超輕量的隔音材料的制作方法

專利名稱：超輕量的隔音材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及防止非車廂箱內的引擎室等的噪音傳到車廂內所使用的超輕隔音材料，尤其涉及結構輕、能吸收傳到車廂內之噪音的超輕隔音材料。
背景技術：
如專利文獻1(特表2000-516175)所示，在車輛上，能帶來降低噪音與隔熱效果，尤其是在地板隔音與邊緣部車廂壁隔音以及門蓋與屋頂內側上，設有多功能套件(41)，該套件是具有吸音性、隔音性與震動減衰性的隔熱罩子，而且擁有至少一個面狀車體零件(11)、多層降低噪音組合包裝(package)(42)；在前述的組合包裝中，至少擁有1個有孔的(porous)彈簧層(13)，特別是擁有開放孔洞(bore)的發泡層；在前述的組合包裝(42)與前述面狀車體零件之間，設有一個空氣層(25)。由于透過所形成的超輕量套件(41)是以最佳比例的隔音性、吸音性與震動衰減性來構成，因此前述的多層組合包裝(42)是一個沒有重量層的組合套件，擁有微小小孔之硬質層(14)，特別是擁有開放孔的纖維層或是纖維/發泡復合體層；前述硬質(14)具有對Rt＝500Nsm-3～Rt＝2500Nsm-3氣流的總阻力，尤其對Rt＝900Nsm-3～Rt＝2000Nsm-3的氣流具有總阻力，以及擁有mF＝0.3kg/m2～mF＝2.0kg/m2的單位面積重量，特別是具有mF＝0.5kg/m2～mF＝1.6kg/m2單位面積重量特性的套件。此項發明套件之特點在遇到今日汽車產業所喜愛使用的薄型鐵片以及質輕的鋁片，以及有機薄片時，效果特別顯著。該發明套件之優點，在于所使用的有孔彈簧層的熱傳導度極低，因此該套件在具備良好的音響特性(特別是隔音效果)的同時，也擁有良好的隔熱性。
如專利文獻2(特開2001-347899)所示，車輛用的隔音材料10從車廂內從100依序系由第1通氣性吸音層20、非通氣性隔音層30、第2通氣性吸音層40層積而成，且第1通氣性吸音層20在車廂內側未擁有非通氣層，第2通氣性吸音層40的反車廂內側也未具有非通氣層，該特征讓噪音在通過隔音材料時，泄漏到氣層，這項特征讓噪音在通過隔音材料時，泄漏到車廂內的噪音能再度被吸收，而且也提供一個隔音結構讓從引擎室外傳到車廂內的噪音能被吸收，同時也提供了一個兼顧輕量化的隔音材料。
如專利文獻3(特開2002-220009)所示，在車體面板(panel)(10)的室內面上所加裝的汽車用Insulator(20)，該Insulator(20)是由單層以纖維成形體為基礎的吸音層(21)所構成，會吸收穿透車體板(10)侵入吸音層(21)的噪音，而且穿透吸音層(21)的穿透噪音會在車廂內的板子(40)進行反射后再度經表面側回歸到吸音層(21)，因此該絕緣器的特征系為一種能吸收該反射噪音的通氣型Insulator，在吸音層(21)的表里面上至少有一面采用比吸音層(21)面的密度更高的高密度纖維集合體所構成的表皮層(22)所層積而成。此外在吸音層(21)的表里面當中至少有一面的整面或部份面上，采用發泡樹脂布材質所構成的表皮層(27)層積而成。如此一來就不須使用過去的隔音層，而能減輕重量，同時能降低安裝面板40內音壓的上升，提高車廂內的安靜度。
如專利文件4(特開2002-347194)所示，層積品是由表皮剝離強度在20N/cm以下，L值在60以下的聚烯(Polyolefin)類的發泡樹脂，與厚度在5mm以上、密度50kg cm3以下的蓬松性不織布一體成形的層積體，該層機體的特征在于每單位面積重量在3kg/m2以下。如此一來即能提供一種重量輕、且回收性佳、成形加工容易而且外觀美麗的層積品。

發明內容
利用通氣阻力的表皮層與吸音層結合而成的儀表板靜音材質也是提案之一。
一、解決的問題將傳統的隔音結構與專利文獻1的結構以及穿透損失與吸音能力進行比較，其結果如下。這里的低周波數主要是指1/3倍頻帶(octave band)的周波數在315Hz以下，中周波數是指400～1600Hz，高周波數是指2000Hz以上者。
在此比較傳統的隔音結構(參照圖27。以下稱「圖27之結構」)與專利文獻1的結構(參照圖28，以下稱「圖28之結構」)，以及穿透損失與吸音能力。
圖27的結構中儀表板靜音裝置每單位面積的重量為6.0kg/m2，圖28之結構4所使用的每實效單位面積重量為2.0kg/m2。這些制品被用來安裝在汽車的車體面板上。
此車體面板每單位面積的重量為6.2kg/m2。
從圖29(a)的穿透損失的圖當中可看出，圖28的結構是由通氣的表皮層與面板雙重結構所構成，而且中間使用的是具有通氣阻力的吸音材料，所以可獲得重量法則以上的穿透損失。但是由于橡膠布的每單位面積重量很高，所以會產生較大的低周波數的穿透共鳴，從而大幅降低穿透損失。
從圖29(a)的穿透損失的圖當中可看出，圖28的結構是由通氣的表皮層與面板雙重結構所構成，表皮層具有通氣性，所以在周波數數下會產生音漏，只會獲得重量法則以下的穿透損失。遮音性的話，在圖28的結構中，無法獲得充分的穿透損失。
從圖29(b)的吸音率圖當中可看出，圖27的結構中低周波數擁有會因為強烈表皮共振而產生向上的周波數，但是在中周波數與高周波數卻幾乎看不到吸音率。
從圖29(b)的吸音率圖當中可看出，圖27的結構中利用通氣阻力高的表皮層的表皮共振與背后的吸音層的吸音能力，從中周波數到高周波數都可達到具有吸音能力。
在影響到實際汽車安靜性的儀表板靜音裝置部份，從儀表板入射的直接聲音會從汽車各部位入射進來，所反射的間接聲音較多，和傳統的結構相較起來，專利文獻1的做法能夠大幅降低穿透損失，中周波數以上的吸音力相對較高，能提升車廂內的吸音力，確保幾乎同等的車廂內寧靜性。而且由于制品重量大幅減輕，因此近來的儀表板結構都采用此種做法。
但是在某些車種上，由于車輛結構的關系使得直接聲音的影響比較大，在圖28之結構中，穿透損失不足(參照圖29(a))，因此無法確保車廂內的寧靜性。此外，實際制品上有凹凸不平之處，吸音層的厚度也有1～30mm的變化。如此一來，如專利文獻1的圖28之結構所示的高周波數利用吸音層的吸音力效果，由于其吸音層厚度降低，因此吸音能力也下滑。而且吸音層是以厚度30～50mm的縮尼(felt，毛氈。)成形所產生，較薄的部份的通氣阻力比一般面還低，無法獲得足夠的吸音力。原本專利文獻1之結構的儀表板靜音裝置的吸音力足以確保車廂內的寧靜性，然而也因為上述因素而無法發揮足夠的性能。
此外，傳統的隔音材料的目的原本就是為了降低車廂外的穿透聲音，因此對廣泛周波數的聲音都能夠達到良好的吸音力，但是由于車廂內對反射音的吸音處理不足，造成如圖30所示，1/3倍頻帶(octave band)的中心周波數在800Hz～1600Hz對談話清晰度十分重要，從談話清晰度的觀點來看，較高周波、接近1000Hz的周波數的吸音就不充足。
在專利文獻2當中，如圖31所示，在利用吸音材料來對1000Hz以上的周波數的聲音進行吸音時，當吸音層變薄時，往往吸音率就會降低。
