隔音用纤维聚集体、吸音隔音材料以及车辆用吸音隔音材料的制作方法

文档序号:21789094发布日期:2020-08-07 20:40阅读:189来源:国知局
隔音用纤维聚集体、吸音隔音材料以及车辆用吸音隔音材料的制作方法
本发明涉及一种具有隔音性能以及吸音性能的吸音隔音材料、车辆用吸音隔音材料以及这些材料所使用的隔音用纤维聚集体。
背景技术
:汽车或火车等的车辆,为了舒适地运送乘客,需要静谧性。为了实现静谧性,在车辆的壁面等上埋入具有隔音效果和吸音效果的材料。从运送的节能化的角度来看,优选这样的材料为轻量材料。例如在专利文献1中公开有应对这些课题的吸音材料。对于专利文献1的吸音材料,在超细纤维无纺布的空隙部内,纳米纤维以无纺布的形态存在。具体来说,对于吸音材料,在观察超细纤维无纺布内部时,大量纳米纤维将该无纺布内的空隙部分割,其结果是在该空隙部内形成有纳米纤维无纺布。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2017-181925号公报技术实现要素:发明要解决的问题上述吸音材料是在制造出超细纤维无纺布之后,通过使其浸渍在纳米纤维的分散液中干燥而得到的材料,具有超细纤维与纳米纤维缠绕在一起的复杂构造。为了降低制造成本,希望以更简易的构造实现良好的隔音效果和吸音效果。因此,本发明的目的在于,提供一种能够以简易的构造来有效地隔音的隔音用纤维聚集体、具有该隔音用纤维聚集体的吸音隔音材料以及车辆用吸音隔音材料。用于解决问题的手段本发明人着眼于具有纳米级或接近纳米的微米级的直径的纤维的聚集体中的平均纤维直径以及堆积密度,对这些参数的组合与隔音性能的关系反复实施了多次试验,进行深度研究。其结果,发现了尤其是能够在100hz~2000hz左右的较低频域高水平地发挥隔音性能的平均纤维直径以及堆积密度,从而实现本发明。为了达成上述目的,本发明的一个方式的隔音用纤维聚集体,其特征在于,在将所述隔音用纤维聚集体的平均纤维直径设定为da,将所述隔音用纤维聚集体的堆积密度设定为ρa时,满足以下的公式(i)以及公式(ii)。(i)450nm≤da≤8500nm(ii)0.09g/cm3≤ρa≤0.33g/cm3在本发明中,优选进一步满足以下的公式(i’)。(i’)450nm≤da≤1650nm在本发明中,优选进一步满足以下的公式(ii’)。(ii’)0.09g/cm3≤ρa≤0.22g/cm3在本发明中,优选进一步满足以下的公式(i”)、(ii”)。(i”)1350nm≤da≤1650nm(ii”)0.18g/cm3≤ρa≤0.22g/cm3为了达成上述目的,本发明的另一个方式的吸音隔音材料,具有第一纤维聚集体层和重叠在所述第一纤维聚集体层上的第二纤维聚集体层,其特征在于,所述第一纤维聚集体层由上述隔音用纤维聚集体构成,在将平均纤维直径设定为db,将堆积密度设定为ρb时,所述第二纤维聚集体层由满足以下的公式(iii)以及(iv)的纤维聚集体构成。(iii)4000nm≤db≤8500nm(iv)0.04g/cm3≤ρb≤0.06g/cm3在本发明中,在将所述第一纤维聚集体层的厚度设定为ta,将所述第二纤维聚集体层的厚度设定为tb时,优选进一步满足以下的公式(v)。(v)ta<tb在本发明中,优选进一步满足以下的公式(vi)。(vi)ta/tb≤1/2在本发明中,优选所述第一纤维聚集体层以及所述第二纤维聚集体层由同一材料构成。为了达成上述目的,本发明的一个方式的车辆用吸音隔音材料,其特征在于,由上述吸音隔音材料构成,所述第一纤维聚集体层靠所述车辆的室外配置,且所述第二纤维聚集体层靠所述车辆的室内配置。发明的效果根据本发明,能够以简易的构造来有效地隔音。另外,根据本发明,能够以简易的构造来有效地吸音。而且,根据本发明,能够通过由相同材料、相同生成装置制作的不同聚集体层构成吸音隔音材料。附图说明图1是说明本发明一个实施方式的隔音用纤维聚集体的图。图2是说明本发明另一个实施方式的吸音隔音材料的图。图3是示出用于制作纤维聚集体的制造装置的一个例子的立体图。图4是包括图3的制造装置的部分截面的侧视图。图5是用于堆积由图3的制造装置制造的纳米纤维的捕集网的主视图。图6是示意性示出作用于物体的声能的图。图7是说明用于评价本发明的隔音用纤维聚集体以及吸音隔音材料的测量装置的图。图8是示出本发明的实施例1-1~1-4中的频率与透过损失的关系的曲线图。图9是示出本发明的实施例1-5~1-8中的频率与透过损失的关系的曲线图。图10是示出本发明的实施例1-9~1-12中的频率与透过损失的关系的曲线图。图11是示出本发明的比较例1-1~1-3中的频率与透过损失的关系的曲线图。图12是示出本发明的实施例2-1中的频率与透过损失以及吸收率的关系的曲线图。图13是示出本发明的实施例2-2中的频率与透过损失以及吸收率的关系的曲线图。图14是示出本发明的实施例2-3中的频率与透过损失以及吸收率的关系的曲线图。图15是示出本发明的实施例2-4中的频率与透过损失以及吸收率的关系的曲线图。图16是示出本发明的实施例2-5中的频率与透过损失以及吸收率的关系的曲线图。图17是示出本发明的实施例2-6中的频率与透过损失以及吸收率的关系的曲线图。图18是示出本发明的实施例2-7中的频率与透过损失以及吸收率的关系的曲线图。图19是示出本发明的实施例2-8中的频率与透过损失以及吸收率的关系的曲线图。图20是示出本发明的比较例2-1中的频率与透过损失以及吸收率的关系的曲线图。图21是示出本发明的比较例2-2中的频率与透过损失以及吸收率的关系的曲线图。图22是示出本发明的比较例2-3中的频率与透过损失以及吸收率的关系的曲线图。图23是示出本发明的实施例3-1~3-4中的频率与透过损失的关系的曲线图。图24是示出本发明的实施例3-5~3-8中的频率与透过损失的关系的曲线图。图25是示出本发明的实施例3-1~3-4中的频率与吸音率的关系的曲线图。