JP3112916B2

JP3112916B2 - 吸音・制振材及びその製造方法

Info

Publication number: JP3112916B2
Application number: JP02077710A
Authority: JP
Inventors: 隆志大井; 富雄石中; 孝藤井
Original assignee: Achilles Corp; Hirotani Co Ltd
Current assignee: Achilles Corp; Hirotani Co Ltd
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 2000-11-27
Anticipated expiration: 2015-11-27
Also published as: JPH03277537A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、自動車，電車等の軌道車，船舶，航空機，
低騒音用機器等に用いる吸音・制振材及びその製造方法
に係り、更に詳しくは、軽量で作業性に富む高性能な吸
音・制振材と、成型性が良好で高性能の吸音・制振材を
製造する方法とに関するものである。

〔従来の技術〕例えば、自動車の室内騒音は、エンジンの作動や走行
動作等に伴い生じるものであり、空気伝搬音と固体伝搬
音の２種類に大別される。

前者は、エンジン，ギアなどの音源が発生する音を主
体とするものであり、500Hz以上の中高周波音である。

これに対し、後者は、サスペンション，エンジンマウ
ントなどの振動源により、ボディーパネルが内振された
時に発生する音で、主に20〜500Hzの低周波音である。

従来、自動車においては、これらの騒音を低減する目
的で、天井，ボンネット，ダッシュ，フロアー，リアー
パーセル等に、フェルト，グラスウールマット，ポリウ
レタンフォーム等が単独に使用され、或いは上記素材と
他の素材、例えば表面材（カーペット，生地,PVCレザー
等），塩ビマット，アスファルトマット，パネル等とを
複合したものが使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これらのフェルト，グラスウールマット，ポ
リウレタンフォーム等は、作業性，価格，軽量性，成型
性，吸音・制振性能等の全てを満足し得るものではなか
った。

例えば、これらの各素材は全て、空気伝搬による中高
周波域の騒音を低減する効果はあるものの、振動伝搬に
よる低周波域の騒音低減効果（即ち、制振効果）は見出
せなかった。

また、上記各素材の中で、ポリウレタンフォームは軽
量であり、作業性の面から注目されている素材である
が、高周波域での吸音性は優れているものの、低中周波
域での吸音性に劣り、その厚味が薄くなるほどこの傾向
は顕著となる。即ち、ポリウレタンフォームでは、厚味
に比例して500Hz以下の吸音率はある程度向上するもの
の、大きな効果は認められず、逆に軽量化、低コスト化
と相反する結果となる。

上記各素材の中で、フェルト，グラスウールマット
は、基本的にポリウレタンフォームと同様の傾向の吸音
・制振性能を示す他、作業性も極めて悪いという欠点を
有している。

本発明は、これらの欠点を解決するために鋭意研究の
結果なされたものであり、中高周波域はもとより、振動
伝搬による低周波域の制振性能をも有し、軽量化された
吸音・制振材、及び一工程の加熱，加圧により容易に成
形でき、かつ自己保形性を有する吸音・制振材を製造す
る方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明吸音・制振材は、ハニカム構造プレートと、前
記ハニカム構造プレートのハニカムコアの両開口面側か
ら各コア内部側に向けて突出する凸状曲面部を構成して
各コア内部を不完全に充填する一対の通気性合成樹脂発
泡体シートと、一方の通気性合成樹脂発泡体シートの非
ハニカム構造プレート側に設けられた通気性シートとか
らなることを特徴とし、本発明吸音・制振材の製造方法は、通気性合成樹脂発
泡体シートと、ハニカム構造プレートと、通気性合成樹
脂発泡体シートと、通気性シートとを接着剤を介して積
層し、この後該積層体を加圧・加熱成形して、前記両通
気性合成樹脂発泡体をハニカムコア内に充填させること
を特徴とする。

本発明の吸音・制振材及び本発明の製造方法における
通気性合成樹脂発泡体としては、ポリウレタンフォー
ム，ポリエチレンフォーム，ポリプロピレンフォーム等
の通気性を有する可撓性の合成樹脂発泡体であればいず
れのものも使用することができる。

