(57)【要約】【課題】軽量であり、かつ遮音性に優れる多孔質体および遮音材の提供。【解決手段】連続気孔１２を有するキセロゲルからなる多孔質体１０であり、多孔質体１０は、第１の面Ａと、第１の面Ａとは反対側の第２の面Ｂとを有し、第１の面Ａに開放した開孔の合計面積が、第１の面Ａの面積の３０％以下である多孔質体１０；および多孔質体１０を備えた遮音材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続気孔を有するキセロゲルからなる多孔質体であり、
前記多孔質体は、第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面とを有し、
前記第１の面に開放した開孔の合計面積が、前記第１の面の面積の３０％以下である、多孔質体。
【請求項２】
前記連続気孔の平均気孔径が、１０〜１５０μｍである、請求項１に記載の多孔質体。
【請求項３】
前記多孔質体の平均気孔率が、５０〜９８％である、請求項１または２に記載の多孔質体。
【請求項４】
前記多孔質体の骨格を形成するマトリックスが、有機マトリックスである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多孔質体。
【請求項５】
前記有機マトリックスが、硬化性樹脂の硬化物である、請求項４に記載の多孔質体。
【請求項６】
前記多孔質体が、複数の粒子を含み、
前記多孔質体の全体における前記粒子の含有量が、前記多孔質体の骨格を形成するマトリックスの１００質量部に対して、１〜３００質量部である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の多孔質体。
【請求項７】
前記多孔質体が、複数の粒子を含み、
前記粒子の少なくとも一部が、前記連続気孔内に存在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の多孔質体。
【請求項８】
前記第１の面側から垂直に入射する音において、ＡＳＴＭ  Ｅ２６１１に準拠した１００Ｈｚの垂直入射音響透過損失が２５ｄＢ以上である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の多孔質体。
【請求項９】
前記第１の面側から垂直に入射する音において、ＡＳＴＭ  Ｅ２６１１に準拠した５００Ｈｚの垂直入射音響透過損失が３０ｄＢ以上である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の多孔質体。
【請求項１０】
前記第１の面側から垂直に入射する音において、ＡＳＴＭ  Ｅ２６１１に準拠した１０００Ｈｚの垂直入射音響透過損失が３０ｄＢ以上である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の多孔質体。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の多孔質体を備えた、遮音材。
【請求項１２】
非多孔質のフィルム層をさらに備えた、請求項１１に記載の遮音材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質体、および多孔質体を備えた遮音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
遮音材が緻密で均一な材料からなる場合、遮音材の遮音性（透過損失）は、音の周波数および遮音材の面密度の対数に比例するという質量則に従うとされている。すなわち、遮音材は、重ければ重いほど遮音性に優れるという常識がある。そのため、通常の遮音材としては、鉛、鉄等の金属からなる板が用いられる。
【０００３】
これに対して、質量則に則らない、軽量な遮音材としては、多孔質層の表面に非通気性層を設けた遮音材が提案されている（特許文献１〜３）。該遮音材においては、多孔質層による音の吸収と、剛性の高い非通気性層による音の反射とによる遮音性が期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２５６４９６号公報
【特許文献２】特開２００２−４６２０３号公報
【特許文献３】特開２００４−２０２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の遮音材における多孔質層は、気孔率が低いため、吸音性が不充分であり、遮音材としての遮音性もいまだ不充分である。
また、多孔質層が繊維を含む遮音材は、柔軟性がないため、複雑な形状に追随させにくい。多孔質層が繊維を含む遮音材は、切削加工した際には、繊維落ちや粉落ちがある。
【０００６】
本発明は、軽量であり、かつ遮音性に優れる多孔質体および遮音材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の多孔質体は、連続気孔を有するキセロゲルからなる多孔質体であり；前記多孔質体は、第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面とを有し；前記第１の面に開放した開孔の合計面積が、前記第１の面の面積の３０％以下である。
