JP7298680B2 - 遮音シートとその製造方法及び遮音構造体 - Google Patents
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Description
近時、精密機器や家電製品等で、機器使用中に機器が発する低周波数帯の音や振動を遮断する機能の装備が求められており、かかる要求に応ずるべく、前記弾性を有するシート及び円柱形の突起部を備えた形態の遮音部材においても、突起部の材質やサイズを変更させた際の遮蔽性能の検討が行われている。
また、前記形態の遮音部材は量産化がし難いという問題がある。量産化に対応するため、前記突起部の外形状に沿って窪んだキャビティを表面に設けた金型用いた場合に、キャビティに樹脂材料を流入し硬化させる際、キャビティ内に気泡が混じって成形不良を来しやすく、また、遮音部材の突起部に気泡が混入していると遮音性能が低下し、所望の遮音効果を得ることができない。
前記凹凸構造は、基材のシート面上から線状に突出した凸部とこの凸部に沿った凹部を有する凹凸単位形状が、当該シート面上に一の方向に繰り返し配列されて形成され、
前記基材が1GPa以上10GPa以下のヤング率を有することを特徴とする。
また、前記凹凸単位形状の凸部の高さ(t)が0.5mm以上、10mm以下であることを特徴とする。
式(I) 0.1 ≦ w1max×t×sg/w2 ≦ 10
式(II) 5 ≦ w1max×t ≦ 50
さらに、前記凹凸単位形状の凹部の幅(w2)が、3mm以上、100mm以下である構成を有することを特徴とする。
前記光硬化性樹脂が流入された凹溝に面して配置された特定光線を透過する基材シートを金型に重ね合わせて圧着させる工程と、
前記基材シートを通して特定光線を照射し、凹溝内の光硬化性樹脂を硬化させて基材シートに定着させる工程と、
前記基材シートを金型から剥離させる工程と、を含むことを特徴とする。
また、前記吸音材は不織布であることを特徴とする。
前記遮音シートと対向して設けられた板材と、
前記遮音シートと前記板材との間に設けられた保持体、とを備え、
前記遮音シートと前記板材との間には、前記遮音シートと前記板材と前記保持体とによって形成される空間部が設けられた構成を有することを特徴とする。
また、前記保持体は、枠状の部材であることを特徴とする。
また、前記吸音材は不織布であることを特徴とする。
前記基材の厚さ(d)が、30μm以上、500μm以下である構成を有することを特徴とする。
式(I) 0.1 ≦ w1max×t×sg/w2 ≦ 10
式(II) 5 ≦ w1max×t ≦ 50
前記凹凸単位形状は、単位当たりの質量が20mg以上、900mg以下であり、且つ基材の厚さは、30μm以上、500μm以下であることを特徴とする。
すなわち、前記のとおり、低周波数帯の遮音効果を高めるには、柱状の突起部を大きくしたり、突起部中に錘を導入して突起を重くしたりすること、つまり、動吸振器として機能する部位の重量化が不可欠である。従来の遮音部材で突起部の重量化を図ったのでは、遮音部材の小型化は困難である。
これに対し、本発明の遮音シートは、基材上に線状の凸部を設け、且つこれを複数本列設した配置とすることで、基材上に突出する部分の高さを大きくすることなく、全体として動吸振器として機能する部位の重量化を図っている。そして、基材を形成する材料として、従来の遮音部材と比較して剛性の高い材料を用いることで、全体のサイズを大型化することなく、低周波数帯の遮音性能に優れた遮音シートをコンパクトに構成したものである。
また、基材上に列状に配置された線状の凸部は、基材の対向端部間に亘って設置してある。かかる配置によって、音が入射したときの基材の上下の振動が抑制されるとともに、線状の凸部と交差する方向の振動も確実に阻止され、さらに2方向に突起部を配列した従来の遮音部材よりも、線状の凸部の配列により局所的な剛性・質量が付与されて、遮音シートの低周波数帯の遮音強度が高まるものと推察される。
また、本発明の遮音シートの製造方法によれば、凸部の外形状に対応させて表面を窪ませた凹溝を有する金型を用いることで、成形の際に樹脂が凹溝に沿って流入して気泡が混じり難く、また、ロール状の金型を用いて、長尺シート状の基材を用い、所謂ロール・トゥ・ロールで遮音シート部材を連続的に成形するが可能である。
なお、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は実施形態のみに限定されるものではない。また、以降においては特に断らない限り、上下左右等の位置関係は、図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。本明細書において、例えば「1から100」或いは「1~100」との数値範囲の表記は、その下限値「1」及び上限値「100」の双方を包含するものとする。また、他の数値範囲の表記も同様である。
図示した形態の遮音シート1は、シート状の基材2の一側の面2aに、基材2の対向長手辺間に亘って線状に伸びた凸部5を複数列設させてなる凹凸構造3を設けた形状に形成してある。
凹凸構造3は、基材2の表面に線状に伸びた凸部5とこの凸部5に隣接した平坦な部分である凹部6を一つの凹凸単位形状4とし、これを基材2の対向短手辺間に繰り返し複数配列してなるものである。本形態では、六つの凹凸単位形状4を配列して凹凸構造3を形成してある。
