專利名稱：超輕隔音材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止非車廂箱內(nèi)的引擎室等的噪音傳到車廂內(nèi)所使用的超輕隔音材 料，尤其涉及結(jié)構(gòu)輕、能吸收傳到車廂內(nèi)之噪音的超輕隔音材料。
背景技術(shù)：
如專利文獻(xiàn)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(nèi)側(cè)上，設(shè)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(fā)泡層；在前述的組合包裝(42)與 前述面狀車體零件之間，設(shè)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(gòu)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(zhì)層(14)，特別是擁有開放孔的纖維層或是纖維 /發(fā)泡復(fù)合體層；前述硬質(zhì)(14)具有對Rt = 500NsnT3 Rt = 2500NsnT3氣流的總阻力，尤 其對Rt = 900NsnT3 Rt = 2000NsnT3的氣流具有總阻力，以及擁有mF = 0. 3kg/m2 mF =2. Okg/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(fā)明套件之特點在遇到今日汽車產(chǎn)業(yè)所喜愛使用的薄型鐵片以及質(zhì)輕的 鋁片，以及有機(jī)薄片時，效果特別顯著。該發(fā)明套件之優(yōu)點，在于所使用的有孔彈簧層的熱 傳導(dǎo)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(xiàn)2 (特開2001-347899)所示，車輛用的隔音材料10從車廂內(nèi)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(nèi)側(cè)未擁有非通氣層，第2通氣性吸音層40的反車廂內(nèi)側(cè)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(nèi)的噪音能再度被吸收，而且也提供一個隔音結(jié)構(gòu)讓從引擎室外傳到車 廂內(nèi)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(xiàn)3 (特開2002-220009)所示，在車體面板(panel) (10)的室內(nèi)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(chǔ)的吸音層 (21)所構(gòu)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(nèi)的板子(40)進(jìn)行反射后再度經(jīng)表面?zhèn)然貧w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(gòu)成的表皮層(22)所層積 而成。此外在吸音層(21)的表里面當(dāng)中至少有一面的整面或部份面上，采用發(fā)泡樹脂布材質(zhì)所構(gòu)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(nèi)音壓的上升，提高車廂內(nèi)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(qiáng)度在20N/cm以 下，L值在60以下的聚烯(Polyolefin)類的發(fā)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(jī)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(fā)明內(nèi)容
利用通氣阻力的表皮層與吸音層結(jié)合而成的儀表板靜音材質(zhì)也是提案之一。一、解決的問題將傳統(tǒng)的隔音結(jié)構(gòu)與專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)以及穿透損失與吸音能力進(jìn)行比較，其結(jié) 果如下。這里的低周波數(shù)主要是指1/3倍頻帶(octave band)的周波數(shù)在315Hz以下，中 周波數(shù)是指400 1600Hz，高周波數(shù)是指2000Hz以上者。在此比較傳統(tǒng)的隔音結(jié)構(gòu)(參照圖27。以下稱「圖27之結(jié)構(gòu)」)與專利文獻(xiàn)1的 結(jié)構(gòu)(參照圖28，以下稱「圖28之結(jié)構(gòu)」)，以及穿透損失與吸音能力。圖27的結(jié)構(gòu)中儀表板靜音裝置每單位面積的重量為6. Okg/m2,圖28之結(jié)構(gòu)4所 使用的每實效單位面積重量為2. Okg/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(dāng)中可看出，圖28的結(jié)構(gòu)是由通氣的表皮層與面板雙 重結(jié)構(gòu)所構(gòu)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(chǎn)生較大的低周波數(shù)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(dāng)中可看出，圖28的結(jié)構(gòu)是由通氣的表皮層與面板雙 重結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，表皮層具有通氣性，所以在周波數(shù)數(shù)下會產(chǎn)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(jié)構(gòu)中，無法獲得充分的穿透損失。從圖29(b)的吸音率圖當(dāng)中可看出，圖27的結(jié)構(gòu)中低周波數(shù)擁有會因為強(qiáng)烈表皮 共振而產(chǎn)生向上的周波數(shù)，但是在中周波數(shù)與高周波數(shù)卻幾乎看不到吸音率。從圖29(b)的吸音率圖當(dāng)中可看出，圖27的結(jié)構(gòu)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(shù)到高周波數(shù)都可達(dá)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(jìn)來，所反射的間接聲音較多，和傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相較起來，專利文獻(xiàn)1的做法 能夠大幅降低穿透損失，中周波數(shù)以上的吸音力相對較高，能提升車廂內(nèi)的吸音力，確保幾 乎同等的車廂內(nèi)寧靜性。而且由于制品重量大幅減輕，因此近來的儀表板結(jié)構(gòu)都采用此種 做法。但是在某些車種上，由于車輛結(jié)構(gòu)的關(guān)系使得直接聲音的影響比較大，在圖28之結(jié)構(gòu)中，穿透損失不足(參照圖29(a))，因此無法確保車廂內(nèi)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(xiàn)1的圖28之 結(jié)構(gòu)所示的高周波數(shù)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(chǎn)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(xiàn)1之結(jié)構(gòu)的儀表板靜音裝置的吸音力足以確保車廂內(nèi)的寧靜性，然而也因為上述因素而無法發(fā)揮足夠的性能。