(57)【要約】【課題】変形特性に優れる多孔体を含む防音材又は吸音特性に優れる防音材を提供する。【解決手段】石綿を除く無機繊維を含むセル構造を有する多孔体を含む防音材であって、平均セル径が３００μｍ超１０００μｍ以下、嵩密度が０．００７〜０．０２４ｇ／ｃｍ３及び流れ抵抗が１７０，０００〜２，０００，０００Ｎｓ／ｍ４である防音材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石綿を除く無機繊維を含むセル構造を有する多孔体を含む防音材であって、
平均セル径が３００μｍ超１０００μｍ以下、
嵩密度が０．００７〜０．０２４ｇ／ｃｍ３及び
流れ抵抗が１７０，０００〜２，０００，０００Ｎｓ／ｍ４である防音材。
【請求項２】
多孔体を含む防音材であって、
前記多孔体は、石綿を除く無機繊維を含み、常温において圧縮率８０％で圧縮した際の圧縮応力が０．１ＭＰａ以下であり、常温で圧縮率８０％で圧縮した際の復元率が５０％以上である防音材。
【請求項３】
前記多孔体の常温において圧縮率８０％で圧縮した際の見かけヤング率が１ＭＰａ以下である請求項２記載の防音材。
【請求項４】
前記多孔体の常温での嵩密度が０．００５〜０．１ｇ／ｃｍ３である請求項２又は３記載の防音材。
【請求項５】
前記多孔体の常温において圧縮率４０〜８０％で圧縮した際の嵩密度と圧縮応力との積算値［ＭＰａ・ｇ／ｃｍ３］が０．３以下である請求項２乃至４のいずれか一項に記載の防音材。
【請求項６】
前記無機繊維がガラス繊維である請求項１乃至５のいずれか一項に記載の防音材。
【請求項７】
多孔体を含む防音材であって、
前記多孔体が、石綿を除く無機繊維からなる多孔質であり、常温で圧縮率０〜９０％における各圧縮率で圧縮した際の復元率が全て８０％以上である防音材。
【請求項８】
さらに、前記多孔体の表面の少なくとも一部を覆う被覆材を含む請求項１乃至７のいずれか一項に記載の防音材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機繊維質多孔体を含む防音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
無機繊維質発泡体は、無機繊維の水分散液を起泡させ、得られた含気泡水分散液を成形したのち乾燥して製造する。無機繊維質発泡体は、発泡ポリウレタンや発泡ポリエチレンに似た弾力性があり、軽量で断熱性及び吸音性にすぐれると共に不燃性であるため、航空機、ロケット、船舶、自動車その他各種産業用機器等の高温部用断熱材及び／又は吸音材に用いることができる。
【０００３】
この種の発泡体の製造に用いる無機繊維としては、石綿繊維が水中分散性及び絡合性において抜群にすぐれた性質を有し最も適している。一方、近年、環境衛生上の理由から石綿繊維の使用が困難になったため、使い難くても石綿繊維以外の無機繊維を用いて弾力発泡体を製造する必要が生じ、そのための工夫が種々提案をされている（特許文献１）。
しかしながら、石綿繊維以外の他の無機繊維を用いた場合は分散性や絡合性が悪いため、製造される発泡体は、硬めで低反発性になってしまい例えば施工性に優れない等柔軟性や復元性といった変形特性の点で改善の余地があった。
【０００４】
また、近年、自動車の車外騒音を抑制することが求められている。これに対し、自動車の機材の周囲に防音材を設置することで対応している。このような防音材は、狭い車内空間に設置でき、エンジン等の熱に耐えられる耐熱性を有し、かつ軽量であることが望ましい。加えて、さらに高い防音性が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１４１６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、変形特性に優れる多孔体を含む防音材又は吸音特性に優れる防音材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意研究の結果、石綿を原料として用いなくても、変形特性に優れる多孔体を得られることを見い出し、本発明を完成させた。また、発泡の際のセル径を増減することにより、セル径、嵩密度及び流れ抵抗が調整できその結果吸音特性に優れる防音材が得られることを見い出し、本発明を完成させた。
【０００８】
本発明によれば、以下の態様の防音材等が提供される。
１．石綿を除く無機繊維を含むセル構造を有する多孔体を含む防音材であって、
平均セル径が３００μｍ超１０００μｍ以下、
嵩密度が０．００７〜０．０２４ｇ／ｃｍ３及び
流れ抵抗が１７０，０００〜２，０００，０００Ｎｓ／ｍ４である防音材。
２．多孔体を含む防音材であって、
前記多孔体は、石綿を除く無機繊維からなり、以下の特性（１）〜（８）から選択される少なくとも１以上を有する防音材。
（１）常温で圧縮率０〜９０％における各圧縮率で圧縮した際の圧縮応力が全て１ＭＰａ以下である
（２）常温において圧縮率８０％で圧縮した際の圧縮応力が０．１ＭＰａ以下である
（３）常温で圧縮率８０％で圧縮した際の復元率が５０％以上である
（４）常温で圧縮率０〜９０％における各圧縮率で圧縮した際の復元率が全て８０％以上である
（５）常温において圧縮率８０％で圧縮した際の見かけヤング率が１ＭＰａ以下である
（６）常温において圧縮率８０％で圧縮した際の見かけヤング率が０．０５ＭＰａ以下である
（７）常温での嵩密度が０．００５〜０．１ｇ／ｃｍ３である
（８）常温において圧縮率４０〜８０％で圧縮した際の嵩密度と圧縮応力との積算値［ＭＰａ・ｇ／ｃｍ３］が０．３以下である
（９）常温において圧縮率８０％で圧縮した際の前記積算値が０．００５以下である
３．前記無機繊維がガラス繊維である１又は２に記載の防音材。
４．さらに、前記多孔体の表面の少なくとも一部を覆う被覆材を含む１，２又は３に記載の防音材。
５．前記多孔体が、発泡体である１〜４のいずれかに記載の防音材。
６．無機繊維の表面を負又は正に荷電させ、
前記荷電した無機繊維と界面活性剤を含む分散液を撹拌して発泡させて湿潤発泡体を得、
前記湿潤発泡体を乾燥し、
前記乾燥発泡体に結合剤を付与する
防音材の製造方法。
７．  前記無機繊維の表面を負に荷電させたときは、前記荷電した無機繊維とカチオン性界面活性剤を含む分散液を撹拌して発泡させて湿潤発泡体を得、