图26是示出本发明的实施例3-5~3-8中的频率与吸音率的关系的曲线图。具体实施方式以下,对本发明的一个实施方式的隔音用纤维聚集体以及吸音隔音材料进行说明。(隔音用纤维聚集体的结构)对本实施方式的隔音用纤维聚集体的结构进行说明。图1是说明本发明的一个实施方式的隔音用纤维聚集体的图。具体来说,图1中的(a)是拍摄成形前的微细纤维的一个例子的照片。图1中的(b)是拍摄成形为圆柱状的隔音用纤维聚集体的一个例子的照片。在图1中的(b)中,拍摄有四个隔音用纤维聚集体。图1中的(c)是通过电子显微镜将纤维聚集体(平均纤维直径为800nm)的一个例子放大并拍摄的照片。隔音用纤维聚集体由具有纳米级或接近纳米的微米级的纤维直径的微细纤维聚集而成。本实施方式的隔音用纤维聚集体的平均纤维直径为450nm~8500nm,堆积密度为0.09g/cm3~0.33g/cm3。平均纤维直径为450nm~1650nm、堆积密度为0.09g/cm3~0.22g/cm3的聚集体尤其具有更好的隔音性能,因此优选这样的隔音用纤维聚集体。进一步,最优选隔音用纤维聚集体的平均纤维直径为1350nm~1650nm,堆积密度为0.18g/cm3~0.22g/cm3。隔音用纤维聚集体通过满足这些数值范围,能够轻量化并有效地发挥隔音性能。隔音用纤维聚集体例如成形为正方形的垫子状。除了正方形以外,隔音用纤维聚集体也可以成形为圆形或六边形等,或成形为与被埋入的部位的形状等使用方式等相对应的形状。在本实施方式中,构成隔音用纤维聚集体的微细纤维由合成树脂制成。作为合成树脂,例如列举聚丙烯(pp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)等。也可以用这些以外的材料来构成隔音用纤维聚集体。尤其是因为聚丙烯易于处理且加工容易,所以优选将聚丙烯作为隔音用纤维聚集体的材料。对于聚丙烯的密度(材料密度),原料制造商公开的数值为0.85~0.95左右的范围。在本说明书中,将0.895g/cm3用作聚丙烯的密度。在将平均纤维直径设定为da,将堆积密度设定为ρa时,隔音用纤维聚集体满足以下的公式(i)以及公式(ii)。(i)450nm≤da≤8500nm(ii)0.09g/cm3≤ρa≤0.33g/cm3优选隔音用纤维聚集体进一步满足以下的公式(i’)。(i’)450nm≤da≤1650nm优选隔音用纤维聚集体进一步满足以下的公式(ii’)。(ii’)0.09g/cm3≤ρa≤0.22g/cm3优选隔音用纤维聚集体进一步满足以下的公式(i”)和公式(ii”)。(i”)1350nm≤da≤1650nm(ii”)0.18g/cm3≤ρa≤0.22g/cm3通过以下方式求得平均纤维直径。在隔音用纤维聚集体中任意选择多个部位并用电子显微镜放大。在用电子显微镜放大的多个部位中分别任意选择多根微细纤维并测量直径。然后,将选择的多根微细纤维的直径的平均值作为平均纤维直径。在本实施方式中,在任意选择的隔音用纤维聚集体的五个部位中分别任意选择20根微细纤维并测量直径。然后,将这些100根微细纤维的直径的平均值作为平均纤维直径。优选变异系数(标准差除以平均值而得到的值)为0.6以下。隔音用纤维聚集体即使被单独使用也发挥有效的隔音性能,但是也可以用于以下说明的吸音隔音材料。(吸音隔音材料的结构)对本实施方式的吸音隔音材料的结构进行说明。图2是说明本发明的一个实施方式的吸音隔音材料的图。图2中的(a)是吸音隔音材料的立体图,图2中的(b)是沿图2中的(a)的x-x线的剖视图。图2示出的吸音隔音材料5是埋入汽车或火车等车辆的壁面的车辆用吸音隔音材料。除此之外,也可用作埋入飞机或住宅等的建筑物的壁面的吸音隔音材料。吸音隔音材料5具有第一纤维聚集体层1和重叠在该第一纤维聚集体层1上的第二纤维聚集体层2。第一纤维聚集体层1由上述隔音用纤维聚集体构成。第二纤维聚集体层2由纤维聚集体构成。构成第二纤维聚集体层2的纤维聚集体(以下称作“吸音用纤维聚集体”)由具有接近纳米的微米级纤维直径的微细纤维聚集而成。吸音用纤维聚集体的平均纤维直径为4000nm~8500nm。另外,吸音用纤维聚集体的堆积密度为0.04g/cm3~0.06g/cm3。吸音用纤维聚集体通过满足这些数值范围,能够实现轻量化并有效地发挥吸音性能。在本实施方式中,构成吸音用纤维聚集体的微细纤维由合成树脂制成。作为合成树脂,例如列举有聚丙烯(pp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)等。也可以由这些以外的材料构成吸音用纤维聚集体。优选构成第二纤维聚集体层2的吸音用纤维聚集体与构成第一纤维聚集体层1的隔音用纤维聚集体由相同的材料(例如聚丙烯)构成。通过使用相同的材料,能够使第一纤维聚集体层1与第二纤维聚集体层2由单一材料构成,从而能够降低制造成本。在将平均纤维直径设定为db,将堆积密度设定为ρb时,吸音用纤维聚集体满足以下的公式(iii)以及(iv)。(iii)4000nm≤db≤8500nm(iv)0.04g/cm3≤ρb≤0.06g/cm3在将第一纤维聚集体层1的厚度设定为ta,将第二纤维聚集体层2的厚度设定为tb时,优选吸音用纤维聚集体进一步满足以下的公式(v)。(v)ta<tb优选吸音用纤维聚集体进一步满足以下的公式(vi)。(vi)ta/tb≤1/2吸音隔音材料5成形为例如正方形的垫子状。除了正方形以外,吸音隔音材料5也可以成形为圆形或六边形等,或成形为与被埋入的部位的形状等使用方式相对应的形状。吸音隔音材料5适于车辆用吸音隔音材料。在将吸音隔音材料5用于车辆中时,可以以第一纤维聚集体层1靠车辆的室外配置,第二纤维聚集体层2靠车辆的室内配置的方式埋入车辆的壁面。这样,能够有效地吸收(密封)车辆的室内的声音(室内产生的声音)并能够有效地隔绝从车辆外进入室内的声音(室外产生的声音)。