CN113248678A - 吸音聚氨酯泡沫 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有优良吸音性能的吸音聚氨酯泡沫。根据一个实施方案，提供了一种吸音聚氨酯泡沫。该吸音聚氨酯泡沫在直径为29mm、厚度为10mm时的垂直入射吸音率在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内达到40％以上。

Description

吸音聚氨酯泡沫

技术领域

本发明涉及吸音聚氨酯泡沫。

背景技术

通常，为了在乘车受到外部冲击时保护乘客的安全，在车门内、车顶周围和支柱内要安装吸震材料。作为吸震材料，例如已知有由硬质聚氨酯泡沫和热塑性树脂珠粒的发泡体制成的材料。

此外，在当今的汽车中，需要控制诸如发动机噪声和轮胎行驶噪声之类的噪声以提高车辆的安静性。然而，由于如上所述的硬质聚氨酯泡沫和热塑性树脂珠粒的发泡体通常具有独立气泡结构，所以存在吸音性能差的问题。尽管已知有赋予硬质聚氨酯泡沫和热塑性树脂珠粒的发泡体以连续气泡结构的技术，但是当壁厚较薄时，难以赋予在宽频段上优异的吸音性能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-047338号公报

专利文献2：日本特开2005-272806号公报

专利文献3：日本专利第4461453号

发明内容

本发明所要解决的技术问题

本发明鉴于所述情况，以提供一种具有优异的吸音性能的吸音聚氨酯泡沫为目的。

解决技术问题的技术手段

根据本发明的一个方面，提供了一种吸音聚氨酯泡沫。吸音聚氨酯泡沫在直径为29mm、厚度为10mm时的垂直入射吸音率在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内达到40％以上。

发明效果

根据本发明，能够提供吸音性能优异的吸音聚氨酯泡沫。

附图说明

图1概略地表示吸音聚氨酯泡沫的实例的平面图。

图2概略地表示图1所示的吸音聚氨酯泡沫沿线II-II的截面的截面图。

图3概略地表示图1所示的吸音聚氨酯泡沫沿线III-III的截面的截面图。

图4概略地表示声波在多孔质弹性体材料中传播的模式的图。

图5概略地表示入射到多孔质弹性体材料的骨架上的入射波衰减的模式的图。

图6表示根据实施例的吸音聚氨酯泡沫的垂直入射吸音率的测定结果的吸音率图。

图7表示根据实施例的吸音聚氨酯泡沫的垂直入射吸音率的测定结果的吸音率图。

图8表示根据实施例的吸音聚氨酯泡沫的垂直入射吸音率的测定结果的吸音率图。

图9表示根据实施例的吸音聚氨酯泡沫的垂直入射吸音率的测定结果的吸音率图。

图10表示根据实施例的吸音聚氨酯泡沫的垂直入射吸音率的测定结果的吸音率图。

本发明的具体实施方式

一般来说，在汽车地板装有下肢部吸震材料。以往，具有优异的吸震性能的泡沫聚丙烯和泡沫聚乙烯是下肢部吸震材料的主流选择，具有吸震性能且具有吸音性能的硬质聚氨酯泡沫也有被使用。硬质聚氨酯泡沫的特征，例如在于它比泡沫聚丙烯更轻，强度更高。

车内乘客感受到的噪音在低频段中具有较高的声压级。因此，安装在汽车中的吸震材料不仅需要具有预定的吸震性能(屈曲性)，例如，还需要在低频段具有优异的吸音性能。近年来，为了实现较大的车内空间和减轻车辆的重量，对于减小吸震材料的厚度的需求不断增加。也就是说，需要通过使用壁厚尽可能薄的吸震材料来实现优异的吸音性能和实用的吸震性能。

根据该实施方案的吸音聚氨酯泡沫，在直径为29mm、厚度为10mm时，垂直入射吸音率在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内达到40％以上。例如，对直径为29mm、厚度为10mm的块状物进行垂直入射吸音率测定的结果，在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内，垂直入射吸音率达到40％以上。该块状物可以是根据实施方式的吸音聚氨酯泡沫的至少一部分。也就是说，该块状物是吸音聚氨酯泡沫本身，或者是从具有能够切出厚度为10mm、直径为29mm的圆柱形状的尺寸的吸音聚氨酯泡沫中切出的具有所述尺寸的圆柱状聚氨酯。需要说明的是，在本申请的说明书中，“垂直入射吸音率”可缩写为“吸音率”。

可以说，在10mm这样的厚度下，在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内具有40％以上的垂直入射吸音率的吸音聚氨酯泡沫，具有优异的吸音性能。吸音聚氨酯泡沫优选具有设计面。设计面是指，例如，当通过模制成形获得聚氨酯泡沫时，在成形时与模具的上模接触的表面。设计面也被称为表皮或表皮面。吸音聚氨酯泡沫是否具有设计面可以通过使用扫描电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscopy)观察吸音聚氨酯泡沫的表面和/或截面来确定。

