(57)【要約】【課題】軽量で薄く低周波数領域においても高い吸音性能を有する吸音材を提供する。さらに同時に吸音ピークが低周波数領域の特定の周波数に制御された吸音材を提供する。【解決手段】吸音材は、熱可塑性エラストマーとプラスチックとがポリマーブレンドされ、フィルムに成形されたコンパウンドフィルムからなる非通気性の振動薄膜と、該振動薄膜と接着し該振動薄膜を支持する不織布とを含み構成される。このような吸音材は、軽量で薄く、低周波数領域においても高い吸音性能を有する。振動薄膜の厚さが１ｍｍ以下でありながら、周波数１０００Ｈｚ以下の領域でも優れた吸音性能を発揮する。また前記吸音材において振動薄膜を、熱可塑性エラストマーの含有量が異なるコンパウンドフィルムを所定枚数積層、接着し形成することで、吸音ピークが特定の周波数に制御された吸音材とすることできる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性エラストマーとプラスチックとがポリマーブレンドされ、フィルムに成形されたコンパウンドフィルムからなる非通気性の振動薄膜と、
該振動薄膜と接着し該振動薄膜を支持する不織布と、
を含むことを特徴とする吸音材。
【請求項２】
前記振動薄膜の厚さが、１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の吸音材。
【請求項３】
前記振動薄膜は、熱可塑性エラストマーの含有量が異なる前記コンパウンドフィルムが所定枚数積層、接着し形成され、吸音ピークが特定の周波数に制御されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸音材。
【請求項４】
前記吸音ピークが８００〜１３００Ｈｚの範囲内にあることを特徴とする請求項３に記載の吸音材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量で薄く低周波数領域の吸音性能に優れる吸音材及び吸音ピークが低周波数領域の特定の周波数に制御された吸音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の内装材には、薄いだけではなく各種雑音を遮断することが求められており、現在、軽量でかつ吸音性能に優れる自動車用吸音材の開発が活発に行われている。例えば、軽量で薄いにも拘わらず吸音性に優れる吸音材として、特定の長繊維不織布に厚さ７〜３５μｍの多孔フィルムが貼り合わされた層と、厚さが３〜２０ｍｍの短繊維不織布が貫通する複数の繊維により複合一体化された吸音断熱材が開発されている（例えば特許文献１参照）。また、カーペット等からなる表皮基材の裏面に接着剤を介して通気孔を備える合成樹脂膜を接着し、さらにこの合成樹脂膜に接着剤を介してフェルト状の不織布を積層一体化した自動車用吸音マットも開発されている（例えば特許文献２参照）。またポリエステル系多孔質材料を吸音母材とし、不織布をホットメルト材で吸音母材の表面に熱融着させた吸音材が開発されている（例えば特許文献３参照）。また、軽量構造でありかつ車室内への騒音を吸収できる防音材として、厚さが１〜１００ｍｍの軽量な吸音層と、吸音層と接着層を介して接着する目付量が６００ｇ／ｍ２以下の非通気性の共振層とを備える防音材が開発されている（例えば特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８５０８６号公報
【特許文献２】特開２００８−４４４５９号公報
【特許文献３】特開２００８−８９９７号公報
【特許文献４】特開２００５−２２７７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車では、加速時やトランスミッション変動時の騒音は１００〜２０００Ｈｚの比較的低い周波数領域で発生するが、従来の騒音対策に用いられる多孔質材料では、厚く重い防音材となり、軽量化の面から輸送機械には適さない。人間の可聴領域（２０〜１５０００Ｈｚ）のうち、２０００Ｈｚ以下の低周波数領域については、薄さと十分な吸音性能とを両立させることは容易ではない。
【０００５】
