吸音特性构造物的制作方法

专利名称：吸音特性构造物的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如汽车、电气制品、机械装置等使用的涂料等吸音特性优异的构造 物，尤其涉及除汽车以外，还对从工具的一部分或者其框体、机械的构造体及其框体、具备 技术性可动的零件的内燃机、电动机、变压器等构造体、汽车等车辆的车身表面、吸音壁等 弹性构造体产生的噪音等进行吸收的吸音特性构造物。
背景技术：
例如，工具的一部分或者其框体、机械的构造体及其框体、具备技术性可动的零件 的发动机、变压器等构造体、汽车等车辆车身表面、吸音壁等弹性构造体通常面临振动，它 们产生的声音的影响以空气为媒质被传播。尤其是汽车的车外噪音被严格限制，另一方面， 当务之急是降低从汽车向邻近居民排出的车外噪音(发动机噪声、轮胎噪声、消音器噪声坐、寸/ O
将来,在从内燃机逐渐只向电气汽车转移时，从内燃机的发动机噪声以及将排气 气体排出的消音器噪声来看，自然被放开。但是，从因该轮胎和路面的接触而产生的轮胎噪 声(道路噪声)来看，完全没有放开的可能性。
图5是表示目前的轮胎噪声产生的图，不仅有因轮胎和路面的接触而直接产生的 噪音，而且，还有向驾驶室反射而出现在外部的噪音。另一方面，若从驾驶室侧来说，则不仅 反射轮胎噪声，还反射发动机噪声以及排气噪声的一部分，成为车外噪音的产生源。
作为这样的噪音对策，专利文献I公开了在汽车的中间立柱等的内部以对摩擦风 音等进行隔音为目的，充填发泡体，以高的发泡倍率进行发泡的构造物。
另外，一般来说，保护挡泥板不受轮胎溅起的小石等的冲撞以及泥泞行驶时的泥 水等的飞散、冲撞等的影响的挡泥板衬里使用合成树脂的成形板。但是，由于合成树脂的成 形板吸音性能低，引起共鸣，所以，隔音性能低，因此，没有充分降低发动机噪声以及道路噪 声。另外，由于合成树脂的成形板将小石等的冲撞以及泥水等的飞散、冲撞等的冲击改变为 人容易听到的频率域的声音，所以，使用了合成树脂的挡泥板衬里的防音性能低。因此，在 挡泥板衬里的成为挡泥板侧的表面中的规定部位粘贴由无纺布等构成的吸音材料，提高了 防音性能的挡泥板衬里也被公知。
因此，在专利文献2中，提供能够缓和汽车行驶时轮胎溅起的小石、土砂等的冲撞 音以及因泥泞行驶时的泥水等的飞散、冲撞而产生的溅水噪声等，在即使为了具有足够的 刚性而安装在前轮侧的挡泥板上时，也耐风压，并且，即使在附着的水上冻，积冰了时，冰也 容易剥离的挡泥板衬里。
而且，专利文献3中，遍及大的频率域，实现高的吸音性能非常困难，例如，由于多 孔质吸音材的吸音特性适合高频率域(约4000Hz以上)，所以，要提高中频率域以下的吸音 性能，需要增加吸音材料的厚度。但是，若像这样增加厚度，则吸音材料的体积升高，重量增 加，在吸音构造体的设置上产生制约。另外，将其它的膜材料、吸音材料组合在多孔质吸音 材料的方法虽然在改变多孔质吸音材料的吸音曲线，提高中频率域的吸音性能方面有效，但是，与之相伴，原本优异的高频率域的吸音性能降低。因此，将在从人类的耳朵的感度高的中频率域到高频率域吸音性能优异的薄型且轻量的吸音构造体做成具备具有多个开口部的板状体和配置在板状体上的薄膜，且具有配置在音源侧的复合膜吸音材料和与复合膜吸音材相邻配置的多孔质吸音材料的吸音构造体，上述薄膜是厚度为2 50 μ m，弹性率为 IXlO6 5 X IO9Pa 的薄膜。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平5-59345号公报
专利文献2 :日本特开2009-274711
专利文献3 :日本特开2010-14888发明内容
发明要解决的课题但是，专利文献I的技术是在汽车的中间立柱等的内部以对摩擦风音等进行隔音为目的充填发泡体的技术，虽然与降低车内的噪音直接相关，但是，基本不能确认针对防止车外的噪音，即、吸音效果的影响有效果。
另外，专利文献2虽然提供了能够缓和汽车行驶时轮胎溅起的小石、土砂等的冲撞音以及由泥泞行驶时的泥水等的飞散、冲撞造成的溅水噪声等，耐风压的挡泥板衬里，但是，由于是用无纺布材料对应驾驶室内的吸音，所以，该挡泥板衬里的主要目的是降低向车内的刨削噪声、道路噪声，不能期待针对车外噪音的效果。
而且，专利文献3中，由于做成具备具有多个开口部的板状体、由配置在该板状体上的薄膜构成的复合膜吸音材料、被配置在该复合膜吸音材料上的多孔质吸音材料的吸音构造体，上述薄膜是厚度为2 50 μ m，弹性率为I X IO6 5X IO9Pa的薄膜，所以，在实施的情况下，需要进行形成在板状体面上的薄膜和形成在该薄膜上的复合膜吸音材料的接合， 需要进行将它们粘连的多层构造的粘接工序，生产性不佳。