<垂直入射吸音率的测定方法>

首先，作为吸音率的测定对象，准备具有直径为29mm(29φ)，厚度为10mm的圆柱形状的聚氨酯泡沫块状物。该块状物通过使用了能够使其厚度为10mm的模具的模制成形而制备。可以使用配备有29φ的冲模的冲压机来制备该块状物。为了计算吸音率的测定结果的平均值，准备五个这样的块状物。

作为吸音率的测定装置，使用由日本RION株式会社制造的声导管/传递函数法垂直入射声学测定系统9301型或具有与该装置等效的功能的装置。垂直入射声学测定系统，将声音垂直入射到声管(Acoustic duct)内部的吸音材料或隔音材料中，捕获反射的声音或透过的声音，来测定材料的吸音率、与声阻抗有关的项目以及透过损耗。启动垂直入射声学测定系统，校准麦克风，并完成吸音测定的准备工作。

将块状物放置在管道内的预定位置，并且使声音沿着与块状物厚度方向平行的方向入射，然后测定吸音率。吸音率参照JIS A 1405：1994来测定。如果该块状物具有设计面，则设置该块状物并使声音入射到设计面上。

然后，分别测定当频率为500Hz、630Hz、800Hz、1000Hz、1250Hz、1600Hz、2000Hz、2500Hz、3150Hz、4000Hz、5000Hz和6300Hz时的垂直入射吸音率。通过对五个块状物分别进行该测定，并计算所述每个频率下的垂直入射吸音率的平均值，而可以确定每个频率下的垂直入射吸音率。基于该测定结果，可以绘制横轴为频率(Hz)，纵轴为吸音率(％)的折线图。在本申请的说明书中，该折线图被称为“吸音率图”。稍后说明的图6至图10的吸音率图是对数图。

当要测定的块状物在1000Hz、1250Hz、1600Hz、2000Hz、2500Hz和3150Hz的所有频率下的吸音率达到40％以上时，可以认为垂直入射吸音率在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内达到40％以上。

吸音聚氨酯泡沫的垂直入射吸音率测定的结果，优选在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内具有45％以上的垂直入射吸音率，更优选具有50％以上的垂直入射吸音率。当吸音聚氨酯泡沫用作汽车下肢部吸震材料时，在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内的吸音率越高，汽车等的乘员就越不易感受到低频段的噪声。因此，乘员可以在乘车期间感到舒适。低频段例如是指频率在1000Hz至3150Hz范围内的频段。

从有效地吸收低频段的噪声的观点出发，优选在作为垂直入射吸音率测定结果而得到的吸音率图中，吸音聚氨酯泡沫在1000Hz至2000Hz的频率处具有吸音率的峰值。在这种情况下，例如，在500Hz至2000Hz的吸音率优异。例如，如图6的吸音率图所示，实施例的例8表现出了在1600Hz的频率下的最佳吸音率。换句话说，例8在1600Hz的频率处具有吸音率的峰值。因此，根据例8的吸音聚氨酯泡沫可以有效地吸收500Hz至2000Hz的频段中的噪声。

吸音聚氨酯泡沫的形状和尺寸没有特别限制。吸音聚氨酯泡沫，例如具有厚度为15mm以下的部分，垂直入射吸音率测定例如是对从厚度为15mm以下的部分提取的块状物进行的。吸音聚氨酯泡沫即使在厚度为15mm以下的部分中也优选：当直径为29mm且厚度为10mm时，垂直入射吸音率在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内达到40％以上。块状物，例如具有直径为29mm且厚度为10mm的圆柱形状。

在一个实施例中，吸音聚氨酯泡沫具有厚度为10mm以上的部分，但是吸音聚氨酯泡沫也可以不具有厚度为10mm以上的部分。在这种情况下，当准备用于测定吸音聚氨酯泡沫的垂直入射吸音率的块状物时，通过与该吸音聚氨酯泡沫相同的配比来制备厚度为10mm以上的聚氨酯泡沫，从制备的聚氨酯泡沫中准备直径为29mm、厚度为10mm的块状物，在该块状物上测定垂直入射吸音率即可。

图4表示了诸如聚氨酯泡沫的多孔质弹性体材料的声音传播模型图。根据实施方案的吸音聚氨酯泡沫具有例如图4所示的多孔质弹性体结构。多孔质弹性体100由具有三维网格结构的骨架101构成。骨架101包含含有脲键和氨基甲酸酯键的异氰脲酸酯结构。异氰脲酸酯结构是通过异氰酸酯的三聚反应形成的环状结构。多孔质弹性体100包含由骨架101形成的网格之间的空隙102。空隙102可以是开口部。由骨架101形成的多个网格的大小彼此不固定。

声波SW入射在多孔质弹性体100上。由声波SW传播的振动产生通过空隙102的空气传播波103和通过骨架101的固体传播波104。空气传播波103和固体传播波104在传播的同时彼此相互作用，各自的传播波都被衰减(吸音)。此外，如图5所示，作为固体传播波104入射在骨架101上的入射波的一部分被转换成热能而被衰减。如图5所示，入射在骨架101上的入射波I的一部分与骨架101碰撞并被反射为反射波R。入射在骨架101上的入射波I的另一部分在骨架101中传播后作为传输波T从骨架101的内部发射到骨架101的外部。然后，入射在骨架101上的波可以在骨架101中传播的同时被转换成热能r。