そして、遮音構造体7は、遮音シート1の凹凸構造3が設けられていない、基材2の他側の面2bを支持体8で支持することにより構成される。
基材2は、凸部5を支持するために用いられる。シート状の基材2に凸部5が複数設けられることで、凸部分と凹部分ができ、凹凸構造3が形成される。
基材2を構成する素材は、凹凸構造3を支持可能なものであれば特に限定されないが、基材2自体の振動抑制と複数の凸部5を支持する観点から、凹凸構造3の形成に用いられる樹脂よりも剛性の高いものを用いることが好ましい。
具体的には、基材2は、1GPa以上のヤング率を有することが好ましく、より好ましくは1.5GPa以上である。上限は特にないが、例えば1000GPa以下が挙げられる。
また、基材2を装置、構造体上等に直接設置する場合において、基材2を設置する面(部材)の面密度は、基材2を支持する観点や遮音性能を高める観点等から、20kg/m2以下、好ましくは10kg/m2以下、さらに好ましくは5kg/m2以下が適切である。
基材2を他の部材に貼り付けたものを遮音シート1として用いてもよい。他の部材に貼り付けて用いる場合に、基材2の面2b内に粘着層等を有していてもよい。粘着層等を有する基材2の面は特に限定されず、1つでも複数であってもよい。基材2を設置する面(部材)は、基材2を支持する観点や遮音性能を高める観点等から、面密度が1kg/m2以上、20kg/m2以下が適切である。後述するように、基材2を直接他の部材に張り付ける場合、その部材(支持体)の面密度は2.0kg/m2以下であることが好ましい。
凹凸構造3を構成する凸部5は局所的な剛性と質量を基材2に付与する役割を果たす。局所的な剛性と質量を付与することにより、騒音源から音波が入射された際に基材2の振動を局所的に抑制し、結果として基材2全体の振動を低減する機能を奏する。
すなわち、本発明の遮音シート1の凹凸構造3の凸部5は線状の形状を有するため、長手方向と短手方向を有する。そして、基材2のシート面2a上においては、複数の凸部5がそれぞれ長手方向同士を対向させて平行に配列してある。
音の入射によるシートの振動は、例えば長手方向に沿う波と短手方向に沿う波にモデル化することができるが、長手方向に沿う波は、凸部5の長手方向により制限され、短手方向に沿う波は、凸部5の「局所的な剛性・質量付与」によって制限されることとなる。
ここで、この「局所的な剛性・質量付与」は、円柱状の突起部による「局所的な剛性・質量付与」よりも、突起部である凸部5が線状である分、円柱形の突起部よりも質量が大きく、シートの振動をより効果的に制限することが可能である。これにより、突起部(凸部5)を高くする必要がなく、遮音能に優れた薄型の遮音シート1を実現することができる。
リブ状突起部9は、基材2における対向短手辺側の縁部に、凸部5を挟んで対で配置されている。両リブ状突起部9は、その上面を面2aと平行に設けて、凸部5と平行に伸びた矩形板状に設けられている。リブ状突起部9は、基材2の法線方向に対して、凸部5の最大高さよりも高い最大高さを有する。
基材2が、例えば、凹凸構造3が基材2の一面に設けられた長尺のシート材から切り出される、所謂ロール・トゥ・ロールで製造される場合、リブ状突起部9の軸方向(長手方向)をシート材の長尺方向(シート流れ方向)とすることにより、遮音シート1をシート状に巻き取ったり複数枚重ね合わせたりしても、リブ状突起部9がスペーサとして機能するため、重ねられた基材2の裏面に対する凸部5の接触が抑制される。リブ状突起部9が設けられていることにより、凸部5の変形や変異、割れ、脱落、破損等の製造トラブルが生じ難くなり、所謂ロール・トゥ・ロールで遮音シート1を製造及び保管することが容易となる。
上記範囲であれば、遮音シート1を薄型で軽量且つ低周波数帯の遮音性能に優れたものに形成することができる。
式(I) 0.1 ≦ w1max×t×sg/w2 ≦ 10
式(II) 5 ≦ w1max×t ≦ 50
遮音シート1の作製にあたり、高い遮音性能が得られる凹凸単位形状4の構成は、前記のとおり基材2の厚さ(d)や凸部5と凹部6の大きさ等の関係により最適値が異なるが、凹凸単位形状4の面密度について規定する前記式(I)、凸部5の断面積について規定する前記式(II)の範囲内であれば、遮音シート1は良好な遮音効果を発揮することができる。両式で規定する範囲の下限値よりも小さいと遮音強度が低下し、上限値よりも大きいと低周波帯領域の遮音性能が得られなくなる。
同図に示されるように、この形態の遮音構造体7は、基材2の一側の面に凹凸構造3を有する遮音シート1と、機器の外装板を形成する鋼板などからなる板材10とを備える。
遮音シート1は、空間部を介して板材10と対向して設けられている。遮音シート1と板材10との間には、保持体11が設けられている。保持体11は、板材10に枠状に設けられており、保持体11により遮音シート1と板材10との間に空間部12が形成されている。
前記凹凸構造3は、前記空間部12側に設けられていてもよく、図7のように空間部12の反対側に設けられていてもよい。