圖28結構的隔音材料雖然具有反吸收車廂內反射音的機能，但是對吸音周波數的控制方案并不明確。
專利文件3、4中對傳統隔音材料的吸音布與表層界面的固定狀態、表皮部通氣量的吸音特性、遮音特性的嚴重影響都加以忽略。實際的制品中形狀復雜須具備一定的界面粘結強度，不同的設計條件會使吸音、遮音特性也都不同。此外其可能也無法應用在狹小空間中。
所以本發明不僅能夠對從車體面板入射的直接聲音能提升隔音效果，也就是以提升穿透損失低的中周波數的穿透損失為目的，因此在實際制品有凹凸時也能因為吸音層變薄而確保充分的吸音力，也就是以提升中周波數(特別是包含人交談時的周波數頻域的噪音水準范圍)到高周波數的吸音力為目的，特別是提高對過去315～800Hz的吸音力不容易提升的周波數的吸音力，而且更以減輕吸音材料重量為目的。
二、解決手段有鑒于前述各項課題，本發明之發明者除了著眼于吸音層與非透氣性的共振層之間的界面的粘結狀態，也將非通氣性共振層重量降到極低，控制穿透損失與吸音率的周波數，隔離車廂外傳入的噪音，確保車廂內的吸音水平，以提升車廂內的寧靜性。
申請項目1所記載之發明是具有以下特征之超輕隔音材料以厚度1～100mm，密度0.01～0.2g/cm3，最好是0.03～0.08g/cm3的輕型吸音層以及與該吸音層透過粘合層粘接、每單位面積的重量在600g/m2以下、最好是300g/m2以下的非通氣性共振層所構成；前述吸音層與非通氣性共振層的粘合層的粘結強度在剝離幅度25mm下時為180度，剝離較好設定在1～20N/25mm、最好是3～10N/25mm；前述粘合層對前述吸音層與非通氣性共振層的所有界面較好是以50～100％，最好是以80％～100％的面積粘結，前述吸音層配置在車體面板側，前述非通氣性共振層設置在車廂內側。
上述的剝離方法與「JIS K6854圖4180度剝離」類似，剝離速度是以200mm/分進行。
前述非通氣性共振層與吸音層的界面，是透過前述粘合層，以足夠的粘結力粘接，前述吸音層與非通氣性共振層之間透過此界面共振而能吸音，此隔音材料具備此項特征。這里采用了JIS L1018 8.3.3.1編地的通氣性「脆弱(fragile)形試驗機」與其結果關連性極高的通氣性試驗機進行測定，非通氣性系指該通氣量在設備的最低測定能力以下，在0.1cm3/cm2·sec以下。前述的吸音層最好具有空氣層。
本發明之發明者是因為看出顯示非通氣性共振層與吸音層的界面狀態的剝離強度與對粘合層粘結面積的吸音性影響而做出本發明。本發明的超輕量隔音材料的原理在于利用了非通氣性共振層與吸音層之間界面的共振現象的吸因效果。利用位于非通氣性共振層與吸音層之間的粘合層，在界面上就能通過控制所吸音的聲音周波數，而將車廂內的聲音利用非通氣性共振層與吸音層的膜共振來吸音。
非通氣性共振層的配置結構可設計在所有的吸音層面上，也可以設置在吸音層的部份上、也可設在表面側、內面側的任一方。
形成吸音層以及對該吸音層的車室內側非通氣性共振層(具體而言即是非通氣性薄膜層或是超輕量非通氣性發泡層)。吸音層與粘合層采用的是非通氣性或通氣性材質。吸音層只要具備吸音性，不管是通氣或不通氣都可以。例如尿烷鑄膜(Mold)即為非通氣性材質。
1/3倍率頻帶(octave band)的周波數與吸音層的粘結部面積為50～100％，最好是80％以上。可做全面粘結或部份粘結。例如吸音層與非通氣性共振層之間最好是透過粘合層連續性粘接，相當于1～50dot/cm的點接著，也可采用線狀粘結。此外如采用粘結膜的話，也可采用全面粘結。
粘結強度在剝離幅度25mm、180度剝離時為1～20N/25mm，最好是3～10N/25mm。
非通氣性共振層的材質為非通氣性，如樹脂發泡體或是樹脂膜。吸音層可為非通氣性或通氣性材質，例如熱可塑性縮尼(felt)、化纖反毛材、PET纖維等以粘結(Binder)纖維縮尼(felt)化。粘合層的材質可為非通氣性或通氣性者，如Ethylene Vinyl Acetate(以下簡稱EVA)、尿烷類粘結劑等。
申請項目2所記載的本發明的前述吸音是具備由高密度吸音層與低密度吸音層之多層體所形成之超輕隔音材料。
申請項目3所記載的本發明的前述高密度吸音層的密度為0.05～0.20g/cm3，厚度在2～70mm范圍內，前述低密度吸音層的密度為0.01～0.10g/cm3，厚度在2～70mm之間，如申請項目2所述的超輕隔音材料。
申請項目4所記載的本發明中，前述高密度吸音層的初期壓縮反彈力為30～600N，最好是50～300N，前述低密度吸音層的初期壓縮反彈力為5～300N，最好是10～100N，前述高密度吸音層的初期壓縮反彈力為前述低密度吸音層的初期壓縮反彈力的1.2～40倍，最好是1.5～5倍，前述吸音層的厚度中，高密度吸音層占厚度的20～80％，最好是40～60％，如申請項目2與3所述的超輕隔音材料。
這里的初期壓縮反彈力與高密度吸音層厚度會對彈簧類震動的彈簧部位發生影響。也就是說，初期壓縮反彈力高的高密度吸音層透過粘合層粘結，會提升非通氣性共振層的剛性，讓共振周波數移動高周波側。而且當高密度吸音層與低密度吸音層的剛性差不恰當時，可能就無法產生高周波側與低周波側共振的周波數。
吸音層所采用的吸音材料其初期壓縮反彈力的測定方法是以φ100mm、厚度20mm的圓柱狀材料修整成吸音材來作為試料。
如圖1所示，在前述的材料上面荷重，在壓縮到5mm時的反彈力以Tensilon等荷重測定裝置進行測定。此時的荷重速度為50mm/分。測定參考值系以2.5mm壓縮時與7.5mm壓縮時的條件同時進行測定。
圖1為初期壓縮反彈力的測定方法。將以φ100mm圓柱狀剪裁成的吸音材料加以荷重進行壓縮。
圖2為初期壓縮反彈力的測定結果，是針對PET(PolyethyleneTerephtalate)、縮尼(felt)、RSPP(以碎紙塵為原料所制的再生隔音材料)、PUF(Polyurethane foam)所作的測定結果。這里的吸音層壓縮反彈力是牽涉到制振材料的彈性率的數值。過去作為隔音材料之一的縮尼(felt)材料也是一種制振材料。制振材料能吸收震動的能量，轉換成熱能。代表制振效果特性的是損失系數η。該損失系數η是以下列式子計算出來。
η=η′×E2E1×[h2h1]2]]>η損失係數η’吸音材損失係數E1共振層彈性率E2吸音層彈性率h1共振層厚度h2吸音層厚度式1前述的吸音材，最好采用的是由高密度吸音層與低密度吸音層兩層不同材料所復合成的多層體，或是采用單一材料但具備高密度側與低密度側的密度分配的材料。
前述的吸音材，采用的是由高密度吸音層與低密度吸音層兩層不同材料所復合成的多層體，最好采用在各個高密度與低密度的吸音材料中有2層材質所構成。或者采用單一材料但具備高密度側與低密度側的密度分配的材料，在非通氣性共振層側，高密度側由粘合層粘接成的2層也可獲得相同的效果。