中でも、軟質ポリウレタンフォームが好ましく、特に
予め発泡されたブロックより切り出されたスラブウレタ
ンフォームが適する。

その中でも、いわゆる粘弾性を有する反撥弾性率20％
以下の低弾性フォームが、制振性の面から必要である。

また、このような通気性合成樹脂発泡体の厚味は、ハ
ニカム構造プレートの片面側で、該ハニカム構造プレー
トの厚味の２倍以下とし、この２倍以下の範囲内でハニ
カムコア内への充填率が30〜90％となるような厚さのも
のを適宜選択する。

更に、片面側の厚味を変えたり、フォームの材質を適
宜変えることにより、吸音・制振性能を変化させること
もできる。

ハニカム構造プレートは、紙や合成樹脂によっても構
成できるが、特に合成樹脂製のものを使用することな
く、安価なペーパーハニカムで充分であり、また厚味、
ハニカムコアの形状、コアの大きさは所望する性能によ
り適宜選択することができるが、厚味については、20mm
以下、好ましくは３〜5mmが適当である。

ハニカム構造としては、六角ハニカムや波型ハニカム
等の各種ハニカム構造が採用される。

通気性シートについては、素材として、厚紙，合成樹
脂シート（PVCシート,PCシート,PEシート,PPシート等）
にパンチング加工して通気性を確保したパンチ孔穿孔シ
ート又は合成樹脂を含浸硬化させたナイロン不織布、ポ
リエステル不織布、フェルト等が使用可能である。

該シートの厚味については、吸音・制振性能，コス
ト，成型性等の面から、0.03〜2mmの範囲のものが好ま
しい。

また、本発明の製造方法において使用する接着剤とし
ては、水溶性系の接着剤が良く、例えば、酢酸ビニル樹
脂，酢酸ビニル−アクリル共重合樹脂、アクリル−エチ
レン系変性樹脂，合成ゴム等のエマルジョン型接着剤が
適する。

なお、接着剤は作業性の面より、通気性合成樹脂発泡
体のそれぞれの接着面に塗布することが好ましく、その
方法は、スプレー塗布，メッシュロールによる塗布等が
採用でき、通気性を阻害しない方法で塗布する必要があ
る。

また、接着剤には、耐熱接着性を向上させる目的で、
硬化剤を添加することもできる。

本発明の製造方法においては、上記の接着剤が乾燥す
る前に、予め加温（120〜200℃）された所定のクリアラ
ンスを有する型内にセットして、所定の時間（30秒〜24
0秒）加圧するのみで、高性能の吸音・制振材を得るこ
とができる。

〔作用〕

先ず、本発明の吸音・制振材の作用を説明する。

例えば、通気性シート側から吸音・制振材に音波が当
たったものとする。このとき、該音波は通気性シートか
ら吸音・制振材内部に侵入し、500Hz以上の中高周波音
は通気性合成樹脂発泡体により減衰されると共に、低周
波音即ち振動となる固体伝搬音は通気性合成樹脂発泡体
の粘弾性層と通気性シートの相乗作用によって振動エネ
ルギーが吸収され減衰されることになる。

また、ハニカムコアの両開口面側から各コア内部側に
向けて突出した両凸状曲面及びハニカムコアの側壁によ
り形成される各ハニカムコア内部の空間が、更に上記減
衰を促進する。

そして、本発明の吸音・制振材をフロアー等の荷重が
加わる場所に設けた場合、ハニカムの耐荷重性により、
本発明の吸音・制振材が潰されることなく、原形を維持
する。

次に、本発明の製造方法においては、先ず、通気性合
成樹脂発泡体シートと、ハニカム構造プレートと、通気
性合成樹脂発泡体シートと、通気性シートとが接着剤を
介して積層される。

次いで、接着剤が乾燥する前に、該積層体は加圧・加
熱成形されて、該積層体が付形される。

このとき、ハニカム構造プレートの両面の両通気性合
成樹脂発泡体は、ハニカムコア内に押圧充填され、通常
は、各コア内部においては、ハニカムコアの両開口面側
から各コア内部側に向けて突出する凸状曲面部が構成さ
れ、各コア内部は不完全に充填される。

