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1. WO2020162602 - FEUILLE DE BLOCAGE DE SON ET STRUCTURE DE BLOCAGE DE SON

Document

明 細 書

発明の名称 遮音シート及び遮音構造体

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

非特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007   0008   0009  

課題を解決するための手段

0010   0011   0012  

発明の効果

0013  

図面の簡単な説明

0014  

発明を実施するための形態

0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063  

実施例

0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099  

産業上の利用可能性

0100  

符号の説明

0101  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

明 細 書

発明の名称 : 遮音シート及び遮音構造体

技術分野

[0001]
 本発明は、遮音シート及び遮音構造体に関する。
 本願は、2019年2月13日に出願された日本国特願2019-023812号、2019年2月13日に出願された日本国特願2019-023813号、及び、2019年2月7日に出願された日本国特願2019-020879号、に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002]
 集合住宅、オフィスビルやホテル等の建物においては、自動車、鉄道、航空機、船舶等からの屋外騒音や建物内部で発生する設備騒音や人声を遮断して、室用途に適した静謐性が要求される。また、自動車、鉄道、航空機、船舶等の乗り物においては、風切り音やエンジン音を遮断して、乗員に静粛で快適な空間を提供するために室内騒音を低減する必要がある。そのため、屋外から屋内、または、乗り物の室外から室内への騒音や振動の伝搬を遮断する手段、すなわち、遮音手段の研究開発が進められてきている。近年では、建物における高層化、乗り物におけるエネルギー効率向上、さらに、建物、乗り物やそれらの設備の設計自由度向上のために、複雑な形状にも対応可能な遮音部材が求められている。
[0003]
 従来、遮音部材、特にシート状の部材については、遮音性能を向上させるために、部材構造の改良がなされてきた。例えば、石膏ボード、コンクリート、鋼板、ガラス板、樹脂板等の剛性のある平板材を複数枚組み合わせて用いる方法(特許文献1)や、石膏ボード等を用いて中空二重壁構造や中空三重壁構造とする方法(特許文献2)、平板材と複数の独立した切り株状の突起とを組み合わせて用いる方法(特許文献3、4及び非特許文献1)等が知られている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2013-231316号公報
特許文献2 : 特開2017-227109号公報
特許文献3 : 特開2000-265593号公報
特許文献4 : 国際公開第2017/135409号

非特許文献

[0005]
非特許文献1 : M. Oudich, Y. Li, M. B. Assouar, and Z. Hou, A sonic band gap based on the locally resonant phononic plates with stubs, New Journal of Physics, 2010, volume 12, pp 083049.

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 上記の特許文献1~4における遮音シートにおいては、切り株状の突起(共振器)の材質やサイズを変更させた際の遮蔽性能の検討が行われている。しかしながら、切り株状の突起と基材厚さとの構成条件の観点からは改良が十分に行われていないという課題があった。
[0007]
 また、実際に製造する上では成形性の観点からの改良が十分に行われていないという課題があった。
[0008]
 本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、遮音性能に優れる遮音シート及び遮音構造体を提供することを課題とする。
[0009]
 また、本発明は、成形性に優れる遮音シート及び遮音構造体を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

[0010]
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、切り株状の突起(共振器)と基材の厚さを特定の範囲内とすることで、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
[0011]
 また、本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、切り株状の突起(共振器)の底部に特定の範囲内のテーパ部を設けることで、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
[0012]
 すなわち、本発明は、以下に示す種々の具体的態様を提供する。
 [1] 基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された凹凸構造とを有する遮音シートであって、前記凹凸構造は凹凸単位形状を有し、前記凹凸単位形状は、単位当たりの重量が20mg以上、900mg以下であり、且つ前記基材の厚さは、30μm以上、250μm以下であり、前記基材のヤング率は、1GPa以上であることを特徴とする遮音シート。
 [2] 前記基材の厚さは、30μm以上、230μm以下であることを特徴とする[1]に記載の遮音シート。
 [3] 前記基材の一方の面の面積における凹凸構造の面積の割合が5%以上80%以下であることを特徴とする[2]に記載の遮音シート。
 [4] 基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された凹凸構造とを有する遮音シートであって、前記凹凸構造は凹凸単位形状を有し、前記凹凸単位形状は、単位当たりの重量が20mg以上、900mg以下であり、且つ前記基材の一方の面の面積における凹凸構造の面積の割合が5%以上80%以下であり、前記基材のヤング率は、1GPa以上であることを特徴とする遮音シート。
 [5] 前記基材の厚さは、30μm以上、250μm以下であることを特徴とする[4]に記載の遮音シート。
 [6] 前記凹凸構造は、複数の凸部を有し、前記凸部の重量(mg)/前記基材の厚さ(μm)で表される値は、0.1以上、5.0以下以下であることを特徴とする[1]から[5]に記載の遮音シート。
 [7] 前記凹凸単位形状は、前記凹凸構造側の面に沿って、少なくとも異なる2つの方向に繰り返して配列してなることを特徴とする[1]から[6]のいずれか一項に記載の遮音シート。
 [8] 前記凹凸単位形状の前記一方の面と平行な断面における最大幅は、0.5mm以上、50mm以下であることを特徴とする[1]から[7]のいずれか一項に記載の遮音シート。
 [9] 前記凹凸単位形状の高さは、0.5mm以上、50mm以下であることを特徴とする[1]から[8]のいずれか一項に記載の遮音シート。
 [10] 前記凹凸単位形状の間隔は、1mm以上、100mm以下であることを特徴とする[1]から[9]のいずれか一項に記載の遮音シート。
 [11] 基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された複数の凸部とを有する遮音シートであって、前記凸部の重量(mg)/前記基材の厚さ(μm)で表される値は、0.1以上、5.0以下であり、前記基材のヤング率は、1GPa以上であることを特徴とする遮音シート。
 [12] 基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された複数の凸部を有する遮音シートであって、前記凸部は、単位当たりの重量が20mg以上、900mg以下であり、且つ前記基材の厚さは、30μm以上、250μm以下であり、前記基材は、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリクロロトリフロロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、環状ポリオレフィン、ポリノルボルネン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、トリアセチルセルロース、ポリスチレン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはオキサジン樹脂の有機材料、あるいはこれらの有機材料中に金属、無機ガラス、無機粒子または繊維を含む複合材料であることを特徴とする遮音シート。
 [13] 前記基材の一方の面の面積における凹凸構造の面積の割合が5%以上80%以下であることを特徴とする[11]又は[12]に記載の遮音シート。
 [14] 前記凹凸単位形状は、前記凹凸構造側の面に沿って、少なくとも異なる2つの方向に繰り返して配列してなることを特徴とする[11]から[13]のいずれか一項に記載の遮音シート。
 [15] 前記凹凸単位形状の前記一方の面と平行な断面における最大幅は、0.5mm以上、50mm以下であることを特徴とする[11]から[14]のいずれか一項に記載の遮音シート。
 [16] 前記凹凸単位形状の高さは、0.5mm以上、50mm以下であることを特徴とする[11]から[15]のいずれか一項に記載の遮音シート。
 [17] 前記凹凸単位形状の間隔は、1mm以上、100mm以下であることを特徴とする[11]から[16]のいずれか一項に記載の遮音シート。
 [18] 基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された複数の突起部とを有する遮音シートであって、前記突起部は、前記基材と接続する基部にテーパ部を有することを特徴とする遮音シート。
 [19] 前記突起部の最大高さに対する前記テーパ部の高さの比率が3%以上、40%以下であることを特徴とする[18]に記載の遮音シート。
 [20] 前記テーパ部のテーパ角度は、20度以上、70度以下であることを特徴とする[18]又は[19]に記載の遮音シート。
 [21] [1]~[20]のいずれか一項に記載の遮音シートと、前記基材の他方の面を支持する支持体とを備える遮音構造体。

