(57)【要約】【課題】吸音性能の高い吸音材及び吸音装置を提供することを課題とする。【解決手段】平均繊維径１〜１０μｍの繊維が実質的に平面状に集積した見掛け密度が０．０５〜０．４ｇ／ｃｍ３、目付が５〜１５０ｇ／ｍ２である不織布と、２デニール以下のポリエステル繊維が３０重量％以上からなる目付が５０〜５００ｇ／ｍ２である基層との積層体からなり、厚み１ｍｍ以上〜５ｍｍ未満で前記不織布からなる面を音の入射面とする、吸音材３０。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均繊維径１〜１０μｍの繊維が実質的に平面状に集積した見掛け密度が０．０５〜０．４ｇ／ｃｍ３、目付が５〜１５０ｇ／ｍ２である不織布と、２デニール以下のポリエステル繊維が３０重量％以上からなる目付が５０〜５００ｇ／ｍ２である基層との積層体からなり、厚み１ｍｍ以上〜５ｍｍ未満で前記不織布からなる面を音の入射面とする、吸音材。
【請求項２】
前記不織布は、メルトブローン製法からなる不織布である、請求項１に記載の吸音材。
【請求項３】
メルトブローン不織布と繊維集合体の基層との積層体からなる吸音材であって、
前記メルトブローン不織布は、平均繊維径１〜１０μｍの繊維が実質的に平面状に集積した見掛け密度が０．０５〜０．４ｇ／ｃｍ３、目付が５〜１５０ｇ／ｍ２であり、
前記基層は、２デニール以下のポリエステル繊維が３０重量％以上からなる目付が５０〜５００ｇ／ｍ２であり、
前記吸音材の厚みは１ｍｍ以上〜５ｍｍ未満であり、かつメルトブローン不織布からなる面を音の入射面とする、吸音材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の吸音材を、所定の高さで所定の筒状のセルを水平方向に２次元的に配列した複数のセルの一方の開口面に接合して構成する吸音装置。
【請求項５】
前記セルの開口面は、多角形または円または楕円である、請求項４に記載の吸音装置。
【請求項６】
前記多角形の対角線または前記円の直径または前記楕円の長径は、前記吸音材が吸収すべき音の波長以下とする、請求項５に記載の吸音装置。
【請求項７】
前記セルの所定の高さは、前記吸音材が吸収すべき音の波長の４分の１相当とする、請求項４〜６のいずれかに記載の吸音装置。
【請求項８】
前記セルの他方の開口面には反射材を配置する、請求項４〜７のいずれかいに記載の吸音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不織布と繊維集合体の基層との積層体からなる吸音材に関し、例えば自動車、鉄道等の車両、船舶、建築物等の天井材あるいは床材等、または家電製品等に内包される吸音材及び吸音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば自動車のエンジンルームに用いる吸音装置には、水平方向へ２次元的に複数配列したセル郡１０のいずれか一方の開口面に単層の繊維系吸音材を接合した吸音装置を付設している。そして、この吸音装置はエンジンから発生する騒音を吸収し減衰する作用を持っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１６１２８２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の吸音材では、以下に示す課題が挙げられる。
（１）１ｋＨｚ以下の周波数域の吸音性能が十分でない。
（２）セル高さが吸音性能へ与える影響が非常に大きく、ある程度（例えば、３０ｍｍ）のセル高さがなければ吸音性能が満足できず、例えば自動車のエンジンルームのような設置スペースが小さい空間への配置が難しい。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、吸音性能の高い吸音材及び吸音装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの吸音材である。
請求項１に記載の吸音材は、平均繊維径１〜１０μｍの繊維が実質的に平面状に集積した見掛け密度が０．０５〜０．４ｇ／ｃｍ３、目付が５〜１５０ｇ／ｍ２である不織布と、２デニール以下のポリエステル繊維が３０重量％以上からなる目付が５０〜５００ｇ／ｍ２である基層との積層体からなり、厚み１ｍｍ以上〜５ｍｍ未満で前記不織布からなる面を音の入射面とする吸音材である。
