JP2014156503A - 発泡体 - Google Patents

Abstract

【課題】低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる発泡体を提供する。
【解決手段】パルプ繊維成分と合成樹脂成分と補助剤としての澱粉成分とを発泡させ、多数の空間が形成された発泡セルＳ２，Ｓ３より構成された発泡体１Ａであって、発泡セルＳ２，Ｓ３は、発泡セル層３，３Ａ，３Ｂと、前記発泡セル層３Ａ，３Ｂの表面側に配置され、発泡セル層３より発泡密度が高い発泡セルＳ２が密集配置された表面皮膜層２Ａ，２Ｂとを構成し、少なくともいずれか一方の表面皮膜層２Ａ，２Ｂは、全領域で剥ぎ取られている。
【選択図】図３

Description

本発明は、パルプ繊維成分と合成樹脂成分と補助剤としての澱粉成分とを発泡材とする発泡体に関する。

従来より紙を発泡材の一部として利用した発泡体が提案されている（特許文献１、２参照）。この発泡体は、パルプ繊維成分として古紙を使用できるため、紙のリサイクルに好適である。発泡体５０は、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、パルプ繊維成分である紙粉末成分と、合成樹脂成分と、補助剤としての澱粉成分であるコーンスターチとを発泡させ、多数の発泡セルＳ２，Ｓ３より構成される。各発泡セルＳ２，Ｓ３は、内部の空間（空気層）がセル皮膜によって被われている。発泡体５０は、その位置によって発泡セルＳ２，Ｓ３の発泡密度（発泡倍率）が異なり、発泡セル層５３とこの両面側に配置された２つの表面皮膜層５２とから成る３層構造に概略構成されている。各表面皮膜層５２は、極薄厚みであり、発泡セル層５３より発泡密度が高い発泡セルＳ２が密集配置されている。発泡セル層５３は、各表面皮膜層５２より発泡密度が低い発泡セルＳ３が密集配置されている。

次に、上記発泡体５０を製造する押出し成形機６０を説明する。図１７（ａ）に示すように、押出し成形機６０は、発泡材を投入する投入口（図示せず）と、投入された発泡材を混練する混練手段（図示せず）と、混練した発泡材を高温に加熱する加熱手段（図示せず）と、発泡材を押圧する押圧手段（図示せず）と、押圧室の先端側を塞ぐように配置された口金部材６１と、この口金部材６１の外側を囲むように配置された規制枠壁７０とを備えている。口金部材６１は、図１７（ｂ）に示すように、水平方向に等間隔を置いて配置された複数の吐出口６２を有する。吐出口６２は、１段である。規制枠壁７０は、この複数の吐出口６２より吐出された発泡材の発泡領域を規制する。規制枠壁７０は、偏平長方形状の枠である。

次に、発泡体５０の製造方法を説明する。押出し成形機６０内に紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材と補助剤としてのコーンスターチと水を供給する。そして、紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチと水を加熱混練し、この高温の発泡材を複数の吐出口６２より押圧によって吐出させる。

すると、高温の発泡材に混入された水が各吐出口６２より吐出された瞬間に気化し、水の蒸気圧により紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチから成る発泡材が発泡する。この発泡は、規制枠壁７０によって規制されるため、規制枠壁７０を断面積とする発泡体５０が連続的に押し出される。各発泡セルＳ２，Ｓ３は、紙粉末成分の柔軟性やコーンスターチの粘着性等によって破泡することなく、密閉されたものとなる。

このような構造を有する発泡体５０は、図１８に示すような吸音特性を有する。この吸音特性は、共振効果によるものと多孔質型によるものを合わせたものと考えられる。つまり、共振効果による吸音性能は、外部から入射する音の内で、表面皮膜層５２で反射する表面反射波と発泡体５０の内部に進入し反射波として戻って来る透過反射波との相殺によるものである（図１８の共振効果による特性線図参照）。共振効果による吸音性能は、１ｋＨｚ〜２ｋＨｚの低周波数帯内でピーク性能を発揮する。多孔質型による吸音性能は、発泡体５０の内部に進入した音が発泡セルＳ２，Ｓ３の内部空間や発泡セルＳ２，Ｓ３の皮膜で振動し、振動によるエネルギー吸収（熱エネルギー放出）によるものである（図１８の多孔質効果による特性線図参照）。多孔質型の吸音性能は、低周波数帯域では効果が低く、２ｋＨｚ以上の高周波帯で高い吸音性能を発揮する。多孔質型の吸音性能は、高周波数帯域でも周波数が高くなればなるほど高くなる。