本発明の遮音材は、上記多孔質体を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の多孔質体および遮音材は、軽量であり、かつ遮音性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の多孔質体の一例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の多孔質体の他の例を示す断面模式図である。
【図３】実施例１の多孔質体の厚さ方向の断面の第１の面およびその近傍の電子顕微鏡写真である。
【図４】実施例１の多孔質体の厚さ方向の断面の中央付近の電子顕微鏡写真である。
【図５】実施例１の多孔質体の厚さ方向の断面の第２の面およびその近傍の電子顕微鏡写真である。
【図６】実施例１の多孔質体の第１の面の電子顕微鏡写真である。
【図７】実施例１の多孔質体の第２の面の電子顕微鏡写真である。
【図８】実施例４の多孔質体の厚さ方向の断面の第１の面およびその近傍の電子顕微鏡写真である。
【図９】実施例４の多孔質体の厚さ方向の断面の中央付近の電子顕微鏡写真である。
【図１０】実施例４の多孔質体の厚さ方向の断面の第２の面およびその近傍の電子顕微鏡写真である。
【図１１】実施例４の多孔質体の第１の面の電子顕微鏡写真である。
【図１２】実施例４の多孔質体の第２の面の電子顕微鏡写真である。
【図１３】実施例５の遮音材および比較例３の吸音材の周波数に対する垂直入射音響透過損失を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「気孔」とは、多孔質体内に形成された空隙からなる孔をいう。
「連続気孔」とは、気孔間が連通した気孔をいう。
「キセロゲル」とは、国際純正応用化学連合（ＩＵＰＡＣ）無機化学部会および高分子部会高分子用語法小委員会の「ゾル，ゲル，編目，および無機有機複合材料の構造とプロセスに関する術語の定義（ＩＵＰＡＣ勧告２００７）」によれば「ゲルから膨潤剤を除去して形成された開放網目からなるゲル。」をいう。超臨界乾燥によって膨潤剤（溶媒）を除去したものをエアロゲル、通常の蒸発乾燥によって膨潤剤（溶媒）を除去したものをキセロゲル、凍結乾燥によって膨潤剤（溶媒）を除去したものをクライオゲルとする分類法もあるが、本明細書および特許請求の範囲においては、これらをまとめてキセロゲルと称する。
「マトリックス」とは、多孔質体の骨格（開放網目）を形成する材料のうち粒子を除く母材をいう。
「平均気孔径」は、水銀ポロシメータを用いた水銀圧入法によって連続気孔の気孔径を測定し、アウトプットされた気孔径を平均した値である。
「平均気孔率」は、プレス前の多孔質体の体積と、温度：１００℃、圧力：５０ＭＰａ、時間：１０分間の条件でプレスした後の多孔質体の体積とから下式によって求めた値である。
気孔率＝１−（プレス後の多孔質体の体積／プレス前の多孔質体の体積）
「第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合」は、電子顕微鏡で多孔質体の第１の面を観察し、第１の面の５００μｍ×５００μｍの領域に存在する開孔の面積を測定し、開孔の面積の合計（μｍ２）を２５００００μｍ２で除して求める。
【００１１】
＜多孔質体＞
本発明の多孔質体は、連続気孔を有するキセロゲルからなる多孔質体であり、第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面とを有する。
本発明の多孔質体は、複数の粒子を含んでいてもよい。
【００１２】
図１は、本発明の多孔質体の一例を示す断面模式図である。
多孔質体１０は、連続気孔１２を有する。
連続気孔１２は、第１の面Ａの側にはほとんど開放しておらず、第２の面Ｂの側には開放している。よって、多孔質体１０は、第１の面においては連続気孔１２がほとんど開放していない、いわゆるスキン層２０を有する。
連続気孔１２の隔壁およびスキン層２０は、多孔質体１０の骨格１６によって形成されている。
【００１３】
図２は、本発明の多孔質体の他の例を示す断面模式図である。
多孔質体１０は、連続気孔１２を有する。多孔質体１０は、複数の粒子１４を含む。
連続気孔１２は、第１の面Ａの側にはほとんど開放しておらず、第２の面Ｂの側には開放している。よって、多孔質体１０は、第１の面においては連続気孔１２がほとんど開放していない、いわゆるスキン層２０を有する。
連続気孔１２の隔壁およびスキン層２０は、多孔質体１０の骨格１６によって形成されている。
粒子１４の一部は、骨格１６内に完全に埋没して存在しており、粒子１４の残部は、連続気孔１２内に移動可能に存在する、または骨格１６に部分的に埋没して連続気孔１２内に存在している。
【００１４】
（連続気孔）
多孔質体において、多孔質体に存在する気孔を音波が通過する際に、空気の粘性抵抗によって音が吸収される。多孔質体が連続気孔を有することによって、音波が気孔を通じて多孔質体中を通過する距離が、気孔間が連通していない独立気孔に比べて長いため、空気（音）と連続気孔の隔壁との摩擦が効率的に起こる。そのため、連続気孔の多孔質体および遮音材は、遮音性に優れる。
【００１５】
連続気孔の平均気孔径は、１０〜１５０μｍが好ましく、３０〜１２０μｍがより好ましく、５０〜１００μｍがさらに好ましく、５５〜６０μｍが特に好ましい。連続気孔の平均気孔径が前記範囲の下限値以上であれば、気孔中の空気の粘性抵抗が高くなりすぎず、空気が動きやすいため多孔質体および遮音材の遮音性がさらに優れる。連続気孔の平均気孔径が前記範囲の上限値以下であれば、空気と接する連続気孔の隔壁の表面積が充分に大きくなるため、空気（音）と隔壁との摩擦が効率的に起こる。そのため、多孔質体および遮音材の遮音性がさらに優れる。