前述高密度吸音層的一面上，前述的共振層透過前述粘結劑粘接，而且在前述低密度吸音層的一面上，在與前述高密度吸音層的前述共振層的相反面上透過其它的粘合層粘接，或是層積亦可。或者是在單一材料上有高密度側與低密度側不同的密度配置亦佳。
吸音層的材質最好是熱可塑性縮尼(felt)、Polyester類縮尼(felt)等的PET(Polyethylene Terephtalate)類縮尼(felt)、尿烷壓鑄品、尿烷發泡的板材、RSPP等。
申請項目5所記載之發明中，前述吸音層系單層，密度0.02～0.20g/cm3，厚度2～70mm，如申請項目1所示之超輕隔音材料。吸音層最好采用單一材料。
申請項目6所記載之發明中，前述吸音層申請項目6所記載之發明中，前述吸音層的初期壓縮反彈力為2～200N，最好為20～100N，系具備此項特征如申請項目5所述之超輕隔音材料。
申請項目7所記載之發明中，前述粘合層中未粘接的前述非通氣性共振層在車廂內側的面粘接了第2吸音層，前述的第2吸音層的密度為0.01～0.2g/cm3，厚度為1～20mm，最好是密度為0.05～0.15g/cm3，厚度為4～10mm，具備此項特征如申請項目1至6任一所述之超輕隔音材料。
第2吸音層只要固定在前述非通氣性共振層之上即可，非粘結而單純以層積狀態放置(例如以拉煉(圖標省略)將第2吸音層與共振層、吸音層一起固定在儀表板或是地板等車體的面板上)，也可以20～100mm的間隔粘結等做局部粘接，或是利用粘合層做全面粘接亦可。第2吸音層與共振層的接著強度為剝離幅度25mm、180度剝離時為0.1～20N/25mm，最好是3～10N/25mm。第2吸音層有時候是單面全面設置于非通氣性共振層上，有實則配合需要設置在車廂內噪音反射較高的部位。第2吸音層可為單層或多層。如為多層，吸音層的層積可采用粘著層接。粘接多層吸音層時，可采用粘結劑、粘結膜、機械性接合例如以針縫(Niddle punch)的方式等機械式穿孔力來接合。
申請項目8所記載的發明的前述第2吸音層為單層或多層，如申請項目7所述的超輕隔音材料。
申請項目9所記載的發明的前述第2吸音層為多層，其下層與共振層粘結，或是上層與下層利用機械式穿孔力層積，如申請項目7或8任一所述的超輕隔音材料。具體而言，下層以膜共振層粘結，或是膜上層與縮尼(felt)下層以針縫方式層積。
申請項目10所記載的發明，前述非通氣性共振層的結構為發泡體或膜體，如為前述發泡體時，其厚度為1～7mm，最好是2～3mm，如為前述膜體時，厚度為10～600μm，最好為20～300μm，如申請項目1到9任一所述的超輕隔音材料。
吸音層具有非通氣性或通氣性的低密度吸音特性，由于非通氣性共振層在低音或震動能時較容易震動，因此質量必須非常輕。
非通氣共振膜的材質最好是Olefin類樹脂膜、Polyester膜等的Polyethylene Terephtalate聚酯(PET)類膜、尿烷類樹脂膜或是其復合體所構成。非通氣獨立共振發泡體最好是Polypropylene發泡體(以下稱PPF)，Polyethylene發泡體(以下稱PEF)等的Orphan類發泡體。
采用本項發明，可以改善談話明了度，因此對1000～1600Hz聲音的吸音力特別良好。這是前述吸音層的厚度能連續、任意變化時有效之故。在該范圍內，由于周波數的布面共振而能提高吸音力效果，讓車廂內獲得良好的寧靜性。超輕量隔音材料的厚度也辯駁，因此能力用布面共振現象，獲得很高的吸音率。
與傳統的吸音材料相比，本發明的隔音材料能大幅減輕非通氣性共振層的重量。前述非通氣性共振層，每單位面積的重量在600g/m2以下，最好在300g/m2以下；前述非通氣性共層的結構為發泡體或膜體，如為前述發泡體時厚度為1～7mm，最好為2～3mm，如為前述膜體時，厚度為10～600μm，最好是20～300μm。
例如每單位面積的重量，隔音型為4000～10000g/m2，吸音型為500～2000g/m2，在本發明中每單位面積的重量，非通氣性共振層為200g/m2以下。
此外粘合層的厚度為1～100μm，最好是5～50μm。粘合層的每單位面積的重量為5～200g/m2，最好是10～100g/m2。粘合層的密度則任意均可。
此處所指的全界面是指前述非通氣性共振層與吸音層可粘結的所有界面。全界面的面積如非通氣性共振層、吸音層的一面面積分別為S1，S2時，如S1＝S2，則全界面則為S＝S1＝S2，如S1＞S2時，則S＝S2，如S1＜S2時，則S＝S1。剝離是指先前粘接的吸音層與非通氣性共振層在一定測定條件下剝離的情形。此處的剝離狀態(例如縮尼(felt)表層破壞)、粘結劑界面剝離(例如所有的粘結劑都粘在吸音層上剝離)、粘結劑凝聚剝離(例如吸音層與非通氣性共振層雙方都有殘留、粘結劑拉絲剝離)或是該材料的表層破壞、粘結劑的界面剝離、粘結劑凝結剝離等復合狀態下的剝離。


第1圖為初期壓縮反彈力的測定方法說明圖。
第2圖為初期壓縮反彈力測定結果一覽圖表。
第3圖為本發明實施例1之基本結構說明圖。
第4圖為適用本發明之隔音材料之儀表板靜音裝置1所適用的儀表板截面圖。
第5圖的(a)(b)分別為本發明實施例的儀表板靜音裝置與圖27之結構、圖28之結構的周波數VS穿透損失以及周波率VS吸音率的關系圖。
第6圖(a)(b)分別為本發明實施例的儀表板靜音裝置1的周波率VS吸音率的關系圖。
第7圖(a)(b)分別為本發明實施例的儀表板靜音裝置為比較接著層充足與不充足時，周波數VS穿透損失以及周波率VS吸音率的關系圖。
第8圖為儀表板靜音裝置在1/3倍率頻帶(octave band)的周波數VS穿透損失的特性圖表。
第9圖為儀表板靜音裝置在1/3倍率頻帶(octave band)的周波數VS吸音率的特性圖表。
第10圖的(a)為本發明實施例2(吸音層由不同密度的2層所構成)的基本構造說明圖，(b)在本發明實施例3(非通氣性共振層上設有第2吸音層)的基本構造說明圖。
第11圖是有關本發明實施例2之2吸音層以及固定吸音層在儀表板201之不同密度之周波數VS穿破損失圖。
第12圖是有關本發明實施例2之2吸音層以及固定吸音層在儀表板201之不同密度之周波率VS吸音率。
第13圖為有接著層，而且吸音層密度不同時的周波率VS吸音率的圖。
第14圖為有無附加第2吸音層與接合狀態下周波數VS穿透損失的圖。
第15圖為本發明實施例3之儀表板301上無第2吸音層及固定或不固定通氣性共振層在無吸音材料時之周波率VS吸音率圖。
第16圖為本發明實施例3之儀表板301上固定通氣性共振層與第2吸音層在無吸音材料時之周波率VS吸音率圖。
第17圖為本發明實施例4(吸音層單層時)的基本構造說明圖。
第18圖為實施例4的周波數VS穿透損失圖。
第19突圍實施例4的周波率VS吸音率圖。
第20圖為本發明實施例5的基本構造說明圖。
第21圖的(a)為比較例1的基本構造說明圖，(b)為比較例2的基本構造說明圖，(c)為實施例5的具體例基本構造說明圖。
第22圖的(a)為圖21(a)～(c)之各構造的周波數VS穿透損失、(b)為圖21(a)～(c)之各構造的周波率VS吸音率的圖。