因此，本发明是为了解决这些课题而做出的发明，以提供一种吸收因振动产生的声音，使之难以成为针对周围的噪音源的吸音特性构造物为课题。
用于解决课题的手段
有关技术方案I的吸音特性构造物具备具有形成在表面的微细孔的表层、与上述微细孔连通的连通路、形成在比上述表层深的内部，且具有比上述微细孔以及上述连通路的容积大的容积的多孔质层的音响空孔，上述音响空孔的一部分通过上述连通路与上述微细孔连通，由上述表层的微细孔及上述连通路以及上述音响空孔而具有吸音特性以及/ 或者隔音特性。
这里，形成在表层的微细孔、与上述微细孔连通的连通路以及形成在比形成有上述微细孔的上述表层深的内部的上述多孔质层上，且与上述连通路连通，并具有其容积比形成上述表层上的微细孔以及上述连通路的容积大的容积的多孔质层的音响空孔限定了如下情况在形成在上述表层的微细孔所形成的容积和与上述微细孔连通的连通路的容积之和与多孔质层的音响空孔的容积的每一个比较时，每一个音响空孔的容积大。另外，由于在多孔质层形成音响空孔，所以，音响空孔的容积并非一定，而是无规则地具有多种。另外，在这里，并不分别考虑上述微细孔以及上述连通路的容积，只要两者作为一体来存在即可。 在这种意义上，若表层存在有表面，则其厚度也可以基本接近零，上述连通路的长度也可以接近零。在这种情况下，接近零的上述连通路的长度表示在上述微细孔和上述音响空孔的接触面上产生的微小空间。
另外，形成在上述表层的微细孔和比从上述表面形成在内部的上述表面的微细孔大的无规则的音响空孔可以由单一的合成树脂发泡体形成，也可以相对于被贯穿设置在特定的板材的表面上的微细孔，重合比上述表面的微细孔大的无规则的音响空孔的合成树脂层而形成。而且，也可以通过将具有规定的微细孔的薄膜或者薄的金属板重合在上述大的音响空孔的层而构成。无论怎样，只要是在本发明的吸音特性构造物的内部形成多孔质的音响空孔，上述微细孔和上述内部音响空孔在一部分连通，比其微细孔大的音响空孔的构造即可。
而且，上述表层的微细孔及上述多孔质层使用能够发泡的合成树脂，作为合成树脂，可以列举出聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、氯乙烯树脂等热塑性树脂，环氧树脂、尿烷树脂、 丙烯酸树脂、酚醛树脂等热硬化性树脂。另外，作为使合成树脂发泡的发泡剂，能够使用有机发泡剂、无机发泡剂、微胶囊、水和无机填料等通常使用的发泡剂。
再有，具有上述吸音特性以及/或者隔音特性的表层的微细孔及上述多孔质层的上述连通路以及上述音响空孔的构造，例如能够由上述表层的微细孔及上述多孔质层的上述连通路以及上述音响空孔形成亥姆霍兹共鸣体，由上述表层的微细孔及上述音响空孔形成膜共振体，而且，由上述多孔质层的上述音响空孔形成由于因多孔质弹性体造成的空气振动和弹性体的相互作用而产生的振动衰减体。
此外，虽然形成在表层的表面的微细孔和形成在多孔质层的音响空孔分别形成在上述表层或者上述多孔质层，但是，与上述微细孔以及上述音响空孔连通的连通路无论形成在上述表层以及/或者上述多孔质层的哪一个上，都发挥功能。
有关技术方案2的吸音特性构造物由发泡性合成树脂组成物形成上述表层以及上述多孔质层。
这里，由发泡性合成树脂组成物形成上述表层以及上述多孔质层是表示使一种或者多种合成树脂组成物发泡形成 上述表层以及上述多孔质层，上述表层以及上述多孔质层一体或者分体地成立。
有关技术方案3的吸音特性构造物的上述音响空孔由于至少使一部分音响空孔相互间连通，所以，上述多孔质层的上述音响空孔的体积增加，一直到低的频率都具有吸音特性。
这里，至少一部分音响空孔相互间连通并非表示全部的音响空孔连通，而是表示多个音响空孔中存在两个或者三个连通的音响空孔。
有关技术方案4的吸音特性构造物的上述表层的上述微细孔及上述连通路以及上述音响空孔具有人的可听频率区域的至少包括1000Hz的频带的吸音性能。
这里可听频率区域的至少包括1，000Ηζ的频带的吸音性能是表示由于在人的可听频率20 20，OOOHz的范围内，人的听觉对1，000Ηζ附近的频率尤其敏感，所以，设定包括该1，OOOHz的频带的吸音性能。
技术方案5的发明的吸音特性构造物的形成有微细孔的上述表层比上述多孔质层密度高。即、形成在上述表层的微细孔为小直径，需要多个孔，另外，由于希望多孔质层侧的音响空孔为大直径，所以，使形成有上述微细孔的上述表层比具有音响空孔的多孔质层密度高。
技术方案6的发明的吸音特性构造物的形成在上述表面的微细孔是表面空孔面积率为O.1 10%以及表面微细孔直径为I 300 μ m的微细孔。