吸音聚氨酯泡沫的吸音率根据吸音聚氨酯泡沫中骨架的组成而变化。从吸音率的观点来看，环状结构占骨架101的比例太小或太大都不理想。为了提高吸音聚氨酯泡沫的吸音性能，不单是独立气泡结构，与连续气泡结构混合存在是有效的。当通过发泡制备吸音聚氨酯泡沫时，如果增加多元醇的当量，则有难以成膜的倾向。也就是说，倾向于形成更多的连续气泡结构。如此一来，由于作为网格结构存在的部分相对减少，声波难以在空隙102中传播，且难以将其转换成热能，从而吸音性能可能劣化。

从吸音聚氨酯泡沫的透气性出发，例如，通过降低泡沫的透气性，来促进声波向热能的转化，从而吸音性能有提高倾向。然而，如果透气性降低，则作为反射波发出的声波会增加，吸音性能有下降的倾向。

厚度为10mm的吸音聚氨酯泡沫的透气性例如优选为0.5cc/cm²/sec以上且40cc/cm²/sec以下。通过将透气性设定在该范围内，可以在低频段获得良好的吸音率。厚度为10mm的吸音聚氨酯泡沫的透气性更优选为10cc/cm²/sec以上且30cc/cm²/sec以下。透气性可以参照JIS K6400 7B法：2012年进行测定。

对用于获得根据该实施方案的吸音聚氨酯泡沫的原料和组合物进行说明。吸音聚氨酯泡沫是通过在含有例如多元醇、多异氰酸酯、发泡剂、催化剂和添加剂的反应体系中进行发泡而获得的。从便于控制气泡的结构的观点出发，优选模制成形作为制备方法。

当通过模制成形制备聚氨酯泡沫时，将多元醇成分和多异氰酸酯成分混合并搅拌而得到的液体倒入模具中。当这些成分固化(Cure)时，发泡反应和树脂化反应同时进行。因此，当成形具有薄的部分例如厚度为10mm以下的部分的聚氨酯泡沫时，理想状态是在模具中与该部分相对应的部分中也能够适当地进行模制成形。换句话说，理想状态是在获得的聚氨酯泡沫中，壁厚度较薄的部分不具有诸如表皮剥落，缺壁，气穴和裂缝等的缺陷。缺陷较少且可以制成所需的形状的吸音聚氨酯泡沫塑料具有出色的成形性。成形性在各种因素的影响下变化，但是理想状态下根据实施方案的吸音聚氨酯泡沫在壁厚度较薄的部分处也具有优异的成形性。

为了获得垂直入射吸音率测定的结果为在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内垂直入射吸音率达到40％以上的吸音聚氨酯泡沫，作为原料的多元醇成分(多元醇)优选包含以下的多元醇B。多元醇B的重均分子量在4000至12000的范围内，环氧乙烷含量为5重量％以上且小于50重量％。多元醇B例如是在末端具有羟基的聚丙二醇。由于当使用重均分子量为4000以上的多元醇B时，可减少反应中的交联点，因此可以得到透气性低的聚氨酯泡沫。如上所述，透气性低的聚氨酯泡沫的吸音性能优异。

需要说明的是，复杂形状包括，例如具有厚度为15mm以下的部分的形状。当进行所述垂直入射吸音率测定时，优选摘取待测定的块状物中包含厚度为15mm以下部位的部分。这是因为，可以认为在这样的壁厚度较薄的部分具有优异的吸音性能的聚氨酯泡沫是整体上具有优异的吸音性能的吸音聚氨酯泡沫。

当多元醇B的重均分子量超过12000时，由于多元醇B的粘度过高，因此有可能无法成形吸音聚氨酯泡沫。或者，由于分子链较长，因此成形后的交联密度倾向于变小，且泡沫倾向于太软，从而有可能不能适当地获得泡沫。需要说明的是，在提交本申请时，重均分子量大于12000的多元醇不可商购，难以获得。

多元醇B的重均分子量优选在5000至8000的范围内，更优选在6500至7500的范围内。

由于多元醇B的环氧乙烷含量小于50重量％，因此在发泡过程中产生的气泡的保持力高于后述的多元醇A的情况。此外，由于当环氧乙烷含量小于50重量％时，倾向于易于在所得的吸音聚氨酯泡沫中形成膜，因此透气性趋于降低，在低频段的吸音率趋于优异。可以认为这是因为低频范围内的入射波被输入到透气性低的吸音聚氨酯泡沫中，从而入射波在吸音聚氨酯泡沫内部被转换为热能并被吸收。通过使用多元醇B，可以更容易地获得不仅具有优异的吸音性能而且具有优异的成形性的吸音聚氨酯泡沫。多元醇B的环氧乙烷含量优选在5重量％至40重量％的范围内，更优选在5重量％至30重量％的范围内。