上記した発泡体５０とシンサレート（登録商標）との吸音特性を比較すると、図１８に示すようになる。シンサレートは、合繊の極細繊維を絡み合わせたもの（不織布）であり、ほぼ多孔質型による吸音性能を発揮する。図１８に示すように、発泡体５０は、低周波数帯域（ほぼ１ｋＨｚ〜２ｋＨＺの帯域）では、共振効果による吸音ピークを有するため、シンサレートより優れた吸音特性を発揮する。

特許第３３２６１５６号公報 特開２０００−２７３８００号公報 特開平８−２０７１７０号公報

しかしながら、上記した従来の発泡体５０は、多孔質型による吸音性能がシンサレートより劣る。そのため、共振効果による吸音ピークの周波数帯域より高い周波数帯域、具体的にはほぼ２ｋＨｚ以上の高周波数帯域で、シンサレートよりも吸音性能が極端に低下する帯域が存在する。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる発泡体を提供することを目的とする。

本発明は、パルプ繊維成分と合成樹脂成分と補助剤としての澱粉成分とを発泡させ、多数の空間が形成された発泡セルより構成された発泡体であって、前記発泡セルは、発泡セル層と、前記発泡セル層の表面側に配置され、前記発泡セル層より発泡密度が高い発泡セルが密集配置された表面皮膜層とを構成し、少なくともいずれか一方の前記表面皮膜層は、全領域で剥ぎ取られたことを特徴とする発泡体である。

他の本発明は、パルプ繊維成分と合成樹脂成分と補助剤としての澱粉成分とを発泡させ、多数の空間が形成された発泡セルより構成された発泡体であって、前記発泡セルはほぼ均一な発泡密度で独泡であり、前記発泡セルが密集配置された発泡セル層のみで構成されたことを特徴とする発泡体である。

前記合成樹脂成分は、ポリプロピレン樹脂材のＪ８３０ＨＶ（株式会社プライムポリマーの商品名プライムポリプロの一種）であっても良い。

発泡セル層は、その発泡セルは独泡であり、発泡セルが密集配置されているため、その表面でも音の反射はあると推測される。外部から発泡体に入射する音は、発泡セル層の表面で反射する表面反射波と内部に進入し反射して戻って来る透過反射波となるものがあり、表面反射波と透過反射波の相殺、つまり、共振効果による吸音特性によって低周波数帯域で吸音ピーク性能が得られる。その一方で、外部から発泡体に入射する音は、表面皮膜層がないために発泡体の内部に進入し易いため、内部での振動エネルギーによる吸収量が増加し、多孔質型による高周波数帯域での吸音特性が従来の発泡体より向上する。以上より、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる。

本発明の第１実施形態を示し、プレスのみ発泡体の外観斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿うプレスのみ発泡体の構造模式図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。 本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は発泡体の第１表面皮膜層があった側（ローラ側）の表面図、（ｂ）は発泡体の概略断面図（明確化のため、厚み方向の寸法を拡大表示）、（ｃ）は発泡体の構造模式図である。 本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は押出し成形機の要部斜視図、（ｂ）は口金部材の正面図である。 本発明の第１実施形態を示し、押し出し成形機の概略断面図である。 本発明の第１実施形態を示し、プレス機の側面図である。 本発明の第第２実施形態を示し、プレスのみ発泡体の外観斜視図である。 本発明の第第２実施形態を示し、（ａ）は図７のＢ−Ｂ線に沿うプレスのみ発泡体の構造模式図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。 本発明の第２実施形態を示し、（ａ）は発泡体の第１表面皮膜層があった側（ローラ側）の表面図、（ｂ）は発泡体の概略断面図（明確化のため、厚み方向の寸法を拡大表示）、（ｃ）は発泡体の構造模式図である。 本発明の第２実施形態を示し、（ａ）は押出し成形機の要部斜視図、（ｂ）は口金部材の正面図である。 本発明の第２実施形態を示し、押し出し成形機の概略断面図である。 本発明の第２実施形態を示し、プレス機の側面図である。 全面剥ぎ取り仕切皮膜層なし発泡体（ｔ＝６、第１実施形態）、全面剥ぎ取り仕切皮膜層あり発泡体（ｔ＝６、第２実施形態）及びシンサレートの吸音特性線図である。 本発明の第３実施形態を示し、（ａ）は発泡体の第１表面皮膜があった層（ローラ側）の表面図、（ｂ）は発泡体の概略断面図（明確化のため、厚み方向の寸法を拡大表示）である。 全面剥ぎ取り仕切皮膜層あり発泡体（ｔ＝６、第２実施形態）、全面剥ぎ取り仕切皮膜層（２層）あり発泡体（ｔ＝１４、第３実施形態）、クロス切り込み発泡体及びシンサレートの吸音特性線図である。 従来例を示し、（ａ）は発泡体の外観斜視図、（ｂ）は発泡体の構造模式図である。 従来例を示し、（ａ）は押出し成形機の要部斜視図、（ｂ）は口金部材の正面図である。 従来例の発泡体及びシンサレートの吸音特性線図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図７は本発明の第１実施形態を示す。図１に示すように、先ず、第１実施形態に係る発泡体１Ａを作成する前段階のプレスのみ発泡体１ａについて説明する。プレスのみ発泡体１ａは、偏平長方形の板状である。プレスのみ発泡体１ａは、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、パルプ繊維成分である紙粉末成分と、合成樹脂材であるポリプロピレン樹脂材と、補助剤としての澱粉成分であるコーンスターチとを発泡させ、多数の密閉された発泡セルＳ２，Ｓ３より構成されている。紙粉末成分としては、官製葉書等の古紙を紙粉末繊維状にしたものを使用している。合成樹脂成分は、ポリプロピレン樹脂材のＪ８３０ＨＶ（株式会社プライムポリマーの商品名プライムポリプロの一種）である。Ｊ８３０ＨＶは、メルトフローレイト（試験条件：２３０℃）が３０ｇ／１０ｍｉｎ、密度が９１０Ｋｇ／ｍ３、引っ張り降伏応力が２８．０ＭＰａ、引っ張り破壊呼びひずみが３０％、引っ張り弾性率が１４５０ＭＰａの物性を有する。