这里，形成在上述表面的微细孔的表面空孔面积率为O.1 10%以及表面微细孔直径为I 300 μ m通过维持形成表面的部件的机械强度，使表面微细孔直径为I 300 μ m 的范围，尤其能够吸收人的听觉敏感的音声频率。另外，表面空孔面积率表示因在表面空出的微细孔而产生的空隙在一定的表面积中所占的比例，表面微细孔直径表不将在表面空出的空隙看作圆时的直径。
在技术方案7的发明的吸音特性构造物中，发泡性合成树脂组成物是液状材料， 在将该液状材料涂抹到被涂敷物后，发泡而形成的。
在将发泡性合成树脂组成物涂抹到被涂敷物后，通过加热处理或者因材料的反应而产生的发热(反应热)而形成发泡，由此，能够形成吸音特性构造物。另外，发泡性的树脂是热硬化性树脂或者热塑性树脂中的任意一种均可。
发明效果
有关技术方案I的发明的吸音特性构造物具备具有形成在表面的微细孔的表层、 与上述微细孔连通的连通路、形成在比上述表层深的内部，且具有比上述微细孔以及上述连通路的容积大的容积的多孔质层的音响空孔，上述音响空孔的一部分通过上述连通路与上述微细孔连通，由上述表层的微细孔及上述连通路以及上述音响空孔而具有吸音特性以及/或者隔音特性。
因此，能够提高从形成在上述表面的微细孔在上述连通路流通的表层部的空气的流动阻力值，削弱在与之相接的音响空孔流通的空气的流动阻力值，能够做成将因振动而产生的音的传播吸取到吸音特性构造物的内部，使之衰减的吸音机构，即、亥姆霍兹共鸣体构造。另外，在具有大的容积的音响空孔中，在不与上述微细孔以及上述连通路连通，而是直接与表层接触的部分，若传播因振动而产生的音，则由于上述表层共鸣振动，传播的音的振动被吸收。据此，音的传播也衰减。而且，由于音响空孔为多孔质层，所以，在传播的音在该多孔质层移动时，多孔质层共振，由于该共振，音也衰减。再有，多孔质层的音响空孔为多个，且具有无规则的容积。因此，能够进行宽的频率域的吸音(隔音)，能够具有高的吸音特性。而且，由于做成通过增强从上述表面的微细孔向表层内部的空气的流动阻力，削弱从上述表层向内部的音响空孔的空气的流动阻力，来使从上述表面向内部的空气的流动阻力变化进行削弱的构造，所以，进入音响空孔的噪音能够不会反射地得到衰减。
由此，成为能够吸收或者干扰(共鸣)因振动而产生的音(噪音)，抑制噪音向周围扩散的吸音特性构造物。
由于有关技术方案2的发明的吸音 特性构造物的上述表层以及上述多孔质层由发泡性合成树脂组成物形成，所以，在技术方案I记载的效果的基础上，在使用了同一材料的合成树脂的情况下，能够一体地形成。尤其是，若发泡性合成树脂组成物为液状材料，则能够通过将该液状材料涂抹在被涂敷物，使之发泡来制造，在吸音特性构造物的制造上不费工夫。
有关技术方案3的发明的吸音特性构造物的上述表层的上述微细孔及上述多孔质层的上述连通路以及上述音响空孔在技术方案I或者技术方案2的效果的基础上，由于至少一部分的音响空孔相互间连通，所以，上述多孔质层的上述音响空孔的体积增加，能够一直到低的频率具有吸音特性，即使对于低频噪音，也得到吸音特性的效果。
由于有关技术方案4的发明的吸音特性构造物具有人的可听频率区域的至少包括1000Hz的频带的吸音性能，所以，在技术方案I至技术方案3记载的效果的基础上，能够进行人容易听到的频段的吸音(隔音)，因此，能够防止噪音向周围散布。
由于有关技术方案5的发明的吸音特性构造物的形成有微细孔的上述表层使密度比上述多孔质层高，所以，在技术方案I至技术方案4的任一项记载的效果的基础上，能够维持上述表层的机械强度，能够长期有效地对因音的传播而产生的振动(噪音)进行吸收、隔断，并且，由于上述多孔质层的密度变低，使得上述音响空孔变大，能够进行音声频率低的音的吸音、隔音。
由于有关技术方案6的发明的吸音特性构造物的形成在上述表面上的微细孔做成表面空孔面积率为O.1 10%以及表面空孔直径为I 300 μ m的微细孔，所以，在技术方案I至技术方案5中的任一项记载的效果的基础上，能够更切实地维持表层的机械强度， 能够有效地长期对因音的传播而产生的振动(噪音)进行吸收、隔音。
由于有关技术方案7的发明的吸音特性构造物是发泡性合成树脂组成物为液状材料，在将作为该液状材料的发泡性合成树脂组成物涂抹在被涂敷物上后，进行发泡而形成的构造物，所以，在技术方案2至技术方案6中任一项记 载的效果的基础上，能够制作任意的涂抹形状，根据涂抹后的形状调整、操作容易程度等，使用喷涂机器人等喷涂装置，进行自动喷涂工序。而且，因为将提高表面侧的空气的流动阻力，内部削弱空气的流动阻力的吸音特性构造物作为液状材料(涂料)的方式来实施，所以，在车辆中，能够作为底涂层、立柱充填、车内内装涂料，作为液加热硬化涂抹型吸音材料利用，没有必要放入特定的成型用的密闭模具来形成，能够通过开放模具进行膜形成。