【００１６】
多孔質体の平均気孔率は、５０〜９８％が好ましく、５５〜９０％がより好ましく、６０〜８５％がさらに好ましい。多孔質体の平均気孔率が前記範囲の下限値以上であれば、空気と接する連続気孔の隔壁の表面積が充分に大きくなるため、空気（音）と隔壁との摩擦が効率的に起こる。そのため、多孔質体および遮音材の遮音性がさらに優れる。また、多孔質体の比重が小さくなり、多孔質体および遮音材がさらに軽量となる。多孔質体の平均気孔径が前記範囲の上限値以下であれば、機械強度が充分に大きくなるため、製造上、使用上において、多孔質体が潰れたり、壊れたりすることなくハンドリングができる。また、量産性に優れる。
【００１７】
（粒子）
多孔質体が粒子を含むことによって、多孔質体および遮音材の遮音性がさらに優れる。
粒子としては、フィラーが挙げられる。
フィラーは、無機フィラーであってもよく、有機フィラーであってもよい。それらを単体で用いてもよく、数種類のフィラーを複合して用いてもよい。
【００１８】
無機フィラーとしては、無機粒子、薄片状粘土、無機繊維材料等が挙げられる。無機粒子としては、シリカ粒子、ジルコニア粒子、チタニア粒子、アルミナ粒子、酸化亜鉛粒子等が挙げられる。無機粒子としては、粒径や構造や形状の種類が豊富である等の点から、シリカ粒子が好ましい。
【００１９】
シリカ粒子の種類としては、シリカゲル粒子、非多孔質シリカ粒子、多孔質シリカ粒子、鱗片状シリカ粒子、中空状シリカ粒子、ヒュームドシリカ粒子等が挙げられる。シリカ粒子の形状としては、分散性の点から、球状が好ましい。
薄片状粘土としては、マイカ、モンモリロナイト、雲母等が挙げられる。
無機繊維材料としては、ガラス繊維等が挙げられる。
【００２０】
有機フィラーとしては、樹脂粒子、有機繊維材料等が挙げられる。
【００２１】
多孔質体が粒子を含む場合、多孔質体の全体における粒子の含有量は、多孔質体の骨格を形成するマトリックスの１００質量部に対して、１〜３００質量部が好ましく、３０〜２００質量部がより好ましく、５０〜１００質量部がさらに好ましい。粒子の含有量が前記範囲の下限値以上であれば、多孔質体および遮音材の遮音性がさらに優れる。粒子の含有量が前記範囲の上限値以下であれば、多孔質体および遮音材がさらに軽量となる。また、多孔質体が柔軟性に優れ、多孔質体を複雑な形状に追随させやすい。
【００２２】
粒子の少なくとも一部は、連続気孔内に移動可能に存在する、または骨格に部分的に埋没して連続気孔内に存在することが好ましい。粒子の少なくとも一部が連続気孔内に存在することによって、粒子がない場合と比較して、多孔質体中の気孔が複雑な形状となり、空気（音）と粒子との摩擦が効率的に起こる。そのため、多孔質体および遮音材の遮音性がさらに優れる。
【００２３】
また、連続気孔内に存在する粒子の少なくとも一部は、連続気孔内に移動可能に存在することが好ましい。粒子の少なくとも一部が連続気孔内に移動可能に存在することによって、音の運動エネルギが連続気孔内の粒子の運動による摩擦によって熱エネルギに変換されて吸収される。そのため、多孔質体および遮音材の遮音性がさらに優れる。
【００２４】
（多孔質体の骨格）
多孔質体の骨格は、連続気孔の隔壁となる部分である。また、多孔質体の骨格は、第１の面においては連続気孔がほとんどまたはまったく開放していない、いわゆるスキン層を形成する。
多孔質体の骨格は、母材であるマトリックスを含む。多孔質体が粒子を含む場合、多孔質体の骨格は、マトリックス中に分散した状態で埋没した粒子をさらに含む。
【００２５】
マトリックスは、有機マトリックスであってもよく、無機マトリックスであってもよい。マトリックスとしては、軽量であり、かつ多孔質体が柔軟性に優れ、多孔質体を複雑な形状に追随させやすい点から、有機マトリックスが好ましい。
【００２６】
有機マトリックスとしては、硬化性樹脂の硬化物、ナノ有機繊維等が挙げられる。有機マトリックスとしては、スキン層を有する多孔質体を製造しやすい点から、硬化性樹脂の硬化物が好ましい。
【００２７】
硬化性樹脂の硬化物としては、光硬化性モノマー、光硬化性オリゴマーおよび光硬化性ポリマーからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む光硬化性樹脂を硬化させたもの；熱硬化性モノマー、熱硬化性オリゴマーおよび熱硬化性ポリマーからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む熱硬化性樹脂を硬化させたもの；メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド等のようにモノマーを重縮合させたもの等が挙げられる。
【００２８】
ナノ有機繊維としては、セルロース類、バイオ系ナノ繊維、合成樹脂系ナノ繊維等が挙げられる。セルロース類としては、木材から得られるセルロース、バクテリアが合成するバクテリアセルロース等が挙げられる。バイオ系ナノ繊維としては、キサン、キトサン等が挙げられる。合成樹脂系ナノ繊維としては、合成樹脂をエレクトロスピニング法でナノ繊維化したもの等が挙げられる。