多元醇B优选具有末端环氧乙烷封端结构。

多元醇B的羟值优选为14mgKOH/g以上56mgKOH/g以下。

多元醇成分(多元醇)优选进一步含有以下多元醇A。多元醇A的重均分子量为2000至12000，环氧乙烷含量为50重量％以上。多元醇A例如是聚醚多元醇。多元醇A具有比多元醇B高的极性。因此，通过将多元醇A与多元醇B组合使用，与仅使用多元醇B的情况相比，可以得到具有更连通的气泡结构的聚氨酯泡沫。也就是说，可以获得具有适当连通的气泡结构的聚氨酯泡沫，这种聚氨酯泡沫的吸音性能优异。此外，由于多元醇A也具有相对较高的重均分子量，因此有助于获得具有优异成形性的吸音聚氨酯泡沫。

多元醇A的重均分子量优选为6500至10000，更优选为7000至9000。

多元醇A的羟值优选为18mgKOH/g以上且52mgKOH/g以下。

多元醇成分可包含不同于多元醇A和多元醇B的其他多元醇。其他多元醇的实例可以举出重均分子量为1000以上且小于4000，环氧乙烷含量小于5％且羟值为40mgKOH/g以上的聚醚多元醇。将重均分子量小于4000的聚醚多元醇作为其他多元醇进行混合，具有促进赋予吸震性能(屈曲性)的作用。

根据一个实例，多元醇A、多元醇B和其他多元醇在多元醇成分(多元醇)中所占的混合比例分别可以为：35重量％至80重量％，5重量％至40重量％和5重量％至30重量％。但是，要将它们混合成总量为100重量％。只要所获得的吸音聚氨酯泡沫在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内的垂直入射吸音率达到40％以上，就可以适当地调节该混合比例。

多元醇B的重量与多元醇成分(多元醇)的重量之比可以在5重量％至40重量％的范围内。如果多元醇B的重量与多元醇成分的重量之比过小，则吸音聚氨酯泡沫变成高度透气的状态，且在1000Hz至3150Hz的频率范围内的吸音率可能降低。另一方面，如果多元醇B的重量与多元醇成分的重量之比过大，则透气性可能降低，且在1000Hz至3150Hz的范围内的吸音率可能降低。多元醇B的重量与多元醇成分(多元醇)的重量之比优选在5重量％至30重量％的范围内。

多元醇B的重量与多元醇成分的重量之比可以在5重量％至20重量％的范围内，也可以在5重量％至15重量％的范围内，也可以在10重量％至20重量％的范围内。

多元醇A的重量与多元醇成分的重量之比优选在50重量％至75重量％的范围内。多元醇A的重量与多元醇成分的重量之比也可以在50重量％至80重量％的范围内，也可以在55重量％至75重量％的范围内，也可以在60重量％至75重量％的范围内，也可以在65重量％至75重量％的范围内。

其他多元醇的重量与多元醇成分的重量之比可以在10重量％至30重量％的范围内，也可以在15重量％至25重量％的范围内。

多元醇A、多元醇B和其他多元醇在多元醇成分中所占的混合比例可以在所述的多个数值范围内适当地组合。例如，可以设为多元醇A的重量比在55重量％至75重量％的范围内，多元醇B的重量比在5重量％至15重量％的范围内，而其他多元醇的重量比在15重量％至25重量％的范围内。

作为多异氰酸酯，优选使用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI：Methylene dip henyldiisocyanate)。二苯基甲烷二异氰酸酯可以是单体MDI、聚合MDI或2者的混合物。多异氰酸酯可以仅包含一种MDI，也可以包含两种以上MDI。由于MDI与甲苯二异氰酸酯(TDI：Toluenediisocyanate)相比具有良好的固化性能，所以在成形方面性能优异，。

制备吸音聚氨酯泡沫时的异氰酸酯指标例如可以在100至250的范围内，优选在130至180的范围内。但是，对于所得的吸音聚氨酯泡沫，只要在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内的垂直入射吸音率达到40％以上，则在制备聚氨酯泡沫时对异氰酸酯指标没有限制。如果异氰酸酯指标过低，则聚氨酯泡沫难以成形(成型)，并且可能无法将其从模具中脱离。如果异氰酸酯指标过高，则会造成仅具有表面(表皮)，内部存在过多的空隙或空腔的状态。换句话说，由于泡沫具有粗糙的网眼结构，因此当通过模制成形制备泡沫时，在脱模时容易破裂。

作为催化剂，可以使用树脂化催化剂、异氰脲酸酯化催化剂(三聚催化剂)、表面改性催化剂和发泡催化剂等。关于所述各种催化剂，可以使用用于该目的的已知催化剂。

相对于多元醇成分的重量，树脂化催化剂的用量例如为1重量份至3重量份。相对于多元醇成分的重量，异氰脲酸酯化催化剂的用量例如为2重量份至5重量份。相对于多元醇成分的重量，表面改性催化剂的用量例如可以为0.5重量份至5重量份，优选使用1重量份至3重量份。相对于多元醇成分的重量，发泡催化剂的用量例如为0.1重量份至1重量份。