各発泡セルＳ２，Ｓ３は、内部の空隙がセル皮膜によって被われている。各発泡セルＳ２，Ｓ３は、独泡であるため、プレスのみ発泡体１ａは通気性がない。発泡セルＳ２，Ｓ３は、その位置によって発泡密度（発泡倍率）が異なり、プレスのみ発泡体１ａは発泡セルＳ２，Ｓ３の密度によって以下のような層構造に形成されている。

つまり、プレスのみ発泡体１ａは、厚み方向に沿って、第１表面皮膜層２Ａと発泡セル層３と第２表面皮膜層２Ｂとから構成されている。各表面皮膜層２Ａ，２Ｂは、極薄厚みであり、発泡セル層３の表面側に配置され、発泡時に外気との温度差で瞬時に合成樹脂成分が硬化してセル被膜が形成されて、発泡セル層３より発泡密度が高い発泡セルＳ２が密集配置されている。各表面皮膜層２Ａ，２Ｂは、合成樹脂成分が多い。発泡セル層３は、発泡時に内部に構成されており、外気との温度差が小さいために発泡が促進されて、表面被膜層２Ａ，２Ｂより発泡密度が低い発泡セルＳ３が密集配置されている。発泡セル層３は、構成材料が均一である。

発泡セル層３には、厚み方向の直交方向に沿って等間隔に複数の縦仕切皮膜層５が形成されている。発泡セル層３は、縦仕切皮膜層５によって分割されている。縦仕切皮膜層５は、発泡セル層３より発泡密度が高い発泡セルＳ２が密集配置されている。

第１実施形態に係る発泡体１Ａは、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、プレスのみ発泡体１ａの第１表面皮膜層２Ａと第２表面皮膜層２Ｂの両面側がその全域で剥ぎ取られたものである。剥ぎ取りは、発泡セル層３に達する深さである。従って、発泡セル層３の両側の表面全ての発泡セルＳ３が外部に露出されている。つまり、発泡体１Ａは、ほぼ均一な発泡密度で独泡である発泡セルＳ３が多数密集配置された発泡セル層３のみで構成されている。発泡体１Ａは、発泡セル層３を構成する各発泡セルＳ３が独泡であるため、通気性がない。発泡体１Ａは、多数の発泡セルＳ３が密集配置され、形態を維持するに十分な強度を有する。

発泡体１Ａは、第１表面皮膜層２Ａ側と第２表面皮膜層２Ｂ側の両面が約２ｍｍずつ剥ぎ取られているため、厚みが６ｍｍである。

次に、上記プレスのみ発泡体１ａを製造する押出し成形機１０Ａとプレス装置３０を説明する。押出し成形機１０Ａは、図４（ａ）、（ｂ）及び図５に示すように、各発泡材を投入する投入口（図示せず）と、投入された発泡材を混練する混練手段（図示せず）と、混練された発泡材を高温に加熱する加熱手段（図示せず）と、発泡材を押圧する押圧手段（図示せず）と、押圧室の先端側を塞ぐように配置された口金部材１１と、この口金部材１１の外側を囲むように配置された規制枠壁２０とを備えている。口金部材１１は、水平方向に等間隔Ｐ１に配置された複数の吐出口１２を１段のみ有する。規制枠壁２０は、この１段の吐出口１２より吐出された発泡材の発泡領域を規制する。規制枠壁２０は、偏平長方形状の枠である。

