JP2022016099A - 吸音材、及び吸音材の製造方法 - Google Patents

吸音材、及び吸音材の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】吸音性能を向上させる。【解決手段】一実施形態に係る吸音材は、部品からの音を吸音する吸音材１であって、吸音材１が取り付けられる取付部Ｐから立ち上がる立ち上がり部４と、立ち上がり部４の取付部Ｐとの反対側において部品に対向する対向部５と、を備え、立ち上がり部４及び対向部５のそれぞれは、コア層１１及び通気抵抗層１２を含んでおり、対向部５及び立ち上がり部４の少なくとも一部において、通気抵抗層１２の厚さＴのばらつきが、通気抵抗層１２の厚さＴの平均値の４０％以下である。【選択図】図２

Description

本開示は、吸音材、及び吸音材の製造方法に関する。
騒音等を抑制する吸音材としては種々のものが知られている。特許文献１には、積層吸音部材が記載されている。積層吸音部材は、吸音材と、吸音材の表面に結合された通気抵抗膜とを備える。通気抵抗膜は、吸音材よりも音源側に位置する。通気抵抗膜は、繊維径１０μｍ以下のメルトブローン繊維とバインダー繊維とを混合して単位面積あたりの重量が５０～２５０ｇ／ｍ２であるウェブを形成し、ウェブを加熱及び加圧し、ソリディティが１０％以上となるように調整されることによって作製される。
特許文献２には、プレス成形され、厚み方向において互いに反対側となる第一及び第二の成形面を有する自動車用サイレンサーが記載されている。自動車用サイレンサーは、第一の成形面が形成された第一繊維層と、第一繊維層における第一の成形面とは反対面に一体化され繊維が部分的に存在する第二繊維層と、少なくとも有する。
特開２００９－５７６６３号公報 特開２０１６－１５５４６１号公報
ところで、騒音等の音源となるものについては、例えば車両の部品等、構成が複雑なものもある。吸音材をこのようなものに適用しようとする場合には、吸音材の形状が三次元形状となることがある。すなわち、吸音材は、吸音材の配置面に略平行な面と、吸音材の配置面に交差する方向を向く面とを有する３Ｄ形状となりうる。３Ｄ形状の吸音材において前述した通気抵抗膜を備える場合、成形時に通気抵抗膜の厚さにばらつきが生じることがある。従って、吸音性能の点において改善の余地がある。
本開示の一実施形態に係る吸音材は、部品からの音を吸音する吸音材であって、吸音材が取り付けられる取付部から立ち上がる立ち上がり部と、立ち上がり部の取付部との反対側において部品に対向する対向部と、を備え、立ち上がり部及び対向部のそれぞれは、コア層及び通気抵抗層を含んでおり、対向部及び立ち上がり部の少なくとも一部において、通気抵抗層の厚さのばらつきが、通気抵抗層の厚さの平均値の４０％以下である。
この形態の吸音材は、取付部から立ち上がる立ち上がり部と、部品と対向する対向部とを備える。よって、吸音材の形状が３次元形状とされているので、複雑な形状を有する部品に対しても用いることができる。立ち上がり部及び対向部のそれぞれは、コア層及び通気抵抗層を含んでいる。従って、コア層で吸音しつつも通気抵抗層で通気を適度に抑制することによって、吸音性能を高めることができる。そして、少なくとも一部において、通気抵抗層の厚さのばらつきが当該厚さの平均値の４０％以下である。この場合、通気抵抗層の少なくとも一部の厚さのばらつきが一定とされるので、通気抵抗層における吸音率を高めることができる。従って、吸音性能を向上させることができる。
別の形態に係る吸音材において、対向部及び立ち上がり部を含むと共に縁部を含まない吸音材の領域のうち８０％以上の領域において、通気抵抗層の厚さのばらつきが平均値の４０％以下であってもよい。
別の形態に係る吸音材において、通気抵抗層の厚さが１ｍｍ以上且つ６ｍｍ以下であってもよい。
別の形態に係る吸音材において、通気抵抗層の通気抵抗値が基準値±１２０Raylsの範囲内であってもよい。
別の形態に係る吸音材において、通気抵抗層の通気抵抗値が３００Rayls以上且つ１１００Rayls以下であってもよい。
別の形態に係る吸音材において、通気抵抗層は、コア層から見て部品側に位置してもよい。
別の形態に係る吸音材において、通気抵抗層及びコア層の少なくとも一方はマイクロファイバーを含んでもよい。
本開示の一実施形態に係る吸音材の製造方法は、コア層及び通気抵抗層を備えた吸音材の製造方法であって、通気抵抗層を構成する材料を用意する工程と、通気抵抗層を構成する材料を第１の型に挟み込んで通気抵抗層を成形する工程と、コア層を構成する材料を通気抵抗層と第２の型の間に挟み込んでコア層を成形する工程と、を備える。
この形態の吸音材の製造方法は、まず、通気抵抗層の材料を第１の型に挟み込んで通気抵抗層を成形する。従って、第１の型に挟み込んで通気抵抗層を先に成形することにより、第１の型を用いて通気抵抗層の厚さを一定にすることができる。その後、厚さが一定にされた通気抵抗層に対して第２の型でコア層を成形する。従って、厚さが一定とされた通気抵抗層及びコア層を備え、高い吸音性能を備えた吸音材を製造できる。
通気抵抗層を成形する工程は、プレス、若しくはカレンダーロールとプレスによって通気抵抗層の厚さを調整する工程を有してもよい。
本開示によれば、吸音性能を向上させることができる。
実施形態に係る吸音材の例を示す斜視図である。 実施形態に係る吸音材の別の例を示す断面図である。 実施形態に係る吸音材の製造方法の例示的な手順を示す図である。 図３の手順の続きを示す図である。 図４の手順の続きを示す図である。 図５の手順の続きを示す図である。 図６の手順の続きを示す図である。 図７の手順の続きを示す図である。 例示的な吸音材における吸音率の実験結果を示すグラフである。 例示的な吸音材における吸音率の実験結果を示すグラフである。 例示的な吸音材における吸音率の実験結果を示すグラフである。 音の周波数と吸音率との関係を通気抵抗層の厚さごとに示すグラフである。 実施例及び比較例に係る吸音材における吸音率の実験結果を示すグラフである。 実施例及び比較例に係る吸音材における吸音率の実験結果を示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）のそれぞれは比較例及び実施例のそれぞれにおける吸音材の断面を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）のそれぞれは比較例及び実施例のそれぞれにおける吸音材の断面を示す図である。
以下では、図面を参照しながら本開示に係る吸音材、及び吸音材の製造方法の実施形態について説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示され、特許請求の範囲と均等の範囲における全ての変更が含まれることが意図される。図面の説明において同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。
実施形態に係る吸音材は、部品からの音を吸音する。実施形態において、「部品」とは、音を発する部品であって、吸音対象の部品を示している。例えば、「部品」は、機械部品、自動車部品、電気部品、又は電子部品であってもよく、「部品」の種類は限定されない。更なる具体例として、「部品」は、自動車のコンポーネント、飛行機、又は建築基板であってもよい。
吸音材は、吸音材が取り付けられる取付部から立ち上がる立ち上がり部を備える。「取付部」とは、吸音材が取り付けられる部位を示している。「立ち上がり部」とは、取付部に対して立ち上がると共に取付部に対して交差する面を有する部位を示している。吸音材は、立ち上がり部の取付部との反対側において部品に対向する対向部を備える。例えば、「対向部」は、凹凸形状を有する吸音材の天面部を示している。
更に、吸音材が取り付けられる対象の別の例としては、ドアパネル、航空機フレーム、壁内断熱材、一体型ダクト、輸送機器（航空機、回転翼航空機、若しくは列車）、電子機器（テレビ、コンピューター、若しくはサーバ）、ストレージデバイス、電源機器、空調システム、室内装飾品、個人用保護装置、衣服、毛布、及び家具のいずれかが挙げられる。吸音材が取り付けられる場所の例としては、カーペット又はトランクライナー等、これらの構造例の周辺にある要素であってもよい。
