JP2006501323A - 遮音材料とその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ゴム及びＰＵＲプラスチックから製造されるマット、モールディング又はコーティングの形の、特に自動車用の遮音材料、加えてそのような材料の製造方法に関する。騒音減衰効果を実質的に変えずに又は更に改良して遮音材料を軽量化するために、本発明により、ゴム（１２）とＰＵＲプラスチック（１３）が混合され、そこでそのゴムが多数のガス充填弾性中空体（１４）のはめ込まれたマトリックスを形成することが提供される。
本発明による遮音材料の製造方法は、熱可塑性ゴム粒子とＰＵＲプラスチック粒子が発泡剤と共にフォーム状混合材料に押出され、そこでは熱の作用で膨張するポリマー混合物の外殻を有する発泡剤含有微小中空体の形でその発泡剤が添加される。好ましくは、ゴム粒子及びＰＵＲプラスチック粒子として、再循環されるＥＰＤＭゴム又はＰＵＲペレットが用いられる。

Description

本発明は、遮音材料、特に自動車用の遮音材料で、熱可塑性ゴム及びポリウレタン（ＰＵＲ）プラスチックから製造される遮音材料、加えてそのような材料の製造方法に関する。

自動車の技術において、特にエンジン及び運転の騒音に対する車室における遮音のために、重質層成形品又は重質層マットが採用される。更に、重質層成形品及び重質層マットは、振動する車体の消音（車体騒音の減衰）のために使用される。重質充填材に加えて、その重質材料層は通常エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）ゴムを含有する。とりわけ重晶石（ＢaＳＯ_４）が有効であることが判明している。

自動車における音の減衰のため、特に車体部分の音を吸収するために採用される通常の重質層材料は、比較的高い重量を有する。これは、車の重量を低下させることによって自動車の燃料使用量を低減しようとする努力に対して不利である。

本発明の目的は、良好な防音作用と比較的低い重量を有する、特に自動車の構造のための、最初に述べたようなタイプの遮音材料を生み出すことである。更に、そのような材料を製造するためのコスト的に有利な方法が、提供されるべきである。

その材料に関してこの課題に対する解決は、本発明に従って、そこにはめ込まれた多数のガス充填弾性中空体と共に、ゴムがマトリックスを形成するように、ゴム及びＰＵＲプラスチックを互いに混合することから成る。

本発明による方法は、基本的には、発泡したプラスチックタイプの混合材料に発泡剤が添加されると共に、熱可塑性ゴム粒子とＰＵＲプラスチック粒子が押し出されることを特徴としている。そこでは、発泡剤を含有する微小中空体の形でその発泡剤が添加され、その微小中空体は熱の作用で膨張する混合ポリマーの外殻（shell）を有する。

発泡された重質層材料が本発明によって創り出され、そして実際にゴムマトリックスを備えた重質層材料が、拡張された弾性中空体を含有する。本発明によるその材料は、良好な防音に加えて良好な音減衰特性並びに比較的低い重量を有するものである。

本発明の有利な展開は、ＰＵＲプラスチック粒子を含有する古い及び／又は廃棄の材料の粉砕によって得られた再循環材料を、そのゴム粒子として使用することで構成される。好ましくは、ＰＵＲ発泡材料を有する古い及び／又は廃棄の材料がペレット、フレーク又は類似物に粉砕されると同時に、再循環材料がＰＵＲプラスチック粒子としても使用され得る。そのようにすることによって、原料の資源が倹約され、そして重質層材料の製造のための原料コストが低減される。

本発明の他の好ましく且つ有利な展開が、従属する請求項に示されている。

以下に、添付の図面に関連した実施態様例に基づいて、更に本発明が説明される。

本発明に従った遮音材料は、異なる形態を取り得る。それは、例えばマット、モールディング、又は噴霧キャスト、特にバックインジェクションにより製造されたコーティングの形で使用され得る。