具体来说,从声源发出的声能一边被由较粗的纤维以低密度构成的第二纤维聚集体层有效吸收一边传导,且其传导被由较细的纤维以高密度构成的第一纤维聚集体层阻碍(隔绝)。而且,被第一纤维聚集体层的表面(分界面)反射的声能朝向声源侧传导时,也被第二纤维聚集体层进一步吸收。由此,推测能够更有效地将声音封闭在内部。(纤维聚集体的制造装置以及制造方法)构成吸音隔音材料5的第一纤维聚集体层1的隔音用纤维聚集体以及构成第二纤维聚集体层2的吸音用纤维聚集体由如图3~图5所示的制造装置制造。图3是示出用于制作纤维聚集体的制造装置的一个例子的立体图。图4是包括图3的制造装置的部分截面的侧视图。图5是示出用于堆积由图3的制造装置制造的微细纤维的捕集网的主视图。如图3以及图4所示,制造装置50具有料斗62、加热缸63、加热器64、螺杆65、马达66以及头部70。将作为微细纤维的原材料的颗粒状合成树脂投入料斗62中。加热缸63被加热器64加热,从而使从料斗62供给的树脂熔融。螺杆65容纳在加热缸63内。螺杆65借助马达66进行旋转,从而将熔融树脂输送至加热缸63的前端。圆柱状的头部70设置在加热缸63的前端。在头部70上经由气体供给管68连接有气体供给部(未图示)。气体供给管68具备加热器,用于加热从气体供给部供给的高压气体。头部70朝向正面喷射高压气体,且以乘着高压气流的方式排出熔融树脂。在头部70的正面配置有捕集网90。对制造装置50的动作进行说明。投入料斗62中的颗粒状的原料(树脂)被供给至加热缸63内。在加热缸63内熔融的树脂被螺杆65送至加热缸63的前端。到达加热缸63的前端的熔融树脂(熔融原料)从头部70排出。配合熔融树脂的排出,从头部70喷出高圧气体。从头部70排出的熔融树脂以规定的角度与气流相交,并一边被拉长一边被运向前方。如图5所示,被拉长的树脂变为微细纤维,并聚集在配置于头部70正面的捕集网90上(聚集工序)。然后,将该被聚集的微细纤维95成形为期望的形状(例如正方形垫子状)(成形工序)。这样,得到纤维聚集体。这样得到的纤维聚集体是仅通过收集捕集网90上的微细纤维95而成形的,不需要专利文献1中所示的使超细纤维无纺布浸渍于纳米纤维的分散液中并进行干燥这样复杂的制造工程。因此,本实施方式的纤维聚集体不具有超细纤维与纳米纤维缠绕在一起的复杂的构造,而具有微细纤维95不规则地聚集的简易的构造。通过对熔融树脂的排出速度、气体的喷出速度或熔融树脂与气流相交的角度等的各种参数进行调整,制造装置50能够制造平均纤维直径不同的微细纤维。因此,通过对一台制造装置50的参数进行调整,能够制造构成第一纤维聚集体层1以及第二纤维聚集体层2的微细纤维95。此外,上述制造装置50是将对作为原料的合成树脂加热并熔融而得到的“熔融原料”排出的结构,但并不限定于此。除此之外,例如也可以是将“溶液”排出的结构,其中“溶液”是以形成规定浓度的方式向规定的溶剂中预先溶解作为溶质的固态原料或液态原料而形成的溶液。作为能够用于制造纤维聚集体的制造装置的一个例子,本申请人在日本特愿2015-065171中公开了纳米纤维制造装置以及纳米纤维制造方法。该申请已取得专利授权(日本专利第6047786号,平成27年3月26日申请,平成28年12月2日登记),本申请人拥有该专利权。(性能评价)发明人对隔音用纤维聚集体以及吸音隔音材料的隔音性能以及吸音性能(密封性能)进行了评价。首先,对作用于物体的声能进行以下考察。如图6所示,在将入射物体(试样tp)的声能(incidenceenergy)设定为ei,将被物体反射的声能(refrectionenergy)设定为er,将被物体吸收的声能(absorptionenergy)设定为ea,将透过物体的声能(transmissionenergy)设定为et时,以下的公式(1)成立。[式1]ei=er+ea+et···(1)着眼于被物体反射的声能er,若将没有被物体反射的声能(即,被物体吸收的声能ea以及透过物体的声能et)与入射物体的声能ei的比定义为吸音率α,则由以下的公式(2)表示。[式2]α=(ea+et)/ei=(ei-er)/ei···(2)另外,着眼于透过物体的声能et,若将透过物体的声能et与入射物体的声能ei的比定义为透过率τ,则由以下的公式(3)表示。[式3]τ=et/ei···(3)另外,若将因物体而产生的声能的透过损失设定为tl,并以分贝表示,则由以下的公式(4)表示。认为透过损失tl越高则隔音性能越高。[式4]tl=10log10(1/τ)=10log10(ei/et)[db]···(4)使用这些吸音率α以及透过损失tl能够计算出被封闭在物体内部的声能的比率即吸收率β(β=ea/ei)。认为吸收率β越高则吸音性能越高。接着,对使用图7所示的测量装置10的试样tp的吸音率α以及透过损失tl的测量原理进行说明。作为测量装置10使用日本音响工程株式会社(nihononkyoengineeringco.,ltd.)制造的winzac。对于测量装置10,在筒状的主体部11的一端(图的左端)配置声源12,在另一端(图的右端)配置吸音壁13,在声源12与吸音壁13之间配置试样tp。通过试样tp,主体部11内被划分为靠一端的入射室14以及靠另一端的透过室15。入射室14以及透过室15为气密状态。在主体部11中,埋入麦克风21~24,使得能够在入射室14以及透过室15内进行测量。在测量装置10中,入射试样tp的音波pi由以下的公式(5)表示。[式5]其中,是试样表面(x=0)的入射波的振幅。被试样tp反射的音波pr由以下的公式(6)表示。[式6]其中,是试样表面(x=0)的反射波的振幅。在公式(5)、(6)中,k0是复数波,并由以下的公式(7)表示。[式7]k0=k′0-jk″0···(7)筒状的主体部11内的声场由入射波与反射波的和表示。因此,麦克风21的位置x1的声压p1以及麦克风22的位置x2的声压p2由以下的公式(8)、(9)表示。