图1是针对本发明的实施方式的吸音特性构造物，表示基本原理的说明图，图1 Ca)是说明基本原理的示意图，图1 (b)是说明亥姆霍兹共鸣体的基本的结构的示意图，图1 (C)是没有构成亥姆霍兹共鸣体的空孔的示意图。
图2是有关本发明的实施方式的吸音特性构造物的表面的电子显微镜照片。
图3是有关本发明的实施方式的吸音特性构造物的截面的电子显微镜照片。
图4是将有关本发明的实施方式的吸音特性构造物的吸音特性与其它的材料进行比较的图。
图5是表示汽车的轮胎产生的杂音的发生状况的说明图。
符号说明
10 :多孔质层；14 :音响空孔；16 :连结孔；20 :表层；20A :表面；21 :微细孔；22 :连通路；30 :底层。
具体实施方式
下面，一面参照附图，一面对本发明的实施方式进行说明。
另外，在本实施方式中，由于相同的记号以及相同的符号表示相同或者相当的部 分以及功能，所以，这里省略重复的说明。
[基本原理]
首先，使用图1，针对用于实施本发明的吸音特性构造物的基本原理，使用示意图 进行说明。
图1 (a)中，多孔质层10具有音响空孔14，音响空孔14具有多个无规则的容积。 这里，为了说明方便，将音响空孔14作为圆柱状的大孔11、中孔12、小孔13来说明。
在具有音响空孔14的多孔质层10的外侧与多孔质层10接触地存在表层20，在 表层20上，在其表面20A设置微细孔21。虽然该微细孔21并不限定为圆形，但为了说明 方便，做成圆形。该微细孔21的直径比多个且具有无规则的容积的音响空孔14的直径小。 即、表示无规则的微细孔21的算术平均的平均直径比无规则的音响空孔14的算术平均的 平均直径小。
如图1 (a)、图1 (b)、图1 (C)可知，多孔质层10的音响空孔14位于比吸音特性 构造物I的表面20A深的内部，音响空孔14的一部分由圆柱状的连通路22与微细孔21连 通。也就是说，音响空孔14的一部分由圆柱状的连通路22通过微细孔21与吸音特性构造 物I的外部连通，其余的音响空孔14成为与表层20接触的封闭空间。另外，作为多个且表 示无规则的容积的孔的由大孔11、中孔12、小孔13表示的音响空孔14的容积都比将微细 孔21和与之相接的连通路22组合起来的容积大。
这里，虽然将微细孔21做成圆形，将与之相接的连通路22做成圆柱状，但是，也可 以是将微细孔21做成圆柱状，将连通路22做成圆形的构造。另外，虽然音响空孔14的大 孔U、中孔12、小孔13为了说明方便而做成圆柱状的空间，但是，实施本发明的情况下的音 响空孔14并非是以成为均匀的孔为前提的音响空孔，而是以像大孔11、中孔12、小孔13那 样掺杂有各种大小的音响空孔为前提。另外，形状也不限定于圆柱状那样的一定的形状，也 可以是掺杂各种形状的形状，进一步说，也可以是不定形状。因此，若该多孔质层10的音响 空孔14是比微细孔21以及连通路22大的音响空孔，则形状、大小不被限定，例如，也可以 使用毛毡等棉状的音响空孔，纤维状的音响空孔。再有，微细孔21以及连通路22只要比音 响空孔14小，则其形状、大小不被限定。这里，圆形的观念是没有厚度(也可以换言为宽度 或长度)的概念，但是，圆形的微细孔21或者连通路22在实施上不受限制，是从接近零的微 细孔或者连通路到具有某种程度的厚度的微细孔或者连通路地具有厚度的微细孔或者连 通路。
接着，使用图1 (b)以及图1 (c),说明吸音特性。
若因振动而产生的音(噪音)经空气传递向吸音特性构造体I传播，则音的一部分 如图1 (b)所示，使微细孔21的空气振动。此时，微细孔21以及连通路22的直径比音响 空孔14的直径小，再有，微细孔21以及连通路22的容积比音响空孔14的容积小。也就是 说，向音响空孔14内的通气在与音响空孔14相比难以通气(流动阻力值高)的微细孔21以 及连通路22通过。若音向该难以通气的微细孔21传播，则因微细孔21以及连通路22的 空间和音响空孔14内的空间的相互作用而引起共鸣，据此，传播的音中的引起共鸣的特定 的频率衰减(被吸音、隔音)。
再有，向吸音特性构造体I传播的其余的音如图1 (C)所示，使与音响空孔14接 触的表层20共振。由于该共振，也使得传播的音的特定的频率衰减(被吸音、隔音)。
另外，音响空孔14是发泡的多孔质层10。因此，一部分音响空孔14中，音响空孔 14彼此连通。因此，传播到音响空孔14的音还向其它的音响空孔14传播。此时，音的传播 能量因多孔质层10内的空气的流动阻力(通气阻力)而减少。再有，多孔质层10因传播的 音而振动，由于该振动，也使得频率衰减(被吸音、隔音)。
此时，因微细孔21等的空间共鸣而进行的吸音和因表层20的共鸣而进行的吸音 的吸收音的频率不同，另外，由多孔质层10吸音的频率也不同。因此，吸收噪音中所含的音 的频率中宽的范围的频率，得到效率好的吸音特性。
