運搬用乗物の遮音方法及び装置
遮音方法は、（ａ）第１の密度を有する第１の媒質中に配置される実質周期的な少なくとも１つの構造体のアレイを含む、少なくとも１つの音波バリアであって、構造体が、第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質から形成されており、第１の媒質及び第２の媒質のうちの一方が、縦波音波の伝播速度と、横波音波の伝播速度とを有する粘弾性媒質であり、縦波音波の伝播速度が横波音波の伝播速度の少なくとも約３０倍であり、第１の媒質及び第２の媒質のうちの他方が粘弾性又は弾性媒質である、少なくとも１つの音波バリアを含む少なくとも１つの遮音装置を用意することと、（ｂ）運搬用乗物の音響源領域と音響受信領域との間に遮音装置を介在させることとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２００８年１２月２３日に出願された、米国仮出願第６１／１４０，４１３号の優先権を主張し、その内容を本明細書に参考として組み込む。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、運搬用乗物（例えば、航空機、自動車、列車、及び船舶など）に有用な遮音方法に関し、別の態様では、乗物内の音波を減衰させる、又は遮音するのに使用する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
防音材料及び構造体には、運送業において重要な用途がある。例えば、一般的に、乗物の客室内の騒音レベルを下げることが望ましいと考えられる。交通騒音、風切り音、エンジン音、振動などの騒音、及び客室内から出る騒音は、各種吸音材又は音響反射材の使用により減衰させることができる。そのような材料として、例えば、天井材、トランクライナー、フードライナー、ダッシュマット、インテリアパネル、又は乗物室内の防音を高める敷物用及び他の装飾用若しくは機能性乗物外装材料を挙げることができる。
【０００４】
遮音産業で使用されている従来の材料、例えば吸収体及び反射体は、通常、周波数選択的な音波制御を提供することなく、広い周波数範囲にわたって機能する。能動的雑音消去装置は周波数選択的な音波減衰を斟酌するが、この装置は、典型的には閉鎖空間内で最も有効であり、パワー及び制御を提供するために電子機器を包囲し及び装置を作動させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の吸音材（例えば、発泡体又は繊維材料）は、一般的に重量が比較的軽く、多孔質であり、吸音材の比較的広い表面積にわたって音波の振動エネルギを散逸するよう機能する。（例えば、２つの弾性基材の間に挟まれた空気層を含む）ヘルムホルツ共鳴器を吸音体として使用することもできる。しかし、通常、比較的低い可聴周波数で比較的良好な吸収特性を得るためには、どちらのタイプの吸収体にも比較的厚い構造が必要とされ（例えば、約５００ヘルツ（Ｈｚ）未満の周波数に対して厚さが約５０ミリメートル（ｍｍ））、そのような厚い構造は、制約された乗物空間での使用に対して問題となる場合がある。
【０００６】
吸音体とは対照的に、従来の音波バリアは、材料による音波透過損失が、一般にその質量及び剛性の関数であるため比較的重く、気密性を有する傾向がある。いわゆる「質量則」（所定の周波数範囲内にて多くの従来の音波バリア材料に適用可能）は、材料の単位面積当たりの重量が２倍になると、材料を介した透過損失が６デシベル（ｄＢ）増大することを決定づける。単位面積当たりの重量は、より密度の高い材料を使用することにより、又はバリア厚を増大させることにより増大し得る。しかし、重量を追加するのは、多くの運搬用途で望ましくないものであり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、発明人は、外形寸法が比較的小さく、かつ／又は重量が比較的軽い遮音装置を使用することにより、運搬用乗物において、比較的高いレベルで音波を減衰させるか、又は遮音する（音波透過を低減する、又は好ましくは消失させる）ことができる遮音方法が必要であると認識した。好ましくは、装置は、可聴音響周波数の比較的広い範囲にわたって少なくとも部分的に有効であってもよく、及び／又は比較的単純にかつ費用効率が高く製造することが可能である。
【０００８】
簡潔に言えば、一態様では、本発明は、（ａ）第１の密度を有する第１の媒質中に配置される実質周期的な少なくとも１つの構造体のアレイを含む、少なくとも１つの音波バリアであって、その構造体が第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質で形成されており、第１の媒質及び第２の媒質のうちの一方が、縦波音波の伝播速度と、横波音波の伝播速度とを有する粘弾性媒質であり、縦波音波の伝播速度が横波音波の伝播速度の少なくとも約３０倍であり、第１の媒質及び第２の媒質のうちの他方は粘弾性又は弾性媒質である、少なくとも１つの遮音装置を用意することと、（ｂ）運搬用乗物（例えば、航空機、自動車、列車、及び船舶など）の音響源領域（好ましくは、可聴音響周波数の音響源）と音響受信領域との間に遮音装置を介在させることとを含む、かかる方法を提供する。好ましくは、実質周期的な構造体のアレイは、第１の媒質と第２の媒質とを交互に重ねてなる層を備える多層構造体形状の一次元アレイである。遮音装置は、（下記に定義するような）少なくとも１つの高耐熱性材料を更に含むことが好ましい。
【０００９】
所定の特性を有する粘弾性材料を選択し、それらを粘弾性材料又は弾性材料と組み合わせて空間的に周期的なアレイを形成することにより、フォノニック結晶構造のバンドギャップ又は少なくとも有意な透過損失（例えば２０デシベル（ｄＢ）を超える）を、可聴範囲（即ち、２０ヘルツ（Ｈｚ）〜２０キロヘルツ（ｋＨｚ）の範囲）の少なくとも一部において得ることができることが判明している。そのような音波バリア又はフォノニック結晶構造は、重量を比較的軽量かつ比較的小型にする（例えば、数センチメートル又はそれ未満程度の外形寸法を有するなど）ことができる。材料の選択、格子構造の種類、異なる材料の間隔等の設計パラメータを制御することにより、バンドキャップの周波数、ギャップの数、及びそれらの幅を調整することができ、又は最低でも、透過損失レベルを周波数の関数として調整することができる。
【００１０】
フォノニック結晶構造は、音響バンドギャップを受動的であるが周波数選択的に生成することができる。音響産業で使用される殆どの常の音波吸収体とは異なり、フォノニック結晶は、透過モードにて音波を制御する。バンドギャップの周波数の範囲内では、構造を介した入射音波の透過は本質的に存在しない可能性がある。バンドギャップは常に絶対（即ち、音波透過が存在しない）なわけではないが、音波透過損失は多くの場合、２０デシベル（ｄＢ）程度以上であり得る。音響産業では、３ｄＢのオーダーの減衰は有意であると見なされることから、２０＋ｄＢは透過の非常に有意な損失であり、音響出力の１００パーセント低減に接近する。
【００１１】
フォノニック結晶構造は音源と受信体との間に配置されて、選択された周波数のみに構造を通過させる。したがって受信体は、フィルターを通された、望ましくない周波数は遮断されている音波を聴く。フォノニック結晶構造を適切に構成することにより、透過された周波数を受信体に集めることができ、又は望ましくない周波数を反射して音源に戻すことができる（周波数選択ミラーと極めて類似）。現在の音響材料とは異なり、フォノニック結晶構造は、音波を減衰させ又は反射するのみでなく、実際に管理するよう使用することができる。
【００１２】
驚くべきことに、そのような音波バリア又はフォノニック結晶構造を含む遮音装置は比較的薄く、重量が比較的軽いにもかかわらず、運搬用乗物に実装された場合に、約３００Ｈｚより上の周波数において、約２０ｄＢを超える音波透過損失をもたらすことができる。一般に上記の質量則に従う従来の運搬用乗物の防音体とは対照的に、本発明の方法で使用する遮音装置は、約１５０Ｈｚ以上の周波数において、質量則から予測されるものを約３〜４ｄＢほど超える透過損失をもたらすことができる。この装置は、外気温で、更には外界よりはるかに低いか、又は高い温度で効果的であり得る（例えば、約−８０℃〜約＋１５０℃の温度範囲については、約２３℃の室温と比べて性能が数ｄＢしか低下しない）。更に、少なくとも１つの高耐熱性（下記に定義するような、好ましくは耐炎性、より好ましくは火炎伝播抵抗性及び火炎透過抵抗性、最も好ましくは溶け落ち抵抗性）材料を更に含む遮音装置は、難燃性が主要な懸案事項である運搬用途（例えば、航空及び鉄道）に使用でき、それでもなお、効果的な遮音を可能にする。
【００１３】
したがって、少なくとも一部の実施形態では、本発明の方法は、運搬用乗物において、外形寸法が比較的小さく、かつ／又は重量が比較的軽い遮音装置を利用しながらも、可聴音響周波数で（驚くべきことに、約１０００ヘルツ未満の可聴周波数においてでさえ）少なくとも部分的に効果的であり得る遮音方法に対する、上記の必要性を満たすことができる。本発明の遮音方法を使用して、重量の低減、厚さの低減、及び／又は高耐熱性が重要であり得る、様々な異なる乗物環境で遮音を実施することができる。例えば、そのような使用には、航空機（例えば、機体のまわり及び客室パネルでの遮音用）、自動車（例えば、床板、ダッシュボード、ホイールウェル、及び天井）などの室内又は室外いずれかの（又は両方の）乗物部品に遮音装置を配置することを含むことができる。
【００１４】
別の態様では、本発明はまた、（ａ）第１の密度を有する第１の媒質中に配置される実質周期的な少なくとも１つの構造体のアレイを含む、少なくとも１つの音波バリアであって、その構造体が、第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質で形成されており、第１の媒質及び第２の媒質のうちの一方が、縦波音波の伝播速度と、横波音波の伝播速度とを有する粘弾性媒質であり、縦波音波の伝播速度が横波音波の伝播速度の少なくとも約３０倍であり、第１の媒質及び第２の媒質のうちの他方が粘弾性又は弾性媒質である、少なくとも１つの音波バリアと、（ｂ）少なくとも１つの高耐熱性（下記に定義するような、好ましくは耐炎性、より好ましくは火炎伝播抵抗性及び火炎透過抵抗性、最も好ましくは溶け落ち抵抗性）材料とを含む遮音装置を提供する。好ましくは、実質周期的な構造体のアレイは、第１の媒質と第２の媒質とを交互に重ねてなる交互層を備える多層構造体形状の一次元アレイである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明のこれら並びにその他の特徴、態様及び利益は、次の説明、添付した請求項及び添付図面でよりよく理解されるであろう。
【図１】実施例２及び実施例３に記載した本発明の方法の実施形態に関する透過損失（ｄＢ）対周波数（Ｈｚ）のプロット。
【図２】実施例４及び実施例５に記載した本発明の方法の実施形態に関する（測定値及び理論（質量則）値の）透過損失（ｄＢ）対周波数（Ｈｚ）のプロット。
【図３】実施例４に記載した本発明の方法の実施形態に関する（２つの異なる温度での）透過損失（ｄＢ）対周波数（Ｈｚ）のプロット。
【図４】実施例５に記載した本発明の方法の実施形態に関する（２つの異なる温度での）透過損失（ｄＢ）対周波数（Ｈｚ）のプロット。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
定義
本特許出願で使用される場合：
「高耐熱性材料」とは、最大で少なくとも約５００℃までの温度で、溶融しない、流動しない、分解しない、あるいは形状が実質的に変化しない材料を意味する。
【００１７】
「耐炎性材料」とは、（Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＦのＰａｒｔ Ｉ〜Ｐａｒｔ ２５を引用する）１４ Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｐａｒｔ ２５，Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２５．８５３（ａ）及び２５．８５５（ｄ）に記載された連邦航空局の可燃性要件を満たす材料を意味し、そのテキストは、参考として本明細書に組み込むものとする。
【００１８】
「火炎伝播抵抗性材料」とは、（Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＦのＰａｒｔ ＶＩ〜Ｐａｒｔ ２５を引用する）１４ Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｐａｒｔ ２５，Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２５．８５６（ａ）に記載された連邦航空局の可燃性要件を満たす材料を意味し、そのテキストは、参考として本明細書に組み込むものとする。
【００１９】
「火炎透過抵抗性材料」とは、（Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＦのＰａｒｔ ＶＩＩ〜Ｐａｒｔ ２５を引用する）１４ Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｐａｒｔ ２５，Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２５．８５６（ｂ）に記載された連邦航空局の可燃性要件を満たす材料を意味し、そのテキストは、参考として本明細書に組み込むものとする。
【００２０】