优选使用二乙醇胺(DEA)作为表面改性催化剂。DEA的两端都带有OH基。通过使这些OH基与异氰酸酯的NCO基交联，可以提高所得到的聚氨酯泡沫的骨架的强度，因此，成形性得到提高或稳定，并且可以抑制表皮剥离。因此可以模制成形复杂的形状。例如，即使是有壁厚较薄的部分的形状，也可以抑制脱模时的破裂。也就是说，即使在具有复杂形状的模具中模制成形，含有DEA的聚氨酯泡沫也可以实现优异的成形性。

作为其他添加剂，例如，可以添加泡沫稳定剂和/或增塑剂。泡沫稳定剂和增塑剂可以改善聚氨酯泡沫的成形性。相对于多元醇成分的重量，其他添加剂的用量例如为5至30重量份。

作为发泡剂，可以使用在一般的聚氨酯泡沫的制备中使用的公知的发泡剂。发泡剂例如是水。也可以使用其他添加剂，例如泡沫稳定剂，只要它们用于制备一般的聚氨酯泡沫即可。

吸音聚氨酯泡沫的密度例如在70kg/m³至120kg/m³的范围内，优选在80kg/m³至100kg/m³的范围内。当密度在该范围内时，即使具有厚度为15mm以下的部分的聚氨酯泡沫也可以表现出实用的吸震性能。

吸音聚氨酯泡沫的压缩强度例如在0.05MPa至0.5MPa的范围内。

下文将参照图1至图3，说明根据实施方案的吸音聚氨酯泡沫的实施例。

图1是概略地表示吸音聚氨酯泡沫的一个实施例的平面图。在图1中，以将吸音聚氨酯泡沫作为下肢部吸震材料(踏板)的情况为例。图2是概略地表示图1所示的吸音聚氨酯泡沫沿线II-II的截面的截面图。图3是概略地表示图1所示的吸音聚氨酯泡沫沿线III-III的截面的截面图。

下肢部吸震材料10具备第一部分1、第二部分2和壁厚部3。使用一个模具通过模制成形将第一部分1、第二部分2和壁厚部3整体成形以构成下肢部吸震材料10。下肢部吸震材料10例如可以安装在汽车的地板部上。例如，在安装在汽车地板部上的下肢部吸震材料10上铺设地毯，乘员的两只脚隔着地毯放置在下肢部吸震材料上。

第一部分1和第二部分2比壁厚部3薄。第二部分2大致具有矩形的形状，并且具有由边界部4限定的端面。第一部分1和壁厚部3从第二部分2的端面延伸。下肢部吸震材料10弯曲，并使得第二部分2与第一部分1和壁厚部3之间的边界部4形成山谷状。边界部4在下肢部吸震材料10的一个表面上形成山谷状，而在另外的表面上形成山峰状。

下肢部吸震材料10具有由第二部分2与第一部分1和壁厚部3形成的山谷状的表面5。下肢部吸震材料10具有由第二部分2与第一部分1和壁厚部3形成的山峰状的背面6。壁厚部3在表面5上具有凸形。也就是说，壁厚部3在表面5上，以第一部分1的表面为基准，具有比第一部分1的表面突出的结构。

当下肢部吸震材料10被安装在汽车的地板部上时，例如，乘员的右脚放在第一部分1和第二部分2的表面5上，乘员的左脚放置在第二部分2和壁厚部分3的表面5上。

第一部分1和第二部分2的壁厚例如为30mm以下。第一部分1和第二部分2各自可以具有厚度为15mm以下的部分。该部分的厚度也可以是10mm以下。壁厚部3的厚度例如为70mm至110mm。

在图1至图3中，以吸音聚氨酯泡沫为下肢部吸震材料的情况为例进行了说明，但是吸音聚氨酯泡沫的应用没有特别限制，并且可以适用于需要吸音性能和吸震性能的应用中。吸音聚氨酯泡沫可用于例如门内缓冲材料、头部保护材料、地板部加固材料、工具箱、行李箱、天花板材料、片状芯材、遮阳板芯材、支柱芯材等应用中。通过切割泡沫体，也可以获得具有所需形状的吸音聚氨酯泡沫。

实施例

下面将说明实施例，但是实施方式不限于以下说明的实施例。

将根据实施例1至17以及实施例6A和7A的吸音聚氨酯泡沫通过根据下表1中所示的配方进行模制成形来进行制备。表1中列出的原料如下。表1中，各原料的混合比例以重量份表示。但是，“指标”表示相对于多元醇中的活性羟基当量(浓度)、其他含活性羟基当量(浓度)的材料和水的羟基当量(浓度)之和，多异氰酸酯中的异氰酸酯基当量(浓度)。

此外，根据下表2中所示的配方通过模制成形来制备根据实施例18至23的吸音聚氨酯泡沫。表2所示的原料如下。表2中，各原料的混合比例以重量份表示。

(1)多元醇1；东邦化学工业株式会社制的商品名：QB8000(重均分子量8000，聚氧乙烯含量80％)

(2)多元醇2；三井化学SKC聚氨酯株式会社制的商品名：EP-901P(重均分子量7000，聚氧乙烯含量15％)

(3)多元醇3；陶氏化学制的商品名：NC630(重均分子量7400，聚氧乙烯含量14％至16％)