また、規制枠壁２０の押し出し方向の下流では、規制枠壁２０の上面側が開放されている。この開放された位置には、複数のローラ２１が押し出し方向に並んで設けられている。この各ローラ２１は、押し出される発泡体１ａに追従して回転するよう回転自在に支持されている。又、各ローラ２１は、発泡体１の押出し速度で回転するよう構成しても良い。各ローラ２１は、押し出される発泡体１の上面を圧縮する。各ローラ２１の最下面の高さは、規制枠壁２０の下面より１０ｍｍに設定されている。従って、プレスのみ発泡体１ａは、１０ｍｍ厚のものが製造される。

プレス装置３０は、図６に示すように、互いに対向配置された固定プレス体３１と可動プレス体３２とを有する。可動プレス体３２は、固定プレス体３１の近接・離間方向に移動できる。

次に、プレスのみ発泡体１ａの製造方法を説明する。押出し成形機１０Ａ内に、紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材と補助剤としてのコーンスターチと水を供給する。そして、紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチと水を加熱混練し、この高温の発泡材を口金部材１１の１段の吐出口１２より押圧によって吐出させる。

すると、高温の発泡材に混入された水が各吐出口１２より吐出された瞬間に気化し、水の蒸気圧により紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチから成る発泡材が発泡する。この発泡は、図５に示すように、規制枠壁２０、ローラ２１によって規制されるため、規制枠壁２０とローラ２１によって規制されたスペースを断面積とする発泡体１ａが連続的に押し出される。各発泡セルＳ２，Ｓ３は、紙粉末成分の柔軟性やコーンスターチの粘着性等によって破泡することなく、内部に空間（空気層）が形成されたものとなる。

また、各吐出口１２から吐出された発泡材は、発泡する位置で外気の温度差が異なることで発泡の促進度合いが異なる。又、各吐出口１２から吐出された発泡材は、自由に発泡できず、上記したように規制枠壁２０、ローラ２１で発泡形成が抑制されると共に、発泡セル同士が互いに干渉することによって発泡形成が抑制される。具体的には、規制枠壁２０内周近傍、ローラ２１の下方近傍に位置する発泡セルＳ２は、発泡時に外気との温度差で瞬時に合成樹脂成分が硬化してセル被膜が形成され、且つ、規制枠壁２０、ローラ２１で発泡形成が抑制される。これによって第１、第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂが形成される。第１、第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂより内部で、且つ、水平方向の隣り合う吐出口１２の中間位置付近に位置する発泡セルＳ２は、互いの発泡セルＳ２同士が衝突（干渉）して発泡形成が抑制される。これによって縦仕切皮膜層５が形成される。第１、第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂより内部で、且つ、縦仕切被膜層５の間に位置する発泡セルＳ３は、発泡時に内部に構成されており、外気との温度差が小さいために発泡が促進されると共に縦仕切被膜層５の発泡セルＳ２に較べて弱い抑制力しか働かない。これによって発泡セル層３が形成される。発泡体１ａは、ローラ２１の下方を通過し圧縮力を受けることにより、厚みが１０ｍｍとなる。

押出し成形機１０Ａより製造された発泡体１ａは、所定寸法で裁断される。この裁断した発泡体１ａは、図６に示すように、三枚重ねてプレス装置３０にセットされる。プレス装置３０は、発泡体１ａを約１０分の１程度にまで圧縮し、その後、圧縮を解除する。圧縮を解除すると、発泡体１ａは、ほぼ元の厚みに戻る。ポリプロピレン樹脂材のＪ８３０ＨＶを合成樹成分とする発泡体１ａは、押出し成形機１０での押出し製造だけでは、発泡セルＳ２，Ｓ３の皮膜に芯部分（硬い部分）を有し、音による振動がし難い発泡構造である。押出し成形機１０Ａより押出された発泡体（バージン材）１ａを一度圧縮変形させると、発泡セルＳ２，Ｓ３の皮膜の芯部分（硬い部分）が破壊されることにより、柔軟な皮膜になる。これにより、音によって振動し易い柔軟なプレスのみ発泡体１ａに加工される。

発泡体１Ａは、プレスのみ発泡体１ａの第１表面皮膜層２Ａと第２表面皮膜層２Ｂを全域に亘って剥ぎ取ることによって製造される。

以上、発泡体１Ａは、発泡時に内部に構成されており、外気との温度差が小さいために発泡が促進された発泡セルＳ３の発泡セル層３のみから構成され、発泡セル層３の外側に表面皮膜層２Ａ，２Ｂが存在しない構成である。換言すれば、発泡体１Ａは、ほぼ均一な発泡密度で独泡である発泡セルＳ３が多数密集配置された発泡セル層３のみで構成されている。