「溶け落ち抵抗性材料」とは、（Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＦのＰａｒｔ Ｉ〜Ｐａｒｔ ２５を引用する）１４ Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｐａｒｔ ２５，Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２５．８５３（ａ）及び２５．８５５（ｄ）に記載された連邦航空局の可燃性要件、並びに（Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＦのＰａｒｔ ＶＩ〜Ｐａｒｔ ２５及びＰａｒｔ ＶＩＩ〜Ｐａｒｔ ２５をそれぞれ引用する）１４ Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｐａｒｔ ２５，Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２５．８５６（ａ）（火炎伝播）及び２５．８５６（ｂ）（火炎透過）に記載された連邦航空局の可燃性要件を満たす材料を意味し、そのテキストは、参考として本明細書に組み込むものとする。
【００２１】
音波バリア材料
上記に引用した本発明の方法で使用される音波バリアの粘弾性構成成分として好適な材料は、（好ましくは少なくとも周波数の可聴帯域内で）横波音波の伝播速度の少なくとも３０倍（好ましくは少なくとも５０倍、より好ましくは少なくとも７５倍、最も好ましくは少なくとも１００倍）である縦波音波の伝播速度を有する粘弾性固体及び液体を含む。有用な粘弾性固体及び液体は、周囲温度（例えば、約２０℃）で、約５×１０６パスカル（Ｐａ）以下の定常剪断プラトー弾性率（ＧｏＮ）を有するものを含み、この定常剪断プラトー弾性率が、好ましくは材料のガラス転移温度（Ｔｇ）より約３０ケルビン度（−２４３℃）〜約１００ケルビン度（−１７３℃）高い温度範囲にわたって存在する。好ましくは、音波バリア中の粘弾性材料の少なくとも１つは、周囲温度（例えば、約２０℃）で、約１×１０６Ｐａ以下（より好ましくは、約１×１０５Ｐａ以下）の定常剪断プラトー弾性率を有する。
【００２２】
そのような粘弾性材料の例としては、エラストマー（例えば、熱可塑性エラストマーを含む）、粘弾性液体等、及びそれらの組み合わせ（好ましくは少なくともいくつかの用途のために、エラストマー及びそれらの組み合わせ）を含む様々な形態のゴム状ポリマー組成物（例えば、軽度に架橋した又は半結晶性ポリマーを含む）が挙げられる。有用なエラストマーとしては、両方とも無機及び有機ポリマーであるホモポリマー及びコポリマー（ブロック、グラフト及びランダムコポリマーを含む）の両方、並びにそれらの組み合わせ、並びに線状又は分岐状のポリマー、及び／又は相互侵入若しくは半相互侵入ネットワークの形態若しくは他の複合形態のポリマー（例えば、スターポリマー）が挙げられる。有用な粘弾性液体としては、ポリマー溶融物、溶液、及びゲル（ヒドロゲルを含む）が挙げられる。
【００２３】
好ましい粘弾性固体としては、シリコーンゴム（好ましくは、約２０Ａ〜約７０Ａ、より好ましくは約３０Ａ〜約５０Ａのデュロメータ硬度を有する）、（メタ）アクリレート（アクリレート及び／又はメタクリレート）ポリマー（好ましくは、イソオクチルアクリレート（ＩＯＡ）とアクリル酸（ＡＡ）とのコポリマー）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）コポリマー、ブロックコポリマー（好ましくは、スチレン、エチレン及びブチレンを含む）、セルロース系ポリマー（好ましくは、コルク）、有機ポリマー（好ましくは、ポリウレタン）とポリジオルガノシロキサンポリアミドブロックコポリマー（好ましくは、シリコーンポリオキサミドブロックコポリマー）とのブレンド、ネオプレン、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。好ましい粘弾性液体としては、鉱油変性ブロックコポリマー、ヒドロゲル、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【００２４】
それらの粘弾性固体及び液体は、公知の方法により調製することができる。多くは、商業的に入手可能である。
【００２５】
上記に引用した本発明の音波バリアの弾性構成成分として使用するのに好適な材料は、本質的に全部の弾性材料を含む。しかしながら、好ましい弾性材料は、少なくとも毎秒約２０００メートル（ｍ／ｓ）の縦波音速を有するものを含む。
【００２６】
弾性固体の有用なクラスとしては、金属（及びそれらの合金）、ガラス状ポリマー（例えば、硬化型エポキシ樹脂）、複合材料（例えば、ポリマーマトリックス中にガラス繊維、金属繊維、又は炭素繊維（あるいはフレーク又は粉末などの別の粒子形態）が入ったもの）など、及びそれらの組み合わせが挙げられる。弾性固体の好ましいクラスとしては、金属、金属合金、ガラス状ポリマー、及びそれらの組み合わせ（より好ましくは、銅、アルミニウム、エポキシ樹脂、銅合金、アルミニウム合金、及びそれらの組み合わせ、更により好ましくは銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金、及びそれらの組み合わせ、なおより好ましくは、アルミニウム、アルミニウム合金、及びそれらの組み合わせ、最も好ましくは、アルミニウム）が挙げられる。
【００２７】
そのような弾性材料は、公知の方法により調製し又は得ることができる。多くは、商業的に入手可能である。
【００２８】
所望であれば、本発明の方法の音波バリアは、場合により他の構成成分材料を含んでもよい。例えば、音波バリアは、２つ以上の粘弾性材料（その横波音波の伝播速度の少なくとも３０倍である縦波音波の伝播速度を有さない、１つ以上の粘弾性材料を含むが、但し音波バリア中の粘弾性材料の少なくとも１つがこの基準を満たすことを条件とする）及び／又は２つ以上の上述した弾性材料を含むことができる。音波バリアは、場合により１つ以上の非粘性流体を含んでもよい。
【００２９】
音波バリアの作製
本発明の方法で使用する音波バリアは、第１の密度を有する第１の媒質中に配置される実質周期的な（一次元、二次元又は三次元の）構造体のアレイを含み、前記構造体は、上述したように、第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質から形成されている。そのようなアレイは、第１の媒質として、上述した粘弾性材料又は上述した弾性材料（又は、弾性材料の代わりとして第２の異なる粘弾性材料）のいずれかと、第２の媒質としてその２つのうちの他方とを使用することにより形成されてもよい。
【００３０】
結果として得られる構造すなわちフォノニック結晶は、巨視的な構造であり得る（例えば、センチメートル又はミリメートル又はそれ未満のオーダーの大きさ尺度を有する）。所望であれば、フォノニック結晶は、空間的に周期的な格子の形態をとってもよく、その格子位置に均一な大きさ及び均一な形状を有する内包物を含み、内包物の間でマトリックスを形成する材料で包囲される。そのような構造の設計パラメータとしては、格子の種類（例えば、四角形、三角形等）、格子位置間の間隔（格子定数）、単位セルの構成及び形状（例えば内包物で占められる単位セルの部分面積−いわゆる「充填率（fill factor）」ｆとしても公知）、内包物及びマトリックス材料の物理的特性（例えば密度、ポアソン比、弾性率等）、内包物の形状（例えば棒形、球形、中空棒形、四角形柱等）等が挙げられる。そのような設計パラメータを制御することにより、結果として得られるバンドギャップの周波数、ギャップの数、及びそれらの幅を調整することができ、又は最低でも、透過損失のレベルを周波数の関数として調整することができる。
【００３１】
好ましくは、実質周期的な構造体のアレイは、第１の媒質と第２の媒質とを交互に重ねてなる交互層を含む多層構造体形状の一次元アレイである（また所望であれば、１つ以上の層形状である、上述した場合による１つ以上の構成成分を更に含み、例えば第１の（Ａ）媒質及び第２の（Ｂ）媒質、並びに２種の追加の構成成分Ｃ及びＤから、「ＡＢＣＤ」構造体、「ＡＣＤＢ」構造体、「ＡＣＢＤ」構造体等を形成することができる）。多層構造体の層の合計数は、使用する特定の材料、層の厚さ、及び特定の音響用途の必要条件に応じて幅広い範囲で変更し得る。
【００３２】
例えば、多層構造体の層の合計数は、２層のような少数から、数百層以上のような多数までの範囲にわたり得る。層の厚さも、幅広く変動し得る（例えば、所望の周波に応じて）が、好ましくはセンチメートル以下のオーダーにある（より好ましくは、ミリメートル以下のオーダー、最も好ましくは、約１０ｍｍ以下である）。そのような層の厚さ及び層の数は、センチメートル以下（好ましくは約１００ｍｍ以下、より好ましくは約５０ｍｍ以下、更により好ましくは約１０ｍｍ以下、最も好ましくは約５ｍｍ以下）のオーダーの寸法を有するフォノニック結晶構造を提供することができる。所望であれば、構造の組み立て前に層を（例えば、界面活性剤組成物又はイソプロパノールを使用して）洗浄してもよく、また場合により１種以上の結合剤（例えば接着剤、又は機械的締結具）を使用してもよい（但し、所望の音響及び／又は難燃性特性との有意な干渉が存在しないことを条件とする）。
【００３３】
多層構造体の好ましい実施形態は、約０．７５ｍｍ〜約１．２５ｍｍの層の厚さを有する弾粘性材料（好ましくはシリコーンゴム、アクリレートポリマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、又はそれらの組み合わせ）と、約０．０２５ｍｍ〜約１ｍｍの層の厚さを有する弾性材料（好ましくはアルミニウム、エポキシ樹脂、アルミニウム合金、又はそれらの組み合わせ）との約３個〜約１０個（より好ましくは約３個〜約５個）の交互層を含む。これは、約１ｍｍ〜約１０ｍｍ（より好ましくは約２ｍｍ〜約４ｍｍ、最も好ましくは約２ｍｍ〜約３ｍｍ）のオーダーの好ましい寸法を有するフォノニック結晶構造を提供することができる。
【００３４】
高耐熱性材料
本発明の方法で利用される遮音装置に使用する適切な高耐熱性材料としては、セラミック紙（例えば、Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ａｕｇｕｓｔａ，ＧＡ）からＫＡＯＷＯＯＬ Ｐａｐｅｒとして、及びＬｙｄａｌｌ，Ｉｎｃ．（Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，ＮＨ）から商品名ＬＹＴＨＥＲＭ Ｐａｐｅｒで市販されているアルミノケイ酸塩セラミック繊維紙、更には３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から３Ｍ ＮＥＸＴＥＬ Ｆｌａｍｅ Ｓｈｉｅｌｄ ＡＬ−１として入手可能な、ポリイミドフィルムに封入されたセラミック繊維紙）、セラミック繊維織物（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから）商品名ＮＥＸＴＥＬ ３１２ ＡＦ−１０ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｆａｂｒｉｃで市販されている布地）、ガラス繊維織物（例えば、Ａｍｅｔｅｋ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から商品名ＳＩＬＴＥＭＰ Ｓｉｌｉｃａ Ｆａｂｒｉｃ Ｔｙｐｅ ８４ＣＨで市販されている布地）、セラミック不織スクリム（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名ＮＥＸＴＥＬ ３１２ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｆｉｂｅｒｓで市販されている酸化セラミック繊維でできたスクリム）、及びガラス繊維不織スクリムが挙げられる。そのような材料は、公知の方法で製造することができる。適切な高耐熱性材料として、米国特許第６，６７０，２９１号（Ｔｏｍｐｋｉｎｓら）に記載のものが含まれ、この特許の明細書は、参考として本明細書に組み込むものとする。
【００３５】
好ましい高耐熱性材料として、耐炎性材料（例えば、アルミノケイ酸塩セラミック繊維紙及びＳガラス紙）がある。より好ましい高耐熱性材料は、火炎伝播抵抗性であり、かつ火炎透過抵抗性でもある。最も好ましい高耐熱性材料として、溶け落ち抵抗性材料（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な３Ｍ ＮＥＸＴＥＬ Ｆｌａｍｅ Ｓｔｏｐｐｉｎｇ Ｄｏｔ Ｐａｐｅｒなどのセラミック紙、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから３Ｍ ＮＥＸＴＥＬ Ｆｌａｍｅ Ｓｔｏｐｐｉｎｇ Ｃｏａｔｅｄ Ｐａｐｅｒとして入手可能なバーミキュウライトコーティングされたセラミック紙、及びＤｕＰｏｎｔ（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ，ＶＡ）から入手可能なＮＯＭＥＸ Ｔｙｐｅ ４１８ Ｐａｐｅｒ）がある。
【００３６】
遮音装置の作製及び使用
本発明の方法で使用するのに適した遮音装置としては、（ａ）少なくとも１つの上記の音波バリアと、（ｂ）所望により（しかし、好ましくは）、少なくとも１つの高耐熱性材料とを含む遮音装置が挙げられる。遮音装置の音波バリアの実質周期的な構造体のアレイは、第１の媒質及び第２の媒質を重ねてなる層を含む多層構造の形態の一次元アレイであるのが好ましい。
【００３７】
所望であれば、遮音装置は、１つ以上の高耐熱性材料層を含むことができる。使用する場合、（例えば、シートの形態の）高耐熱性材料は、音波バリアの最外面の１つ以上に（好ましくは、多層音波バリア構造の最外層として）あてがわれるのが好ましい。更に、運搬用乗物の部品に従来から含まれる他の材料及び／又は層を遮音装置内に含むことができる。
【００３８】
