数領域における平均吸音率が０．６以上であると、人にとって不快な音を吸収することができるので、吸音材としての吸音性能を得ているといえる。
なお、本発明において、「吸音率」とは、ＪＩＳ Ａ １４０５−２：２００７「音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−第２部：伝達関数法」に準じて測定された吸音率を意味する。
８００〜２０００Ｈｚの周波数領域の音は、人にとって不快な音である。この周波数領域における平均吸音率が０．６以上であると、人にとって不快な音を吸収することができるので、吸音材としての吸音性能を得ているといえる。
なお、本発明において、「吸音率」とは、ＪＩＳ Ａ １４０５−２：２００７「音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−第２部：伝達関数法」に準じて測定された吸音率を意味する。
本発明の吸音材において、上記吸音材は、エンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ及び排気管からなる少なくとも１種の部分に用いられることが望ましい。
本発明の吸音材は、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域における平均吸音率が０．６以上である吸音性能を有するため、上記用途に好適に用いることができる。
本発明の吸音材は、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域における平均吸音率が０．６以上である吸音性能を有するため、上記用途に好適に用いることができる。
本発明の車両部品は、本発明の吸音材を、エンジン、エンジンルーム用部品、車両内装、車両ボディ又は排気管を構成する部材の表面に、上記無機材料層が接するように配置してなることを特徴とする。
本発明の吸音材は、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域における平均吸音率が０．６以上であるため、該吸音材をエンジン、エンジンルーム用部品、車両内装、車両ボディ又は排気管を構成する部材の表面に、無機材料層が接するように配置してなる本発明の車両部品は、車両内の人への音の伝達を妨げることができる。
本発明の吸音材は、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域における平均吸音率が０．６以上であるため、該吸音材をエンジン、エンジンルーム用部品、車両内装、車両ボディ又は排気管を構成する部材の表面に、無機材料層が接するように配置してなる本発明の車両部品は、車両内の人への音の伝達を妨げることができる。
（発明の詳細な説明）
以下、本発明の吸音材について詳述する。
以下、本発明の吸音材について詳述する。
本発明の吸音材は、繊維層と無機材料層からなる吸音材であって、上記繊維層と上記無機材料層は接しており、上記繊維層における繊維の含有率が、５０重量％を超えており、上記無機材料層は、繊維と無機粒子からなり、上記無機材料層における繊維の含有率が、５０重量％以下であることを特徴とする。
本発明の吸音材の構成を図１を用いて説明する。
図１は、本発明の吸音材の一例を模式的に示す断面図である。
図１に示すように、吸音材１は、繊維層１０と繊維層１０上に積層された無機材料層２０からなる。
図１は、本発明の吸音材の一例を模式的に示す断面図である。
図１に示すように、吸音材１は、繊維層１０と繊維層１０上に積層された無機材料層２０からなる。
本発明の吸音材を構成する繊維層及び無機材料層について、図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて説明する。
図２（ａ）は、本発明の吸音材を構成する繊維層の一例を示す模式図であり、図２（ｂ）は、本発明の吸音材を構成する無機材料層の一例を示す模式図である。
図２（ａ）に示すように、繊維層１０は繊維１１で構成されている。図２（ｂ）に示すように、無機材料層２０は繊維２１と無機粒子２２とで構成されている。繊維１１は繊維層１０を構成する繊維であり、繊維２１は無機材料層２０を構成する繊維である。
なお、本発明の吸音材は無機材料層を音源側に配置して使用することが望ましい。
図２（ａ）は、本発明の吸音材を構成する繊維層の一例を示す模式図であり、図２（ｂ）は、本発明の吸音材を構成する無機材料層の一例を示す模式図である。
図２（ａ）に示すように、繊維層１０は繊維１１で構成されている。図２（ｂ）に示すように、無機材料層２０は繊維２１と無機粒子２２とで構成されている。繊維１１は繊維層１０を構成する繊維であり、繊維２１は無機材料層２０を構成する繊維である。
なお、本発明の吸音材は無機材料層を音源側に配置して使用することが望ましい。
本発明の吸音材を構成する繊維層の厚さは３ｍｍ以上であることが望ましく、３〜５０ｍｍであることがさらに望ましい。
繊維層の厚さが３ｍｍ未満であると、音を吸収するためには薄すぎ、充分な吸音性能を確保しにくくなる。
なお、繊維層の厚さが５０ｍｍを超えると、吸音材としての機能性能、吸音性としては問題ないが、エンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ、排気管の車両用途に吸音材を用いたとき、厚みがネックとなり、車両用途で吸音材を配置することができなくなることがある。
繊維層の厚さが３ｍｍ未満であると、音を吸収するためには薄すぎ、充分な吸音性能を確保しにくくなる。
なお、繊維層の厚さが５０ｍｍを超えると、吸音材としての機能性能、吸音性としては問題ないが、エンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ、排気管の車両用途に吸音材を用いたとき、厚みがネックとなり、車両用途で吸音材を配置することができなくなることがある。