このように、遮音シート1と板材10に空間部12を設けることによって、加成則が成り立つことにより遮音効果を奏する。一方、板材10に遮音シート1を貼り付けた場合、その遮音効果は十分ではない。凹凸構造3は、動吸振器の役割の他に、局所的な剛性・質量の付与による基材振動を抑制する機能を有しており、この機能により遮音効果を発現する。遮音シート1を板材10に貼り付けることによって相対的に基材重量が増し、局所的な剛性・質量による効果が充分に発現しなかったためと考えられる。
空間部12の密閉度が高い程、周囲への音漏れを減らすことができる。板材10に当たった音は、板材10を振動させる。この振動は空間部12を介して遮音シート1の基材2に伝わる。基材2が振動することを凹凸構造3が局所的な剛性・質量の付与により抑えることで遮音効果を発生せると考えられる。音漏れがないことにより、板材10の振動が遮音シート1に伝わり、効果的に遮音することができると考えられる。
一般的に2枚のシート部材を重ねて密閉した空間部を形成した場合には、空間部の空気層が振動することで太鼓と同じような共鳴現象(共鳴透過現象)が起こり、これにより特定の周波数、特に低周波数帯域の遮音性能が悪化することが知られている。本発明では遮音シート1を用いることで凹凸構造3の局所的な剛性・質量の付与による基材振動を抑制する機能が発現し、遮音性能を高めることができる。
空間部12の間隔(g)は遮音シート1と板材10が接触していなければ問題なく、0.1mm以上、50mm以下であることが好ましく、0.5mm以上、40mm以下であることがより好ましい。
図7と図8に示されるように保持体11が、遮音シート1と、板材10の周辺縁部に沿って配置される他、図9に示されるように、空間部12内に配置されていてもよい。このような配置とすることで、遮音シート1が板材10側に落ち込むことを防止し、強度が向上する効果がある。
遮音構造体7は、図10に示されるように、空間部12内に吸音材13を充填して構成することもできる。遮音シート1と板材10との間には、吸音材13が設けられており、遮音シート1と板材10は、吸音材13を介して対向している。
吸音材13は、同図に示されるように、空間部12内に一杯に充填する他、適宜な幅の空気層を介在させて離散的に充填されていてもよい。
遮音シート1と板材10の間に吸音材13、又は吸音材13と空気層を介在させることによっても、板材10の振動が直接遮音シート1に伝搬しにくくなり、良好な遮音性能を得ることができる。
吸音材13を有している場合であっても凹凸構造3は、空間部12側(吸音材13側)に設けられていてもよく、空間部12(吸音材13側)の反対側に設けられていてもよい。
遮音構造体7を構成する遮音シート1としては、前記図1から図6に示されるような線状の凹凸構造3を有するもの、或いは図11から図13に示されるようなドット状の凸部からなる凹凸構造3を有するものを用いることができる。
前記凹凸構造3を構成する突起部51は、共振部としての役割を果たす。共振部とは、騒音源から音波が入射された際に、ある周波数で振動する振動子(動吸振器)として機能するものである。共振部を有することにより、騒音源から音波が入射された際に有効質量が増加し、質量則を凌駕する高い遮音性能を得ることができる。
凹凸構造3の形成に用いられる材料の種類は、ゴム弾性を有し、動的粘弾性を測定できるものであれば特に限定されず、例えば、樹脂やエラストマーが挙げられる。
樹脂としては、熱又は光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられ、エラストマーとしては、熱又は光硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマーが挙げられるが、これらの中でも光硬化性樹脂又は光硬化性エラストマーが好ましく、特に、形状転写性が良く、優れた遮音機能を発現することから、光硬化性樹脂が好ましい。
前記凸部5又は突起部51(以下、「凸部5」と総称する。)の材料として、熱硬化性若しくは熱可塑性の樹脂、又は熱硬化性若しくは熱可塑性のエラストマーを用いた場合、凸部5の成形の際に熱による硬化反応を必要とするため、成形した凸部5に気泡が生じる傾向が強い。気泡が生じた場合、共振し難くなり、遮音性能が低下してしまう。一方で、凸部5の材料として、光硬化性樹脂又は光硬化性エラストマーを用いた場合、上記のような気泡の問題は生じないため、遮音性能の低下が生じ難い。
樹脂やエラストマーは、1種の材料を単独で用いてもよく、2種以上の材料を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよいが、貯蔵弾性率、引張破断伸度等の特性を制御することができる観点から、2種以上の材料を組み合わせることが好ましい。
凸部5は、機械的強度の向上、材料コストの低減の観点から、無機微粒子を含んでいてもよい。例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、ソーダガラス、ダイヤモンド等の透明性を有する無機微粒子を挙げることができる。このような無機微粒子以外にも、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂及びこれらの共重合体などの樹脂粒子を微粒子として使用することもできる。