このとき、通気性合成樹脂発泡体シートの厚味を適宜
調整することにより、コア内の充填率を変化させること
ができる。

例えば、通気性合成樹脂発泡体シートの厚味を厚くし
て積層した場合には、上記両凸状曲面部は接触し、更に
厚くした場合には、通気性合成樹脂発泡体シートは各コ
ア内部にほぼ完全に充填される。

なお、本発明の吸音・制振材は、コア内に通気性合成
樹脂発泡体シートを不完全充填することによって得られ
るものである。

〔実施例〕

以下、本発明の吸音・制振材及び発明方法の実施例を
説明する。

第１図は、加圧，加熱前の積層体１の構成図であり、
予め所定寸法にカットされ、パンチ孔が穿孔（直径1mm,
間隔5mm）された厚さ0.04mmの厚紙２を準備する。

更に、予め発泡されたブロックより、厚さ5mmにスラ
イスされ、所定寸法にカットされた密度25kg/m³,反撥弾
性率（JISK6410による）15％の２枚の軟質スラブウレタ
ンフォーム3a,3bを準備し、その一方のウレタンフォー
ム3bの両面に酢酸ビニル−アクリル共重合エマルジョン
接着剤５（樹脂分40％）をエアースプレーにより、片面
の塗布量が70g/m²（樹脂分28g/m²）となる様に均一に塗
布し、厚紙に積層する。

そして、第２図（Ａ）に示すような六角ハニカムや第
２図（Ｂ）に示すような波型ハニカム、本実施例では第
２図（Ａ）に示す9mmの六角形状コア4aを有する厚さ5mm
のハニカム構造プレート（ペーパーハニカム４）を積層
し、この上に、他方のウレタンフォーム3aを積層する。

この積層は、ウレタンフォーム3aの片面に、接着剤層
５をウレタンフォーム3bの場合と同一条件で塗布してお
き、該接着剤層５がペーパーハニカム４側に位置するよ
うに行う。

このようにして得られた積層体１を、接着剤層５の水
分が残留する間に、即ち接着剤が乾燥する前（本実施例
では２分以内）に、第３図（Ａ）に示すようなプレス装
置に取り付けたクリアランス5.1mmを有する上下型の下
型７に厚紙２が位置するように載置した後、第３図
（Ｂ）に示すように、上型６により2kg/m²の圧力にて60
秒間加圧した。

なお、この時の上下型の温度は180℃に設定した。

このようにして加熱，加圧した後、脱型して得られた
成形品１′は、第４図（Ａ）の全体図及び第４図（Ｂ）
の部分拡大図に示すように、型形状に付形されると同時
に、コア4a内に軟質ウレタンフォーム3a,3bが圧入さ
れ、凸状曲面を有する突起部8a,8bが形成される。

本実施例におけるコア4a内における充填率は約60％で
あり、約40％は突起部8a,8bとコア2aの側壁とにより囲
まれた空間を占め、空気層となる。

また、当然のことながら、各接着層間は強固に接着さ
れ、常温での剥離強度は被着体破壊であった。

また、本成形品の重量は、750g/m²と軽量であり、片
持ち梁法により測定した損失係数（η）＝0.3となり、
低周波域においても良好な制振性能の目安となる0.05以
上、好ましくは0.1以上を大きく上回るものであった。

なお、上記損失係数（η）は、試験材料と鋼板とを張
り合わせて複合材とし、この複合材を加振して、振動加
速度と力の伝達関数を測定し、得られた伝達関数の共振
曲線より共振周波数f₀と半値幅f₂−f₁を測定し、次式よ
り求める。

η＝（f₂−f₁）/f₀ 第５図は、本実施例により製造した吸音・制振材１′
を自動車に応用した場合を示している。

同図においては、吸音・制振材１′はボディーパネル
の各部位に通気性合成樹脂発泡体3a面が貼着されてい
る。

この貼着においては、ボディーパネル側の通気性合成
樹脂発泡体3aについて、予めアクリル樹脂等の粘着剤を
通気性を損なわない範囲で塗布しておいても良いし、成
形完了後、該通気性合成樹脂発泡体3aの外面に通気性を
損なわない範囲で塗布しても良い。

