JP7438392B2

JP7438392B2 - 吸音材

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Inventors: 元基正木; 迪斉松本; 昌哉三田村
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Description

本開示は、電気機器や自動車等の騒音対策に使用される吸音材に関する。

空調機、冷蔵庫等の電気機器や、自動車から発生する騒音は、低周波数域と高周波数域の音波を含むため、低周波数域から高周波数域までの広範囲の吸音性能を有する吸音材が求められている。従来、ガラスウール等の多孔質材料にポリウレタン樹脂等の紛体材料を付着させた吸音材が知られており、特許文献１には微細な紛体材料を付着させた多孔質材料を一定の厚みのシートに成形して、高周波数域の吸音性能を向上させる技術が開示されている。

特開２０１９－４４５４８号公報（特に表１、図３等参照）

しかしながら、多孔質材料に付着させる微細な紛体材料の粒子径を適切に選択することにより高周波数域の吸音性能を向上できるものの、低周波数域の吸音性能を向上させることが困難であった。そのため、高周波数域の吸音性能を向上させると共に、低周波数域の吸音性能を向上させた吸音材を得ることが課題であった。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、低周波数域と高周波数域の吸音性能に優れた吸音材を提供することを目的とする。

本開示の吸音材は、一または複数の繊維が絡み合って塊を成し、塊の内部に第１の空隙および第１の空隙に捕捉される第１の樹脂粒子を有する繊維塊と、複数の繊維塊の間に形成された第２の空隙に配置され、第１の樹脂粒子の粒径よりも大きい粒径を有する、第２の樹脂粒子とを備える。

本開示によれば、第１の空隙に捕捉された第１の樹脂粒子により高周波数域の吸音性能を向上させ、第２の空隙に配置され、第１の樹脂粒子の粒径よりも大きい粒径を有する、第２の樹脂粒子により低周波数域の吸音性能を向上させるため、低周波数域と高周波数域の吸音性能に優れた吸音材を得ることができる。

実施の形態１における吸音材の概略構成を示す断面模式図である。実施の形態１における吸音材の繊維塊の構成を示す断面模式図である。実施の形態１における吸音材の吸音率を示すグラフである。実施の形態２における吸音材の吸音率の粒径比依存性を示すグラフである。実施の形態２における吸音材の吸音率の第２の樹脂粒子の粒径依存性を示すグラフである。実施の形態３における吸音材の吸音率の繊維塊径依存性を示すグラフである。実施の形態４における吸音材の吸音率のかさ密度依存性を示すグラフである。実施の形態５における吸音材の概略構成を示す断面模式図である。

本発明者らは鋭意検討を行った結果、繊維に微細な樹脂粒子を捕捉させた繊維塊と、複数の繊維塊の間に粗大な樹脂粒子とを存在させる構成により、低周波数域と高周波数域の両方の吸音性能に優れた吸音材とすることができ、広範囲の周波数域の吸音性能を向上させる構成とすることができることを見出した。

以下に、本開示の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の吸音材１を示す断面模式図である。吸音材１は、複数の繊維塊２それぞれに第１の樹脂粒子３を捕捉させ、複数の繊維塊２の間の空隙である第２の空隙９には、第１の樹脂粒子３より径の大きい第２の樹脂粒子４を配置させる構成とする。

図２に示すように、繊維塊２は一または複数の繊維６が絡み合って塊を成しており、塊の内部に形成された第１の空隙８に第１の樹脂粒子３を捕捉させて繊維塊２とする。繊維塊２は、一本の繊維６を屈曲させること、または複数本の繊維６を密集させることで、例えば球形状の塊を成すようにすればよい。繊維塊２は、楕円形状、多角形状等でもよく、これらの形状の一部を平面にした扁平形状でもよい。複数の繊維塊２の全部を一種類の形状にしてもよく、例えば球形状と扁平形状が混在する等、複数種類の形状が混ざっていてもよい。繊維塊２は、第１の空隙８に第１の樹脂粒子３を捕捉でき、第１の樹脂粒子３の粒径よりも大きい第２の樹脂粒子を配置できる第２の空隙９を形成できる大きさにすればよい。例えば、繊維塊２の径は、０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下程度とすればよい。ここで、繊維塊２の径とは、平均径をいい、例えば、ノギスを用いて２０か所程度測定し、算術平均して求めたものとする。