難燃剤は、可燃性の素材を燃え難くする又は発火しないようにするために配合される添加剤である。その具体例としては、ペンタブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノールA、ヘキサブロモシクロドデカン、ヘキサブロモベンゼン等の臭素化合物、トリフェニルホスフェート等のリン化合物、塩素化パラフィン等の塩素化合物、三酸化アンチモン等のアンチモン化合物、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、メラミンシアヌレート等の窒素化合物、ホウ酸ナトリウム等のホウ素化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
また、酸化防止剤は、酸化劣化防止のために配合される添加剤である。その具体例としては、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
可塑剤は、柔軟性や耐候性を改良するために配合される添加剤である。その具体例としては、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、ポリエステル、リン酸エステル、クエン酸エステル、セバシン酸エステル、アゼライン酸エステル、マレイン酸エステル、シリコーン油、鉱物油、植物油及びこれらの変性体等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
前記構成の遮音シート1は、遮音性能を発現させる環境に合わせて適宜に設置することができる。例えば、遮音シート1を装置、構造体上等に直接設置してもよい。遮音シート1と装置、構造体等の間には、接着層等を設けてもよい。また、遮音シート1を支持体8が支持した形態で用いてもよい。遮音シート1を用いて遮音する際に、支持体8が遮音シート1を支持すればよく、製造、保管時等は支持体8に支持されていなくてもよい。
支持体8は遮音シート1の基材2の少なくとも一方の面に接して設けられていればよく、複数の面に接して設けられていてもよい。
また、遮音シート1を装置、構造体上等に直接設置する場合において、遮音シートを設置する面は、シートを支持する観点、遮音性能を高める観点等から上記支持体と同様の剛性を有することが好ましい。
遮音シート1の成形方法は、特に限定されず、一般的な公知のシート成形方法を採用することができる。熱硬化性又は熱可塑性の樹脂若しくはエラストマーの場合、例えば、プレス成形や押出成形、射出成形等の溶融成形法が挙げられ、この場合の溶融成形を行う温度や圧力等の成形条件は、用いる材料の種類に応じて適宜変更することができる。また、光硬化性樹脂又はエラストマーの場合、例えば、活性エネルギー線透過性の板状成形型にこれらの樹脂等を注入し、活性エネルギー線を照射して光硬化させることができる。
図14は、遮音シート部材1の成形に用いる一例の金型の概略切断端面を示している。図示した金型14は、その上面に遮音シート部材1の凹凸構造3の外形状に対応した凹凸部、つまり凸部5の外形状に対応した形状に表面を溝形に凹ませた複数のキャビティ(凹溝)14aが形成してある。
先ず、キャビティ14aが形成された側の面を上方に向けて金型14をセットし、各キャビティ14a内に光硬化性樹脂を流入させて充填し、これに前記光硬化性樹脂が硬化する紫外線や電子ビーム等の特定光線が透過する材料からなるシート状の基材2を重ねる。
次いで、基材2を金型14の上面に圧着させた状態で、その上方から特定光線を照射し、基材2を通してキャビティ14a内の光硬化性樹脂を硬化させて基材2の表面に定着させる。
そして、光硬化性樹脂が硬化したならば、図15に示されるように、金型14から、表面に凸部5が定着した基材2を剥離することで、基材2の表面に凹凸構造3が形成された遮音シート部材1を得ることができる。
同図(A)に示されるように、この場合の成形には、周面に、周方向に沿って、前記凸部5の外形状に対応した形状に表面を溝形に凹ませた複数のキャビティ15aが形成された円柱ロール状の金型15が用いられる。長尺シート状の基材2は、図示されないシート状の基材2が巻かれた原反ロールを支持して基材2を送り出すシート供給手段から送り出され、同図(B)に示されるように、搬送上流側と下流側にそれぞれ配置された圧着ロール16と圧着ロール17によりテンションを与えた状態で金型15の周面に圧着して巻き付けられるとともに、図示されないシート巻取り手段により圧着ロール17を通過した基材2が巻き取られるようになっている。
圧着ロール16の上方には、光硬化性樹脂を供給するノズル18が配置され、ノズル18から供給される樹脂が金型15のキャビティ15a内に流入し充填されるように設けられており、金型15の下方には特定光線を照射する光源19が複数配置され、基材2を通してキャビティ15a内に充填された光硬化性樹脂に特定光線を照射し、硬化せしめるように設けてある。なお、金型15は、シート供給手段及びシート巻取り手段のシート搬送速度と同調して回転するように設けてある。
先ず、長尺状シート状の基材2の先端をシート供給手段から繰り出して金型15の周面に巻き付けるとともに、圧着ロール16,17に巻き付けてテンションを与え、基材2の先端をシート巻取り手段に取り付ける。
次いで、シート供給手段から基材2を供給し、且つシート巻取り手段で巻取りながら、回転する金型15に基材2を巻き付け、これと同時にノズル18から光硬化性樹脂を流出させて、金型15のキャビティ15a内に光硬化性樹脂を充填する。