また、通常は、天井の内側に接着する場合、ボディー
パネルに吸音・制振材１′を貼着した後、天井材を取り
付けるが、この場合、吸音・制振材１′の吸音・制振効
果が劣ることはない。フロアーに接着する場合も、ボデ
ィーパネルに吸音・制振材１′を接着した後、カーペッ
ト等を敷設してもよく、この場合も、吸音・制振材１′
の吸音・制振効果が劣ることはない。

フロアー，ボンネットのフロアー等の荷重が加わる位
置に、吸音・制振材１′を接着した場合においては、ハ
ニカムには耐荷重性があるので、吸音・制振材１′が潰
されることはなく、吸音・制振効果が低下することはな
い。

同図においては、点線矢印で示すエンジン、ギア音等
の空気伝搬音S₁、及び波形矢印で示すエンジン、サスペ
ンションの内振等により生ずる固体伝搬音S₂は、吸音・
制振材１′により減衰され、車内の快適性が確保され
る。

なお、上記実施例では、自動車について説明したが、
本発明の吸音・制振材は電車等の軌道車，船舶，航空機
等の各種乗り物のパネルや、低騒音用機器（低騒音洗濯
機，低騒音ブルトーザー等）の各種パネル等に使用する
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明の吸音・制振材は、通気性合成樹脂発泡体シー
トと、ハニカム構造プレートと、通気性合成樹脂発泡体
シートと、通気性シートとの多層構造としたので、作業
性，軽量性に優れると共に、製造コストを安価とするこ
とができる。

更に、本発明の吸音・制振材は、主として通気性合成
樹脂発泡体シートにより中高周波域の騒音を低減し、通
気性シート及び通気性合成樹脂発泡体シートの粘弾性層
との相乗効果により低周波域の騒音を低減する一方、各
コア内部側に向けて突出する凸状曲面部を構成して各コ
ア内部を不完全に充填することにしたので、吸音・制振
性能を一層向上させることができる。

また、本発明の製造方法は、上記多層構造からなる積
層体を構成した後、加圧・加熱成形することにしたの
で、一工程での付形が可能となると共に、同時にハニカ
ムコア内に上記凸状曲面部を容易に構成することができ
る。

従って、自動車等のパネル等の形状に合わせて付形さ
れ、装着作業性が良く、自己保形性も高く、かつ広い周
波数域の騒音に対する吸音・制振効果も極めて高い吸音
・制振材の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法の工程のうち積層体を製造す
る際の説明図、第２図（Ａ）は六角ハニカムを示す図、
同図（Ｂ）は同じく波型ハニカムを示す図、第３図
（Ａ），（Ｂ）は第１図に示す積層体の付形の前後の様
子を示す説明図、第４図（Ａ）は本発明の吸音・制振材
の一実施例を示す説明図、同図（Ｂ）は同じく拡大図、
第５図は本発明の吸音・制振材の使用態様を示す図であ
る。１……積層体、１′……防音・制振材２……パンチ孔穿孔シート 3a,3b……通気性合成樹脂発泡体シート４……ハニカム構造プレート５……接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−187455（ＪＰ，Ａ) 実開昭64−17726（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 G10K 11/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ハニカム構造プレートと、前記ハニカム構造プレートのハニカムコアの両開口面側
から各コア内部側に向けて突出する突状曲面部を構成し
て各コア内部を不完全に充填する一対の通気性合成樹脂
発泡体シートと、一方の通気性合成樹脂発泡体シートの非ハニカム構造プ
レート側に設けられた通気性シートとからなり、前記通気性発泡体シートとして、粘弾性を有する反発弾
性率が20％以下の発泡体からなる、前記ハニカム構造プ
レートの厚さの２倍以下の厚さを有するシートを使用
し、該発泡体シートの前記ハニカム構造プレートの各コア内
への充填率を30〜90％とする、ことを特徴とする吸音・制振材。
【請求項２】（１）記載の吸音・制振材の製造方法であ
って、通気性合成樹脂発泡体シートと、ハニカム構造プ
レートと、通気性合成樹脂発泡体シートと、通気性シー
トとを接着剤を介して積層し、この後該積層体を加圧・
加熱成形して、前記両通気性合成樹脂発泡体をハニカム
コア内に不完全に充填させることを特徴とする吸音・制
振材の製造方法。