本発明の吸音材では、繊維層は、２層以上の繊維層を積層することにより構成されていてもよい。
２層以上の繊維層を用いることにより、吸音材の厚さを容易に調節することができる。２層以上の繊維層は、無機接着剤や有機接着剤等の接着剤により接着されていてもよい。
２層以上の繊維層を用いることにより、吸音材の厚さを容易に調節することができる。２層以上の繊維層は、無機接着剤や有機接着剤等の接着剤により接着されていてもよい。
また、２層以上の繊維層における各繊維層を構成する繊維等の材料の種類は、同じ種類であっても、異なる種類であってもよい。
２層以上の繊維層における各繊維層の厚さは、同じ厚さであっても、異なる厚さであってもよい。２層以上の繊維層における各繊維層の嵩密度は、同じ嵩密度であっても、異なる嵩密度であってもよい。
２層以上の繊維層における各繊維層の厚さは、同じ厚さであっても、異なる厚さであってもよい。２層以上の繊維層における各繊維層の嵩密度は、同じ嵩密度であっても、異なる嵩密度であってもよい。
本発明の吸音材では、繊維層は無機繊維で構成されていることが望ましい。
すなわち、繊維層を構成する繊維は無機繊維であることが望ましい。
無機繊維は耐熱性が高く、温度変化によって形状変化しにくい。そのため、繊維層に無機繊維を用いることで、繊維で形成された空隙内でも音の吸音がされるので吸音性能が得られやすい。
すなわち、繊維層を構成する繊維は無機繊維であることが望ましい。
無機繊維は耐熱性が高く、温度変化によって形状変化しにくい。そのため、繊維層に無機繊維を用いることで、繊維で形成された空隙内でも音の吸音がされるので吸音性能が得られやすい。
本発明の吸音材において、繊維層を構成する繊維は、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、生体溶解性繊維、グラスウール及びロックウールからなる群から選択される少なくとも１種の無機繊維であることが望ましい。
これらの無機繊維は耐熱性が高く、形状変化しにくい。従って、繊維層を構成する無機繊維として好適である。
繊維層を構成する無機繊維は、アルミナ−シリカ繊維であることがより望ましい。
これらの無機繊維は耐熱性が高く、形状変化しにくい。従って、繊維層を構成する無機繊維として好適である。
繊維層を構成する無機繊維は、アルミナ−シリカ繊維であることがより望ましい。
また、無機繊維にアルミナ−シリカ繊維を用いる場合、アルミナとシリカの組成比は、重量比でアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）：シリカ（ＳｉＯ２）＝６０：４０〜８０：２０であることが望ましく、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）：シリカ（ＳｉＯ２）＝７０：３０〜７４：２６であることがより望ましい。
繊維層を構成する繊維の平均繊維長は、０．１〜１５０ｍｍであることが望ましく、１〜２０ｍｍであることがより望ましく、２〜１５ｍｍであることがさらに望ましい。
繊維層を構成する繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ未満であると、繊維が短すぎるため、繊維層において繊維同士が絡みあいにくく、繊維層の強度が得られにくくなり、繊維層の形状保持性が低下してしまい、吸音材としての役目を果たせなくなる。
繊維層を構成する繊維の平均繊維長が１５０ｍｍを超えると、繊維が長すぎるために繊維層の作製が難しくなる。さらに、繊維層の緻密性が低下し、せん断強度も低下するので、吸音材として割れ等の不具合が発生しやすくなり、吸音材としての役目を果たせなくなる。
繊維層を構成する繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ未満であると、繊維が短すぎるため、繊維層において繊維同士が絡みあいにくく、繊維層の強度が得られにくくなり、繊維層の形状保持性が低下してしまい、吸音材としての役目を果たせなくなる。
繊維層を構成する繊維の平均繊維長が１５０ｍｍを超えると、繊維が長すぎるために繊維層の作製が難しくなる。さらに、繊維層の緻密性が低下し、せん断強度も低下するので、吸音材として割れ等の不具合が発生しやすくなり、吸音材としての役目を果たせなくなる。
また、吸音材を構成する繊維層は、種々の方法により得ることができるが、ニードリング法又は抄造法により製造することができる。
ニードリング法によって得られる繊維層は、交絡構造を呈する。この構造を得るためには、繊維はある程度の平均繊維長を有することが必要である。よって、ニードリング法に用いられる繊維の平均繊維長は、１〜１５０ｍｍであることが望ましく、１０〜８０ｍｍであることがより望ましい。
繊維の平均繊維長が１ｍｍ未満であると、繊維の繊維長が短すぎるため、繊維同士の交絡が不充分となり、繊維層の強度が得られにくくなり、繊維層の形状保持性が低下してしまい、吸音材としての役目を果たせなくなる。さらに、吸音材を排ガス処理体へ巻き付けると、巻き付け性が低下し、吸音材が割れやすくなる。
繊維の平均繊維長が１５０ｍｍを超えると、繊維の繊維長が長すぎるため、ニードリングする際に、ニードル針に過度に繊維が絡まり、吸音材の形状制御が困難になる場合がある。なお、ニードリング法により得られる繊維層に形成されたニードル痕は、繊維層の厚さ方向に沿って繊維が連続的に絡まった状態であって、繊維層に形成された貫通孔ではない。