繊維６は、例えば、ガラスウール、ロックウール、炭素繊維、アルミナ繊維、ウォラストナイト、チタン酸カリウム繊維等の無機繊維材料、綿、麻等の天然繊維材料、ポリエステル樹脂繊維、アラミド樹脂繊維等の有機繊維材料から一種類または複数種類、選択すればよい。繊維６の線径は、第１の樹脂粒子３を捕捉させる第１の空隙８を適度に形成する観点から決定すればよいが、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下とすればよい。ここで、繊維６の線径は、例えば、ＳＥＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて１０００倍から５０００倍程度に拡大した繊維６の断面像において、２０か所程度測定した平均値から求められる。

第１の樹脂粒子３は、例えば、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂等から一種類または複数種類、選択すればよい。第１の樹脂粒子３の粒径は、高周波数域の吸音性能が得られ、第１の樹脂粒子３が第１の空隙８に捕捉される大きさにすればよい。第１の空隙８の大きさは、第１の樹脂粒子３の粒径に応じ、繊維６の線径を変更して調整すればよい。例えば、第１の樹脂粒子３の粒径を１ｍｍとする場合、繊維６の線径を７μｍとすればよい。ここで、第１の樹脂粒子３の粒径とは、平均粒径をいい、例えば、ＳＥＭを用いて１０００倍から５０００倍程度に拡大した繊維塊２の表面または断面の像において、捕捉された第１の樹脂粒子３の粒径を２０か所程度測定し、算術平均して求めたものとする。

第２の空隙９は、複数の繊維塊２の間に設けられる。第２の空隙９の大きさおよび吸音材１に占める総体積は、繊維塊２の大きさに関係する。繊維塊２の充填量が同じ場合、繊維塊２が小さくなると、同じ体積中の吸音材１に占める第２の空隙９の総体積の割合は大きくなる。第２の空隙９が大きくなると、粒径の大きな第２の樹脂粒子４を第２の空隙９に配置できる。また、繊維塊２を分散させることにより、第２の樹脂粒子４を分散して配置できる。

第２の樹脂粒子４は、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂等から一種類または複数種類、選択すればよい。第２の樹脂粒子４に粗大な粒子を用いると、低周波数域の音波の振動エネルギーを効率的に熱エネルギーへ変換するため、低周波数域の吸音性能を向上できる。したがって、第２の樹脂粒子４には第１の樹脂粒子３よりも粒径が大きいものを用いる。例えば、第１の樹脂粒子３の粒径０．６ｍｍ、繊維塊２の径２６ｍｍの場合、第２の樹脂粒子４の粒径２１ｍｍとできる。第２の樹脂粒子４の粒径とは、平均粒径をいい、例えば、光学顕微鏡またはノギスを用いて２０か所程度測定し、算術平均して求めたものとする。

ここで、第１の空隙８に第１の樹脂粒子３を捕捉させ、第２の空隙９に第２の樹脂粒子４を配置させる観点から、繊維塊２の重量と、第１の樹脂粒子３および第２の樹脂粒子４を合わせた総樹脂粒子重量との比は、７０：３０～９５：５とすればよい。好ましくは８０：２０～９０：１０とすればよく、８０：２０～９０：１０とすると、第１の空隙８に第１の樹脂粒子３を効率的に捕捉させ、第２の空隙９に第２の樹脂粒子４を効率的に配置させることができる。また、第１の樹脂粒子３の重量と第２の樹脂粒子４の重量との比は、５：９５～５０：５０とすればよい。好ましくは２０：８０～４０：６０とすればよく、２０：８０～４０：６０とすると、第２の樹脂粒子４を第２の空隙９に分散して配置しやすくなる。

吸音材１に占める総樹脂粒子重量の割合である総樹脂粒子含有比は、繊維塊２に無機繊維材料を用いた場合、第１の樹脂粒子３および第２の樹脂粒子４の混合物を約４００～５００℃で熱処理し、灰化して検証することができる。具体的には、熱処理前の重量（Ｗ_{ｂｅｆｏｒｅ}）と、熱処理後の重量（Ｗ_{ａｆｔｅｒ}）から、次の式１で算出することができる。