更に、フェンダーライナー、ダッシュボードの前面、フロアシステム、壁パネル、ダクト断熱材、ライナー、ヘッドライナー、航空機パネル、ドレープ、天井タイル、又はこれらの更なるアプリケーションも吸音材の取付対象となりうる。吸音材の材質は、ろ過材、外科用ドレープ、ワイプ、並びに、液体及び気体フィルターと同様のものを用いることも可能である。
図１は、例示的な吸音材１を示す斜視図である。図１に示されるように、吸音材１は、部品からの音を吸収する。一例として、吸音材１は成形パネルであってもよい。例えば、吸音材１は、当該部品を覆うように配置され、当該部品を覆った状態で当該部品からの音を吸収する。吸音材１の形状は、一例として、５つの角Ｃを有する五角形状である。しかしながら、吸音材１の形状は、三角形状、四角形状、若しくは六角形状等の多角形状、又は、円形状、若しくは長円形状であってもよく、特に限定されない。
例えば、吸音材１は、自動車の車内の騒音抑制、又は自動車の車外の騒音抑制のために設けられる吸音材であってもよい。また、騒音抑制の対象となる部品が車両の部品であって、吸音材１は当該車両のエンジンルームに配置されるものであってもよい。しかしながら、吸音材１は、自動車に限られず、種々のもの、及び種々の用途で用いることが可能である。
例示的な吸音材１は、取付部Ｐに対向する縁部２、及び縁部２から突出する突出部３を備える凹凸形状（３次元形状、３Ｄ形状）を呈する。このように、吸音材１が凹凸形状を有することにより、複雑な形状を有する部品に対しても当該形状に合わせて確実に吸音材１を覆うことが可能となる。一例として、吸音材１は、エンジンルームの内部に形成された隙間に配置される。
例えば、縁部２は、取付部Ｐに沿った方向である第１方向Ｄ１に延びる一対の第１辺２ｂと、取付部Ｐに沿った方向であって第１方向Ｄ１に交差する第２方向Ｄ２に延びる一対の第２辺２ｃと、を含む。例えば、一方の第１辺２ｂ、及び一方の第２辺２ｃのそれぞれは、他方の第１辺２ｂ、及び他方の第２辺２ｃのそれぞれより短く、吸音材１は、更に、当該一方の第２辺２ｃから当該一方の第１辺２ｂに向かって延びる傾斜辺２ｄとを有する。しかしながら、縁部２の形状は上記の例に限定されない。
例えば、縁部２には、部品に対して吸音材１を固定させるための固定手段が挿通される孔部２ｆが形成されている。孔部２ｆは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の双方に交差する第３方向Ｄ３に貫通している。なお、第３方向Ｄ３は、吸音材１が部品に対して突出したり、窪んだりする方向に相当し、例えば、取付部Ｐの面外方向であってもよい。一例として、縁部２は複数の孔部２ｆを有し、複数の孔部２ｆのうちの少なくとも一部が吸音材１の角Ｃに形成されていてもよい。図１の例では、各第１辺２ｂの両端部のそれぞれと、一対の第１辺２ｂのうちの長い方の第１辺２ｂの中間部と、に孔部２ｆが形成されている。
突出部３は、縁部２から突出する第１突出部３ｂと、第１突出部３ｂから更に突出する第２突出部３ｃとを備える。吸音材１は、第１突出部３ｂ及び第２突出部３ｃの少なくともいずれかの領域に窪み（凹部）を有していてもよい。第１突出部３ｂ及び第２突出部３ｃのそれぞれの孔部２ｆに対向する部分には、孔部２ｆの周方向に沿うように窪む凹部３ｄが形成されている。一例として、第１突出部３ｂは、吸音材１の１つの角Ｃの周辺に形成されている。第１突出部３ｂは、一対の第１辺２ｂのうちの長い方の第１辺２ｂの角Ｃ側の部分、及び一対の第２辺２ｃのうちの短い方の第２辺２ｃの部分、に形成されていてもよい。しかしながら、吸音材１の形状は、上記の例に限られず適宜変更可能である。
図２は、より簡略化した吸音材１の例を示す断面図である。前述したように、吸音材１は、縁部２、第１突出部３ｂ及び第２突出部３ｃを備える。第１突出部３ｂ及び第２突出部３ｃのそれぞれは、縁部２から第３方向Ｄ３に立ち上がる立ち上がり部４、及び立ち上がり部４の頂部から第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に延在すると共に部品に対向する対向部５とを備える。部品は、第３方向Ｄ３における対向部５の取付部Ｐ側（図２では下側）に設けられる。
立ち上がり部４及び対向部５のそれぞれは、例えば、コア層１１と、通気抵抗層１２と、第１カバー層１３と、第２カバー層１４と、薄板層１５とを備える。なお、例示的な薄板層１５は、縁部２においてコア層１１、通気抵抗層１２、第１カバー層１３及び第２カバー層１４が潰されて形成された層である。このように、通気抵抗層１２を有する吸音材１は、３Ｄ形状に成形されている。
吸音材１は、３Ｄ形状に成形された吸音材であって、通気抵抗層１２の厚さＴのばらつきがどの場所でも厚さＴの平均値の±４０％以下とされている。すなわち、立ち上がり部４及び対向部５の少なくとも一部において、通気抵抗層１２の厚さＴのばらつきが厚さＴの平均値の４０％以下である。例えば、立ち上がり部４及び対向部５を含むと共に縁部２を含まない吸音材１の領域のうち８０％以上の領域において、通気抵抗層１２の厚さＴのばらつきが当該平均値の４０％以下であってもよい。なお、図２では、吸音材１の薄板層１５に相当する部分以外の箇所において通気抵抗層１２の厚さＴが一定である例を示している。
実施形態では、前述したように、通気抵抗層１２の厚さＴのばらつきが抑えられている。なお、通気抵抗層１２の厚さＴのばらつきは、厚さＴの平均値の３５％以下、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、５％以下、３％以下、２％以下、又は１％以下であってもよい。また、立ち上がり部４及び対向部５を含むと共に縁部２を含まない吸音材１の領域のうち８５％以上、９０％以上、９５％以上、９７％以上、９８％以上、又は９９％以上の領域において、通気抵抗層１２の厚さＴのばらつきが当該平均値の４０％以下であってもよい。
通気抵抗層１２の厚さＴは、一例として、１ｍｍ以上且つ６ｍｍ以下である。通気抵抗層１２の通気抵抗値は、例えば、基準値±１２０Raylsの範囲内である。「基準値」とは、所望の吸音性能を発揮するように調整された基準となる通気抵抗層の通気抵抗値であって、コア層１１の厚さに応じて定められてもよい。「基準値」は、予め実験によって定められた値であってもよいし、シミュレーションによって定められた値であってもよい。
また、通気抵抗層１２の通気抵抗値は、３００Rayls以上且つ１１００Rayls以下であってもよい。しかしながら、通気抵抗層１２の厚さＴ、及び通気抵抗層１２の通気抵抗値は、後述するように適宜変更可能である。また、通気抵抗層１２の厚さＴ、及び通気抵抗層１２の通気抵抗値は、コア層１１（一例として、コア層１１の厚さ等）に応じて定められてもよい。
第１カバー層１３及び第２カバー層１４のそれぞれの材料は、特に限定されない。一例として、第１カバー層１３はスパンボンド不織布で構成されており、第２カバー層１４はＳＭＳ不織布で構成されている。第１カバー層１３及び第２カバー層１４は、コア層１１及び通気抵抗層１２を覆うために設けられる。一例として、第１カバー層１３の色彩は黒色であり、第２カバー層１４の色彩は白色である。
第１カバー層１３、第２カバー層１４及び薄板層１５の少なくともいずれかは省略することも可能である。例えば、第１カバー層１３及び第２カバー層１４の少なくともいずれかに代えて、コア層１１及び通気抵抗層１２の少なくともいずれかにスプレーの噴霧によって第１カバー層１３及び第２カバー層１４とは別の膜が形成されてもよい。例えば、第３方向Ｄ３の厚さについて、コア層１１が最も厚く、通気抵抗層１２が２番目に厚く、第１カバー層１３及び第２カバー層１４が最も薄い。