金型15に巻かれた基材2が金型15とともに圧着ロール17側へ回転移送される過程で、金型15の下方に配置された光源19から特定光線が基材2の表面に照射され、基材2を通して特定光線がキャビティ15a内の光硬化性樹脂に照射されることにより、光硬化性樹脂は硬化し基材2の表面に定着する。金型15に巻かれた基材2の移送速度(金型15の回転速度)は、基材2が金型15に巻かれている間に、キャビティ15a内の光硬化性樹脂が光源19から照射される特定光線を受けて完全に硬化する程度に設定される。
そして、圧着ロール17を介して基材2が金型15から剥離され、表面に凸部5が定着した基材2がシート巻取り手段に巻き取られることで長尺な遮音シート部材1が連続的に形成され、巻き取られた基材2を設置個所に応じた寸法に切断することで、基材2の表面に凹凸構造3が形成された所望のサイズの遮音シート部材1を得ることができる。
前記金型14と金型15に形成されたキャビティ14a,15aは、凸部5の外形状に沿って線状に形成されているので、樹脂はキャビティ14a,15aに沿って満遍なく流入し、気泡が樹脂とともにキャビティ14a,15a内に入り難いものとなっている。
前記図7から図10に示された遮音構造体7において、板材10は、板状の部材であり、例えば機器の外装板を形成する板材である。
板材10は、面密度が1kg/m2以上、20kg/m2以下であることが好ましい。板材10の材料としては、例えば、鋼製、ステンレス製、アルミ製の板材等を用いることができる。
使用される板材10の厚みは、機器の仕様によって異なるが、汎用的には0.5mmから1.0mm程度の厚さのものが用いられる。
保持体11は、遮音シート1と板材10の間の空間を確保して、板材10上に遮音シート1を支持するために配置されるものであれば制約はないが、例えば、硬質又は軟質ウレタン材や、ゲルシートなどを保持体11として用いることができる。
保持体11は、遮音シート1と板材10との間に空気層である空間部12、又は吸音材13を充填する空間が形成されるように、例えば前記図7や図8などに示されるように、両部材1,10の周辺縁部に沿って配置される。
この際、遮音シート1と板材10が接触していなければ問題なく、空間部12の間隔(g)が、0.1mm以上、50mm以下となるように保持体12の高さ(幅)を設定すればよい。
また、音漏れを防ぐため、周囲が保持体11で囲われる、遮音シート1と板材10の間の空間部12は、密閉状態であることが好ましい。
また、遮音シート1の他の形態として、前記各図に示した遮音シート1の基材2の面2b側に、保持体11を一体に設けて遮音シート1が構成されていてもよい。
吸音材13は、遮音シート1と板材10の間の空間部12内に充填され、板材10から遮音シート1に振動が伝搬するのを阻止するように機能する。
吸音材13としては、例えば目付300~2000g/m2の不織布を用いることができる。
吸音材13を遮音シート1と板材10の間の空間部12内に充填する場合、空間部12の間隔(g)は、5mm以上、50mm以下となるようにするのが好ましい。
吸音材13としては、他に例えばグラスウール、フェルト、ウレタン、ゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリマー発泡体、その他、多孔質材科等、公知の吸音材を用いることができる。
遮音構造体7は、板材10に保持体11を取り付け、取り付けられた保持体11上に遮音シート1を取り付け、或いは遮音シート1の基材2の面2b側に保持体11の一側の端部を取り付け、この保持体11の他側の端部を板材10の表面に取り付けるなど、各部材の適宜な取り付け手順により製造することが可能である。部材同士の取り付けは、接着など適宜な固着一体化手段を用いることができる。吸音材13は、遮音シート1を板材10に取り付ける適宜な工程で両部材の間に充填される。
遮音シート1の音響透過損失は、遮音シート1と前記遮音シート1と同質量の平面シートとのピーク周波数における音響透過損失の差が3dB以上であることが好ましい。ここで、本発明における音響透過損失とは、遮音シート1を境界として分けた二つの空間のうちの一方の空間で音を発生させた場合に、音を発生させた空間(音源室)の所定の箇所における音圧と、もう一方の空間(受音室)の所定の箇所における音圧レベルとの差を表すものである。また、ピーク周波数とは遮音シート1の効果によって最も遮音性が向上した周波数を指す。
以下の材料を原料として使用した。
(凸部5を形成する材料)
・EBECRYL 230(ダイセル・オルネクス(株)製、ウレタンアクリレート、重量平均分子量Mw:5000)
・アロニックスM-120(東亜合成(株)製、特殊アクリレート)
・IRGACURE 184(BASF社製、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン)
・IRGACURE TPO(BASF社製、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド)
(基材2)
PETフィルム(ダイヤホイル、三菱ケミカル社製)
フィルム厚さ:125μm、250μm