例えば、装置は、（例えば、高耐熱性材料を音波バリアに貼り付けるのに使用できる）１つ以上の接着剤組成物又は接着剤フィルム、１つ以上のスクリム（例えば、高分子織布）、１つ以上の撥水性コーティング、１つ以上の発泡性添加剤又は発泡性コーティング、及び（所望により金属被覆可能な）１つ以上のポリマーフィルム、その他、難燃剤、帯電防止剤、かび防止剤などを更に含むことができる。いずれの場合にも、音波バリアの実質的な周期性及び音響特性が許容できないほど乱れない、又は変わらないことを条件として、そのような他の材料及び／又は層を音波バリアの外面に貼り付けることができるか、又は音波バリア自体がそのような材料及び／又は層を含むことができる。ケーシングのない遮音装置が望ましい場合、更なる材料及び／又は層が、装置の吸湿及び保湿特性をあまり高めないように選択されるのが好ましい。
【００３９】
遮音装置は、運搬用乗物の音響源領域（好ましくは、可聴音響周波数の音響源）と音響受信領域（好ましくは、可聴音響周波数の受信部）との間にその装置を挿入又は配置することにより、本発明の遮音方法で使用することができる。有用な音響源としては、交通騒音、風切り音、エンジン音等（好ましくは騒音又は可聴成分を有する他の音波、より好ましくは騒音又は約５００Ｈｚ〜約１５００Ｈｚの範囲内の周波数成分を有する他の音波）が挙げられる。
【００４０】
遮音装置は、乗物の音響源領域（例えば、エンジン室、駆動系、ホイール、エクステリアパネルなど）から乗物の受信領域（例えば、防火壁、フロアパン、ドアパネル、天井、他の内装品など）に進む音波を大幅に減衰させることができる。装置は、装置の音波バリアの主要面が、音響源領域から受信領域に進む音波を遮断し、それによって減衰させるように音響源領域と受信領域との間に配置することができる。
【００４１】
当業者ならば、かかる装置をそのように配置できるさまざまな方法を熟知しているであろう。音波が（装置の音波バリアの主要面に対して）垂直に入射することが好ましいが、（ランダムな向きの）音場入射条件でも、適度な効果で音響を減衰させることができる（例えば、一次元の多層音波バリアを利用する場合、垂直入射条件に比べて透過が約５ｄＢ以下だけ増える）。所望であれは、（例えば、音波バリアがヘルムホルツ共鳴器型吸収体として機能できるように、音波バリアを（例えば、床又はパネルなどの）基材に対して配置することにより）遮音装置の音波バリアを吸音体として使用することができる。遮音装置は、基本的に、装置の音波バリアの実質的な周期性、又はその音響特性を許容できないほど乱すことがないか、又は変えることがない、任意で公知の、又は今後開発される方法（例えば、接着剤、機械式留め具、密着嵌合、及び／又は同様なものの使用）によって、運搬用乗物部品に直接的又は間接的に取り付けるか、又はその部品の内部に懸架することができる。
【００４２】
本発明の遮音方法及び装置は、可聴範囲の比較的大きい部分にわたり透過損失を達成するよう使用することができる（好ましい実施形態では、約８００Ｈｚ〜約１５００Ｈｚの範囲にわたって約２０ｄＢ以上の透過損失をもたらし、より好ましい実施形態では、約５００Ｈｚ〜約１５００Ｈｚの範囲にわたって約２０ｄＢ以上の透過損失をもたらし、更により好ましい実施形態では、約２５０Ｈｚ〜約１５００Ｈｚの範囲にわたって約２０ｄＢ以上の透過損失をもたらし、最も好ましい実施形態では、約５００Ｈｚ〜約１５００Ｈｚの範囲の少なくとも一部にわたって実質全部の透過損失をもたらす）。それらの透過損失は、フォノニック結晶構造の寸法を、センチメートル以下のオーダー（好ましくは約２０ｃｍ以下、より好ましくはミリメートル以下のオーダー、最も好ましくは約１〜約３ｍｍのオーダー）に維持しながら達成することができる。
【００４３】
１つ以上の上述した音波バリアに加え、遮音装置は、場合により、１つ以上の従来の又は今後開発される遮音材（例えば、従来の吸収体、バリア等）を更に含むことができる。所望であれば、それらの従来の遮音材は、例えば装置の周波数有効範囲を拡大するように層状にしてもよい。
【実施例】
【００４４】
本発明の目的及び利点は、以下の実施例によって更に例示されるが、これらの実施例において列挙された特定の材料及びその量は、他の諸条件及び詳細と同様に本発明を過度に制限するものと解釈されるべきではない。実施例における部、百分率、比等は全て、特に記載しない限り、重量基準である。使用される溶媒及びその他の試薬は、特に記載しない限り、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）より入手した。
【００４５】
試験方法
透過損失測定
Ｂｒｕｅｌ ＆ Ｋｊａｅｒ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｔｕｂｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｙｐｅ ４２０６（１００ｍｍ管、Ｂｒｕｅｌ ＆ Ｋｊａｅｒ Ｓｏｕｎｄ ＆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ａ／Ｓ，Ｄｅｎｍａｒｋ）を使用して透過損失測定を行った。４マイクロホン伝達関数試験法を使用して、周波数範囲５０Ｈｚ〜１．６ｋＨｚで透過損失を測定した。
【００４６】
手短には、管システムは、内径１００ｍｍのソース管、ホルダー管及び受容管から構成されていた。各試験サンプルを、音源と受容管との間に配置されたホルダー管の内部に２つのゴム製Ｏリングとともに据え付けた。ソース管の端部に取り付けられたラウドスピーカ（インピーダンス４オーム（Ω）、直径８０ｍｍ）を音波平面波発生器として使用した。Ｔｙｐｅ ４１８７の４つの０．６４ｃｍ（１／４インチ）コンデンサマイクロホンを使用して、試験サンプルの両側の音圧レベルを測定した（２つはソース管内に、２つは受容管内に置いた）。ソース管内の２つのマイクロホンを使用して、入射及び反射された平面波を測定した。受容管内に配置された他の２つのマイクロホンを使用して、吸収及び透過された部分を測定した。
【００４７】
４つのマイクロホン位置で音圧を測定し、４チャンネルデジタル周波数分析器を「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｔｕｂｅ」，ＩＮＴＥＲ−ＮＯＩＳＥ ２００６，３〜６ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２００６，Ｈｏｎｏｌｕｌｕ，Ｈａｗａｉｉ，ＵＳＡとしてＯｌｉｖｉｅｒｉ，Ｏ．、Ｂｏｌｔｏｎ，Ｊ．Ｓ．、及びＹｏｏ，Ｔ．によって書かれた手順書に従って使用して、複素伝達関数を計算することにより、試験サンプルの透過損失を求めた。ＰＵＬＳＥバージョン１１データ獲得及び解析ソフトウェア（Ｂｒｕｅｌ ＆ Ｋｊａｅｒ）を使用した。
【００４８】
各構造に対して試験サンプルを用意した。全試験サンプルは、直径９９．５４ｍｍの精密ダイを用いて切断した。各試験サンプルに関して、透過損失測定を３回繰り返した。各構造に対して得られる透過損失を、３つの測定値の算術平均として計算した。
【００４９】
レオロジー測定
商用のＡＲＥＳ動的レオメータ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｏｆ Ｎｅｗ Ｃａｓｔｌｅ，Ｄｅｌａｗａｒｅから入手可能）で、材料の試験サンプルに対して、伸長モードで線形等温周波数掃引による動的機械分析（ＤＭＡ）試験を行うことにより、レオロジー特性（例えば、定常剪断プラトー弾性率）を求めた。次いで、（２２．７℃の室温とした）選択した基準温度での動的マスター曲線を得るために、時間−温度重ね合わせの原理を使用して、得られたデータをシフトした。動的マスター曲線をシフトするのに使用した水平移動因子をチェックしたところ、この水平移動因子が、Ｗｉｌｌｉａｍｓ−Ｌａｎｄｅｌ−Ｆｅｒｒｙ（ＷＬＦ）型に従うことが認められた。最終的に、Ｎｉｎｏｍｉｙａ−Ｆｅｒｒｙ（ＮＦ）手順を使用して、得られた動的マスター曲線を室温（２２．７℃）での定常線形伸長弾性率マスター曲線に変換した。ゴム引張係数プラトーの値を定常線形伸長弾性率マスター曲線から求め、材料の定常剪断プラトー弾性率についてはゴム伸長弾性率プラトー値の１／３とみなした。（例えば、Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２ｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９８０）の中の、Ｊｏｈｎ Ｄ．Ｆｅｒｒｙによるレオロジーデータ解析技術に関する考察を参照のこと）。
【００５０】
連邦航空規則による断熱材／遮音材火炎伝播試験（ＦＡＲ ２５．８５６−１）
輻射パネル試験を用いて、輻射熱源及び火炎の両方に曝露した場合の本発明の遮音装置の可燃性及び火炎伝播特性を求めた。（Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＦのＰａｒｔ ＶＩ〜Ｐａｒｔ ２５を引用する）１４ Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｐａｒｔ ２５，Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２５．８５６（ａ）で連邦航空局により示された方法に従って試験を行ったが、そのテキストは、参考として本明細書に組み込むものとする。試験方法の全詳細は、米国運輸省、連邦航空局（ＦＡＡ）、Ａｄｖｉｓｏｒｙ Ｃｉｒｃｕｌａｒ ＡＣ Ｎｏ：２５．８５６−１（６／２４／０５に記録；ｗｗｗ．ｆｉｒｅ．ｔｃ．ｆａａ．ｇｏｖ）で入手可能である。
【００５１】
材料
シリコーンゴム１番：ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ Ｉｎｃ．（Ｅｌｍｈｕｒｓｔ，ＩＬ）から入手可能な商品番号８６９１５Ｋ２４、デュロメータ硬度４０Ａ、厚さ０．８ｍｍ、アクリル接着剤の裏当て付き、基本的に上記のように定めた室温２２．７℃で定常剪断プラトー弾性率４．３×１０５Ｐａ
シリコーンゴム２番：ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｍｈｕｒｓｔ，ＩＬから入手可能な商品番号８６９１５Ｋ１４、デュロメータ硬度４０Ａ、厚さ０．８ｍｍ、接着剤の裏当てなし
アルミニウム：アルミニウム箔、厚さ０．０３ｍｍ、ブランド名Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｗｒａｐ（商標）で市販、Ａｌｃｏａ Ｃｏｒｐ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡから入手可能
高耐熱性材料：３Ｍ（商標）Ｎｅｘｔｅｌ（商標）Ｆｌａｍｅ Ｓｈｉｅｌｄ ＡＬ−１、ポリイミドフィルムに封入されたセラミック繊維紙を含む火炎バリア、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能
接着剤１番：３Ｍ（商標）Ｓｃｏｔｃｈ−Ｗｅｌｄ（商標）７２４６−２Ｂ／Ａ ＦＳＴ２要素構造エポキシ樹脂接着剤、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能
接着剤２番：Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（商標）Ｑ２−７４０６高温用シリコーン感圧接着剤（ＰＳＡ）、ポリジメチルシロキサンゴム及び樹脂、５５％固体、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能
（実施例１）
下記の表１に示すように、上記の材料を積層することで５層構造体を構築した。最初に、シリコーン１番層及びアルミニウム層を、シリコーン１番の２枚の各シート（それぞれ寸法は０．８ｍｍ×３０５ｍｍ×３０５ｍｍ）に接合された接着剤裏当てを使用して互いに貼り合わせた。シリコーンシートを、間に挟むアルミニウムシート（寸法は０．０３ｍｍ×３０５ｍｍ×３０５ｍｍ）に貼り合わせて３層構造体を形成した。
【００５２】
３層構造体の裏側（可燃性試験時に火炎の反対側に配置される側）に接着剤１番をコーティングした。接着剤１番の要素Ａ、Ｂを１：１の比率で混合し、木製のスティックを使用して、（コーティング厚が１ｍｍ未満になるように）得られた接着剤混合物を構造体の裏側に均一に分散させた。結果としてコーティングされた裏側を高耐熱性材料シートに接着した。
【００５３】
構造体の表側（可燃性試験時に火炎に当てられる側）に接着剤混合物をコーティングし、これを基本的に上記と同様に別の高耐熱性材料シートに接着した。これにより、最外層として高耐熱性材料を有する５層構造体が形成された。５層構造体に４ｋｇの重しをかけたまま一晩置き、次いで、可燃性試験を行うために、最終寸法の２０３ｍｍ×２０３ｍｍ（８インチ×８インチ）に切り揃えた。
【００５４】
上記のＦＡＲ ２５．８５６（ａ）試験手順に従って、得られた構造体の可燃性を試験した。構造体は試験に合格した（それによって、関連するＦＡＡ規則の必要条件を満たした）。
【００５５】
（実施例２及び３）
実施例２の場合、下記の表１に示す上記の材料を積層することにより、５層構造体を構築した。最初に、トルエン中の１０重量パーセント（％）の過酸化ベンゾイルを接着剤２番と混合して、過酸化物濃度が（接着剤固体を基準として）１．５重量％となるよう接着剤／触媒溶液を調製した。＃４８マイヤーバー（湿らせたフィルム厚さが０．１０９ｍｍ（４．３ミル））を使用して、接着剤／触媒溶液を２枚のシリコーン２番シート（それぞれ寸法は０．８ｍｍ×３０５ｍｍ×３０５ｍｍ）に塗布することによって、シリコーン２番層とアルミニウム層とを互いに貼り合わせた。溶媒を飛ばすために、結果としてコーティングされたシリコーンシートを６０℃で１０分間加熱した。次いで、コーティングされたシリコーンシートを、間に挟むアルミニウムシート（寸法は０．０３ｍｍ×３０５ｍｍ×３０５ｍｍ）に貼り付け、得られた３層構造体を１００℃で加熱して接着剤を硬化させた。