コア層１１及び通気抵抗層１２を備えた吸音材１は、例えば、１００Ｈｚ以上且つ３０００Ｈｚ以下の周波数帯域において、高い吸音特性を示す。例えば、通気抵抗層１２は、コア層１１の一方側の面に結合することによってコア層１１の吸音特性を高める層であってもよい。一例として、通気抵抗層１２は、コア層１１から見て音源となる部品側、すなわち、コア層１１の部品側（音源側）の面に結合する。
コア層１１の種類は、特に限定されず、コア層１１として種々の吸音素材を用いることが可能である。例えば、コア層１１は、不織布、フェルト材、ウレタンフォーム材、マイクロファイバー、又はこれらの組み合わせであってもよい。例示的なコア層１１は、メルトブロー繊維、ステープル繊維、及びバインダー繊維の少なくともいずれかを含んでいてもよい。コア層１１は、通気抵抗層１２よりも通気抵抗が低い吸音材であってもよい。コア層１１の厚さは、特に限定されないが、例えば、吸音材１が設置される空間の制約によって決定される。一例として、コア層１１の厚さは、数ｍｍ以上且つ数十ｍｍ以下である。
通気抵抗層１２は、例えば、メルトブロー（メルトブローン）されたマイクロファイバーによって構成されている。コア層１１及び通気抵抗層１２の双方がメルトブローされたマイクロファイバーによって構成されていてもよいし、いずれか一方のみがメルトブローされたマイクロファイバーによって構成されていてもよい。なお、通気抵抗層１２は、エレクトロスピニング法によって生成されたナノファイバーによって構成されていてもよい。しかしながら、前述したように通気抵抗層１２がメルトブローされたマイクロファイバーを備える場合、吸音材１の高性能化及び軽量化に寄与する。
例示的な通気抵抗層１２は、メルトブロー繊維、ステープル繊維、及びバインダー繊維の少なくともいずれかを含んでいてもよい。バインダー繊維は、メルトブロー繊維中に分散されていてもよく、少なくとも部分的にメルトブロー繊維によって溶融接着されていてもよい。バインダー繊維は、その少なくとも一部が高融点メルトブロー繊維に溶融接着することによってバインダーとしての機能を果たしてもよい。
通気抵抗層１２のメルトブロー繊維としては、バインダー繊維の上記溶融接着する部分より高い融点を有する樹脂であってもよく、メルトブロー法を用いて作製された繊維状材料を用いることが可能である。メルトブロー法とは、樹脂原料を溶融し、ノズルから押し出された繊維状樹脂に高温の気流を吹き付けることによって繊維径をより細かく加工する方法を示している。
通気抵抗層１２は、吸音材１の通気抵抗を高めることによって、吸音材１の吸音特性を改善する機能を有する。例えば、通気抵抗層１２は、薄膜状とされた音響部材である。一例としての通気抵抗層１２は、繊維径が１０μｍ以下であるメルトブロー繊維と、メルトブロー繊維中に分散されて少なくとも一部がメルトブロー繊維に溶融接着されたバインダー繊維と、ステープル繊維とを有する。
ステープル繊維の繊維素材としては、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ポリプロピレン及びポリエチレン等のいずれであってもよいが、耐候性、難燃性及びリサイクル性の点からポリエステル繊維を含むことが好ましい。ステープル繊維の繊維の太さは、例えば、１デニール以上且つ１００デニール以下である。
ステープル繊維の繊維の太さは、加工性及び取扱性の観点では、太い方がよく、特に開繊機で生産性を向上させることを考慮すると、３デニール以上且つ５０デニール以下であることが好ましい。なお、ステープル繊維の繊維の太さは、吸音性の観点では、細い方がよく、特に低音域である２００～１５００Ｈｚの吸音性を向上させるためには、１５デニール以下の細い繊維であることが好ましい。
ステープル繊維の繊維長は、加工性及び取扱性の観点から、３０ｍｍ以上且つ１００ｍｍ以下であることが好ましい。ステープル繊維の繊維断面の形状は、円形状、Ｔ形状、及び扁平状等の異形断面のいずれであってもよく、中空繊維であってもよい。ステープル繊維は、捲縮を有する繊維であってもよく、例えば、捲縮状態は、波形、スパイラル型、並びに、波形及びスパイラル型の折衷型、のいずれであってもよい。捲縮数は、少なすぎると弾性及び硬さが不足し、多すぎると加工上のトラブルが生じる可能性がある。例えば、５～２００山／２５ｍｍ、より好ましくは１０～５０山／２５ｍｍのものが用いられる。
通気抵抗層１２に含まれるバインダ繊維として、少なくとも表面の一部で高融点メルトブロー繊維の融点より低い融点を有する繊維を使用できる。例えば、バインダの低融点部分の融点がメルトブロー繊維の融点より１０℃以上（又は２０℃以上）低いものを使用できる。例えば、バインダ繊維の低融点部分として、低融点ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレン（ＰＥ）等が使用できる。例えば、メルトブロー繊維として、融点が２２０℃程度であるポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を使用する場合、又は融点が１６０℃程度であるポリプロピレンを使用する場合、バインダ繊維としては、表面の融点が１１０℃である低融点ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を使用できる。なお、車両用の吸音材として使用する場合には、耐環境試験に耐えるため、バインダ繊維の溶融点が９０℃以上、１００℃以上、又は１２０℃以上であってもよい。
バインダ繊維は、繊維状であればよく、バインダ繊維の断面径及び長さは特に限定されない。分散性を上げる観点では、バインダ繊維は短繊維であってもよい。バインダ繊維として、紡糸された繊維を裁断することによって製造される繊維長１０ｍｍ以上且つ１００ｍｍ以下であるステープルファイバを使用できる。繊維状のバインダは、メルトブロー繊維との接触密度が少なくとも一部で高いため、効率よい繊維間の溶融接着が可能であり、必要なバインダ繊維の量を抑制できる。バインダ繊維は、全体が均一な融点を有する材料でなくてもよく、少なくとも表面に低融点層を備えるものであってもよい。例えば、芯鞘構造を有する繊維であってもよく、鞘部分のみが低融点のものであってもよい。このような芯鞘構造を有する繊維を用いる場合、メルトブロー繊維と混合されたときに鞘部分の低融点バインダのみが溶融し、芯部はメルトブロー繊維と共に繊維として残存し、メルトブロー繊維の特性を阻害することなく通気抵抗性を向上させることが可能となる。
なお、部分的に溶融可能なバインダ繊維は、溶融されることによってメルトブロー繊維間を接着するので、メルトブロー繊維の通気抵抗をより高める効果を発揮する。また、メルトブロー繊維構造を固定できるため、通気抵抗特性の安定性を高めてハンドリングを容易にすることができる。
例示的な通気抵抗層１２は、メルトブロー繊維、ステープル繊維、及びバインダー繊維の３成分を混合し、単位面積当たりの重量が５０ｇ／ｍ２以上且つ２５０ｇ／ｍ２以下とされたウェブから作製される。一例として、通気抵抗層１２のソリディティ（solidity）は１０％以上である。「ソリディティ」とは、ウェブの嵩密度を、ウェブを構成する材料の密度で割ることによって求められる値（百分率）である。「ソリディティ」は、ウェブ内の充填性、気密性、及び通気性の指標となりうる。
通気抵抗層１２はポリマー不織布層を有していてもよく、当該ポリマー不織布層はメルトブロープロセスによって作製されてもよい。メルトブローされた不織繊維層は非常に細い繊維を含み得る。メルトブローでは、熱可塑性ポリマーストリームが、ダイのオリフィスから押し出され、熱風の収束ストリームによって減衰されて細い繊維を形成する。通気抵抗層１２は溶融紡糸によって構成されていてもよく、当該溶融紡糸では、不織布繊維は、一連のフィラメントとして押し出されてもよい。押し出された溶融紡糸は、冷却されて固化し、繊維として形成される。