本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの吸音装置である。
請求項２に記載の吸音装置は、メルトブローン製法からなる不織布を使用する吸音材である。
本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの吸音装置である。
請求項３に記載の吸音装置は、メルトブローン不織布と繊維集合体の基層との積層体からなる吸音材であり、前記メルトブローン不織布は、平均繊維径１〜１０μｍの繊維が実質的に平面状に集積した見掛け密度が０．０５〜０．４ｇ／ｃｍ３、目付が５〜１５０ｇ／ｍ２であり、前記基層は、２デニール以下のポリエステル繊維が３０重量％以上からなる目付が５０〜５００ｇ／ｍ２であり、前記吸音材の厚みは１ｍｍ以上〜５ｍｍ未満であり、かつメルトブローン不織布からなる面を音の入射面とする吸音材である。
本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの吸音装置である。
請求項４に記載の吸音装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の吸音材を、所定の高さ（例えば、３０ｍｍ）で所定の筒状（例えば、□４０ｍｍの四角筒状）のセルを水平方向に２次元的に配列した複数のセルの一方の開口面に接合して構成する吸音装置である。
本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの吸音装置である。
請求項５に記載の吸音装置は、セルの開口面が多角形または円または楕円である吸音装置である。
本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの吸音装置である。
請求項６に記載の吸音装置は、多角形の対角線または円の直径または楕円の長径は、吸音材が吸収すべき音の波長以下とする吸音装置である。これにより吸音装置の吸音効率を向上できる。
本発明の第７発明は、請求項７に記載されたとおりの吸音装置である。
請求項７に記載の吸音装置は、セルの所定の高さが吸音材が吸収すべき音の波長の４分の１相当とする吸音装置である。これにより吸音装置の吸音効率を向上できる。
本発明の第８発明は、請求項８に記載されたとおりの吸音装置である。
請求項８に記載の吸音装置は、セルの他方の開口面には反射材を配置する吸音装置である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
●［吸音材］
吸音材３０を構成するメルトブローン不織布と繊維集合体の基層について各々説明する。
まずメルトブローン不織布について説明する。前記メルトブローン不織布は、ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートまたはこれらの混合物を樹脂としてメルトブローン法により製造され、平均繊維系が１〜１０μｍの繊維からなり、構成繊維が実質的に平面状に集積している必要がある。また前記メルトブローン不織布の平均繊維系が１０μｍを超えると音響インピーダンスが低くなり吸音効果を得ることが難しい。好ましくは、平均繊維系が３〜６μｍの繊維からなるメルトブローン不織布を使用することが望まれる。また前記メルトブローン不織布の目付は、５〜１５０ｇ／ｍ２であることが必要である。前記目付が５ｇ／ｍ２未満では基層となる繊維集合体と接合一体化した場合に充分な吸音効果を発揮することができない。一方、前記目付が１５０ｇ／ｍ２を超えれば経済性の観点から好ましくない。また前記メルトブローン不織布の見掛け密度は、０．０５〜０．４ｇ／ｃｍ３であることが必要である。前記見掛け密度が０．０５ｇ／ｃｍ３未満では音響インピーダンスが低く充分な効果が得られなくなる。一方、前記見掛け密度が０．４ｇ／ｃｍ３を超えれば音響インピーダンスが高くなり過ぎ充分な効果が得られない。
【０００７】