再有，在本发明中，由于音响空孔14的容积具备各种大小，所以，成为具有能够吸 收更宽的范围的频率的吸音特性的构造物。当然，通过将音响空孔14的大小(容积)控制 在规定的范围内，能够控制衰减的音的频率，能够得到所希望的吸音特性。在本发明的情况 下，为了抑制从汽车等发出的噪音，将表层20的微细孔21控制成比音响空孔14小，通过表 层20和音响空孔14的空间共鸣以及使表层20的膜共振，提高作为人的可听频率区域的中 频区域的吸音特性。
另外，形成在表层20的表面20A的微细孔21和形成在多孔质层10的音响空孔14 在图1中是形成在表层20或者多孔质层10上的孔，但是，在实施本发明的情况下，与微细 孔21以及音响空孔14连通的连通路22也可以形成在表层20以及/或者多孔质层10的 任意一个上。
[实施方式I]
接着，使用图2以及图3，说明本发明的实施方式I中的吸音特性构造物I。
本发明的方式I中的吸音特性构造物I是通过以合成树脂为主成分，将使之含有 发泡剂的组成物加热、发泡而得到。它是发泡性合成树脂组成物。更详细地进行说明，制作 作为合成树脂在嵌段尿烷树脂中使用了异氰酸酯的I液尿烷树脂配置发泡剂，并根据需要 添加界面活性剂等添加剂、碳酸钙等充填材并使之混合的组成物。因此，发泡性合成树脂组 成物是液状材料。使用喷涂机器人等喷涂装置，将制作的组成物涂抹到欲抑制噪音的部位 (被涂敷物)，例如构成汽车的驾驶室的挡泥板衬里等。此后，通过进行加热处理，使I液尿 烷树脂的硬化进展，并将组成物中含有的发泡剂热分解，产生发泡气体，最终，完成具有图2 所示的表面状态和图3所示的截面的尿烷树脂的发泡构造物(吸音特性构造物I)。而且，由 于是尿烷树脂的发泡体，所以，吸音特性构造物I的内部为具有弹性的多孔质层。
这里，对于用于嵌段尿烷树脂的异氰酸酯，优选适合形成吸音效果高的多孔质层 的TDI (甲苯二异氰酸酯)、MDI (二苯基甲烷二异氰酸酯)，尤其优选TDI。添加量为3% 90%重量份，更优选的是5% 40%重量份。另外，嵌段尿烷树脂的分子量为了内包发泡气 体，优选的是按照重量平均分子量Mw为1000 30000，再有，更优选的是5000 20000。若 重量平均分子量Mw低于1000，则在硬化时不能封入分解气体，若超过30000，则难以得到吸 音效果高的构造物。另外，发泡剂可以应用有机发泡剂、无机发泡剂等通常的发泡剂，可根 据加热处理的温度恰当地选定其种类、组合来使用。在本实施方式中，使用氧代双苯磺酰肼 (0BSH)，其添加量优选相对于尿烷树脂的重量比为3% 30%，更优选的是5% 20%。另外， 也可以根据需要添加发泡剂。
作为加热处理的热源，例如，在用于汽车的情况下，能够使用喷涂工序的干燥线。 因此，能够利用已有的设备，没有必要重新准备加热用的设备。本实施方式中的吸音特性构造物I在将含有发泡剂的组成物涂抹在欲吸音(隔音)的部位(被涂敷物)后进行加热、发泡， 形成具有吸音构造的吸音特性构造物I。由此，没有必要预先成形形状，再有，由于是在涂抹组成物后形成构造物，所以，成为对哪种形状的被涂敷物都适合的形状，所以，存在在形状上不受制约的优点。因此，不仅能够用于挡泥板衬里等车身的外部，也能够用于车身的内部、立柱等的车身的框架内。
另外，在本实施方式中，是通过来自外部的加热来进行发泡剂的分解(发泡)，但是，在使用如下合成树脂时，该合成树脂使用通过2液尿烷等的反应而产生发热的合成树脂，也可以通过该反应热来使发泡剂发泡。
从图2所示的吸音特性构造物I的表面状态以及图3所示的吸音特性构造物I的内部的截面状态来看，在表面20A空出的孔由于比在吸音特性构造物I的内部空出的截面的空孔小，所以是微细孔21，另外，该孔的直径为不规则，根据电子显微镜的图像测定，被分布在Ιμπι 300μπι的范围内。在吸音特性构造物I的内部空出的截面的空孔由于呈多孔质状，且具有比微细孔21大的空孔，所以是音响空孔14。而且，判明了音响空孔14其大小根据电子显微镜的图像测定是300 μ m以上的孔。这里，微细孔21以及音响空孔14并非是完全的圆，而是歪斜的圆。因此，直径的算出是将孔中最宽的宽度作为直径，将孔全部包含在内的直径。
另外，形成在吸音特性构造物I的内部的音响空孔14被形成在内部的大致整个区域，与之相对，微细孔21形成在表面20A的一部分。此时的表面空孔面积率根据电子显微镜的图像测定是在O. 1% 10%的范围内。从图2可知，由电子显微镜观察的表面是吸音特性构造物I的表面的一部分，由于用电子显微镜来测定它，所以，微细孔21的出现方式因所观察的部分而变化。因此，改变几个吸音特性构造物I的表面20A的测定部位来进行测定。这在前述的音响空孔14的直径的测定中也是同样。这里，表面空孔面积率是能够由电子显微镜观察的表面中(观察面的全部面积)所含的所有的微 细孔21的孔的总面积的比例。 从该表面空孔面积率可知，形成在吸音特性构造物I的内部的音响空孔14全部不与表面的微细孔21连通，而是局部地由没有微细孔21的表层20覆盖。因此，如通过前述的示意图所说明的那样，因大小不同的空间造成的吸音(隔音共鸣)和因表层20的表层膜的振动而造成的吸音(膜共鸣)能够通过本实施方式来进行。