総樹脂粒子含有比＝（１―Ｗ_{ａｆｔｅｒ}／Ｗ_{ｂｅｆｏｒｅ}）×１００・・・（式１）

また、吸音材１のかさ密度は、繊維塊２、第１の樹脂粒子３および第２の樹脂粒子４を例えば、袋状の包装物５に入れた場合、袋状の包装物５の体積と、繊維塊２、第１の樹脂粒子３および第２の樹脂粒子４を含んだ充填材の総重量とから、次の式２を用いて算出することができる。

吸音材１のかさ密度＝充填材の総重量÷包装物５の体積・・・（式２）

ここで、包装物５は袋状に限らず、シート状のものを用いてもよい。包装物５を用いることにより、繊維６、第１の樹脂粒子３および第２の樹脂粒子４の飛散を防止できる。包装物５は、外部から吸音材１に入射する音を反射せず、繊維６、第１の樹脂粒子３および第２の樹脂粒子４が飛散しない程度の通気開孔を有すればよい。具体的には、ガラスクロス、不織布、合成繊維布等を用いればよい。これらを一枚で使用してもよく、単一種を重ねても、複数種を組み合わせて重ねてもよい。特に、室内で吸音材１を使用する等、繊維６、第１の樹脂粒子３および第２の樹脂粒子４の飛散を防止したい場合には、複数重ねて使用することが好ましい。また、騒音を発生している対象物の隙間等に、包装物５を用いずに直接配置して使用することもできる。この場合には、包装物５の体積を対象物の隙間の容積に置き換えて、吸音材１のかさ密度を求めればよい。

次に、本実施の形態の吸音材１の試験片を作製し、吸音性能を評価した結果について述べる。吸音性能の評価には、吸音率測定器を用いて、ＪＩＳＡ１４０５－２：２００７に記載の垂直入射法により各吸音材１の吸音率を測定した後、周波数ｆが５００Ｈｚと１０００Ｈｚとにおける比較例１の吸音材１の吸音率を基準として、各吸音材１の吸音率の相対値を算出し、各吸音材１で吸音率の相対値を比較して行った。
＜実施例１＞
第１の樹脂粒子３として粒径０．６ｍｍ、総重量０．８４ｇのポリウレタン樹脂粒子を準備し、第２の樹脂粒子４として粒径２１ｍｍ、総重量１．９６ｇのポリウレタン樹脂粒子を準備した。繊維６として線径４μｍのガラスウールを用いて第１の樹脂粒子３を捕捉させた複数の繊維塊２を形成し、繊維塊２の周りに第２の樹脂粒子４を配置させた試験片を作製した。総重量１８．８ｇの試験片を、平面視で円形状の直径１００ｍｍ、厚み２５ｍｍのガラスクロス製の袋状の包装物５に入れ、かさ密度が９６ｋｇ／ｍ^３の吸音材１を得た。

＜比較例１＞
比較例として、第１の樹脂粒子３と第２の樹脂粒子４を添加せず、実施例１と同様にして、吸音材１を得た。
＜比較例２＞
第１の樹脂粒子３の総重量を２．８ｇとし、第２の樹脂粒子４を添加せず、実施例１と同様にして、吸音材１を得た。

実施例１、比較例１、比較例２の条件は次の表１の通りである。

図３は、第１の樹脂粒子３と第２の樹脂粒子４の有無による吸音率の相対値を比較したものである。表１と図３とから分かるように、第１の樹脂粒子３と第２の樹脂粒子４とを備える実施例１の吸音材１は、第１の樹脂粒子３も第２の樹脂粒子４も添加しない比較例１、および第１の樹脂粒子３は添加するが第２の樹脂粒子４は添加しない比較例２の吸音材１よりも、優れた吸音率を有する。

低周波数域である５００Ｈｚにおいて、実施例１の吸音率の相対値は１．９６と、比較例２の１から向上しており、第２の樹脂粒子４による効果が示されている。また、高周波数域である１０００Ｈｚにおいて、実施例１の吸音率の相対値は、１．１５と、比較例２の１から向上しており、第２の樹脂粒子４を備えても高周波数域の吸音率は低下していないことが示されている。

このようにして、第１の樹脂粒子３を第１の空隙８に捕捉させた繊維塊２を形成し、第１の樹脂粒子の粒径よりも大きい粒径を有する、第２の樹脂粒子４を複数の繊維塊２により形成される第２の空隙９に配置させることにより、低周波数域と高周波数域の吸音性能にともに優れた吸音材１を得ることができる。