次に、基層について説明する。前記基層の目付は、５０〜５００ｇ／ｍ２であることが必要である。前記目付が５０ｇ／ｍ２未満では充分な吸音効果を得ることができない。一方、前記目付が５００ｇ／ｍ２を超えれば経済性の観点から好ましくない。また前記基層は、１０質量％以上で融点２００度以上の耐熱ポリエステル繊維もしくは融点１６０度以上の高結晶性ポリエステル繊維１０質量％以上から構成される必要があり、好ましくは、例えば自動車のエンジンルーム内であれば２０〜３０質量％が望ましい。もしくは前記基層は、１０質量％以上で難燃処理（例えば、リン酸をスプレーまたは含侵する処理）を施した難燃ポリエステル繊維から構成される必要があり、好ましくは、例えば自動車のエンジンルーム内であれば２０質量％以上が望ましい。もしくは前記基層は、３０質量％以上のポリエステル繊維は繊維系が２デニール以下のものから構成されることが必要である。なお、上述した３種の基層の構成において、いずれかの構成でも構わないし複合した構成でも構わない。
【０００８】
次に、前記メルトブローン不織布と前記基層を接合して構成する吸音材３０について説明する。
前記メルトブローン不織布と前記基層との接合方法は、例えばホットメルトや接着ネット等の樹脂接着剤や融着繊維あるいはニードルパンチ等が主に用いられる。また前記メルトブローン不織布と前記基層との重ね合わせの順序や層数には制限はないが重ね合わせ後の厚みは、１ｍｍ以上〜５ｍｍ未満であることが必要である。前記厚みが１ｍｍ未満では充分な吸音効果を得ることができない。一方、前記厚みが５ｍｍ以上では設置スペース増となる観点から好ましくない。なお、上記吸音材の重量は、上述した前記メルトブローン不織布と上述した前記基層の範囲内で組み合わせて適宜設定し得る。
【０００９】
●［セル］
次に図１を参照して前記吸音材３０と接合するセル１１の形成について説明する。例えば、前記セル１１は平面状の樹脂シート（厚み０．２〜１ｍｍ程度）を加熱すると共に凸部と嵌合する凹み部を有する金型に挟み真空成形にて形成する。そして、前記真空成形にて形成されたセル１１の凸面（前記金型の凸部の凸面にて形成される頂面）は抜型（例えば、トムソン型等）を用いて開口され、前記セル１１の高さ方向に一方と他方に開口面を有し貫通する略筒状のセル１１が形成される。また前記セル郡１０の４隅のセル１１は、他のセル１１のように凸面を抜型にて全開口１５としておらず、半開口１７にしておき前記吸音材と接合する接合孔１３を備えている。なお前記セル１１の所定の高さ（図１に記す例では、３０ｍｍ）は、前記金型の凸部の突出高さによって決められ、前記セル１１の所定の形状（図１に記す例では、開口面□４０ｍｍの略四角筒状）は、前記凸部の凸面の形状によって決められる。次に、例えば前記凸部の凸面が略正方形である金型を水平方向に２次元的に複数配列（例えば、横３行、縦４列の配列）した状態にして樹脂シートからセル１１を形成すると、図１（Ａ）に記すように横３行、縦４列の所定の筒状（図１に記す例では、略四角筒状）のセル１１が枠１９を介してセル郡１０として形成される。なお図１（Ｂ）は前記図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図１（Ｃ）は前記図１（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
このようにして樹脂シートから、例えば高さ３０ｍｍ、開口面□４０ｍｍの略四角筒状のセル１１を複数有するセル郡１０形成する。
【００１０】
●［吸音装置］
次に、上述した吸音材３０の基層側の面と上述したセル郡１０の一方の開口面を接合すると共に、前記セル郡１０の他方の開口面と板材４０をも接合して構成する吸音装置について図２を参照して説明する。図２に記すように、前記吸音材３０の基層側の面（図２では、見えない側の面）が前記セル郡１１の一方の開口面に形成の開口１５、半開口１７を塞ぐように、前記吸音材３０と前記セル郡１０を接合する。この接合は、前記吸音材３０に予め形成の接合孔３１と前記セル郡１０の４隅のセル１１の開口面に予め形成の接合孔１３とが各々対応する接合であり、接合ピン３５を前記吸音材３０の接合孔３１に挿通して前記接合ピン３５を前記セル１１に形成の接合孔１３に固定して、前記吸音材３０と前記セル郡１０を接合する。また同様に、前記セル郡１０の他方の開口面を塞ぐように、前記吸音材３０と反射材４０を接合する。この接合は、前記吸音材３０に予め形成の取付孔３３と前記反射材４０の４に予め形成の取付孔４１とが各々対応する接合であり、取付ピン３７を前記吸音材３０の取付孔３３に挿通して前記取付ピン３７を前記反射材４０に形成の取付孔４１に固定して、前記吸音材３０と前記反射材４０を接合する。なお、この反射材４０とは、例えば厚みが数ｍｍ程度の、樹脂、木材、鉄等の薄板状であり、吸音装置に入射する音を反射する。