(4)多元醇4；三洋化成工业株式会社制的商品名：KC745(重均分子量5000，聚氧乙烯含量20％至25％)

(5)多元醇5；三井化学SKC聚氨酯株式会社制的商品名：EP330N(重均分子量5000，聚氧乙烯含量10％至12％)

(6)多元醇6；三井化学SKC聚氨酯株式会社制的商品名：T-5000D(重均分子量5000，聚氧乙烯含量0％)

(7)多元醇7；陶氏化学公司制的商品名：CP1421(重均分子量5000，聚氧乙烯含量75％)

(8)多元醇8；陶氏化学制的商品名：V4053(重均分子量12500，聚氧乙烯含量69％)

(9)多元醇9；三井化学SKC聚氨酯株式会社制的商品名：T-3000S(重均分子量3000，聚氧乙烯含量0％)

(10)添加剂A：日本乳化剂株式会社制的商品名：EM ALEX DEG-di-O(二乙二醇二油酸酯)

(11)添加剂B：东丽道康宁株式会社制的商品名：SF2962

(12)添加剂C：东丽道康宁株式会社制的商品名：VORASURF 1280add itive

(13)抗氧化剂：巴斯夫日本株式会社制的商品名：Irganox1135

(14)催化剂A：N-(二甲基丙基)二异丙胺(DPA：N-N,N'二异丙醇胺)(树脂化催化剂)

(15)催化剂B：日本空气产品公司制的商品名：TMR7(三聚化催化剂)

(16)催化剂C：二乙醇胺(DEA：Diethanolamine)(表面改性催化剂)

(17)催化剂D：Momentive Performance Materials公司制的商品名：Niaxcatalyst A-1(发泡催化剂)

(18)发泡剂：水

(19)多异氰酸酯：Sumika Covestro Urethane株式会社制的商品名：SUM IJYURU44V 20L。

[表2]

表2	例18	例19	例20	例21	例22	例23
							多元醇1	70.00	70.00	70.00	75.00	75.00	75.00
多元醇2	5.00	7.50	10.00	5.00	7.50	10.00
							多元醇3	-	-	-	-	-	-
多元醇4	-	-	-	-	-	-
							多元醇5	-	-	-	-	-	-
多元醇6	-	-	-	-	-	-
							多元醇7	-	-	-	-	-	-
多元醇8	-	-	-	-	-	-
							多元醇9	25.00	22.50	20.00	20.00	17.50	15.00
添加剂A	25.62	25.62	25.62	25.62	25.62	25.62
							添加剂B	6.53	6.53	6.53	6.53	6.53	6.53
添加剂C	3.47	3.47	3.47	3.47	3.47	3.47
							防氧化剂	3.88	3.88	3.88	3.88	3.88	3.88
催化剂A	1.65	1.65	1.65	1.65	1.65	1.65
							催化剂B	3.47	3.47	3.47	3.47	3.47	3.47
催化剂C	1.24	1.24	1.24	1.24	1.24	1.24
							催化剂D	0.55	0.55	0.55	0.55	0.55	0.55
发泡剂	15.29	15.29	15.29	15.29	15.29	15.29
							多异氰酸酯	313.3	313.1	312.8	312.9	312.6	312.4
指标	130	130	130	130	130	130
							成形性	○	○	○	○	○	○
吸音性能	○	○	○	○	○	○
							密度(Kg/m<sup>3</sup>)	90	90	90	90	90	90

(例1)

根据表1所示的配方(通过手工发泡)，将多异氰酸酯以外的原料，即多元醇成分、添加剂、抗氧化剂、催化剂和发泡剂进行混合，在一次性杯子中制备含多元醇的混合物。根据例1的多元醇成分包含多元醇1、多元醇2和多元醇9。将所得的含多元醇的混合物称为溶液A。将溶液A的温度调节至37℃±2℃。另外，制备多异氰酸酯作为B溶液，并将B溶液的温度调节至37℃±2℃。

准备内部宽度为350mm，深度为350mm，高度为10mm的样品制备模具，并加热该模具，使其处于65℃至70℃的温度范围内并保持温度。需要说明的是，用表面温度计测定温度。模具由上模具和下模具构成，该下模具具有只有上表面开口的有底圆柱形状，且该上模可封闭该下模具的上表面。

接下来，将溶液B添加至在一次性杯子中制备的溶液A中，并将混合物搅拌并混合5秒以获得混合溶液。在此，以多元醇成分的总重量份为100时，含有该多元醇成分的溶液A的重量份为160.4重量份，溶液B的重量份为235.5重量份。将所获得的混合溶液立即放入模具的下模具中，将下模具的上表面用上模具封闭，并将混合物固化6分钟。在此期间，模具的表面温度保持在65℃至70℃。然后，从模具中脱模并使其在室温下放置2天，以获得尺寸为350mm×350mm×10mm的吸音聚氨酯泡沫。

(例2)

以与例1相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，通过将混合配方中的多异氰酸酯的混合量变更为376.8重量份，将指标变更为160。

(例3)

以与例1相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，催化剂C(DEA)的混合量为1.24重量份。