【００２９】
無機マトリックスとしては、金属酸化物等が挙げられる。金属酸化物としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア等が挙げられる。
【００３０】
第１の面、すなわちスキン層の表面に開放した開孔の合計面積は、第１の面の面積の３０％以下であり、２０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合の下限値は０％である。第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合が前記範囲の上限値以下であれば、第１の面側が剛直になり、多孔質体全体の剛性が高くなる。多孔質体全体の剛性の高さによる音の反射のため、多孔質体および遮音材の遮音性に優れる。
【００３１】
（多孔質体の厚さ）
多孔質体の厚さは、０．５〜５０ｍｍが好ましく、１〜３０ｍｍがより好ましく、５〜２０ｍｍがさらに好ましい。多孔質体の厚さが前記範囲の下限値以上であれば、多孔質体および遮音材の遮音性がさらに優れる。多孔質体の厚さが前記範囲の上限値以下であれば、多孔質体および遮音材がさらに軽量となる。また、多孔質体が柔軟性に優れ、多孔質体を複雑な形状に追随させやすい。
【００３２】
（キセロゲル）
本発明の多孔質体は、キセロゲルからなる。
キセロゲルは、連続気孔の平均気孔径が充分に小さく、かつ多孔質体の平均気孔率が充分に高く、かつ軽量であるという利点を有する。
【００３３】
キセロゲルは、ゲル中に含まれる溶媒を気体に置換して形成された多孔質体であり、網目状の骨格の間に連続気孔が存在する三次元的な微細な多孔性の構造を有する。キセロゲルには、エアロゲルおよびクライオゲルが包含される。
【００３４】
キセロゲルの具体例としては、マトリックスが硬化性樹脂の硬化物であるポリマーキセロゲル；マトリックスがセルロース類であるセルロースキセロゲル；マトリックスがシリカであるシリカキセロゲル等が挙げられる。キセロゲルとしては、軽量であり、かつ柔軟性に優れ、多孔質体を複雑な形状に追随させやすい点から、ポリマーキセロゲルまたはセルロースキセロゲルが好ましく、ポリマーキセロゲルがより好ましい。
【００３５】
（キセロゲルの製造方法）
キセロゲルの製造方法としては、下記の工程（Ｉ）〜（ＩＶ）を有する方法が挙げられる。
工程（Ｉ）：マトリックスまたはその前駆体と溶媒とを含む溶液、または粒子をさらに含む分散液を型に流し込む工程。
工程（ＩＩ）：工程（Ｉ）の後、溶液または分散液をゲル化させてヒドロゲルまたはオルガノゲルを得る工程。
工程（ＩＩＩ）：工程（ＩＩ）においてヒドロゲルを得た場合は、ヒドロゲルからオルガノゲルを得る工程。
工程（ＩＶ）：工程（ＩＩ）または工程（ＩＩＩ）の後、オルガノゲルを乾燥させてキセロゲルを得る工程。
【００３６】
工程（ＩＩ）においては、マトリックスまたはその前駆体の種類に応じて、公知の方法でゲル化を行えばよい。マトリックスの前駆体が光硬化性樹脂の場合、溶液または分散液に光を照射して分散液をゲル化させるときの光の照射面に、スキン層が形成されやすい。よって、第１の面にスキン層を形成する場合は、溶液または分散液をゲル化させるときに第１の面側から光を照射すればよく、第１の面および第２の面にスキン層を形成する場合は、溶液または分散液をゲル化させるときに第１の面側および第２の面側から光を照射すればよい。
【００３７】
工程（ＩＩＩ）においては、ヒドロゲル中の水を有機溶媒に公知の方法で置換すればよい。
【００３８】
工程（ＩＶ）におけるオルガノゲルの乾燥方法としては、常圧乾燥法、凍結乾燥法（フリーズドライ）、亜臨界乾燥法、超臨界乾燥法等が挙げられる。乾燥方法としては、乾燥時にゲル破壊や気孔潰れが少なく、また量産に向いている点から、凍結乾燥法が好ましい。
【００３９】
凍結乾燥法は、オルガノゲルを凍結させた後、凍結したゲルを真空乾燥させる方法である。
凍結乾燥を行う場合、オルガノゲルに含まれる有機溶媒としては、ｔ−ブタノール、シクロヘキサン、含フッ素溶媒等が、特別な装置を必要としないため、量産面で好ましい。
【００４０】
超臨界乾燥法は、オルガノゲルを超臨界雰囲気下で乾燥させる方法である。超臨界乾燥においては、二酸化炭素、メタノール、エタノール等の超臨界状態を利用する。超臨界乾燥は、例えば、温度３５〜６０℃、圧力７．４〜３０ＭＰａの条件下で超臨界二酸化炭素をオルガノゲルに接触させることによって行うことが好ましい。
超臨界乾燥を行う場合、オルガノゲルに含まれる有機溶媒としては、アルコール（メタノール、エタノール、イソプロパノール等）が好ましい。
【００４１】
（ポリマーキセロゲルの製造方法）
ポリマーキセロゲルの具体的な製造方法としては、例えば、下記の工程を有する方法が挙げられる。
工程（α−Ｉ）：光硬化性樹脂と光開始剤と有機溶媒とを含む溶液、または粒子をさらに含む分散液を、型に流し込む工程。
工程（α−ＩＩ）：工程（α−Ｉ）の後、溶液または分散液に光を照射して溶液または分散液をゲル化させてポリマーオルガノゲルを得る工程。
工程（α−ＩＶ）：工程（α−ＩＩ）の後、ポリマーオルガノゲルを凍結乾燥させてポリマーキセロゲルを得る工程。
【００４２】
（セルロースキセロゲルの製造方法）