【００５６】
３層構造体の裏側（可燃性試験時に火炎と反対側に配置される側）に接着剤／触媒溶液をコーティングし、上記のように溶媒を除去した。高耐熱性材料シートの面を火炎（プロパントーチ）に素速く当て、次いで、黄色い湿気バリア紙を剥がすことで、高耐熱性材料シートの両側から黄色い湿気バリア紙を除去して、セラミック布をむき出しにした。むき出しのセラミック布を３層構造体のコーティングされた裏側に接着し、得られた４層構造体を１００℃で１０分間加熱して接着剤を硬化させた。
【００５７】
構造体の表側（可燃性試験時に火炎に当てられる側）に接着剤／触媒溶液をコーティングし、上記のように触媒を除去した。次いで、上記のように行われる、別の高耐熱性材料シートの貼り付けの前に、得られた構造体を１００℃で３分間加熱した。これにより、最外層として高耐熱性材料を有する５層構造体が得られた。次いで、可燃性試験を行うために、５層構造体を最終寸法の８インチ×８インチ（２０３ｍｍ×２０３ｍｍ）に切り揃えた。
【００５８】
上記のＦＡＲ ２５．８５６（ａ）試験手順に従って、得られた実施例２の構造体の可燃性を試験した。構造体は試験に合格した（それによって、関連するＦＡＡ規則の必要条件を満たした）。
【００５９】
実施例３の場合、高耐熱性材料層（又はそれらに隣接する接着剤層）が３層構造体に追加されなかった（下記の表１を参照のこと）ことを除いて、基本的に実施例２を繰り返した。運搬用乗物の音響性能をシミュレーションするために、上記の手順に従って、実施例２、３の多層構造体の音波減衰特性又は音波透過損失特性を試験した。その結果を図１に示す。実施例２の多層構造体に高耐熱性材料があることで、その音響減衰特性が、高耐熱性材料を含まない実施例３の多層構造体と比べて大幅に変わることはなかった。
【００６０】
（実施例４及び５）
実施例４の場合、高耐熱性材料層（又はそれらに隣接する接着剤層）が３層構造体に追加されなかった（下記の表１を参照のこと）ことを除いて、基本的に実施例１を繰り返した。実施例５の場合、基本的に実施例４で説明したのと同様に３層構造体を作製した。次いで、アクリル接着剤（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な、厚さ０．１２７ｍｍの３Ｍ（商標）９４７２ＬＥ−ＬＳＥアクリル接着剤転写テープ）を使用して、構造体の最外層（シリコーン１番）の一方に（前述と同じ寸法の）アルミニウムシートを接着し、次いで、（前述と同じ寸法の）別のシリコーン１番シートを、シリコーン１番の接着剤裏当てを使用して、得られたアルミニウム層に接着することにより、構造体に変更を加えた。これにより、最外層としてシリコーン１番を有する５層構造体が得られた（下記の表１を参照のこと）。
【００６１】
運搬用乗物の音響性能をシミュレーションするために、上記の手順に従って、実施例４、５の多層構造体の垂直入射透過損失を測定した。その結果を図２に示す。これらの実験に基づく透過損失をそれぞれ理論上の垂直入射質量則値と比較した。後者の値を式に従って計算した（例えば、Ｒ．Ｆ．Ｂａｒｒｏｎ、「Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，」Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（２００３），ｐ．１１２を参照のこと）。
【００６２】
【数１】
【００６３】
上式で、ＴＬｎは垂直入射透過損失（ｄＢ）、ｌｏｇ１０は基底１０の対数、πは約３．１４の数学定数、Ｍｓは単位面積（ｋｇ／ｍ２）当たりの多層構造体質量、ρ１及びｃ１は、多層構造体を囲む空気中の、それぞれ密度（ｋｇ／ｍ３）及び音波の速度（ｍ／ｓ）、ｆは周波数（Ｈｚ）である。得られたＴＬｎの計算値も図２に示す。運搬用乗物の音響性能をシミュレーションするために、異なる温度条件で、すなわち、室温（約２３℃）、及び低温（約−７９℃）か、又は高温（約＋１００℃）のいずれかで、上記の手順に従って、実施例４、５の多層構造体の透過損失特性も試験した。低温試験の場合、２つのドライアイスプレート（固体二酸化炭素）間で構造体を冷却した。プレート間の温度を熱電対でチェックした（≒−７９℃）。高温試験の場合、構造体をオーブン（Ｔｈｅｒｍｏｌｙｎｅ Ｓｙｂｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｄｕｂｕｑｕｅ，Ｉｏｗａ，ＵＳＡから入手可能なＴｈｅｒｍｏｌｙｎｅ（商標）Ｔｙｐｅ １３００ Ｆｕｒｎａｃｅ，Ｍｏｄｅｌ ＃ Ｆ−Ｂ１３１５Ｍ，Ｓｅｒｉｅｓ １４０）内で＋１５０℃に加熱した。透過損失測定を行った直後の加熱した構造体の温度は約＋１００℃であった（赤外線（ＩＲ）サーモメータによる）。総計試験時間（ドライアイスプレート又はオーブンから構造体を取り出し、Ｂ＆Ｋ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｔｕｂｅ内に構造体を配置し、測定を行った時間）は約５０秒であった。結果を図３及び図４に示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
本明細書で引用した特許、特許文献、及び公報に含有される参照された記述内容は、その全体が、それぞれ個別に組み込まれているかのように、参照として組み込まれる。本発明に対する様々な予見できない修正及び変更が、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく当業者に明らかとなるであろう。本発明は、本明細書に記載した例示的な実施形態及び実施例によって過度に限定されるものではなく、またかかる実施例及び実施形態は、一例として表されているだけであり、ただし、本発明の範囲は、以下のように本明細書に記載した「請求項」によってのみ限定されることを意図するものと理解されるべきである。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２００８年１２月２３日に出願された、米国仮出願第６１／１４０，４１３号の優先権を主張し、その内容を本明細書に参考として組み込む。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、運搬用乗物（例えば、航空機、自動車、列車、及び船舶など）に有用な遮音方法に関し、別の態様では、乗物内の音波を減衰させる、又は遮音するのに使用する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
防音材料及び構造体には、運送業において重要な用途がある。例えば、一般的に、乗物の客室内の騒音レベルを下げることが望ましいと考えられる。交通騒音、風切り音、エンジン音、振動などの騒音、及び客室内から出る騒音は、各種吸音材又は音響反射材の使用により減衰させることができる。そのような材料として、例えば、天井材、トランクライナー、フードライナー、ダッシュマット、インテリアパネル、又は乗物室内の防音を高める敷物用及び他の装飾用若しくは機能性乗物外装材料を挙げることができる。
【０００４】
遮音産業で使用されている従来の材料、例えば吸収体及び反射体は、通常、周波数選択的な音波制御を提供することなく、広い周波数範囲にわたって機能する。能動的雑音消去装置は周波数選択的な音波減衰を斟酌するが、この装置は、典型的には閉鎖空間内で最も有効であり、パワー及び制御を提供するために電子機器を包囲し及び装置を作動させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の吸音材（例えば、発泡体又は繊維材料）は、一般的に重量が比較的軽く、多孔質であり、吸音材の比較的広い表面積にわたって音波の振動エネルギを散逸するよう機能する。（例えば、２つの弾性基材の間に挟まれた空気層を含む）ヘルムホルツ共鳴器を吸音体として使用することもできる。しかし、通常、比較的低い可聴周波数で比較的良好な吸収特性を得るためには、どちらのタイプの吸収体にも比較的厚い構造が必要とされ（例えば、約５００ヘルツ（Ｈｚ）未満の周波数に対して厚さが約５０ミリメートル（ｍｍ））、そのような厚い構造は、制約された乗物空間での使用に対して問題となる場合がある。
【０００６】
吸音体とは対照的に、従来の音波バリアは、材料による音波透過損失が、一般にその質量及び剛性の関数であるため比較的重く、気密性を有する傾向がある。いわゆる「質量則」（所定の周波数範囲内にて多くの従来の音波バリア材料に適用可能）は、材料の単位面積当たりの重量が２倍になると、材料を介した透過損失が６デシベル（ｄＢ）増大することを決定づける。単位面積当たりの重量は、より密度の高い材料を使用することにより、又はバリア厚を増大させることにより増大し得る。しかし、重量を追加するのは、多くの運搬用途で望ましくないものであり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、発明人は、外形寸法が比較的小さく、かつ／又は重量が比較的軽い遮音装置を使用することにより、運搬用乗物において、比較的高いレベルで音波を減衰させるか、又は遮音する（音波透過を低減する、又は好ましくは消失させる）ことができる遮音方法が必要であると認識した。好ましくは、装置は、可聴音響周波数の比較的広い範囲にわたって少なくとも部分的に有効であってもよく、及び／又は比較的単純にかつ費用効率が高く製造することが可能である。
【０００８】
簡潔に言えば、一態様では、本発明は、（ａ）第１の密度を有する第１の媒質中に配置される実質周期的な少なくとも１つの構造体のアレイを含む、少なくとも１つの音波バリアであって、その構造体が第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質で形成されており、第１の媒質及び第２の媒質のうちの一方が、縦波音波の伝播速度と、横波音波の伝播速度とを有する粘弾性媒質であり、縦波音波の伝播速度が横波音波の伝播速度の少なくとも約３０倍であり、第１の媒質及び第２の媒質のうちの他方は粘弾性又は弾性媒質である、少なくとも１つの遮音装置を用意することと、（ｂ）運搬用乗物（例えば、航空機、自動車、列車、及び船舶など）の音響源領域（好ましくは、可聴音響周波数の音響源）と音響受信領域との間に遮音装置を介在させることとを含む、かかる方法を提供する。好ましくは、実質周期的な構造体のアレイは、第１の媒質と第２の媒質とを交互に重ねてなる層を備える多層構造体形状の一次元アレイである。遮音装置は、（下記に定義するような）少なくとも１つの高耐熱性材料を更に含むことが好ましい。
【０００９】
所定の特性を有する粘弾性材料を選択し、それらを粘弾性材料又は弾性材料と組み合わせて空間的に周期的なアレイを形成することにより、フォノニック結晶構造のバンドギャップ又は少なくとも有意な透過損失（例えば２０デシベル（ｄＢ）を超える）を、可聴範囲（即ち、２０ヘルツ（Ｈｚ）〜２０キロヘルツ（ｋＨｚ）の範囲）の少なくとも一部において得ることができることが判明している。そのような音波バリア又はフォノニック結晶構造は、重量を比較的軽量かつ比較的小型にする（例えば、数センチメートル又はそれ未満程度の外形寸法を有するなど）ことができる。材料の選択、格子構造の種類、異なる材料の間隔等の設計パラメータを制御することにより、バンドキャップの周波数、ギャップの数、及びそれらの幅を調整することができ、又は最低でも、透過損失レベルを周波数の関数として調整することができる。
【００１０】
フォノニック結晶構造は、音響バンドギャップを受動的であるが周波数選択的に生成することができる。音響産業で使用される殆どの常の音波吸収体とは異なり、フォノニック結晶は、透過モードにて音波を制御する。バンドギャップの周波数の範囲内では、構造を介した入射音波の透過は本質的に存在しない可能性がある。バンドギャップは常に絶対（即ち、音波透過が存在しない）なわけではないが、音波透過損失は多くの場合、２０デシベル（ｄＢ）程度以上であり得る。音響産業では、３ｄＢのオーダーの減衰は有意であると見なされることから、２０＋ｄＢは透過の非常に有意な損失であり、音響出力の１００パーセント低減に接近する。
【００１１】
フォノニック結晶構造は音源と受信体との間に配置されて、選択された周波数のみに構造を通過させる。したがって受信体は、フィルターを通された、望ましくない周波数は遮断されている音波を聴く。フォノニック結晶構造を適切に構成することにより、透過された周波数を受信体に集めることができ、又は望ましくない周波数を反射して音源に戻すことができる（周波数選択ミラーと極めて類似）。現在の音響材料とは異なり、フォノニック結晶構造は、音波を減衰させ又は反射するのみでなく、実際に管理するよう使用することができる。
【００１２】
驚くべきことに、そのような音波バリア又はフォノニック結晶構造を含む遮音装置は比較的薄く、重量が比較的軽いにもかかわらず、運搬用乗物に実装された場合に、約３００Ｈｚより上の周波数において、約２０ｄＢを超える音波透過損失をもたらすことができる。一般に上記の質量則に従う従来の運搬用乗物の防音体とは対照的に、本発明の方法で使用する遮音装置は、約１５０Ｈｚ以上の周波数において、質量則から予測されるものを約３〜４ｄＢほど超える透過損失をもたらすことができる。この装置は、外気温で、更には外界よりはるかに低いか、又は高い温度で効果的であり得る（例えば、約−８０℃〜約＋１５０℃の温度範囲については、約２３℃の室温と比べて性能が数ｄＢしか低下しない）。更に、少なくとも１つの高耐熱性（下記に定義するような、好ましくは耐炎性、より好ましくは火炎伝播抵抗性及び火炎透過抵抗性、最も好ましくは溶け落ち抵抗性）材料を更に含む遮音装置は、難燃性が主要な懸案事項である運搬用途（例えば、航空及び鉄道）に使用でき、それでもなお、効果的な遮音を可能にする。