なお、繊維塊２を作製するための塊を、一または複数の繊維６を絡ませて形成する例を示したが、マット形状のような成形品を切断して塊を作製してもよい。マット形状のような成形品を切断して用いることで、所望の大きさの繊維塊２を作製できる。切断は、ナイフ切断式切断機、粉砕ハンマー回転式切断機、ロール回転式切断機、ピンディスク回転式切断機等の各種切断機を用いることができる。

また、繊維塊２と第２の樹脂粒子４とは、吸音材１全体に均等に分散する構造が好ましい。繊維塊２と第２の樹脂粒子４とが均等に分散すると、吸音材１に低周波数域の音波の吸音に有効な構造と、高周波数域の音波の吸音に有効な構造とが全体に渡って形成されやすくなるため、個体差による吸音性能の低下が抑制される。また、吸音性能を著しく低下させない範囲であれば、第２の樹脂粒子４が偏在していてもよい。

また、第１の空隙８は、繊維６を三次元的に絡み合わせて設けることができ、第１の空隙８の量によって吸音材１のかさ密度を適切な範囲に調整してもよい。かさ密度を適切な範囲とすると、繊維塊２および第２の樹脂粒子４を混合した場合、第１の樹脂粒子３は第１の空隙８に捕捉されやすくなり、また、吸音材１に音波の入射経路を複数形成できるため、吸音材１は吸音しやすい構造となる。第１の空隙８の大きさは、繊維６の線径および密度に関係し、繊維６の線径が小さくなり、密度が高くなる場合、第１の空隙８は小さくなる。第１の空隙８が小さくなると、第１の樹脂粒子３は第１の空隙８に捕捉されやすくなる。

また、本実施の形態の吸音材１の製造において、第１の樹脂粒子３を捕捉させた繊維塊２と第２の樹脂粒子４を混合させてもよく、第１の樹脂粒子３、第２の樹脂粒子４、繊維６が絡み合って形成される塊を混合させることにより、第１の樹脂粒子３を塊に捕捉させて繊維塊２を形成する処理と、第２の樹脂粒子４を複数の繊維塊２の間に配置させる処理を同時に行ってもよい。この場合、第２の樹脂粒子４が第１の空隙８に捕捉されて第１の樹脂粒子３が第１の空隙８に捕捉させることを阻害しないように、第２の樹脂粒子４の粒径を調整すればよい。

実施の形態２．
実施の形態１では、第１の樹脂粒子３と第２の樹脂粒子４の有無を比較する例を示したが、本実施の形態においては、第２の樹脂粒子４の粒径を変更して、この粒径の比を変えた例について説明する。これ以外の構成は実施の形態１と同様である。吸音性能の評価は、実施の形態１と同様の方法で行った。

以下、第１の樹脂粒子３の粒径に対する第２の樹脂粒子４の粒径の比を粒径比と呼称する。この粒径比は、第１の樹脂粒子３の粒径（Ｒ_１）と第２の樹脂粒子４の粒径（Ｒ_２）とから、次の式３を用いて算出することができる。

粒径比＝Ｒ_２÷Ｒ_１・・・（式３）

＜実施例２＞
第２の樹脂粒子４の粒径を５ｍｍ、粒径比を８として、実施例１と同様にして吸音材１を得た。
＜実施例３＞
第２の樹脂粒子４の粒径を１３ｍｍ、粒径比を２２として、実施例１と同様にして吸音材１を得た。
＜実施例４＞
第２の樹脂粒子４の粒径を３２ｍｍ、粒径比を５３として、実施例１と同様にして吸音材１を得た。

評価結果を表２に示す。参考のため、実施例１の評価結果を再掲している。

実施例１から実施例４の吸音率をグラフ化した図４から、粒径比を変更しても、優れた吸音率を有していることがわかる。ここで、図４中の点線は各粒径比に対する吸音率の相対値の挙動を示す補助線である。

低周波数域である５００Ｈｚにおいて、粒径比８の実施例２、粒径比２２の実施例３および粒径比５３の実施例４の吸音率の相対値はそれぞれ、１．６９、１．９２、２．０２と、前出の比較例２の１から向上している。また、高周波数域である１０００Ｈｚにおいて、実施例２、実施例３および実施例４の吸音率の相対値はそれぞれ、１．２０、１．１７、１．１１と、比較例２の１から向上しており、第２の樹脂粒子４の粒径を変更しても、高周波数域の吸音率は低下していないことが示されている。