セルロースキセロゲルの具体的な製造方法としては、例えば、下記の工程を有する方法が挙げられる。
工程（β−Ｉ）：セルロースナノファイバーと水とを含む分散液、または粒子をさらに含む分散液を、型に流し込む工程。
工程（β−ＩＩ）：工程（β−Ｉ）の後、分散液に酸を加えて分散液をゲル化させてセルロースヒドロゲルを得る工程。
工程（β−ＩＩＩ）：工程（β−ＩＩ）の後、セルロースヒドロゲル中の水をアルコールに置換してセルロースオルガノゲルを得る工程。
工程（β−ＩＶ）：工程（β−ＩＩＩ）の後、セルロースオルガノゲルを凍結乾燥させてセルロースキセロゲルを得る工程。
【００４３】
（シリカキセロゲルの製造方法）
シリカキセロゲルの具体的な製造方法としては、例えば、下記の工程を有する方法が挙げられる。
工程（γ−Ｉ）：テトラアルコキシシランおよび水を含む溶液、または粒子をさらに含む分散液を、型に流し込む工程。
工程（γ−ＩＩ）：工程（γ−Ｉ）の後、溶液または分散液中のテトラアルコキシシランを加水分解、縮重合して溶液または分散液をゲル化させてシリカヒドロゲルを得る工程。
工程（γ−ＩＩＩ）：工程（γ−ＩＩ）の後、シリカヒドロゲル中の水をアルコールに置換してシリカオルガノゲルを得る工程。
工程（γ−ＩＶ）：工程（γ−ＩＩＩ）の後、シリカオルガノゲルを超臨界乾燥させてシリカキセロゲルを得る工程。
【００４４】
（他の実施形態）
本発明の多孔質体は、連続気孔を有するキセロゲルからなる多孔質体であり；第１の面と、第１の面とは反対側の第２の面とを有し；第１の面に開放した開孔の合計面積が、第１の面の面積の３０％以下であるものであればよく、図示例のものに限定はされない。
【００４５】
例えば、本発明の多孔質体は、第２の面に開放した開孔の合計面積が、第２の面の面積の３０％以下であるものであってもよい。すなわち、多孔質体の骨格は、第２の面においても連続気孔がほとんどまたはまったく開放していない、いわゆるスキン層を形成してもよい。
また、本発明の多孔質体は、多孔質体の骨格に完全にまたは部分的に埋没した粒子のみを有し、連続気孔内に移動可能に存在する粒子を有しないものであってもよく；連続気孔内に移動可能に存在する粒子のみを有し、多孔質体の骨格に完全にまたは部分的に埋没した粒子を有しないものであってもよい。
【００４６】
（垂直入射音響透過損失）
本発明の多孔質体は、第１の面側から垂直に入射する音において、ＡＳＴＭ  Ｅ２６１１に準拠した１００Ｈｚの垂直入射音響透過損失が２５ｄＢ以上であることが好ましい。１００Ｈｚの垂直入射音響透過損失が２５ｄＢ以上であれば、例えばバスやトラックのエンジン音の透過を抑制することができる。１００Ｈｚの垂直入射音響透過損失は、３０ｄＢ以上がより好ましく、３５ｄＢ以上がさらに好ましく、４０ｄＢ以上が特に好ましい。
【００４７】
また、本発明の多孔質体は、第１の面側から垂直に入射する音において、ＡＳＴＭ  Ｅ２６１１に準拠した５００Ｈｚの垂直入射音響透過損失が３０ｄＢ以上であることが好ましい。５００Ｈｚの垂直入射音響透過損失が３０ｄＢ以上であれば、例えば自動車のロードノイズの透過を抑制することができる。５００Ｈｚの垂直入射音響透過損失は、３５ｄＢ以上がより好ましく、４０ｄＢ以上がさらに好ましく、４５ｄＢ以上が特に好ましい。
【００４８】
また、本発明の多孔質体は、第１の面側から垂直に入射する音において、ＡＳＴＭ  Ｅ２６１１に準拠した１０００Ｈｚの垂直入射音響透過損失が３０ｄＢ以上であることが好ましい。１０００Ｈｚの垂直入射音響透過損失が３０ｄＢ以上であれば、例えば自動車の風きり音の透過を抑制することができる。１０００Ｈｚの垂直入射音響透過損失は、３５ｄＢ以上がより好ましく、４０ｄＢ以上がさらに好ましく、４５ｄＢ以上が特に好ましい。
【００４９】
（作用機序）
以上説明した本発明の多孔質体にあっては、連続気孔を有するキセロゲルからなるため、軽量である。
また、連続気孔を有するキセロゲルからなるため、空気（音）と連続気孔の隔壁との摩擦が効率的に起こる。また、第１の面に開放した開孔の合計面積が、第１の面の面積の３０％以下であるため、第１の面側が剛直になり、多孔質体全体の剛性が高くなる。このような、空気と連続気孔の隔壁との間の効率的な摩擦による音の吸収と、多孔質体全体の剛性の高さによる音の反射との相乗効果によって、多孔質体の遮音性が向上する。
また、多孔質体がキセロゲルからなり、かつ多孔質体の骨格を形成するマトリックスが、有機マトリックスであれば、多孔質体は、柔軟性があり、かつ加工しやすい。
【００５０】
＜遮音材＞
本発明の遮音材は、本発明の多孔質体を備える。
本発明の遮音材は、本発明の多孔質体のみからなるものであってもよく；本発明の多孔質体と、他の層とからなる積層体であってもよく；多孔質体または積層体を支持する枠状のフレームが周縁に設けられたものであってもよい。
【００５１】
他の層としては、非多孔質のフィルム層、公知の吸音材からなる層、公知の遮音材からなる層等が挙げられる。他の層としては、遮音材の遮音性がさらに優れる点から、非多孔質のフィルム層が好ましい。非多孔質のフィルムとしては、遮音材の遮音性がさらに優れる点から、ポリビニルブチラールフィルム、軟質ポリ塩化ビニルフィルム等の柔軟性を有するフィルムが好ましい。
【００５２】