繊維の平均繊維長が１ｍｍ未満であると、繊維の繊維長が短すぎるため、繊維同士の交絡が不充分となり、繊維層の強度が得られにくくなり、繊維層の形状保持性が低下してしまい、吸音材としての役目を果たせなくなる。さらに、吸音材を排ガス処理体へ巻き付けると、巻き付け性が低下し、吸音材が割れやすくなる。
繊維の平均繊維長が１５０ｍｍを超えると、繊維の繊維長が長すぎるため、ニードリングする際に、ニードル針に過度に繊維が絡まり、吸音材の形状制御が困難になる場合がある。なお、ニードリング法により得られる繊維層に形成されたニードル痕は、繊維層の厚さ方向に沿って繊維が連続的に絡まった状態であって、繊維層に形成された貫通孔ではない。
抄造法により得られる繊維層を構成する繊維の平均繊維長は、０．１〜２０ｍｍであることが望ましい。
繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ未満であると、繊維の繊維長が短すぎるため、繊維層としての形状保持性が低下してしまう。さらに、繊維層の繊維集合体にしたときに繊維同士に好適な絡み合いが起こらず、充分な面圧を得ることが困難になる。
繊維の平均繊維長が２０ｍｍを超える場合、抄造時の原料として用いる繊維の繊維長をさらに長いものとする必要がある。しかしながら、繊維の繊維長が長すぎるため、抄造工程で水に繊維を分散したスラリー溶液中の繊維同士の絡み合いが強くなりすぎて、繊維層の繊維集合体としたときに繊維が不均一に集積しやすくなり、せん断強度も低下するので、吸音材として割れ等の不具合が発生しやすくなる。
繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ未満であると、繊維の繊維長が短すぎるため、繊維層としての形状保持性が低下してしまう。さらに、繊維層の繊維集合体にしたときに繊維同士に好適な絡み合いが起こらず、充分な面圧を得ることが困難になる。
繊維の平均繊維長が２０ｍｍを超える場合、抄造時の原料として用いる繊維の繊維長をさらに長いものとする必要がある。しかしながら、繊維の繊維長が長すぎるため、抄造工程で水に繊維を分散したスラリー溶液中の繊維同士の絡み合いが強くなりすぎて、繊維層の繊維集合体としたときに繊維が不均一に集積しやすくなり、せん断強度も低下するので、吸音材として割れ等の不具合が発生しやすくなる。
繊維長の測定は、ニードリング法や抄造法ともにピンセットを使用して、繊維層から繊維が破断しないように抜き取り、光学顕微鏡を使用して繊維長を測定する。
本明細書において、平均繊維長とは、繊維層から繊維３００本を抜き取り、繊維長を計測した平均長さを意味する。繊維層から繊維を破断せずに抜き取れない場合、繊維層を脱脂処理して、脱脂済み繊維層を水の中へ投入し、繊維同士の絡みをほぐしながら繊維が破断しないように採取するとよい。
本明細書において、平均繊維長とは、繊維層から繊維３００本を抜き取り、繊維長を計測した平均長さを意味する。繊維層から繊維を破断せずに抜き取れない場合、繊維層を脱脂処理して、脱脂済み繊維層を水の中へ投入し、繊維同士の絡みをほぐしながら繊維が破断しないように採取するとよい。
繊維層を構成する繊維の平均繊維径は、１〜２０μｍであることが望ましく、２〜１５μｍであることがより望ましく、３〜１０μｍであることがさらに望ましい。
繊維の平均繊維径が１μｍ未満であると、繊維強度が弱く、衝撃等により繊維が裁断されやすくなる。そのため、繊維層の強度が得られにくくなり、吸音材としての役目を果たせなくなる。
繊維の平均繊維径が２０μｍを超えると、繊維径が太すぎて繊維自体のヤング率が高くなり繊維層の柔軟性が低くなりやすくなる。そのため、吸音材としての役目を果たせなくなる。
繊維の平均繊維径が１μｍ未満であると、繊維強度が弱く、衝撃等により繊維が裁断されやすくなる。そのため、繊維層の強度が得られにくくなり、吸音材としての役目を果たせなくなる。
繊維の平均繊維径が２０μｍを超えると、繊維径が太すぎて繊維自体のヤング率が高くなり繊維層の柔軟性が低くなりやすくなる。そのため、吸音材としての役目を果たせなくなる。
本発明の繊維層は、上記無機繊維以外に、ガラス繊維や生体溶解性繊維等の繊維を含んでいてもよい。
本発明の吸音材において、無機材料層の厚さは０．１ｍｍ以上であることが望ましい。
無機材料層の厚さが０．１ｍｍ未満であると、無機材料層があることによる振動効果が得られにくくなり、吸音性能が維持されにくくなる。
本発明の吸音材における無機材料層の厚さは、０．１〜５０ｍｍであることがより望ましい。無機材料層の厚さが５０ｍｍを超えると、吸音材としての機能性能、吸音性は問題ないが、エンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ、排気管の車両用途に吸音材を用いたとき、厚みがネックとなり、車両用途で吸音材を配置することができなくなることがある。
無機材料層の厚さが０．１ｍｍ未満であると、無機材料層があることによる振動効果が得られにくくなり、吸音性能が維持されにくくなる。
本発明の吸音材における無機材料層の厚さは、０．１〜５０ｍｍであることがより望ましい。無機材料層の厚さが５０ｍｍを超えると、吸音材としての機能性能、吸音性は問題ないが、エンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ、排気管の車両用途に吸音材を用いたとき、厚みがネックとなり、車両用途で吸音材を配置することができなくなることがある。
本発明の吸音材において、無機材料層を構成する繊維は、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、生体溶解性繊維、グラスウール及びロックウールからなる群から選択される少なくとも１種の無機繊維からなることが望ましい。
これらの無機繊維は耐熱性が高く、温度変化によって形状変化しにくい。従って、無機材料層を構成する無機繊維として好適である。