第23圖(a)為本發明實施例5之有膜層與無膜層修正結構時之周波數VS穿透損失圖。
第23圖(b)為本發明實施例5之有膜層與無膜層修正結構時之周波率VS吸音率圖。
第24圖為實施例6的基本構造說明圖。
第25圖為穿透損失測定裝置的平面圖。
第26圖為吸音率測定裝置的平面圖。
第27圖為傳統的隔音結構說明圖。
第28圖為專利文獻1的隔音結構說明圖。
第29圖(a)為有關圖標27之先前技術之隔音結構以及圖標28所示之專利文獻1之周波數與與穿透損失關系圖。
第29圖(a)為有關圖標27之先前技術之隔音結構以及圖標28所示之專利文獻1之周波數與與吸音率關系圖。
第30圖為車廂內噪音水準圖。
第31圖為專利文獻2的周波數與吸音率的關系圖。
附圖中標號說明儀表板靜音裝置-1，吸音層-2、202、302、502、602，非通氣性共振層-3、203、303、403、503，粘合層-4、204、202c、305、45、404、504、504’，儀表板-10、201、301、401，高密度吸音層-202a、302a、602a，低密度吸音層-202b、602b，第2吸音層-306、506，第1吸音層-402，第2吸音層-406，地板靜音裝置-501、501’、501b、601，表皮/墊片層-507、507’、507d，車底面板-510，車底面板-510a，上層-506a，下層-506b，縮尼層-503f，蓬松材-509’、509a，表皮/PE墊片層-507g，硬布片層-506h，縮尼層-503I，蓬松材-509、509b，硬布片層-506、506’、506e，縮尼層-502’，膜層-503、503’，喇叭-40，麥克風-51～53。
具體實施例方式
以下參照圖示說明本發明的超輕量隔音材料的實施例1～6。
實施例1之儀表板靜音裝置如圖3所示，熱可塑性縮尼(felt)的部份是以通氣度10～50cm3/cm2·sec成形，尿烷發泡體(Foam)則是由具有10cm3/cm2·sec以下之通氣度的吸音層2以及非通氣性共振層3兩層結構構成。在吸音層2與非通氣性共振層3之間有粘結的粘合層4。在吸音層2與非通氣性共振層3的界面產生共振而吸音。
圖4的儀表板10為隔離車廂外(引擎室)與車廂內的鐵制面板，沿著車廂內面側安裝了儀表板靜音裝置1。儀表板靜音裝置1為了提高燃料效率與安裝作業性能，因此采用超輕量的制品，而且即使超輕量化了也具備足夠的吸音特性。
圖4為實施例1的儀表板靜音裝置1。依序配置了車廂內、非通氣性共振層3、粘合層4、吸音層2、車身的儀表板10、車廂外。吸音層2配置于儀表板10側，非通氣性共振層3設置在車廂內側。吸音層2與儀表板10相接合。在其間裝有蓬松材。
吸音層2系延著儀表板10的形狀成形。吸音層2的厚度在50mm以下，最好是在5mm～40mm之間，以任意厚度成形。每單位面積的重量為500～2000g/m2，最好為1000～1600g/m2。吸音層2的密度為0.01～0.2g/cm3，最好是0.03～0.08g/cm3。吸音層2的初期壓縮反彈力為2～200N，最好是20～100N。但是如果有局部的厚度壓縮成形到1mm的話，該部份的密度會高達0.5g/cm3，吸音性能降低，但該部份的隔音則仍然由于重量因素得以確保無虞。
吸音層2采用通氣性或非通氣性的材質。最好采用熱可塑性縮尼(felt)，是將化纖反毛材、PET纖維加入混合劑(Binder)纖維制成縮尼(felt)。例如再生PET纖維混入混合劑(Binder)低熔點PET樹脂，在輸送帶上堆積成布墊狀，經過加熱處理后，以壓鑄加工方式成形成所需的布墊狀，然后將該布墊加熱軟化后，以所需的模具形狀以冷壓成形模具成形為能配合儀表板10面形狀的所需形狀。所采用的混合劑，若為浸泡熱硬化性樹脂，則采用熱壓鑄成形鑄成所需的形狀。混合劑可采用熱可塑性樹脂，亦可采用熱硬化性樹脂，只要是由具有優秀吸音特性的纖維集合體所構成，其材質與成形工法皆無特定。
如圖4所示，吸音層2在50mm以下范圍內厚度可任意變化，所以儀表板靜音裝置1的厚度也有變化。
任意變更吸音層2的厚度，從整體來看吸音范圍可達315～4000Hz的廣泛周波數。
非通氣性共振層3是對吸音層2成形于車廂內側。該非通氣性共振層3主要會與吸音層2以及膜共振，能吸收車廂內的聲音。非通氣性共振層3為非通氣性共振膜層或是非通氣性獨立共振發泡體。該非通氣性共振層3的每單位面積重量在200g/m2以下，最好在100g/m2以下。非通氣性共振層的厚度，如為發泡體則在1～7mm，最好是在2～3mm之間，如非通氣性共振層為膜體時，則為10～200μm，最好為20～100μm。非通氣性共振層的密度如為發泡體時，為0.02～0.1g/cm3，最好是0.03～0.06g/cm3；如為膜體，則為0.9～1.2g/cm3，最好是0.9～1.0g/cm3。
非通氣性共振層3的材質為鏈烯羥(Olefine)類樹脂膜、PolyethyleneTelephtalate(PET)等Polyester類膜、Polyurathan類樹脂膜或是前述材質的復合體。非通氣性共振發泡體為Polypropylene發泡體(以下稱PPF)、Polyethylene發泡體(以下稱PEF)等的鏈烯羥(Olefine)類發泡體。
粘合層4的每單位面積重量為5～200g/m2，最好是10～100g/m2。粘合層的厚度1～100μm為，最好為5～50μm。密度為一般粘結劑的密度數值即可。粘合層4的粘結強度為1～20N/25mm，最好是3～10N/25mm。粘結面積率從50％到100％，最好在80％～100％之間。可做全面粘結或部份粘結皆可。例如吸音層2與非通氣性共振層3之間可以粘合層做連續性粘結，也可以以相當于1～50dot/cm的點粘結方式接合，或是以線狀粘結。如果以粘結膜方式粘接時，也可做全面粘結。粘合層4的材質可選擇EVA類、尿烷類、Chroloprenlatex(CR)類、Stylen Buthadiene類聚合體(SBR)類、壓克力類、鏈烯羥(Olefine)類等的樹脂。但是為了確保非通氣性共振層3與吸音層2能達到一定的粘結力，最好不要使用無法確保粘結力的材質。
吸音層2與非通氣性共振層3的成形工法中，隔音材料的抄造工法是以卡德機器進行層積，或是使用Random抄造機，在與非通氣性共振層3的接著面應該盡可能做得平滑，這是為了確保切實的接著面積，方能使非通氣性共振層3達到要求的效率。
關于提升對儀表板10傳入的直接聲音之隔音效果，也就是提升穿透損失低的中周波數的穿透損失的課題方面，利用比儀表板10單位面積重量大幅減輕的非通氣性共振層3作為表皮層，在面板10與非通氣性共振層3之間設置一個具有通氣阻力的吸音層2。而且還控制過去傳統技術中未有的非通氣性共振層3與吸音層2的界面(利用粘合層4控制粘結力)。由于非通氣性共振層3大幅降低單位面積重量到200g/m2以下，因此穿透共鳴除了會出現在周波數較高的部位外也會出現較低的部位(參照圖5(a)(b)(1))。此外雙層構造也確保提升了穿透損失(參照圖5(a)(3))。