【００１３】
したがって、少なくとも一部の実施形態では、本発明の方法は、運搬用乗物において、外形寸法が比較的小さく、かつ／又は重量が比較的軽い遮音装置を利用しながらも、可聴音響周波数で（驚くべきことに、約１０００ヘルツ未満の可聴周波数においてでさえ）少なくとも部分的に効果的であり得る遮音方法に対する、上記の必要性を満たすことができる。本発明の遮音方法を使用して、重量の低減、厚さの低減、及び／又は高耐熱性が重要であり得る、様々な異なる乗物環境で遮音を実施することができる。例えば、そのような使用には、航空機（例えば、機体のまわり及び客室パネルでの遮音用）、自動車（例えば、床板、ダッシュボード、ホイールウェル、及び天井）などの室内又は室外いずれかの（又は両方の）乗物部品に遮音装置を配置することを含むことができる。
【００１４】
別の態様では、本発明はまた、（ａ）第１の密度を有する第１の媒質中に配置される実質周期的な少なくとも１つの構造体のアレイを含む、少なくとも１つの音波バリアであって、その構造体が、第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質で形成されており、第１の媒質及び第２の媒質のうちの一方が、縦波音波の伝播速度と、横波音波の伝播速度とを有する粘弾性媒質であり、縦波音波の伝播速度が横波音波の伝播速度の少なくとも約３０倍であり、第１の媒質及び第２の媒質のうちの他方が粘弾性又は弾性媒質である、少なくとも１つの音波バリアと、（ｂ）少なくとも１つの高耐熱性（下記に定義するような、好ましくは耐炎性、より好ましくは火炎伝播抵抗性及び火炎透過抵抗性、最も好ましくは溶け落ち抵抗性）材料とを含む遮音装置を提供する。好ましくは、実質周期的な構造体のアレイは、第１の媒質と第２の媒質とを交互に重ねてなる交互層を備える多層構造体形状の一次元アレイである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明のこれら並びにその他の特徴、態様及び利益は、次の説明、添付した請求項及び添付図面でよりよく理解されるであろう。
【図１】実施例２及び実施例３に記載した本発明の方法の実施形態に関する透過損失（ｄＢ）対周波数（Ｈｚ）のプロット。
【図２】実施例４及び実施例５に記載した本発明の方法の実施形態に関する（測定値及び理論（質量則）値の）透過損失（ｄＢ）対周波数（Ｈｚ）のプロット。
【図３】実施例４に記載した本発明の方法の実施形態に関する（２つの異なる温度での）透過損失（ｄＢ）対周波数（Ｈｚ）のプロット。
【図４】実施例５に記載した本発明の方法の実施形態に関する（２つの異なる温度での）透過損失（ｄＢ）対周波数（Ｈｚ）のプロット。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
定義
本特許出願で使用される場合：
「高耐熱性材料」とは、最大で少なくとも約５００℃までの温度で、溶融しない、流動しない、分解しない、あるいは形状が実質的に変化しない材料を意味する。
【００１７】
「耐炎性材料」とは、（Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＦのＰａｒｔ Ｉ〜Ｐａｒｔ ２５を引用する）１４ Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｐａｒｔ ２５，Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２５．８５３（ａ）及び２５．８５５（ｄ）に記載された連邦航空局の可燃性要件を満たす材料を意味し、そのテキストは、参考として本明細書に組み込むものとする。
【００１８】
「火炎伝播抵抗性材料」とは、（Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＦのＰａｒｔ ＶＩ〜Ｐａｒｔ ２５を引用する）１４ Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｐａｒｔ ２５，Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２５．８５６（ａ）に記載された連邦航空局の可燃性要件を満たす材料を意味し、そのテキストは、参考として本明細書に組み込むものとする。
【００１９】
「火炎透過抵抗性材料」とは、（Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＦのＰａｒｔ ＶＩＩ〜Ｐａｒｔ ２５を引用する）１４ Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｐａｒｔ ２５，Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２５．８５６（ｂ）に記載された連邦航空局の可燃性要件を満たす材料を意味し、そのテキストは、参考として本明細書に組み込むものとする。
【００２０】
「溶け落ち抵抗性材料」とは、（Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＦのＰａｒｔ Ｉ〜Ｐａｒｔ ２５を引用する）１４ Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｐａｒｔ ２５，Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２５．８５３（ａ）及び２５．８５５（ｄ）に記載された連邦航空局の可燃性要件、並びに（Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＦのＰａｒｔ ＶＩ〜Ｐａｒｔ ２５及びＰａｒｔ ＶＩＩ〜Ｐａｒｔ ２５をそれぞれ引用する）１４ Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｐａｒｔ ２５，Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２５．８５６（ａ）（火炎伝播）及び２５．８５６（ｂ）（火炎透過）に記載された連邦航空局の可燃性要件を満たす材料を意味し、そのテキストは、参考として本明細書に組み込むものとする。
【００２１】
音波バリア材料
上記に引用した本発明の方法で使用される音波バリアの粘弾性構成成分として好適な材料は、（好ましくは少なくとも周波数の可聴帯域内で）横波音波の伝播速度の少なくとも３０倍（好ましくは少なくとも５０倍、より好ましくは少なくとも７５倍、最も好ましくは少なくとも１００倍）である縦波音波の伝播速度を有する粘弾性固体及び液体を含む。有用な粘弾性固体及び液体は、周囲温度（例えば、約２０℃）で、約５×１０６パスカル（Ｐａ）以下の定常剪断プラトー弾性率（ＧｏＮ）を有するものを含み、この定常剪断プラトー弾性率が、好ましくは材料のガラス転移温度（Ｔｇ）より約３０ケルビン度（−２４３℃）〜約１００ケルビン度（−１７３℃）高い温度範囲にわたって存在する。好ましくは、音波バリア中の粘弾性材料の少なくとも１つは、周囲温度（例えば、約２０℃）で、約１×１０６Ｐａ以下（より好ましくは、約１×１０５Ｐａ以下）の定常剪断プラトー弾性率を有する。
【００２２】
そのような粘弾性材料の例としては、エラストマー（例えば、熱可塑性エラストマーを含む）、粘弾性液体等、及びそれらの組み合わせ（好ましくは少なくともいくつかの用途のために、エラストマー及びそれらの組み合わせ）を含む様々な形態のゴム状ポリマー組成物（例えば、軽度に架橋した又は半結晶性ポリマーを含む）が挙げられる。有用なエラストマーとしては、両方とも無機及び有機ポリマーであるホモポリマー及びコポリマー（ブロック、グラフト及びランダムコポリマーを含む）の両方、並びにそれらの組み合わせ、並びに線状又は分岐状のポリマー、及び／又は相互侵入若しくは半相互侵入ネットワークの形態若しくは他の複合形態のポリマー（例えば、スターポリマー）が挙げられる。有用な粘弾性液体としては、ポリマー溶融物、溶液、及びゲル（ヒドロゲルを含む）が挙げられる。
【００２３】
好ましい粘弾性固体としては、シリコーンゴム（好ましくは、約２０Ａ〜約７０Ａ、より好ましくは約３０Ａ〜約５０Ａのデュロメータ硬度を有する）、（メタ）アクリレート（アクリレート及び／又はメタクリレート）ポリマー（好ましくは、イソオクチルアクリレート（ＩＯＡ）とアクリル酸（ＡＡ）とのコポリマー）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）コポリマー、ブロックコポリマー（好ましくは、スチレン、エチレン及びブチレンを含む）、セルロース系ポリマー（好ましくは、コルク）、有機ポリマー（好ましくは、ポリウレタン）とポリジオルガノシロキサンポリアミドブロックコポリマー（好ましくは、シリコーンポリオキサミドブロックコポリマー）とのブレンド、ネオプレン、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。好ましい粘弾性液体としては、鉱油変性ブロックコポリマー、ヒドロゲル、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【００２４】
それらの粘弾性固体及び液体は、公知の方法により調製することができる。多くは、商業的に入手可能である。
【００２５】
上記に引用した本発明の音波バリアの弾性構成成分として使用するのに好適な材料は、本質的に全部の弾性材料を含む。しかしながら、好ましい弾性材料は、少なくとも毎秒約２０００メートル（ｍ／ｓ）の縦波音速を有するものを含む。
【００２６】
弾性固体の有用なクラスとしては、金属（及びそれらの合金）、ガラス状ポリマー（例えば、硬化型エポキシ樹脂）、複合材料（例えば、ポリマーマトリックス中にガラス繊維、金属繊維、又は炭素繊維（あるいはフレーク又は粉末などの別の粒子形態）が入ったもの）など、及びそれらの組み合わせが挙げられる。弾性固体の好ましいクラスとしては、金属、金属合金、ガラス状ポリマー、及びそれらの組み合わせ（より好ましくは、銅、アルミニウム、エポキシ樹脂、銅合金、アルミニウム合金、及びそれらの組み合わせ、更により好ましくは銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金、及びそれらの組み合わせ、なおより好ましくは、アルミニウム、アルミニウム合金、及びそれらの組み合わせ、最も好ましくは、アルミニウム）が挙げられる。
【００２７】
そのような弾性材料は、公知の方法により調製し又は得ることができる。多くは、商業的に入手可能である。
【００２８】
所望であれば、本発明の方法の音波バリアは、場合により他の構成成分材料を含んでもよい。例えば、音波バリアは、２つ以上の粘弾性材料（その横波音波の伝播速度の少なくとも３０倍である縦波音波の伝播速度を有さない、１つ以上の粘弾性材料を含むが、但し音波バリア中の粘弾性材料の少なくとも１つがこの基準を満たすことを条件とする）及び／又は２つ以上の上述した弾性材料を含むことができる。音波バリアは、場合により１つ以上の非粘性流体を含んでもよい。
【００２９】
音波バリアの作製
本発明の方法で使用する音波バリアは、第１の密度を有する第１の媒質中に配置される実質周期的な（一次元、二次元又は三次元の）構造体のアレイを含み、前記構造体は、上述したように、第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質から形成されている。そのようなアレイは、第１の媒質として、上述した粘弾性材料又は上述した弾性材料（又は、弾性材料の代わりとして第２の異なる粘弾性材料）のいずれかと、第２の媒質としてその２つのうちの他方とを使用することにより形成されてもよい。
【００３０】
結果として得られる構造すなわちフォノニック結晶は、巨視的な構造であり得る（例えば、センチメートル又はミリメートル又はそれ未満のオーダーの大きさ尺度を有する）。所望であれば、フォノニック結晶は、空間的に周期的な格子の形態をとってもよく、その格子位置に均一な大きさ及び均一な形状を有する内包物を含み、内包物の間でマトリックスを形成する材料で包囲される。そのような構造の設計パラメータとしては、格子の種類（例えば、四角形、三角形等）、格子位置間の間隔（格子定数）、単位セルの構成及び形状（例えば内包物で占められる単位セルの部分面積−いわゆる「充填率（fill factor）」ｆとしても公知）、内包物及びマトリックス材料の物理的特性（例えば密度、ポアソン比、弾性率等）、内包物の形状（例えば棒形、球形、中空棒形、四角形柱等）等が挙げられる。そのような設計パラメータを制御することにより、結果として得られるバンドギャップの周波数、ギャップの数、及びそれらの幅を調整することができ、又は最低でも、透過損失のレベルを周波数の関数として調整することができる。
【００３１】
好ましくは、実質周期的な構造体のアレイは、第１の媒質と第２の媒質とを交互に重ねてなる交互層を含む多層構造体形状の一次元アレイである（また所望であれば、１つ以上の層形状である、上述した場合による１つ以上の構成成分を更に含み、例えば第１の（Ａ）媒質及び第２の（Ｂ）媒質、並びに２種の追加の構成成分Ｃ及びＤから、「ＡＢＣＤ」構造体、「ＡＣＤＢ」構造体、「ＡＣＢＤ」構造体等を形成することができる）。多層構造体の層の合計数は、使用する特定の材料、層の厚さ、及び特定の音響用途の必要条件に応じて幅広い範囲で変更し得る。
【００３２】
例えば、多層構造体の層の合計数は、２層のような少数から、数百層以上のような多数までの範囲にわたり得る。層の厚さも、幅広く変動し得る（例えば、所望の周波に応じて）が、好ましくはセンチメートル以下のオーダーにある（より好ましくは、ミリメートル以下のオーダー、最も好ましくは、約１０ｍｍ以下である）。そのような層の厚さ及び層の数は、センチメートル以下（好ましくは約１００ｍｍ以下、より好ましくは約５０ｍｍ以下、更により好ましくは約１０ｍｍ以下、最も好ましくは約５ｍｍ以下）のオーダーの寸法を有するフォノニック結晶構造を提供することができる。所望であれば、構造の組み立て前に層を（例えば、界面活性剤組成物又はイソプロパノールを使用して）洗浄してもよく、また場合により１種以上の結合剤（例えば接着剤、又は機械的締結具）を使用してもよい（但し、所望の音響及び／又は難燃性特性との有意な干渉が存在しないことを条件とする）。