[式8][式9]其中,存在入射波时的麦克风21-麦克风22间的传递函数h1由以下的公式(10)表示。[式10]存在反射波时的麦克风21-麦克风22间的传递函数h2由以下的公式(11)表示。[式11]另外,麦克风21-麦克风22的两点间的传递函数h12由以下的公式(12)表示。[式12]其中,上述公式(12)的r是试样表面的复数声压反射率,并由以下的公式(13)表示。[式13]然后,整理上述公式,从而导出以下的公式(14)。[式14]因此,吸音率α(垂直入射吸音率)由以下的公式(15)表示。[式15]若平面波入射试样tp,则一部分被试样tp的表面反射,另外一部分透过试样tp。若从声源12入射随机噪声,则在主体部11内产生驻波。该驻波是从配置于一端的声源12朝向另一端的行波与从另一端朝向声源12的返波重叠而形成的。为了识别行波和返波,在主体部11内被试样tp划分的两个空间(入射室14,透过室15)的每个空间内设置两个麦克风21~24。将接近声源12的入射室14侧的行波即入射波设定为wa,将返波即反射波设定为wb,将远离声源12的透过室15侧的行波即透过波设定为wc,将返波即反射波设定为wd。将试样tp的表面x0(x=0)的表面声压设定为p0,将表面粒子速度设定为v0,将试样背面xd(x=d)的背面声压设定为pd,将背面粒子速度设定为vd。由此,各麦克风21~24的位置x1~x4的声压p1~p4由以下的公式(16)表示。公式(16)的a、b为公式(17)、(18)的振幅a、b。[式16]若通过各麦克风21~24的位置x1~x4的声压p1~p4表示行波即入射波wa和透过波wc的振幅a、c以及返波即反射波wb和反射波wd的振幅b、d,则由以下的公式(17)~(20)表示。[式17][式18][式19][式20]根据上述公式(12)、(16)~(20),若通过传递函数h12、h13、h34表示透过常数t,则变为以下的公式(21)。[式21]因此,根据透过常数t,透过损失tl(垂直入射透过损失)由以下的公式(22)表示。[式22]tl=10log10(1/τ)其中,透过率(τ=|t|2)···(22)另外,如以下的公式(23)所示,通过从吸音率α减去透过率τ,能够计算出被试样tp封闭的声能的比例即吸收率β。[式23]β=α-τ···(23)(隔音用纤维聚集体的评价)接着,发明人制作了下述所示的本发明的隔音用纤维聚集体的实施例1-1~1-12以及比较例1-1~1-3,并对其隔音性能进行了验证。首先,使用上述制造装置50制造以聚丙烯为材料的平均纤维直径为500nm、1500nm、4450nm以及7700nm的微细纤维95。纤维直径的标准差为900,标准差除以平均纤维直径的变异系数为0.60。然后,以以下所示的方式制作由平均纤维直径与堆积密度的组合形成的圆柱状的隔音用纤维聚集体的实施例1-1~1-12。另外,使用市售的材料制作比较例1-1~1-3。(实施例1-1)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为500nm,堆积密度为0.1g/cm3,高度(厚度)为10mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例1-2)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为1500nm,堆积密度为0.1g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例1-3)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为4450nm,堆积密度为0.1g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例1-4)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为7700nm,堆积密度为0.1g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例1-5)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为500nm,堆积密度为0.2g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例1-6)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为1500nm,堆积密度为0.2g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例1-7)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为4450nm,堆积密度为0.2g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例1-8)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为7700nm,堆积密度为0.2g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例1-9)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为500nm,堆积密度为0.3g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例1-10)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为1500nm,堆积密度为0.3g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