上記の溶融紡糸で作製された繊維は、スパンボンドされてもよい。溶融紡糸繊維のセットを含むウェブは、繊維ウェブとして収集される。通気抵抗層１２は、メルトスパン繊維を含んでいてもよい。これらの繊維を構成する樹脂は、例えば、ポリプロピレン若しくはポリエチレン等のポリオレフィン、ポリエステル、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、ポリアミド、ポリウレタン、ポリブテン、ポリ乳酸、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、液晶ポリマー、ポリエチレン-コビニルアセテート、ポリアクリロニトリル、環状ポリオレフィン、又はそれらのコポリマー若しくは混合物を含んでいてもよい。通気抵抗層１２は、熱可塑性半結晶性ポリマーから作製されてもよい。熱可塑性半結晶性ポリマーには、半結晶性ポリエステル、又は脂肪族ポリエステルが含まれる。
前述した脂肪族ポリエステルの分子量は特に限定されない。当該分子量は、例えば、15,000（g/mol）以上且つ6,000,000g/mol以下、20,000（g/mol）以上且つ2,000,000g/mol以下、又は40,000（g/mol）以上且つ1,000,000g/mol以下であってもよい。当該分子量は、25（g/mol）以上であってもよい。更に、当該分子量は、15,000（g/mol）、20,000（g/mol）、25,000（g/mol）、30,000（g/mol）、35,000（g/mol）、40,000（g/mol）、45,000（g/mol）、50,000（g/mol）、60,000（g/mol）、70,000（g/mol）、80,000（g/mol）、90,000（g/mol）、100,000（g/mol）、200,000（g/mol）、500,000（g/mol）、700,000（g/mol）、1,000,000（g/mol）、2,000,000（g/mol）、3,000,000（g/mol）、4,000,000（g/mol）、5,000,000（g/mol）、及び6,000,000（g/mol）のいずれかであってもよい。
通気抵抗層１２は不織繊維層を含んでいてもよく、不織繊維層の繊維の直径は特に限定されない。当該直径は、例えば、０．１μｍ以上且つ１０μｍ以下、０．３μｍ以上且つ６μｍ以下、又は０．３μｍ以上且つ３μｍ以下であってもよい。当該直径は、０．１μｍ未満であってもよい。更に、当該直径は、０．２μｍ、０．３μｍ、０．４μｍ、０．５μｍ、０．６μｍ、０．７μｍ、０．８μｍ、０．９μｍ、１μｍ、１．５μｍ、２μｍ、２．５μｍ、３μｍ、３．５μｍ、４μｍ、４．５μｍ、５μｍ、５．５μｍ、６μｍ、６．５μｍ、７μｍ、７．５μｍ、８μｍ、８．５μｍ、９μｍ、９．５μｍ、１０μｍ、１１μｍ、１２μｍ、１３μｍ、１４μｍ、１５μｍ、１６μｍ、１７μｍ、１８μｍ、１９μｍ、２０μｍ、２２μｍ、２５μｍ、２７μｍ、３０μｍ、３２μｍ、３５μｍ、３７μｍ、４０μｍ、４２μｍ、４５μｍ、４７μｍ、５０μｍ、５３μｍ、５５μｍ、５７μｍ、及び６０μｍのいずれかであってもよい。
通気抵抗層１２は、多孔性ポリマーを有していてもよい（多孔質層であってもよい）。すなわち、通気抵抗層１２は、内部に多数の微細な孔が形成された層であってもよい。通気抵抗層１２は、穴あきフィルムであってもよいし、連続気泡フォームであってもよい。通気抵抗層１２が微細な孔を有する場合、当該孔の平均直径は１０μｍ以上且つ５０００μｍ以下であってもよい。また、当該孔の平均直径は、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１５０μｍ、１７０μｍ、２００μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１０００μｍ、１５００μｍ、２０００μｍ、３０００μｍ、４０００μｍ、及び５０００μｍのいずれかであってもよい。孔の形状は、円形に限られず、多角形であってもよいし、長円形であってもよい。
通気抵抗層１２が孔を有する場合、通気抵抗層１２の多孔度は、例えば、０．１％以上且つ８０％以下、０．２％以上且つ７０％以下、又は０．５％以上且つ６０％以下であってもよい。また、通気抵抗層１２の多孔度は、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．７％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、及び８０％のいずれかであってもよい。
通気抵抗層１２の曲げ弾性率は、例えば、０．２ＧＰａ以上且つ１０ＧＰａ以下、０．２ＧＰａ以上且つ７ＧＰａ以下、又は０．２ＧＰａ以上且つ４ＧＰａ以下であってもよい。更に、通気抵抗層１２の曲げ弾性率は、０．３ＧＰａ、０．４ＧＰａ、０．５ＧＰａ、０．６ＧＰａ、０．７ＧＰａ、１ＧＰａ、２ＧＰａ、３ＧＰａ、４ＧＰａ、５ＧＰａ、６ＧＰａ、７ＧＰａ、８ＧＰａ、９ＧＰａ、１０ＧＰａ、１２ＧＰａ、１５ＧＰａ、１７ＧＰａ、２０ＧＰａ、２５ＧＰａ、３０ＧＰａ、３５ＧＰａ、４０ＧＰａ、５０ＧＰａ、６０ＧＰａ、７０ＧＰａ、８０ＧＰａ、９０ＧＰａ、１００ＧＰａ、１２０ＧＰａ、１４０ＧＰａ、１６０ＧＰａ、１８０ＧＰａ、２００ＧＰａ、及び２１０ＧＰａのいずれかであってもよい。
通気抵抗層１２に曲げ弾性を持たせるためにポリマーが添加されてもよい。このポリマーは、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、フルオロポリマー、ポリ乳酸、ポリフェニレンスルフィド、ポリアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリウレタン、及びそれらのブレンド、の少なくともいずれかを含んでもよい。
通気抵抗層１２は、ファイバ－グラスで構成されていてもよい。通気抵抗層１２は、ヘルムホルツ共鳴器を構成していてもよい。通気抵抗層１２は、有機粒子及び無機粒子の少なくともいずれかを含んでおり、これにより、広範囲の周波数帯域にわたって優れた音波吸収性を有する。通気抵抗層１２の多孔質層に有機粒子及び無機粒子の少なくともいずれかが含まれていてもよい。この場合、相乗的な音波吸収性の実現が可能となる。
通気抵抗層１２は、ポリマー組成物及び無機組成物の少なくともいずれかを含んでいてもよい。通気抵抗層１２は、フィルム状であってもよい。通気抵抗層１２は、貫通孔を有していてもよい。通気抵抗層１２は、粘土粒子、珪藻土、植物ベースのフィラー、非層状ケイ酸塩、未膨張グラファイト、並びに、これらの多孔性及び/又は微細な粒子、の少なくともいずれかを含んでいてもよい。通気抵抗層１２において、上記の粘土粒子、珪藻土、植物ベースのフィラー、非層状ケイ酸塩、未膨張グラファイト、並びに、これらの多孔性及び/又は微細な粒子、の少なくともいずれかが、音響吸収プロファイルを生成する多孔質媒体の隙間を形成してもよい。この音響吸収プロファイルの構成は、粒子特性の組み合わせによって調整することが可能である。
また、他の例として、通気抵抗層１２は、繊維不織布層及び粘着性繊維の少なくともいずれかを含んでいてもよい。これらの繊維は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、スチレン－イソプレン－スチレン、又はポリエチレン／ポリプロピレンコポリマーから構成されていてもよい。通気抵抗層１２の上記のプロファイルが微細粒子で形成される場合、当該粒子の組成、当該粒子の表面積、及び、当該粒子のサイズは特に限定されない。例示的な通気抵抗層１２は、フィラーを含んでいてもよく、当該フィラーの粒径は１μｍ以上且つ１００μｍ以下である。通気抵抗層１２の比表面積は０．１ｍ２／ｇ以上且つ８００ｍ２／ｇ以下であってもよい。