発明の効果

[0013]
 本発明では、遮音性能に優れる遮音シート及び遮音構造体を提供することができる。また、本発明では、成形性に優れる遮音シート及び遮音構造体を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0014]
[図1] 本発明に係る一実施形態である、凹凸構造を有する遮音シートの斜視図である。
[図2] 本発明に係る一実施形態である、凹凸構造及び支持体を有する遮音シートの斜視図である。
[図3] 本発明に係る一実施形態である、凹凸構造を有する遮音シートの斜視図である。
[図4] 本発明に係る一実施形態である、凹凸構造を有する遮音シートの斜視図である。
[図5] 本発明に係る一実施形態である、凹凸構造及びリブ状突起部を有する遮音シートの斜視図である。
[図6] 本発明に係る一実施形態である、凹凸構造及びリブ状突起部を有する遮音シートの斜視図である。
[図7] 突起部振動のモデルを表す図である。
[図8] テーパ部を有する突起部の模式的な正面図である。
[図9] テーパ部を有さない実施例4の突起部の模式的な正面図である。

発明を実施するための形態

[0015]
 以下、本発明の各実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されるものではない。また、以降においては特に断らない限り、上下左右等の位置関係は、図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。なお、本明細書において、例えば「1~100」との数値範囲の表記は、その下限値「1」及び上限値「100」の双方を包含するものとする。また、他の数値範囲の表記も同様である。
[0016]
 本発明の実施形態である遮音シートは、基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された凹凸構造とを有する遮音シートであって、前記凹凸構造は凹凸単位形状を有し、前記凹凸単位形状は、単位当たりの重量が20mg以上、900mg以下であり、且つ前記基材の厚さは、30μm以上、250μm以下であり、前記基材のヤング率は、1GPa以上である遮音シートである。
 本発明の実施形態である遮音シートは、基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された複数の凸部とを有する遮音シートであって、前記凸部の重量(mg)/前記基材の厚さ(μm)で表される値は、0.1以上、5.0以下であり、前記基材のヤング率は、1GPa以上である遮音シートである。
 本発明の実施形態である遮音シートは、基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された複数の凸部を有する遮音シートであって、前記凸部は、単位当たりの重量が20mg以上、900mg以下であり、且つ前記基材の厚さは、30μm以上、250μm以下であり、前記基材は、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリクロロトリフロロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、環状ポリオレフィン、ポリノルボルネン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、トリアセチルセルロース、ポリスチレン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはオキサジン樹脂の有機材料、あるいはこれらの有機材料中に金属、無機ガラス、無機粒子または繊維を含む複合材料である遮音シートである。
[0017]
[遮音シートの第1実施形態]
 まず、第1実施形態の遮音シートについて、図1乃至図7を参照して説明する。
 図1は、第1実施形態の遮音シート1を示す概略斜視図である。遮音シート1は、シート状の基材10と、複数の突起部(凸部)11を凹凸単位形状として含む凹凸構造とを有している。
[0018]
 図2は、本実施形態の遮音構造体100を示す概略斜視図である。遮音構造体100は、遮音シート1と支持体2とを備えている。支持体2は、突起部11が配置された面(一方の面)10aとは逆側の面(他方の面)10b側から基材10を支持する。
[0019]
[凹凸構造]
 凹凸構造を構成する突起部11は、共振部としての役割を果たす。共振部とは、騒音源から音波が入射された際に、ある周波数で振動する振動子(動吸振器)として機能するものである。共振部を有することにより、騒音源から音波が入射された際に有効質量が増加し、質量則を凌駕する高い遮音性能を得ることができる。
[0020]
 突起部11は、図1及び図2に示すように、単一構造体からなる構成でもよく、図3に示すように、基部20と、この基部20に支持され、且つ、この基部20より大きな質量を有する錘部21とを備える複合構造体から構成されていてもよい。さらに、突起部11は、図4に示すように、錘部21が基部20内に埋設された複合構造体から構成されていてもよい。このような複合構造体では、凹凸構造が共振部として作用する場合、突起部11は、錘として働く錘部21の質量と、バネとして働く基部のバネ定数により決定される共振周波数を持つ動吸振器として有効に機能する。また、突起部11は、空孔(空気等の気体)を含む多孔質体であってもよい。
[0021]
 また、図5に示すように、遮音シート1の面10a上にリブ状突起部3が設けられる構成であってもよい。リブ状突起部3は、基材10における一辺と平行な第1方向(図5中、左右方向)の両側の縁部に、複数の突起部11を挟んで対で配置されている。各リブ状突起部3は、面10aと平行で第1方向と直交する第2方向に延在する矩形板状に設けられている。リブ状突起部3は、基材10の法線方向に対して、突起部11の最大高さよりも高い最大高さを有する。基材10が、例えば、突起部11が設けられた長尺のシート材から切り出される、所謂ロール・トゥ・ロールで製造される場合、第2方向をシート材の長尺方向(シート流れ方向)とすることにより、遮音シート1をシート状に巻き取ったり又は複数枚重ね合わせたりしても、リブ状突起部3がスペーサとして機能するため、重ねられた基材10の裏面に対する突起部11の接触が抑制される。したがって、リブ状突起部3が設けられていることにより、突起部11の変形、変異、割れ、脱落、破損等の製造トラブルを生じさせることなく、所謂ロール・トゥ・ロールで遮音シート1を製造及び保管することが容易となる。
[0022]
 また、リブ状突起部3としては、図5に示した矩形板状である構成に限定されず、例えば、図6に示すように、略円柱状に成形され第1方向の両側の縁部において、第2方向に沿ってそれぞれ列を形成するように間隔をあけて複数配置される構成であってもよい。この構成を採ることにより、図5に示した矩形板状のリブ状突起部3と同様の作用・効果が得られることに加えて、複数のリブ状突起部3が間隔をあけて複数配置されることで遮音シート1の追従性(柔軟性)が高められている。そのため、より複雑形状な貼付面に対しても、伸縮可能なフレキシブルな基材10がその表面形状に追随することができ、その結果、基材10を支持体2上に安定して取付け可能になる。
[0023]
 凹凸構造の形成は、遮音シート1を変形して形成させたものでもよく、また、遮音シート1とは別の材料を突起部11として形成させたものでよい。さらに、凹凸構造は、遮音シート1の一面に形成されていてもよく、また、複数の面に形成されていてもよい。なお、支持体2を有する形態においては、支持体2の積層面と反対側の面10aに凹凸を有している。これらは、遮音性能や製造コスト、ハンドリング性等の観点から用途に応じて適宜選択し得る。
[0024]
 凹凸構造は、凹凸単位形状である突起部11を有しており、突起部11は凹凸構造側の面10aに沿って、少なくとも異なる2つの方向に繰り返して配列してなる。図1乃至図4においては、平面視矩形状の基材10の直交する辺に沿って突起部11が配列されている。突起部11としては、大略、円柱形状、角柱形状、円錐形状、円錐台形状、角錐形状、角錐台形状、半球形状、楕円体形状などがあり、これらは、遮音性能や製造コスト、ハンドリング性等の観点から用途に応じて適宜選択し得る。
[0025]
 材料に音波が入射すると、材料は振動し、材料背後に音波を放射する。これが音の透過のメカニズムである。つまり遮音性向上させるためには、音波の入射に対する材料の振動を抑制する必要がある。
[0026]
 従来、凹凸構造を有する遮音シートによる遮音のメカニズムは、突起部11がそれぞれ振動することで動吸振器として作用する「突起部振動」が考えられていた。図7は、突起部振動のモデルを表す図である。本モデルでは、基材10を表すMに複数の錘mがバネと、あるいはバネとダンパー(図示無)を介して接続されている。ここで、錘mとバネ(とダンパー)が突起部を示す。騒音に対して、錘mが基材10に対して位相差をもって振動することにより動吸振器として効果を発現し、基材10の振動を低減することで遮音性を向上する。
[0027]
 発明者らは、上記の「突起部振動」としての作用の他に、「局所的な剛性・質量付与」による作用を発見した。この突起部11は、基材10に対して剛性が高く、基材に局所的な質量を付与することができることから、基材10の振動を局所的に抑制し、結果として基材1全体の振動を低減して遮音効果を奏することを明らかにした(「局所的な剛性・質量付与」)。なお、ここで、「剛性が高い」とは突起部が他の箇所(突起部が無い箇所)よりも厚みが大きいことによって生じる剛性である。
[0028]
 また、発明者らは、凹凸構造や基材を調節することで「突起部振動」と「局所的な剛性・質量付与」の度合いを調節することができ、「突起部振動」と「局所的な剛性・質量付与」との相乗効果によって遮音強度を高めることが可能なことを見出した。
[0029]
 以下、「局所的な剛性・質量付与」の観点から遮音効果が高い構造の詳細である。
[0030]
 上記の凹凸構造においては、凹凸構造側の面10aの面積に対する突起部11の面積の割合は、5%~80%(5%以上、80%以下)であることが好ましく、5.5%~70%(5.5%以上、70%以下)であることがより好ましく、6%~60%(6%以上、60%以下)であることが更に好ましい。前記割合が上記範囲であると基材の振動による遮音性が発現し、遮音性が飛躍的に向上する。上記突起部11の面積とは、基材10の面10aと接続する箇所(基部)における突起部11の断面積である。
[0031]
 上記の凹凸構造は、突起部11の一個当たり(単位当たり)の重量が20mg以上、900mg以下であり、且つ、基材10の厚さが30μm以上、250μm以下である。このとき、突起部11は、騒音源から音波が入射された際に有効質量が増加し、ある周波数で振動する振動子(動吸振器)として機能するとともに、突起部11は錘として、もしくは基材10より剛性が高いことにより、基材10の振動を抑制する機能としての役割を果たす。