【００３３】
多層構造体の好ましい実施形態は、約０．７５ｍｍ〜約１．２５ｍｍの層の厚さを有する弾粘性材料（好ましくはシリコーンゴム、アクリレートポリマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、又はそれらの組み合わせ）と、約０．０２５ｍｍ〜約１ｍｍの層の厚さを有する弾性材料（好ましくはアルミニウム、エポキシ樹脂、アルミニウム合金、又はそれらの組み合わせ）との約３個〜約１０個（より好ましくは約３個〜約５個）の交互層を含む。これは、約１ｍｍ〜約１０ｍｍ（より好ましくは約２ｍｍ〜約４ｍｍ、最も好ましくは約２ｍｍ〜約３ｍｍ）のオーダーの好ましい寸法を有するフォノニック結晶構造を提供することができる。
【００３４】
高耐熱性材料
本発明の方法で利用される遮音装置に使用する適切な高耐熱性材料としては、セラミック紙（例えば、Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ａｕｇｕｓｔａ，ＧＡ）からＫＡＯＷＯＯＬ Ｐａｐｅｒとして、及びＬｙｄａｌｌ，Ｉｎｃ．（Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，ＮＨ）から商品名ＬＹＴＨＥＲＭ Ｐａｐｅｒで市販されているアルミノケイ酸塩セラミック繊維紙、更には３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から３Ｍ ＮＥＸＴＥＬ Ｆｌａｍｅ Ｓｈｉｅｌｄ ＡＬ−１として入手可能な、ポリイミドフィルムに封入されたセラミック繊維紙）、セラミック繊維織物（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから）商品名ＮＥＸＴＥＬ ３１２ ＡＦ−１０ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｆａｂｒｉｃで市販されている布地）、ガラス繊維織物（例えば、Ａｍｅｔｅｋ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から商品名ＳＩＬＴＥＭＰ Ｓｉｌｉｃａ Ｆａｂｒｉｃ Ｔｙｐｅ ８４ＣＨで市販されている布地）、セラミック不織スクリム（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名ＮＥＸＴＥＬ ３１２ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｆｉｂｅｒｓで市販されている酸化セラミック繊維でできたスクリム）、及びガラス繊維不織スクリムが挙げられる。そのような材料は、公知の方法で製造することができる。適切な高耐熱性材料として、米国特許第６，６７０，２９１号（Ｔｏｍｐｋｉｎｓら）に記載のものが含まれ、この特許の明細書は、参考として本明細書に組み込むものとする。
【００３５】
好ましい高耐熱性材料として、耐炎性材料（例えば、アルミノケイ酸塩セラミック繊維紙及びＳガラス紙）がある。より好ましい高耐熱性材料は、火炎伝播抵抗性であり、かつ火炎透過抵抗性でもある。最も好ましい高耐熱性材料として、溶け落ち抵抗性材料（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な３Ｍ ＮＥＸＴＥＬ Ｆｌａｍｅ Ｓｔｏｐｐｉｎｇ Ｄｏｔ Ｐａｐｅｒなどのセラミック紙、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから３Ｍ ＮＥＸＴＥＬ Ｆｌａｍｅ Ｓｔｏｐｐｉｎｇ Ｃｏａｔｅｄ Ｐａｐｅｒとして入手可能なバーミキュウライトコーティングされたセラミック紙、及びＤｕＰｏｎｔ（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ，ＶＡ）から入手可能なＮＯＭＥＸ Ｔｙｐｅ ４１８ Ｐａｐｅｒ）がある。
【００３６】
遮音装置の作製及び使用
本発明の方法で使用するのに適した遮音装置としては、（ａ）少なくとも１つの上記の音波バリアと、（ｂ）所望により（しかし、好ましくは）、少なくとも１つの高耐熱性材料とを含む遮音装置が挙げられる。遮音装置の音波バリアの実質周期的な構造体のアレイは、第１の媒質及び第２の媒質を重ねてなる層を含む多層構造の形態の一次元アレイであるのが好ましい。
【００３７】
所望であれば、遮音装置は、１つ以上の高耐熱性材料層を含むことができる。使用する場合、（例えば、シートの形態の）高耐熱性材料は、音波バリアの最外面の１つ以上に（好ましくは、多層音波バリア構造の最外層として）あてがわれるのが好ましい。更に、運搬用乗物の部品に従来から含まれる他の材料及び／又は層を遮音装置内に含むことができる。
【００３８】
例えば、装置は、（例えば、高耐熱性材料を音波バリアに貼り付けるのに使用できる）１つ以上の接着剤組成物又は接着剤フィルム、１つ以上のスクリム（例えば、高分子織布）、１つ以上の撥水性コーティング、１つ以上の発泡性添加剤又は発泡性コーティング、及び（所望により金属被覆可能な）１つ以上のポリマーフィルム、その他、難燃剤、帯電防止剤、かび防止剤などを更に含むことができる。いずれの場合にも、音波バリアの実質的な周期性及び音響特性が許容できないほど乱れない、又は変わらないことを条件として、そのような他の材料及び／又は層を音波バリアの外面に貼り付けることができるか、又は音波バリア自体がそのような材料及び／又は層を含むことができる。ケーシングのない遮音装置が望ましい場合、更なる材料及び／又は層が、装置の吸湿及び保湿特性をあまり高めないように選択されるのが好ましい。
【００３９】
遮音装置は、運搬用乗物の音響源領域（好ましくは、可聴音響周波数の音響源）と音響受信領域（好ましくは、可聴音響周波数の受信部）との間にその装置を挿入又は配置することにより、本発明の遮音方法で使用することができる。有用な音響源としては、交通騒音、風切り音、エンジン音等（好ましくは騒音又は可聴成分を有する他の音波、より好ましくは騒音又は約５００Ｈｚ〜約１５００Ｈｚの範囲内の周波数成分を有する他の音波）が挙げられる。
【００４０】
遮音装置は、乗物の音響源領域（例えば、エンジン室、駆動系、ホイール、エクステリアパネルなど）から乗物の受信領域（例えば、防火壁、フロアパン、ドアパネル、天井、他の内装品など）に進む音波を大幅に減衰させることができる。装置は、装置の音波バリアの主要面が、音響源領域から受信領域に進む音波を遮断し、それによって減衰させるように音響源領域と受信領域との間に配置することができる。
【００４１】
当業者ならば、かかる装置をそのように配置できるさまざまな方法を熟知しているであろう。音波が（装置の音波バリアの主要面に対して）垂直に入射することが好ましいが、（ランダムな向きの）音場入射条件でも、適度な効果で音響を減衰させることができる（例えば、一次元の多層音波バリアを利用する場合、垂直入射条件に比べて透過が約５ｄＢ以下だけ増える）。所望であれは、（例えば、音波バリアがヘルムホルツ共鳴器型吸収体として機能できるように、音波バリアを（例えば、床又はパネルなどの）基材に対して配置することにより）遮音装置の音波バリアを吸音体として使用することができる。遮音装置は、基本的に、装置の音波バリアの実質的な周期性、又はその音響特性を許容できないほど乱すことがないか、又は変えることがない、任意で公知の、又は今後開発される方法（例えば、接着剤、機械式留め具、密着嵌合、及び／又は同様なものの使用）によって、運搬用乗物部品に直接的又は間接的に取り付けるか、又はその部品の内部に懸架することができる。
【００４２】
本発明の遮音方法及び装置は、可聴範囲の比較的大きい部分にわたり透過損失を達成するよう使用することができる（好ましい実施形態では、約８００Ｈｚ〜約１５００Ｈｚの範囲にわたって約２０ｄＢ以上の透過損失をもたらし、より好ましい実施形態では、約５００Ｈｚ〜約１５００Ｈｚの範囲にわたって約２０ｄＢ以上の透過損失をもたらし、更により好ましい実施形態では、約２５０Ｈｚ〜約１５００Ｈｚの範囲にわたって約２０ｄＢ以上の透過損失をもたらし、最も好ましい実施形態では、約５００Ｈｚ〜約１５００Ｈｚの範囲の少なくとも一部にわたって実質全部の透過損失をもたらす）。それらの透過損失は、フォノニック結晶構造の寸法を、センチメートル以下のオーダー（好ましくは約２０ｃｍ以下、より好ましくはミリメートル以下のオーダー、最も好ましくは約１〜約３ｍｍのオーダー）に維持しながら達成することができる。
【００４３】
１つ以上の上述した音波バリアに加え、遮音装置は、場合により、１つ以上の従来の又は今後開発される遮音材（例えば、従来の吸収体、バリア等）を更に含むことができる。所望であれば、それらの従来の遮音材は、例えば装置の周波数有効範囲を拡大するように層状にしてもよい。
【実施例】
【００４４】
本発明の目的及び利点は、以下の実施例によって更に例示されるが、これらの実施例において列挙された特定の材料及びその量は、他の諸条件及び詳細と同様に本発明を過度に制限するものと解釈されるべきではない。実施例における部、百分率、比等は全て、特に記載しない限り、重量基準である。使用される溶媒及びその他の試薬は、特に記載しない限り、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）より入手した。
【００４５】
試験方法
透過損失測定
Ｂｒｕｅｌ ＆ Ｋｊａｅｒ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｔｕｂｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｙｐｅ ４２０６（１００ｍｍ管、Ｂｒｕｅｌ ＆ Ｋｊａｅｒ Ｓｏｕｎｄ ＆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ａ／Ｓ，Ｄｅｎｍａｒｋ）を使用して透過損失測定を行った。４マイクロホン伝達関数試験法を使用して、周波数範囲５０Ｈｚ〜１．６ｋＨｚで透過損失を測定した。
【００４６】
手短には、管システムは、内径１００ｍｍのソース管、ホルダー管及び受容管から構成されていた。各試験サンプルを、音源と受容管との間に配置されたホルダー管の内部に２つのゴム製Ｏリングとともに据え付けた。ソース管の端部に取り付けられたラウドスピーカ（インピーダンス４オーム（Ω）、直径８０ｍｍ）を音波平面波発生器として使用した。Ｔｙｐｅ ４１８７の４つの０．６４ｃｍ（１／４インチ）コンデンサマイクロホンを使用して、試験サンプルの両側の音圧レベルを測定した（２つはソース管内に、２つは受容管内に置いた）。ソース管内の２つのマイクロホンを使用して、入射及び反射された平面波を測定した。受容管内に配置された他の２つのマイクロホンを使用して、吸収及び透過された部分を測定した。
【００４７】
４つのマイクロホン位置で音圧を測定し、４チャンネルデジタル周波数分析器を「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｔｕｂｅ」，ＩＮＴＥＲ−ＮＯＩＳＥ ２００６，３〜６ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２００６，Ｈｏｎｏｌｕｌｕ，Ｈａｗａｉｉ，ＵＳＡとしてＯｌｉｖｉｅｒｉ，Ｏ．、Ｂｏｌｔｏｎ，Ｊ．Ｓ．、及びＹｏｏ，Ｔ．によって書かれた手順書に従って使用して、複素伝達関数を計算することにより、試験サンプルの透過損失を求めた。ＰＵＬＳＥバージョン１１データ獲得及び解析ソフトウェア（Ｂｒｕｅｌ ＆ Ｋｊａｅｒ）を使用した。
【００４８】
各構造に対して試験サンプルを用意した。全試験サンプルは、直径９９．５４ｍｍの精密ダイを用いて切断した。各試験サンプルに関して、透過損失測定を３回繰り返した。各構造に対して得られる透過損失を、３つの測定値の算術平均として計算した。
【００４９】
レオロジー測定
商用のＡＲＥＳ動的レオメータ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｏｆ Ｎｅｗ Ｃａｓｔｌｅ，Ｄｅｌａｗａｒｅから入手可能）で、材料の試験サンプルに対して、伸長モードで線形等温周波数掃引による動的機械分析（ＤＭＡ）試験を行うことにより、レオロジー特性（例えば、定常剪断プラトー弾性率）を求めた。次いで、（２２．７℃の室温とした）選択した基準温度での動的マスター曲線を得るために、時間−温度重ね合わせの原理を使用して、得られたデータをシフトした。動的マスター曲線をシフトするのに使用した水平移動因子をチェックしたところ、この水平移動因子が、Ｗｉｌｌｉａｍｓ−Ｌａｎｄｅｌ−Ｆｅｒｒｙ（ＷＬＦ）型に従うことが認められた。最終的に、Ｎｉｎｏｍｉｙａ−Ｆｅｒｒｙ（ＮＦ）手順を使用して、得られた動的マスター曲線を室温（２２．７℃）での定常線形伸長弾性率マスター曲線に変換した。ゴム引張係数プラトーの値を定常線形伸長弾性率マスター曲線から求め、材料の定常剪断プラトー弾性率についてはゴム伸長弾性率プラトー値の１／３とみなした。（例えば、Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２ｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９８０）の中の、Ｊｏｈｎ Ｄ．Ｆｅｒｒｙによるレオロジーデータ解析技術に関する考察を参照のこと）。
【００５０】
連邦航空規則による断熱材／遮音材火炎伝播試験（ＦＡＲ ２５．８５６−１）