そして、吸音性能を向上させるために前記セル１１の開口面の対角線の長さは前記吸音材が吸収すべき音の波長以下となるようにセル１１の所定の形状を決定する。また図３は、図２において吸音材３０とセル１１と反射材４０の接合後の吸音装置のＣ−Ｃ断面図である。同様に、吸音性能を向上させるために、図３に記すように前記セル１１の高さを前記吸音材が吸収すべき音の波長の４分の１相当となるように前記セル１１の所定の高さを決定する。
【００１１】
●［吸音装置の取付け］
次に、上述した吸音装置を自動車のエンジンルームに取り付け適用した例を図４を参照して説明する。図４に記すように、吸音装置の吸音材３０側の面がエンジン側に向くように吸音装置を取り付ける。即ち吸音装置の吸音材３０側が音源（図４に記す例では、エンジン）となるような配置とする。そして、例えばエンジンの上方に吸音装置を取り付けるのであれば、ボンネットの内面（符号なし）と前記吸音装置の反射板４０とを、ピンによる接合、溶着、接着等で取り付ける。同様にエンジンの下方または側方に吸音装置を取り付けるのであれば、エンジンアンダーカバー（符号なし）またはダッシュパネル（符号なし）と前記吸音装置の反射材４０とを、ピンによる接合、溶着、接着等で取り付ける。
【００１２】
●［実施例］
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
【００１３】
接着層を有しポリエチレンテレフタレートからなる目付け４５ｇ／ｍ３のメルトブローン不織布を準備した。この不織布の平均繊維系は３〜６μｍであり、見掛け密度は０．２ｇ／ｃｍ２であった。次に２デニールでポリエステル繊維６０質量％からなる目付け５００ｇ／ｍ３の基層を準備して、前記メルトブローン不織布の接着層の面に積層し、接着して目付け５４５ｇ／ｍ３、厚み４ｍｍの吸音材（実施例▲１▼）を得た。一方、表面に耐環境性能用ポリエステルスパンボンド不織布層（目付け５０ｇ／ｍ３）を有し、２デニールでポリエステル繊維６０質量％、目付け５００ｇ／ｍ３の基層のみの吸音材（比較例、厚み４ｍｍ）を準備した。
【００１４】
そして上述した実施例▲１▼と比較例の各々の吸音材をセル高さが３０ｍｍ、２０ｍｍ、１０ｍｍとするセルに各々接合して得た吸音装置の吸音性能を残響室法吸音率測定法で調べた結果を図５に記す。なお、図５に記す「比較例３０」とは「上記比較例にセル高さ３０ｍｍのセルを接合した吸音装置」であり、同様に「実施例▲１▼３０」とは「上記実施例▲１▼にセル高さ３０ｍｍのセルを接合した吸音装置」であり、「比較例２０」、「実施例▲１▼２０」、「比較例１０」、「実施例▲１▼１０」も同様の記載とする。
【００１５】
図５から以下に記す作用効果が得られる。
（１）同じセル高さで実施例▲１▼と比較例を比較した場合、１ｋＨｚ以下周波数域における吸音性能の向上が明らかである。
（２）比較例ではセル高さによる吸音性能の低下が全周波数域で著しいが、実施例▲１▼ではセル高さによる吸音性能の低下が１ｋＨｚ以上の周波数域では少ない。
（３）自動車のエンジンルームなど、周波数が１〜３ｋＨｚの吸音性能が特に要求される環境においてでは、比較例３０の吸音性能は実施例▲１▼２０で達成可能であるため吸音装置の高さ（厚み）を小さくできる。
【００１６】
次に実施例▲１▼の基層のポリエステル繊維の目付けのみを５００ｇ／ｍ３から４００ｇ／ｍ３とした吸音材（実施例▲２▼）を得た。同様に実施例▲１▼の基層のポリエステル繊維の目付けのみを５００ｇ／ｍ３から３００ｇ／ｍ３とした吸音材（実施例▲３▼）を得た。そして上述した実施例▲１▼と前記実施例▲２▼と前記実施例▲３▼の各々の吸音材をセル高さが３０ｍｍ、２０ｍｍとするセルに各々接合して得た吸音装置の吸音性能を残響室法吸音率測定法で調べた結果を図６、図７に記す。なお、図６に記す「実施例▲３▼３０」とは「上記実施例▲３▼にセル高さ３０ｍｍのセルを接合した吸音装置」であり、同様に「実施例▲２▼３０」とは「上記実施例▲２▼にセル高さ３０ｍｍのセルを接合した吸音装置」であり、同様に「実施例▲１▼３０」とは「上記実施例▲１▼にセル高さ３０ｍｍのセルを接合した吸音装置」である。