非多孔質のフィルム層を有する遮音材としては、遮音材の遮音性がさらに優れる点から、多孔質体の第１の面および第２の面のいずれか一方に非多孔質のフィルム層が隣接して設けられたものが好ましく；多孔質体の第１の面および第２の面の両方に非多孔質のフィルム層が隣接して設けられたものがより好ましい。
【００５３】
以上説明した本発明の遮音材にあっては、軽量であり、かつ遮音性に優れる本発明の多孔質体を備えたものであるため、軽量であり、かつ遮音性に優れる。
【実施例】
【００５４】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されない。
【００５５】
（連続気孔の平均気孔径）
多孔質体における連続気孔の平均気孔径は、水銀ポロシメータ（カンタクローム・インスツルメンツ社製、Ｐｏｒｅｍａｓｔｅｒ）を用いた水銀圧入法によって連続気孔の気孔径を測定し、アウトプットされた気孔径を平均して求めた。
【００５６】
（多孔質体の平均気孔率）
多孔質体の平均気孔率は、プレス前の多孔質体の体積と、温度：１００℃、圧力：５０ＭＰａ、時間：１０分間の条件でプレスした後の多孔質体の体積とから下式によって求めた。
気孔率＝１−（プレス後の多孔質体の体積／プレス前の多孔質体の体積）
【００５７】
（第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合）
電子顕微鏡で多孔質体の第１の面を観察し、第１の面の５００μｍ×５００μｍの領域に存在する開孔の面積を測定し、開孔の面積の合計（μｍ２）を前記領域の面積：２５００００μｍ２で除して第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合（％）を求めた。
【００５８】
（第２の面の面積に対する開孔の合計面積の割合）
電子顕微鏡で多孔質体の第２の面を観察し、第２の面の５００μｍ×５００μｍの領域に存在する開孔の面積を測定し、開孔の面積の合計（μｍ２）を前記領域の面積：２５００００μｍ２で除して第２の面の面積に対する開孔の合計面積の割合（％）を求めた。
【００５９】
（垂直入射音響透過損失）
多孔質体から円盤状のサンプルを切り出した。サンプルについて、ＡＳＴＭ  Ｅ２６１１に準拠した垂直入射音響透過損失測定システム（ブリュエル・ケアー社製、音響管：４２０６Ｔ、ＰＵＬＳＥアナライザ、ハードウェア：３５６０  Ｂ、ソフトウェア：ＰＵＬＳＥ  Ｌａｂｓｈｏｐ  Ｔｙｐｅ７７００，７７５８，ＭＳ１０２１）を用い、第１の面側から垂直に入射する音について、１００〜６４００Ｈｚの垂直入射音響透過損失を測定した。
【００６０】
（実施例１）
光硬化性樹脂として１０ｇのウレタンアクリレート（新中村化学工業社製、ＵＡ−１６０ＴＭ）、１０ｇのポリエチレングリコール＃４００ジアクリレート（新中村化学工業社製、Ａ−４００）および５ｇのジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（新中村化学工業社製、Ａ−ＤＰＨ）、ならびに光開始剤として１．３ｇのα−ケトグルタル酸を、２２５ｇのｔ−ブタノールに溶解させた。
【００６１】
工程（Ｉ）：
溶液をポリプロピレン製の円形容器に流し込んだ。
工程（ＩＩ）：
円形容器内の溶液に、高圧水銀ランプから１５０ｍＷ／ｃｍ２の照度で１５分間、すなわち積算光量：１３５Ｊ／ｃｍ２の紫外線を、溶液の表面（第１の面）側から照射して溶液をゲル化させ、ポリマーオルガノゲルを得た。
【００６２】
工程（ＩＶ）：
ポリマーオルガノゲルを容器ごと−３０℃の冷凍庫に入れて１６時間冷却して凍結させた。容器から凍結ゲルを取り出し、凍結乾燥機で４０℃にて２４時間真空乾燥を行い、第１の面にスキン層を有し、第２の面にスキン層を有しない、厚さ：１０ｍｍのポリマーキセロゲルを得た。
【００６３】
ポリマーキセロゲルについて、平均気孔径および平均気孔率を測定し、第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合および第２の面の面積に対する開孔の合計面積の割合を求め、垂直入射音響透過損失を測定した。結果を表１に示す。また、厚さ方向の断面の第１の面およびその近傍の電子顕微鏡写真を図３に示し、厚さ方向の断面の中央付近の電子顕微鏡写真を図４に示し、厚さ方向の断面の第２の面およびその近傍の電子顕微鏡写真を図５に示し、第１の面の電子顕微鏡写真を図６に示し、第２の面の電子顕微鏡写真を図７に示す。
【００６４】
（実施例２）
光硬化性樹脂として１０ｇのウレタンアクリレート（新中村化学工業社製、ＵＡ−１６０ＴＭ）、１０ｇのポリエチレングリコール＃４００ジアクリレート（新中村化学工業社製、Ａ−４００）および５ｇのトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学工業社製、Ａ−ＴＭＰＴ）、ならびに光開始剤として１．３ｇの１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（ＢＡＳＦ社製、イルガキュア（登録商標）１８４）を、２２５ｇのｔ−ブタノールに溶解させた。
【００６５】
実施例１の溶液の代わりに実施例２の溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして、第１の面にスキン層を有し、第２の面にスキン層を有しない、厚さ：１０ｍｍのポリマーキセロゲルを得た。