これらの無機繊維は耐熱性が高く、温度変化によって形状変化しにくい。従って、無機材料層を構成する無機繊維として好適である。
無機材料層を構成する繊維の平均繊維径は、１〜２０μｍであることが望ましく、２〜１５μｍであることがより望ましく、３〜１０μｍであることがさらに望ましい。
無機材料層を構成する繊維の平均繊維径が１μｍ未満であると、繊維強度が弱く、衝撃等により繊維が裁断されやすくなる。そのため、無機材料層の強度が得られにくくなり、吸音材としての役目を果たせなくなる。一方、無機材料層を構成する繊維の平均繊維径が２０μｍを超えると、繊維径が太すぎて繊維自体のヤング率が高くなり無機材料層の柔軟性が低くなりやすくなる。そのため、吸音材として配置した際に破損しやすく、吸音材としての役目を果たせなくなる。
無機材料層を構成する繊維の平均繊維径が１μｍ未満であると、繊維強度が弱く、衝撃等により繊維が裁断されやすくなる。そのため、無機材料層の強度が得られにくくなり、吸音材としての役目を果たせなくなる。一方、無機材料層を構成する繊維の平均繊維径が２０μｍを超えると、繊維径が太すぎて繊維自体のヤング率が高くなり無機材料層の柔軟性が低くなりやすくなる。そのため、吸音材として配置した際に破損しやすく、吸音材としての役目を果たせなくなる。
無機材料層を構成する繊維の平均繊維長は、０．１〜２０ｍｍであることが望ましい。
無機材料層を構成する繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ未満であると、繊維が短すぎるため、無機材料層において繊維同士が絡みあいにくく、無機材料層の強度が得られにくくなり、無機材料層の形状保持性が低下してしまい、吸音材としての役目を果たせなくなる。
無機材料層を構成する繊維の平均繊維長が２０ｍｍを超えると、抄造時の原料として用いる繊維の繊維長をさらに長いものとする必要がある。しかしながら、繊維の繊維長が長すぎるため、抄造工程で水に繊維を分散したスラリー溶液中の繊維同士の絡み合いが強くなりすぎて、繊維層の繊維集合体としたときに繊維が不均一に集積しやすくなり、せん断強度も低下し、吸音材として割れ等の不具合が発生しやすくなる。さらに、無機材料層の緻密性が低下し、せん断強度も低下するので、吸音材として割れ等の不具合が発生しやすくなり、吸音材としての役目を果たせなくなる。
無機材料層を構成する繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ未満であると、繊維が短すぎるため、無機材料層において繊維同士が絡みあいにくく、無機材料層の強度が得られにくくなり、無機材料層の形状保持性が低下してしまい、吸音材としての役目を果たせなくなる。
無機材料層を構成する繊維の平均繊維長が２０ｍｍを超えると、抄造時の原料として用いる繊維の繊維長をさらに長いものとする必要がある。しかしながら、繊維の繊維長が長すぎるため、抄造工程で水に繊維を分散したスラリー溶液中の繊維同士の絡み合いが強くなりすぎて、繊維層の繊維集合体としたときに繊維が不均一に集積しやすくなり、せん断強度も低下し、吸音材として割れ等の不具合が発生しやすくなる。さらに、無機材料層の緻密性が低下し、せん断強度も低下するので、吸音材として割れ等の不具合が発生しやすくなり、吸音材としての役目を果たせなくなる。
本発明の吸音材では、無機材料層を構成する無機粒子は、シリカ系材料、アルミナ系材料、カーボン系材料及びチタニア系材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料であることが望ましい。また、無機材料層は、これらの単独の材料からなっていてもよく、複数の材料からなっていてもよい。
これらの材料を無機材料層を構成する繊維と組み合わせると８００〜２０００Ｈｚの周波数領域の吸音率を高めることができる。
これらの材料を無機材料層を構成する繊維と組み合わせると８００〜２０００Ｈｚの周波数領域の吸音率を高めることができる。
シリカ系材料としては、シリカ粒子、シリカゾル、シリカゲル等が挙げられる。
アルミナ系材料としては、アルミナ粒子等が挙げられる。
カーボン系材料としては、カーボン粒子等が挙げられる。
チタニア系材料としては、チタニア粒子等が挙げられる。
アルミナ系材料としては、アルミナ粒子等が挙げられる。
カーボン系材料としては、カーボン粒子等が挙げられる。
チタニア系材料としては、チタニア粒子等が挙げられる。
無機粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状、楕円球状、針状、板状、四面体以上の多面体等が挙げられる。
無機粒子の平均粒子径は、０．５〜２０μｍであることが望ましい。
粒子形状が球形でない無機粒子の粒子径は、投影面積円相当径（ヘイウッド径ともいう）とする。
粒子形状が球形でない無機粒子の粒子径は、投影面積円相当径（ヘイウッド径ともいう）とする。
無機材料層を構成する繊維と無機粒子の重量比は、１：９９〜５０：５０であることが望ましく、５：９５〜５０：５０であることがより望ましく、１０：９０〜４０：６０であることが更に望ましい。
無機材料層を構成する繊維と無機粒子の組み合わせとしては、無機材料層を構成する繊維としてアルミナ−シリカ繊維を用い、無機粒子としてシリカ系材料、チタニア系材料又はシリカ系材料とチタニア系材料の混合物を用いる組み合わせが望ましい。
本発明の吸音材は、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域における平均吸音率が０．６以上であることが望ましい。