例1-11)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为4450nm,堆积密度为0.3g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例1-12)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为7700nm,堆积密度为0.3g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(比较例1-1)将市售的毛毡材料(制品名:吸音材料(2177),amon工业株式会社,羊毛)成形为堆积密度为0.1g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成吸音材料。(比较例1-2)将市售的聚氨酯泡沫材料(制品名:吸音材料(2176),amon工业株式会社,软质聚氨酯泡沫)成形为堆积密度为0.1g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成吸音材料。(比较例1-3)将市售的聚酯无纺布材料(制品名:白色吸音(ホワイトキュウオン),(esw-10-303),東京防音株式会社,平均纤维直径为20μm)成形为堆积密度为0.1g/cm3、高度为10mm的圆柱状而形成吸音材料。针对上述实施例1-1~1-12以及比较例1-1~1-3,使用上述测量装置10测量透过损失tl。图8示出实施例1-1~1-4的透过损失tl,图9示出实施例1-5~1-8的透过损失tl,图10示出实施例1-9~1-12的透过损失tl,图11示出比较例1-3的透过损失tl。然后,基于以下的评价基准,对实施例1-1~1-12以及比较例1-1~1-3的透过损失tl进行评价。表1示出实施例1-1~1-12以及比较例1-1~1-3的构成以及评价结果。(透过损失tl的评价基准)○···在5000hz以下的频域中透过损失tl为5db以上。×···在5000hz以下的频域中存在透过损失tl小于5db的频率。[表1]平均纤维直径堆积密度高度(厚度)透过损失评价实施例1-1500nm0.1g/cm310mm○实施例1-21500nm0.1g/cm310mm○实施例1-34450nm0.1g/cm310mm○实施例1-47700nm0.1g/cm310mm○实施例1-5500nm0.2g/cm310mm○实施例1-61500nm0.2g/cm310mm○实施例1-74450nm0.2g/cm310mm○实施例1-87700nm0.2g/cm310mm○实施例1-9500nm0.3g/cm310mm○实施例1-101500nm0.3g/cm310mm○实施例1-114450nm0.3g/cm310mm○实施例1-127700nm0.3g/cm310mm○比较例1-1—0.1g/cm310mm×比较例1-2—0.1g/cm310mm×比较例1-320μm0.1g/cm310mm×从图8~图10可知,实施例1-1~1-12在5000hz以下的整个频域内透过损失tl为5db以上。另一方面,从图11可知,比较例1-1~1-3在5000hz以下的整个频域内,透过损失tl小于5db,不能够发挥足够的隔音性能。另外,如图8~图10所示,从实施例1-1~1-12可知,存在堆积密度越大则透过损失tl(即隔音性能)越高以及堆积密度越小则透过损失tl越低的倾向。从透过损失tl的角度来看,虽然堆积密度大的一方有利,但其重量相应地增加。对于实施例1-1~1-4(堆积密度0.1g/cm3)与实施例1-8~1-12(堆积密度0.3g/cm3),若体积相同,则后者的重量是前者的重量的3倍。另一方面,若堆积密度小则透过损失tl低,从而不能够确保足够的隔音性能。由此认为,从透过损失tl与重量的平衡的角度来看,在隔音用纤维聚集体中,堆积密度为0.1g/cm3~0.2g/cm3左右合适。另外,从图8、图9可知,在堆积密度为0.1g/cm3、0.2g/cm3的实施例1-1~1-8中,存在平均纤维直径细(500nm、1500nm)的一方的透过损失tl比平均纤维直径粗(4450nm、7700nm)的一方的透过损失tl整体上高的倾向。尤其是在100hz~300hz左右的低音中,平均纤维直径细的一方(500nm、1500nm)的透过损失tl优秀,平均纤维直径为1500nm附近的透过损失tl最优秀。根据上述结果可以确认出,平均纤维直径为500nm~7700nm左右且堆积密度为0.1g/cm3~0.3g/cm3左右的隔音用纤维聚集体发挥优秀的隔音性能。另外,能够确认出,平均纤维直径为500nm~1500nm左右且堆积密度为0.1g/cm3~0.2g/cm3左右的隔音用纤维聚集体发挥特别优秀的隔音性能。进一步,能够确认出,平均纤维直径为1500nm左右且堆积密度为0.2g/cm3左右的隔音用纤维聚集体发挥最优秀的隔音性能。(吸音隔音材料的评价)接着,本发明人制作下述所示的本发明的吸音隔音材料的实施例2-1~2-8以及比较例2-1~2-3,并对其隔音性能以及吸音性能进行了验证。首先,使用上述制造装置50制造以聚丙烯为材料的平均纤维直径为800nm、1500nm、4450nm以及7700nm的微细纤维95。纤维直径的标准差为900,标准差除以平均纤维直径而得到的变异系数为0.60。然后,制作以下所示的吸音隔音材料的实施例2-1~2-8以及比较例2-1~2-3。(实施例2-1)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为800nm,堆积密度为0.2g/cm3,高度(厚度)为20mm的圆柱状而形成第一纤维聚集体层,且将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为4450nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度(厚度)10mm的圆柱状而形成第二纤维聚集体层,并将这样的第一纤维聚集体层和第二纤维聚集体层重叠而形成吸音隔音材料。