特許文献１に記載の発明は、低周波数領域でも吸音性能が高い吸音材を提供することを目的とするとあるが、実施例に示された結果では、吸音率のピーク周波数は３１５０Ｈｚであり、１０００Ｈｚの吸音率は０.３６、１０００Ｈｚ未満の吸音率はさらに小さく、１０００Ｈｚ以下の吸音率は十分とは言えない。特許文献２に記載の発明のポイントは、自動車用吸音マットの一部を構成する合成樹脂膜に穿設される通気孔の孔径、ピッチ及び通気量等の通気性因子を変えることによって、吸音特性を正確に制御することにあるが、実施例に示された結果を見る限り、吸音ピークは２０００Ｈｚ以上であり、１０００Ｈｚ付近の吸音率は０．２程度と低い。特許文献３に記載の発明は、多孔質材料からなる吸音母材にホットメルト材で不織布を熱融着した吸音材であるが、実施例で示されている吸音材は、吸音母材の厚さが３５ｍｍあり、吸音材の厚さが十分に薄いとは言えない。特許文献４に記載の防音材は、吸音層と共振層とからなる防音材であるが、実施例の記載によれば吸音層の厚さは２０ｍｍであり、防音材の厚さが十分に薄いとは言い難い。
【０００６】
上記のように自動車向けの吸音材は多く開発されているが、現在開発されている吸音材は、軽量で薄くかつ低周波数領域における吸音性能が十分とは言い難い。また、上記特許文献にも幾つか吸音特性を制御する方法が記載されているが、優れた吸音性能と軽量性とを備え、かつ吸音特性が制御された吸音材であればより好ましいことは言うまでもない。
【０００７】
本発明の目的は、軽量で薄く低周波数領域においても高い吸音性能を有する吸音材を提供することである。さらに同時に吸音ピークが低周波数領域の特定の周波数に制御された吸音材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の本発明は、熱可塑性エラストマーとプラスチックとがポリマーブレンドされ、フィルムに成形されたコンパウンドフィルムからなる非通気性の振動薄膜と、該振動薄膜と接着し該振動薄膜を支持する不織布と、を含むことを特徴とする吸音材である。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の吸音材において、前記振動薄膜の厚さが、１ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の吸音材において、前記振動薄膜は、熱可塑性エラストマーの含有量が異なる前記コンパウンドフィルムが所定枚数積層、接着し形成され、吸音ピークが特定の周波数に制御されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の吸音材において、前記吸音ピークが８００〜１３００Ｈｚの範囲内にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る吸音材は、熱可塑性エラストマーとプラスチックとのコンパウンドフィルムからなる非通気性の振動薄膜と、該振動薄膜と接着し該振動薄膜を支持する不織布とを含み構成されるので、軽量で薄く、低周波数領域においても高い吸音性能を有する。振動薄膜の厚さが１ｍｍ以下でありながら、周波数１０００Ｈｚ以下の領域でも優れた吸音性能を発揮する。また前記吸音材において、振動薄膜を、熱可塑性エラストマーの含有量が異なるコンパウンドフィルムを所定枚数積層、接着し形成することで、吸音ピークが特定の周波数に制御された吸音材とすることできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１の吸音率測定結果を示す図である。
【図２】本発明の実施例２〜４の吸音率測定結果を示す図である。
【図３】本発明の実施例５〜７の吸音率測定結果を示す図である。
【図４】本発明の実施例８〜１１の吸音率測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る吸音材は、熱可塑性エラストマーとプラスチックとがポリマーブレンドされ、フィルムに成形されたコンパウンドフィルムからなる非通気性の振動薄膜と、該振動薄膜と接着し該振動薄膜を支持する不織布とを含む。
【００１５】