實際制品的凹凸不平讓吸音層2即使變薄也能確保足夠的吸音力，也就是說對于中周波數到高周波數范圍提升吸音力的課題，即使由于零件的安裝、空間的影響而使吸音層2變薄，也可以利用吸音層2與非通氣性共振層3的膜共振而確保高吸音率。當共振層的每單位面積重量為50g/m2時，吸音層2厚度與共振周波數fr的關系如下表1所示。
表1

車廂內的聲音乃是擴散入射，而非通氣性共振層3則因為質量輕、剛性低，所以共振會在較小范圍內獨立發生。所以當吸音層2的厚度L的值變為30～5mm時，共振周波數就會變化為1531～3750Hz，如圖6(a)，(b)所示，可確保大范圍的吸音率，且有異于沒有非通氣層的吸音層，能確保很高的吸音力。
在此以一般的彈簧MASU類的震動模式來看，使用吸音層2的空氣彈簧與吸音層2、非通氣性共振層3的總質量的機械性彈簧時，其共振周波數的式子在一般的彈簧震動式子中，可從彈力系數k＝ρ·C2/L計算出式2的共振周波數fr。其中，fr為共振周波數(Hz)，ρ為空氣密度(1.2kg/m3)，c為因素(340m/s)、m為非通氣性共振層3的每單位面積重量(g/m2)，L為吸音層的厚度(mm)。
式2fr=12πρC2mL]]>共振周波數frρ空氯密度1.2kg/m3C音速 340m/sm共振層的每單位面積重量L吸音層的厚度對于過去250～500Hz之吸音力在不易提高的周波數要提升吸音力的課題上，由于非通氣性共振層3被充分粘結在吸音層2上，使吸音層2的Masu增加，造成非通氣性共振層3單品的共振周波數往高周波側移動外，由于前述的粘結也使共振周波數出現在低周波數側(參照圖7(a)(b)(5))，由于吸音層2的強制力而減少了共振所造成的穿透損失降低量(參照圖7(a)(b)(5))。吸音層2的空氣彈簧與吸音層2及非通氣性共振層3的總值量造成在彈簧Masu315～630Hz的波域發生共振，提高了該周波數的吸音率(參照圖7(a)(b)(6))。
此結構產生了儀表板靜音裝置1與面板10(此處使用的是鐵制面板)的雙重壁效果，從而獲得重量法則以上的穿透損失。而且會造成此效果惡化的穿透共鳴周波數由于只會在表皮層(非通氣性共振層3)產生極輕微的量，而使穿透損失發生在十分高的周波數領域上，而且表皮層這層共振層3質量極輕，同時藉由控制共振層3與吸音層2的粘結力，因此能確保足夠的粘結力與粘結面積，利用吸音層的制振性減少穿透共鳴，而能降低穿透損失的減低量(參照圖7(a))。另一方面，吸音特性由于非通氣性共振層3質量極輕，并且將吸音層2的厚度控制在50mm以下，因此能將共振周波數控制在315～4000Hz，獲得高吸音率。周波數較高的中周波數波域(640～1250Hz)會因為非通氣性共振層3單品發生共振，而且非通氣性共振層3與吸音層2之間會以充分的粘結著力與粘結面積相粘接，所以運用吸音層2部份質量的彈簧Masu共振會發生在周波數較低的315～630Hz之間，提高了吸音性。擁有此種結構的儀表板靜音裝置1的非通氣性共振層3和過去的表比層相比，由于每單位面積的重量變得非常輕，而且能充分隔離從儀表板10入射的直接聲音(這里指的是來自引擎室的聲音)，同時也具有將從其它部位(這里指的是來自引擎室以外的聲音)所入射的聲音在車廂內吸收反射間接聲音的吸音效果。
在某些實施例中，非通氣性共振層3是由柔軟的薄層所構成，因此車廂內的聲音為干擾到此非通氣性共振層3，吸音層2與非通氣性共振層3會產生薄膜震動，因此就會在非通氣性共振層3與吸音層2產生共振現象來吸音。此外，利用位于非通氣性共振層3與吸音層2界面上的粘合層4，就能在界面上控制吸音的聲音周波數。在本實施例1當中，能改善談話的清晰度，所以在1000～1600Hz的吸音度尤為良好。將非通氣性共振布層的每單位面積重量與吸音層2的厚度變更到10～500g/m2及1～50mm以下，在此范圍內的周波數就能因為布片共振而獲得提高吸音力的效果，車廂內即能得到良好的寧靜性。即使儀表板1的厚度變薄，由于利用了布的共振現象，所以能獲得很高的吸音率。相對于傳統的隔音材料，就能大幅減低非通氣性共振層的重量。
實施例1
比較實施例與比較例的數據，其結果如圖8、圖9所示。在比較例的結構中，除了當粘合層4的粘結面積在20％時與90％時的差異外，其余條件都與實施例相同。儀表板1的厚度為22mm，吸音層2的厚度為20mm，非通氣性共振層3的厚度為2mm，粘合層4的厚度為50μm。儀表板靜音裝置1的非通氣性共振層3采用聚丙烯(Polypropyrene)發泡體(PPF)，發泡率30倍，比重0.031g/cm3，厚度2mm，每單位面積重量為62g/m2；吸音層2采用熱可塑性縮尼(felt)(利用聚酯(Polyester)與雜棉制成的一般縮尼)，比重0.06g/cm3，厚度20mm，每單位面積重量為1200g/m2，粘合層的粘結面積為90％。將水溶性EVA系粘結劑涂抹在發泡率30倍、厚度2mm的聚丙烯(Polypropyrene)發泡體(PPF)上涂布50g/m2，熱可塑性縮尼采用針縫方式將由縮尼所構成的吸音層2以壓力1kg/cm2做60秒的壓縮。如果干燥速度太慢時，可以加熱約30秒鐘壓緊。粘結后的粘結強度為2～8N/25mm，界面的約90％都粘結在一起。剝離狀態為吸音層2的熱可塑性縮尼會出現表層破壞。以針縫方式的縮尼與非針縫方式的縮尼相較，表層破壞強度較高，因此粘結強度提高為5～10N/25mm。
在圖8中，比較粘合層的粘結面積為90％時與20％時的情形可發現，粘結面積為90％時，在400Hz以上的周波數范圍時穿透損失會較粘結面積20％上升。因此就能降低從車廂外入侵而來的噪音。而且以針縫方式的縮尼與非針縫方式的縮尼相較，表層破壞強度也較高，也就是粘結強度達到5～10N/25mm，在圖中未顯示、400Hz以上的周波范圍中，穿透損失也會多提高1～3dB。
在圖9中，比較粘合層的粘結面積為90％時與20％時的情形可發現，粘結面積為90％時，在630Hz～1600Hz周波數范圍時，粘結力與粘結面積會影響到非通氣性共振層，產生防震、制振效果，吸音率多少會降低，但是由于吸音率依然在0.6以上，所以依然能吸收車廂內的噪音。在比較例中，由于非通氣性共振層3的關系，吸音率上升。在630Hz～1600Hz周波數以外范圍，如粘結面積為90％時，粘結力與粘結面積會造成非通氣性共振層與吸音層產生共振現象，因此吸音率會比粘結面積20％時還上升。因此在此周波數范圍時能比粘結面積20％時更能降低車廂內的噪音。而且在400～500Hz附近的周波數，由于非通氣性共振層與吸音層會彼此產生共振周波數，因此能獲得0.7的吸音率，在中周波數對降低車廂內噪音有所幫助。
圖10(a)為實施例2的儀表板201。其儀表板靜音裝置1的結構與實施例1相同，因此沿用前項說明。結構不同之處為吸音層202的密度不同，吸音層系由不同密度的高密度吸音層202a與低密度吸音層202b所構成，吸音層202a與202b配置在儀表板10側，非通氣性共振層203則配置在車廂內側。低密度吸音層202b與儀表板10相接合。