此外，傳統(tǒng)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(shù)的聲音都能夠達(dá)到良好的吸音力，但是由于車廂內(nèi)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(shù)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(shù)的吸音就不充足。在專利文獻(xiàn)2當(dāng)中，如圖31所示，在利用吸音材料來對1000Hz以上的周波數(shù)的聲 音進(jìn)行吸音時，當(dāng)吸音層變薄時，往往吸音率就會降低。圖28結(jié)構(gòu)的隔音材料雖然具有反吸收車廂內(nèi)反射音的機(jī)能，但是對吸音周波數(shù) 的控制方案并不明確。專利文件3、4中對傳統(tǒng)隔音材料的吸音布與表層界面的固定狀態(tài)、表皮部通氣量 的吸音特性、遮音特性的嚴(yán)重影響都加以忽略。實際的制品中形狀復(fù)雜須具備一定的界面 粘結(jié)強(qiáng)度，不同的設(shè)計條件會使吸音、遮音特性也都不同。此外其可能也無法應(yīng)用在狹小空 間中。所以本發(fā)明不僅能夠?qū)能圀w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(shù)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(shù)(特別是包含人交談時的周波數(shù)頻域的噪 音水準(zhǔn)范圍)到高周波數(shù)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(shù)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(fā)明之發(fā)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(jié)狀態(tài)，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(shù)，隔離車廂外傳入的噪音，確保車廂內(nèi)的吸音水平，以提升車廂內(nèi)的寧靜性。申請項目1所記載之發(fā)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(gòu)成；前 述吸音層與非通氣性共振層的粘合層的粘結(jié)強(qiáng)度在剝離幅度25mm下時為180度，剝離較好 設(shè)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(jié)，前述吸音層配置在車 體面板側(cè)，前述非通氣性共振層設(shè)置在車廂內(nèi)側(cè)。上述的剝離方法與「JIS K6854圖4 180度剝離」類似，剝離速度是以200mm/分進(jìn)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(jié)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 L 10188. 3. 3. 1編地的通氣性「脆弱(fragile)形試驗機(jī)」與其結(jié)果關(guān)連 性極高的通氣性試驗機(jī)進(jìn)行測定，非通氣性系指該通氣量在設(shè)備的最低測定能力以下，在 0. IcmVcm2 · sec以下。前述的吸音層最好具有空氣層。本發(fā)明之發(fā)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(tài)的剝離強(qiáng) 度與對粘合層粘結(jié)面積的吸音性影響而做出本發(fā)明。本發(fā)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(xiàn)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(shù)，而將車廂內(nèi)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(jié)構(gòu)可設(shè)計在所有的吸音層面上，也可以設(shè)置在吸音層的 部份上、也可設(shè)在表面?zhèn)?、?nèi)面?zhèn)鹊娜我环健Ｐ纬晌魧右约皩υ撐魧拥能囀覂?nèi)側(cè)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(fā)泡層)。吸音層與粘合層采用的是非通氣性或通氣性材質(zhì)。 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(zhì)。1/3倍率頻帶(octave band)的周波數(shù)與吸音層的粘結(jié)部面積為50 100%，最 好是80%以上?？勺鋈嬲辰Y(jié)或部份粘結(jié)。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(xù)性粘接，相當(dāng)于1 50dot/cm的點接著，也可采用線狀粘結(jié)。此外如采用粘結(jié) 膜的話，也可采用全面粘結(jié)。粘結(jié)強(qiáng)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(zhì)為非通氣性，如樹脂發(fā)泡體或是樹脂膜。吸音層可為非通 氣性或通氣性材質(zhì)，例如熱可塑性縮尼(felt)、化纖反毛材、PET纖維等以粘結(jié)(Binder) 纖維縮尼(felt)化。粘合層的材質(zhì)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(jié)劑等。申請項目2所記載的本發(fā)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(fā)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(nèi)，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(fā)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(fā)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(jié)，會提升非通氣性共振層 的剛性，讓共振周波數(shù)移動高周波側(cè)。而且當(dāng)高密度吸音層與低密度吸音層的剛性差不恰 當(dāng)時，可能就無法產(chǎn)生高周波側(cè)與低周波側(cè)共振的周波數(shù)。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cplOOmm、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(jìn)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(jìn)行測定。圖1為初期壓縮反彈力的測定方法。將以cplOOmm圓柱狀剪裁成的吸音材料加 以荷重進(jìn)行壓縮。