[0032]
 騒音源から音波が入射された際に基材10が振動する膜振動が生じる。突起部11が局所的な錘として作用することで膜振動を阻害する。この結果、突起部11が動吸振器としてのみ機能する場合よりも遮音効果が高くなる。
[0033]
 突起部11は、上述したように、一単位形状当たりの重量が20mg~900mgであることが好ましく、22mg~700mgであることがより好ましく、24mg~600mgであることが更に好ましく、25mg~500mgが特に好ましい。突起部11の一単位形状当たりの重量が20mg~900mgであると凹凸単位形状の「突起部振動」による遮音性と、「局所的な剛性・質量付与」による遮音性との相乗効果によって、遮音性能が飛躍的に向上する。
[0034]
 また、突起部11は、面10aと平行な断面における最大幅(以下、単に最大幅と称する)、すなわち、突起部11が円柱形状の場合は直径、突起部11が角柱形状の場合は最大差し渡し幅が0.5mm~50mmであることが好ましく、1.0mm~30mmがより好ましく、1.5mm~20mm以下が更に好ましく、2.0mm~10mmであることが特に好ましい。突起部11の最大幅が0.5mm以上であると遮音性能に優れ、50mm以下であると成形性やハンドリング性に優れる。
[0035]
 また、突起部11は、高さ(最大高さ)が0.5mm以上、50mm以下であることが好ましく、0.7mm以上、30mm以下がより好ましく、0.9mm以上、20mm以下が更に好ましく、1.2mm以上、10mm以下が特に好ましい。突起部11の高さが0.5mm以上であると遮音性能に優れ、50mm以下であると成形性やハンドリング性に優れる。
[0036]
また、突起部11は、間隔が1mmから100mmであることが好ましく、1.4mmから80mmがより好ましく、1.8mmから60mmが更に好ましく、2mmから50mmが特に好ましい。凹凸単位形状の間隔が1mm以上であると成形性に優れ、100mm以下であると遮音性能に優れる。凹凸単位形状の間隔とは、凹凸単位形状の中心と隣り合う凹凸単位形状の中心とを直線で結んだ時の距離(配置ピッチ)である。
[0037]
 上記の凹凸構造においては、凹凸構造側の面10aの面積に対する突起部11の面積の割合は、5%~80%(5%以上、80%以下)であることが好ましく、5.5%~70%(5.5%以上、70%以下)であることがより好ましく、6%~60%(6%以上、60%以下)であることが更に好ましい。前記割合が上記範囲であると「局所的な剛性・質量付与」による遮音性が発現し、遮音性が飛躍的に向上する。上記突起部11の面積とは、基材10の面10aと接続する箇所(基部)における突起部11の断面積である。
[0038]
 基材10の厚さに対する突起部11の一個当たりの重量(突起部一個当たりの重量(mg/個)/基材10の厚さ(μm))で表される値は、0.1以上、5.0以下であり、さらに好ましくは0.6以上、4.0以下、最も好ましくは、1.0以上、3.0以下である。基材10の厚さに対して突起部11の重さが小さいと、突起部振動が主となるが、ある程度重さがある場合、「局所的な剛性・質量付与」により効果的に抑えることによる遮音効果が生まれる。
[0039]
 単位面積当たりの突起部11の個数は40~1000000個/m 、より好ましくは100~500000個/m 、更に好ましくは300~100000個/m 、特に好ましくは500~30000個/m 、1000~10000個/m であることが好ましい。突起部11がある程度の数存在することで効果的に遮音することができる。
[0040]
[凹凸構造に用いられる材料]
凹凸構造(突起部11)の形成に用いられる材料の種類は、ゴム弾性を有し、動的粘弾性を測定できるものであれば特に限定されず、例えば、樹脂やエラストマーが挙げられる。
 樹脂としては、熱又は光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられ、エラストマーとしては、熱又は光硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマーが挙げられるが、これらの中でも光硬化性樹脂又は光硬化性エラストマーが好ましく、特に、形状転写性が良く、優れた遮音機能を発現することから、光硬化性樹脂が好ましい。突起部11の材料として、熱硬化性若しくは熱可塑性の樹脂、又は熱硬化性若しくは熱可塑性のエラストマーを用いた場合、突起部11の成形の際に熱による硬化反応を必要とするため、成形した突起部11に気泡が生じる傾向が強い。気泡が生じた場合、共振し難くなり、遮音性能が低下してしまう。一方で、突起部11の材料として、光硬化性樹脂又は光硬化性エラストマーを用いた場合、上記のような気泡の問題は生じないため、遮音性能の低下が生じにくい。
 樹脂やエラストマーは、1種の材料を単独で用いてもよく、2種以上の材料を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよいが、貯蔵弾性率、引張破断伸度等の特性を制御することができる観点から、2種以上の材料を組み合わせることが好ましい。
[0041]
 凹凸構造(突起部11)の形成に用いられる樹脂として、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂等の熱硬化性樹脂、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、これらの変性体等の単量体の単独重合体又は共重合体等の光硬化性樹脂、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルアルコール、ビニルブチラール、ビニルピロリドン等のビニル系単量体の単独重合体共重合体又は、飽和ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。これらの中でも、硬化物の弾性率が低いウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレートが好ましく、ウレタン(メタ)アクリレートが特に好ましい。
[0042]
 凹凸構造(突起部11)の形成に用いられるエラストマーとして、例えば、化学架橋された天然ゴム或いは合成ゴム等の加硫ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム等の熱硬化性樹脂系エラストマー等の熱硬化性エラストマー;オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、塩ビ系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー、シリコーンゴム系熱可塑性エラストマー、アクリル系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー、アクリル系光硬化性エラストマー、シリコーン系光硬化性エラストマー、エポキシ系光硬化性エラストマー等の光硬化性エラストマー、シリコーン系熱硬化性エラストマー、アクリル系熱硬化性エラストマー、エポキシ系熱硬化性エラストマーが挙げられる。これらの中でも、熱硬化性エラストマーであるシリコーン系熱硬化性エラストマー、アクリル系熱硬化性エラストマー、光硬化性エラストマーであるアクリル系光硬化性エラストマー、シリコーン系光硬化性エラストマーが好ましい。
[0043]
 光硬化性樹脂とは、光照射により重合する樹脂である。例えば光ラジカル重合性樹脂、及び光カチオン重合性樹脂が挙げられる。なかでも光ラジカル重合性樹脂が好ましい。光ラジカル重合性樹脂は、少なくとも分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有することが好ましい。分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する光ラジカル重合性エラストマーとしては、特に限定されないが、硬化物の弾性率の観点から、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-メチルブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-ヘプチル(メタ)アクリレート、2-メチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-ブチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、モルホリン-4-イル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、硬化物の弾性率の観点から、ウレタン(メタ)アクリレートであることが好ましい。
[0044]
 また、凹凸構造(突起部11)の形成に用いられる樹脂として、エチレン性不飽和結合を有する化合物を含んでもよい。エチレン性不飽和結合を有する化合物として、スチレン、α-メチルスチレン、α-クロロスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル系モノマー類;酢酸ビニル、酪酸ビニル、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-ビニル-2-ピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、アジピン酸ジビニル等のビニルエステルモノマー類;エチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル等のビニルエーテル類;ジアリルフタレート、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、アリルグリシジルエーテル等のアリル化合物類;(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-t-ブチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、メチレンビス(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類;(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸i-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸モルフォリル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカン、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸フェニル等のモノ(メタ)アクリレート;ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸トリエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸テトラエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール(繰返し単位数:5~14)、ジ(メタ)アクリル酸プロピレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ジプロピレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸トリプロピレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸テトラプロピレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコール(繰返し単位数:5~14)、ジ(メタ)アクリル酸1,3-ブチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸1,4-ブタンジオール、ジ(メタ)アクリル酸ポリブチレングリコール(繰返し単位数:3~16)、ジ(メタ)アクリル酸ポリ(1-メチルブチレングリコール)(繰返し単位数:5~20)、ジ(メタ)アクリル酸1,6-ヘキサンジオール、ジ(メタ)アクリル酸1,9-ノナンジオール、ジ(メタ)アクリル酸ネオペンチルグリコール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリル酸エステル、ジシクロペンタンジオールのジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールのカプロラクトン付加物(n+m=2~5)のジ(メタ)アクリル酸エステル、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールのγ-ブチロラクトン付加物(n+m=2~5)のジ(メタ)アクリル酸エステル、ネオペンチルグリコールのカプロラクトン付加物(n+m=2~5)のジ(メタ)アクリル酸エステル、ブチレングリコールのカプロラクトン付加物(n+m=2~5)のジ(メタ)アクリル酸エステル、シクロヘキサンジメタノールのカプロラクトン付加物(n+m=2~5)のジ(メタ)アクリル酸エステル、ジシクロペンタンジオールのカプロラクトン付加物(n+m=2~5)のジ(メタ)アクリル酸エステル、ビスフェノールAのカプロラクトン付加物(n+m=2~5)のジ(メタ)アクリル酸エステル、ビスフェノールFのカプロラクトン付加物(n+m=2~5)のジ(メタ)アクリル酸エステルビスフェノールAエチレンオキサイド付加物(p=1~7)のジ(メタ)アクリル酸エステル、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(p=1~7)のジ(メタ)アクリル酸エステル、ビスフェノールFエチレンオキサイド付加物(p=1~7)のジ(メタ)アクリル酸エステル、ビスフェノールFプロピレンオキサイド付加物(p=1~7)のジ(メタ)アクリル酸エステル、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリル酸エステル、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加物(p=1~5)のトリ(メタ)アクリル酸エステル、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド付加物(p=1~5)のトリ(メタ)アクリル酸エステル、グリセリントリ(メタ)アクリル酸エステル、グリセリンエチレンオキサイド付加物(p=1~5)のトリ(メタ)アクリル酸エステル、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリル酸エステル、ジトリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加物(p=1~5)のテトラ(メタ)アクリル酸エステル、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリル酸エステル、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリル酸エステル、ペンタエリスリトールエチレンオキサイド付加物(p=1~5)のトリ(メタ)アクリル酸エステル、ペンタエリスリトールエチレンオキサイド付加物(p=1~15)のテトラ(メタ)アクリル酸エステル、ペンタエリスリトールプロピレンオキサイド付加物(p=1~5)のトリ(メタ)アクリル酸エステル、ペンタエリスリトールプロピレンオキサイド付加物(p=1~15)のテトラ(メタ)アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド付加物(p=1~5)のペンタ(メタ)アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド付加物(p=1~15)のヘキサ(メタ)アクリル酸エステル、N,N',N"-トリス((メタ)アクリロキシポリ(p=1~4)(エトキシ)エチル)イソシアヌレート等のポリ(メタ)アクリレートペンタエリスリトールカプロラクトン(4~8モル)付加物のトリ(メタ)アクリル酸エステル、ペンタエリスリトールカプロラクトン(4~8モル)付加物のテトラ(メタ)アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールカプロラクトン(4~12モル)付加物のペンタ(メタ)アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールカプロラクトン(4~12モル)付加物のヘキサ(メタ)アクリル酸エステル、N,N',N"-トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、N,N'-ビス(アクリロキシエチル)-N"-ヒドロキシエチルイソシアヌレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸プロピレンオキサイド変性(メタ)アクリレート、及びイソシアヌル酸エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド変性(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート;ビスフェノールAグリシジルエーテル、ビスフェノールFグリシジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート等の分子内に複数のエポキシ基を有するポリエポキシ化合物と(メタ)アクリル酸との付加反応により得られるエポキシポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、硬化物の弾性率が低い、フェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、メトキシポリエチレングリコールアクリレートが好ましく、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、メトキシポリエチレングリコールアクリレートがより好ましい。これらは、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
[0045]
 凹凸構造(突起部11)の形成に用いられる樹脂及び/又はエラストマーの含有量は、遮音性能や製造コスト、他の機能などの観点から、適宜調整することができ、特に限定されない。例えば、通常70重量%以上であり、80重量%以上であることが好ましい。また、100重量%であってもよく、99重量%以下であることが好ましい。
[0046]
 凹凸構造(突起部11)の形成が光硬化性樹脂又はエラストマーを含む場合、成形性や機械的強度の向上、製造コストの低減等の観点から、光重合開始剤を含むことが好ましく、例えば、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系、フォスフィンオキシド系及びパーオキシド系等の光重合開始剤を挙げることができる。上記の光重合開始剤の具体例としては、例えば、ベンゾフェノン、4,4-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェン、メチルオルトベンゾイルベンゾエイト、4-フェニルベンゾフェノン、t-ブチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシル-フェニルケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2-メチル-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モルホリノ-1-プロパノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド、メチルベンゾイルホルメート等を例示することができる。これらは1種の材料を単独で用いてもよく、2種以上の材料を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
[0047]
 凹凸構造(突起部11)の形成に用いられる樹脂の光重合開始剤の含有量は、特に限定されないが、機械的強度の向上や適切な反応速度の維持の観点から、通常0.1重量%以上であり0.3重量%以上であることが好ましく、0.5重量%以上であることがより好ましい。また、通常3重量%以下であり、2重量%以下であることが好ましい。
[0048]
 凹凸構造(突起部11)の形成に用いられる樹脂は、遮音性や他の機能などを向上させるために、粒子、板、球体等を含んでもよい。これらの材料は特に限定されず、金属、無機、有機等の材料が挙げられる。
 突起部11は、機械的強度の向上、材料コストの低減の観点から、無機微粒子を含んでいてもよく、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、ソーダガラス、ダイヤモンド等の透明性を有する無機微粒子を挙げることができる。このような無機微粒子以外にも、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂及びこれらの共重合体などの樹脂粒子を微粒子として使用することもできる。
[0049]