高密度吸音層202a與非通氣性共振層203透過前述的粘合層204接合。高密度吸音層202a的密度為0.05～0.20g/cm3，厚度在2mm～30mm范圍內。低密度吸音層202b在非通氣性共振層203的相反側與高密度吸音層202a的面透過粘合層202c相接，密度為0.01～0.10g/cm3，厚度在2～30mm范圍。高密度吸音層202a的初期壓縮反彈力為30～400N，低密度吸音層202b的初期壓縮反彈力為0.5～200N，高密度吸音層202a的初期壓縮反彈力至少為低密度吸音層202b的1.2～40倍，吸音層202的厚度中，高密度吸音層202a所占比厚度比例為20～80％。最佳高密度吸音層202a的初期壓縮反彈力為200～300N，低密度吸音層202b的初期壓縮反彈力為50～100N，高密度吸音層202a的初期壓縮反彈力至少為低密度吸音層202b的1.5～5倍，吸音層202的厚度中，高密度吸音層202a所占厚度比例為40～60％。在吸音層202中，高密度吸音層202a與低密度吸音層202b的個別材料為多層體或單一材料，從高密度側到低密度側有密度變化的材料。
此外，吸音層202、非通氣性共振層203、接著層204的材質與實施例1相同。
在圖10(a)所示的實施例2的儀表板靜音裝置201中，當吸音層202采用不同密度的2層一高密度吸音層202a與低密度吸音層202b時，吸音層202采用相同密度材質時，比較其周波數與穿透損失，結果如圖11所示。由于吸音層202采用不同密度的高密度吸音層202a與低密度吸音層202b的雙層結構，在中周波數(640～1250Hz)以上的穿透損失更大幅獲得改善。
圖12系有關不同密度的吸音層202，其雙層結構包含位于儀表板201的高密度吸音層202a以及低密度吸音層202b，如第二實施例之圖標10(a)所示者，以及有關在第一實施例之圖標3之儀表板1之固定密度吸音層2之周波率-吸音率圖。是比較圖3與圖10a結構(無第2吸音層)時以及圖17結構與圖10b結構(有第2吸音層)的第1吸音層在相同密度與不同密度下的周波數VS吸音率的情形。實施例1為吸音層密度相同時，只有在中周波數范圍(640～1250Hz)明顯出現高吸音率。另一方面，在第1吸音層密度不同的情形下，從315Hz～4000Hz范圍廣泛的周波數都顯示出很高的吸音率。在實施例2中，不僅是中周波數范圍(640～1250Hz)的特定周波數的噪音，也能廣泛地產生吸音效果。在實施例2的400Hz與1600Hz周波數間，吸音率也比實施例1不同密度時的吸音率還低，可明顯看到共振周波數的峰值。這是因為在實施例2中，透過粘合層204，受到非通氣性共振層203與高密度吸音層202a的剛性影響之故。當該剛性越高，共振周波數就會移往高周波數去。此外低周波數方面的共振周波數在實施例2當中也相同地移往低周波范圍(125～500Hz)去。這是因為吸音層202的不同密度差，而使剛性差未發生影響，因為非通氣性共振層203與吸音層202的質量總和的Masu與吸音層202的彈簧產生彈簧Masu震動的緣故。
圖13為有粘合層204，而且其結構如圖10(a)所視為吸音層202由不同密度的2層所構成時，改變非通氣性共振層203的質量，比較其周波數VS吸音率的圖。圖13的數據為沒有第2吸音層306時的數據，圖13為改變非通氣性共振層203的質量時，高周波側所產生之吸音率峰周波數的變化情形。但是該現象不管是否有第2吸音層306都會產生。因此圖13適用于有第2吸音層306時、無第2吸音層306的情形。因為非通氣性共振層303的質量，高周波數方面的共振周波數也會產生變化。當非通氣性共振層3的質量為60g/m2時，會產生1250Hz的共振周波數，發泡體的厚度為2～3mm，膜相當于20～100μ。當非通氣性共振層3的質量為300g/m2時，會產生1000Hz的共振周波數，當非通氣性共振層3的質量為2000g/m2時，會產生315Hz的共振周波數。非通氣性共振層3的質量越重，共振周波數就會移往低周波數，也就無法達到所要的周波數吸音效果。
在圖10(a)所示的實施例2的儀表板靜音裝置201，也就是吸音層202的密度不同，透過粘合層204相粘接的超輕量隔音材料共振層203中，1個是吸音層202的空氣彈簧與非通氣性共振層203與吸音層202的總和質量(也稱為Masu)所產生的震動，以及吸音層202的空氣彈簧與非通氣性共振層203的剛性所產生的彈力與非通氣性共振層203的Masu會發生震動。該吸音層202的空氣彈簧與非通氣性共振層203加吸音層202的總和Masu所產生的震動在圖15(參照無第2吸音層306的折線)會在低周波數頻域(125～500Hz)發生吸音率的最高峰。而且吸音層202的空氣彈簧與非通氣性共振層203的剛性所產生的彈簧與非通氣性共振層203的Masu所產生的震動，在圖15(參照無第2吸音層306的折線)中會在高周波數領域(1600～6400Hz)發生吸音率的巔峰。在高周波數發生的吸音率峰值會受到突發狀況影響。這是因為非通氣性共振層203與高密度吸音層202a的粘合層204對非通氣性共振層203的剛性影響之故。
實施例2實施例2與實施例1的吸音層密度不同，其它條件則相同。高密度吸音層202a的密度為0.100g/cm3，厚度為10mm，每單位面積重量為1000g/cm2，初期壓縮反彈力為200N，熱可塑性縮尼(felt)(以PET作為混合劑，以化纖反毛與PE纖維制成的縮尼)；低密度吸音層202b的密度為0.04g/cm3，厚度為10mm，每單位面積重量為400g/cm2，初期壓縮反彈力為50N，材質是纖維棉縮尼。粘合層204的粘結力為5N/25mm。高密度吸音層202a與低密度吸音層202b也可以采用PET系毛呢做針縫層疊而成。
圖10(b)所示的實施例3中的儀表板靜音裝置301在結構上與實施例2的儀表板靜音裝置201相同，實施例2的非通氣性共振層203在車廂內側的面上還附加有車廂內粘合層305與第2吸音層306。非通氣性共振層303透過車廂內側粘合層305(厚度可隨意，例如20μm～100μm皆可)與質輕的第2吸音層306粘合。該第2吸音層306的密度為0.01～0.1g/cm3，厚度為1～10mm，最好是密度在0.02～0.04g/cm3，厚度在4～6mm之間。
實施例3中附加于儀表板靜音裝置301的第2吸音層306是針對改善車廂內側的高周波吸音效果而設。從圖14到圖16顯示的是附加了第2吸音層306對穿透損失的影響，圖15與圖16為附加了第2吸音層306后對吸音率的影響。圖14中的穿透損失情形，(1)(2)比(3)有所改善，(1)則比(2)還好一點。此外，圖15的吸音率在沒有第2吸音層306時，共振層303本身由于受限較少會產生共振，發生高周波領域(1600～6400Hz)的共振，顯示出很高的吸音率。同時在低周波頻域(125～500Hz)也會發生共振。當共振層303是以無吸音效果的材料固定時，吸音率會朝箭頭所示方向，在高周波頻域(1600～6400Hz)下滑。相對地，當在共振層加上第2吸音層306時，如圖16所示，在表皮部份的共振層303會受到第2吸音層306影響、高周波領域的吸音峰值會降低，但是加上第2吸音層306本身的吸音效果，因此比起共振層303受無吸音效果的材料固定時，在中周波數(640～1250Hz)～高周波數(1600～6400Hz)的吸音率會提高。