図２において１として一般的に示される本発明の材料を製造するために、押出装置２が活用される。その押出装置は、本質的に図１に示される構造を有する。それ自体で知られているように、押出装置２は、充填用ロート４を備えた充填ゾーン３、移行及び圧縮のゾーン５、排出ゾーン６、並びに押出ツールとしてのノズル７を有する。そのスプリットノズル７並びにそれぞれ異なるゾーン３，５及び６は、互いに独立して制御され得る加熱装置８，９，１０及び１１を備えている。

熱可塑性ゴム粒子、ポリウレタン（ＰＵＲ）プラスチック粒子及び発泡剤は、充填用ロート４を介して押出装置２に供給される。

その熱可塑性ゴム粒子は、材料を含有するＥＰＤＭゴムの粉砕によって得られるペレット状の再循環材料である。押出装置２に供給されるＥＰＤＭゴム粒子は、好ましくは２〜８ｍｍの範囲にある平均粒子サイズを有する。そのＥＰＤＭゴム粒子は、重晶石（ＢaＳＯ_４）又は他の重質充填材を含有する。

そのＰＵＲプラスチック粒子は、同様に好ましくは再循環材料である。それは、ＰＵＲ発泡材料の粉砕により得られるものであって、好ましくは１〜６ｍｍの範囲にある平均粒子サイズを有するペレット又はフレーク状である。

その熱可塑性ゴム粒子及びポリウレタンプラスチック粒子は、例えば古い自動車の防音複合構造要素を粉砕することによって入手され得る。それは、通常多層の音響バネ質量系で出来ており、音響バネとしてのポリウレタン発泡層及び音響質量としてのＥＰＤＭゴムの重質層を有する。

発泡剤として、混合されたポリマーの気密性で高弾性の外殻を有し、熱の作用で膨張する、発泡剤含有の微小中空体が添加される。その微小中空体は、実質的に球状であって、未膨張の状態で８〜２０μｍの範囲にある平均粒子サイズ、及び１０００〜１３００ｋｇ／ｍ^３（１．０〜１．３ｇ／ｃｍ^３）範囲にある密度を有する。

その発泡剤は、例えばイソブタンで、液状又はガス状の炭化水素である。微小中空体は、熱の作用で膨張し、そこではそれらの実際の体積が例えばそれらの元の体積の４０倍よりも大きくなり得る。微小中空体の膨張は、特定の温度で開始される。通常の膨張温度は、例えば８０〜２００℃の範囲にある。膨張した微小中空体は、容易に圧縮されることが可能であり、それらの外殻が破裂することなく、いくつかの荷重又は圧力の変化に耐え得るような弾性を有する。

押出装置２における加熱装置８，９，１０及び１１は、押出中において、入口ゾーン３の領域において４０〜５０℃の温度、移行及び圧縮のゾーン５の領域において１１０〜１３０℃の温度、出口ゾーン６の領域において１２０〜１５０℃の温度、そしてノズルゾーン７の領域において１２０〜１５０℃の温度になるように制御される。

熱可塑性ゴム粒子、ＰＵＲプラスチック粒子及び微小中空体は、混合物として共に押出装置２へ供給され得る。未混合を避けるために、又は場合によっては出来るだけ均質な押出質量の形成のために、必要であり又有利であれば、その熱可塑性ゴム粒子、ＰＵＲプラスチック粒子及び発泡剤含有微小中空体が、押出装置へ順次に供給される。

押出装置２に供給された混合物、又は場合によっては押出された材料は、好ましくは以下の
７０〜９９重量％の熱可塑性ゴム粒子、
１〜２０重量％のＰＵＲプラスチック粒子、及び
０．５〜１０重量％の発泡剤含有微小中空体、
なる組成を有する。