EBECRYL230/アロニックスM-120/IRGACURE.184/IRGACURE.TPO=50/50/1/0.1質量%で計量し、泡取り練太郎(シンキー社製、AR-250)を用い撹拌20分、脱泡10分の条件で撹拌を実施し、混合物Aを得た。
切断端面が図14に示された金型14と略同じであり、アルミニウム製で幅6mm、高さ5mmの凹溝形状(キャビティ)が、凹部幅5mmで1方向に配列してなるA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に基材として、厚さ125μm、ヤング率約4GPa、比重1.4、面密度0.175kg/m2のPETフィルムを載せ、高圧水銀ランプを用いて波長200nm~450nm、エネルギー量1000mJ/m2で紫外線照射により硬化を行い、遮音シートを成形した。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。
得られた遮音シートは、厚さ125μmのPET基材上に幅6mm、高さ5mm、凹部幅5mmの長尺な直方体形の凸部が1方向に配列した形態のものである。
なお、得られた遮音シートの凸部の比重は1.05であり、前述の式(I)(w1max×t×sg/w2)の値は6.3、式(II)(w1max×t)の値は30である。
切断端面が図14に示された金型14と略同じであり、アルミニウム製で幅6mm、高さ5mmの凹溝形状が、凹部幅25mmで1方向に配列してなるA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に基材として、実施例1で用いたものと同じPETフィルムを載せ、実施例1と同様にして紫外線照射により硬化を行い、遮音シートを成形した。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。
得られた遮音シートは、厚さ125μmのPET基材上に幅6mm、高さ5mm、凹部幅25mmの長尺な直方体形の凸部が1方向に配列した形態のものである。
なお、得られた遮音シートの凸部の比重は1.05であり、前述の式(I)の値は1.26、式(II)の値は30である。
切断端面が図14に示された金型14と略同じであり、アルミニウム製で幅6mm、高さ2.5mmの凹溝形状が、凹部幅25mmで1方向に配列してなるA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に基材として、実施例1で用いたものと同じPETフィルムを載せ、実施例1と同様にして紫外線照射により硬化を行い、遮音シートを成形した。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。
得られた遮音シートは、厚さ125μmのPET基材上に幅6mm、高さ2.5mm、凹部幅25mmの長尺な直方体形の凸部が1方向に配列した形態のものである。
なお、得られた遮音シートの凸部の比重は1.05であり、前述の式(I)の値は0.63、式(II)の値は15である。
切断端面が図14に示された金型14と略同じであり、アルミニウム製で幅6mm、高さ5mmの凹溝形状(キャビティ)が、凹部幅5mmで1方向に配列してなるA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に基材として、厚さ250μm、ヤング率約4GPa、比重1.4、面密度0.35kg/m2のPETフィルムを載せ、実施例1と同様にして紫外線照射により硬化を行い、遮音シートを成形した。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。
得られた遮音シートは、厚さ250μmのPET基材上に幅6mm、高さ5mm、凹部幅5mmの長尺な直方体形の凸部が1方向に配列した形態のものである。
なお、得られた遮音シートの凸部の比重は1.05であり、前述の式(I)の値は6.3、式(II)の値は30である。
切断端面が図14に示された金型14と略同じであり、アルミニウム製で幅6mm、高さ2.5mmの凹溝形状が、凹部幅25mmで1方向に配列してなるA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に基材として、実施例4で用いたものと同じPETフィルムを載せ、実施例1と同様にして紫外線照射により硬化を行い、遮音シートを成形した。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。
得られた遮音シートは、厚さ250μmのPET基材上に幅6mm、高さ2.5mm、凹部幅25mmの長尺な直方体形の凸部が1方向に配列した形態のものである。
なお、得られた遮音シートの凸部の比重は1.05であり、前述の式(I)の値は1.26、式(II)の値は15である。
切断端面が図14に示された金型14と略同じであり、アルミニウム製で幅6mm、高さ2.5mmの凹溝形状が、凹部幅25mmで1方向に配列してなるA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に基材として、実施例4で用いたものと同じPETフィルムを載せ、実施例1と同様にして紫外線照射により硬化を行い、遮音シートを成形した。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。