在圖10(b)所示的實施例3中的儀表板靜音裝置301中，具有車廂內側粘合層305與第2吸音層306的超輕量隔音材料上，會產生第1吸音層302的空氣彈簧、第2吸音層306與非通氣性共振層303與第1吸音層302的總和Masu發生震動。該震動在圖16(有第2吸音層306的折線)中在低周波數領域(125～500Hz)會發生吸音率最高。而且吸音層302與空氣彈簧以及第2吸音層306與非通氣性共振層303的Masu也會產生震動。該震動在圖16(第2吸音層306固定共振層303的折線)會發生高周波頻域(1600～6400Hz)的吸音率峰值。在此模式中相同也受突發狀況影響。
不同密度的吸音層302的影響在高密度吸音層302a中會對突發狀況產生影響，波及到高周波數側的吸音率巔峰。
實施例3實施例3與實施例2相同第附加了第2吸音層306，以100mm dot的間距與共振層303接合。第2吸音層的密度為0.04g/cm3，厚度為5mm，每單位面積重量為200g/cm2，初期壓縮反彈力為50N，材質為熱可塑性縮尼(以PET作為混合劑，以化纖反毛及PE纖維制成縮尼)。
實施例4的儀表板靜音裝置401參照圖17說明。在此實施例4中，實施例3的第1吸音層302在此采用的是相同密度的單層第1吸音層402(也是用相同密度的多層結構)，其它則與實施例3的條件相同，零件編號以400號起編，其它要素沿用前面說明。在圖17中，配置依序為車廂內、第2吸音層406、粘合層45、非通氣性共振層403、粘合層404、第1吸音層402、車廂外(引擎室等)，第1吸音層402固定在車身的儀表板10上，第2吸音層406則面對車廂內。在該儀表板靜音裝置401上，當沒有粘合層404時，非通氣性共振層403會產生Masu，第1吸音層402會成為彈簧，發生彈簧Masu類的單一震動模式。也就是說，單純的非通氣性共振層403的膜共振會發生在中周波頻域(640～1250Hz)。相對地，如有粘合層404存在時，除了會發生先前說明的中周波數領域(640～1250Hz)非通氣性共振層403的膜共振外，在低周波數頻域(125～500Hz)也會發生共振。由此可知會發生前述、非通氣性共振層403與第1吸音層402的Masu與第1吸音層402的彈簧的彈簧Masu類的狀況。
圖18所示為粘合層404對穿透損失的效果。從圖18中可看出，有粘合層404時會比沒有時，其穿透損失會提升到低周波數領域(125～500Hz)。圖19為粘合層404對吸音率的效果。從圖19可看出，當沒有粘合層404時，只有在中周波數領域(640～1250Hz)會出現顯著的高吸音率，但是當有粘合層404時，從低周波數領域(125～500Hz)到高周波數頻域(1600～6400Hz)廣泛的周波數范圍都可獲得很高的吸音率。因此不僅是中周波數頻域(640～1250Hz)特定周波數的噪音，也能廣泛產生吸音效果。這個原理是因為共振周波數在沒有粘合層404時，由于非通氣性共振層只會在中周波數頻域(640～1250Hz)發生共振，但是當有粘合層404時，此中周波數頻域(640～1250Hz)的共振也會出現在低周波數頻域(125～500Hz)。
實施例4實施例4中，在實施例3中的第1吸音層為單層，第1吸音層402的密度為0.04g/cm3，厚度為5mm，每單位面積重量為200g/m2，初期壓縮反彈力為50N，材質為熱可塑性縮尼(以PET作為混合劑，以化纖反毛及PE纖維制成縮尼)。
圖20所示之實施例5中的地板靜音裝置501系固定于區隔車廂外與車廂內的鐵制車底板510上，沿著車廂內側安裝。地板靜音裝置501為了提高燃料效率與安裝的作業性能，因此將制品重量減輕到超輕量化，而且即使超輕量化也具備充分的吸音特性。其配置依序為車廂內、表皮/墊片層507、多層結構的第2吸音層506、非通氣性共振層503、粘合層504、吸音層502、車身的車底面板510、車廂外。吸音層502配置在車底面板510上，非通氣性共振層503設置在車廂內側。吸音層502與車底面板510相接合。
實施例5的地板靜音裝置501與實施例4的儀表板靜音裝置401的物理范圍有部份相同，因此沿用前項說明。在物理范圍變更的重點上，其吸音層502的厚度為5mm～100mm，共振層503的每單位面積重量為600g/m以下，最好在300g/m2以下。共振層如果是膜的話，厚度為10～600μ，最好為20～300μ。第2吸音層506的密度為0.01～0.2，最好為0.05～0.15g/m3。
表皮/墊片層507系由表皮材料與墊片材料、例如聚乙烯或是EVA、SBR所構成。第2吸音層506為單層或多層結構。例如圖20中第2吸音層506系由上層506a與下層506b的多層結構構成。
在上層506a上面與表皮/墊片層507透過粘合層508接合，上層506a的下面則與下層506b粘合或以放置狀態相連接。下層506b是壓縮縮尼而成的硬布片(hard sheet)，下層506b下面與非通氣性共振層503相接合。上層506a利用材料吸音效果的關系可以提高高周波的吸音力，與下層506b一起的剛體共振會提升中周波吸音力，與下層506b的彈性共振會提升高周波的吸音力。下層506b與吸音層502能因為下層506b的剛體共振提升中周波吸音力，因為下層506b的彈性共振提高高周波吸音力。下層506b與非通氣性共振層503一起能利用下層506b的Masu提升隔音效果。
實施例5-1實施例5-1如圖20所示，表皮/墊片層507的每單位面積重量為350g/m2，上層506a的縮尼厚度為5～15mm，下層506b的硬布片厚度為2～5mm，膜層503為300μ，粘合層504的材質為鏈烯羥(Olefine)類粘結劑，縮尼層502為熱可塑聚乙烯、壓克力、棉纖維等的混紡縮尼，厚度為10mm，蓬松材509為PP或PE類的顆粒發泡品，或是RSP P的壓縮成形品，厚度為5～50mm，系為模鑄品。腹膜的硬布片層每單位面積重量為350g/m2。
圖21(a)所示為比較圖1的車底面板510a的構造。車底面板510a從上而下依序為表皮/墊片層507d、硬布片層506e、縮尼層503f、蓬松材509a所構成。表皮/墊片層507d與硬布片層506e與及縮尼層503f通常是事先粘合一體化的制品，有時候車輛組裝會將509a層單獨化。在此結構中，墊片層507d雖然具有車外噪音的隔音效果，但是卻幾乎不具備車廂內的效果。