発泡セル層３の発泡セルＳ３は独泡で通気性がなく、多数の発泡セルＳ３が密集配置され、形態を維持するに十分な強度を有するため、その表面でも音の反射はあると推測される。従って、外部から発泡体１Ａに入射する音は、発泡セル層３の表面で反射する表面反射波と発泡体１Ａの内部を進入し反射して戻って来る透過反射波となり、表面反射波と透過反射波の相殺、つまり、共振効果による吸音特性によって低周波数帯域で吸音ピーク性能が得られる。

その一方で、外部から発泡体１Ａに入射する音は、第１又は第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂが剥ぎ取られて存在しないために内部に非常に進入し易いため、発泡体１Ａの内部での振動エネルギーによる吸収量が増加し、多孔質型による高周波数帯域での吸音特性が従来の発泡体より向上する。以上より、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる。

発泡体１Ａは、ポリプロピレン樹脂材としてＪ８３０ＨＶを使用するため、第１及び第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂは、特定の周波数に対して振動し易いものとなる。これにより、特定の周波数について高い吸音ピーク値が得られる。

第１実施形態の発泡体１Ａは、第１及び第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂの双方が全領域で剥ぎ取られている。従って、発泡体１Ａの厚みを薄くでき、配置スペースの狭い箇所にも対応できる。

第１実施形態の発泡体１Ａは、第１及び第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂの双方が全領域で剥ぎ取られているが、いずれか一方のみ剥ぎ取り、他方の表面皮膜層２Ａ（又は２Ｂ）を残しても良い。このようにすれば、発泡体１Ａが構造体として脆弱になるのを極力防止できる。

（第２実施形態）
図７〜図１３は本発明の第２実施形態を示す。図７に示すように、先ず、第２実施形態に係る発泡体１Ｂを作成する前段階のプレスのみ発泡体１ｂについて説明する。プレスのみ発泡体１ｂは、偏平長方形の板状である。プレスのみ発泡体１ｂは、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、パルプ繊維成分である紙粉末成分と、合成樹脂材であるポリプロピレン樹脂材と、補助剤としての澱粉成分であるコーンスターチとを発泡させ、多数の密閉された発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３より構成されている。紙粉末成分としては、官製葉書等の古紙を紙粉末繊維状にしたものを使用している。合成樹脂成分は、ポリプロピレン樹脂材のＪ８３０ＨＶ（株式会社プライムポリマーの商品名プライムポリプロの一種）である。Ｊ８３０ＨＶは、メルトフローレイト（試験条件：２３０℃）が３０ｇ／１０ｍｉｎ、密度が９１０Ｋｇ／ｍ３、引っ張り降伏応力が２８．０ＭＰａ、引っ張り破壊呼びひずみが３０％、引っ張り弾性率が１４５０ＭＰａの物性を有する。

各発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、内部の空隙がセル皮膜によって被われている。発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、その位置によって発泡密度（発泡倍率）が異なり、発泡体１Ｂは発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の密度によって以下のような層構造に形成されている。

つまり、発泡体１Ｂは、厚み方向に沿って、第１表面皮膜層２Ａと発泡セル層３Ａと仕切皮膜層４と発泡セル層３Ｂと第２表面皮膜層２Ｂとから構成されている。各表面皮膜層２Ａ，２Ｂは、極薄厚みであり、発泡時に外気との温度差で瞬時に合成樹脂成分が硬化してセル被膜が形成されて、発泡セル層３Ａ，３Ｂより発泡密度が高い発泡セルＳ２が密集配置されている。各表面皮膜層２Ａ，２Ｂは、合成樹脂成分が多い。

各発泡セル層３Ａ，３Ｂは、発泡時に内部に構成されており、外気との温度差が小さいために発泡が促進されて、表面被膜層２Ａ，２Ｂや仕切皮膜層４より発泡密度が低い発泡セルＳ３が密集配置されている。発泡セル層３Ａ，３Ｂは、構成材料が均一である。仕切皮膜層４は、発泡セル層３Ａ，３Ｂ及び各表面皮膜層２Ａ，２Ｂより発泡密度が高い発泡セルＳ１が密集配置されている。仕切皮膜層４は、２層の発泡セル層３Ａ，３Ｂの間を連続して仕切って遮断している。仕切皮膜層４は、厚み方向の直交方向にほぼ一直線状で、且つ、ほぼ同じ厚みである。

各発泡セル層３Ａ，３Ｂには、厚み方向の直交方向に沿って等間隔に複数の縦仕切皮膜層５が形成されている。各発泡セル層３Ａ，３Ｂは、縦仕切皮膜層５によって分割されている。縦仕切皮膜層５は、発泡セル層３Ａ，３Ｂより発泡密度が高い発泡セルＳ２が密集配置されている。

