JP2006078709A

JP2006078709A - 吸音材

Info

Publication number: JP2006078709A
Application number: JP2004261747A
Authority: JP
Inventors: Takaya Tejima; 孝哉手島; Kimihiko Abe; 公彦阿部
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】軽量性に優れると共に剛性が高く、自動車のエンジンルームにおけるフードサイレンサーや、ダッシュサイレンサーとして好適な吸音材を提供する。
【解決手段】ポリウレタンフォーム１１と、前記ポリウレタンフォームの片面に積層された表面材２１と、前記ポリウレタンフォーム１１の前記表面材２１とは反対側の面に積層された熱硬化性樹脂含有フェルト３１とよりなって、前記ポリウレタンフォーム１１と前記表面材２１が前記表面材１１に予め付着している接着剤により接着され、前記ポリウレタンフォーム１１と前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１が前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１に含まれている熱硬化性樹脂により接着されている。さらに前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１における前記ポリウレタンフォーム１１とは反対側の面にも、表面材２２を積層接着するのが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸音材に関する。

従来、種々の分野で吸音材が用いられている。例えば、自動車の分野では、エンジンルームのボンネット裏側に配設されるフードサイレンサーや車室内との境界に配設されるダッシュサイレンサーなどの吸音材がある。

吸音材の多くは、表面材と基材を積層して接着した構造からなる。前記吸音材の表面材としては、ホットメルト樹脂や熱硬化性樹脂などを塗布した不織布が一般的であり、また基材としては、熱硬化性樹脂を含有するフェルトやグラスウールなどが一般的である。

従来における吸音材は、ホットメルト樹脂や熱硬化性樹脂などを塗布した不織布と、熱硬化性樹脂を含有するフェルトやグラスウールなどを積層し、熱プレスすることにより成形されている。

しかし、従来の吸音材は、基材が熱硬化性樹脂を含むフェルトやグラスウールのみからなるため、吸音材が重くなる問題がある。また、吸音材を軽量とするため、熱硬化性樹脂を含むフェルトやグラスウールに代えてポリウレタンフォームを単独で基材に用いる方法もあるが、その場合には熱硬化性樹脂を含むフェルトやグラスウールからなる基材を用いる吸音材と比較すると、剛性面で劣り、吸音材の使用場所等によっては吸音材を正しく保持できないこともある。
特開２００４−１０６４７７号公報特開２００４−２７３８３号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、軽量性に優れると共に剛性の高い吸音材を提供する。

請求項１の発明は、ポリウレタンフォームと、前記ポリウレタンフォームの片面に積層された表面材と、前記ポリウレタンフォームの前記表面材とは反対側の面に積層された熱硬化性樹脂含有フェルトとよりなって、前記ポリウレタンフォームと前記表面材が前記表面材に予め付着している接着剤により接着され、前記ポリウレタンフォームと前記熱硬化性樹脂含有フェルトが前記熱硬化性樹脂含有フェルトに含まれている熱硬化性樹脂により接着されていることを特徴とする吸音材に係る。

請求項２の発明は、請求項１において、前記熱硬化性樹脂含有フェルトにおける前記ポリウレタンフォームとは反対側の面にも表面材が積層され、該表面材と前記熱硬化性樹脂含有フェルトが該表面材に予め付着している接着剤と前記熱硬化性樹脂含有フェルトに含まれている熱硬化性樹脂により接着されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記熱硬化性樹脂含有フェルトの目付量が１００〜１６００ｇ／ｍ^２であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記吸音材が、熱プレスによって一体化及び賦形がなされていると共に、熱プレス前の前記熱硬化性樹脂含有フェルトの厚みが３〜９ｍｍ、熱プレス前の前記ポリウレタンフォームの厚みが８〜１７ｍｍであって、前記吸音材の厚みが、前記熱プレス前の前記表面材と前記ポリウレタンフォームと前記熱硬化性樹脂含有フェルトの厚みの和に対して６／１０〜９／１０であることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ポリウレタンフォームと熱硬化性樹脂含有フェルトが吸音材の基材を構成することになるため、基材が熱硬化性樹脂含有フェルトあるいはグラスウールのみからなる場合と比べて、熱硬化性樹脂含有フェルトあるいはグラスウールの量を減らすことができ、吸音材を軽量にすることができる。さらに、請求項１の発明に係る吸音材は、基材がポリウレタンフォームと熱硬化性樹脂含有フェルトで構成されるため、基材がポリウレタンフォーム単独で構成される場合と比べ、熱硬化性樹脂含有フェルトの存在により剛性が高いものとなる。しかも、本発明ではポリウレタンフォームに液状接着剤を塗布する必要がないため、吸音材の製造作業を容易に行うことができる。