通気抵抗層１２の通気抵抗値は１００MKS Rayls以上且つ８０００ MKS Rayls以下であってもよい。通気抵抗層１２の通気抵抗値は、１００MKSRayls以上且つ８０００ MKS Rayls以下、２０MKSRayls以上且つ３０００ MKS Rayls以下、又は５０MKSRayls以上且つ１０００ MKS Rayls以下であってもよい。また、通気抵抗層１２の通気抵抗値は、２０MKS Rayls、３０MKS Rayls、４０MKS Rayls、５０MKS Rayls、７０MKS Rayls、１００MKS Rayls、２００MKS Rayls、３００MKS Rayls、４００MKS Rayls、５００MKS Rayls、６００MKS Rayls、７００MKS Rayls、１０００MKS Rayls、１１００MKS Rayls、１２００MKS Rayls、１５００MKS Rayls、１７００MKS Rayls、２０００MKS Rayls、３０００MKS Rayls、３５００MKS Rayls、４０００MKS Rayls、５０００MKS Rayls、５５００MKS Rayls、６０００MKS Rayls、６５００MKS Rayls、７０００MKS Rayls、７５００MKS Rayls、及び８０００MKS Raylsのいずれかであってもよい。
通気抵抗層１２のフィラーは、通気抵抗層１２の多孔質層に不均一に分散していてもよい。通気抵抗層１２は、不織繊維ウェブを含んでいてもよい。当該フィラーは、珪藻土、植物ベースのフィラー、非膨張黒鉛、ポリオレフィン発泡体、又はそれらの組み合わせであってもよい。更に、通気抵抗層１２のフィラーは、１質量％以上且つ９９質量％以下、１０質量％以上且つ９０質量％以下、１５質量％以上且つ８５質量％以下、２０質量％以上且つ８０質量％以下、１質量％以下、１質量％以上、２質量％、３質量％、４質量％、５質量％、７質量％、１０質量％、１２質量％、１５質量％、２０質量％、３０質量％、３５質量％、４０質量％、４５質量％、５０質量％、５５質量％、６０質量％、６５質量％、７０質量％、７５質量％、８０質量％、８５質量％、９０質量％、９５質量％、９７質量％、９８質量％、又は９９質量％以下であってもよい。通気抵抗層１２のフィラーは、粘土、珪藻土、グラファイト、ガラス泡、多孔質等の微細フィラー、高分子フィラー、非層状ケイ酸塩、植物ベースのフィラー、及びそれらの組み合わせ、の少なくともいずれかであってもよい。
前述したように、通気抵抗層１２は、多孔質層を有していてもよく、多孔質層の平均繊維間距離は、０μｍより大きく且つ１００μｍ以下であってもよい。通気抵抗層１２の平均繊維間距離は、１μｍ以上且つ１０００μｍ以下、１０μｍ以上且つ５００μｍ以下、又は２０μｍ以上且つ３００μｍ以下であってもよい。更に、通気抵抗層１２の平均繊維間距離は、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、７μｍ、１０μｍ、１１μｍ、１２μｍ、１５μｍ、１７μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１５０μｍ、１７０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、及び１０００μｍのいずれかであってもよい。
前述したように、通気抵抗層１２は微細粒子によって構成されていてもよい。この場合、通気抵抗層１２の平均粒子間隔は、２０μｍ以上且つ４０００μｍ以下、５０μｍ以上且つ２０００μｍ以下、又は１００μｍ以上且つ１０００μｍ以下であってもよい。通気抵抗層１２の平均粒子間隔は、２０μｍ未満、２０μｍ以下、又は４０００μｍを超えてもよい。また、通気抵抗層１２の平均粒子間隔は、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１５０μｍ、１７０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１０００μｍ、１１００μｍ、１２００μｍ、１５００μｍ、１７００μｍ、２０００μｍ、２５００μｍ、３０００μｍ、３５００μｍ、及び４０００μｍのいずれかであってもよい。
通気抵抗層１２の厚さＴは、前述で例示したものの、当該例示した値に特に限定されない。更に、例示的な通気抵抗層１２の厚さＴは、１μｍ以上且つ１０ｃｍ以下、３０μｍ以上且つ１ｃｍ以下、又は、５０μ以上且つ５００μｍ以下であってもよい。通気抵抗層１２の厚さＴは、１μｍ、２μｍ、５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、５００μｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍ、７０ｍｍ、及び１００ｍｍのいずれかであってもよい。
通気抵抗層１２に前述したフィラーが含まれる場合、種々の周波数帯域の音に対する吸収性能を高めることが可能となる。通気抵抗層１２が高い吸音性能を発揮する音の周波数帯域は、例示的には、５０Ｈｚ以上且つ５００Ｈｚ以下、又は５００Ｈｚ以上であってもよい。通気抵抗層１２が対象とする音の周波数は、５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、６０Ｈｚ、６５Ｈｚ、７０Ｈｚ、７５Ｈｚ、８０Ｈｚ、８５Ｈｚ、９０Ｈｚ、９５Ｈｚ、１００Ｈｚ、１０５Ｈｚ、１１０Ｈｚ、１１５Ｈｚ、１２０Ｈｚ、１２５Ｈｚ、１３０Ｈｚ、１３５Ｈｚ、１４０Ｈｚ、１４５Ｈｚ、１５０Ｈｚ、１５５Ｈｚ、１６０Ｈｚ、１６５Ｈｚ、１７０Ｈｚ、１７５Ｈｚ、１８０Ｈｚ、１８５Ｈｚ、１９０Ｈｚ、１９５Ｈｚ、２００Ｈｚ、２３０Ｈｚ、２４０Ｈｚ、２５０Ｈｚ、２６０Ｈｚ、２７０Ｈｚ、２８０Ｈｚ、２９０Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、７００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、３０００Ｈｚ、４０００Ｈｚ、５０００Ｈｚ、７０００Ｈｚ、及び１００００Ｈｚのいずれかであってもよい。
通気抵抗層１２は、不織布層を含んでいてもよいし、ガラス繊維を含んでいてもよい。当該ガラス繊維は、一般的に、炉でシリカ、又はその他の鉱物を溶融して作製される。溶融されたシリカ等は、小さなオリフィスを含む紡糸口金に通されると共に押し出され、溶融流が生成され、そして、熱風の流れによって導かれて冷却されることによって作製されてもよい。以上、通気抵抗層１２の特性について説明したが、コア層１１が前述した特性を備えていてもよい。
次に、図３～図８を参照しながら、実施形態に係る吸音材の製造方法について説明する。なお、本開示に係る吸音材の製造方法は、後述する例に限定されない。まず、図３及び図４に示されるように、通気抵抗層１２を構成する材料２２を用意する（通気抵抗層を構成する材料を用意する工程）。具体例として、通気抵抗層１２の基となる材料２２と第１カバー層１３の基となる材料２３とが一体化された積層体を用意し、当該積層体を型Ｍ１（第１の型）と型Ｍ２との間に挟み込む。なお、第１カバー層１３を有しない場合には、材料２２のみを型Ｍ１と型Ｍ２との間に挟み込んでもよい。
上記のように通気抵抗層１２を構成する材料２２を型Ｍ１に挟み込むことによって通気抵抗層１２を成形する（通気抵抗層を成形する工程）。例えば、通気抵抗層１２と共に第１カバー層１３が成形されてもよい。また、立ち上がり部４が形成される部位（第３方向Ｄ３に延びる部位）よりも吸音材１の外側において、型Ｍ１と型Ｍ２が互いに対向する方向（図４では上下方向）に挟み込まれた材料２２及び材料２３は、薄板層１５として成形されてもよい。
以上のように通気抵抗層１２が成形されているときに、カレンダーロールで通気抵抗層１２の厚さが一定となるように調整されてもよい。また、プレスによって通気抵抗層１２の厚さが一定となるように調整されてもよい。また、型Ｍ１と型Ｍ２との間に形成される隙間の幅を一定にすることによって、型Ｍ１及び型Ｍ２に挟まれる通気抵抗層１２の厚さが一定となるように成形が行われてもよい。なお、カレンダーロールによって通気抵抗層１２の厚さを一定にした後、プレスによって最終的な基準値である厚さＴにしてもよい。