８００〜２０００Ｈｚの周波数領域の音は、人にとって不快な音である。この周波数領域における平均吸音率が０．６以上であると、人にとって不快な音を吸収することができるので、吸音材としての吸音性能を得ているといえる。
８００〜２０００Ｈｚの周波数領域の音は、人にとって不快な音である。この周波数領域における平均吸音率が０．６以上であると、人にとって不快な音を吸収することができるので、吸音材としての吸音性能を得ているといえる。
本発明の吸音材の形状は、特に限定されず、吸音材が配置される場所に収まる形状であればよい。
本発明の吸音材の用途としては、特に限定されないが、車両用途で用いられることが望ましく、具体的にはエンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ及び排気管のいずれかに用いられることが望ましい。
本発明の吸音材は、８００〜２０００Ｈｚの低周波数領域における吸音性能が得られる。そのため、車両用途に好適に用いることができる。
本発明の吸音材は、８００〜２０００Ｈｚの低周波数領域における吸音性能が得られる。そのため、車両用途に好適に用いることができる。
また、吸音材をエンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ及び排気管に用いる場合には、曲面に配置することにもある。このような場合には、吸音材を湾曲させる必要がある。この場合、吸音材に応力が生じ、無機材料層に割れやひびが生じやすくなる。そのため、曲面の形状に合うような形状の吸音材を、あらかじめ準備し、曲面に配置してもよい。また、小さな吸音材を多数準備して、その多数の吸音材を曲面に配置することにより、個々の吸音材に生じる応力を緩和し、無機材料層に割れやひびが生じることを防止してもよい。
本発明の車両部品について説明する。
本発明の車両部品は、本発明の吸音材を、エンジン、エンジンルーム用部品、車両内装、車両ボディ又は排気管を構成する部材の表面に、上記無機材料層が接するように配置してなることを特徴とする。
本発明の吸音材は、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域における平均吸音率が０．６以上であるため、該吸音材をエンジン、エンジンルーム用部品、車両内装、車両ボディ又は排気管を構成する部材の表面に、無機材料層が接するように配置してなる本発明の車両部品は、車両内の人への音の伝達を妨げることができる。
本発明の車両部品は、本発明の吸音材を、エンジン、エンジンルーム用部品、車両内装、車両ボディ又は排気管を構成する部材の表面に、上記無機材料層が接するように配置してなることを特徴とする。
本発明の吸音材は、８００〜２０００Ｈｚの周波数領域における平均吸音率が０．６以上であるため、該吸音材をエンジン、エンジンルーム用部品、車両内装、車両ボディ又は排気管を構成する部材の表面に、無機材料層が接するように配置してなる本発明の車両部品は、車両内の人への音の伝達を妨げることができる。
次に、本発明の吸音材の製造方法の一例について説明する。
以下の説明する本発明の吸音材の製造方法は、（１）繊維層作製工程、（２）無機材料層形成工程及び（３）積層工程を含む。
以下の説明する本発明の吸音材の製造方法は、（１）繊維層作製工程、（２）無機材料層形成工程及び（３）積層工程を含む。
（１）繊維層作製工程
本工程では、繊維層を準備する。繊維層を準備する方法は特に限定されない。以下に、その一例である抄造法による繊維層を準備する方法を説明する。以下に説明する抄造法は、混合液調製ステップと、脱水ステップと、加熱加圧ステップとを含んでいる。
本工程では、繊維層を準備する。繊維層を準備する方法は特に限定されない。以下に、その一例である抄造法による繊維層を準備する方法を説明する。以下に説明する抄造法は、混合液調製ステップと、脱水ステップと、加熱加圧ステップとを含んでいる。
（混合液調製ステップ）
繊維と、無機バインダと、水とを混合し、攪拌機で撹拌することにより混合液を調製する。この際、必要に応じて有機バインダを混合してもよい。なお、本ステップで用いる繊維の望ましい種類等は、既に説明しているのでここでの説明は省略する。
繊維と、無機バインダと、水とを混合し、攪拌機で撹拌することにより混合液を調製する。この際、必要に応じて有機バインダを混合してもよい。なお、本ステップで用いる繊維の望ましい種類等は、既に説明しているのでここでの説明は省略する。
（脱水ステップ）
混合液調製ステップにより得られた混合液を底面にろ過用のメッシュが形成された成形器に流し込む。その後、混合液中の水を、メッシュを介して脱水することにより原料シートを作製する。
混合液調製ステップにより得られた混合液を底面にろ過用のメッシュが形成された成形器に流し込む。その後、混合液中の水を、メッシュを介して脱水することにより原料シートを作製する。
（加熱加圧ステップ）
原料シートを加熱加圧し、繊維層を作製する。また、加熱加圧の際、原料シートに熱風を通気させて乾燥する熱処理をしてもよく、あるいは熱処理をせずに湿潤状態としてもよい。
以上のステップを経て繊維層を準備することができる。
原料シートを加熱加圧し、繊維層を作製する。また、加熱加圧の際、原料シートに熱風を通気させて乾燥する熱処理をしてもよく、あるいは熱処理をせずに湿潤状態としてもよい。
以上のステップを経て繊維層を準備することができる。
（２）無機材料層形成工程
本工程では、無機材料層を形成する。無機材料層の形成の方法は、特に限定されないが、繊維と無機粒子との混合物を溶媒中に分散させて、底面にメッシュ等を用いた成型器に該混合物を流し込んで脱溶媒する方法（抄造）や、繊維からなる層状物に対して無機粒子が分散した溶媒中を付与し脱溶媒する方法（含浸）等が挙げられる。
抄造により無機材料層を形成する方法を以下に説明する。