这样，由于表面空孔面积率在O. 1% 10%的范围内，所以，表层20的密度比遍及大致整个区域形成在吸音特性构造物I的内部的音响空孔14，也就是多孔质层10的密度高。这里，连通路22从图2以及图3的电子显微镜照片看并不清楚，但是，由于微细孔21 和音响空孔14通过发泡剂的分解气体形成，所以，分解气体从音响空孔14向微细孔21的通路成为连通路22。而且，由于它们通过发泡而形成，所以，其大小能够根据包括发泡剂的种类、量以及树脂的硬化在内的特性、加热时的温度来控制。再有，从图3可知，在音响空孔 14上还空出与其它的音响空孔14相连的连结孔16。它在因发泡时的分解气体而产生的气泡成长得大，气泡彼此接触的情况下连通，成为连续气泡。由该连续气泡形成多孔质层10， 进而，该连续气泡的一部分到达了表面的孔成为微细孔21。这样，通过音响空孔14彼此利用连结孔16相连而增加了空间共鸣的效果，再有，还加上因多孔质层10而产生的共鸣效果而得到更有效的吸音特性。
另外，在本实施方式中，通过使I液尿烷发泡而形成吸音特性构造物1，但是，若是 能够通过发泡来形成本发明所示那样的具有微细孔21、连通路22、多孔质层10的音响空孔 14的构造的树脂，则并不限于I液尿烷，也可以使用2液尿烷、环氧树脂、酚醛树脂等热硬化 性树脂，氯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等热塑性树脂。尤其是若像本实施方式这样， 基于合成树脂的发泡体具有弹性，则表层20以及多孔质层10的壁容易与传播的音的频率 相应地因共鸣而振动，通过该共振，音的传播能量被用于共振能量，音的传播衰减，因此，显 示了良好的吸音特性。
再有，在本实施方式中，做成在将以热硬化性树脂、热塑性树脂的合成树脂为主成 分的组成物涂抹到噪音产生源或者噪音产生源附近的必要部位(被涂敷物)后，使组成物发 泡而成为构造物的涂抹型的吸音特性构造物1，据此，减轻以往的毛毡等成形品那样的成形 的工夫、向必要部位的安装作业，并且，由于是在涂抹后形成构造物，所以，不存在受到安装 部位的形状的制约的情况。但是，也能够与以往品同样在成形后进行安装。另外，在本实施 方式中，吸音特性构造物I由一种组成物(材料)制作，但是，也可以由分别的构造物制作多 孔质层10和表层20。在这种情况下，可以由发泡树脂制作多孔质层10，利用粘接等与具有 加工了微细孔21的表层20的薄膜等结合，据此，做成吸音特性构造物I。微细孔21的加工 可以使用激光加工、放电加工等切削加工等，薄膜等并不限于合成树脂，也可以使用金属箔 月旲等。
接着，根据图4，对本实施方式中的吸音特性构造物I的吸音特性进行说明。另外， 吸音特性的评价方法依照Jis A1405-2进行。
从图4可知，能够确认本实施方式的实施品与以往品毛毡相比，即使是薄膜，吸音 特性也优异。
另外，即使厚度为5mm，即使在800Hz以上的人的可听区域，也显示出高于毛毡的 吸音特性，虽然厚度与毛租的13mm相比，薄到IOmm,但在IOOOHz以上，也显示出特殊的吸 音效果。这里，在5000Hz以上，毛毡的吸音率好，但是，脱离了发动机噪声、道路噪声等车内 音、车外音的中心噪声，处于从人类容易听到的频率的特性离开的倾向，因此，明确了实施 品5t (厚度5mm)以及实施品IOt (厚度IOmm)的特性优异。
[实施方式2]
本实施方式的多孔质层10作成与界面活性剂以及水搅拌而成的聚四氟乙烯(下 面，简单称“PTFE”)的水性分散液(分散体)，使用喷涂机器人等喷涂装置，利用喷雾法等公 知的涂抹手段，涂抹在构成车辆的驾驶室的作为挡泥板衬里的底层30上，为将被涂抹的水 性分散液中的水分以及界面活性剂蒸发除去而以250 350°C左右进行加热处理。由于作 为挡泥板衬里的底层30为铁制，所以，以250 350°C左右进行了加热处理，但是，在为树脂 制的情况下，有必要与加热温度和处理速度相匹配地进行设定。
此外，由于PTFE熔点高，原本即使达到其熔点，也不会熔融到芯，因此，PTFE微观 地看成为网状的粒子的块，内部为网状。另外，连通路22通过PTFE的粒子间的熔融的部分 的收缩而被自然地形成。