圖2為初期壓縮反彈力的測定結(jié)果，是針對PET(P0IyethyleneTei^phtaIate)、縮 尼(felt)、RSPP(以碎紙塵為原料所制的再生隔音材料)、PUF(P0lyurethane foam)所作的 測定結(jié)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(shù)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(zhuǎn)換成熱能。 代表制振效果特性的是損失系數(shù)η。該損失系數(shù)η是以下列式子計算出來。<formula>formula see original document page 8</formula>損失係數(shù)η’ 吸音材損失係數(shù)El 共振層彈性率E2 吸音層彈性率hi 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(fù) 合成的多層體，或是采用單一材料但具備高密度側(cè)與低密度側(cè)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(fù)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(zhì)所構(gòu)成?；蛘卟捎脝?一材料但具備高密度側(cè)與低密度側(cè)的密度分配的材料，在非通氣性共振層側(cè)，高密度側(cè)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(jié)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?；蛘呤窃趩我徊牧仙嫌懈呙芏葌?cè)與低密度側(cè)不同的密度配置亦佳。吸音層的材質(zhì)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(fā)泡的板材、RSPP等。申請項目5所記載之發(fā)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(fā)明中，前述吸音層申請項目6所記載之發(fā)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(fā)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(nèi)側(cè)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(jié)而單純以層積狀態(tài) 放置(例如以拉煉(圖標(biāo)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 IOOmm的間隔粘結(jié)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(qiáng)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(shè)置于非通氣性共振層上，有實則配合需要設(shè)置在車廂內(nèi)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(jié)劑、粘結(jié)膜、機(jī)械性接合 例如以針縫(Niddle punch)的方式等機(jī)械式穿孔力來接合。申請項目8所記載的發(fā)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(fā)明的前述第2吸音層為多層，其下層與共振層粘結(jié)，或是上 層與下層利用機(jī)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(jié)，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(fā)明，前述非通氣性共振層的結(jié)構(gòu)為發(fā)泡體或膜體，如為前 述發(fā)泡體時，其厚度為1 7mm，最好是2 3mm，如為前述膜體時，厚度為10 600 μ m，最 好為20 300 μ m，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(zhì)量必須非常輕。非通氣共振膜的材質(zhì)最好是Olefin類樹脂膜、Polyester膜等的Polyethylene Ter印htalate聚酯(PET)類膜、尿烷類樹脂膜或是其復(fù)合體所構(gòu)成。非通氣獨立共振發(fā)泡 體最好是Polypropylene發(fā)泡體(以下稱PPF)，Polyethylene發(fā)泡體(以下稱PEF)等的 Orphan類發(fā)泡體。采用本項發(fā)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(xù)、任意變化時有效之故。在該范圍內(nèi)，由于周波數(shù)的布面 共振而能提高吸音力效果，讓車廂內(nèi)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(xiàn)象，獲得很高的吸音率。與傳統(tǒng)的吸音材料相比，本發(fā)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(jié)構(gòu)為發(fā)泡體或膜體，如為前述發(fā)泡體時厚度為1 7mm，最好為2 3mm，如為前 述膜體時，厚度為10 600 μ m,最好是20 300 μ m。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(fā)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1 100 μ m，最好是5 50 μ m。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(jié)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Si，S2時，如Sl = S2，則全界面則為 S = Sl = S2，如Sl > S2時，則S = S2，如Sl < S2時，則S = Si。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(tài)(例如縮尼(felt) 表層破壞)、粘結(jié)劑界面剝離(例如所有的粘結(jié)劑都粘在吸音層上剝離)、粘結(jié)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(jié)劑拉絲剝離)或是該材料的表層破壞、 粘結(jié)劑的界面剝離、粘結(jié)劑凝結(jié)剝離等復(fù)合狀態(tài)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(jié)果一覽圖表。第3圖為本發(fā)明實施例1之基本結(jié)構(gòu)說明圖。第4圖為適用本發(fā)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(fā)明實施例的儀表板靜音裝置與圖27之結(jié)構(gòu)、圖28之結(jié)構(gòu)的周波數(shù)VS穿透損失以及周波率VS吸音率的關(guān)系圖。第6圖(a) (b)分別為本發(fā)明實施例的儀表板靜音裝置1的周波率VS吸音率的關(guān) 系圖。第7圖(a) (b)分別為本發(fā)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(shù)VS穿透損失以及周波率VS吸音率的關(guān)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(shù)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(shù)VS吸音率的 特性圖表。第10圖的(a)為本發(fā)明實施例2(吸音層由不同密度的2層所構(gòu)成)的基本構(gòu)造 說明圖，(b)在本發(fā)明實施例3 (非通氣性共振層上設(shè)有第2吸音層)的基本構(gòu)造說明圖。第11圖是有關(guān)本發(fā)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(shù)VS穿破損失圖。第12圖是有關(guān)本發(fā)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(tài)下周波數(shù)VS穿透損失的圖。