前記無機繊維の表面を正に荷電させたときは、前記荷電した無機繊維とアニオン性界面活性剤を含む分散液を撹拌して発泡させて湿潤発泡体を得る、
６に記載の防音材の製造方法。
８．無機繊維の表面を、アルカリ性又は酸性の処理液に接触させることにより、負又は正に荷電させる６又は７に記載の防音材の製造方法。
９．前記分散液が、前記処理液を含み、前記処理液と接触させながら撹拌して発泡させる８に記載の防音材の製造方法。
１０．前記無機繊維を、予め、前記処理液で開繊、分散して荷電する８又は９に記載の防音材の製造方法。
１１．前記湿潤発泡体を乾燥した後、結合剤を付与する前、加熱して、前記界面活性剤を除去する６〜１０のいずれかに記載の防音材の製造方法。
１２．さらに無機繊維発泡体の表面の少なくとも一部を、被覆材で覆う６〜１１のいずれかに記載の防音材の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、変形特性に優れる多孔体を含む防音材又は吸音特性に優れる防音材が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】無機繊維質防音材における、嵩密度と流れ抵抗を変えたときの吸音率の予測値と実測値の一致性を示すグラフである。
【図２】嵩密度が１０ｋｇ／ｍ３のとき、流れ抵抗と吸音率の関係を示すグラフである。
【図３】嵩密度が２０ｋｇ／ｍ３のとき、流れ抵抗と吸音率の関係を示すグラフである。
【図４】流れ抵抗が１×１０７Ｎｓ／ｍ４とき、嵩密度と吸音率の関係を示すグラフである。
【図５】セル構造を有する防音材と、セル構造を有さない防音材における、流れ抵抗と嵩密度の関係を示すグラフである。
【図６】セル構造の断面の一例を示す断面図である。
【図７】セル構造の断面の他の例を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る防音材の概略断面図である。
【図９】実施例１で得られた発泡体（防音材）の断面の写真である。
【図１０】比較例１で得られた発泡体（防音材）の断面の写真である。
【図１１】実施例５と比較例３で得られた発泡体（防音材）の吸音率を示すグラフである。
【図１２】無機繊維質防音材における、流れ抵抗の予測値と実測値の一致性を示すグラフである。
【図１３】嵩密度が１０ｋｇ／ｍ３のとき、セル径と吸音率の関係を示すグラフである。
【図１４】嵩密度が１４ｋｇ／ｍ３のとき、セル径と吸音率の関係を示すグラフである。
【図１５】嵩密度が２０ｋｇ／ｍ３のとき、セル径と吸音率の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の第１の態様の防音材の実施形態について説明する。尚、以下に記載する特性は、特記されていない限り常温での特性である。本実施形態の防音材は、無機繊維からなる多孔体を吸音材として含む。この多孔体は、セル構造を有する。多孔体として発泡体を用いることができる。
【００１２】
本実施形態で用いる無機繊維は、石綿繊維を含まないで構成され、例えばセラミック繊維、生体溶解性繊維（アルカリアースシリケート繊維、ロックウール等）及びガラス繊維から選択される１以上を用いることができる。
【００１３】
生体溶解性無機繊維は、例えば、４０℃における生理食塩水溶解率が１％以上の無機繊維である。
生理食塩水溶解率は、例えば、次のようにして測定される。すなわち、先ず、無機繊維を２００メッシュ以下に粉砕して調製された試料１ｇ及び生理食塩水１５０ｍＬを三角フラスコ（容積３００ｍＬ）に入れ、４０℃のインキュベーターに設置する。次に、三角フラスコに、毎分１２０回転の水平振動を５０時間継続して加える。その後、ろ過により得られた濾液に含有されている各元素（主要元素でよい）ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ  ）、カリウム（Ｋ）及びアルミニウム（Ａｌ）の濃度（ｍｇ／Ｌ）をＩＣＰ発光分析装置により測定する。そして、測定された各元素の濃度と、溶解前の無機繊維における各元素の含有量（質量％）と、に基づいて、生理食塩水溶解率（％）を算出する。すなわち、例えば、測定元素が、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）及びアルミニウム（Ａｌ）である場合には、次の式により、生理食塩水溶解率Ｃ（％）を算出する；Ｃ（％）＝［ろ液量（Ｌ）×（ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４）×１００］／［溶解前の無機繊維の質量（ｍｇ）×（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４）／１００］。この式において、ａ１、ａ２、ａ３及びａ４は、それぞれ測定されたケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムの濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、ｂ１、ｂ２、ｂ３及びｂ４は、それぞれ溶解前の無機繊維におけるケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムの含有量（質量％）である。
【００１４】
生体溶解性繊維は例えば以下の組成を有する。
ＳｉＯ２とＺｒＯ２とＡｌ２Ｏ３とＴｉＯ２の合計  ５０重量％〜８２重量％
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物との合計  １８重量％〜５０重量％
【００１５】
また、生体溶解性繊維は例えば以下の組成を有して構成されることも可能である。
ＳｉＯ２  ５０〜８２重量％
ＣａＯとＭｇＯとの合計  １０〜４３重量％
【００１６】
平均繊維径は限定されないが細い方が好ましい。例えば、０．０８μｍ〜４．０μｍ、０．１μｍ〜２．０μｍ、又は０．２μｍ〜１．０μｍとできる。平均繊維径はランダムに選択した繊維１００本について測定した繊維径から求めることができる。
【００１７】