 凹凸構造(突起部11)の形成に用いられる樹脂は、遮音性能が阻害されない限り、その他の成分として、難燃剤、酸化防止剤、可塑剤、消泡剤、離型剤等の各種添加剤を含有していてもよく、これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 難燃剤は、可燃性の素材を燃え難くする又は発火しないようにするために配合される添加剤である。その具体例としては、ペンタブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノールA、ヘキサブロモシクロドデカン、ヘキサブロモベンゼン等の臭素化合物、トリフェニルホスフェート等のリン化合物、塩素化パラフィン等の塩素化合物、三酸化アンチモン等のアンチモン化合物、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、メラミンシアヌレート等の窒素化合物、ホウ酸ナトリウム等のホウ素化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
 また、酸化防止剤は、酸化劣化防止のために配合される添加剤である。その具体例としては、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
 可塑剤は、柔軟性や耐候性を改良するために配合される添加剤である。その具体例としては、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、ポリエステル、リン酸エステル、クエン酸エステル、セバシン酸エステル、アゼライン酸エステル、マレイン酸エステル、シリコーン油、鉱物油、植物油及びこれらの変性体等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
[0050]
[基材]
 基材10は、凹凸構造(突起部11)を支持するために用いられる。基材10を構成する素材は、凹凸構造を支持可能なものであれば特に限定されないが、基材自身の振動抑制と突起部11を支持する観点から、凹凸構造の形成に用いられる樹脂よりも剛性の高いものが好ましい。具体的には、基材は、1GPa以上のヤング率を有することが好ましく、より好ましくは1.5GPa以上である。上限は特にないが、例えば1000GPa以下が挙げられる。ヤング率が1.0GPa以上であることにより、突起部11が設けられていない箇所が振動することを抑制できる。
 また、基材10を装置、構造体上等に直接設置する場合において、基材10を設置する面(部材)は、基材10を支持する観点、遮音性能を高める観点等から20kg/m 以下、好ましくは10kg/m 以下、さらに好ましくは5kg/m 以下が良い。
[0051]
 基材10を構成する材料の具体例としては、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリクロロトリフロロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、環状ポリオレフィン、ポリノルボルネン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、トリアセチルセルロース、ポリスチレン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、オキサジン樹脂等の有機材料、これらの有機材料中にアルミニウム、ステンレス、鉄、銅、亜鉛、真鍮等の金属、無機ガラス、無機粒子や繊維を含む複合材料等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらの中でも、遮音性、剛性、成形性、コスト等の観点から、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
[0052]
 基材10の厚さは、30μmから250μmであることが好ましく、30μmから230μmであることがさらに好ましい。40μmから220μmであることがより好ましく、45μmから210μmであることが特に好ましい。基材厚さが30μm以上であるとハンドリング性に優れ、250μm以下、特に230μm以下であると、突起部を付与したことによる遮音性能に優れる。
[0053]
 基材10の形状は、図2に示した態様に限定されず、設置面に応じて適宜設定できる。例えば、平坦なシート状であっても、湾曲したシート状であっても、曲面部や折り曲げ部等を有するように加工された特殊形状であってもよい。さらに、軽量化等の観点から、切り込みや打ち抜き部等が、支持体の任意の場所に設けられていてもよい。
[0054]
 基材10は、他の部材に貼りつけるために、基材の面に粘着層等を有していてもよい。粘着層等を有する基材の面は特に限定されず、1つでも複数であってもよい。
[0055]
[遮音シートの第2実施形態]
 続いて、第2実施形態の遮音シートについて、図8及び図9を参照して説明する。
 これらの図において、図1乃至図7に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
[0056]
 図8は、基材10の面10aに突起部11が設けられた模式的な正面図である。
 図8に示すように、凹凸構造を構成する突起部11は、基材10と接続する基部にテーパ部12を有する。テーパ部12は、基材10に向けて直径が漸次大きくなる裾野状に形成されており、テーパ形状は直線であっても曲線であってもよい。
[0057]
 テーパ部12の高さ(面10aの法線方向(以下、単に法線方向と称する)の長さ)は、突起部11を平面視の中心を含む平面の断面で見た時の面10aとの境界からテーパ部12の上部を垂直方向に測定することで求めることができる。テーパ部12の高さは、突起部11の最大高さに対するテーパ部12の高さの比率が3%から40%であることが好ましく、4%から35%であることがより好ましく、5%から30%であることが更に好ましい。前記比率が3%以上であると成形時の離型性に優れ、40%以下であると遮音性に優れる。
[0058]
 テーパ部12のテーパ角度は、突起部11を上記断面で見た時の突起部11の面10aとの交差面(以下、底面と称する)を基準面として求めることができる。テーパ部12のテーパ角度は、20度から70度であることが好ましく、25度から65度であることがより好ましく、30度から60度であることが更に好ましい。前記テーパ角度が20度以上であると遮音性に優れ、70度以下であると成形時の離形性に優れる。
[0059]
 突起部11の、先端部からテーパ部12との境界までは、直径が同じか、または、基材10に向けて直径が漸次大きくなる裾野状に形成されていることが好ましい。裾野状に形成される場合、その角度は、テーパ部12の角度よりも大きいことが好ましい(70~90度)。これにより共振器の特性と成形時の金型からの抜き取りやすさを両立することができる。
[0060]
[成形方法]
 第1実施形態および第2実施形態の遮音シート1の成形方法は、特に限定されず、一般的な公知のシート成形方法を採用することができる。熱硬化性又は熱可塑性の樹脂若しくはエラストマーの場合、例えば、プレス成形や押出成形、射出成形等の溶融成形法が挙げられ、この場合の溶融成形を行う温度や圧力等の成形条件は、用いる材料の種類に応じて適宜変更することができる。また、光硬化性樹脂又はエラストマーの場合、例えば、活性エネルギー線透過性の板状成形型にこれらの樹脂等を注入し、活性エネルギー線を照射して光硬化させることができる。
[0061]
 光硬化性樹脂等の硬化に用いられる活性エネルギー線は、用いる光硬化性樹脂等を硬化させるものであればよく、例えば紫外線、電子線等が挙げられる。活性エネルギー線の照射量は、用いる光硬化性樹脂等を硬化させる量であればよく、モノマー及び重合開始剤の種類、量を参酌して、例えば、波長が200~400nmの紫外線を通常0.1~200Jの範囲で照射する。活性エネルギー線の光源としては、ケミカルランプ、キセノンランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が用いられる。また、活性エネルギー線の照射は、1段で行ってもよいが、表面性状の良好な光硬化樹脂シートを得るためには、複数段で、少なくとも2段で行うことが好ましい。また、光硬化性樹脂を用いる場合、硬化促進剤を含有してもよい。
[0062]
 突起部11と基材10とを複合する方法は、特に限定されず、基材10上で突起部11を形成する方法、成形後の突起部11と基材10とを接着する方法のいずれの方法でもよい。接着する方法の場合、接着剤を用いることが好ましいが、突起部11と基材10とを接着することができれば接着剤の種類に限定はない。
[0063]
[遮音特性]
 遮音シート1の音響透過損失は、遮音シート1と前記遮音シート1と同質量の平面シートとのピーク周波数における音響透過損失の差が3dB以上であることが好ましく、5dB以上であることがより好ましい。ここで、本発明における音響透過損失とは、遮音シート1を境界として分けた二つの空間のうちの一方の空間で音を発生させた場合に、音を発生させた空間(音源室)の所定の箇所における音圧レベルと、もう一方の空間(受音室)の所定の箇所における音圧レベルとの差を表すものである。また、ピーク周波数とは遮音シート1の効果によって最も遮音性が向上した周波数を指す。
実施例
[0064]
 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、下記の実施例における各種の条件や評価結果の値は、本発明の実施態様における好ましい範囲同様に、本発明の好ましい範囲を示すものであり、本発明の好ましい範囲は前記した実施態様における好ましい範囲と下記実施例の値または実施例同士の値の組合せにより示される範囲を勘案して決めることができる。
[0065]
 まず、第1実施形態の遮音シートの実施例について説明する。
[0066]
[使用原料]
 以下の材料を原料として使用した。
(突起部11を形成する材料)
・EBECRYL 230(ダイセル・オルネクス(株)製、ウレタンアクリレート、重量平均分子量Mw:5000)
・アロニックスM-120(東亜合成(株)製、特殊アクリレート)
・IRGACURE 184(BASF社製、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン)
・IRGACURE TPO(BASF社製、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド)
(基材10)
PETフィルム(ダイヤホイル、三菱ケミカル社製)
フィルム厚さ:50μm、100μm、125μm、200μm、250μm、400μm
[0067]
[音響透過損失]
 上記の遮音シート1を用いて、音響透過損失を測定した。比較例2の測定値を基準(reference)として、この測定値とそれぞれの実施例及び比較例との差を表1にまとめた。
 音響透過損失の測定条件を以下に示す。
 遮音シート1が取り付けられた小型残響箱の内側からホワイトノイズを発生させ、下記式(1)に基づき、小型残響箱の内外に取り付けられたマイクの音圧の差から音響透過損失(TL)を求めた。
残響箱内外に設置したマイクの音圧差
[数1]