第15圖為本發(fā)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(fā)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(fā)明實施例4(吸音層單層時)的基本構(gòu)造說明圖。第18圖為實施例4的周波數(shù)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(fā)明實施例5的基本構(gòu)造說明圖。第21圖的(a)為比較例1的基本構(gòu)造說明圖，(b)為比較例2的基本構(gòu)造說明圖， (c)為實施例5的具體例基本構(gòu)造說明圖。第22圖的(a)為圖21 (a) (c)之各構(gòu)造的周波數(shù)VS穿透損失、(b)為圖21 (a) (c)之各構(gòu)造的周波率VS吸音率的圖。第23圖(a)為本發(fā)明實施例5之有膜層與無膜層修正結(jié)構(gòu)時之周波數(shù)VS穿透損 失圖。第23圖(b)為本發(fā)明實施例5之有膜層與無膜層修正結(jié)構(gòu)時之周波率VS吸音率 圖。第24圖為實施例6的基本構(gòu)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(tǒng)的隔音結(jié)構(gòu)說明圖。第28圖為專利文獻(xiàn)1的隔音結(jié)構(gòu)說明圖。
第29圖(a)為有關(guān)圖標(biāo)27之先前技術(shù)之隔音結(jié)構(gòu)以及圖標(biāo)28所示之專利文獻(xiàn) 1之周波數(shù)與與穿透損失關(guān)系圖。第29圖(a)為有關(guān)圖標(biāo)27之先前技術(shù)之隔音結(jié)構(gòu)以及圖標(biāo)28所示之專利文獻(xiàn) 1之周波數(shù)與與吸音率關(guān)系圖。第30圖為車廂內(nèi)噪音水準(zhǔn)圖。第31圖為專利文獻(xiàn)2的周波數(shù)與吸音率的關(guān)系圖。附圖中標(biāo)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、202。、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-5031，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(fēng)-51 53。
具體實施例方式以下參照圖示說明本發(fā)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 50cm7cm2 · sec成形，尿烷發(fā)泡體(Foam)則是由具有10cm7cm2 · 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(jié)構(gòu)構(gòu)成。在吸音層2與非通氣性共振層3之間有 粘結(jié)的粘合層4。在吸音層2與非通氣性共振層3的界面產(chǎn)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(nèi)的鐵制面板，沿著車廂內(nèi)面?zhèn)?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(yè)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(nèi)、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(cè)，非通氣性共振層 3設(shè)置在車廂內(nèi)側(cè)。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Imm的 話，該部份的密度會高達(dá)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(zhì)。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(jīng)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(yōu)秀吸音特性的纖維集合體所構(gòu)成，其材質(zhì)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(nèi)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(dá)315 4000Hz的廣泛周波 數(shù)。非通氣性共振層3是對吸音層2成形于車廂內(nèi)側(cè)。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(nèi)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(fā)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(fā)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10 200 μ m，最好為20 100 μ m。非通氣性共振層的 密度如為發(fā)泡體時，為0. 02 0. lg/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. Og/cm3。非通氣性共振層3的材質(zhì)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(zhì) 的復(fù)合體。非通氣性共振發(fā)泡體為Polypropylene發(fā)泡體(以下稱PPF) ,Polyethylene發(fā) 泡體(以下稱PEF)等的鏈烯羥(Olefine)類發(fā)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1 100 μ m為，最好為5 50 μ m。密度為一般粘結(jié)劑的密度數(shù)值即可。粘合層4的 粘結(jié)強(qiáng)度為1 20N/25mm，最好是3 10N/25mm。粘結(jié)面積率從50%到100%，最好在 80% 100%之間?？勺鋈嬲辰Y(jié)或部份粘結(jié)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(xù)性粘結(jié)，也可以以相當(dāng)于1 50dot/cm的點粘結(jié)方式接合，或是以線 狀粘結(jié)。如果以粘結(jié)膜方式粘接時，也可做全面粘結(jié)。粘合層4的材質(zhì)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(dá)到一定的粘結(jié)力， 最好不要使用無法確保粘結(jié)力的材質(zhì)。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(jī)器 進(jìn)行層積，或是使用Random抄造機(jī)，在與非通氣性共振層3的接著面應(yīng)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(dá)到要求的效率。關(guān)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(shù)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(shè)置一個具有通氣阻力的吸音層2。 而且還控制過去傳統(tǒng)技術(shù)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(jié)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(xiàn)在周波數(shù)較高的部位外也會出現(xiàn)較低的部位(參照圖5(a) (b) (1))。此外雙層 構(gòu)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(shù)到高周波數(shù)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(dāng)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(shù)fr的關(guān)系如下表1所示。表1