また、本実施形態で用いる多孔体（発泡体等）（以下、本実施形態の多孔体ともいう）は、無機成分の他、カップリング剤等の有機成分を含むことができる。
【００１８】
本実施形態の多孔体は、無機成分として酸化ホウ素、窒化ホウ素、金属ホウ化物等の無機結合剤を含まないで構成することができる。この場合、多孔体はカップリング剤等を含む。
また、本実施形態の多孔体は、有機成分として有機結合剤を含まないで構成することができる。この場合、多孔体は無機結合剤等を含む。結合剤として無機結合剤を用いると、無機結合剤は高温条件下（例えば４５０℃）でも焼失しないため嵩密度、圧縮応力、圧縮復元率を維持できる。
【００１９】
また、本実施形態の多孔体では、常温（ＪＩＳ  Ｚ  ８７０３による５〜３５℃）における圧縮率０〜９０％における各圧縮率で圧縮した際の圧縮応力が全て好ましくは２．０ＭＰａ以下である。例えば、１．５ＭＰａ以下、１．３ＭＰａ以下、１．０ＭＰａ以下、０．８ＭＰａ以下、０．６ＭＰａ以下、０．４ＭＰａ以下、０．２ＭＰａ以下、０．０５ＭＰａ以下、又は０．０２ＭＰａ以下とできる。下限は０ＭＰａである。さらに好ましくは、本実施形態の多孔体では、高温下（４５０℃）における圧縮率０〜９０％の各圧縮率で圧縮した際の圧縮応力が全て好ましくは２．３ＭＰａ以下である。例えば、２．０ＭＰａ以下、１．７ＭＰａ以下、１．５ＭＰａ以下、１．３ＭＰａ以下、１．０ＭＰａ以下、０．８ＭＰａ以下、０．６ＭＰａ以下、０．４ＭＰａ以下、０．２ＭＰａ以下又は０．０４ＭＰａ以下とできる。下限は０ＭＰａである。
【００２０】
また、本実施形態の多孔体では、常温における圧縮率８０％における圧縮した際の圧縮応力（又は圧縮率０〜８０％における各圧縮率で圧縮した際の圧縮応力が全て）が好ましくは０．５ＭＰａ以下である。例えば、０．３ＭＰａ以下、０．１ＭＰａ以下、０．０８ＭＰａ以下、０．０６Ｐａ以下、０．０４Ｐａ以下、０．０２Ｐａ以下、０．０１ＭＰａ以下、０．００８ＭＰａ以下、又は０．００５ＭＰａ以下とできる。下限は限定されないが、通常０．０００１ＭＰａ以上又は０．００００１ＭＰａ以上である。
【００２１】
ここで、多孔体においては、嵩密度、圧縮応力が各々、高い値であるとき、硬く反発性（復元性）が低くなりがちである。これに対して、本多孔体では、上記のように圧縮率０〜９０％における各圧縮率で圧縮した際の圧縮応力が全て低いため、柔軟性を高くでき変形特性を向上できる。よって、例えば多孔体が取り付けられる被取付部に対して馴染み易く多孔体と被取付部との間の隙間を抑制してシール性（施工性）を向上させることができる。より具体的には、かかる多孔体では、常温から高温下（例えば４５０℃）において高い柔軟性を発現でき、多孔体が取り付けられる被取付部に対して馴染み易く多孔体と被取付部との間の隙間を抑制して常温から高温下におけるシール性を確保及び向上できる。
【００２２】
また、本実施形態の多孔体では、好ましくは常温での圧縮率４０〜８０％における見かけヤング率が０．７ＭＰａ以下である。例えば、０．６ＭＰａ以下、０．３ＭＰａ以下、０．１ＭＰａ以下、０．０５ＭＰａ以下、又は０．０１ＭＰａ以下とできる。下限は限定されないが、通常０．０００１ＭＰａ以上である。より好ましくは、本多孔体では、好ましくは高温下（４５０℃）における圧縮率４０〜８０％における見かけヤング率が０．８ＭＰａ以下である。例えば、０．６ＭＰａ以下、０．１ＭＰａ以下、０．０８ＭＰａ以下、又は０．０５ＭＰａ以下とできる。下限は限定されないが、通常０．０００１ＭＰａ以上である。さらに好ましくは、本多孔体では、常温及び高温下（４５０℃）における圧縮率０〜９０％の各圧縮率で圧縮した際の見かけヤング率が上記の低い値である。このように本実施形態の多孔体では、見かけヤング率が低いため、柔軟性を高くでき変形特性を向上できる。
【００２３】
ここで、本発明における見かけヤング率とは、圧縮率を歪量とみなして、所定の圧縮率で圧縮したときの圧縮応力を前記所定の圧縮率で除した値である。
【００２４】
本実施形態の多孔体では、好ましくは常温での圧縮率８０％における見かけヤング率が０．７ＭＰａ以下である。例えば、０．６ＭＰａ以下、０．３ＭＰａ以下、０．１ＭＰａ以下、０．０５ＭＰａ以下、又は０．０１ＭＰａ以下とできる。下限は限定されないが、通常０．０００１ＭＰａ以上である。
【００２５】
また、本実施形態の多孔体では、嵩密度（常温、圧縮率０％）が好ましくは０．００１〜０．１３ｇ／ｃｍ３である。例えば、０．００２〜０．１２ｇ／ｃｍ３、０．００３〜０．１ｇ／ｃｍ３、０．００４〜０．０９ｇ／ｃｍ３、０．００５〜０．０８ｇ／ｃｍ３、又は０．００６〜０．０５ｇ／ｃｍ３とできる。嵩密度が上記の範囲であると、柔軟性を高くでき変形特性を向上できる。
【００２６】
また、本実施形態の多孔体では、好ましくは圧縮率４０〜８０％における又は圧縮率８０％における嵩密度と圧縮応力との積算値［ＭＰａ・ｇ／ｃｍ３］が０．３０以下である。より好ましくは、前記積算値［ＭＰａ・ｇ／ｃｍ３］は、０．２８以下である。例えば、０．１以下、０．０５以下、０．０１以下、０．００１以下、又は０．０００５以下とできる。嵩密度と圧縮応力との積算値［ＭＰａ・ｇ／ｃｍ３］が低いと、多孔体の嵩密度及び圧縮応力を低くでき、柔らかいだけでなく高い復元性を発現できる。
【００２７】
また本実施形態の多孔体では、細孔径の平均円相当径は、好ましく１５０μｍ〜１０００μｍである。例えば、１８０μｍ〜８００μｍ、２００μｍ〜７００μｍ、２５０μｍ〜６００μｍとできる。細孔径の平均円相当径が上記の範囲にあると、構造的強度を保持しつつも圧縮後の復元力を確保（換言すれば、圧縮復元率を担保・調整）してシール性を確保・向上できる。さらに、細孔径の平均円相当径が小さいため、対流による熱伝導を抑制して断熱性を向上させると共に、圧力損失を高めてシール性を向上できる。細孔径の平均円相当径は発泡して製造する場合、発泡倍率、気泡量、気泡径等により調整できる。
【００２８】
なお、上記の圧縮応力、嵩密度、見かけヤング率、平均円相当径は、例えば、後述する発泡体の製造方法において、無機繊維に対する界面活性処理方法、無機繊維の濃度（含有割合）、発泡倍率、気泡量、気泡径等により調整（制御）できる。
【００２９】