請求項２の発明によれば、熱硬化性樹脂含有フェルトの表面に表面材が積層されているため、吸音材の熱硬化性樹脂含有フェルトを保護することができる。

請求項３の発明によれば、熱硬化性樹脂含有フェルトの目付量が１００〜１６００ｇ／ｍ^２であるため、吸音材の剛性を高くすることができ、しかも軽量性を確保することができる。

請求項４の発明によれば、吸音材が熱プレスによって一体化及び賦形がなされていると共に、熱プレス前の熱硬化性樹脂含有フェルトの厚みが３〜９ｍｍ、熱プレス前のポリウレタンフォームの厚みが８〜１７ｍｍであって、吸音材の厚みが、熱プレス前の表面材とポリウレタンフォームと熱硬化性樹脂含有フェルトの厚みの和に対して６／１０〜９／１０であるため、吸音材の剛性を高くできると共に吸音性及び軽量性を確保することができる。

図１は本発明の第一実施形態に係る吸音材の断面図、図２は第一実施形態に係る吸音材の製造時における積層及び熱プレスの一例を示す断面図、図３は本発明の第二実施形態に係る吸音材の断面図、図４は第二実施形態に係る吸音材の製造時における積層及び熱プレスの一例を示す断面図である。

図１に示す第一実施形態に係る吸音材１０は、ポリウレタンフォーム１１と、ポリウレタンフォーム１１の片面に積層接着された表面材２１と、前記ポリウレタンフォーム１１の表面材２１とは反対側の面に積層接着された熱硬化性樹脂含有フェルト３１とからなり、自動車のエンジンルーム用として好適なものである。前記ポリウレタンフォーム１１と熱硬化性樹脂含有フェルト３１は、吸音材１０の基材に相当する。また、前記吸音材１０は、前記ポリウレタンフォーム１１、前記表面材２１及び前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１が、熱プレスにより一体化及び賦形がなされている。

前記ポリウレタンフォーム１１は、軟質スラブポリウレタンフォームをシート状に裁断したものが好ましい。前記軟質スラブポリウレタンフォームは、通常、連続コンベアー上に軟質ポリウレタン発泡原液を流して、断面が角形又はカマボコ形に連続発泡させた後、所定長さに裁断したもので、セル（気泡）の連通により通気性が高く、しかも安価なため、本発明における吸音材の構成部材として好適である。前記軟質スラブポリウレタンフォームは、より良好な通気性及び軽量性を得るため、密度５〜２０ｋｇ／ｍ^３のものが、特に好ましい。

前記表面材２１は、適宜の材質とされるが、音が通過し易くてポリウレタンフォーム１１で吸音するのに都合がよいことなどの理由から、不織布が好ましい。不織布としては、適宜のものを使用できるが、前記吸音材１０がエンジンルーム用の場合には、エンジンルーム内の高温に耐えられるよう、耐熱性に優れるポリエステル繊維の不織布が好ましい。特には目付量３０〜１００ｇ／ｍ^２のポリエステル繊維からなるニードルパンチ不織布若しくはポリエステル繊維からなるスパンボンド不織布の何れかからなるものが好ましい。また、前記表面材２１には、予め接着剤が塗布等によって付着している。前記接着剤としては、ジフェノール誘導体（ＤＦＫ）や、メラミン系接着剤などの熱硬化型の接着剤を挙げることができる。前記表面材２１は、付着している接着剤が硬化前の状態にある不織布が好ましい。また、前記表面材２１の表面が乾燥状態にあるのが、取り扱い易さの点で好ましい。さらに、前記表面材２１は、撥水、撥油、耐熱処理が施されているのがより好ましい。