振動薄膜は、非通気性の薄膜であって、熱可塑性エラストマーとプラスチックとがポリマーブレンドされ、フィルムに成形されたコンパウンドフィルムからなる。
【００１６】
振動薄膜に使用可能なプラスチックは、熱可塑性エラストマーとポリマーブレンドが可能で、フィルムに加工できるプラスチックであれば特定のプラスチックに限定されない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリルニトリル、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンメタクリル酸共重合体、ポリアセタール、ポリウレタンなどが例示される。このうちポリエチレンは、価格も安く、入手も容易であり好適に使用することができる。
【００１７】
熱可塑性エラストマーは、プラスチックとポリマーブレンドが可能で、フィルム化が可能であれば特定の熱可塑性エラストマーに限定されず、例えばスチレン系、オレフィン系、塩ビ系、ウレタン系、エステル系、アミド系の熱可塑性エラストマーを使用することができる。熱可塑性エラストマーは、振動吸収性能の高い熱可塑性エラストマーが好ましいく、使用するプラスチックとの組合せにより適宜選択して使用することができる。
【００１８】
コンパウンドフィルムの熱可塑性エラストマーとプラスチックとの比率は、フィルム化できれば特に限定されない。例えば熱可塑性エラストマーとプラスチックとの割合を重量比で８０：２０〜１０：９０とすることができる。
【００１９】
熱可塑性エラストマーとプラスチックとのポリマーブレンドは、公知の方法で行えばよく、例えば二軸押出機を用いてポリマーブレンドすることができる。
【００２０】
フィルムの成形には、プレス成形法、インフレーション成形法、Ｔダイ押出成形法など公知の成形方法を使用することができる。コンパウンドフィルムの厚さは、特定の厚さに限定されないけれども、２０〜２００μｍ程度の厚さとすることができる。
【００２１】
不織布は、振動薄膜と接着し振動薄膜を支持する部材である。ここで使用可能な不織布は、特定の不織布に限定されないけども、吸音材の厚さを薄くかつ軽量化する目的から、厚さが薄くかつ目付量の小さいものが好ましい。例えば、厚さ１０ｍｍ、目付量が約３００ｇ／ｍ２の不織布を使用することができる。また振動薄膜との接着方法も接着剤を使用する方法、スパンボンド法などの機械的接着法、ホットウエルなどの熱溶着法などを使用することができる。
【００２２】
上記構成からなる本発明に係る吸音材は、振動薄膜を、熱可塑性エラストマーとプラスチックとをポリマーブレンドし、フィルム化したことで、プラスチックのみをフィルム化し振動薄膜とした場合に比較し、低周波数領域の吸音率を高めることできる。特に、従来の吸音材では吸音が難しかった周波数１０００Ｈｚ以下の周波数領域においても、優れた吸音性能を有する。本発明に係る吸音材は、厚さの薄いコンパウンドフィルム１枚で振動薄膜を構成し、これを不織布に接着し吸音材とすることができるので、軽量でかつ厚さも薄い。
【００２３】
また本発明に係る吸音材は、特定の熱可塑性エラストマーとプラスチックとからなる振動薄膜に限定されることなく、熱可塑性エラストマー及びプラスチックの種類、組合せに応じて、熱可塑性エラストマーとプラスチックとの比率を所定の比率とすることで上記効果が得られる。また振動薄膜を構成する熱可塑性エラストマー及びプラスチックの種類、組合、比率により、吸音率、吸音ピーク周波数を変更可能なため、幅広い周波数に適用することができる。
【００２４】
また本発明に係る吸音材は、吸音ピークを８００〜１３００Ｈｚの範囲内で特定の周波数に制御し、かつこのときの吸音ピークの吸音率を０．８以上とすることもできる。このような吸音材は、次の要領で作製することができる。熱可塑性エラストマーの含有量が異なる、熱可塑性エラストマーとプラスチックとのコンパウンドフィルムを２枚以上積層、接着し振動薄膜とする。この振動薄膜を先に説明した吸音材と同様、不織布に接着固定化する。積層する順番は、熱可塑性エラストマーの含有量の多い順番であっても、少ない順番であってもよい。このような吸音材は、積層するコンパンウドフィルムの枚数が多くなるに従って、吸音周波数のピークが低周波側に移行する。このときＪＩＳ  Ａ１４０５−１「音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−１部：定圧波比法」によって測定した吸音率を０．８以上とすることができる。