輻射パネル試験を用いて、輻射熱源及び火炎の両方に曝露した場合の本発明の遮音装置の可燃性及び火炎伝播特性を求めた。（Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＦのＰａｒｔ ＶＩ〜Ｐａｒｔ ２５を引用する）１４ Ｃ．Ｆ．Ｒ．Ｐａｒｔ ２５，Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ２５．８５６（ａ）で連邦航空局により示された方法に従って試験を行ったが、そのテキストは、参考として本明細書に組み込むものとする。試験方法の全詳細は、米国運輸省、連邦航空局（ＦＡＡ）、Ａｄｖｉｓｏｒｙ Ｃｉｒｃｕｌａｒ ＡＣ Ｎｏ：２５．８５６−１（６／２４／０５に記録；ｗｗｗ．ｆｉｒｅ．ｔｃ．ｆａａ．ｇｏｖ）で入手可能である。
【００５１】
材料
シリコーンゴム１番：ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ Ｉｎｃ．（Ｅｌｍｈｕｒｓｔ，ＩＬ）から入手可能な商品番号８６９１５Ｋ２４、デュロメータ硬度４０Ａ、厚さ０．８ｍｍ、アクリル接着剤の裏当て付き、基本的に上記のように定めた室温２２．７℃で定常剪断プラトー弾性率４．３×１０５Ｐａ
シリコーンゴム２番：ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｍｈｕｒｓｔ，ＩＬから入手可能な商品番号８６９１５Ｋ１４、デュロメータ硬度４０Ａ、厚さ０．８ｍｍ、接着剤の裏当てなし
アルミニウム：アルミニウム箔、厚さ０．０３ｍｍ、ブランド名Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｗｒａｐ（商標）で市販、Ａｌｃｏａ Ｃｏｒｐ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡから入手可能
高耐熱性材料：３Ｍ（商標）Ｎｅｘｔｅｌ（商標）Ｆｌａｍｅ Ｓｈｉｅｌｄ ＡＬ−１、ポリイミドフィルムに封入されたセラミック繊維紙を含む火炎バリア、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能
接着剤１番：３Ｍ（商標）Ｓｃｏｔｃｈ−Ｗｅｌｄ（商標）７２４６−２Ｂ／Ａ ＦＳＴ２要素構造エポキシ樹脂接着剤、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能
接着剤２番：Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（商標）Ｑ２−７４０６高温用シリコーン感圧接着剤（ＰＳＡ）、ポリジメチルシロキサンゴム及び樹脂、５５％固体、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能
（実施例１）
下記の表１に示すように、上記の材料を積層することで５層構造体を構築した。最初に、シリコーン１番層及びアルミニウム層を、シリコーン１番の２枚の各シート（それぞれ寸法は０．８ｍｍ×３０５ｍｍ×３０５ｍｍ）に接合された接着剤裏当てを使用して互いに貼り合わせた。シリコーンシートを、間に挟むアルミニウムシート（寸法は０．０３ｍｍ×３０５ｍｍ×３０５ｍｍ）に貼り合わせて３層構造体を形成した。
【００５２】
３層構造体の裏側（可燃性試験時に火炎の反対側に配置される側）に接着剤１番をコーティングした。接着剤１番の要素Ａ、Ｂを１：１の比率で混合し、木製のスティックを使用して、（コーティング厚が１ｍｍ未満になるように）得られた接着剤混合物を構造体の裏側に均一に分散させた。結果としてコーティングされた裏側を高耐熱性材料シートに接着した。
【００５３】
構造体の表側（可燃性試験時に火炎に当てられる側）に接着剤混合物をコーティングし、これを基本的に上記と同様に別の高耐熱性材料シートに接着した。これにより、最外層として高耐熱性材料を有する５層構造体が形成された。５層構造体に４ｋｇの重しをかけたまま一晩置き、次いで、可燃性試験を行うために、最終寸法の２０３ｍｍ×２０３ｍｍ（８インチ×８インチ）に切り揃えた。
【００５４】
上記のＦＡＲ ２５．８５６（ａ）試験手順に従って、得られた構造体の可燃性を試験した。構造体は試験に合格した（それによって、関連するＦＡＡ規則の必要条件を満たした）。
【００５５】
（実施例２及び３）
実施例２の場合、下記の表１に示す上記の材料を積層することにより、５層構造体を構築した。最初に、トルエン中の１０重量パーセント（％）の過酸化ベンゾイルを接着剤２番と混合して、過酸化物濃度が（接着剤固体を基準として）１．５重量％となるよう接着剤／触媒溶液を調製した。＃４８マイヤーバー（湿らせたフィルム厚さが０．１０９ｍｍ（４．３ミル））を使用して、接着剤／触媒溶液を２枚のシリコーン２番シート（それぞれ寸法は０．８ｍｍ×３０５ｍｍ×３０５ｍｍ）に塗布することによって、シリコーン２番層とアルミニウム層とを互いに貼り合わせた。溶媒を飛ばすために、結果としてコーティングされたシリコーンシートを６０℃で１０分間加熱した。次いで、コーティングされたシリコーンシートを、間に挟むアルミニウムシート（寸法は０．０３ｍｍ×３０５ｍｍ×３０５ｍｍ）に貼り付け、得られた３層構造体を１００℃で加熱して接着剤を硬化させた。
【００５６】
３層構造体の裏側（可燃性試験時に火炎と反対側に配置される側）に接着剤／触媒溶液をコーティングし、上記のように溶媒を除去した。高耐熱性材料シートの面を火炎（プロパントーチ）に素速く当て、次いで、黄色い湿気バリア紙を剥がすことで、高耐熱性材料シートの両側から黄色い湿気バリア紙を除去して、セラミック布をむき出しにした。むき出しのセラミック布を３層構造体のコーティングされた裏側に接着し、得られた４層構造体を１００℃で１０分間加熱して接着剤を硬化させた。
【００５７】
構造体の表側（可燃性試験時に火炎に当てられる側）に接着剤／触媒溶液をコーティングし、上記のように触媒を除去した。次いで、上記のように行われる、別の高耐熱性材料シートの貼り付けの前に、得られた構造体を１００℃で３分間加熱した。これにより、最外層として高耐熱性材料を有する５層構造体が得られた。次いで、可燃性試験を行うために、５層構造体を最終寸法の８インチ×８インチ（２０３ｍｍ×２０３ｍｍ）に切り揃えた。
【００５８】
上記のＦＡＲ ２５．８５６（ａ）試験手順に従って、得られた実施例２の構造体の可燃性を試験した。構造体は試験に合格した（それによって、関連するＦＡＡ規則の必要条件を満たした）。
【００５９】
実施例３の場合、高耐熱性材料層（又はそれらに隣接する接着剤層）が３層構造体に追加されなかった（下記の表１を参照のこと）ことを除いて、基本的に実施例２を繰り返した。運搬用乗物の音響性能をシミュレーションするために、上記の手順に従って、実施例２、３の多層構造体の音波減衰特性又は音波透過損失特性を試験した。その結果を図１に示す。実施例２の多層構造体に高耐熱性材料があることで、その音響減衰特性が、高耐熱性材料を含まない実施例３の多層構造体と比べて大幅に変わることはなかった。
【００６０】
（実施例４及び５）
実施例４の場合、高耐熱性材料層（又はそれらに隣接する接着剤層）が３層構造体に追加されなかった（下記の表１を参照のこと）ことを除いて、基本的に実施例１を繰り返した。実施例５の場合、基本的に実施例４で説明したのと同様に３層構造体を作製した。次いで、アクリル接着剤（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な、厚さ０．１２７ｍｍの３Ｍ（商標）９４７２ＬＥ−ＬＳＥアクリル接着剤転写テープ）を使用して、構造体の最外層（シリコーン１番）の一方に（前述と同じ寸法の）アルミニウムシートを接着し、次いで、（前述と同じ寸法の）別のシリコーン１番シートを、シリコーン１番の接着剤裏当てを使用して、得られたアルミニウム層に接着することにより、構造体に変更を加えた。これにより、最外層としてシリコーン１番を有する５層構造体が得られた（下記の表１を参照のこと）。
【００６１】
運搬用乗物の音響性能をシミュレーションするために、上記の手順に従って、実施例４、５の多層構造体の垂直入射透過損失を測定した。その結果を図２に示す。これらの実験に基づく透過損失をそれぞれ理論上の垂直入射質量則値と比較した。後者の値を式に従って計算した（例えば、Ｒ．Ｆ．Ｂａｒｒｏｎ、「Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，」Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（２００３），ｐ．１１２を参照のこと）。
【００６２】
【数１】
【００６３】
上式で、ＴＬｎは垂直入射透過損失（ｄＢ）、ｌｏｇ１０は基底１０の対数、πは約３．１４の数学定数、Ｍｓは単位面積（ｋｇ／ｍ２）当たりの多層構造体質量、ρ１及びｃ１は、多層構造体を囲む空気中の、それぞれ密度（ｋｇ／ｍ３）及び音波の速度（ｍ／ｓ）、ｆは周波数（Ｈｚ）である。得られたＴＬｎの計算値も図２に示す。運搬用乗物の音響性能をシミュレーションするために、異なる温度条件で、すなわち、室温（約２３℃）、及び低温（約−７９℃）か、又は高温（約＋１００℃）のいずれかで、上記の手順に従って、実施例４、５の多層構造体の透過損失特性も試験した。低温試験の場合、２つのドライアイスプレート（固体二酸化炭素）間で構造体を冷却した。プレート間の温度を熱電対でチェックした（≒−７９℃）。高温試験の場合、構造体をオーブン（Ｔｈｅｒｍｏｌｙｎｅ Ｓｙｂｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｄｕｂｕｑｕｅ，Ｉｏｗａ，ＵＳＡから入手可能なＴｈｅｒｍｏｌｙｎｅ（商標）Ｔｙｐｅ １３００ Ｆｕｒｎａｃｅ，Ｍｏｄｅｌ ＃ Ｆ−Ｂ１３１５Ｍ，Ｓｅｒｉｅｓ １４０）内で＋１５０℃に加熱した。透過損失測定を行った直後の加熱した構造体の温度は約＋１００℃であった（赤外線（ＩＲ）サーモメータによる）。総計試験時間（ドライアイスプレート又はオーブンから構造体を取り出し、Ｂ＆Ｋ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｔｕｂｅ内に構造体を配置し、測定を行った時間）は約５０秒であった。結果を図３及び図４に示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
本明細書で引用した特許、特許文献、及び公報に含有される参照された記述内容は、その全体が、それぞれ個別に組み込まれているかのように、参照として組み込まれる。本発明に対する様々な予見できない修正及び変更が、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく当業者に明らかとなるであろう。本発明は、本明細書に記載した例示的な実施形態及び実施例によって過度に限定されるものではなく、またかかる実施例及び実施形態は、一例として表されているだけであり、ただし、本発明の範囲は、以下のように本明細書に記載した「請求項」によってのみ限定されることを意図するものと理解されるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の密度を有する第１の媒質中に配置される実質周期的な少なくとも１つの構造体のアレイを含む少なくとも１つの音波バリアを含む、少なくとも１つの遮音装置を用意することであって、前記構造体が、前記第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質から形成されており、前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの一方が、縦波音波の伝播速度と、横波音波の伝播速度とを有する粘弾性媒質であり、前記縦波音波の伝播速度が前記横波音波の伝播速度の少なくとも３０倍であり、前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの他方が粘弾性又は弾性媒質である、少なくとも１つの遮音装置を用意することと、（ｂ）運搬用乗物の音響源領域と音響受信領域との間に前記遮音装置を介在させることとを含む、方法。
【請求項２】