このポリマーキセロゲルについて、平均気孔径および平均気孔率を測定し、第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合および第２の面の面積に対する開孔の合計面積の割合を求め、垂直入射音響透過損失を測定した。結果を表１に示す。
【００６６】
（実施例３）
光硬化性樹脂として５ｇのウレタンアクリレート（新中村化学工業社製、ＵＡ−１６０ＴＭ）および２０ｇのジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（新中村化学工業社製、Ａ−ＤＰＨ）、ならびに光開始剤として２．０ｇの２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン（ＢＡＳＦ社製、イルガキュア（登録商標）９０７）を、２２５ｇのｔ−ブタノールに溶解させた。
【００６７】
工程（Ｉ）：
溶液をポリプロピレン製の円形容器に流し込んだ。溶液の表面にポリエチレンフィルムを被せた。
工程（ＩＩ）：
円形容器内の溶液に、高圧水銀ランプから３００ｍＷ／ｃｍ２の照度で５分間、すなわち積算光量：９０Ｊ／ｃｍ２の紫外線を、溶液の表面（第１の面）側から照射して溶液をゲル化させ、ポリマーオルガノゲルを得た。
【００６８】
工程（ＩＶ）：
ポリマーオルガノゲルの第１の面のポリエチレンフィルムを取り除いた後、実施例１と同様の方法で凍結乾燥を行い、第１の面にスキン層を有し、第２の面にスキン層を有しない、厚さ：１０ｍｍのポリマーキセロゲルを得た。
ポリマーキセロゲルについて、平均気孔径および平均気孔率を測定し、第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合および第２の面の面積に対する開孔の合計面積の割合を求め、垂直入射音響透過損失を測定した。結果を表１に示す。
【００６９】
（実施例４）
光硬化性樹脂として５ｇのウレタンアクリレート（新中村化学工業社製、ＵＡ−１６０ＴＭ）、１０ｇのポリエチレングリコール＃４００ジアクリレート（新中村化学工業社製、Ａ−４００）および１０ｇのトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学工業社製、Ａ−ＴＭＰＴ）、ならびに光開始剤として１．３ｇのα−ケトグルタル酸を、２２５ｇのｔ−ブタノールに溶解させた。この溶液に、マトリックス１００質量部に対して、１００質量部となるように、２５ｇの球状非多孔質シリカ粒子（ＡＧＣエスアイテック社製、サンスフェアＮＰ−２００、平均粒子径：２０μｍ）を加えて均一に分散させた。
【００７０】
実施例１の溶液の代わりに実施例４の分散液を用いた以外は、実施例１と同様にして、第１の面にスキン層を有し、第２の面にスキン層を有しない、厚さ：１０ｍｍのポリマーキセロゲルを得た。
ポリマーキセロゲルについて、平均気孔径および平均気孔率を測定し、第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合および第２の面の面積に対する開孔の合計面積の割合を求め、垂直入射音響透過損失を測定した。結果を表１に示す。また、厚さ方向の断面の第１の面およびその近傍の電子顕微鏡写真を図８に示し、厚さ方向の断面の中央付近の電子顕微鏡写真を図９に示し、厚さ方向の断面の第２の面およびその近傍の電子顕微鏡写真を図１０に示し、第１の面の電子顕微鏡写真を図１１に示し、第２の面の電子顕微鏡写真を図１２に示す。
【００７１】
（実施例５）
乾燥質量で６ｇ相当分の未乾燥の亜硫酸漂白針葉樹パルプ、０．０７５ｇの２，２，６，６−テトラメチルピペリジン１−オキシル（ＴＥＭＰＯ）、および０．７５ｇの臭化ナトリウムを、水４５０ｍＬに分散させた後、１３質量％次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、１ｇのパルプに対して次亜塩素酸ナトリウムの量が２．５ｍｍｏｌとなるように次亜塩素酸ナトリウムを加えて反応を開始した。反応中は０．５Ｍの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してｐＨを１０に保った。ｐＨに変化が見られなくなった時点で反応終了と見なし、反応物をガラスフィルターにてろ過した後、充分な量の水による水洗、ろ過を１０回繰り返し、固形分量２５質量％の水を含浸させた酸化パルプを得た。
【００７２】
次に、該酸化パルプに水を加え、２質量％スラリーとし、回転刃式ホモジナイザーで１０分間の処理を行った。処理に伴って著しくスラリーの粘度が上昇したため、少しずつ水を加えていき固形分濃度が０．５質量％となるまでミキサーによる分散処理を続けた。次に、超音波ホモジナイザーで５分間処理した後、遠心分離により未解繊パルプ等を除去することにより、ＴＥＭＰＯ酸化セルロースナノ繊維分散液を得た。この分散液をエバポレーターで濃縮して、固形分濃度１質量％の分散液を得た。この分散液２００ｇに、マトリックス１００質量部に対して、２００質量部となるように、球状非多孔質シリカ粒子（ＡＧＣエスアイテック社製、サンスフェアＮＰ−２００、平均粒子径：２０μｍ）を４ｇ加えて均一に分散させた。
【００７３】