図２において、押出された材料１の部分の断面図が模式的に示される。熱可塑性ＥＰＤＭゴム１２及びＰＵＲプラスチック１３がそこで互いに実質上均質に混合されており、そこではゴム１２がマトリックスを形成し、その中に多数の膨張した弾性微小中空体１４がはめ込まれている。それ故、本発明に従って、材料１が主として独立気泡を有する発泡した重質層材料から成る。その密度は、０．２〜１．５ｋｇ／ｃｍ^３の範囲にある。好ましくは、材料１の密度が１．０ｋｇ／ｃｍ^３未満、特に好ましくは０．５ｋｇ／ｃｍ^３未満である。他方、従来の発泡していない重質層材料は、通常約１．８ｋｇ／ｃｍ^３の密度を有する。

押出装置の縦方向の模式図を示したものである。

本発明に従って材料から製造された重質層マットの部分の断面図を示したものである。

Claims (13)

1. ゴムとポリウレタン（ＰＵＲ）プラスチックから製造された、遮音材料（１）、特に自動車用の遮音材料（１）であって、該ゴム（１２）及び該ＰＵＲプラスチック（１３）が互いに混合されており、そこでは該ゴム（１２）が、多数のガス充填弾性中空体（１４）がそこにはめ込まれているマトリックスを形成していることを特徴とする、遮音材料。
2. 該ゴム（１２）及び／又は該ＰＵＲプラスチック（１３）が再循環材料であることを特徴とする、請求項１に記載の遮音材料。
3. ７０〜９９重量％のゴム（１２）、
   １〜２０重量％のＰＵＲプラスチック（１３）、及び
   ０．５〜１０重量％のガス充填弾性中空体（１４）
   から成るものであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の遮音材料。
4. 該ゴム（１２）がエチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）ゴムであることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の遮音材料。
5. 該ガス充填弾性中空体（１４）が混合されたポリマーの外殻を有することを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の遮音材料。
6. １．５ｋｇ／ｃｍ^３未満、好ましくは１．０ｋｇ／ｃｍ^３未満の密度を有することを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の遮音材料。
7. 遮音材料（１）、特に自動車用の遮音材料（１）を製造する方法であって、発泡剤がフォーム状の混合材料に添加されながら、熱可塑性ゴム粒子及びＰＵＲプラスチック粒子が押し出され、そこでは、ポリマー混合物の外殻を有し且つ熱処理中に膨張する微小中空体（１４）を含有する発泡剤の形で、該発泡剤が添加されることを特徴とする、方法。
8. 熱可塑性ゴム粒子として、ＥＰＤＭゴムを含有する材料の粉砕によって得られる再循環材料が使用されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. ＰＵＲプラスチック粒子として、ＰＵＲの発泡した材料を含有する材料の粉砕によって得られる再循環材料が使用されることを特徴とする、請求項７又は請求項８に記載の方法。
10. 製造されるべき遮音材料（１）に関して、
    ７０〜９９重量％の熱可塑性ゴム粒子、
    １〜２０重量％のＰＵＲプラスチック粒子、及び
    ０．５〜１０重量％の発泡剤含有微小中空体
    が、押出装置（２）へ供給されることを特徴とする、請求項７〜請求項９のいずれかに記載の方法。
11. 発泡剤を含有する微小中空体（１４）が球状であることを特徴とする、請求項７〜請求項１０のいずれかに記載の方法。
12. 該熱可塑性ゴム粒子、該ＰＵＲプラスチック粒子及び該発泡剤含有微小中空体が別々の装填で該押出装置へ供給されることを特徴とする、請求項７〜請求項１１のいずれかに記載の方法。
13. 該押出装置（２）が入口ゾーン（３）、移行及び圧縮のゾーン（５）、及びそれに続くノズル（７）を備えた出口ゾーン（６）を有し、押出中に
    該入口ゾーンの領域で４０〜５０℃、
    該移行及び圧縮のゾーンの領域で１１０〜１３０℃、
    該出口ゾーンの領域で１２０〜１５０℃、及び
    該ノズルの領域で１２０〜１５０℃
    の温度になるように加熱されることを特徴とする、請求項７〜請求項１２のいずれかに記載の方法。

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