第２実施形態に係る発泡体１Ｂは、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、プレスのみ発泡体１ｂの第１表面皮膜層２Ａと第２表面皮膜層２Ｂの両面側がその全域で剥ぎ取られたものである。剥ぎ取りは、発泡セル層３Ａ,３Ｂに達する深さであるが、仕切皮膜層４にまで達しない深さである。従って、発泡セル層３Ａと発泡セル層３Ｂの表面側全ての発泡セルＳ３が外部に露出されている。

発泡体１Ｂは、第１表面皮膜層２Ａ側と第２表面皮膜層２Ｂ側の両面が約２ｍｍずつ剥ぎ取られれいるため、厚みが６ｍｍである。

次に、上記プレスのみ発泡体１ｂを製造する押出し成形機１０Ｂとプレス装置３０を説明する。押出し成形機１０Ｂは、図１０（ａ）、（ｂ）及び図１１に示すように、各発泡材を投入する投入口（図示せず）と、投入された発泡材を混練する混練手段（図示せず）と、混練された発泡材を高温に加熱する加熱手段（図示せず）と、発泡材を押圧する押圧手段（図示せず）と、押圧室の先端側を塞ぐように配置された口金部材１１と、この口金部材１１の外側を囲むように配置された規制枠壁２０とを備えている。口金部材１１は、水平方向に等間隔Ｐ１に配置された複数の吐出口１２，１３を上下２段有する。上下２段の吐出口１２，１３は、水平方向に対し同じ位置に配置されている。規制枠壁２０は、この２段の吐出口１２，１３より吐出された発泡材の発泡領域を規制する。規制枠壁２０は、偏平長方形状の枠である。

また、規制枠壁２０の押し出し方向の下流では、規制枠壁２０の上面側が開放されている。この開放された位置には、複数のローラ２１が押し出し方向に並んで設けられている。この各ローラ２１は、押し出される発泡体１ｂに追従して回転するよう回転自在に支持されている。又、各ローラ２１は、発泡体１ｂの押出し速度で回転するよう構成しても良い。各ローラ２１は、押し出される発泡体１ｂの上面を圧縮する。各ローラ２１の最下面の高さは、規制枠壁２０の下面より１０ｍｍに設定されている。従って、プレスのみ発泡体１ｂは、１０ｍｍ厚のものが製造される。

プレス装置３０は、図１２に示すように、互いに対向配置された固定プレス体３１と可動プレス体３２とを有する。可動プレス体３２は、固定プレス体３１の近接・離間方向に移動できる。

次に、プレスのみ発泡体１ｂの製造方法を説明する。押出し成形機１０Ｂ内に、紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材と補助剤としてのコーンスターチと水を供給する。そして、紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチと水を加熱混練し、この高温の発泡材を口金部材１１の上下２段の吐出口１２，１３より押圧によって吐出させる。

すると、高温の発泡材に混入された水が各吐出口１２，１３より吐出された瞬間に気化し、水の蒸気圧により紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチから成る発泡材が発泡する。この発泡は、図１１に示すように、規制枠壁２０、ローラ２１によって規制されるため、規制枠壁２０とローラ２１によって規制されたスペースを断面積とする発泡体１ａが連続的に押し出される。各発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、紙粉末成分の柔軟性やコーンスターチの粘着性等によって破泡することなく、内部に空間（空気層）が形成されたものとなる。

また、各吐出口１２から吐出された発泡材は、発泡する位置で外気の温度差が異なることで発泡の促進度合いが異なる。又、各吐出口１２，１３から吐出された発泡材は、自由に発泡できず、上記したように規制枠壁２０、ローラ２１で発泡形成が抑制されると共に、発泡セル同士が互いに干渉することによって発泡形成が抑制される。具体的には、規制枠壁２０内周近傍、ローラ２１の下方近傍に位置する発泡セルＳ２は、発泡時に外気との温度差で瞬時に合成樹脂成分が硬化してセル被膜が形成され、且つ、規制枠壁２０、ローラ２１で発泡形成が抑制される。これによって第１、第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂが形成される。第１、第２表面被膜層２Ａ，２Ｂの内部で、且つ、上下の吐出口１２，１３の中間位置付近に位置する発泡セルＳ１は、互いの発泡セルＳ１同士が衝突（干渉）して発泡形成が抑制される。これによって仕切皮膜層４が形成される。第１、第２表面被膜層２Ａ，２Ｂの内部で、且つ、水平方向の隣り合う吐出口１２（又は１３）の中間位置付近の位置する発泡セルＳ２は、互いの発泡セルＳ２同士が衝突（干渉）して発泡形成が抑制される。これによって縦仕切皮膜層５が形成される。第１、第２表面被膜層２Ａ，２Ｂの内部で、且つ、縦仕切皮膜層５の間に位置する発泡セルＳ３は、発泡時に内部に構成されており、外気との温度差が小さいために発泡が促進されると共に上記発泡セルＳ１，Ｓ２に較べて弱い抑制力しか働かない。これによって発泡セル層３Ａ，３Ｂが形成される。発泡体１ｂは、ローラ２１の下方を通過し圧縮力を受けることにより、厚みが１０ｍｍとなる。