(例4)

以与例3相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异氰酸酯的混合量变更为288.3重量份，将指标变更为120。

(例5)

以与例3相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异氰酸酯的混合量变更为336.4重量份，将指标变更为140。

(例6)

以与例3相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异氰酸酯的混合量变更为384.4重量份，将指标变更为160。

(例7)

以与例3相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异氰酸酯的混合量变更为600.7重量份，将指标变更为250。

(例8)

以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，使用多元醇3代替多元醇2。

(例9)

以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，使用多元醇4代替多元醇2。

(例10)

以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，使用多元醇5代替多元醇2。

(例11)

以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，使用多元醇6代替多元醇2。

(例12)

以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，使用多元醇7代替多元醇2。

(例13)

以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，使用多元醇8代替多元醇2。

(例14)

以与例1同样的方式得到吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，催化剂C(DEA)的混合量为2.48重量份。

(例15)

以与例14相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异氰酸酯的混合量变更为392.0重量份，将指标变更为160。

(例16)

以与例1相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，如表1中的例16的栏中所示，变更每种原料的混合比。

(例17)

以与例16相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异氰酸酯的混合量变更为605.1重量份，将指标变更为250。

(例6A)

以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，使用内部尺寸为宽350mm，深350mm且高30mm的样品制作模具。

(例7A)

以与例6A相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异氰酸酯的混合量变更为576.6重量份，将指标变更为240。

(例18至例23)

以与例1相同的方式得到吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，将各原料的混合比如表2所示进行变更。

<成形性评价>

通过感官评价来评价例1至23以及例6A和7A中获得的各种吸音聚氨酯泡沫的成形性(固化性)。如果聚氨酯泡沫在脱模时状态良好，则评价为“○”，如果用手脱模时，会留下手指的印记(固化不足)或设计面被剥离，则评价为“△”，聚氨酯泡沫塌陷或固化严重不足的情况评价为“×”。在例1至23中，固化性为“○”的例6、8-10、12、13、15和18至23在厚度为10mm的块状物的两面上具有设计面。评价“×”的细分类可举出在尝试脱模时拉线，泡沫破烂且脆，或者泡沫内部的单元塌陷和凹陷等。需要说明的是，由于当在脱模期间设计面剥离时，吸音性能和透气性会改变，因此当通过连续操作制备数个聚氨酯泡沫时，有难以获得具有稳定吸音性能的聚氨酯泡沫的倾向。因此，优选设为使得设计面在脱模期间不脱落的固化状态。

<吸音性能评价>

根据实施方案中说明的用于测定垂直入射吸音率的方法来评价根据每个例的吸音聚氨酯泡沫的吸音性能。将在从1000Hz至3150Hz的整个频率范围内垂直入射吸音率达到40％以上的评价为“○”，将在1000Hz至3150Hz频率范围内垂直入射吸音率小于40％的评价为“×”。但是，在所述成形性评价中被评价为“×”的例的情况下，由于不能适当地评价吸音性能，因此未进行评价。在表1“吸音性能”行中，未评价的例以斜线表示。

如表1和表2所示，根据例5-13、15-16、18-23、6A和7A的吸音聚氨酯泡沫具有实用的成形性。也就是说，这些例的成形性被评价为“○”或“△”。因此，可以评价吸音性能。

此外，如表1所示，在例6A和7A中，评价对象的聚氨酯泡沫的厚度为30mm。

图6至10表示了可以测定吸音率的例5-13、15-16、18-23、6A和7A的吸音率图。图6表示了例6、8-10的结果。图7表示了例6、11-13和16的结果。图8表示了例5-7和15的结果。图9表示了例6A和例7A的结果。图10表示了例18-23的结果。在每个吸音率图中，横轴表示频率(Hz)，纵轴表示吸音率(％)。

<密度测定>

测定各例的吸音聚氨酯泡沫的密度，结果每一个都为90kg/m³。

依照JIS K 7222:2005中规定的测定方法评价密度。

图6表示了指标都为160的根据例6和8-10的吸音聚氨酯泡沫的吸音率测定结果。这些例是分别变更为与所述多元醇B相当的多元醇的例。根据例6和8-10的吸音聚氨酯泡沫分别含有多元醇2(EP-901P)，多元醇3(NC630)，多元醇4(KC745)和多元醇5(EP330N)作为多元醇成分。由于所有这些多元醇的重均分子量在4000至12000的范围内，并且环氧乙烷含量在5重量％以上且小于50重量％的范围内，因此所获得的吸音聚氨酯泡沫在频率为1000Hz至3150Hz的整个范围内，垂直入射吸音率达到40％以上。

图7也表示了指标都为160的根据例6、11-13和16的吸音聚氨酯泡沫的吸音率测定结果。与例6和8-10不同，根据例11-13的吸音聚氨酯泡沫不含与多元醇B相当的多元醇成分。相反，其包含环氧乙烷含量为50重量％以上的多元醇成分。因此，得到的吸音聚氨酯泡沫的透气性增加，入射波在聚氨酯内部向热能的转化减少，并且入射波难以被吸收，因此可以认为，例11至13的在1000Hz至3150Hz范围的吸音率低于例6。另外，由于根据例16的吸音聚氨酯泡沫仅含有重均分子量为4000以上且环氧乙烷含量为80％的多元醇1(QB8000)和多元醇9作为多元醇成分，因此存在许多连续气泡，低频段的吸音性能可能不佳。