通気抵抗層１２の成形が完了した後には、図５及び図６に示されるように、通気抵抗層１２及び型Ｍ１から型Ｍ２を外してコア層１１を構成する材料２１を用意する（コア層を構成する材料を用意する工程）。そして、材料２１を通気抵抗層１２と型Ｍ３（第２の型）との間に挟み込む。型Ｍ３は、型Ｍ２とは異なる型であり、例えば、平板状とされている。なお、コア層１１を構成する材料２１と共に第２カバー層１４を構成する材料を、コア層１１を構成する材料２１と型Ｍ３との間に挟み込んでもよい。また、成形した通気抵抗層１２を型Ｍ１に残し、型Ｍ２を型Ｍ３に変えると共に、コア層１１を構成する材料２１を用意し、材料２１を通気抵抗層１２と型Ｍ３との間に挟み込んでもよい。この場合、成形した通気抵抗層１２を取り出すことなくコア層１１の成形を行うことができる。
そして、図７及び図８に示されるように、材料２１を通気抵抗層１２と型Ｍ３の間に挟み込んでコア層１１を成形する（コア層を成形する工程）。コア層１１と共に第２カバー層１４が成形されてもよい。このように、コア層１１を成形した後には、型Ｍ３を外して吸音材１が完成する。以上のように、実施形態では、通気抵抗層１２とコア層１１とを２段階で別々に成形するので、通気抵抗層１２の厚さＴの調整を容易に且つ高精度に行うことができる。
次に、実施形態に係る吸音材、及び吸音材の製造方法の作用効果について説明する。図２に例示されるように、吸音材１は、取付部Ｐから立ち上がる立ち上がり部４と、立ち上がり部４の取付部Ｐとの反対側において部品に対向する対向部５とを備える。よって、吸音材１の形状が３次元形状とされているので、複雑な形状を有する部品に対しても用いることができる。
立ち上がり部４及び対向部５のそれぞれは、コア層１１及び通気抵抗層１２を含んでいる。従って、コア層１１で吸音しつつも通気抵抗層１２で通気を適度に抑制することによって、吸音性能を高めることができる。そして、少なくとも一部において、通気抵抗層１２の厚さＴのばらつきが厚さＴの平均値の４０％以下である。この場合、通気抵抗層１２の少なくとも一部の厚さＴのばらつきが一定とされるので、吸音材１としての吸音率を高めることができる。従って、吸音性能を向上させることができる。
例示的な吸音材１では、対向部５及び立ち上がり部４を含むと共に縁部２を含まない吸音材１の領域のうち８０％以上の領域において、通気抵抗層１２の厚さＴのばらつきが当該平均値の４０％以下であってもよい。この場合、吸音材１の上記領域の８０％以上において厚さＴのばらつきが４０％以下であるため、通気抵抗層１２の厚さＴを更に一定にすることができる。従って、更なる吸音率の向上に寄与する。
例示的な吸音材１において、通気抵抗層１２の厚さＴが１ｍｍ以上且つ６ｍｍ以下であってもよい。この場合、通気抵抗層１２の厚さＴが１ｍｍ以上且つ６ｍｍ以下であることによって、通気抵抗層１２の厚さＴを適切な厚さで均一にできるので、吸音効率を更に高めることができる。
例示的な吸音材１において、通気抵抗層１２の通気抵抗値が基準値±１２０Raylsの範囲内であってもよい。この場合、通気抵抗値が基準値±１２０Raylsの範囲内であることにより、通気抵抗値を基準値に基づいた適度な値で一定にできるので、吸音性能を向上させることができる。
例示的な吸音材１において、通気抵抗層１２の通気抵抗値が３００Rayls以上且つ１１００Rayls以下であってもよい。この場合、通気抵抗値が３００Rayls以上且つ１１００Rayls以下であることにより、通気抵抗値を適度な値で一定にできるので、吸音性能の更なる向上に寄与する。
例示的な吸音材１において、通気抵抗層１２は、コア層１１から見て部品側に位置してもよい。この場合、通気抵抗層１２が部品側に設けられるので、通気抵抗層１２でより効果的に吸音することができる。従って、高い吸音性能を維持することができる。
例示的な吸音材１において、通気抵抗層１２及びコア層１１の少なくとも一方はマイクロファイバーを含んでもよい。この場合、高い吸音性能を維持しつつ軽量化を実現させることができる。
実施形態に係る吸音材の製造方法は、まず、通気抵抗層１２の材料２２を型Ｍ１及び型Ｍ２の間に挟み込んで通気抵抗層１２を成形する。従って、型Ｍ１及び型Ｍ２の間に挟み込んで通気抵抗層１２を先に成形することにより、型Ｍ１及び型Ｍ２で通気抵抗層１２の厚さＴを一定にすることができる。その後、厚さＴが一定にされた通気抵抗層１２に対して型Ｍ１及び型Ｍ３でコア層１１を成形する。従って、厚さが一定とされた通気抵抗層１２及びコア層１１を備え、高い吸音性能を備えた吸音材１を製造できる。
前述したように、通気抵抗層１２を成形する工程では、プレス、若しくはカレンダーロールとプレスによって通気抵抗層１２の厚さＴを調整する工程を有してもよい。この場合、カレンダーロール及びプレスの少なくともいずれかで通気抵抗層１２の厚さＴが調整されるので、通気抵抗層１２の厚さＴを一定にすることができる。前述したように、カレンダーロールによって通気抵抗層１２の厚さを一定にした後、プレスによって最終的な厚さＴとしてもよい。
以上、本開示に係る吸音材、及び吸音材の製造方法の実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、前述した実施形態に限定されるものではない。本開示は、特許請求の範囲に記載した要旨を変更しない範囲において種々の変形が可能である。すなわち、吸音材の各部の形状、大きさ、材料、数、及び配置態様、並びに、吸音材の製造方法の工程の内容及び順序は、上記の要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。
続いて、吸音材の種々の例について図９～図１１を参照しながら説明する。なお、本開示は、後述の各例に限定されない。まず、例１～６に係る吸音材について説明する。例１～６に係る吸音材のそれぞれの仕様を以下に示す。
（例１）
例１に係る吸音材は、コア層１１、第１カバー層１３及び第２カバー層１４を備え、通気抵抗層１２を有しない。
コア層１１のメルトブロー繊維として、ＰＰ樹脂をメルトブロープロセスにおいて、繊維径５μｍのメルトブロー繊維とし、単位面積あたりの重量が３１５ｇ／ｍ２となるように紡糸した。コア層１１のステープル繊維としてＰＥＴ短繊維（６．６ｄＴ×３８ｍｍ）７１ｇ／ｍ２と、コア層１１のバインダー繊維として芯部分が融点２６０℃のＰＥＴ、鞘部分が溶融点１１０℃の低融点ＰＥＴからなる繊維（４．４ｄＴ×３８ｍｍ）３４ｇ／ｍ２をメルトブロー繊維が吹き出された直後の繊維流に合流するように吹き付け、総単位面積あたりの重量が４２０ｇ／ｍ２の混合ウェブを製作した。この混合ウェブにカバー材として黒色ＰＰ製スパンボンド４０ｇ／ｍ２をスプレー状のホットメルトによって貼り合わせ、反対面に白色ＳＭＳ１３ｇ／ｍ２をスプレー状のホットメルトによって貼り付けてコア層１１単層の吸音材を製作した。この原反を熱プレスに挟み、１３０℃の温度と３０秒の保持時間により、厚さ１０ｍｍのコア層１１を仕上げた。
単位面積あたりの重量は、コア層１１の原反を１０ｃｍ×１０ｃｍにカッティングしたサンプルを５つ用意し、各サンプルの重量を測定し、その平均値から単位面積あたりの重量を求めた。
コア層の膜厚は、ＡＳＴＭ Ｆ７７８－８８に準じた測定方法を用いて測定した。すなわち、原反を１０ｃｍ×１０ｃｍにカッティングしたサンプルを５つ用意した。上下の２牧プレートの中央にサンプルを置いた。そして、上下のプレート間距離を５ｃｍ±０．２ｃｍの高さに調整し、この高さから上のプレートを離し、自重で下のプレートの上に落下させた。この状態で３秒待ち、上下のプレート間距離を備え付けのマイクロメータで測定した。
（例２）
例１と同じコア層１１の原反を、熱プレスにて例１と同一の条件で、コア層１１の厚さを２０ｍｍとなるように仕上げた。単位面積あたりの重量の測定方法、及び厚さの測定方法は例１と同一とした。
（例３）
例１と同じコア層１１の原反を、熱プレスにて例１と同一の条件で、コア層１１の厚さを３０ｍｍとなるように仕上げた。単位面積あたりの重量の測定方法、及び厚さの測定方法は例１と同一とした。
（例４）
例４に係る吸音材は、図２の吸音材１と同様、コア層１１、通気抵抗層１２、第１カバー層１３及び第２カバー層１４を備える。
コア層１１は、例１と同一の方法で、メルトブロー繊維２４０ｇ／ｍ２、ＰＥＴ短繊維５４ｇ／ｍ２、バインダー繊維２６ｇ／ｍ２、合計３２０ｇ／ｍ２とした。そして、片面に白色ＳＭＳ１３ｇ／ｍ２をスプレー状のホットメルトによって貼り付けてコア層１１の原反を製作した。この原反を熱プレスに挟み、１３０℃の温度と３０秒の保持時間でコア層１１の厚さを９．３ｍｍとした。