前記粘弾性媒質が、粘弾性固体、粘弾性液体及びそれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記粘弾性固体及び前記粘弾性液体が、ゴム状ポリマー組成物、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ゴム状ポリマー組成物が、エラストマー、粘弾性液体、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの前記他方が弾性媒質である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記弾性媒質が、金属、金属合金、ガラス状ポリマー、複合材料、及びそれらの組み合わせから選択される弾性固体からなる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記実質周期的な構造体のアレイが、前記第１の媒質と前記第２の媒質とを交互に重ねてなる層を含む多層構造体の形態の一次元アレイである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記多層構造体が、粘弾性媒質と弾性媒質とを交互に重ねてなる層を含み、前記粘弾性媒質がエラストマー及びそれらの組み合わせから選択され、かつ前記弾性媒質が金属、金属合金、ガラス状ポリマー、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記粘弾性媒質が、シリコーンゴム、（メタ）アクリレートポリマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ブロックコポリマー、セルロース系ポリマー、有機ポリマーとポリジオルガノシロキサンポリアミドブロックコポリマーとのブレンド、ネオプレン、及びそれらの組み合わせから選択され、かつ前記弾性媒質が、銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記多層構造体が、０．７５ｍｍ〜１．２５ｍｍの層厚さを有する粘弾性材料と、０．０２５〜１ｍｍの層厚さを有する弾性材料とを３〜１０個交互に重ねてなる層を含み、前記多層構造体が、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の寸法を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記多層構造体が、前記粘弾性材料と前記弾性材料とを３〜５個交互に重ねてなる層を含み、かつ前記粘弾性材料が、シリコーンゴム、アクリレートポリマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、及びそれらの組み合わせから選択され、前記弾性材料が、アルミニウム、エポキシ樹脂、アルミニウム合金、及びそれらの組み合わせから選択され、かつ前記多層構造体が、２ｍｍ〜４ｍｍの範囲内の寸法を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記音波バリアが、８００Ｈｚ〜１５００Ｈｚの範囲にわたって２０ｄＢ以上の透過損失をもたらし、前記音波バリアの全寸法が２０ｃｍ以下の大きさである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記音波バリアが、８００Ｈｚ〜１５００Ｈｚの範囲にわたって２０ｄＢ以上の透過損失をもたらし、前記音波バリアの全寸法が２０ｃｍ以下の大きさである、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記遮音装置が、少なくとも１つの高耐熱性材料を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記高耐熱性材料は、火炎伝播抵抗性及び火炎透過抵抗性の両方か、又は溶け落ち抵抗性の材料である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
（ａ）第１の密度を有する第１の媒質と、前記第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質とを交互に重ねてなる層を含む多層構造体の形態の、一次元で実質周期的な少なくとも１つの構造体のアレイを含む少なくとも１つの音波バリアを含む、少なくとも１つの遮音装置を用意することであって、前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの一方は、縦波音波の伝播速度及び横波音波の伝播速度を有する粘弾性媒質であり、前記縦波音波の伝播速度は、前記横波音波の伝播速度の少なくとも３０倍であり、前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの他方は、粘弾性又は弾性媒質である、少なくとも１つの遮音装置を用意することと、（ｂ）航空機、列車、自動車、船舶、及びそれらの組み合わせから選択される運搬用乗物の音響源領域と音響受信領域との間に前記遮音装置を介在させることとを含む、方法。
【請求項１７】
前記第１の媒質はシリコーンゴムであり、前記第２の媒質はアルミニウムであり、かつ／又は前記遮音装置は、少なくとも１つの高耐熱性材料を更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
（ａ）第１の密度を有する第１の媒質中に配置される実質周期的な少なくとも１つの構造体のアレイを含む、少なくとも１つの音波バリアであって、前記構造体が、前記第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質から形成されており、前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの一方が、縦波音波の伝播速度と、横波音波の伝播速度とを有する粘弾性媒質であり、前記縦波音波の伝播速度が前記横波音波の伝播速度の少なくとも約３０倍であり、前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの他方が粘弾性又は弾性媒質である、少なくとも１つの音波バリアと、（ｂ）少なくとも１つの高耐熱性材料と、を含む遮音装置。
【請求項１９】
前記実質周期的な構造体のアレイが、前記第１の媒質と前記第２の媒質とを交互に重ねてなる層を備える多層構造体の形態の一次元アレイである、請求項１８に記載の遮音装置。
【請求項２０】
前記高耐熱性材料が、火炎伝播抵抗性及び火炎透過抵抗性の両方か、又は溶け落ち抵抗性の材料である、請求項１８に記載の遮音装置。
【請求項１】
（ａ）第１の密度を有する第１の媒質中に配置される実質周期的な少なくとも１つの構造体のアレイを含む少なくとも１つの音波バリアを含む、少なくとも１つの遮音装置を用意することであって、前記構造体が、前記第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質から形成されており、前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの一方が、縦波音波の伝播速度と、横波音波の伝播速度とを有する粘弾性媒質であり、前記縦波音波の伝播速度が前記横波音波の伝播速度の少なくとも３０倍であり、前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの他方が粘弾性又は弾性媒質である、少なくとも１つの遮音装置を用意することと、（ｂ）運搬用乗物の音響源領域と音響受信領域との間に前記遮音装置を介在させることとを含む、方法。
【請求項２】
前記粘弾性媒質が、粘弾性固体、粘弾性液体及びそれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記粘弾性固体及び前記粘弾性液体が、ゴム状ポリマー組成物、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ゴム状ポリマー組成物が、エラストマー、粘弾性液体、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの前記他方が弾性媒質である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記弾性媒質が、金属、金属合金、ガラス状ポリマー、複合材料、及びそれらの組み合わせから選択される弾性固体からなる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記実質周期的な構造体のアレイが、前記第１の媒質と前記第２の媒質とを交互に重ねてなる層を含む多層構造体の形態の一次元アレイである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記多層構造体が、粘弾性媒質と弾性媒質とを交互に重ねてなる層を含み、前記粘弾性媒質がエラストマー及びそれらの組み合わせから選択され、かつ前記弾性媒質が金属、金属合金、ガラス状ポリマー、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記粘弾性媒質が、シリコーンゴム、（メタ）アクリレートポリマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ブロックコポリマー、セルロース系ポリマー、有機ポリマーとポリジオルガノシロキサンポリアミドブロックコポリマーとのブレンド、ネオプレン、及びそれらの組み合わせから選択され、かつ前記弾性媒質が、銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記多層構造体が、０．７５ｍｍ〜１．２５ｍｍの層厚さを有する粘弾性材料と、０．０２５〜１ｍｍの層厚さを有する弾性材料とを３〜１０個交互に重ねてなる層を含み、前記多層構造体が、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内の寸法を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記多層構造体が、前記粘弾性材料と前記弾性材料とを３〜５個交互に重ねてなる層を含み、かつ前記粘弾性材料が、シリコーンゴム、アクリレートポリマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、及びそれらの組み合わせから選択され、前記弾性材料が、アルミニウム、エポキシ樹脂、アルミニウム合金、及びそれらの組み合わせから選択され、かつ前記多層構造体が、２ｍｍ〜４ｍｍの範囲内の寸法を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記音波バリアが、８００Ｈｚ〜１５００Ｈｚの範囲にわたって２０ｄＢ以上の透過損失をもたらし、前記音波バリアの全寸法が２０ｃｍ以下の大きさである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記音波バリアが、８００Ｈｚ〜１５００Ｈｚの範囲にわたって２０ｄＢ以上の透過損失をもたらし、前記音波バリアの全寸法が２０ｃｍ以下の大きさである、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記遮音装置が、少なくとも１つの高耐熱性材料を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記高耐熱性材料は、火炎伝播抵抗性及び火炎透過抵抗性の両方か、又は溶け落ち抵抗性の材料である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
（ａ）第１の密度を有する第１の媒質と、前記第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質とを交互に重ねてなる層を含む多層構造体の形態の、一次元で実質周期的な少なくとも１つの構造体のアレイを含む少なくとも１つの音波バリアを含む、少なくとも１つの遮音装置を用意することであって、前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの一方は、縦波音波の伝播速度及び横波音波の伝播速度を有する粘弾性媒質であり、前記縦波音波の伝播速度は、前記横波音波の伝播速度の少なくとも３０倍であり、前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの他方は、粘弾性又は弾性媒質である、少なくとも１つの遮音装置を用意することと、（ｂ）航空機、列車、自動車、船舶、及びそれらの組み合わせから選択される運搬用乗物の音響源領域と音響受信領域との間に前記遮音装置を介在させることとを含む、方法。
【請求項１７】
前記第１の媒質はシリコーンゴムであり、前記第２の媒質はアルミニウムであり、かつ／又は前記遮音装置は、少なくとも１つの高耐熱性材料を更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
（ａ）第１の密度を有する第１の媒質中に配置される実質周期的な少なくとも１つの構造体のアレイを含む、少なくとも１つの音波バリアであって、前記構造体が、前記第１の密度とは異なる第２の密度を有する第２の媒質から形成されており、前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの一方が、縦波音波の伝播速度と、横波音波の伝播速度とを有する粘弾性媒質であり、前記縦波音波の伝播速度が前記横波音波の伝播速度の少なくとも約３０倍であり、前記第１の媒質及び前記第２の媒質のうちの他方が粘弾性又は弾性媒質である、少なくとも１つの音波バリアと、（ｂ）少なくとも１つの高耐熱性材料と、を含む遮音装置。
【請求項１９】
前記実質周期的な構造体のアレイが、前記第１の媒質と前記第２の媒質とを交互に重ねてなる層を備える多層構造体の形態の一次元アレイである、請求項１８に記載の遮音装置。
【請求項２０】
前記高耐熱性材料が、火炎伝播抵抗性及び火炎透過抵抗性の両方か、又は溶け落ち抵抗性の材料である、請求項１８に記載の遮音装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１２−５１３６２２（Ｐ２０１２−５１３６２２Ａ）
【公表日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４３５７７（Ｐ２０１１−５４３５７７）
【出願日】平成２１年１２月１６日（２００９．１２．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６８２３７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０７５１３０
【国際公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１６日（２００９．１２．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６８２３７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０７５１３０
【国際公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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