押出し成形機１０Ｂより製造された発泡体１ａは、所定寸法で裁断される。この裁断した発泡体１ｂは、図１２に示すように、三枚重ねてプレス装置３０にセットされる。プレス装置３０は、発泡体１ｂを約１０分の１程度にまで圧縮し、その後、圧縮を解除する。圧縮を解除すると、発泡体１ｂは、ほぼ元の厚みに戻る。ポリプロピレン樹脂材のＪ８３０ＨＶを合成樹成分とする発泡体１ｂは、押出し成形機１０Ｂでの押出し製造だけでは、発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の皮膜に芯部分（硬い部分）を有し、音による振動がし難い発泡構造である。押出し成形機１０Ｂより押出された発泡体（バージン材）１ｂを一度圧縮変形させると、発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の皮膜の芯部分（硬い部分）が破壊されることにより、柔軟な皮膜になる。これにより、音によって振動し易い柔軟なプレスのみ発泡体１ｂに加工される。

発泡体１Ｂは、プレスのみ発泡体１ｂの第１表面皮膜層２Ａと第２表面皮膜層２Ｂを全域に亘って剥ぎ取ることにより製造される。

以上、発泡体１Ｂは、その発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３が、発泡時に内部に構成されており、外気との温度差が小さいために発泡が促進された発泡セル層３Ａ，３Ｂと、発泡セル層３Ａ．３Ｂに介在され、発泡セル層３Ａ，３Ｂより密度の高い発泡セルＳ１が密集配置され、且つ、発泡セル層３Ａ，３Ｂの間を連続してほぼ一直線状に仕切る仕切皮膜層４とを構成し、発泡セル層３Ａ，３Ｂに表面皮膜層２Ａ，２Ｂが存在しない構成である。発泡セル層３Ａ，３Ｂの発泡セルＳ３は独泡で通気性がなく、ある程度の強度を有するため、その表面でも音の反射はあると推測される。従って、外部から発泡体１Ｂに入射する音は、発泡セル層３Ａ，３Ｂの表面で反射する表面反射波と発泡体１Ｂの内部を進入し反射して戻って来る透過反射波となるものがあり、表面反射波と透過反射波の相殺、つまり、共振効果による吸音特性によって低周波数帯域で吸音ピーク性能が得られる。

その一方で、外部から発泡体１Ｂに入射する音は、第１又は第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂが剥ぎ取られてないために内部に進入し易いため、発泡体１Ｂ内部での振動エネルギーによる吸収量が増加し、多孔質型による高周波数帯域での吸音特性が従来の発泡体より向上する。以上より、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる。

また、第２実施形態の発泡体１Ｂは、内部に仕切皮膜層４を有する。従って、外部から発泡体１Ｂに入射する音は、仕切皮膜層４の表面で反射する表面反射波と仕切皮膜層４より内部を進入し反射して戻って来る透過反射波となるものがあり、共振効果による吸音特性によって低周波数帯域での吸音ピーク性能が向上する。発泡体１Ｂの発泡セル層３Ａ，３Ｂ内を伝搬する振動は、仕切皮膜層４に達すると仕切皮膜層４でランダムな振動が平面振動にリセットされ、その後、更に発泡セル層３内を伝搬することになるため、仕切皮膜層４で振動吸収が促進されると考えられる。

発泡体１Ｂは、ポリプロピレン樹脂材としてＪ８３０ＨＶを使用するため、第１及び第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂは、特定の周波数に対して振動し易いものとなる。これにより、特定の周波数について高い吸音ピーク値が得られる。

第２実施形態の発泡体１Ｂは、第１及び第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂの双方が全領域で剥ぎ取られている。従って、発泡体１Ｂの厚みを薄くでき、配置スペースの狭い箇所にも対応できる。

第２実施形態の発泡体１Ｂは、第１及び第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂの双方が全領域で剥ぎ取られているが、いずれか一方のみ剥ぎ取り、他方の表面皮膜層２Ａ（又は２Ｂ）を残しても良い。このようにすれば、発泡体１Ｂが構造体として脆弱になるのを極力防止できる。

（第１実施形態と第２実施形態の吸音特性評価）
図１３は、全面剥ぎ取り仕切皮膜層なしの第１実施形態に係る発泡体（ｔ＝６）１Ａと、全面剥ぎ取り仕切皮膜層４ありの第２実施形態に係る発泡体（ｔ＝６）１Ｂと、シンサレートとにおける残響室法による吸音特性線図である。