通気抵抗層１２は、例１と同一の方法で、メルトブロー繊維５０ｇ／ｍ２、ＰＥＴ短繊維３４ｇ／ｍ２、バインダー繊維１６ｇ／ｍ２、合計１００ｇ／ｍ２とした。そして、片面に黒色スパンボンド４０／ｍ２をスプレー状のホットメルトによって貼り付けて通気抵抗層１２の原反を製作した。この原反を熱プレスに挟み、１３０℃の温度と３０秒の保持時間で通気抵抗層１２の厚さを０．７ｍｍとした。
これらのコア層１１及び通気抵抗層１２を重ねることによって例４とした。単位面積あたりの重量の測定方法、及び厚さの測定方法は例１と同一とした。
（例５）
例４と同一のコア層１１の原反を、熱プレスにて例４と同一の条件で、コア層１１の厚さを１９．３ｍｍとなるように仕上げた。通気抵抗層１２は例４と同一のものを用いて、上記のコア層１１と通気抵抗層１２とを重ねることで例５とした。単位面積あたりの重量の測定方法、及び厚さの測定方法は例１と同一とした。
（例６）
例４と同一のコア層１１の原反を、熱プレスにて例４と同一の条件で、コア層１１の厚さを２９．３ｍｍとなるように仕上げた。通気抵抗層１２は例４と同一のものを用いて、上記のコア層１１と通気抵抗層１２とを重ねることで例６とした。単位面積あたりの重量の測定方法、及び厚さの測定方法は例１と同一とした。
以上の例１～６に対して、吸音性能を確認した実験結果の例を図９のグラフに示す。吸音性能は、ＡＳＴＭのＥ １０５０－９８（“Impedance and Absorption Using A Tube, Two Microphones and A DigitalFrequency Analysis System.”）に基づく２マイクロホン法で測定した。周波数の測定範囲は５００Ｈｚ～４０００Ｈｚとした。２マイクロホン法は、管内の音圧の入射成分と反射成分を２つのマイクロホンで測定し、吸音率を求める方法である。また、吸音性能と併せて通気抵抗値の測定を行った。通気抵抗値は、ＡＳＴＭ Ｃ ５２２で予め定められた方法に基づき測定した。サンプルを５．２５インチ（１３３．３ｍｍ）径の円形にカッティングし、試料台に固定した。このサンプルのシート面１００ｃｍ２に対して垂直方向に圧縮空気を供給し、通気抵抗層１２の面垂直方向に生じる差圧を測定して通気抵抗値を算出した。
図９のグラフの横軸は吸音材に当てた音の周波数、図９のグラフの縦軸は吸音材に当てた音の吸音率を示している。図９に示されるように、厚さが０．７ｍｍである通気抵抗層１２を備える例４～６の吸音材では、通気抵抗値が１５９６Ｒａｙｌｓであり、周波数が１０００Ｈｚ以下の低周波領域においては高い吸音率を得られ、高周波領域においては低い吸音率であった。
次に、例７～９について以下で図１０を参照しながら説明する。
（例７）
例７に係る吸音材は、コア層１１の厚さと、通気抵抗層１２の厚さが例４と異なる。例７では、コア層１１の厚さを７ｍｍ、通気抵抗層１２の厚さを３ｍｍとした。
具体的には、コア層１１は、例４と同一の原反で熱プレスにより例４と同一の条件で７ｍｍの厚さに仕上げた。通気抵抗層１２は、例４と同一の原反で熱プレスにより例４と同一の条件で３ｍｍに仕上げた。そして、これらのコア層１１と通気抵抗層１２とを重ねることによって例７とした。単位面積あたりの重量の測定方法、及び厚さの測定方法は例１と同一とした。
（例８）
例８において、コア層１１は、例４と同一の原反で熱プレスにより例４と同一の条件で１７ｍｍの厚さに仕上げた。通気抵抗層１２は、例７と同一のものを用いた。これらのコア層１１と通気抵抗層１２とを重ねることによって例８とした。単位面積あたりの重量の測定方法、及び厚さの測定方法は例１と同一とした。
（例９）
例９において、コア層１１は、例４と同一の原反で熱プレスにより例４と同一の条件で２７ｍｍの厚さに仕上げた。通気抵抗層１２は、例７と同一のものを用いた。これらのコア層１１と通気抵抗層１２とを重ねることによって例９とした。単位面積あたりの重量の測定方法、及び厚さの測定方法は例１と同一とした。
図１０は、以上の例７～９と前述した例１～３に対して吸音性能の確認を行った結果を示すグラフである。例７～９に対しても吸音性能と共に通気抵抗値の測定を行った。通気抵抗値の測定の方法は、例４～６に対して行った方法と同一とした。図１０に示されるように、厚さが３ｍｍである通気抵抗層１２を備える例７～９の吸音材では、通気抵抗値が４２８Ｒａｙｌｓであり、広い周波数帯域において高い吸音率を得られていることが分かった。
続いて、例１０～１２について以下で説明する。
（例１０）
例１０に係る吸音材は、コア層１１の厚さと、通気抵抗層１２の厚さが例４と異なる。例１０では、コア層１１の厚さを４ｍｍ、通気抵抗層１２の厚さを６．２ｍｍとした。
具体的には、コア層１１は、例４と同一の原反で熱プレスにより例４と同一の条件で４ｍｍの厚さに仕上げた。通気抵抗層１２は、例４と同一の原反で熱プレスにより例４と同一の条件で６．２ｍｍに仕上げた。そして、これらのコア層１１と通気抵抗層１２とを重ねることによって例１０とした。単位面積あたりの重量の測定方法、及び厚さの測定方法は例１と同一とした。
（例１１）
例１１において、コア層１１は、例４と同一の原反で熱プレスにより例４と同一の条件で１４ｍｍの厚さに仕上げた。通気抵抗層１２は、例１０と同一のものを用いた。これらのコア層１１と通気抵抗層１２とを重ねることによって例１１とした。単位面積あたりの重量の測定方法、及び厚さの測定方法は例１と同一とした。
（例１２）
例１２において、コア層１１は、例４と同一の原反で熱プレスにより例４と同一の条件で２４ｍｍの厚さに仕上げた。通気抵抗層１２は、例１０と同一のものを用いた。これらのコア層１１と通気抵抗層１２とを重ねることによって例１２とした。単位面積あたりの重量の測定方法、及び厚さの測定方法は例１と同一とした。
図１１は、以上の例１０～１２と例１～３に対して吸音性能の確認を行った結果を示すグラフである。例１０～１２に対しても吸音性能と共に通気抵抗値の測定を行った。通気抵抗値の測定の方法は、例４～６に対して行った方法と同一とした。図１１に示されるように、厚さが６．２ｍｍである通気抵抗層１２を備える例１０～１２の吸音材では、通気抵抗値が２７１Ｒａｙｌｓであり、周波数帯域が２０００Ｈｚ以上の高周波領域では高い吸音率を得られるものの、低周波領域では低い吸音率であった。
以上の図９～図１１の結果より、通気抵抗層１２の厚さ３ｍｍ及び通気抵抗値４２８Ｒａｙｌｓを基準値として、通気抵抗層１２の厚さを基準値から±１ｍｍとして検証した結果を図１２に示している。図１２は、通気抵抗層１２を有しない比較例（例３、通気抵抗層なし）と、厚さが３ｍｍの通気抵抗層１２を有する例９（厚さ３ｍｍ）と、例９に対して更に通気抵抗層１２の厚さを２ｍｍ又は４ｍｍに変更した実験の結果を示している。
通気抵抗層１２の厚さが２ｍｍである例において、コア層１１は、例４と同一の原反で熱プレスにより例４と同一の条件で２８ｍｍの厚さに仕上げた。通気抵抗層１２は、例４と同一の原反で熱プレスにより例４と同一の条件で厚さ２ｍｍに仕上げた。これらのコア層１１と通気抵抗層１２とを重ねることによって２ｍｍのサンプルとした。前述したように、通気抵抗層１２の厚さが３ｍｍである例は、例９と同一である。
通気抵抗層１２の厚さが４ｍｍである例において、コア層１１は、例４と同一の原反で熱プレスにより例４と同一の条件で２６ｍｍの厚さに仕上げた。通気抵抗層１２は、例４と同一の原反で熱プレスにより例４と同一の条件で厚さ４ｍｍに仕上げた。これらのコア層１１と通気抵抗層１２とを重ねることによって４ｍｍのサンプルとした。これらの図１２に示される各例に対しても吸音性能と共に通気抵抗値の測定を行った。通気抵抗値の測定の方法は、例４～６に対して行った方法と同一とした。