<formula>formula see original document page 13</formula>車廂內(nèi)的聲音乃是擴(kuò)散入射，而非通氣性共振層3則因為質(zhì)量輕、剛性低，所以共 振會在較小范圍內(nèi)獨立發(fā)生。所以當(dāng)吸音層2的厚度L的值變?yōu)?0 5mm時，共振周波數(shù) 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(zhì)量的機(jī)械性彈簧時，其共振周波數(shù)的式子在一般的彈簧震動式子 中，可從彈力系數(shù)k= P .C2/!計算出式2的共振周波數(shù)fr。其中，fr為共振周波數(shù)(Hz)， P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2<formula>formula see original document page 13</formula>P 空氧密度 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(shù)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(jié)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(shù)往高周波側(cè)移動外，由于前述的粘結(jié)也使共振周波數(shù)出現(xiàn)在低周 波數(shù)側(cè)(參照圖7(a) (b) (5))，由于吸音層2的強(qiáng)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的總質(zhì)量造成在彈簧Masu315 630Hz的波域發(fā)生共振，提高了該周波數(shù)的吸音率(參照圖7(a) (b) (6))。此結(jié)構(gòu)產(chǎn)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(shù)由于只 會在表皮層(非通氣性共振層3)產(chǎn)生極輕微的量，而使穿透損失發(fā)生在十分高的周波數(shù)領(lǐng) 域上，而且表皮層這層共振層3質(zhì)量極輕，同時藉由控制共振層3與吸音層2的粘結(jié)力，因 此能確保足夠的粘結(jié)力與粘結(jié)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(zhì)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(shù)控制在315 4000Hz，獲得高吸音率。周波數(shù)較高的中周波數(shù)波域(640 1250Hz)會因為非通氣性共振層3單品發(fā)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(jié)著力與粘結(jié)面積相粘接，所以運用 吸音層2部份質(zhì)量的彈簧Masu共振會發(fā)生在周波數(shù)較低的315 630Hz之間，提高了吸音 性。擁有此種結(jié)構(gòu)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(nèi)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(gòu)成，因此車廂內(nèi)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(chǎn)生薄膜震動，因此就會在 非通氣性共振層3與吸音層2產(chǎn)生共振現(xiàn)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(shù)。在本實施例1當(dāng)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(nèi)的周 波數(shù)就能因為布片共振而獲得提高吸音力的效果，車廂內(nèi)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(xiàn)象，所以能獲得很高的吸音率。相對于傳統(tǒng)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(shù)據(jù)，其結(jié)果如圖8、圖9所示。在比較例的結(jié)構(gòu)中，除了 當(dāng)粘合層4的粘結(jié)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50 μ m。儀表板靜音裝置1的非通氣性共振層3采用聚丙烯(Polypropyrene)發(fā)泡體 (PPF)，發(fā)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(jié)面積為90%。將水溶性EVA系粘結(jié)劑 涂抹在發(fā)泡率30倍、厚度2mm的聚丙烯(Polypropyrene)發(fā)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(gòu)成的吸音層2以壓力lkg/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(jié)后的粘結(jié)強(qiáng)度為2 8N/25mm，界面的約 90%都粘結(jié)在一起。剝離狀態(tài)為吸音層2的熱可塑性縮尼會出現(xiàn)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(qiáng)度較高，因此粘結(jié)強(qiáng)度提高為5 10N/25mm。在圖8中，比較粘合層的粘結(jié)面積為90%時與20%時的情形可發(fā)現(xiàn)，粘結(jié)面積為 90%時，在400Hz以上的周波數(shù)范圍時穿透損失會較粘結(jié)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(qiáng)度 也較高，也就是粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)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(jié)面積為90%時與20%時的情形可發(fā)現(xiàn)，粘結(jié)面積為 90%時，在630Hz 1600Hz周波數(shù)范圍時，粘結(jié)力與粘結(jié)面積會影響到非通氣性共振層， 產(chǎn)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(nèi)的噪音。在比較例中，由于非通氣性共振層3的關(guān)系，吸音率上升。在630Hz 1600Hz周波數(shù)以外范圍，如粘結(jié)面積為90%時，粘結(jié)力與粘結(jié)面積會造成非通氣性共振層 與吸音層產(chǎn)生共振現(xiàn)象，因此吸音率會比粘結(jié)面積20%時還上升。因此在此周波數(shù)范圍時 能比粘結(jié)面積20%時更能降低車廂內(nèi)的噪音。而且在400 500Hz附近的周波數(shù)，由于非 通氣性共振層與吸音層會彼此產(chǎn)生共振周波數(shù)，因此能獲得0. 