(实施例2-2)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为800nm,堆积密度为0.2g/cm3,高度为15mm的圆柱状而形成第一纤维聚集体层,且将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为4450nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度为15mm的圆柱状而形成第二纤维聚集体层,并将这样的第一纤维聚集体层和第二纤维聚集体层重叠而形成吸音隔音材料。(实施例2-3)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为800nm,堆积密度为0.2g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成第一纤维聚集体层,且将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为4450nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度为20mm的圆柱状而形成第二纤维聚集体层,并将这样的第一纤维聚集体层和第二纤维聚集体层重叠而形成吸音隔音材料。(实施例2-4)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为800nm,堆积密度为0.1g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成第一纤维聚集体层。且将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为4450nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度为20mm的圆柱状而形成第二纤维聚集体层,并将这样的第一纤维聚集体层和第二纤维聚集体层重叠而形成吸音隔音材料。(实施例2-5)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为1500nm,堆积密度为0.2g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成第一纤维聚集体层,且将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为4450nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度为20mm的圆柱状而形成第二纤维聚集体层,并将这样的第一纤维聚集体层和第二纤维聚集体层重叠而形成吸音隔音材料。(实施例2-6)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为800nm,堆积密度为0.2g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成第一纤维聚集体层,且将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为7700nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度为20mm的圆柱状而形成第二纤维聚集体层,并将这样的第一纤维聚集体层和第二纤维聚集体层重叠而形成吸音隔音材料。(实施例2-7)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为800nm,堆积密度为0.1g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成第一纤维聚集体层,且将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为7700nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度为20mm的圆柱状而形成第二纤维聚集体层,并将这样的第一纤维聚集体层和第二纤维聚集体层重叠而形成吸音隔音材料。(实施例2-8)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为1500nm,堆积密度为0.2g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成第一纤维聚集体层,且将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为7700nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度为20mm的圆柱状而形成第二纤维聚集体层,并将这样的第一纤维聚集体层和第二纤维聚集体层重叠而形成吸音隔音材料。(比较例2-1)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为4450nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度为30mm的圆柱状而形成单层结构的吸音隔音材料。(比较例2-2)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为800nm,堆积密度为0.2g/cm3,高度为30mm的圆柱状而形成单层结构的吸音隔音材料。