また図７に記す「実施例▲３▼２０」とは「上記実施例▲３▼にセル高さ２０ｍｍのセルを接合した吸音装置」であり、同様に「実施例▲２▼２０」とは「上記実施例▲２▼にセル高さ２０ｍｍのセルを接合した吸音装置」であり、同様に「実施例▲１▼２０」とは「上記実施例▲１▼にセル高さ２０ｍｍのセルを接合した吸音装置」である。
【００１７】
図６、図７から以下に記す作用効果が得られる。
（１）吸音材の基層のポリエステル繊維の目付けを５００ｇ／ｍ３から４００ｇ／ｍ３、３００ｇ／ｍ３へと減少させても１ｋＨｚ以上の周波数では吸音性能への影響が少ない。従って、例えば自動車のエンジンルームなど、１ｋＨｚ〜３ｋＨｚの吸音性能が特に要求される環境においては、吸音材の基層のポリエステル繊維の目付けを従来では前記比較例に記したように５００ｇ／ｍ３としていたが、３００ｇ／ｍ３にすることができるため、吸音材の軽量化、コストダウンが可能となる。
【００１８】
なお、本実施の形態で説明した不織布は、メルトブローン製法からなる例を説明したが、これに限られるものではなく、例えばフラッシュスパン製法であっても良い。
なお、本実施の形態で説明した吸音装置を自動車のエンジンルームに取りつける場合、反射板４０をボンネットまたはエンジンアンダーカバーまたはダッシュパネルに取り付ける例を説明したが、これに限られるものではなく、反射板４０を不要として吸音材３０を直接ボンネットまたはエンジンアンダーカバーまたはダッシュパネルに取り付けても良い。その場合の取付は、同様にピンによる取付も良いし、溶着、接着等で取りつけても良い。
なお、本実施の形態ではセル１１を真空成形にて形成する例を説明したが、これに限られるものではなく、例えば射出成形で形成しても構わない。またこの場合には反射板４０を一体成形しても構わない。
また、図４ではエンジンアンダーカバーとダッシュパネルに取り付ける吸音装置を各々別構成である例を説明したが吸音装置をＬ字状に折り曲げて一体構成としても良い。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吸音性能の高い吸音材及び吸音装置を提供することができるため、吸音材の軽量化、コストダウンをできると共に吸音装置の小型化もできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸音材に接合するセルの一実施の形態の平面図（Ａ）、及び前記（Ａ）のＡ−Ａ線断面図（Ｂ）、及び前記（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図（Ｃ）について説明する図である。
【図２】本発明の吸音材及び吸音装置について説明する図である。
【図３】図２のＣ−Ｃ線断面図について説明する図である。
【図４】本発明の吸音装置を自動車のエンジンルームに取り付けた状態について説明する図である。
【図５】実施例▲１▼と比較例の各々の吸音材をセル高さ３０ｍｍ、２０ｍｍ、１０ｍｍとしたセルに各々接合して得た吸音装置の吸音性能について説明する図である。
【図６】実施例▲１▼と実施例▲２▼と実施例▲３▼の各吸音材をセル高さ３０ｍｍとしたセルに各々接合して得た吸音装置の吸音性能について説明する図である。
【図７】実施例▲１▼と実施例▲２▼と実施例▲３▼の各吸音材をセル高さ２０ｍｍとしたセルに各々接合して得た吸音装置の吸音性能につて説明する図である。
【符号の説明】
１０    セル郡
１１    セル
１３、３１  接合孔
１５    全開口
１７    半開口
１９    枠
３０    吸音材
３３、４１  取付孔
３５    接合ピン
３７    取付ピン
４０    反射板
【図１】
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【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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