7的吸音率，在中周波數(shù)對 降低車廂內(nèi)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(jié)構(gòu)與實施例1相同， 因此沿用前項說明。結(jié)構(gòu)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(gòu)成，吸音層202a與202b配置在儀表板10側(cè)，非 通氣性共振層203則配置在車廂內(nèi)側(cè)。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(nèi)。低密度吸音層202b 在非通氣性共振層203的相反側(cè)與高密度吸音層202a的面透過粘合層202c相接，密度為 0. 01 0. lOg/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(cè)到低密度側(cè)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(zhì)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(dāng)吸音層202采用不同密 度的2層-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(zhì)時， 比較其周波數(shù)與穿透損失，結(jié)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(jié)構(gòu)，在中周波數(shù)(640 1250Hz)以上的穿透損失更 大幅獲得改善。圖12系有關(guān)不同密度的吸音層202，其雙層結(jié)構(gòu)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(biāo)10(a)所示者，以及有關(guān)在第一實 施例之圖標(biāo)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IOa 結(jié)構(gòu)(無第2吸音層)時以及圖17結(jié)構(gòu)與圖IOb結(jié)構(gòu)(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(shù)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(shù)范圍(640 1250Hz)明顯出現(xiàn)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(shù)都顯示出很高的吸音率。在實施例2中，不僅 是中周波數(shù)范圍(640 1250Hz)的特定周波數(shù)的噪音，也能廣泛地產(chǎn)生吸音效果。在實施 例2的400Hz與1600Hz周波數(shù)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(shù)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(dāng)該剛性越高，共振周波數(shù)就會移往高周波數(shù)去。 此外低周波數(shù)方面的共振周波數(shù)在實施例2當(dāng)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(fā)生影響，因為非通氣性共振層203與吸音層202的質(zhì)量總和的Masu與吸音層202的彈簧產(chǎn)生彈簧Masu震動的緣故。圖13為有粘合層204，而且其結(jié)構(gòu)如圖10(a)所視為吸音層202由不同密度的2 層所構(gòu)成時，改變非通氣性共振層203的質(zhì)量，比較其周波數(shù)VS吸音率的圖。圖13的數(shù)據(jù) 為沒有第2吸音層306時的數(shù)據(jù)，圖13為改變非通氣性共振層203的質(zhì)量時，高周波側(cè)所 產(chǎn)生之吸音率峰周波數(shù)的變化情形。但是該現(xiàn)象不管是否有第2吸音層306都會產(chǎn)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(zhì)量，高周波數(shù)方面的共振周波數(shù)也會產(chǎn)生變化。當(dāng)非通氣性共振層3的質(zhì)量為60g/m2 時，會產(chǎn)生1250Hz的共振周波數(shù)，發(fā)泡體的厚度為2 3mm，膜相當(dāng)于20 100 μ。當(dāng)非通 氣性共振層3的質(zhì)量為300g/m2時，會產(chǎn)生1000Hz的共振周波數(shù)，當(dāng)非通氣性共振層3的 質(zhì)量為2000g/m2時，會產(chǎn)生315Hz的共振周波數(shù)。非通氣性共振層3的質(zhì)量越重，共振周 波數(shù)就會移往低周波數(shù)，也就無法達(dá)到所要的周波數(shù)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(zhì)量(也稱為Masu)所產(chǎn)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(chǎn)生的彈力與非通氣性共振層203的Masu 會發(fā)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(chǎn)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(shù)頻域(125 500Hz)發(fā) 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(chǎn)生的彈 簧與非通氣性共振層203的Masu所產(chǎn)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(shù)領(lǐng)域(1600 6400Hz)發(fā)生吸音率的巔峰。在高周波數(shù)發(fā)生的吸音率峰值 會受到突發(fā)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. lOOg/cm3，厚度為10mm，每單位面積重量為lOOOg/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(zhì)是纖維棉縮尼。粘合層204的粘結(jié)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(jié)構(gòu)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(nèi)側(cè)的面上還附加有車廂內(nèi)粘 合層305與第2吸音層306。非通氣性共振層303透過車廂內(nèi)側(cè)粘合層305 (厚度可隨意， 例如20 μ m 100 μ m皆可)與質(zhì)輕的第2吸音層306粘合。該第2吸音層306的密度為 0. 01 0. lg/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(nèi)側(cè)的 高周波吸音效果而設(shè)。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，⑴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(chǎn)生共振，發(fā)生高周波領(lǐng)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(fā)生共振。