尤其是在进行PTFE的冷却时，表面最先凝固，内部尤其是底层30侧在底层30本 身储蓄热，逐渐被固化，因此，在内部也形成空洞，即、音响空孔14。因为音响空孔14被自然地形成，所以，根据场所，比大孔11、中孔12、小孔13· · 等微细孔21的直径大。
此时，由形成在作为多孔质层10的上层的微细孔21的多孔质层10的表面20A上的微细孔21、与微细孔21连通的连通路22、形成在比形成有微细孔21的表面20A深的内部，并与连通路22连通，将其容积形成得比形成在表面20A上的微细孔21以及微细孔21 的容积大的无规则的大小的音响空孔14构成。
通常，因为有必要与欲消音的频带相应地决定微细孔21和其内部的音响空孔14 的大小，所以，微细孔21以及音响空孔14由PTFE的烧制温度、界面活性剂等决定。或者也能够通过在PTFE中添加PTFE以外的热熔类型(熔融类型)的氟树脂，例如、四氟乙烯一六氟丙烯共聚物(FEP)等来对应。
尤其是若像PTFE这样由网形成音响空孔14，则使亥姆霍兹共鸣体的音响空孔14 内部的网片机械性地振动，使音声作为热能量消耗，因此，成为效率好的吸音部件。
这样，由在形成于多孔质层10的上层的表层20的表面20A上所形成的微细孔21、 与微细孔21连通的连通路22、形成在比形成有微细孔21的表面20A深的内部，且与未图示出的连通路22连通，并将其容积形成得比形成在表面20A的微细孔21以及未图示出的连通路22的容积大的多种容积的音响空孔14构成共鸣构造体，提高表面20A的空气的流动阻力值，削弱比表面20A深的多孔质层10的内部的音响空孔14中的空气的流动阻力。
[实施方式3]
再有，即使是交联性树脂，也能够同样地形成。
与上述实施方式I以及本实施方式2同样，本实施方式3也是由单一的材料形成多孔质层10和表层20。
交联性树脂是尤其能够在加热时将气体封住，形成连通构造的具有粘度特性的液状树脂，只要是以尿烷树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、液状橡胶为主剂的树脂即可。例如，在嵌段尿烷树脂的异氰酸酯类中，为了形成吸音效果高的内部小室，优选TDI (甲苯二异氰酸酯) 或者MDI (二苯基甲烷二异氰酸酯)，尤其优选TDI。
另外，嵌段尿烷树脂的分子量为了有效地内包发泡气体，而优选重量平均分子量 MwCmolecular weight)l, 000 30，000，尤其优选 10，000 20，000。若分子量低于 1，000， 则不能在硬化时封入气体，若超过30，000,则不能得到吸音效果高的构造体。添加量为5 90%重量份，更优选的是10 50%重量份。
另外，在为2液尿烷且将水作为发泡剂时，在例如在汽车喷涂工厂干燥线上使用时，因为水会在尿烷硬化前挥发，所以，有必要添加发泡剂。作为该发泡剂，能够使用有机发泡剂、无机发泡剂、微胶囊、水和无机填料(在高温下排放水)等。
另外，也可以单独或一并使用ADCA (偶氮二甲酰胺)、0BSH (氧代双苯磺酰肼)等有机分解型发泡剂、碳酸氢钠等无机发泡剂。在为OBSH的情况下，优选相对于尿烷树脂的重量比为3% 30%，尤其优选5% 20%。可以根据需要添加发泡助剂。例如，使尿素、氧化锌、 氧化镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡、二盐基亚磷酸盐、氧化铅等金属盐、二甲基二硫代氨基甲酸等加硫促进剂、硬脂酸、油酸等长链烷基酸、二乙醇胺、二环己基胺等有机胺按照对发泡剂量比为10 100%的添加量。
再有，能够含有从硬化剂、可塑剂等溶剂、充填剂中任意地选择的添加物质。例如， 作为硬化剂，为适合胺、硫磺等主剂(热交联。在常温下无反应类型)的硬化剂。另外，作为充填剂，是碳酸钙、氧化钙、滑石、云母、硅灰石、石墨等。而且，作为可塑剂等溶剂，还能够添 加PVC粉末、丙烯酸粉末等辅助膜物理特性的树脂。再有，作为其它的树脂，也能够添加稳 定剂、吸水材料、难燃剂、防锈剂、可塑剂等。
这样，在本实施方式3的吸音特性构造物中，也与实施方式I以及实施方式2所示 的吸音特性构造物同样，由形成在表面20A的微细孔(相当于图1的21)、与微细孔(相当于 图1的21)连通的连通路(相当于图1的22)、形成在比形成有微细孔(相当于图1的21)的 表面(相当于图1的20A)深的内部，且与连通路(相当于图1的22)连通，并将其容积形成 得比形成在表面(相当于图1的20A)的微细孔(相当于图1的21)以及连通路(相当于图1 的22)的容积大的多种容积的音响空孔(相当于图1的14)做成共鸣构造体，使表面(相当 于图1的20A)的空气的流动阻力值高，使比表面(相当于图1的20A)深的内部的音响空孔 (相当于图1的14)的空气的流动阻力低。