本実施形態の多孔体は、好ましくは、常温で、圧縮率８０％（好ましくは０〜９０％）で圧縮した際の復元率が５０％以上である。例えば、６０％、７０％、８０％以上、８５％以上、９０％以上、又は９５％以上とできる。上限は限定されないが、通常９９％以下である。より好ましくは高温下（４５０℃）における圧縮率８０％（好ましくは０〜９０％）で圧縮した際の復元率が５０％以上である。例えば、６０％、７０％、８０％以上、８５％以上、９０％以上、又は９５％以上とできる。上限は限定されないが、通常９９％以下である。
【００３０】
本実施形態の多孔体は、好ましくは、常温で、圧縮率４０％における各圧縮率で圧縮した際の復元率が８７％以上（より好ましくは９０％以上）である。上限は限定されないが、通常９９％以下である。
【００３１】
かかる多孔体では、復元率が高いため、復元性を高くでき変形特性を向上できる。より具体的には、多孔体が取り付けられる被取付部に対して馴染み易く多孔体と被取付部との間の隙間を抑制して常温から高温下におけるシール性を確保及び向上できる。
【００３２】
多孔体は上記の特性を任意に組み合わせて有することができる。また多孔体は断熱性にも優れる。
【００３３】
以上のような多孔体は、後述の方法で気泡を形成して製造する。そのため、上記実施形態の多孔体は、気泡形成を助長するためのフッ素雲母や、アラビアゴムを含まないで構成されることができる。なお、異なる実施形態として、多孔体はフッ素雲母やアラビアゴムを含んで構成されることも可能である。
【００３４】
次に、上記実施形態の防音材（多孔体）は以下の方法で製造できる。本製造方法は、無機繊維質発泡体の製造を含み、発泡体の製法は、無機繊維分散液を作成する作成工程と、無機繊維分散液を発泡させる発泡工程と、発泡体を乾燥する脱水工程（分散媒の除去工程）と、結合剤を付与する結合剤付与工程とを含んで構成される。界面活性剤が残留していると結合剤の反応が悪くなる場合は、結合剤の付着を促すために、発泡体を所定温度で焼成を行う焼成工程を、結合剤付与工程の前に追加してもよい。防音材の製造方法は、発泡体に他の層を積層又は被覆する工程を含んでもよい。尚、結合剤は、発泡用の分散液に事前に入れておき、発泡体作成後に熱処理してもよい。
【００３５】
前記作成工程の一態様は、無機繊維の表面をアルカリ性又は酸性の処理液に接触させることにより、負又は正に荷電させる荷電ステップと、荷電した無機繊維に界面活性剤を添加させて分散液を作成する界面活性剤添加ステップとを含む。無機繊維の表面を負に荷電させたときは、カチオン性界面活性剤を、又は、無機繊維の表面を正に荷電させたときは、アニオン性界面活性剤を添加することが好ましい。
【００３６】
前記荷電ステップでは、アルカリ性又は酸性の処理液を用いてｐＨ調整することにより、無機繊維の表面のゼータ電位を制御する。具体的には、無機繊維の表面のゼータ電位をマイナス又はプラスとする。
【００３７】
界面活性剤添加ステップでは、好ましくは、前記荷電した無機繊維に対し、逆符号の親水基を有する界面活性剤を添加し、界面活性剤の親水基側を無機繊維の表面に吸着させて疎水基側を無機繊維の表面と反対側に配置させることで無機繊維（最外面）を疎水化する。このように界面活性剤を無機繊維の表面に吸着させて無機繊維表面を疎水化した状態において、後述の発泡工程によって空気を導入して発泡させると、無機繊維表面の疎水基側に泡の形成が助長されて良好に発泡した発泡体を得ることができる。換言すれば、無機繊維表面のゼータ電位を制御することで、無機繊維に界面活性剤を相互作用させて繊維を疎水化させ、無機繊維の周りに泡を係止（付着）し易くして発泡させた発泡体（スポンジ構造）を形成する。
【００３８】
なお、前記無機繊維にはセラミック繊維、生体溶解性繊維（アルカリアースシリケート繊維、ロックウール等）、ガラス繊維等を用いることができる。また、前記処理液には、水に溶解してｐＨを変化させることができるものであればよく、無機化合物の酸又は塩基、有機化合物の酸又は塩基を用いることができる。無機繊維の表面のゼータ電位は、０でない値を示すこと、例えば−５ｍＶ〜−７０ｍＶ、−７ｍＶ〜−６０ｍＶ、−１０ｍＶ〜−４５ｍＶ、＋５ｍＶ〜＋６５ｍＶ、＋７ｍＶ〜＋６０ｍＶ又は、＋１０ｍＶ〜＋４５ｍＶとする。繊維の種類により、所定のゼータ電位にするためのｐＨは異なるため、ｐＨを一義的に特定することはできないが、例えば、ゼータ電位が０となるｐＨが７である繊維を用いる場合（等電点ｐＨが７）、ｐＨ７より高いｐＨで負に荷電し、ｐＨ７より低いｐＨで正に荷電させることができる。また、例えば、ゼータ電位が０となるｐＨが２である繊維を用いる場合（等電点ｐＨが２）、ｐＨ２より高いｐＨで負に荷電し、ｐＨ２より低いｐＨで正に荷電させることができる。尚、ゼータ電位は、所定のｐＨに調整した水系の分散媒中に繊維を分散させ、繊維の汎用ゼータ電位計（例えばＭｏｄｅｌＦＰＡ、ＡＦＧ  Ａｎａｌｙｔｉｋ社製）を用いて測定することで得られる。
【００３９】
また、前記作成工程における荷電ステップと界面活性剤添加ステップとは経時的又は同時に実施し得る。荷電ステップと界面活性剤添加ステップとを同時に実施する場合、処理液、無機繊維及び界面活性剤を一緒に混ぜることができる。一方、荷電ステップと界面活性剤添加ステップとを経時的に実施する場合、無機繊維を、予め処理液で開繊、分散して荷電し、その後、界面活性剤と混ぜることができる。また、前記作成工程の他の態様としては、界面活性剤を用いることなく、両親媒性物質、疎水性の官能基を有するシランカップリング剤、疎水性の官能基を有するチタンカップリング剤等による表面処理によって少なくとも表面を疎水化した無機繊維を分散液（分散媒）に入れて作成することも可能である。尚、この工程のカップリング剤は発泡体を形成するために疎水化の状態にするためのものである。後の結合剤付与工程で用いるカップリング剤は発泡体の形態が水に濡れることにより崩壊することを防止するためのものである。
【００４０】
分散液における界面活性剤の量は無機繊維より適宜調整できるが、例えば、ガラス繊維１００重量部に対し、界面活性剤を０．０１〜１．０重量部としてよい。前記界面活性剤は、好ましくは０．１〜０．８重量部、より好ましくは０．２〜０．７重量部とすることが可能である。尚、界面活性剤の添加量は、少なすぎると無機繊維の表面を十分に疎水化できず発泡性が低下する恐れがあり、一方で界面活性剤の量が多すぎると界面活性剤同士が付着し無機繊維の表面を十分に疎水化できない恐れがある点に鑑みて調整され得る。