また図４に示すように、粒径比を大きくすれば、第２の樹脂粒子４が繊維塊２の内部の第１の空隙８に捕捉され難く、複数の繊維塊２の間の空隙である第２の空隙９に分散して配置されやすいため、粒径比は２以上、好ましくは８以上、より好ましくは２２以上とするのがよい。

このように、粒径比を変更しても低周波数域と高周波数域の吸音性能に優れた吸音材１を得ることができる。粒径比を大きくすると、第２の樹脂粒子４が第１の空隙８に捕捉され難く、第２の空隙９に分散して配置しやすいため、低周波数域と高周波数域の吸音性能にともに優れた吸音材１を得ることができる。

なお、本実施の形態では、第２の樹脂粒子４の粒径を変更して、粒径比を調整する例を示したが、第１の樹脂粒子３の粒径を変更して粒径比を調整してもよい。

また、図５に示すように、第２の樹脂粒子４の粒径は、低周波数域の吸音性能を向上させる観点から、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上、さらに好ましくは１３ｍｍ以上とすればよい。

実施の形態３．
本実施の形態においては繊維塊２の径を変更する例について説明する。これ以外の構成は実施の形態１と同様である。吸音性能の評価は、実施の形態１と同様の方法で行った。

＜実施例５＞
繊維塊２の径を１２ｍｍとして、実施例１と同様にして吸音材１を得た。
＜実施例６＞
繊維塊２の径を４９ｍｍとして、実施例１と同様にして吸音材１を得た。
＜実施例７＞
繊維塊２の径を６８ｍｍとして、実施例１と同様にして吸音材１を得た。

評価結果を表３に示す。参考のため、実施例１の評価結果を再掲している。

実施例１および実施例５から実施例７の吸音率をグラフ化した図６から、繊維塊２の径を変更しても、優れた吸音率を有していることがわかる。ここで、図６中の点線は各径に対する吸音率の相対値の挙動を示す補助線である。

低周波数域である５００Ｈｚにおいて、繊維塊２の径１２ｍｍの実施例５、径４９ｍｍの実施例６および径６８ｍｍの実施例７の吸音率の相対値はそれぞれ、１．９４、１．８６、１．６７と、前出の比較例２の１から向上している。また、高周波数域である１０００Ｈｚにおいて、実施例５、実施例６および実施例７の吸音率の相対値はそれぞれ、１．１７、１．１６、１．１５と、比較例２の１から向上しており、繊維塊２の径を変更しても、高周波数域の吸音率は低下していないことが示されている。

繊維塊２の径が７０ｍｍを超えると、吸音材１に占める第２の空隙９の割合が小さくなり、第２の空隙９に第２の樹脂粒子４を配置させ難くなる場合がある。また、繊維塊２の径が５ｍｍ未満となると、繊維塊２、第１の樹脂粒子３および第２の樹脂粒子４を含んだ充填材が吸音材１に密に充填され、吸音材１への音波の入射を妨げる場合がある。このため、繊維塊２の径は、好ましくは５ｍｍ以上７０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、さらに好ましくは２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下とするのがよい。

このように、繊維塊２の径を変更しても、低周波数域と高周波数域の吸音性能にともに優れた吸音材１を得ることができる。繊維塊２の径を適切に選択すると、第２の空隙９に第２の樹脂粒子４を分散して配置しやすくでき、吸音材１への音波の入射を妨げることなく、低周波数域と高周波数域の吸音性能にともに優れた吸音材１を得ることができる。

実施の形態４．
本実施の形態においては吸音材１のかさ密度を変更する例について説明する。これ以外の構成は実施の形態１と同様である。吸音性能の評価は、実施の形態１と同様の方法で行った。

＜実施例８＞
かさ密度を４８ｋｇ／ｍ^３として、実施例１と同様にして吸音材１を得た。
＜実施例９＞
かさ密度を１５０ｋｇ／ｍ^３として、実施例１と同様にして吸音材１を得た。
＜実施例１０＞
かさ密度を１９０ｋｇ／ｍ^３として、実施例１と同様にして吸音材１を得た。

評価結果を表４に示す。参考のため、実施例１の評価結果を再掲している。

実施例１および実施例８から実施例１０の吸音率をグラフ化した図７から、吸音材１のかさ密度を変更しても、優れた吸音率を有していることがわかる。ここで、図７中の点線は各かさ密度に対する吸音率の相対値の挙動を示す補助線である。