得られた遮音シートは、厚さ250μmのPET基材上に幅6mm、高さ2.5mm、凹部幅25mmの長尺な直方体形の凸部が1方向に配列した形態のものである。
なお、得られた遮音シートの凸部の比重は1.05であり、前述の式(I)の値は0.63、式(II)の値は15である。
アルミニウム製で直径6mm、高さ5mmの凹形状が、凹部幅5mmで設けられたA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に基材として、厚さ250μm、ヤング率約4GPa、比重1.4、面密度0.35kg/m2のPETフィルムを載せ、実施例1と同様にして紫外線照射により硬化を行い、遮音シートを成形した。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。
得られた遮音シートは、図17に示される外観を呈する、厚さ250μmのPET基材上に直径6mm、高さ5mm、凹部幅5mmの円柱形の突起部が2方向に配列した遮音シートを得た。
なお、得られた遮音シートの凸部の比重は1.05であり、円柱形の突起部の形成寸法を前述の式(I)、(II)に当てはめたときの値は、式(I)が6.3、式(II)が30である。
実施例1で得られた遮音シートの凸部を切断し、厚さ250μmの銅板上に凸部の配置間隔が30mmとなるように接着剤を用いて固定した。
得られた遮音シートは、厚さ250μmの銅板上に幅6mm、高さ5mm、凹部幅25mmの長尺な直方体形の凸部が1方向に配列した形態のものである。
実施例1で得られた遮音シートの凸部を切断し、厚さ125μmの不織布上に凸部の配置間隔が30mmとなるように接着剤を用いて固定した。
得られた遮音シートは、厚さ125μmの不織布上に幅6mm、高さ5mm、凹部幅25mmの長尺な直方体形の凸部が1方向に配列した形態のものである。
実施例1から6と比較例1から3で作製した遮音シートを用いて、音響透過損失を測定した。比較例1の測定値を基準(reference)として、この測定値とそれぞれの実施例及び比較例との差を図18に示す表にまとめた。
遮音シート1が取り付けられた小型残響箱の内側からホワイトノイズを発生させ、下記式(1)に基づき、小型残響箱の内外に取り付けられたマイクの音圧レベルの差から音響透過損失(TL、残響箱内外に設置したマイクの音圧差)を求めた。
Lout ;外部マイクの音圧レベル(dB)
入射音 ;ホワイトノイズ
サンプル-マイク間距離 ;10mm
表に示す結果から、凸部を1方向に配列するとともに、特定の範囲内で形成することで、低周波数帯の遮音性能が向上することが確認することができた。
アルミニウム製で幅6mm、高さ5mmの凹溝形状(キャビティ)が、凹部幅25mmで1方向に配列してなるA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に基材として、厚さ250μm、ヤング率約4GPa、比重1.4、面密度0.175kg/m2のPETフィルムを載せ、高圧水銀ランプを用いて波長200nm~450nm、エネルギー量1000mJ/m2で紫外線照射により硬化を行い、遮音シートを成形した。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。
得られた遮音シートは、図1に示されたものと略同様であり、厚さ250μmのPET基材上に幅6mm、高さ5mm、凹部幅25mmの長尺な直方体形の凸部5が1方向に配列した形態のものである。なお、得られた遮音シートの比重は1.05であり、前述の式(I)(w1max×t×sg/w2)の値は6.3、式(II)(w1max×t)の値は30である。
この遮音シート部材を、厚さ0.6mm、面密度4.7kg/m2の鋼板からなる板材10の表面に、高さ15mmのゲルの保持体11を介して取り付け、図7に示される、遮音シート部材と板材10の間に間隔(g)15mmの空間部12が配された遮音構造体7を構成した。保持体11は、遮音シート部材1と板材10の周辺部に沿って設け、空間部12は密閉状態とした。
保持体11として、高さ3mmのウレタンを用いる以外、実施例7と同様にして遮音構造体7を構成した。
保持体11として、高さ15mmのゲルを用いるとともに、空間部12内に吸音材13として、超極細アクリル繊維XAI(目付1000g/m2、厚さ15mm)を充填する以外、実施例7と同様にして遮音構造体7を構成した。
アルミニウム製で直径6mm、高さ5mmの凹形状が、凹部幅12mmで設けられたA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に基材として、厚さ250μm、ヤング率約4GPaのPETフィルムを載せ、高圧水銀ランプを用いて波長200~450nm、エネルギー量1000mJ/m2で紫外線照射により硬化を行った。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。
得られた遮音シートは、図11に示されたものと略同様であり、厚さ250μmのPET基材上に直径6mm、高さ5mm、凹部幅12mmの突起部51からなる凸形状の共振部を有する形態のものである。一単位形状当たりの重量は150mgであった。