【００４１】
また、分散液は、有機結合剤（樹脂エマルジョン、ゴム（エラストマー）成分（アラビアゴム等）又はマグネシウム酸化物若しくは水酸化物を含まないで構成され得る。
【００４２】
前記発泡工程では、処理液と無機繊維と界面活性剤とが混合されてなる無機繊維分散液に気泡供給装置から空気（気泡）を供給して発泡させる。なお、気泡供給装置を用いることなく、攪拌によって無機繊維分散液に空気（気泡）を供給して発泡させてもよい。かかる気泡供給装置や攪拌によって、気泡倍率、気泡量、気泡径を調整できる。
【００４３】
前記脱水工程では、発泡体を所定時間（例えば４時間）、常温又は常温外の所定温度下で分散液に含まれていた分散媒を乾燥（自然乾燥を含む）することによって脱水する。
【００４４】
前記焼成工程では、発泡体を高温度（例えば４５０℃）で焼成し、界面活性剤を除去する。なお、焼成工程は、前記脱水工程と同時に実施することが可能である。
【００４５】
前記結合剤付与工程に用いる結合剤として、繊維同士を結合する結合剤を用いることができ、例えば、カップリング剤、無機結合剤等である。カップリング剤を用いるとき、発泡体と、カップリング剤と水蒸気を反応させて付与する。具体的には、カップリング剤を加熱して発生した蒸気を発泡体に付着させて、水蒸気と反応させる。水蒸気で処理することにより、カップリング剤が加水分解、脱水縮合されて、発泡体に付着する。例えば、閉鎖容器（外から容器内に気体は混入しないが、内部の加熱による圧力の上昇が可能な程度の密閉容器）内で発泡体とカップリング剤蒸気を接触させる。接触後、閉鎖容器に水を入れて水蒸気を発生させてカップリング剤と反応させる。尚、カップリング剤を多く付与させるときは、前記の処理に代えて又は前記の処理に加えて、発泡体にカップリング剤を直接含浸させて加熱してもよい。その後水蒸気と接触させる。
【００４６】
無機結合剤の例として、ＳｉＯ２系（ＳｉＯ２粒子、水ガラス（ケイ酸ナトリウム）、Ａｌ２Ｏ３系（Ａｌ２Ｏ３粒子、ポリ塩化アルミニウム等の塩基性酸アルミニウム等）、リン酸塩、粘土鉱物（合成、天然）等が挙げられる。
カップリング剤の例として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。シランカップリング剤としてメチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【００４７】
結合剤の量は無機繊維により適宜調整でき限定されないが、例えば、１〜１０重量％程度である。
【００４８】
多孔体は、無機繊維、界面活性剤及び結合剤、又は無機繊維及び結合剤から本質的になってもよく、これらのみからなってもよい。ここで本質的になるとは９５重量％以上、９８重量％以上又は９９重量％以上がこれらからなることをいう。
【００４９】
次に、本発明の第２の態様の防音材の実施形態について説明する。
本実施形態の防音材は、無機繊維から構成されるセル構造を有する多孔体からなる。
【００５０】
一般に、繊維質防音材の吸音率は equivalent fluid model の一つであるLimp frameモデル（R. Panneton, Journal of Acoustical Society of America, Vol.122, Issue 6(2007)）で予測できることが知られている。Limp frameモデルは、７つの変数（Ｂｉｏｔパラメータ）で防音材の吸音率を規定する。変数は複雑に影響し合うが、無機繊維質防音材では、Ｂｉｏｔパラメータのうち、流れ抵抗と嵩密度の影響が大きいことを確認した。具体的には、流れ抵抗と嵩密度を変えてＢｉｏモデルに基づき計算した吸音率（計算値）と、実際に製造して測定した吸音率（実測値）を比較した。結果を図１に示す。図１から計算値と実測値の相関が高いことが分かる。嵩密度を１０ｋｇ／ｍ３又は２０ｋｇ／ｍ３に一定にし、流れ抵抗を変えて、吸音率を計算した結果を図２，３に示す。尚、「ａＥ＋ｂ」は「ａ×１０ｂ」を意味する。また、流れ抵抗を１×１０７Ｎｓ／ｍ４に一定にし、嵩密度を変えて、吸音率を計算した結果を図４に示す。吸音率のカーブ形状は流れ抵抗や嵩密度の値の変化に従って大きく変動することが分かる。また、図２，３では、嵩密度が１０ｋｇ／ｍ３のときは、流れ抵抗が４×１０５Ｎｓ／ｍ４のとき、最も吸音率が高くなる。また、嵩密度が２０ｋｇ／ｍ３のときは、流れ抵抗が１×１０６Ｎｓ／ｍ４のとき、最も吸音率が高くなる。即ち、流れ抵抗には適正値があることが分かる。さらに、図４から、嵩密度が増えると高い吸音率が低周波数にシフトすることが分かる。
【００５１】
以上から、例えば、低周波数で高い吸音率を得るためには、流れ抵抗を適正値に維持しながら、嵩密度を増やせばよいことになる。しかしながら、通常、いわゆるＢｉｅｓの式（図５参照）に示されるように、流れ抵抗は、嵩密度と比例する。嵩密度を増やすと流れ抵抗も増えてしまった。
【００５２】
本発明者らは、セル径を調整すると、嵩密度が増えても流れ抵抗が従来のように多く増えないことを見い出した。図５にセル径０．３ｍｍと０．５ｍｍのときの嵩密度と流れ抵抗の実測値を示す。実線は、従来のＢｉｅｓの式に基づく、セル構造を有さない防音材における、嵩密度と流れ抵抗の関係を示す。即ち、嵩密度が増えれば流れ抵抗も増える。一方、セル構造を有する防音材において、セル径が０．３μｍと０．５μｍの場合、嵩密度と流れ抵抗は、Ｂｉｅｓの式とは異なる関係を有する。即ち、セル径を調整することにより、流れ抵抗を＋２０〜−５０％変えることができる。尚、セルは、無機繊維からなるセル壁に囲まれている。従って、セル構造の多孔体の嵩密度は、セル壁の厚さにより決まると考えられる。即ち、本態様では、セル径を調整することにより、高い吸音率を得るために適した嵩密度、流れ抵抗を有する防音材を得ることができる。
【００５３】
上記の知見に基づき、本態様の防音材は、無機繊維を含むセル構造を有する多孔体からなり、以下の特性の有することを特徴とする。
平均セル径：３００μｍ超１０００μｍ以下
嵩密度：７〜２４ｋｇ／ｍ３
流れ抵抗：１７０，０００〜２，０００，０００Ｎｓ／ｍ４