[0068]
 Lin   ;内部マイクの音圧レベル(dB)
 Lout  ;外部マイクの音圧レベル(dB)
 入射音 ;ホワイトノイズ
 サンプル-マイク間距離 ;10mm
[0069]
[製造例1]
 EBECRYL230/アロニックスM-120/IRGACURE.184/IRGACURE.TPO=50/50/1/0.1重量%で計量し、泡取り練太郎(シンキー社製、AR-250)を用い撹拌20分、脱泡10分の条件で撹拌を実施し、混合物Aを得た。
[0070]
[実施例1]
 アルミニウム製で直径6mm、高さ5mmの凹形状が、ピッチ10mmで設けられたA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に基材として、125μm厚さ、ヤング率約4GPaのPETフィルムを載せ、高圧水銀ランプを用いて波長200~450nm、エネルギー量1000mJ/m で紫外線照射により硬化を行った。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。
 得られた遮音シートは、実施形態1で示した遮音シートであり、125μm厚さのPET基材上に直径6mm、高さ5mm、ピッチ10mmの凸形状の共振部を有しており、一単位形状当たりの重量は150mgであった。また、凹凸構造(突起部)が付与されている基材面の面積に対する凹凸構造の基部の面積(断面積)の割合(以下、充填率と称する)は、28%であった。基材10の厚さに対する突起部11の一個当たりの重量(突起部一個当たりの重量(mg/個)/基材10の厚さ(μm))の値(以下、重量(mg/個)/厚さ(μm)の値と称する)は、1.2であった。
[0071]
[実施例2]
 100μm厚さのPETフィルムを用いた以外は実施例1と同様の方法で遮音シートを作製した。得られた遮音シートの一単位形状当たりの重量は150mgであった。また、凹凸構造の充填率は、28%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、1.5であった。
[実施例3]
 50μm厚さのPETフィルムを用いた以外は実施例1と同様の方法で遮音シートを作製した。得られた遮音シートの一単位形状当たりの重量は150mgであった。また、凹凸構造の充填率は、28%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、3であった。
[実施例4]
 250μm厚さのPETフィルムを用いた以外は実施例1と同様の方法で遮音シートを作製した。得られた遮音シートの一単位形状当たりの重量は150mgであった。また、得られた遮音シートの充填率は、28%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.6であった。
[0072]
[実施例5]
 アルミニウム製で直径6mm、高さ2mmの凹形状が、ピッチ10mmで設けられたA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に基材として、125μm厚さのPETフィルムを載せ、高圧水銀ランプを用いて波長200~450nm、エネルギー量1000mJ/m で紫外線照射により硬化を行った。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。
 得られた遮音シートは、125μm厚さのPET基材上に直径6mm、高さ2mm、ピッチ10mmの凸形状の共振部を有しており、一単位形状当たりの重量は60mgであった。また、凹凸構造の充填率は、28%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.48であった。
[0073]
[実施例6]
 アルミニウム製で直径6mm、高さ5mmの凹形状が、ピッチ7mmで設けられたA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に基材として、250μm厚さ、ヤング率約4GPaのPETフィルムを載せ、高圧水銀ランプを用いて波長200~450nm、エネルギー量1000mJ/m で紫外線照射により硬化を行った。その後、金型内で硬化した遮音シート部材を、金型から剥離させた。
 得られた遮音シート部材は、250μm厚さのPET基材上に直径6mm、高さ5mm、ピッチ7mmの凸形状の共振部を有しており、一単位形状当たりの重量は150mgであった。また、凹凸構造の充填率は、58%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.6であった。
[0074]
[実施例7]
 凹凸構造(突起部)のピッチが15mmの金型を用いた以外は実施例6と同様の方法で遮音シート部材を作製した。得られた遮音シート部材の一単位形状当たりの重量は150mgであった。また、凹凸構造の充填率は、14%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.6であった。
[0075]
[実施例8]
 凹凸構造(突起部)のピッチが20mmの金型を用いた以外は実施例6と同様の方法で遮音シート部材を作製した。得られた遮音シート部材の一単位形状当たりの重量は150mgであった。また、凹凸構造の充填率は、7%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.6であった。
[0076]
[実施例9]
 凹凸構造(突起部)のピッチが30mmの金型を用いた以外は実施例6と同様の方法で遮音シート部材を作製した。得られた遮音シート部材の一単位形状当たりの重量は150mgであった。また、凹凸構造の充填率は、3%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.6であった。
[0077]
[比較例1]
 アルミニウム製で直径1.2mm、高さ2mmの凹形状が、ピッチ2mmで設けられたA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に125μm厚さのPETフィルムを載せ、高圧水銀ランプを用いて波長200~450nm、エネルギー量1000mJ/m で紫外線照射により硬化を行った。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。
 得られた遮音シートは、125μm厚さのPET基材上に直径1.2mm、高さ2mm、ピッチ2mmの凸形状の共振部を有しており、一単位形状当たりの重量は2.5mgであった。また、凹凸構造の充填率は、28%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.02であった。
[0078]
[比較例2]
 250μm厚さのPETフィルムを用いた以外は比較例1と同様の方法で遮音シートを作製した。得られた遮音シートの一単位形状当たりの重量は2.5mgであった。また、凹凸構造の充填率は、28%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.01であった。
[0079]
[比較例3]
 200μm厚さでヤング率が約0.01GPaのシリコンシート(東レ・ダウコーニング社製、Sylgard184)を用いた以外は実施例1と同様の方法で遮音シートを作製した。得られた遮音シートの一単位形状当たりの重量は150mgであった。また、凹凸構造の充填率は、28%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.75であった。
[0080]
[比較例4]
 400μm厚さでヤング率が約0.01GPaのシリコンシート(東レ・ダウコーニング社製、Sylgard184)を用いた以外は実施例1と同様の方法で遮音シートを作製した。得られた遮音シートの一単位形状当たりの重量は150mgであった。また、凹凸構造の充填率は、28%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.375であった。
[0081]
[比較例5]
 アルミニウム製で直径1.2mm、高さ2mmの凹形状が、ピッチ2mmで設けられたA4サイズの金型に、製造例1で得られた混合物Aを流し込んだ後、金型上に250μm厚さのPETフィルムを載せ、高圧水銀ランプを用いて波長200~450nm、エネルギー量1000mJ/m で紫外線照射により硬化を行った。その後、金型内で硬化した遮音シート部材を、金型から剥離させた。
 得られた遮音シート部材は、250μm厚さのPET基材上に直径1.2mm、高さ2mm、ピッチ2mmの凸形状の共振部(突起部)を有しており、一単位形状当たりの重量は2.5mgであった。また、凹凸構造の充填率は、28%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.01であった。
[0082]
[比較例6]
 凹凸構造(突起部)のピッチが10mmの金型を用いた以外は比較例5と同様の方法で遮音シート部材を作製した。得られた遮音シート部材の一単位形状当たりの重量は2.5mgであった。また、凹凸構造の充填率は、1%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.01であった。
[0083]
[比較例7]
 凹凸構造(突起部)のピッチが4mmの金型を用いた以外は比較例5と同様の方法で遮音シート部材を作製した。得られた遮音シート部材の一単位形状当たりの重量は2.5mgであった。また、凹凸構造の充填率は、7%であった。重量(mg/個)/厚さ(μm)の値は、0.01であった。
[0084]
 上記の実施例1~9及び比較例1~7で作製した遮音シートを用いて前述した方法で音響透過損失を評価した。評価結果を表1に示す。
[0085]
[表1]