本工程では、無機材料層を形成する。無機材料層の形成の方法は、特に限定されないが、繊維と無機粒子との混合物を溶媒中に分散させて、底面にメッシュ等を用いた成型器に該混合物を流し込んで脱溶媒する方法（抄造）や、繊維からなる層状物に対して無機粒子が分散した溶媒中を付与し脱溶媒する方法（含浸）等が挙げられる。
抄造により無機材料層を形成する方法を以下に説明する。
（原料準備ステップ）
本ステップでは、脱溶媒により無機材料層を形成する無機材料層スラリーを準備する。なお、原料となる繊維及び無機粒子の種類等については、既に説明しているので、ここでの説明は省略する。
本ステップでは、脱溶媒により無機材料層を形成する無機材料層スラリーを準備する。なお、原料となる繊維及び無機粒子の種類等については、既に説明しているので、ここでの説明は省略する。
（無機材料層スラリー準備ステップ）
本ステップでは、まず、溶媒である水と繊維及び無機粒子とを混合して無機材料層スラリーを準備する。このとき、必要に応じて有機バインダ、無機バインダ等を添加してもよい。有機バインダとしては、ポリアクリルアミド等のアクリル樹脂等を用いることができる。無機バインダとしては、シリカ、シリカゾル、シリカゲル等を用いることができる。
本ステップでは、まず、溶媒である水と繊維及び無機粒子とを混合して無機材料層スラリーを準備する。このとき、必要に応じて有機バインダ、無機バインダ等を添加してもよい。有機バインダとしては、ポリアクリルアミド等のアクリル樹脂等を用いることができる。無機バインダとしては、シリカ、シリカゾル、シリカゲル等を用いることができる。
（抄造ステップ）
本ステップでは、無機材料層スラリー準備ステップによって準備された無機材料層スラリーを所定形状のメッシュ上に流し込み、無機材料層スラリーを構成する繊維及び無機粒子を溶媒と分離することにより、少量の溶媒を含んだ繊維及び無機粒子からなる混合物層が得られる。
本ステップでは、無機材料層スラリー準備ステップによって準備された無機材料層スラリーを所定形状のメッシュ上に流し込み、無機材料層スラリーを構成する繊維及び無機粒子を溶媒と分離することにより、少量の溶媒を含んだ繊維及び無機粒子からなる混合物層が得られる。
（乾燥ステップ）
本ステップでは、抄造ステップで除去しきれなかった溶媒を上記混合物層から除去することにより無機材料層を得る。乾燥の条件は、特に限定されないが、７０〜１００℃、５〜１５分の条件であることが望ましい。
本ステップでは、抄造ステップで除去しきれなかった溶媒を上記混合物層から除去することにより無機材料層を得る。乾燥の条件は、特に限定されないが、７０〜１００℃、５〜１５分の条件であることが望ましい。
（３）積層工程
本工程では、繊維層と無機材料層とを積層する。
繊維層と無機材料層とを積層する方法は特に限定されないが、無機接着剤や有機接着剤等の接着剤により接着する方法や、無機材料層を繊維層上で形成する［例えば、上記（２）無機材料層形成工程におけるメッシュの代わりに繊維層を用いる］方法等が挙げられる。
本工程では、繊維層と無機材料層とを積層する。
繊維層と無機材料層とを積層する方法は特に限定されないが、無機接着剤や有機接着剤等の接着剤により接着する方法や、無機材料層を繊維層上で形成する［例えば、上記（２）無機材料層形成工程におけるメッシュの代わりに繊維層を用いる］方法等が挙げられる。
以上の工程を経て、本発明の吸音材を製造することができる。
（実施例）
以下に本発明をより具体的に説明する実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下に本発明をより具体的に説明する実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
（１）繊維層の作製
ニードリング法によって繊維層を作製した。
Ａｌ含有量が７０ｇ／Ｌであり、Ａｌ：Ｃｌ＝１：１．８（原子比）となるように調製した塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、焼成後の無機繊維における組成比が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）：シリカ（ＳｉＯ２）＝７２：２８（重量比）となるようにシリカゾルを配合し、さらに、有機重合体（ポリビニルアルコール）を適量添加して混合液を調製した。
得られた混合液を濃縮して紡糸用混合物とし、この紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して無機繊維前駆体を作製した。
紡糸した無機繊維前駆体を積層して、ニードリング処理し、シート状物を２枚作製した。
得られた各シート状物を、最高温度１２５０℃で連続して焼成し、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ７ｍｍの、アルミナとシリカとを７２：２８（重量比）で含む無機繊維（繊維層を構成する繊維）からなる繊維層を１枚得た。
得られた繊維層の嵩密度は０．１５ｇ／ｃｍ３であり、坪量は１０５０ｇ／ｍ２であった。
得られた繊維層は上記無機繊維のみで構成されているから、繊維層における繊維の含有率は、１００重量％であった。
（２）無機材料層の作製
抄造法によって無機材料層を作製した。
セラミックファイバー（製品名：イビウール−Ｅバルク 製造元：イビデン（株））２２重量部、無機粒子であるシリカ粒子（製品名：ＣＡＲＰＬＥＸ ＃３０ 製造元：ＤＳＬ．ジャパン（株））４５重量部及びチタニア粒子（製品名：ルチールフラワーＳ 製造元：キンセイマテック（株））２２重量部、無機バインダであるシリカゾル（製品名：スノーテックス 製造元：日産化学工業（株））８重量部及び粉末硫酸バンド（製造元：王子製紙（株））１重量部、並びに、有機バインダであるカチオン性ポリアクリルアミド（製品名：ＲＤ７１４２ 製造元：星光ＰＭＣ（株））２重量部を水２００重量部と混合して原料液を調製した。