(比较例2-3)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为4450nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度为10mm的圆柱状而形成第一纤维聚集体层,且将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为800nm,堆积密度为0.2g/cm3,高度为20mm的圆柱状而形成第二纤维聚集体层,并将这样的第一纤维聚集体层和第二纤维聚集体层重叠而形成吸音隔音材料。在实施例2-1~2-8中,由较细的纤维以高密度构成第一纤维聚集体层,由较粗的纤维以低密度构成第二纤维聚集体层。另外,在实施例2-1中,第一纤维聚集体层的高度比第二纤维聚集体层的高度高。在实施例2-2中,第一纤维聚集体层的高度与第二纤维聚集体层的高度相同。在实施例2-3~2-8中,第一纤维聚集体层的高度比第二纤维聚集体层的高度低,其比例为1:2。比较例2-1、2-2仅由第一纤维聚集体层单层构成。在比较例2-3中,由较粗的纤维以低密度构成第一纤维聚集体层,由较细的纤维以高密度构成第二纤维聚集体层,具体来说,具有将实施例2-1的第一纤维聚集体层与第二纤维聚集体层进行互换的结构。针对上述实施例2-1~2-8以及比较例2-1~2-3,使用上述测量装置10测量吸音率α以及透过损失tl。然后,利用这些吸音率α以及透过损失tl计算出吸收率β。图12~图19示出实施例2-1~2-8的透过损失tl以及吸收率β,图20~图22示出比较例2-1~2-3的透过损失tl以及吸收率β。在各图中,(a)示出频率与透过损失tl的关系,(b)示出频率与吸收率β的关系。然后,基于以下的评价基准,对实施例2-1~2-8和比较例2-1~2-3的透过损失tl以及吸收率β进行评价。表2示出实施例2-1~2-8以及比较例2-1~2-3的结构以及评价结果。(透过损失tl的评价基准)◎···在5000hz以下的频域中透过损失tl为15db以上。○···在5000hz以下的频域中透过损失tl为5db以上且小于15db。×···在5000hz以下的频域中存在透过损失tl小于5db的频率。(吸收率β的评价基准)◎···在500hz~2000hz的频域中吸收率为0.4以上。○···在500hz~2000hz的频域中吸收率为0.2以上且小于0.4。×···在500hz~2000hz的频域中吸收率小于0.2。(综合评价)◎···透过损失tl以及吸收率β都为非常良好(◎)。○···透过损失tl以及吸收率β为非常良好(◎)或良好(○)。×···透过损失tl以及吸收率β其中一方或双方都不好(×)。[表2]从图12~图19可知,实施例2-1~2-8在5000hz以下的整个频域内透过损失tl为5db以上,发挥着与上述隔音用纤维聚集体的各实施例同样良好的隔音性能。另外,尤其是实施例2-1~2-3、2-5、2-7、2-8,透过损失tl为15db以上,发挥着与堆积密度为0.3g/cm3的上述隔音用纤维聚集体的实施例1-9~1-12同样非常良好的隔音性能。另外,实施例2-1~2-8在500hz~2000hz的频域内吸收率β至少为0.2以上,有效地将声音封闭在内部。尤其是实施例2-3~实施例2-8的第一纤维聚集体层的高度比第二纤维聚集体层的高度小,因此声能一边被由较粗的纤维以低密度构成的第二纤维聚集体层有效吸收一边传导,且被由较细的纤维以高密度构成的第一纤维聚集体层隔绝。而且,因为被第一纤维聚集体层的表面反射的声能被第二纤维聚集体层进一步吸收,所以推测能够更有效地将声音封闭在内部。即在本实施方式的吸音隔音材料中,室内产生的声音,(1)若入射第二纤维聚集体层则一边被吸收一边传导,(2)若到达第一纤维聚集体层则一边进一步被第一纤维聚集体层吸收一边传导。由此,穿透了吸音隔音材料的室内产生的声音被大幅衰减。而且,室内产生的声音,(2’)若到达第一纤维聚集体层则被其分界面反射,并一边被吸收一边朝向声源侧在第二纤维聚集体层中传导。由此认为,吸收(密封)室内产生的声音的机会增加。另外认为,室外产生的声音被透过损失tl较高的第一纤维聚集体层反射,因此难以进入室内。实施例2-3、2-5、2-7、2-8的透过损失tl以及吸收率β都非常良好,能够发挥优秀的隔音性能以及吸音性能。另一方面,从图20可知,比较例2-1的透过损失tl整体上低,在低频域透过损失tl小于5db,不能够发挥足够的隔音性能。另外,从图21、图22可知,比较例2-2、2-3的透过损失tl高,能够发挥足够的隔音性能,但因为吸收率β低,所以不能够足够地封闭声音。另外,比较例2-3具有与实施例2-1相反而使第一纤维聚集体层与第二纤维聚集体层的位置互换而形成的结构。在实施例2-1中,声源侧的第二纤维聚集体层由较粗的纤维以低密度构成,因此能够有效地将声能收进内部。另一方面,在比较例2-3中,声源侧的第二纤维聚集体层由较细的纤维以高密度构成,因此声能被反射,不能够有效地将声能收进内部。因此,从对实施例2-1与比较例2-3进行比较可知,将第二纤维聚集体层配置于室内侧(接近声源一侧)并将第一纤维聚集体层配置于室外侧(远离声源一侧)的结构能够有效地提高吸收率β。从上述结果能够确认出,将平均纤维直径为800nm~1500nm左右且堆积密度为0.1g/cm3~0.2g/cm3左右的第一纤维聚集体层与平均纤维直径为4450nm~7700nm左右且堆积密度为0.05g/cm3左右的第二纤维聚集体层重叠构成的吸音隔音材料能够发挥优秀的隔音性能以及吸音性能。另外能够确认出,尤其是通过使第一纤维聚集体层的高度(厚度)比第二纤维聚集体层的高度(厚度)小,能够有效地发挥隔音性能以及吸音性能。另外,可以将第二纤维聚集体层配置于接近声源一侧,并将第二纤维聚集体层配置于远离声源一侧。