低周波数域である５００Ｈｚにおいて、吸音材１のかさ密度４８ｋｇ／ｍ^３の実施例８、かさ密度１５０ｋｇ／ｍ^３の実施例９およびかさ密度１９０ｋｇ／ｍ^３の実施例１０の吸音率の相対値はそれぞれ、１．９０、２．０２、１．９８と、前出の比較例２の１から向上している。また、高周波数域である１０００Ｈｚにおいて、実施例８、実施例９、実施例１０の吸音率の相対値はそれぞれ、１．１０、１．１７、１．０７と、比較例２の１から向上している。吸音材１のかさ密度を変更しても、１９０ｋｇ／ｍ^３以下では高周波数域の吸音率を低下しないことが示されている。

吸音材１のかさ密度が大きすぎると、繊維塊２、第１の樹脂粒子３および第２の樹脂粒子４を含んだ充填材が密に充填されていることから、吸音材１への音波の入射を妨げる場合がある。かさ密度が小さすぎると、充填材が吸音材１に疎に充填されていることから、吸音材１へ入射した音波が第１の樹脂粒子３および第２の樹脂粒子４に到達せずに吸音材１から出射し、非効率な場合がある。このため、かさ密度は、好ましくは３０ｋｇ／ｍ^３以上２００ｋｇ／ｍ^３以下、より好ましくは４０ｋｇ／ｍ^３以上１９０ｋｇ／ｍ^３以下とするのがよい。

このように、吸音材１のかさ密度を変更しても、低周波数域と高周波数域の吸音性能にともに優れた吸音材１を得ることができる。かさ密度を適切に選択すると、吸音材１への音波の入射を妨げず、吸音材１に効率的に吸音させることができるため、低周波数域と高周波数域の吸音性能にともに優れた吸音材１を得ることができる。

実施の形態５．
本実施の形態においては、吸音材１の第１の空隙８に第１の樹脂粒子３と磁性粒子７を捕捉させた例について説明する。これ以外の構成は実施の形態１と同様である。

図８に示すように、吸音材１の第１の空隙８に第１の樹脂粒子３と磁性粒子７とを捕捉させ、繊維塊２とする。このような吸音材１は、外部から磁力を印加することで、繊維塊２を回収することができる。また、特に複数の繊維塊２の大きさが異なる場合には、その大きさを選別できる。

磁力による選別は、例えば、磁力選別装置において、繊維塊２の大きさに応じた重量と磁力との関係を利用することができる。繊維塊２が所望の大きさよりも大きくなると、繊維塊２は重くなるため、外部からの磁力により生じる引力または斥力で繊維塊２を移動させ難くなる。一方、繊維塊２が所望の大きさよりも小さくなると、繊維塊２は軽くなるため、外部からの磁力により生じる引力または斥力で繊維塊２を移動させやすくなる。例えば、繊維塊２の移動量に応じて、繊維塊２の回収先を異なるようにすると、磁性粒子７を捕捉させた、所望の大きさの繊維塊２を得ることができる。ここで、吸音材１の製造工程において、第１の樹脂粒子３を捕捉させる前の繊維６が絡み合って形成された塊に磁性粒子７を捕捉させて、塊を磁力選別してもよい。このようにして、大きさの異なる塊を大きさ毎に選別することができる。

磁性粒子７は、鉄、ケイ素鉄、ニッケル、パーマロイ、Ｆｅ―Ｓｉ―Ａｌ、センダスト、アルニコ磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム鉄ボロン磁石等の金属材料、スピネル型フェライト、六方晶型フェライト、ガーネット型フェライト等のセラミックス材料等の、磁性を有する紛体材料から一種類または複数種類、選択すればよい。

磁性粒子７の粒径は、所望の磁力が得られるものであって、第１の樹脂粒子３と同様に、第１の空隙８に捕捉させることができる程度であればよく、例えば繊維６の線径が７μｍの場合、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であればよい。