【実施例】
【００２５】
以下、実験結果を基に、比較例も交えながら実施例を示す。
【００２６】
実施例１
振動吸収性能の高い熱可塑性エラストマーＡ（株式会社クラレ，Ｈｙｂａｒ５１２７）と高密度ポリエチレン（出光石油株式会社，ＩＤＥＭＩＴＳＵ  Ｈ）とを二軸押出機（株式会社日本製鋼所製ＴＥＸ３０ＨＳＳ−３２５ＰＷ−２Ｐ）を用いてポリマーブレンドした。このとき熱可塑性エラストマーＡの配合割合を高密度ポリエチレンに対して２０重量％とした。二軸押出機は、スクリュー外径が３２ｍｍ、セグメント方式、Ｌ／Ｄ＝３２．５である。シリンダー温度１８０℃で押出し、水冷してカッティングし、ペレットを得た。押出速度は１５〜２０ｋｇ／ｈとした。得られたペレットをインフレーション成形法で成形し、厚さ３０μｍのコンパウンドフィルムを得た。このコンパンウンドフィルムと不織布（０．２３ｍｇ／ｍｍ３，厚さ１０ｍｍ）をスプレーのり（住友スリーエム株式会社，３Ｍスプレーのり５５）で貼り合せて、トムソン刃で打ち抜き吸音測定用の試料（吸音材）を得た。また、比較例１として高密度ポリエチレンのみをフィルム化し、実施例１と同じ要領で吸音測定用の試料（吸音材）を得た。この試料の吸音率を各々ＪＩＳ  Ａ１４０５−１「音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−１部：定圧波比法」によって測定した。測定結果を図１に示した。なお、図１中、記号の説明の欄中の数字は、高密度ポリエチレンに対する熱可塑性エラストマーＡの配合割合を示す。以下図２、図３においても同一である。
【００２７】
図１に示すように実施例１で得た吸音材の吸音率のピークは１０００Ｈｚであり、このときの吸音率は０．７２５であった。また５００Ｈｚにおいても吸音率は、０．２６３であった。一方、高密度ポリエチレンフィルムを不織布に貼り付けた場合（比較例１）、吸音率のピークは、１６００Ｈｚであり、１０００Ｈｚの吸音率は、０．５２２、５００Ｈｚの吸音率は、０．１３９であった。この結果から分かるように、熱可塑性エラストマーＡを配合することで、吸音率のピークが低周波数側に移行すると共に、低周波数領域の吸音率が高まる。
【００２８】
実施例２〜４
振動吸収性能の高い熱可塑性エラストマーＢ（太平洋製品化学株式会社，エラステージ１９２０Ｎ）と低密度ポリエチレン（日本ポリエチレン株式会社，ノバテックＬＬ）とを用いて実施例１と同じ要領で、コンパウンドフィルムを得た。このとき熱可塑性エラストマーＢの配合割合を低密度ポリエチレンに対して３０重量％（実施例２）、５０重量％（実施例３）、１００重量％（実施例４）とした。コンパウンドフィルムの厚さ、その他、吸音材の作製要領、吸音率測定方法は、実施例１と同じである。測定結果を図２に示した。比較例２は、比較例１と同様に、低密度ポリエチレンのみをフィルム化し、振動薄膜した場合である。
【００２９】
図２に示すように熱可塑性エラストマーＢを含まない比較例２では、吸音ピークが１１００Ｈｚ付近であったが、低密度ポリエチレンに対して熱可塑性エラストマーＢを３０％又は１００％を配合した場合、吸音ピークは約１０００Ｈｚ、低密度ポリエチレンに対して熱可塑性エラストマーＢを５０％配合した場合、吸音ピークは、約８００Ｈｚであり、熱可塑性エラストマーＢを配合したことにより、吸音ピークが低周波数側に移行した。低密度ポリエチレンに対して熱可塑性エラストマーＢを５０％配合した場合、５００Ｈｚの吸音率は、約０．４３で比較例２の３倍以上の吸音率を示した。
【００３０】
実施例５〜７