【００５４】
平均セル径は４００〜１０００μｍとすることができる。嵩密度は１０〜２０ｋｇ／ｍ３とすることができる。
例えば、嵩密度が１０ｋｇ／ｍ３のとき、周波数３０００〜５０００Ｈｚにおいて、セル径０．５０〜１．０ｍｍが好ましく、セル径０．７０〜１．０ｍｍがより好ましい。嵩密度が１４ｋｇ／ｍ３のとき、周波数２０００〜５０００Ｈｚにおいて、セル径０．５０〜１．０ｍｍが好ましく、セル径０．７０〜１．０ｍｍがより好ましい。嵩密度が２０ｋｇ／ｍ３のとき、周波数１０００〜４０００Ｈｚにおいて、セル径０．５０〜１．０ｍｍが好ましく、セル径０．７０〜１．０ｍｍがより好ましい。
【００５５】
平均セル径、嵩密度及び流れ抵抗は、実施例６記載の方法で測定できる。図６，７にセル構造を示す。セル構造は、気孔とそれを囲むセル壁が多数連なった構造である。図６のセル構造の平均セル径は、図７のセル構造の平均セル径より小さい。
【００５６】
本態様の防音材は、軽量であり、繊維密集部と空間部（セル）を含むことにより、優れた吸音性能を有する。
【００５７】
本態様で用いる無機繊維、セル構造（多孔体）の好適な構造及び特性は、上述した第１の態様の防音材と同様である。
【００５８】
本態様の防音材は、上述した第１の態様の防音材と同様の方法で製造できる。ただし、発泡工程において、処理液と無機繊維と界面活性剤を含む無機繊維分散液に気泡供給装置から空気（気泡）を供給して発泡させるが、気泡供給装置によって、気泡径を調整することにより、セル径を調整できる。
【００５９】
本発明の防音材は、多孔体のみから構成してもよいが、他の適当な機能を有する層を含むことができる。他の層は、多孔体の表面の一部又は全部を被覆してもよく、多孔体と積層してもよい。他の層には、遮音層、吸音層、発塵抑制層、接着層等があり、複数の機能を備えてもよい。以下、図面を参照して、他の層を含む防音材の例を説明する。
【００６０】
図８（ａ）に示す防音材１は、多孔体（吸音材）１０の一面に遮音層１２が設けられ、被覆又は積層している。遮音層１２は、樹脂フィルム、ガラスクロス等の軟質の層でもよく、金属板（例えばＳＵＳ板、アルミ板）等の硬質の層でもよい。
【００６１】
図８（ｂ）に示す防音材２は、多孔体１０の一面に遮音層１２が設けられ、対向する他の面に、他の吸音層１４が設けられている。吸音層１４は、吸音性能の更なる向上のため、繊維状物質による多孔体やフォーム材等から構成される。
【００６２】
図８（ｃ）に示す防音材３は、多孔体１０の一面に遮音層１２が設けられ、対向する他の面に発塵抑制層１６が設けられている。発塵抑制層１６は、繊維質の不織布、ガラスクロス、金属箔、金属板等から構成される。
【００６３】
防音材は、同一又は異なる防音材を２以上積層して用いることもできる。例えば、図８（ｄ）に示す防音材４は、図８（ａ）に示す防音材１と図８（ｂ）に示す防音材２を積層したものである。
【００６４】
多孔体に他の層を積層又は被覆する工程では、他の層を接着剤で積層してもよいし、被覆材を加熱し溶着により積層してもよい。
【実施例】
【００６５】
以下、具体的な実施例を示すが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００６６】
実施例１
マイクロガラス繊維（平均繊維径０．４μｍ）を、ｐＨ１０のアンモニア水に濃度０．５重量％となるように分散させて繊維表面のゼータ電位を−５５ｍｖに調整して処理した。次に、カチオン性界面活性剤（ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド（商品名；コータミン２４Ｐ、花王株式会社製））を、繊維１００重量部に対して、界面活性剤の固形物換算で０．５重量部添加して、撹拌混合した。このとき空気を取り込み発泡させた。得られた湿潤発泡体を乾燥させ、電気炉を用いて４５０℃にて１時間処理し、発泡体に付着している界面活性剤を除去した。次に、カップリング剤を付与した。カップリング剤はメチルトリエトキシシラン（商品名；ＫＢＥ−１３、信越化学工業製）を用い、密閉容器内にシランカップリング剤を入れ、１６０℃程度に加熱し、シランカップリング剤の蒸気を発生させ、発泡体へ４時間処理した。次に、カップリング剤の反応を進行させるため、閉鎖容器内へ水を８ｇ添加し、水蒸気を発生させ、発泡体へ２時間処理した。さらに閉鎖容器内にて、発泡体重量１ｇあたり１０ｇ程度のカップリング剤を直接塗布し、１０５℃にて４時間加熱した。その後、上記と同様にカップリング剤の半分の質量に相当する水を容器にいれ、１０５℃にて２時間処理した。常温（２０℃）の非圧縮時における発泡体細孔径の平均円相当径は、０．２５ｍｍ程度であった。
【００６７】
得られた発泡体（防音材）の断面の写真を図９に示す。発泡体について以下の評価をした。結果を表１に示す。なお、得られた発泡体は、下記評価の他、熱伝導率（断熱性）や吸音性についても優れていた。
【００６８】
（１）嵩密度と圧縮応力との積算値
下記嵩密度と圧縮応力とを積算して算出した。
（ａ）嵩密度
作成した発泡体からサンプルを切断し、寸法計測装置（例えばノギス）を用いて、前記サンプルの縦、横、高さの寸法を計測した。次に、前記サンプルの重量を計測し、以下の式により嵩密度を測定した。
嵩密度（ｇ／ｃｍ３）＝重量÷縦寸法÷横寸法÷高さ
（ｂ）圧縮応力
以下の式に示すように、試験時のサンプル圧縮時の荷重値を上記サンプル寸法計測により求めた面積（縦寸法と横寸法）で除算して算出した。圧縮時の荷重は、上記の嵩密度と同じようにサンプルの寸法を計測し、このサンプルの厚さを１００％として圧縮率を設定（０〜９０％）して、材料試験機（オートグラフ、島津製作所）を用いて所定厚さまで圧縮（２ｍｍ／ｍｉｎ）した際の荷重値とした。
圧縮応力Ｎ／ｍ２＝測定荷重（Ｎ）÷サンプル面積（ｍ２）
【００６９】
（２）復元率
上記の嵩密度と同じようにサンプルの寸法を計測した。このサンプルの厚さを１００％として圧縮率を設定（０〜９０％）して、材料試験機（オートグラフ、島津製作所）を用いて所定厚さまで圧縮（２ｍｍ／ｍｉｎ）した。試験終了後のサンプルの厚さを計測し、以下の式から復元率を算出した。
復元率（％）＝圧縮試験後の厚さ÷試験前の厚さ×１００
【００７０】
（３）細孔径の平均円相当径