ここで、磁力を利用した吸音材１の製造方法の一例を説明する。まず、ポリウレタン樹脂等の粒径の異なる樹脂粒子、繊維６が絡み合って形成された塊、塊に形成された空隙に捕捉させることができる程度の径を有する磁性粒子７を混合した混合物を作製する（混合物作製工程）。続いて、混合物を振動させて、塊内に小径の樹脂粒子および磁性粒子７を捕捉させて磁性塊を作製する（磁性塊作製工程）。次に、磁性塊の外部からの磁力により磁性塊を回収する（磁性塊回収工程）。さらに、未回収の混合物をふるいにかけて、捕捉されない小径の樹脂粒子を取り除き、ふるいに残る樹脂粒子の最小の粒径を閾値とし、閾値以上の粒径を有する大径の樹脂粒子を回収する（大径粒子回収工程）。塊と大径の樹脂粒子とを複合させた複合体を包装物５に充填して、大径の樹脂粒子を包装物５内に分散させて配置し、吸音材１とする（複合体充填工程）。

このようにして、第１の樹脂粒子３となる小径の樹脂粒子を塊内に捕捉させて繊維塊２とし、磁力により繊維塊２を回収し、さらに分離させた大径の樹脂粒子を第２の樹脂粒子４として複合させて複合体を形成すれば、繊維６が絡み合って塊を成し、塊の内部の第１の空隙８に捕捉される第１の樹脂粒子３を有する繊維塊２と、複数の繊維塊２の間に形成された第２の空隙９に配置され、第１の樹脂粒子３の粒径よりも大きい粒径を有する、第２の樹脂粒子４を備える吸音材１を製造できる。さらに、磁力を変更させて小径の樹脂粒子と磁性粒子７を捕捉させた塊を回収することにより、繊維塊２の大きさを容易に揃えることができるとともに、所望の大きさの第２の樹脂粒子４を用いて吸音材１を製造できるため、ばらつきの少ない安定した吸音性能を得ることができる。

また、例えば、空調機、冷蔵庫等のリサイクル品の一部または全部を利用して吸音材１を構成する材料としてもよい。冷蔵庫をリサイクルして吸音材１を製造する方法の一例について説明する。
まず、例えば、不要となった冷蔵庫を分解し、ポリウレタン樹脂等の樹脂、鉄等の磁性材および、ガラスウール等の繊維６が絡まって形成された塊を含む断熱体を備えた筐体と、コンプレッサ、ドアパッキン等の各種部品とを分離する（分離工程）。続いて、筐体を破砕して風力や磁力等を利用して得られる破砕紛から、粒径の異なる樹脂粒子および磁性粒子７と、断熱体に含まれていた塊を回収する。回収後、粒径の異なる樹脂粒子および磁性粒子７をさらに粉砕して所望の大きさにしてもよい。また、塊中に小径の樹脂粒子および磁性粒子７を含んでいてもよい。そして、リサイクルにより得た繊維６が絡まって形成された塊、粒径の異なる樹脂粒子、塊に形成された空隙に捕捉させることができる程度の径を有する磁性粒子７を用いて、上述の製造方法に示した例のように、混合物作製工程、磁性塊作製工程、磁性塊回収工程、大径粒子回収工程および複合体充填工程を経て、リサイクル品から吸音材１を製造できる。

ここで、リサイクル品は、適宜脱臭、洗浄等し、さらに回収する工程で、洗浄、不純物除去等の処理を行うのが好ましい。また、筐体を破砕した後、破砕紛を振動させて、塊中に小径の樹脂粒子および磁性粒子７を含んだ磁性塊と、大径の樹脂粒子とを含む複合体を複数、回収し、複数の複合体を包装物５に充填して、大径の樹脂粒子を包装物５内に分散させて配置し、吸音材１とすることができる。この場合、製造された吸音材１の吸音性能を検査し、所望の吸音性能を有する吸音材１を選別すればよい。

このようにして製造された吸音材１は資源を有効に活用して、低周波数域と高周波数域の吸音性能にともに優れた吸音材１を得ることができる。さらに、磁性粒子７を有する本発明の吸音材１をリサイクルする場合には、リサイクル品に磁性粒子を含むため分別処理をより容易にできる。

なお、実施の形態１から実施の形態５において、第１の樹脂粒子３と第２の樹脂粒子４とに同一種類の材料を選択すればよく、例えば、ポリウレタン樹脂を選択すれば、低周波数域と高周波数域の吸音性能にともに優れた吸音材１を得ることができるとともに、吸音材１の材料種類の削減による耐久性の安定化、製造工程の簡略化およびリサイクルにおける資源の活用の容易化ができ、さらによい。