前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１は、フェルトの繊維成分に熱硬化性樹脂を含有したものをいう。前記熱硬化性樹脂は、吸音材製造時の熱プレス前においては未硬化状態にあり、熱プレス後の吸音材においては硬化状態となっている。前記フェルトの繊維成分としては、羊毛、綿、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、カーボン繊維、ガラスウール等の有機、無機系からなる天然繊維または合成繊維あるいは金属繊維等を挙げることができる。また、熱硬化性樹脂としては、フェノール（フェノール、あるいはクレゾール、キシレノール、レゾルシン、ビスフェノールＡなどのフェノール誘導体でもよい。）と、ホルムアルデヒド（ホルムアルデヒド、あるいはパラホルムアルデヒド、ホルマリン、トリオキサンなどのホルムアルデヒドの等価品であってもよい。）を、酸触媒（シュウ酸、硫酸、塩酸、パラトルエンスルホン酸など）で反応させることにより得られるノボラック型フェノール樹脂、あるいはノボラック型フェノール樹脂とレゾール型フェノール樹脂との混合物、またはポリウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂などが挙げられる。一般的には、良好な硬化性などの点からフェノール樹脂が用いられる。前記熱硬化性含有フェルト３１の目付量は１００〜１６００ｇ／ｍ^２が好ましい。目付量が１００ｇ／ｍ^２より少ないと吸音材１０の剛性が不足し、１６００ｇ／ｍ^２より多いと吸音材１０が重くなり過ぎる。なお、前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１は汎用品を用いることができる。

また、前記吸音材１０は、熱プレス前の前記ポリウレタンフォーム１１の厚みが８〜１７ｍｍ、熱プレス前の前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１の厚みが３〜９ｍｍとされると共に、熱プレス前の表面材２１とポリウレタンフォーム１１と熱硬化性樹脂含有フェルト３１の厚みの和に対して吸音材１０の厚みが６／１０〜９／１０であるのが好ましい。このような厚み範囲とすることによって、より確実に吸音材の剛性を高くできると共に吸音性及び軽量性を確保することができるようになる。

前記吸音材１０の製造は、図２に示すように、前記ポリウレタンフォーム１１の片面に前記表面材２１を積層すると共に前記ポリウレタンフォーム１１における前記表面材２１とは反対側の面に前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１を積層して、熱プレス型４１，４２に配置し、前記熱プレス型４１，４２により熱プレスすることにより行われる。前記熱プレス型４１，４２への配置時、前記表面材２１に付着している接着剤は未硬化状態にあり、また前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１に含まれている熱硬化性樹脂は未硬化状態にある。熱プレス温度は、前記表面材２１に付着している接着剤及び前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１に含まれている熱硬化性樹脂が硬化する温度とされる。また、前記熱プレス時における圧縮量は、前記熱プレス型４１，４２間に配置されるスペーサ４３，４３によって調整され、前記熱プレス前の表面材２１とポリウレタンフォーム１１と熱硬化性樹脂含有フェルト３１の厚みの和に対して６／１０〜９／１０となるようにされるのが好ましい。また、前記熱プレス型４１，４２には、電熱ヒータ等の加熱手段が設けられて前記熱プレス型４１，４２が加熱可能にされている。前記熱プレス時の加熱により前記表面材２１の接着剤が硬化して前記表面材２１とポリウレタンフォーム１１が接着し、また前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１の熱硬化性樹脂が硬化して前記ポリウレタンフォーム１１と前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１が接着し、それと共に、前記表面材２１、ポリウレタンフォーム１１及び熱硬化性樹脂含有フェルト３１が熱プレスによる圧縮形状に賦形され、形状固定されて吸音材１０が形成される。

図３に示す第二実施形態の吸音材１０Ａは、熱硬化性樹脂含有フェルト３１におけるポリウレタンフォーム１１とは反対側の面にも表面材２２を積層接着したことが、前記第一実施形態の吸音材１０とは異なり、その他の構成は前記第一実施形態の吸音材１０と同様である。なお、第二実施形態の吸音材１０Ａに関して、前記第一実施形態の吸音材１０と同一の構成部分については、共通の符号を用いて図示すると共に、その説明を省略または簡略にする。

前記第二実施形態の吸音材１０Ａにおいて、前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１に積層接着される表面材２２は、前記ポリウレタンフォーム１１の片面に積層接着される表面材２１と同様の不織布が好ましい。特には、前記吸音材１０Ａがエンジンルーム用の場合には、エンジンルーム内の高温に耐えられるように、耐熱性に優れるポリエステル繊維の不織布が好ましい。特には目付量３０〜１００ｇ／ｍ^２のポリエステル繊維からなるニードルパンチ不織布若しくはポリエステル繊維からなるスパンボンド不織布の何れかからなるものが好ましい。また、前記表面材２２は、前記表面材２１と同様に予め接着剤が付着し、さらに撥水、撥油、耐熱処理が施されているのがより好ましい。