[0086]
 表1の実施例1~9と比較例1~7との比較から、一単位形状当たりの重量が20mg以上、900mg以下であり、基材のヤング率が1GPa以上dの素材であり、基材厚さが30μm以上、250μm以下である構成において、遮音ピーク周波数強度が向上していることがわかる。また遮音ピーク周波数が低周波数帯にシフトしていることがわかる。これは、基材厚みを250μm以下とすることで切り株状の突起(動吸振器)の振動による遮音性能と「局所的な剛性・質量付与」による遮音性能の相乗効果が発現したためである。また、基材厚さが30μm以上、230μm以下である実施例1~3では、遮音ピーク周波数が8を超えており、特に優れた結果となっている。
 比較例1~2、5~7は一単位形状当たりの重量が20mg以下であり、基材厚さが薄くなっても遮音ピーク周波数強度が向上していないことがわかる。これは、共振部の重量が小さいため、「局所的な剛性・質量付与」による遮音性能が発現しなかったためである。
[0087]
 表1の実施例1~9と比較例1~7との比較から、基材のヤング率が、1GPa以上の素材であり、重量(mg/個)/厚さ(μm)の値が0.1以上、5.0以下、特に1.0以上、3.0以下である構成において、遮音ピーク周波数強度が顕著に向上していることがわかる。これは、重量(mg/個)/厚さ(μm)の値をこの範囲とすることで、「局所的な剛性・質量付与」により効果的に抑えることによる遮音効果が生まれたためである。また、実施例1,2,3につれて遮音強度が下がっていることを考慮すると、重量(mg/個)/厚さ(μm)の値が高すぎる場合は、遮音効果が下がることが推定される。例えば基材が薄すぎる場合、凸部が設けられていない箇所で振動が起きてしまい、この結果、遮音強度が低くなる可能性が考えられる。同様に、比較例3,4のようにヤング率が低い基材を用いた場合も、基材が柔らかいため、凸部が設けられていない箇所で振動が起きてしまい、この結果、遮音強度が低くなったと考えられる。
[0088]
 表1の実施例1~8と比較例6~7との比較から、基材の一方の面の面積における凹凸構造の面積の割合である充填率が5%以上、80%以下の構成において遮音ピーク周波数強度が向上していることがわかる。これは、充填率を5%以上80%以下とすることで切り株状の突起部(動吸振器)の振動による遮音性能と「局所的な剛性・質量付与」による遮音性能の相乗効果が発現したためである。比較例1~2、5~7は、一単位形状当たりの重量が20mg以下であり、充填率が特定範囲内(充填率が5%以上、80%以下)においても遮音ピーク周波数強度が向上していないことがわかる。これは、共振部の重量が小さいため、「局所的な剛性・質量付与」による遮音性能が発現しなかったためである。
[0089]
 表1の結果より、切り株状の突起(動吸振器)と基材厚さを特定の範囲内とすることで、遮音性能が向上することを確認できた。
[0090]
 続いて、第2実施形態の遮音シートの実施例について説明する。
[0091]
[形状転写性]
 以下、下記の実施例及び比較例で作製した金型に上述した製造例1で作製した光硬化性樹脂を流し込んだ後、PETフィルムを載せ、高圧水銀ランプを用いて波長200~450nm、エネルギー量エネルギー量1000mJ/m で紫外線照射により硬化を行った。その後、金型内で硬化した遮音シートを、金型から剥離させた。金型の総凸部数に対する転写で得られた凸部数の割合が90%以上を「○」、90%未満を「×」と評価した。
[0092]
[実施例10]
 アルミニウム製で直径6mm、高さ5mm、テーパ角度が45度でテーパ高さが0.5mmの凹形状が、ピッチ10mmで設けられた金型を用いた以外は実施例4と同様の方法で遮音シートを作製した。
 得られた遮音シートの形状転写率は99.5%であった。また、非特許文献1に記載の方法により得られた音響バンドギャップは、2223~2864Hzであった。
[0093]
[実施例11]
 アルミニウム製で直径6mm、高さ5mm、テーパ角度が45度でテーパ高さが1.0mmの凹形状が、ピッチ10mmで設けられた金型を用いた以外は実施例4と同様の方法で遮音シートを作製した。
 得られた遮音シートの形状転写率は100%であった。また、非特許文献1に記載の方法により得られた音響バンドギャップは、2382~3024Hzであった。
[実施例12]
 アルミニウム製で直径6mm、高さ5mm、テーパ角度が45度でテーパ高さが3.0mmの凹形状が、ピッチ10mmで設けられた金型を用いた以外は実施例4と同様の方法で遮音シートを作製した。
 得られた遮音シートの形状転写率は100%であった。また、非特許文献1に記載の方法により得られた音響バンドギャップは、3306~4093Hzであった。
[0094]
[実施例4]
 実施例4の遮音シートは、図9に示すように、テーパ部12を有さない突起部11が形成され、形状転写率は89%であった。また、非特許文献1に記載の方法により得られた音響バンドギャップは、2133~2768Hzであった。
[0095]
 上記実施例10~12、実施例4で作製した遮音シートの形状転写性及び音響バンドギャップの算出結果を表2に示す。
[0096]
[表2]