分散液をポリプロピレン製の円形容器に流し込み、１時間そのまま放置した。その後、分散液の表面（第１の面）に１モル／Ｌの塩酸を分散液の液面が乱れないように添加し、蓋をして２０時間静置することで分散液をゲル化させ、ヒドロゲルを得た。ヒドロゲルについて、イオン交換水を用いて溶媒置換を行った。次に、２５質量％のｔ−ブタノールと７５質量％の水との混合溶媒を用いて溶媒置換を行った。さらに、ｔ−ブタノールの分率を５０質量％、７５質量％、１００質量％と次第に高くして同様の溶媒置換を行った。溶媒置換は、ヒドロゲルを充分量の置換溶媒中に浸漬し、容器ごと２０ｒｐｍの速度で回転させながら行った。溶媒置換は、イオン交換水、および各ｔ−ブタノール分率の混合溶媒に関しては２４時間以上かけて行い、１００質量％ｔ−ブタノールに関しては５０時間かけて行った。以上の溶媒置換によってオルガノゲルを得た。
【００７４】
オルガノゲルを容器ごと−３０℃の冷凍庫に入れて１６時間冷却して凍結させた。容器から凍結ゲルを取り出し、凍結乾燥機で４０℃にて２４時間真空乾燥を行い、第１の面側にスキン層を有し、第２の面側にスキン層を有しない、厚さ１０ｍｍのキセロゲルを得た。
このポリマーキセロゲルについて、平均気孔径および平均気孔率を測定し、第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合および第２の面の面積に対する開孔の合計面積の割合を求め、垂直入射音響透過損失を測定した。結果を表１に示す。
【００７５】
（実施例６）
実施例１と同様にして、第１の面にスキン層を有し、第２の面にスキン層を有しない、厚さ：４６ｍｍのポリマーキセロゲルを得た。
ポリマーキセロゲルについて、平均気孔径および平均気孔率を測定し、第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合および第２の面の面積に対する開孔の合計面積の割合を求めた。結果を表１に示す。
【００７６】
ポリマーキセロゲルから円板を切り出した。厚さ：２ｍｍのポリビニルブチラールフィルムからポリマーキセロゲルと同じサイズの円形フィルムを２枚切り出した。ポリマーキセロゲルの円板の上下を、円形のポリビニルブチラールフィルムで挟んで、厚さ：５０ｍｍ、面密度：５．６ｋｇ／ｍ２の遮音板を得た。
遮音板について、垂直入射音響透過損失を測定した。結果を表１および図１３に示す。
【００７７】
（比較例１）
実施例１と同様にして、第１の面にスキン層を有し、第２の面にスキン層を有しない、厚さ：１２ｍｍのポリマーキセロゲルを得た。
ポリマーキセロゲルの第１の面側を２ｍｍほど超音波カッターにて切除して、スキン層を有しない厚さ：１０ｍｍのポリマーキセロゲルを得た。
このポリマーキセロゲルについて、平均気孔径および平均気孔率を測定し、第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合および第２の面の面積に対する開孔の合計面積の割合を求め、垂直入射音響透過損失を測定した。結果を表１に示す。
【００７８】
（比較例２）
実施例２と同様にして、第１の面にスキン層を有し、第２の面にスキン層を有しない、厚さ：１２ｍｍのポリマーキセロゲルを得た。
ポリマーキセロゲルの第１の面側を２ｍｍほど超音波カッターにて切除して、スキン層を有しない厚さ：１０ｍｍのポリマーキセロゲルを得た。
ポリマーキセロゲルについて、平均気孔径および平均気孔率を測定し、第１の面の面積に対する開孔の合計面積の割合および第２の面の面積に対する開孔の合計面積の割合を求め、垂直入射音響透過損失を測定した。結果を表１に示す。
【００７９】
（比較例３）
市販の吸音材（３Ｍ社製、シンサレート（登録商標））を重ね合わせて、厚さ：５０ｍｍ、面密度：３．２ｋｇ／ｍ２の吸音材を得た。吸音材について垂直入射音響透過損失を測定した。結果を表１および図１３に示す。
【００８０】
【表１】
2019168476.tif 000003
【００８１】
実施例１〜６の多孔質体は、連続気孔を有するキセロゲルからなり、第１の面に開放した開孔の合計面積が、第１の面の面積の３０％以下であるため、遮音性に優れていた。図１３に示すように、実施例６の多孔質体を非多孔質のフィルムで挟んだ遮音材は、同じ厚さの鉄板（面密度：４０８ｋｇ／ｍ２）に対して質量が１／７０であるにもかかわらず、該鉄板と同等の遮音性を示した。
比較例１、２の多孔質体は、第１の面に開放した開孔の合計面積が、第１の面の面積の３０％超であるため、遮音性が実施例１〜６に比べ劣っていた。
図１３の比較例３に示すように、市販の吸音材は、実施例６の遮音材と同じ厚さにした場合、遮音性が実施例６に比べかなり劣っていた。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の多孔質体は、質量則に則らない、軽量、薄厚な遮音材としてとして有用である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  多孔質体、
１２  連続気孔、
１４  粒子、
１６  骨格、
２０  スキン層
Ａ  第１の面、
Ｂ  第２の面。
【図１】
2019168476.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【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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