前記第二実施形態の吸音材１０Ａは、前記ポリウレタンフォーム１１と、前記表面材２１，２２と、前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１が、熱プレスにより一体化及び賦形されている。また、前記第二実施形態の吸音材１０Ａについても、前記第一実施形態と同様に、前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１の目付量は１００〜１６００ｇ／ｍ^２、前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１の熱プレス前の厚みが３〜９ｍｍ、前記ポリウレタンフォーム１１の熱プレス前の厚みが８〜１７ｍｍであって、前記吸音材１０Ａの厚みが、前記熱プレス前の前記表面材２１，２２と前記ポリウレタンフォーム１１と前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１の厚みの和に対して６／１０〜９／１０が好ましい。

前記吸音材１０Ａの製造は、図３に示すように、前記ポリウレタンフォーム１１の片面に前記表面材２１を積層すると共に前記ポリウレタンフォーム１１における前記表面材２１とは反対側の面に前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１を積層し、さらに前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１における前記ポリウレタンフォーム１１の反対側に前記表面材２２を積層して、前記熱プレス型４１，４２に配置し、前記熱プレス型４１，４２により熱プレスすることにより行われる。前記熱プレス型４１，４２への配置時、前記表面材２１，２２に付着している接着剤は未硬化状態にあり、また前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１に含まれている熱硬化性樹脂は未硬化状態にある。前記熱プレス時における圧縮量は、前記熱プレス前の表面材２１，２２とポリウレタンフォーム１１と熱硬化性樹脂含有フェルト３１の厚みの和に対して６／１０〜９／１０となるようにスペーサ４３，４３によって調節されるのが好ましい。前記熱プレス時の加熱により前記表面材２１の接着剤が硬化して前記表面材２１とポリウレタンフォーム１１が接着し、また前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１の熱硬化性樹脂が硬化して前記ポリウレタンフォーム１１と前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１が接着し、さらには前記表面材２２における接着剤が硬化し、その接着剤の硬化と前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１における熱硬化性樹脂の硬化によって前記熱硬化性樹脂含有フェルト３１と前記表面材２２が接着する。それと共に、前記表面材２１、ポリウレタンフォーム１１、熱硬化性樹脂含有フェルト３１及び表面材２２が熱プレスによる圧縮形状に賦形され、形状固定されて吸音材１０Ａが形成される。

以下、自動車のボンネットの裏側に貼着されるエンジンルームの吸音材に関し、具体的な実施例について説明する。表１に示す表面材等の各部材を、平面サイズ５００×５００ｍｍにし、図２あるいは図４のように積層して前記熱プレス型４１，４２で熱プレスすることにより、一体化及び賦形し、実施例及び比較例の吸音材を製造した。前記熱プレス型４１，４２のプレス面は、平面からなり、サイズは１０００ｍｍ×１０００ｍｍである。

表１における表面材（２１，２２）は、ポリエステル繊維からなるニードルパンチ不織布に接着剤としてジフェノール誘導体（ＤＦＫ）が付着し、さらに撥水、撥油及び耐熱処理された、目付量４５ｇ／ｍ^２、厚み０．５ｍｍのもの（名古屋油化株式会社製）であって、熱プレス前においては前記ジフェノール誘導体（ＤＦＫ）が未硬化状態となっている。また、ポリウレタンフォーム（１１）は、密度１２ｋｇ／ｍ^３の軟質スラブポリウレタンフォーム（品番：ＲＤ１０ＦＲ、株式会社イノアックコーポレーション製）である。熱硬化性樹脂含有フェルトＡ（３１）は、フェノール樹脂を含有し、目付量２００ｇ／ｍ^２、厚み４ｍｍのもの（豊和繊維工業株式会社製）であり、熱硬化性樹脂含有フェルトＢ（３１）は、フェノール樹脂を含有し、目付量５００ｇ／ｍ^２、厚み８ｍｍのもの（豊和繊維工業株式会社製）であり、何れの熱硬化性樹脂含有フェルトＡ，Ｂも、熱プレス前はフェノール樹脂が未硬化状態となっている。また、熱硬化性樹脂未含有フェルトは雑反毛品、目付量５００ｇ／ｍ^２、厚み８ｍｍ（豊和繊維工業株式会社製）、グラスウールは目付量１０００ｇ／ｍ^２、厚み２０ｍｍ（旭ファイバーグラス社製）である。熱プレスは、１９５℃で６０秒間、１５ｍｍの厚みに熱プレスした。