熱可塑性エラストマーＢと高密度ポリエチレンとを用いて実施例１と同じ要領で、コンパウンドフィルムを得た。このとき熱可塑性エラストマーＢの配合割合を高密度ポリエチレンに対して２５重量％（実施例５）、４０重量％（実施例６）、１００重量％（実施例７）とした。コンパウンドフィルムの厚さ、その他、吸音材の作製要領、吸音率測定方法は、実施例１と同じである。測定結果を図３に示した。比較例３は、比較例１と同様に、高密度ポリエチレンのみをフィルム化し、振動薄膜とした場合である。
【００３１】
図３に示すように熱可塑性エラストマーＢを含まない比較例３では、吸音ピークが１６００Ｈｚ付近であったが、高密度ポリエチレンに対して熱可塑性エラストマーＢを２５重重量％、４０重量％、１００重量％配合した場合、吸音ピークはそれぞれ約１０００Ｈｚ、約８００Ｈｚ、約１０００Ｈｚであり、熱可塑性エラストマーＢを配合したことで吸音ピークが低周波数側に移行した。また、熱可塑性エラストマーＢを配合することで、９００Ｈｚ以下の周波数において、比較例３の吸音率を上回った。
【００３２】
実施例８
熱可塑性エラストマーＢと低密度ポリエチレンの重量比が５０：５０のコンパウンドフィルムを振動薄膜とする吸音材を作製し吸音率を測定した。コンパウンドフィルムの厚さ、その他、吸音材の作製要領、吸音率測定方法は実施例１と同じである。コンパウンドフィルムが単層であるので「傾斜なし」と呼ぶ。
【００３３】
実施例９
熱可塑性エラストマーＢと低密度ポリエチレンとの重量比が５０：５０のコンパウンドフィルム、熱可塑性エラストマーＢと低密度ポリエチレンとの重量比が１０：９０のコンパウンドフィルムを貼り合せ、これを振動薄膜とする吸音材を作製し吸音率を測定した。各コンパウンドフィルムの厚さ、その他、吸音材の作製要領、吸音率測定方法は実施例１と同じである。コンパウンドフィルムが２層でかつ熱可塑性エラストマーＢの配合割合が異なるので「２段階傾斜」と呼ぶ。
【００３４】
実施例１０
熱可塑性エラストマーＢと低密度ポリエチレンとの重量比が５０：５０のコンパウンドフィルム、熱可塑性エラストマーＢと低密度ポリエチレンとの重量比が３０：７０のコンパウンドフィルム、熱可塑性エラストマーＢと低密度ポリエチレンとの重量比が１０：９０のコンパウンドフィルムを貼り合せ、これを振動薄膜とする吸音材を作製し吸音率を測定した。各コンパウンドフィルムの厚さ、その他、吸音材の作製要領、吸音率測定方法は実施例１と同じである。コンパウンドフィルムが３層でかつ熱可塑性エラストマーＢの配合割合が少なくなる順番に積層されているので「３段階傾斜」と呼ぶ。
【００３５】
実施例１１
熱可塑性エラストマーＢと低密度ポリエチレンとの重量比が５０：５０のコンパウンドフィルム、熱可塑性エラストマーＢと低密度ポリエチレンとの重量比が４０：６０のコンパウンドフィルム、熱可塑性エラストマーＢと低密度ポリエチレンとの重量比が３０：７０のコンパウンドフィルム、熱可塑性エラストマーＢと低密度ポリエチレンとの重量比が２０：８０のコンパウンドフィルム、熱可塑性エラストマーＢと低密度ポリエチレンとの重量比が１０：９０のコンパウンドフィルムを貼り合せ、これを振動薄膜とする吸音材を作製し吸音率を測定した。各コンパウンドフィルムの厚さ、その他、吸音材の作製要領、吸音率測定方法は実施例１と同じである。コンパウンドフィルムが５層でかつ熱可塑性エラストマーＢの配合割合が少なくなる順番に積層されているので「５段階傾斜」と呼ぶ。
【００３６】
実施例８〜１１の測定結果を図４に示した。比較例４として、従来品（住友スリーエム株式会社，シンサレート）の測定結果も合わせて示した。測定の結果、吸音ピーク周波数及びその吸音率は、傾斜なしでは約１６００Ｈｚ、約０．９５、２段階傾斜では約１２５０Ｈｚ、約０．９９、３段階傾斜では約１１００Ｈｚ、約０．９１、５段階傾斜では約９００Ｈｚ、約０．８５であり、貼り合せ枚数が多くなるほど、吸音ピークが低周波数側に移行した。また吸音ピークの吸音率も全て０．８５以上と非常に高い吸音率であった。また、振動薄膜を５段階傾斜とすると６００Ｈｚ付近の周波数においても、吸音率が約０．６と非常に高い値を示した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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