図１２に示されるように、厚さが３ｍｍである例（例９）だけでなく、厚さが２ｍｍ又は４ｍｍである通気抵抗層１２を備える吸音材であっても、通気抵抗層１２を有しない例（例３）と比べて高い吸音率を得られることが分かる。なお、通気抵抗層１２の厚さが２ｍｍであるときの通気抵抗値は５３４Ｒａｙｌｓであり、通気抵抗層１２の厚さが４ｍｍであるときの通気抵抗値は３１７Ｒａｙｌｓであった。従って、通気抵抗層１２の厚さのばらつきが基準値（３ｍｍ）±４０％であって、通気抵抗値が基準値（４２８Ｒａｙｌｓ）±１２０Ｒａｙｌｓであるときに良好な結果を得られることが分かった。
実施例１及び比較例１について以下で図１３を参照しながら説明する。
（実施例１）
実施例１では、図３～図８に例示したように通気抵抗層１２とコア層１１とを２段階で別々に成形して吸音材を製造した。実施例１は、後述のコア層１１、通気抵抗層１２、第１カバー層１３及び第２カバー層１４を備える。
通気抵抗層１２は、例４と同一の原反を使用し、この通気抵抗層１２を金属型に入れて温度１３０℃、保持時間３０秒にて、３ｍｍの厚さの３Ｄ形状に成型した。また、この時点で成型された通気抵抗層１２を１個抜き取り、非接触にて通気抵抗層１２の厚さを測定した。
コア層１１は例４と同じ原反を使用し、前述したように、成型した通気抵抗層１２と共に、金属型に入れ、温度１３０℃、保持時間３０秒にて成型した。
そして、完成した吸音材を、残響室に静置し、吸音率を測定した。また、測定が終了した吸音材のサンプルを切断し、断面を図１５（ｂ）のように目視観察し、通気抵抗層１２が一定厚みに成型されていることを確認した。そして、３Ｄ成型された通気抵抗層１２の厚さを、非接触のレーザ変位計によって測定した。実施例１の通気抵抗層１２における対向部５の厚さと、立ち上がり部４の厚さを以下の表１に示す。
Figure 2022016099000002
（比較例１）
比較例１に係る吸音材は、コア層１１、第１カバー層１３及び第２カバー層１４を備え、通気抵抗層１２を有しない。
通気抵抗層１２を有しない比較例１は、例１と同一の原反を使用し、前述した金属型に入れ、図６～図８の手順のみを温度１３０℃、保持時間３０秒にて、コア層１１単層の３Ｄ形状に成型した。測定が終了したサンプルを切断した断面図を図１５（ａ）のように観察した。
以上の実施例１及び比較例１に対し、吸音率の測定を行った。成型した各吸音材の吸音率は、日本音響エンジニアリング製・残響室法吸音率・音響透過損失測定システム・ＡＢＬｏｓｓを用い、ＪＩＳ Ａ １４０９に基づいて測定した。その結果、図１３に示されるように、厚さが３ｍｍである通気抵抗層１２とコア層１１とを２段階で成形した実施例１の吸音材では、周波数が３０００Ｈｚ以下の広い周波数帯域（特に低周波領域）において高い吸音率を得られることが分かった。
続いて、実施例２及び比較例２について以下で図１４を参照しながら説明する。
（実施例２）
通気抵抗層１２は、例４と同じ原反を使用し、この通気抵抗層１２を前述した金属型に入れ、温度１３０℃、保持時間３０秒にて、３ｍｍの厚さの３Ｄ形状に成型した。また、この時点で、成型された通気抵抗層１２を１個抜き取り、非接触にて厚さを測定した。
コア層１１は、実施例１と同じ方法にて、メルトブロー繊維として、ＰＰ樹脂をメルトブロープロセスで、繊維径５μｍのメルトブロー繊維を単位面積あたり６２８ｇ／ｍ２となるように紡糸すると共に、多孔質粒子として、活性炭１５７ｇ／ｍ２を、メルトブロー繊維が吹き出された直後の繊維流に合流するように吹き付け、総単位面積あたりの重量７８５ｇ／ｍ２の混合ウエブを製作した。また、通気抵抗層１２の音源側とは反対面に、白色ＳＭＳ１７ｇ／ｍ２をスプレー状のホットメルトにて貼り付けてコア層１１とした。このコア層１１を、前述した通り、成型した通気抵抗層１２と共に金属型に入れ、温度１３０℃、保持時間３０秒にて成型した。
そして、完成した吸音材を、残響室に静置し、吸音率を測定した。また、測定が終了したサンプルを切断し、断面を図１６（ｂ）に示されるように観察し、通気抵抗層１２が一定厚さに成型されていることを確認した。そして、３Ｄ成型された通気抵抗層１２の厚さを、非接触のレーザ変位計によって測定した。実施例２の通気抵抗層１２における対向部５の厚さと、立ち上がり部４の厚さを以下の表２に示す。
Figure 2022016099000003
（比較例２）
比較例２において、通気抵抗層１２は、実施例２と同一のものを用いた。コア層１１も、実施例２と同一のものを用いた。コア層１１及び通気抵抗層１２を同時に金属型に入れ、温度１３０℃、保持時間３０秒にて３Ｄ形状に成型した。完成した吸音材を、残響室に静置し、吸音率を測定した。また、測定の終了したサンプルを切断し、断面を図１６（ａ）に示されるように観察し、実施例２と比較した。なお、図１６（ａ）に示されるように、比較例２においては、コア層１１と通気抵抗層１２との境界が不明瞭であったため、通気抵抗層１２を図示していない。
以上の実施例２及び比較例２に対し、吸音率の測定を行った。成型した各吸音材の吸音率は、日本音響エンジニアリング製・残響室法吸音率・音響透過損失測定システム・ＡＢＬｏｓｓを用い、ＪＩＳ Ａ １４０９に基づいて測定した。その結果、図１４に示されるように、厚さが３ｍｍに調整された通気抵抗層１２を備えた実施例２は、厚さが調整されていない比較例２と比較すると、周波数が３０００Ｈｚ以下である広い周波数帯域（特に低周波領域）において高い吸音率を得られることが分かった。
１…吸音材、２…縁部、２ｂ…第１辺、２ｃ…第２辺、２ｄ…傾斜辺、２ｆ…孔部、３…突出部、３ｂ…第１突出部、３ｃ…第２突出部、３ｄ…凹部、４…立ち上がり部、５…対向部、１１…コア層、１２…通気抵抗層、１３…第１カバー層、１４…第２カバー層、１５…薄板層、２１…コア層を構成する材料、２２…通気抵抗層を構成する材料、２３…材料、Ｃ…角、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、Ｄ３…第３方向、Ｍ１…型（第１の型）、Ｍ２…型、Ｍ３…型（第２の型）、Ｐ…取付部。

Claims (9)

  1. 部品からの音を吸音する吸音材であって、
    前記吸音材が取り付けられる取付部から立ち上がる立ち上がり部と、前記立ち上がり部の前記取付部との反対側において前記部品に対向する対向部と、を備え、
    前記立ち上がり部及び前記対向部のそれぞれは、コア層及び通気抵抗層を含んでおり、
    前記対向部及び前記立ち上がり部の少なくとも一部において、前記通気抵抗層の厚さのばらつきが、前記通気抵抗層の厚さの平均値の４０％以下である、
    吸音材。
  2. 前記対向部及び前記立ち上がり部を含むと共に縁部を含まない前記吸音材の領域のうち８０％以上の領域において、前記通気抵抗層の厚さのばらつきが前記平均値の４０％以下である、
    請求項１に記載の吸音材。
  3. 前記通気抵抗層の厚さが１ｍｍ以上且つ６ｍｍ以下である、
    請求項１又は２に記載の吸音材。
  4. 前記通気抵抗層の通気抵抗値が基準値±１２０Raylsの範囲内である、
    請求項１～３のいずれか一項に記載の吸音材。
  5. 前記通気抵抗層の通気抵抗値が３００Rayls以上且つ１１００Rayls以下である、
    請求項１～４のいずれか一項に記載の吸音材。
  6. 前記通気抵抗層は、前記コア層から見て前記部品側に位置する、
    請求項１～５のいずれか一項に記載の吸音材。
  7. 前記通気抵抗層及び前記コア層の少なくとも一方はマイクロファイバーを含む、
    請求項１～６のいずれか一項に記載の吸音材。
  8. コア層及び通気抵抗層を備えた吸音材の製造方法であって、
    前記通気抵抗層を構成する材料を用意する工程と、
    前記通気抵抗層を構成する材料を第１の型に挟み込んで前記通気抵抗層を成形する工程と、
    前記コア層を構成する材料を前記通気抵抗層と第２の型の間に挟み込んで前記コア層を成形する工程と、
    を備える吸音材の製造方法。
  9. 前記通気抵抗層を成形する工程は、プレス、若しくはカレンダーロールとプレスによって前記通気抵抗層の厚さを調整する工程を有する、
    請求項８に記載の吸音材の製造方法。
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