底面に４０ｍｍ×４０ｍｍのメッシュが形成された成形器に、調製した原料液を目付量が４００ｇ／ｃｍ２となるように流し込み、原料液中の水をメッシュを介して脱水することにより原料シートを作製した。原料シートを圧縮、乾燥させて厚さ７ｍｍの無機材料層を得た。なお、無機材料層の密度は、４ｇ／ｃｍ３であった。
得られた無機材料層における繊維の含有率を元素分析（ＳＥＭ−ＥＤＸ及びＩＣＰを併用した）で測定したところ、含有率は、２２重量％であった。
（１）で得られた繊維層上に（２）で得られた無機材料層を積層することで、実施例１に係る吸音材を得た。
（１）繊維層の作製
ニードリング法によって繊維層を作製した。
Ａｌ含有量が７０ｇ／Ｌであり、Ａｌ：Ｃｌ＝１：１．８（原子比）となるように調製した塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、焼成後の無機繊維における組成比が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）：シリカ（ＳｉＯ２）＝７２：２８（重量比）となるようにシリカゾルを配合し、さらに、有機重合体（ポリビニルアルコール）を適量添加して混合液を調製した。
得られた混合液を濃縮して紡糸用混合物とし、この紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して無機繊維前駆体を作製した。
紡糸した無機繊維前駆体を積層して、ニードリング処理し、シート状物を２枚作製した。
得られた各シート状物を、最高温度１２５０℃で連続して焼成し、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ７ｍｍの、アルミナとシリカとを７２：２８（重量比）で含む無機繊維（繊維層を構成する繊維）からなる繊維層を１枚得た。
得られた繊維層の嵩密度は０．１５ｇ／ｃｍ３であり、坪量は１０５０ｇ／ｍ２であった。
得られた繊維層は上記無機繊維のみで構成されているから、繊維層における繊維の含有率は、１００重量％であった。
（２）無機材料層の作製
抄造法によって無機材料層を作製した。
セラミックファイバー（製品名：イビウール−Ｅバルク 製造元：イビデン（株））２２重量部、無機粒子であるシリカ粒子（製品名：ＣＡＲＰＬＥＸ ＃３０ 製造元：ＤＳＬ．ジャパン（株））４５重量部及びチタニア粒子（製品名：ルチールフラワーＳ 製造元：キンセイマテック（株））２２重量部、無機バインダであるシリカゾル（製品名：スノーテックス 製造元：日産化学工業（株））８重量部及び粉末硫酸バンド（製造元：王子製紙（株））１重量部、並びに、有機バインダであるカチオン性ポリアクリルアミド（製品名：ＲＤ７１４２ 製造元：星光ＰＭＣ（株））２重量部を水２００重量部と混合して原料液を調製した。
底面に４０ｍｍ×４０ｍｍのメッシュが形成された成形器に、調製した原料液を目付量が４００ｇ／ｃｍ２となるように流し込み、原料液中の水をメッシュを介して脱水することにより原料シートを作製した。原料シートを圧縮、乾燥させて厚さ７ｍｍの無機材料層を得た。なお、無機材料層の密度は、４ｇ／ｃｍ３であった。
得られた無機材料層における繊維の含有率を元素分析（ＳＥＭ−ＥＤＸ及びＩＣＰを併用した）で測定したところ、含有率は、２２重量％であった。
（１）で得られた繊維層上に（２）で得られた無機材料層を積層することで、実施例１に係る吸音材を得た。
（比較例１）
（１）繊維層の作製において作製する繊維層を厚さ７ｍｍ×２枚としてこれを積層し、（２）無機材料層の作製を行わなかったほかは実施例１と同様の手順で比較例１に係る吸音材を作製した。
（１）繊維層の作製において作製する繊維層を厚さ７ｍｍ×２枚としてこれを積層し、（２）無機材料層の作製を行わなかったほかは実施例１と同様の手順で比較例１に係る吸音材を作製した。
（比較例２）
（１）繊維層の作製を行わず、（２）無機材料層の作製において作製する無機材料層の厚さを１４ｍｍに変更したほかは、実施例１と同様の手順で比較例２に係る吸音材を作製した。
（１）繊維層の作製を行わず、（２）無機材料層の作製において作製する無機材料層の厚さを１４ｍｍに変更したほかは、実施例１と同様の手順で比較例２に係る吸音材を作製した。
（吸音率の測定）
吸音率は、垂直入射吸音率試験により行った。測定はＪＩＳ Ａ １４０５−２：２００７「音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−第２部：伝達関数法」に準じて行った。
吸音率を測定する際には、実施例１及び比較例１〜２に係る吸音材を直径Φ２９ｍｍの円形となるようにカットして測定用サンプルとし、垂直入射吸音率の測定装置（日東紡音響エンジニアリング製 型番：ＷｉｎＺａｃ ＭＴＸ）の音響管に配置した後、周波数５００〜６４００Ｈｚの範囲で測定を行った。
吸音率は、垂直入射吸音率試験により行った。測定はＪＩＳ Ａ １４０５−２：２００７「音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−第２部：伝達関数法」に準じて行った。
吸音率を測定する際には、実施例１及び比較例１〜２に係る吸音材を直径Φ２９ｍｍの円形となるようにカットして測定用サンプルとし、垂直入射吸音率の測定装置（日東紡音響エンジニアリング製 型番：ＷｉｎＺａｃ ＭＴＸ）の音響管に配置した後、周波数５００〜６４００Ｈｚの範囲で測定を行った。
図３は、吸音材に対する垂直入射吸音率の測定装置を模式的に示す説明図である。