作成した発泡体からサンプルを切断し、断面をマイクロスコープ（ハイロックス社製ＭＯＤＥＬ  ＫＨ２２００）を用いて２０倍にて撮影した。撮影した画像内の全細孔（１２〜３３２個）を画像解析ソフトＩｍａｇｅＰｒｏＰｌｕｓ（Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製）を用いて計測した。計測は、細孔と認められる部分が楕円形状となっていることから、細孔の長径と短径を計測し、断面積を以下の式により算出した。
細孔断面積＝長径÷２×短径÷２×π
また、前記断面積から真円相当となる径を円相当径として以下の式により算出した。そして、前記画像内の全細孔についての円相当径の平均を算出した。
円相当細孔径＝２×√（細孔断面積÷π）
尚、平均円相当径は、以下の式で求める算術平均細孔径である。
【数１】
2020144390.tif 000002
（式中、ｄは円相当径、ｎは細孔の数である。）
【００７１】
（４）見かけヤング率
前記圧縮応力と、サンプルの寸法計測によって計測した歪量とに基づき見かけヤング率を算出した。
【００７２】
（５）シール性
発泡体を内径１５ｍｍ×外形３０ｍｍのリング状に打ち抜いてサンプルを作成した。一対の挟持部で、サンプルとスペーサーを挟み、所定の圧縮率（０〜９０％）の厚さになるようにボルト締結した。Ｎ２ボンベから差圧計を用いてガス圧を２０ｋＰａに調整してＮ２ガスを一対の挟持部の一方の内部から試料を貫通するように流した。一対の挟持部の他方の内部に設置した流量計により、系内のＮ２ガスの流量を測定した。該測定したＮ２ガスの流量を挟持部の他方の断面から流出しているＮ２ガスの漏れ量Ｌ／ｍｉｎ・ｍｍとした。
【００７３】
実施例２
セラミック繊維（アルミナ約５０重量％、シリカ約５０重量％）（平均繊維径２．０μｍ）を、ｐＨ１０のアンモニア水に濃度２重量％となるように分散させて繊維表面のゼータ電位を−３２ｍｖにした。次に、カチオン性界面活性剤（ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド（商品名；コータミン２４Ｐ、花王株式会社製））を、繊維１００重量部に対して界面活性剤の固形物換算重量で０．５重量部添加して、撹拌混合した。このとき空気を取り込み発泡させた。得られた発泡体を実施例１と同様に乾燥、焼成およびカップリング剤付与処理を行った。常温の非圧縮時における発泡体細孔径の平均円相当径は、０．５３ｍｍ程度であった。得られた発泡体について実施例１と同様に評価をした。結果を表２に示す。
【００７４】
実施例３
実施例１において、カチオン性界面活性剤の代わりに、アニオン性界面活性剤（ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウム（商品名；ネオペレックスＧ６５、花王株式会社製））を用いた他は、実施例１と同様にして発泡体を作製して評価した。結果を表３に示す。
【００７５】
実施例４
実施例２において、カチオン性界面活性剤の代わりに、アニオン性界面活性剤（ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウム（商品名；ネオペレックスＧ６５、花王株式会社製））を用いた他は、実施例２と同様にして発泡体を作製して評価した。結果を表４に示す。
【００７６】
比較例１
実施例１と同様に繊維の分散液を作製した上で、繊維表面のゼータ電位調整も発泡操作も行わずに脱水・乾燥を行った。得られた未発泡体（常温の非圧縮時）の細孔径の平均円相当径は、１４３μｍ程度であった。
得られた未発泡体の断面の写真を図１０に示す。さらに未発泡体について実施例１と同様に評価をした。結果を表５に示す。
【００７７】
比較例２
実施例１において、カップリング剤を付与しなかった他は、実施例１と同様にして発泡体を作製した。得られた発泡体は脆く、評価できなかった。
【００７８】
【表１】
2020144390.tif 000003
【００７９】
【表２】
2020144390.tif 000004
【００８０】
【表３】
2020144390.tif 000005
【００８１】
【表４】
2020144390.tif 000006
【００８２】
【表５】
2020144390.tif 000007
【００８３】
実施例５
実施例１において、マイクロガラス繊維を、ｐＨ３の酢酸溶液（濃度０．３重量％）に分散させてゼータ電位を−３８ｍＶとし、カップリング剤としてトリメチルシラン（ＣＨ３ＳｉＯ３／２）を用いた他は、実施例１と同様にして発泡体（嵩密度１０ｋｇ／ｍ３）を作製した。
【００８４】
得られた発泡体から、ＣＯ２レーザー加工機（コマックス社ＬＡＳＥＲ  ＭＡＮ  Ａ−２）を用いて直径２９ｍｍ、厚さ１０ｍｍの吸音率評価用のサンプルを切断した。ＪＩＳ  Ａ  １４０５−２（垂直入射吸音率、背面空気層無し）に準じて吸音率測定システム（ブリュエル・ケアー社測定システム）を用いて吸音率を測定した（吸音率測定システム：ソフトウエア：ＭＳ１０２１、音響管：４２０６型、パワーアンプ：４２０６型、ＰＵＬＳＥ：フロントエンド）。結果を図１１に示す。
【００８５】
比較例３
実施例５と同じマイクロガラス繊維とカチオン性界面活性剤を含む酢酸分散液を、実施例５とは異なり発泡させずに、嵩密度が１０ｋｇ／ｍ３となるように水中での繊維の分散体積を調整して、−１０℃にて凍結させ真空中（１０Ｐａ程度）にて水を昇華させて乾燥させた。その後は実施例５と同様に加熱して界面活性剤を除去しカップリング剤処理して、マット状非スポンジ状構造体（非発泡体）（嵩密度１０ｋｇ／ｍ３）を作製した。実施例５と同様にして吸音率を測定した。結果を図１１に示す。
【００８６】
実施例６
実施例１において、発泡工程で、ノズルを用いて、ノズルから出る泡の大きさを変えて、異なるセル径の発泡体を得た他は、実施例１と同様にして発泡体を得た。
【００８７】
得られた発泡体について、以下の評価をした。平均セル径が２７０〜５１０μｍ、嵩密度が６．８〜２０．６ｋｇ／ｍ３において、流れ抵抗の測定を行った。結果を表６に示す。また、流れ抵抗の測定結果から、セル径と嵩密度の関係式を導いた。関係式を以下に示す。式の各係数Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は測定結果から多重回帰分析を用いて求めた。計算された流れ抵抗を表６に合わせて示す。流れ抵抗の実測値と計算値との関係を図１２に示す。