[0097]
 [表2]の実施例10~12と実施例4との比較から、テーパ部を有する凹凸構造(突起部)の転写性が良好であることがわかる。また、実施例10及び11と実施例12との比較から、テーパ高さ/凹凸構造高さ(突起部の最大高さ)比率が高いと転写性は優れるが、音響バンドギャップが高周波数帯にシフトしてしまうことから低周波数帯の遮音性能の観点からはテーパ高さ/凹凸構造高さ(突起部の最大高さ)比率を調節することがより好ましいことがわかる。
[0098]
 [表2]の結果より、基材と接続する基部にテーパ部を設けることで、形状転写性よくなることが分かった。すなわち、金型から遮音シートを抜き取る際に突起部が抜け落ちる割合が減ることがわかった。これは、金型から遮音シートを抜き取る際、突起部の根本と金型との間に生じていた応力がテーパ部により軽減したことにより、応力による抜け落ちを防止することができたことによるものと思われる。
 また、前記突起部の最大高さに対する前記テーパ部の高さの比率が3%以上、40%以下であることで、突起部が十分に錘として作用して低周波数帯の遮音性能をより高めることができることがわかった。
[0099]
 以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

産業上の利用可能性

[0100]
 本発明は、遮音シート及び遮音構造体に適用できる。

符号の説明

[0101]
 1…遮音シート、 2…支持体、 10…基材、 10a…面(一方の面)、 10b…面(他方の面)、 11…突起部(凸部)、 12…テーパ部、 100…遮音構造体

請求の範囲

[請求項1]
 基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された凹凸構造とを有する遮音シートであって、
 前記凹凸構造は凹凸単位形状を有し、
 前記凹凸単位形状は、単位当たりの重量が20mg以上、900mg以下であり、且つ前記基材の厚さは、30μm以上、250μm以下であり、
 前記基材のヤング率は、1GPa以上であることを特徴とする遮音シート。
[請求項2]
 前記基材の厚さは、30μm以上、230μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の遮音シート。
[請求項3]
 前記基材の一方の面の面積における凹凸構造の面積の割合が5%以上80%以下であることを特徴とする請求項2に記載の遮音シート。
[請求項4]
 基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された凹凸構造とを有する遮音シートであって、
 前記凹凸構造は凹凸単位形状を有し、
 前記凹凸単位形状は、単位当たりの重量が20mg以上、900mg以下であり、且つ前記基材の一方の面の面積における凹凸構造の面積の割合が5%以上80%以下であり、
 前記基材のヤング率は、1GPa以上であることを特徴とする遮音シート。
[請求項5]
前記基材の厚さは、30μm以上、250μm以下であることを特徴とする請求項4に記載の遮音シート。
[請求項6]
 前記凹凸構造は、複数の凸部を有し、
 前記凸部の重量(mg)/前記基材の厚さ(μm)で表される値は、0.1以上、5.0以下であることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の遮音シート。
[請求項7]
 前記凹凸単位形状は、前記凹凸構造側の面に沿って、少なくとも異なる2つの方向に繰り返して配列してなることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の遮音シート。
[請求項8]
 前記凹凸単位形状の前記一方の面と平行な断面における最大幅は、0.5mm以上、50mm以下であることを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の遮音シート。
[請求項9]
 前記凹凸単位形状の高さは、0.5mm以上、50mm以下であることを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載の遮音シート。
[請求項10]
 前記凹凸単位形状の間隔は、1mm以上、100mm以下であることを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の遮音シート。
[請求項11]
 基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された複数の凸部とを有する遮音シートであって、
 前記凸部の重量(mg)/前記基材の厚さ(μm)で表される値は、0.1以上、5.0以下であり、
 前記基材のヤング率は、1GPa以上であることを特徴とする遮音シート。
[請求項12]
 基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された複数の凸部を有する遮音シートであって、
 前記凸部は、単位当たりの重量が20mg以上、900mg以下であり、且つ前記基材の厚さは、30μm以上、250μm以下であり、
 前記基材は、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリクロロトリフロロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、環状ポリオレフィン、ポリノルボルネン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、トリアセチルセルロース、ポリスチレン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはオキサジン樹脂の有機材料、あるいはこれらの有機材料中に金属、無機ガラス、無機粒子または繊維を含む複合材料であることを特徴とする遮音シート。
[請求項13]
 前記基材の一方の面の面積における凹凸構造の面積の割合が5%以上80%以下であることを特徴とする請求項11又は12に記載の遮音シート。
[請求項14]
 前記凹凸単位形状は、前記凹凸構造側の面に沿って、少なくとも異なる2つの方向に繰り返して配列してなることを特徴とする請求項11~13のいずれか一項に記載の遮音シート。
[請求項15]
 前記凹凸単位形状の前記一方の面と平行な断面における最大幅は、0.5mm以上、50mm以下であることを特徴とする請求項11~14のいずれか一項に記載の遮音シート。
[請求項16]
 前記凹凸単位形状の高さは、0.5mm以上、50mm以下であることを特徴とする請求項11~15のいずれか一項に記載の遮音シート。
[請求項17]
 前記凹凸単位形状の間隔は、1mm以上、100mm以下であることを特徴とする請求項11~16のいずれか一項に記載の遮音シート。
[請求項18]
 基材と、前記基材の少なくとも一方の面に配置された複数の突起部とを有する遮音シートであって、
 前記突起部は、前記基材と接続する基部にテーパ部を有することを特徴とする遮音シート。
[請求項19]
 前記突起部の最大高さに対する前記テーパ部の高さの比率が3%以上、40%以下であることを特徴とする請求項18に記載の遮音シート。
[請求項20]
 前記テーパ部のテーパ角度は、20度以上、70度以下であることを特徴とする請求項18又は19に記載の遮音シート。
[請求項21]
 請求項1~20のいずれか一項に記載の遮音シートと、
 前記基材の他方の面を支持する支持体とを備える遮音構造体。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]