當(dāng)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(dāng)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(lǐng)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(shù)(640 1250Hz) 高周波數(shù)(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(nèi)側(cè)粘合層305 與第2吸音層306的超輕量隔音材料上，會產(chǎn)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(fā)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(shù)領(lǐng)域(125 500Hz)會發(fā)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(chǎn)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(fā)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(fā)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(fā)狀況產(chǎn)生影響，波 及到高周波數(shù)側(cè)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(zhì)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(jié) 構(gòu))，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(nèi)、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(nèi)。在該儀表板靜音裝置401上，當(dāng)沒有粘合層404時，非通氣性共振層 403會產(chǎn)生Masu，第1吸音層402會成為彈簧，發(fā)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(fā)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(fā)生先前說明的中周波數(shù)領(lǐng)域(640 1250Hz)非通氣性共振 層403的膜共振外，在低周波數(shù)頻域(125 500Hz)也會發(fā)生共振。由此可知會發(fā)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(shù)領(lǐng)域(125 500Hz)。圖19為粘合層404對吸 音率的效果。從圖19可看出，當(dāng)沒有粘合層404時，只有在中周波數(shù)領(lǐng)域(640 1250Hz) 會出現(xiàn)顯著的高吸音率，但是當(dāng)有粘合層404時，從低周波數(shù)領(lǐng)域(125 500Hz)到高周波 數(shù)頻域(1600 6400Hz)廣泛的周波數(shù)范圍都可獲得很高的吸音率。因此不僅是中周波數(shù) 頻域(640 1250Hz)特定周波數(shù)的噪音，也能廣泛產(chǎn)生吸音效果。這個原理是因為共振周波數(shù)在沒有粘合層404時，由于非通氣性共振層只會在中周波數(shù)頻域(640 1250Hz)發(fā)生 共振，但是當(dāng)有粘合層404時，此中周波數(shù)頻域(640 1250Hz)的共振也會出現(xiàn)在低周波 數(shù)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(zhì)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(qū)隔車廂外與車廂內(nèi)的鐵 制車底板510上，沿著車廂內(nèi)側(cè)安裝。地板靜音裝置501為了提高燃料效率與安裝的作業(yè) 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(nèi)、表皮/墊片層507、多層結(jié)構(gòu)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(shè)置在車廂內(nèi)側(cè)。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10 600 μ，最好為20 300 μ。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(gòu)成。第 2吸音層506為單層或多層結(jié)構(gòu)。例如圖20中第2吸音層506系由上層506a與下層506b 的多層結(jié)構(gòu)構(gòu)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(tài)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(guān)系可以提 高高周波的吸音力，與下層506b —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300 μ，粘合 層504的材質(zhì)為鏈烯羥(Olefine)類粘結(jié)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(fā)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(gòu)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(gòu)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(gòu)造。地板靜音裝置 501b的結(jié)構(gòu)由上而下依序為吸音表皮/PE墊片層507g、硬布片層506h、縮尼層5031、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(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)下能 夠控制硬布片的通氣量，能確保車廂內(nèi)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)能確保 車廂內(nèi)吸音效果，并卻確保車廂外的噪音隔離效果，而且由于能進(jìn)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(dá)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30 400 μ，最好為200 μ，材質(zhì)為PE、PP等鏈烯羥(Olefine)類樹脂類)，硬布片下層 506b采用縮尼結(jié)構(gòu)。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(qiáng)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OdB時的數(shù)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200 μ，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300 μ )，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(fā)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(gòu)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(gòu)成這一點不 同而已。