σ＝Ｃ１×ρＣ２×ＤＣ３
ただし、σは流れ抵抗［Ｎｓ／ｍ４］、ρは防音材の嵩密度［ｋｇ／ｍ３］、Ｄはセル径［ｍ］，係数Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は２．４９，０．９８，−１．３４である。図１２から流れ抵抗の計算値は実測値を良好に予測していることがわかった。平均セル径が４００〜１０００μｍ、嵩密度が１０〜２０ｋｇ／ｍ３において、上記の式により計算した流れ抵抗から、吸音率を計算した。結果を図１３〜１５に示す。発泡体は優れた吸音率を有することが分かる。特に、図１３から、嵩密度が１０ｋｇ／ｍ３のとき、周波数３０００〜５０００Ｈｚにおいて、セル径が０．７０〜１．０ｍｍのとき吸音率は良くなることが分かる。図１４から、嵩密度が１４ｋｇ／ｍ３のとき、周波数２０００〜５０００Ｈｚにおいて、セル径が０．７０〜１．０ｍｍのとき吸音率は良くなることが分かる。図１５から、嵩密度が２０ｋｇ／ｍ３のとき、周波数１０００〜４０００Ｈｚにおいて、セル径が０．７０〜１．０ｍｍのとき吸音率は良くなることが分かる。
【００８８】
・平均セル径（平均円相当径）
作成した発泡体からサンプルを切断し、Ｘ線マイクロＣＴスキャナ（ＢＲＵＫＥＲ社製ＳｋｙＳｃａｎ１２７２）を用いて、解像度５μｍ／ｐｉｘｅｌにて線透過像を撮影した。得られたＸ線透過像から、付属のソフト（ＮＲｒｅｃｏｎ及びＤＡＴＡＶＩＥＷＥＲ）を用いて３次元像を合成し、サンプル内部の断面像を作成した。得られた断面像の全細孔を実施例１と同様にして計測し円相当径の平均を算出した。
【００８９】
・嵩密度
実施例１と同じ方法で測定した。
【００９０】
・流れ抵抗
流れ抵抗とは、防音材料中の空気の流れにくさを表すＢｉｏｔパラメータである。流れ抵抗の測定は、防音材料に空気を流した時の材料前後の差圧を測定することによって行われ、次式から流れ抵抗を求めることができる。
σ＝ΔＰ／（Ｖ・Ｌ）
なお、σは材料の流れ抵抗（Ｎ・ｓ／ｍ４）、Ｖは材料中の空気の流速（ｍ／ｓ）、ΔＰは材料前後の差圧（Ｐａ）、Ｌは材料の厚さ（ｍ）である。
流れ抵抗は、例えば、流れ抵抗測定装置（製品名：ＡｉｒＲｅＳｙｓ、日本音響エンジニアリング株式会社）によって測定することができる。
【００９１】
・吸音率
繊維質防音材の吸音率予測計算にはequivalent  fluid  modelの一つであるLimp  frameモデル（R．Panneton，Journal  of  Acoustical  Society  of  America，Vol.122，Issue  6(2007)）が有効であることがよく知られている。したがって、吸音率はLimp frameモデルで計算した。式を以下に示す。
【数２】
2020144390.tif 000008
ただし、α０は背後剛壁における垂直入射吸音率、Ｚ０は背後剛壁における音響インピーダンス、ＺＣは防音材の特性インピーダンス、Γは防音材の伝搬定数、Ｌは防音材の厚さ、ωは音波の角速度、ρｅｆｆは防音材中の実行密度、Ｋｆは防音材中の実行体積弾性率、φは気孔率、σは防音材の流れ抵抗、Λは防音材の粘性特性長、Λ’は防音材の熱的特性長、αは防音材の迷路度で繊維質防音材の場合はほぼ１、ρは防音材の嵩密度、ρｓは防音材の繊維の真密度、Ｂ２は空気のＰｒａｎｄｔｌ数で０．７１、ηは空気の粘度で１．８４×１０−５［Ｎｓ／ｍ２］、ρ０は空気の密度で１．２［ｋｇ／ｍ３］、ｃ０は空気の音速で３４２［ｍ／ｓ］、γは空気の比熱比で１．４、Ｐ０は空気の圧力で常圧を想定して１．０１３×１０５［Ｐａ］、ｊは虚数単位である。
【００９２】
熱的特性長Λ’については、次式で定義されている。
【数３】
2020144390.tif 000009
ただし、Ａは防音材中の繊維の表面積、Ｖは防音材中の空気の体積である。防音材が繊維のみで構成されている場合、繊維径ｄを用いると、下記のように書き換えられる。
【数４】
2020144390.tif 000010
粘性特性長Λについては、次式のＡｌｌａｒｄの式を用いた。
【数５】
2020144390.tif 000011
【００９３】
【表６】
2020144390.tif 000012
【００９４】
比較例４
嵩密度が１０，１４，２０ｋｇ／ｍ３となるように比較例３と同様にして、セル構造を有さない非発泡体を製造した。これらの吸音率の計算値を図１３〜１５に合わせて示す。流れ抵抗は次式に示すＢｉｅｓの式で計算した。
σ＝３．１９×１０−９×ρ１．５３×ｄ−２
ただし、σは流れ抵抗［Ｎｓ／ｍ４］、ρは防音材の嵩密度［ｋｇ／ｍ３］、ｄは繊維径［ｍ］である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明の防音材は、例えば自動車等の輸送機械に使用できる。また例えば自動車のエンジン周り等の振動のある高温雰囲気で使用できる。
【００９６】
上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
【図１】
2020144390.tif 000013
【図２】
2020144390.tif 000014
【図３】
2020144390.tif 000015
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月26日(2020.5.26)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石綿を除く無機繊維を含むセル構造を有し、
平均セル径が１５０μｍ以上１０００μｍ以下、
嵩密度が０．００１〜０．０２４ｇ／ｃｍ３及び
流れ抵抗が１７０，０００〜３，０００，０００Ｎｓ／ｍ４である、発泡体。
【請求項２】
前記平均セル径が２６０μｍ以上１０００μｍ以下である請求項１に記載の発泡体。
【請求項３】
前記嵩密度が０．００６８〜０．０２４ｇ／ｃｍ３である請求項１又は２に記載の発泡体。
【請求項４】
前記無機繊維がセラミック繊維、生体溶解性繊維又はガラス繊維である請求項１〜３のいずれかに記載の発泡体。