また、繊維６に疎水性を付与すれば、吸音材１の製造中に吸音材１に混入する水分によって、繊維６が絡み合って形成される複数の塊の間の第２の空隙９および塊の内部の第１の空隙８に水分が存在することを防止でき、第２の空隙９に第２の樹脂粒子４を配置させやすく、第１の空隙８に第１の樹脂粒子３を捕捉させやすくなるため、さらによい。ここで、繊維６または繊維６が絡み合って形成された塊の一部または全体が疎水性を有するようにしてもよい。
さらに、疎水性を有することで、吸音材１の製造後に結露等によって繊維６に水が付着した場合、繊維６が濡れて繊維塊２のかさが低下することによる第１の空隙８の体積変動、および音波の反射等による、吸音材１の吸音性能の低下を抑制できる。疎水性処理は、鉱物油、合成油、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の撥水性を有する疎水材中に繊維６、繊維６が絡み合って形成される塊または繊維塊２を浸漬させればよい。疎水材をスプレー噴射して、繊維６、繊維６が絡み合って形成される塊または繊維塊２の少なくとも一部に疎水性を付与させてもよい。このようにすれば、さらに良好な、低周波数域と高周波数域の吸音性能にともに優れた吸音材１を得ることができる。

また、吸音材１を包装物５に充填せず、用途に応じて直接、騒音部に充填することもできる。例えば、空調機の室外機の騒音に対しては圧縮機、送風用モータ等の騒音発生源と筐体との間に充填してもよく、自動車のエンジン動作に伴うノイズに対してはエンジンを一部または全部被覆し、固定してもよい。

上述以外にも各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１吸音材、２繊維塊、３第１の樹脂粒子、４第２の樹脂粒子、５包装物、６繊維、７磁性粒子、８第１の空隙、９第２の空隙。

Claims

一または複数の繊維が絡み合って塊を成し、前記塊の内部に第１の空隙および前記第１の空隙に捕捉される第１の樹脂粒子を有する繊維塊と、
複数の前記繊維塊の間に形成された第２の空隙に配置され、前記第１の樹脂粒子の粒径よりも大きい粒径を有する、第２の樹脂粒子と
を備える吸音材。
前記第２の樹脂粒子は、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂のうち、一種類または複数種類から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の吸音材。
前記第１の樹脂粒子は、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂のうち、一種類または複数種類から選択されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の吸音材。
前記第１の樹脂粒子の粒径に対する前記第２の樹脂粒子の粒径の比は、２以上であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の吸音材。
前記第２の樹脂粒子の粒径は、１ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の吸音材。
前記繊維塊の径は、５ｍｍ以上７０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の吸音材。
前記繊維の線径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の吸音材。
前記繊維塊と前記第２の樹脂粒子とを合わせた充填材のかさ密度は、３０ｋｇ／ｍ^３以上２００ｋｇ／ｍ^３以下であることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の吸音材。
前記繊維塊と前記第２の樹脂粒子とは、包装物に充填されることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の吸音材。
前記繊維塊の前記第１の空隙には磁性粒子が捕捉されていることを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の吸音材。
前記繊維、前記塊または前記繊維塊は、少なくとも一部に疎水性を有することを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の吸音材。
粒径の異なる樹脂粒子、繊維が絡み合って形成された塊および磁性粒子を、混合して混合物を作製する混合物作製工程と、
前記混合物を振動させて、前記塊内に前記粒径の異なる樹脂粒子のうちの小径の樹脂粒子および前記磁性粒子を捕捉させて磁性塊を作製する磁性塊作製工程と、
磁力により、前記磁性塊を回収する磁性塊回収工程と、
未回収の前記混合物をふるいにかけて、閾値以上の粒径を有する大径の樹脂粒子を回収する大径粒子回収工程と、
前記磁性塊と前記大径の樹脂粒子とを複合させた複合体を包装物に充填して、前記大径の樹脂粒子を前記包装物内に分散させて配置する複合体充填工程と
を備えた吸音材の製造方法。
断熱体を備えた筐体を有するリサイクル品を分解して、前記筐体を分離する分離工程をさらに備え、
前記繊維が絡み合って形成された前記塊は、前記筐体を粉砕して回収した前記断熱体に含まれる繊維で生成し、前記粒径の異なる樹脂粒子は、前記筐体を粉砕して回収した樹脂で生成し、前記磁性粒子は、前記筐体を粉砕して回収した磁性材で生成することを特徴とする請求項１２に記載の吸音材の製造方法。