圖21(b)我是為使用比較例2圖28的地板靜音裝置501b的構造。地板靜音裝置501b的結構由上而下依序為吸音表皮/PE墊片層507g、硬布片層506h、縮尼層503I、蓬松材509b。圖21(c)所示為實施例5的地板靜音裝置501’的具體實例結構。在此結構下能夠控制硬布片的通氣量，能確保車廂內吸音效果，并卻確保車廂外的噪音隔離效果。但，由于具備通氣性，所以隔音效果會比較差。地板靜音裝置501’的結構由上往下依序為，表皮/墊片層507’、硬布片層506’、膜層(非通氣共振層)503’、粘合層504’、縮尼層502’、蓬松材509’。硬布片層506’與膜層(非通氣共振層)503’幾乎采用全面粘合。此結構能確保車廂內吸音效果，并卻確保車廂外的噪音隔離效果，而且由于能進一步利用彈性共振與剛體共振，因此能確保良好的吸音率以及藉由非通氣性膜達到更好的隔音效果。
如圖22(a)所示，實施例5的穿透損失比比較例1、2還高。尤其相對于比較例2更高。如圖22(b)所示，具體例的吸音率比比較例1、2還提高。尤其是對照于比較例1更為提高。這都是因為膜層503的效果所帶來。
實施例5如加以變更，例如圖20中縮尼的上層506a采用開有小孔的非通氣膜(厚度30～400μ，最好為200μ，材質為PE、PP等鏈烯羥(Olefine)類樹脂類)，硬布片下層506b采用縮尼結構。上層506a與下層506b都采用針縫方式接合。有無開孔膜的效果差異如圖23(a)(b)所示。通氣膜能加強穿透損失與吸音率。圖23(a)為穿透損失，0.8mm的鐵板的穿透損失在0dB時的數值如圖所示。
實施例5-2實施例5-2系采用表皮/墊片層507，每單位面積重量為350g/m2，上層506a為非通氣膜，厚度200μ，硬布片層506(熱可塑性縮尼壓縮成形品，厚度5mm)，膜層503(PE類膜，厚度300μ)，粘合層504(鏈烯羥(Olefine)類粘合劑)，縮尼層502(主要是以聚酯纖維制成的熱可塑性縮尼)厚度10mm，蓬松材509(PP顆粒發泡模鑄品)的厚度為5～40mm。附膜的硬布片層506的每單位面積重量為350g/m2。
圖24所示為實施例6的地板靜音裝置601。其構造與實施例5的地板靜音裝置501大致相同，只有吸音層602系由高密度吸音層602a、低密度吸音層602b構成這一點不同而已。由于其物理性質與實施例3的儀表板靜音裝置301有部份相同，因此沿用前項說明。物理性質比較不同的是，高密度吸音層602a的厚度為2mm～70mm，低度吸音層602b的厚度在2～70mm范圍，高密度吸音層602a的初期壓縮反彈例為30～600N，最好為50～300N，低密度吸音層602b的初期壓縮反彈力為5～300N，最好為10～100N。
實施例6實施例6在實施例5-1的吸音層中的結構是由高密度吸音層與低密度吸音層所構成。高密度吸音層602a的密度為0.100g/cm3，厚度為10mm，每單位面積重量為1000g/m2，初期壓縮反彈力300N，采用熱可塑性縮尼(以PET作為混合劑，以化纖反毛及PE纖維制成縮尼)材質；低密度吸音層602b的密度為0.04g/cm3，厚度為10mm，每單位面積重量為400g/m2，初期壓縮反彈力1300N，材質為棉纖維縮尼。接著層604的接著力為5N/25mm。高密度吸音層602a與低密度吸音層602b也可采用PET類縮尼以針縫方式層疊而成。
關于通氣度方面，采用JIS L10188.3.3.1篇的「Fragil型試驗機」以及與此結果關系極高的通氣性試驗機進行測定。
穿透損失的測定是根據JIS A 1409的規定，試驗體的面積不是10m2，而是1m2。圖25為測定室的平面圖，配置有喇叭20與麥克風31～36，儀表板靜音裝置1等的試驗體配置在各房間的墻壁上。
吸音率的測定系根據JIS A 1416(殘響室吸音)進行，試驗體的面積不是10m2，而是1m2。圖26為測定室的平面圖，配置有喇叭40與麥克風51～53，測定室的地板上配置有儀表板靜音裝置1等的試驗體。
本發明并不限定于上述的實施例，只要在本發明的技術范圍內，可采取各種實例。在不超出本發明的技術構思范圍內，也可加以改變，這些改變、均等物均涵蓋在本發明的技術范圍內。
權利要求
1.一種超輕隔音材料，包含厚度為1～100mm，密度0.01～0.2g/cm3最好是0.03～0.08g/cm3的質輕吸音層以及，透過粘合劑與該吸音層接合，每單位面積重量在600g/m2以下，最好在300g/m2以下的非通氣性共振層所構成；對于前述的吸音層與前述非通氣性共振層，前述粘合層的粘合強度在剝離幅度25mm、180度的剝離下為1～20N/25mm，設定在3～10N/25mm為最佳；對于前述粘合層對前述吸音層與前述非通氣性共振層的所有界面，以50～100％，而80％～100％為最佳的面積粘合；因此，前述吸音層配置在車體面板側，前述非通氣性共振層設置于車廂內側，為其特征者。
2.如權利要求1的超輕隔音材料，其中，所述吸音層是由高密度吸音層與低密度吸音層的多層體所構成。
3.如權利要求2的超輕隔音材料，其中，所述高密度吸音層的密度為0.05～0.20g/cm3，厚度為2～70mm，所述低密度吸音層的密度為0.01～0.10g/cm3，厚度為2～70mm。
4.如權利要求2或3所述的超輕隔音材料，其中，所述高密度吸音層的初期壓縮反彈力為30～600N，而為50～300N時最佳，所述低密度吸音層的初期壓縮反彈力為5～300N，而為10～100N時最佳，前述高密度吸音層的初期壓縮反彈力至少為前述低密度吸音層的1.2～40倍，而1.5～5倍為最佳，前述吸音層的厚度中，高密度吸音層所占厚度為20～80％，而占40％～60％時最佳。
5.如權利要求1的超輕隔音材料，其中，所述吸音層為單層，密度0.02～0.20g/cm3，厚度2～70mm。
6.如權利要求5的超輕隔音材料，其中，所述吸音層的初期壓縮反彈力為2～200N，而為20～100N時最佳。
7.如權利要求1-6中任一項所述的超輕隔音材料，其中，所述非通氣性共振層在車廂內側面上與第2吸音層接合，前述第2吸音層的密度為0.01～0.2g/cm3，厚度為1～20mm，而密度在0.05～0.15g/cm，厚度為4～10mm為最佳者。
8.如權利要求7的超輕隔音材料，其中，前述第2吸音層為單層或多層。
9.如權利要求7或8的超輕隔音材料，其中，前述第2吸音層為多層，其下層與共振層粘合，或是上層與下層以機械性穿孔力重疊而成。
10.如權利要求1-9中任一項所述的超輕隔音材料，其中，前述非通氣性共振層的構造為發泡體或膜體，如為前述的發泡體，厚度為1～7mm，以2～3mm為最佳，如為前述的膜體，厚度為10～600μm，以20～300μm為最佳者。
全文摘要
一種超輕隔音材料，系以吸音層202的厚度為5～50mm，每單位面積重量在2000g/m
文檔編號G10K11/00GK1764941SQ20048000806
公開日2006年4月26日 申請日期2004年3月23日 優先權日2003年3月26日
發明者井上亨, 石川雅樹, 石川洋平, 松山宗平, 森秀行 申請人:竹廣股份有限公司, 豐田紡織股份有限公司