图8表示根据例5-7和15的吸音聚氨酯泡沫的吸音率测定结果。例5-7和15是除了催化剂C(DEA)的含量和指标条件之外，以彼此相同的配方制备吸音聚氨酯泡沫的实例。在这些例中的每一个中，垂直入射吸音率在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内都达到40％以上。与例5、6和15相比，指标为250的例7在1000Hz下的吸音率较差。另一方面，在这些例中，例7在3150Hz具有最佳的吸音率。由此可见，通过增加指标，有使能够有效吸音的频段从低频段向约2000Hz至6000Hz的高频段改变的倾向。

例6A的配方与例6相同。此外，例7A的配方与例7的配方除了指标为240外几乎相同，从图9可以发现，当测定吸音率时的块状物的厚度设为30mm时，低于2000Hz的吸音率显着提高。反过来说，可以看出存在以下问题：当块状物的厚度设为10mm时，低频段中的吸音率显着降低。由于根据实施方案的吸音聚氨酯泡沫即使在块状物的厚度为10mm的情况下，在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内垂直入射的吸音率仍然达到40％以上，因此具有优异的吸音性能。

在表1所示的例1至15以及例6A和7A中，多元醇成分中与多元醇A对应的多元醇1的含量比为57.85％重量。另一方面，在表2所示的例18至23中，多元醇成分中与多元醇A相对应的多元醇1的含量比为70重量％至75重量％。由此，即使在多元醇成分中多元醇A的含量比例增加的情况下，所获得的吸音聚氨酯泡沫的成形性也优异，并且垂直入射吸音率在整个1000Hz至3150Hz的频率范围内达到40％以上。例如，当多元醇A的重量占多元醇成分的重量的比例在35重量％至80重量％的范围内时，可以获得具有优异的吸音性能的吸音聚氨酯泡沫。

在表1所示的例1至15以及例6A和7A中，多元醇成分中与多元醇B相对应的多元醇2至8的含量比为24.79重量％。另一方面，在表2所示的例18至23中，多元醇成分中与多元醇B相对应的多元醇2的含量比为5重量％至10重量％。由此，即使在多元醇成分中的多元醇B的含有比例降低的情况下，所得到的吸音聚氨酯泡沫的成形性也优异，且在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内垂直入射吸音率达到40％以上。例如，当多元醇B的重量占多元醇成分的重量的比例在5重量％至40重量％的范围内时，可以获得具有优异吸音性能的吸音聚氨酯泡沫。

图10表示根据例18至23的吸音聚氨酯泡沫的吸音率测定结果。如图10中的曲线图所示，例18至23的所有吸音聚氨酯泡沫在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内的垂直入射吸音率达到40％以上。

需要说明的是，本发明不限于所述实施例，并且可以在实施阶段进行各种不脱离其要旨的修改。另外，各个实施例可以适当地组合施行，这样可以获得组合的效果。此外，所述实施例包括多种发明，可以从公开的多个构成要件中选择组合来提取各种发明。例如，即使从实施例中表示的所有组成要求中删除了一些组成要求，如果能够解决问题并且获得效果，则可以将此删除了组成要件的组成提取作为发明。

符号说明

1...第一部分、2...第二部分、3...壁厚部、4...边界部、5...表面、6...背面、10...下肢部吸震材料、100...多孔质弹性体、101...骨架、102...空隙、103...空气传播波、104...固体传播波、SW...声波、I...入射波、R...反射波、T...透射波、r...热能。

Claims (6)

1.一种吸音聚氨酯泡沫，其直径为29mm、厚度为10mm时的垂直入射吸音率，在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内达到40％以上。

2.权利要求1所述的吸音聚氨酯泡沫，其具有厚度为15mm以下的部位，

在所述部位处，直径为29mm、厚度为10mm时的垂直入射吸音率，在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内达到40％以上。

3.权利要求1或2所述的吸音聚氨酯泡沫，其含有二乙醇胺。

4.权利要求1或2所述的吸音聚氨酯泡沫，其通过在含有多元醇、多异氰酸酯、发泡剂、催化剂和添加剂的反应体系中进行发泡而获得，

所述多元醇包含：重均分子量在4000至12000的范围内，并且环氧乙烷含量在5重量％以上且小于50重量％的范围内的多元醇B。

5.权利要求4所述的吸音聚氨酯泡沫，其中，

所述多元醇B的重量在所述多元醇的重量中所占的比例在5％至40％的范围内。

6.权利要求4或5所述的吸音聚氨酯泡沫，其中，

所述多元醇还包含：重均分子量在2000至12000的范围内，并且环氧乙烷含量为50重量％以上的多元醇A，

所述多元醇A的重量在所述多元醇的重量中所占的比例在35重量％至80重量％的范围内。

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