(纤维聚集体的结构与吸音率以及透过损失的关系)接着,发明人制作下述所示的本发明的隔音用纤维聚集体的实施例3-1~3-8,并对其吸音率α以及透过损失tl进行了测量。(实施例3-1)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为800nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度(厚度)为50mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例3-2)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为1500nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度为50mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例3-3)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为4450nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度为50mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例3-4)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为7700nm,堆积密度为0.05g/cm3,高度为50mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例3-5)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为800nm,堆积密度为0.1g/cm3,高度为50mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例3-6)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为1500nm,堆积密度为0.1g/cm3,高度为50mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例3-7)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为4450nm,堆积密度为0.1g/cm3,高度为50mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。(实施例3-8)将上述微细纤维95成形为平均纤维直径为7700nm,堆积密度为0.1g/cm3,高度为50mm的圆柱状而形成隔音用纤维聚集体。针对上述实施例3-1~3-8,使用上述测量装置10测量吸音率α以及透过损失tl。图23、图24示出实施例3-1~3-8的透过损失tl,图25、图26示出实施例3-1~3-8的吸音率α。从图23、图24可知,在1000hz以下的频域中,存在平均纤维直径小(800nm、1500nm)的一方的透过损失tl比平均纤维直径大(4450nm、7700nm)的一方高的倾向。另外,存在堆积密度高(0.1g/cm3)的一方的透过损失tl比堆积密度低(0.05g/cm3)的一方高的倾向。因此,能够确认出,作为隔音用纤维聚集体,平均纤维直径小且堆积密度高的隔音用纤维聚集体更加合适。另外,从图25、图26可知,在1000hz以下的频域中,存在平均纤维直径大(4450nm、7700nm)的一方的吸音率α比平均纤维直径小(800nm、1500nm)的一方高的倾向。另外,存在堆积密度低(0.05g/cm3)的一方的吸音率α比堆积密度高(0.1g/cm3)的一方高的倾向。即,可以说平均纤维直径大且堆积密度小的一方的吸音率α更高。在此,吸音率α高是表示反射的声能少,更多的声能进入纤维聚集体的内部。另外,为了通过吸音隔音材料吸收(密封)声能,重要的是减少反射的声能并使更多声能进入内部,使其在内部有效地衰减。另外,在上述本实施例的吸音隔音材料(实施例2-1~2-8)中,在接近声源一侧配置平均纤维直径大且堆积密度小的第二纤维聚集体层,在远离声源一侧配置平均纤维直径小且堆积密度大的第一纤维聚集体层。通过具有这样的结构,将更多的声能收进第二纤维聚集体层的内部,通过在第二纤维聚集体层传导而使声能衰减。而且,到达第一纤维聚集体层的声能被与第一纤维聚集体层的分界面反射,并再一次朝向声源侧在第二纤维聚集体层传导,声能进一步衰减。由此推测,因为本发明的吸音隔音材料具有上述第一纤维聚集体层以及上述第二纤维聚集体层,所以能够将声能更有效地封闭在内部,从而能够发挥优秀的隔音性能以及吸音性能(密封性能)。以上对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于这些例子。本领域技术人员对上述的实施方式适当地追加、删除构成要素、进行设计变更以及对实施方式的特征进行适当组合所形成的实施方式,只要具备本发明的宗旨,则包括在本发明的范围内。附图标记说明1…第一纤维聚集体层、2…第二纤维聚集体层、5…吸音隔音材料、10…测量装置、11…主体部、12…声源、13…吸音壁、14…入射室、15…透过室、21~24…麦克风、50…制造装置、62…料斗、63…加热缸、64…加热器、65…螺杆、66…马达、68…气体供給管、70…头部、90…捕集网、95…微细纤维、tp…试样、da、db…平均纤维直径、ρa、ρb…堆积密度、ta、tb…厚度、tl…透过损失、α…吸音率、β…吸收率。当前第1页12
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