この測定装置８０では、音響管８１の先端にサンプル８２が配置されており、ノイズ発生器８３からの信号によりスピーカー８４からノイズを発生させ、音響管８１の内部に音場を生成させる。そして、２本の１／４インチマイクロホン８５、８６の音圧信号をＦＦＴ分析器８７によりＦＦＴ（高速フーリエ変換）分析し、垂直入射吸音率を算出する。
なお、各吸音材のどちらの面をスピーカー（音源）側に向けて配置したかは、表１の通りである。
実施例１及び比較例１〜２に係る吸音材の吸音率測定のチャートをそれぞれ、図４及び図５〜図６に示す。さらに、実施例１、比較例１及び比較例２の吸音率測定のチャートを１つにまとめたものを、図７に示す。なお、図４〜７において、縦軸は垂直入射吸音率であり、横軸は周波数である。
また、１／３オクターブバンドに区切った８００、１０００、１２５０、２０００Ｈｚの各角周波数の平均吸音率を算出し、最大吸音率と共に表１に示す。
この測定装置８０では、音響管８１の先端にサンプル８２が配置されており、ノイズ発生器８３からの信号によりスピーカー８４からノイズを発生させ、音響管８１の内部に音場を生成させる。そして、２本の１／４インチマイクロホン８５、８６の音圧信号をＦＦＴ分析器８７によりＦＦＴ（高速フーリエ変換）分析し、垂直入射吸音率を算出する。
なお、各吸音材のどちらの面をスピーカー（音源）側に向けて配置したかは、表１の通りである。
実施例１及び比較例１〜２に係る吸音材の吸音率測定のチャートをそれぞれ、図４及び図５〜図６に示す。さらに、実施例１、比較例１及び比較例２の吸音率測定のチャートを１つにまとめたものを、図７に示す。なお、図４〜７において、縦軸は垂直入射吸音率であり、横軸は周波数である。
また、１／３オクターブバンドに区切った８００、１０００、１２５０、２０００Ｈｚの各角周波数の平均吸音率を算出し、最大吸音率と共に表１に示す。
表１に示すように、実施例１に係る吸音材は８００〜２０００Ｈｚの周波数帯における平均吸音率が０．６以上であった。８００〜２０００Ｈｚの周波数の音は、人にとって不快な音となるので、この周波数領域の吸音率が高い実施例１に係る吸音材は、優れた吸音材である。一方、比較例１、２に係る吸音材は８００〜２０００Ｈｚの周波数帯における平均吸音率が０．６未満であった。
また表１及び図７に示すように、繊維層上に無機材料層が積層されてなる実施例１に係る吸音材は、繊維層のみからなる比較例１に係る吸音材、及び、無機材料層のみからなる比較例２に係る吸音材と比較して８００〜２０００Ｈｚの周波数帯において優れた吸音性能を示すことがわかった。
１ 吸音材
１０ 繊維層
１１ 繊維
２０ 無機材料層
２１ 繊維
２２ 無機粒子
８０ 測定装置
８１ 音響管
８２ サンプル
８３ ノイズ発生器
８４ スピーカー
８５、８６ マイクロホン
８７ ＦＦＴ分析器
１０ 繊維層
１１ 繊維
２０ 無機材料層
２１ 繊維
２２ 無機粒子
８０ 測定装置
８１ 音響管
８２ サンプル
８３ ノイズ発生器
８４ スピーカー
８５、８６ マイクロホン
８７ ＦＦＴ分析器
Claims (13)
- 繊維層と無機材料層からなる吸音材であって、
前記繊維層と前記無機材料層は接しており、
前記繊維層における繊維の含有率が、５０重量％を超えており、
前記無機材料層は、繊維と無機粒子からなり、
前記無機材料層における繊維の含有率が、５０重量％以下であることを特徴とする吸音材。 - 前記繊維層の密度は、前記無機材料層の密度よりも小さい請求項１に記載の吸音材。
- 前記無機材料層の密度は３〜６ｇ／ｃｍ３である請求項１又は２に記載の吸音材。
- 前記繊維層の厚さは３ｍｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載の吸音材。
- 前記繊維層は、２層以上の繊維層を積層することにより構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の吸音材。
- 前記繊維層は、無機繊維で構成されている請求項１〜５のいずれかに記載の吸音材。
- 前記無機材料層の厚さは０．１ｍｍ以上である請求項１〜６のいずれかに記載の吸音材。
- 前記繊維層を構成する繊維は、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、生体溶解性繊維、グラスウール及びロックウールからなる群から選択される少なくとも１種の無機繊維からなる請求項１〜７のいずれかに記載の吸音材。
- 前記無機材料層を構成する繊維は、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、生体溶解性繊維、グラスウール及びロックウールからなる群から選択される少なくとも１種の無機繊維からなる請求項１〜８のいずれかに記載の吸音材。
- 前記無機粒子は、シリカ系材料、アルミナ系材料、カーボン系材料及びチタニア系材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料である請求項１〜９のいずれかに記載の吸音材。
- 前記無機粒子は、シリカ粒子、シリカゾル、シリカゲル、アルミナ粒子、カーボン粒子及びチタニア粒子からなる群から選択される少なくとも一種の材料である請求項１０に記載の吸音材。
- 前記吸音材は、エンジン、エンジンルーム内、車両内装、車両ボディ及び排気管からなる少なくとも１種の部分に用いられる請求項１〜１１のいずれかに記載の吸音材。
- 請求項１〜１１のいずれかに記載の吸音材を、エンジン、エンジンルーム用部品、車両内装、車両ボディ又は排気管を構成する部材の表面に、前記無機材料層が接するように配置してなることを特徴とする車両部品。
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