この遮音シートを、厚さ0.6mmの鋼板からなる板材10の表面に、高さ15mmのゲルの保持体11を介して取り付け、図7に示される、遮音シート1と板材10の間に間隔(g)15mmの空間部12が配された遮音構造体7を構成した。保持体11は、遮音シート1と板材10の周辺部に沿って設け、空間部12は密閉状態とした。
空間部12内に吸音材13として、超極細アクリル繊維XAI(目付1000g/m2、厚さ15mm)を用いる以外、実施例10と同様にして遮音構造体7を構成した。
実施例7で作製した遮音シートを、厚さ0.6mmの鋼板からなる板材10の表面に直接貼り付けることで遮音構造体を作製した。
実施例7で作製した遮音シート部材と同質量の平面シートを作製し、これを遮音シート部材として用い、実施例7と同様にして遮音構造体を構成した。
実施例7において、空間距離を20mmとした遮音構造体7を作製し、実施例7と同様にして評価を行った。
実施例7で作成した遮音シートである部材Aと、実施例10で作成した遮音シートである部材Bを用いて遮音構造体7を作製し、実施例7と同様にして評価を行った。
遮音構造体7は、図20に示されるように、部材Bを、鋼板からなる板材10の表面に、高さ5mmのゲルの保持体11を介して取り付け、さらにゲルの保持体11を介して部材Aを取り付けた。部材Aと板材10との間隔は20mmとした。板材10と部材Bの間に保持体11を介した空間部、部材Bと部材Aの間は同じく保持体11を介した第二の空間部として、両空間部はともに密閉状態とした。
実施例12と実施例13の評価結果を図21の表に示す。
Claims (17)
- シート状の基材の少なくとも一方の面に凹凸構造を備えた遮音シートであって、
前記凹凸構造は、基材のシート面上から線状に突出した凸部とこの凸部に沿った凹部を有する凹凸単位形状が、当該シート面上に一の方向に繰り返し配列されて形成され、
前記基材が1GPa以上10GPa以下のヤング率を有することを特徴とする遮音シート。 - 前記基材の厚さ(d)が、30μm以上、500μm以下である構成を有することを特徴とする請求項1に記載の遮音シート。
- 前記凹凸単位形状の凸部の高さ(t)が、0.5mm以上、10mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の遮音シート。
- 前記凹凸単位形状の凸部の横断面の最大幅をw1max(mm)、凸部の高さをt(mm)、凹部の幅をw2(mm)、凸部の比重をsgとしたときに、凹凸単位形状は式(I)及び(II)で規定する範囲であることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の遮音シート。
式(I) 0.1 ≦ w1max×t×sg/w2 ≦ 10
式(II) 5 ≦ w1max×t ≦ 50 - 前記凹凸単位形状の凸部の横断面の最大幅(w1max)が、0.5mm以上、10mm以下である構成を有することを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の遮音シート。
- 前記凹凸単位形状の凹部の幅(w2)が、3mm以上、100mm以下である構成を有することを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の遮音シート。
- 表面に複数の凹溝が設けられた金型の前記凹溝内に光硬化性樹脂を流入する工程と、
前記光硬化性樹脂が流入された凹溝に面して配置された特定光線を透過する基材シートを金型に重ね合わせて圧着させる工程と、
前記基材シートを通して特定光線を照射し、凹溝内の光硬化性樹脂を硬化させて基材シートに定着させる工程と、
前記基材シートを金型から剥離させる工程と、を含むことを特徴とする遮音シートの製造方法。 - 周面に、周方向に沿って延びた凹溝が複数設けられてなるロール状の金型を用いてなる請求項7に記載の遮音シートの製造方法。
- 請求項1から6の何れかに記載の遮音シートと、前記基材の表面を支持する支持体とを備える遮音構造体。
- 請求項1から6の何れかに記載の遮音シートと、前記遮音シートと対向して設けられた板材と、を備え、前記遮音シートと前記板材との間には、空間部が設けられたことを特徴とする遮音構造体。
- 請求項1から6の何れかに記載の遮音シートと、前記遮音シートと対向した設けられた板材と、前記遮音シートと板材との間に設けられた保持体と、を備え、前記遮音シートと前記板材との間に空間部が形成された構成を有することを特徴とする遮音構造体。
- 前記遮音シートと板材との間に設けられた前記空間部は、前記遮音シートと板材と前記保持体とにより閉鎖された密閉空間であることを特徴とする請求項11に記載の遮音構造体。
- 前記保持体は、枠状の部材であることを特徴とする請求項11又は12に記載の遮音構造体。
- 前記空間部の遮音シートと板材との配置間隔(g)が、0.1mm以上、50mm以下であることを特徴とする請求項10から13の何れか一項に記載の遮音構造体。
- 前記空間部内に吸音材が充填されていることを特徴とする請求項10から14の何れか一項に記載の遮音構造体。
- 前記吸音材は不織布であることを特徴とする請求項15に記載の遮音構造体。
- 前記板材は、面密度が1kg/m2以上、20kg/m2以下である請求項10から16の何れか一項に記載の遮音構造体。
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