由于其物理性質(zhì)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(zhì)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(jié)構(gòu)是由高密度吸音層與低密度吸音層所構(gòu) 成。高密度吸音層602a的密度為0. lOOg/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(zhì)；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(zhì)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(guān)于通氣度方面，采用JIS L10188. 3. 3. 1篇的「Fragil型試驗機(jī)以及與此結(jié)果 關(guān)系極高的通氣性試驗機(jī)進(jìn)行測定。穿透損失的測定是根據(jù)JIS A 1409的規(guī)定，試驗體的面積不是10m2，而是lm2。圖25為測定室的平面圖，配置有喇叭20與麥克風(fēng)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(jù)JIS A 1416 (殘響室吸音)進(jìn)行，試驗體的面積不是10m2，而是lm2。圖26為測定室的平面圖，配置有喇叭40與麥克風(fēng)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(fā)明并不限定于上述的實施例，只要在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)，可采取各種實例。 在不超出本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，也可加以改變，這些改變、均等物均涵蓋在本發(fā)明的技 術(shù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種超輕隔音材料，其特征在于，包含厚度為1～100mm，密度0.01～0.2g/cm3的質(zhì)輕吸音層以及，透過粘合層與該吸音層接合的非通氣性共振層，所述的非通氣性共振層的每單位面積重量在600g/m2以下，前述非通氣性共振層的構(gòu)造為發(fā)泡體或膜體，如為前述的發(fā)泡體，厚度為1～7mm，如為前述的膜體，厚度為10～600μm；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(qiáng)度在剝離幅度25mm、180度的剝離下為1～20N/25mm；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％的面積粘合；前述吸音層的空氣彈簧與前述吸音層及前述非通氣性共振層的總質(zhì)量在彈簧質(zhì)量315～630Hz的波域發(fā)生共振；并且，前述吸音層配置在車體面板側(cè)，前述非通氣性共振層設(shè)置于車廂內(nèi)側(cè)。
2.如權(quán)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(gòu)成，所述高密度吸音層的密度為0. 05 0. 20g/cm3，所述低密度吸音層的密 度為 0. 01 0. 10g/cm3。
3.如權(quán)利要求2的超輕隔音材料，其中，所述高密度吸音層的厚度為2 70mm，所述低 密度吸音層的厚度為2 70mm。
4.如權(quán)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，所述低密度吸音層的初期壓縮反彈力為5 300N，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，前述吸音層的厚度中，高密度吸音層 所占厚度為20 80%。
5.如權(quán)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(quán)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。
7.如權(quán)利要求1、2、3、5或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(nèi)側(cè)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 20mmo
8.如權(quán)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(quán)利要求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(jī)械性穿孔力重疊而成。
10.如權(quán)利要求1的超輕隔音材料，其中，所述質(zhì)輕吸音層的密度是0.03 0. 08g/cm3。
11.如權(quán)利要求1的超輕隔音材料，其中，所述非通氣性共振層的每單位面積重量在 300g/m2 以下。
12.如權(quán)利要求1的超輕隔音材料，其中，所述非通氣性共振層如為前述的發(fā)泡體，厚 度為2 3mm，如為前述的膜體，厚度為20 300 μ m。
13.如權(quán)利要求1的超輕隔音材料，其中，所述粘合層的粘合強(qiáng)度在剝離幅度25mm、180 度的剝離下為3 10N/25mm。
14.如權(quán)利要求1的超輕隔音材料，其中，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80% 100%的面積粘合。
15.如權(quán)利要求4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50 300N。
16.如權(quán)利要求4的超輕隔音材料，其中，所述低密度吸音層的初期壓縮反彈力為10 IOON0
17.如權(quán)利要求4的超輕隔音材料，其中，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. 5 5倍，前述吸音層的厚度中，高密度吸音層所占厚度為40% 60%。
18.如權(quán)利要求6的超輕隔音材料，其中，所述吸音層的初期壓縮反彈力為20 100N。
19.如權(quán)利要求7的超輕隔音材料，其中，前述第2吸音層的密度為0.05 0.15g/cm3, 厚度為4 10mm。
20.如權(quán)利要求4所述的超輕隔音材料，其中，所述非通氣性共振層在車廂內(nèi)側(cè)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。
21.如權(quán)利要求20的超輕隔音材料，其中，前述第2吸音層的密度為0.05 0. 15g/ cm3，厚度為4 10mm。
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/m2以下，吸音層202是由密度不同的高密度吸音亞層202a及低密度吸音亞層202所形成，透過粘合層204與非通氣性共振層203接合的高密度吸音亞層202a的密度為0.05～0.20g/cm3，厚度在2～30mm的范圍內(nèi)；低密度吸音亞層202b透過粘合層202c與非通氣性共振層203相反側(cè)的高密度吸音亞層202a的面相接，其密度為0.01～0.10g/cm3，厚度在2～30mm的范圍；因此，能改善人談話之周波數(shù)頻域的噪音水準(zhǔn)，尤其是降低高周波領(lǐng)域的噪音，以有效改善車廂內(nèi)的對話清晰度。
文檔編號B60R13/08GK101826322SQ20101014556
公開日2010年9月8日 申請日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月26日
發(fā)明者井上亨, 松山宗平, 森秀行, 石川洋平, 石川雅樹 申請人:竹廣股份有限公司;豐田紡織股份有限公司