[实施方式的总结]
如上所述，本发明的实施方式的吸音特性构造物I具备具有形成在表面20A的微 细孔21的表层20、与微细孔21连通的连通路24、形成在比表层20深的内部，且具有比微 细孔21以及连通路24的容积大的容积的多孔质层10的音响空孔14，音响空孔14的一部 分通过连通路24与微细孔21连通，由表层20的微细孔21及连通路24以及音响空孔14 来具有吸音特性以及/或者隔音特性，这样的吸音特性构造物I由发泡性合成树脂组成物 形成。
因此，吸音特性构造物I具有由利用以提高了在表层20通过的空气的流动阻力 (通气阻力)，且削弱了在吸音特性构造物I的内部流通的空气的流动阻力的空气阻力为基 础的空间共鸣来进行吸音的吸音机构、以因表层20和向其下扩展的音响空孔14而产生的 表层的共振为基础的吸音机构、以形成音响空孔14的多孔质层10的共振为基础的吸音机 构产生的吸音特性，能够进行宽的频段的吸音控制。在本实施方式中，如图4所示，吸音特 性从500Hz以下的低频到5000Hz以上的高频发挥功能，在1000Hz左右的比较宽的人的可 听频率范围得到良好的吸音特性。另外，多孔质层10的音响空孔14中，音响空孔14彼此 局部性地连通，再有，音响空孔14的一部分从连通路22连接到微细孔21。因此，若噪音向 吸音特性构造物I传播，则音从微细孔21向连通路22传播，从连通路22向音响空孔14传 播，此时，能够利用共振来吸音。这里，音响空孔14通过连通路16进一步连接到吸音特性 构造物I的内部的音响空孔14。
因此，若音进一步向内部传播，则进一步进行由共振进行的吸音。另外，通过音响 空孔14相互间的连通，与连通路22相连的音响空孔14的体积增加，因此，能够一直到低的 频率都具有吸音特性。因此，传播到吸音特性构造物I的微细孔21的噪音难以从微细孔21 向吸音特性构造物I的外侧传播，且相对于宽的频率显示良好的吸音特性。
如上所述，根据上述实施方式对本发明进行了说明，但是，本发明并不仅限于上述 方式，包括以本发明的原理为基准的各种方式。
权利要求
1.一种吸音特性构造物，其特征在于，具备 具有形成在表面的微细孔的表层、 与上述微细孔连通的连通路、以及 形成在比上述表层深的内部，且具有比上述微细孔以及上述连通路的容积大的容积的多孔质层的音响空孔， 上述音响空孔的一部分通过上述连通路与上述微细孔连通， 由上述表层的微细孔及上述连通路以及上述音响空孔而具有吸音特性以及/或者隔音特性。
2.如权利要求1所述的吸音特性构造物，其特征在于，由发泡性合成树脂组成物形成上述表层以及上述多孔质层。
3.如权利要求1或2所述的吸音特性构造物，其特征在于，上述多孔质层的音响空孔中，至少一部分音响空孔相互间连通。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的吸音特性构造物，其特征在于，上述表层的上述微细孔及上述多孔质层的上述连通路以及上述音响空孔具有人的可听频率区域的至少包括IOOOHz的频带的吸音特性。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的吸音特性构造物，其特征在于，使上述表层的密度比上述多孔质层的密度高。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的吸音特性构造物，其特征在于，形成在上述表层的微细孔为表面空孔面积率O.1 10%以及表面微细孔直径I 300 μ m。
7.如权利要求2至6中的任一项所述的吸音特性构造物，其特征在于，上述发泡性合成树脂组成物是液状材料，在将上述发泡性合成树脂组成物涂抹到被涂敷物后，进行发泡而形成上述吸音特性构造物。
全文摘要
本发明的吸音特性构造物即使施加音声频率产生的外力，也吸收因此而产生的噪音，使之难以成为对于周围的噪音源。其具备具有形成在表面(20A)的微细孔(21)的表层(20)、与微细孔(21)连通的连通路(24)以及形成在比形成有微细孔(21)的表层(20)深的内部，并与连通路(24)连通，且将其容积形成得比形成在表面(20A)的微细孔(21)以及连通路(24)的容积大的容积的具有音响空孔(14)的多孔质层(10)，由表面(20A)的微细孔(21)及多孔质层(10)的连通路(24)以及音响空孔(14)来具有吸音特性以及/或者隔音特性。因此，能够进行包括规定的音声频段的隔音在内的吸音控制，能够具有高的吸音特性。
文档编号G10K11/172GK103003871SQ201180034749
公开日2013年3月27日 申请日期2011年5月24日 优先权日2010年7月15日
发明者川合淳一, 三原聪, 加藤千依 申请人:爱信化工株式会社