なお、比較例１は基材をポリウレタンフォーム単独で構成すると共に、各部材の接着を表面材に付着している接着剤により行い、比較例２は基材をグラスウール単独で構成すると共に、各部材の接着を表面材に付着している接着剤により行い、比較例３は基材をウレタンフォームと雑反毛品（熱硬化性樹脂未含有フェルト）で構成すると共に、各部材の接着を表面材に含まれる接着剤により行った。

比較例及び実施例の吸音材に対して、全体目付量、吸音性試験、曲げ試験、厚み精度試験を以下の方法で行った。全体目付量は熱プレス後の吸音材の重量をそれぞれの吸音材における片面の面積で除した値であり、吸音材の軽量性判断に用いた。吸音性試験は、垂直入射吸音率（ＪＩＳＡ１４０５）にて吸音性を測定し、１０００〜４０００Ｈｚの吸音率（単位％）について平均値を計算した。曲げ試験は、２００×２５×厚みからなる試験片を２点支持し、中央部に荷重をかけ、降伏点の荷重を読みとり、その荷重を剛性の評価に用いた。厚み精度試験は、熱プレス時に設定した厚み１５ｍｍに対して、製造後の厚みが１５±１ｍｍであれば○、それ以外を×とした。試験結果は表１の下部に示す通りである。

表１に示すように、実施例１〜３の吸音材は、吸音性、曲げ試験、厚み精度の何れも良好な結果である。しかも、実施例１〜３の吸音材は、全体の目付量が、比較例２の吸音材（基材としてグラスウール単独使用）に対して約５／８〜２／５であることから軽量であることがわかる。なお、一方の表面材（２２）を欠く３層構造の実施例３は、熱硬化性樹脂含有フェルトＢ（３１）の効果により、４層構造からなる実施例２と比べて剛性（曲げ試験結果）の低下が僅かである。

それに対し、比較例１は全体の目付量が小さく軽量であるが、曲げ試験の結果から理解されるように剛性が低くなっている。また、比較例２は、基材としてグラスウール単独使用により剛性（曲げ試験結果）が高くなっているが、全体の目付量から理解されるように実施例及び比較例の中で最も重く、軽量性に劣るものとなっている。比較例３は、全体の目付量が実施例２及び３と殆ど等しく比較的軽量であるが、曲げ試験の結果から理解されるように剛性が低くなっている。

本発明の第一実施形態に係る吸音材の断面図である。同第一実施形態に係る吸音材の製造時における積層及び熱プレスの一例を示す断面図である。本発明の第二実施形態に係る吸音材の断面図である。第二実施形態に係る吸音材の製造時における積層及び熱プレスの一例を示す断面図である。

符号の説明

１０，１０Ａ吸音材
１１ポリウレタンフォーム
２１，２２表面材
３１熱硬化性樹脂含有フェルト
４１，４２熱プレス型

Claims

ポリウレタンフォームと、前記ポリウレタンフォームの片面に積層された表面材と、前記ポリウレタンフォームの前記表面材とは反対側の面に積層された熱硬化性樹脂含有フェルトとよりなって、前記ポリウレタンフォームと前記表面材が前記表面材に予め付着している接着剤により接着され、前記ポリウレタンフォームと前記熱硬化性樹脂含有フェルトが前記熱硬化性樹脂含有フェルトに含まれている熱硬化性樹脂により接着されていることを特徴とする吸音材。
前記熱硬化性樹脂含有フェルトにおける前記ポリウレタンフォームとは反対側の面にも表面材が積層され、該表面材と前記熱硬化性樹脂含有フェルトが該表面材に予め付着している接着剤と前記熱硬化性樹脂含有フェルトに含まれている熱硬化性樹脂により接着されていることを特徴とする請求項１に記載の吸音材。
前記熱硬化性樹脂含有フェルトの目付量が１００〜１６００ｇ／ｍ^２である請求項１または２に記載の吸音材。
前記吸音材は、熱プレスによって一体化及び賦形がなされていると共に、熱プレス前の前記熱硬化性樹脂含有フェルトの厚みが３〜９ｍｍ、熱プレス前の前記ポリウレタンフォームの厚みが８〜１７ｍｍであって、前記吸音材の厚みが、前記熱プレス前の前記表面材と前記ポリウレタンフォームと前記熱硬化性樹脂含有フェルトの厚みの和に対して６／１０〜９／１０であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の吸音材。