図１３に示すように、第１実施形態に係る発泡体１Ａでは、２ｋＨｚを超える帯域ではあるが共振効果による吸音ピークと思われる波形が確認された。これにより、発泡セルＳ３の表面でも音の反射があるためと推測された。

第２実施形態に係る発泡体１Ｂでは、２ｋＨｚを超える帯域ではあるが共振効果による吸音ピークが確認された。発泡セルＳ３の表面と共に仕切皮膜層４の表面でも音の反射があるため、第１実施形態に係る発泡体１Ａよりも吸音ピークが明確に現れたものと推測される。

第１実施形態に係る発泡体１Ａと第２実施形態に係る発泡体１Ｂでは、共振効果による吸音ピークが２ｋＨｚを超える帯域に現れている。これは、第１実施形態に係る発泡体１Ａ及び第２実施形態に係る発泡体１Ｂは、共に厚さが６ｍｍと薄いために、図１５の厚さ１４ｍｍの第３実施形態に係る発泡体１Ｃと比較して、吸音ピークが高周波数側にシフトしたものと推測される。従って、厚みを６ｍｍを超える厚み（例えば１０ｍｍ程度）とすれば、１．２ｋＨｚ〜１．５ｋＨｚ程度の低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる特性が得られる。

第１実施形態に係る発泡体１Ａは、第２実施形態に係る発泡体１Ｂに比較して、上記した理由によって吸音ピーク値が低いが、吸音ピークによる落ち込みがほとんどなく、ほぼ１．６ｋＨｚ以上の周波数帯域の全域において吸音率がシンサレートを上回る特性が得られた。これは、仕切皮膜層なしの第１実施形態に係る発泡体１Ａは、仕切皮膜層による音の反射がなく、音の内部への進入量が増えるため、多孔質型による吸音特性が向上するためと推測される。

以上より、発泡セル層３の外側に表面皮膜層２Ａ，２Ｂが存在しない第１実施形態に係る発泡体１Ａは、シンサレートの吸音性能をほぼ１．６ｋＨｚ以上の全ての周波数帯域で上回る吸音材になる。

（第３実施形態）
図１４は本発明の第３実施形態を示す。第３実施形態の発泡体１Ｃは、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、前記第１実施形態に係る発泡体１Ａと、第１表面皮膜層２Ａ側のみを全面剥ぎ取りした発泡体とを接合して形成されている。従って、発泡体１Ｃは、一方の表面皮膜層２Ａのみが全面で剥ぎ取られ、内部に２層の仕切皮膜層４を有する。図面では、前記第１実施形態と同一構成箇所に第１実施形態と同一符号を付して明確化を図る。

剥ぎ取りは、発泡セル層３Ａに達する深さであるが、仕切皮膜層４にまで達しない深さである。発泡セル層３Ａの表面側の発泡セルＳ３が外部に露出されている。発泡体１Ｃは、その厚みが１４ｍｍである。

この第３実施形態においても、発泡体１Ｃは、表面皮膜層２Ａが存在せずに発泡セル層３Ａが外部に露出された構成である。発泡セル層３Ａの発泡セルＳ３は独泡で通気性がなく、ある程度の強度を有するため、その表面でも音の反射はあると推測される。従って、外部から発泡体１Ｃに入射する音は、発泡セル層３Ａの表面で反射する表面反射波と発泡体１Ｃの内部を進入し反射して戻って来る透過反射波となるものがあり、表面反射波と透過反射波の相殺、つまり、共振効果による吸音特性によって低周波数帯域で吸音ピーク性能が得られる。

その一方で、外部から発泡体１Ｃに入射する音は、第１表面皮膜層２Ａが全体に剥ぎ取られており、発泡体１Ｃの内部に進入し易いため、発泡体１Ｃの内部での振動エネルギーによる吸収量が増加し、多孔質型による高周波数帯域での吸音特性が従来の発泡体より向上する。以上より、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる。

特に、第３実施形態の発泡体１Ｃは、２層の仕切皮膜層４を内部に有する。従って、外部から発泡体１Ｃに入射する音は、２層の各仕切皮膜層４の表面で反射する表面反射波と仕切皮膜層４より内部を進入し反射して戻って来る透過反射波となるものがあり、これら表面反射波と透過反射波の相殺、つまり、共振効果による吸音特性によって低周波数帯域で吸音ピーク性能が更に向上する。

（第２実施形態と第３実施形態の吸音特性評価）
図１５は、プレス加工後に第１表面皮膜層２Ａにクロス方向の切り込みを形成した発泡体（クロス切り込み発泡体）と、プレス加工後に両側の表面皮膜層を全面で剥ぎ取った厚み６ｍｍの第２実施形態に係る発泡体（全面剥ぎ取り発泡体）１Ｂと、プレス加工後に２つの剥ぎ取り加工した発泡体を合体させて形成した厚み１４ｍｍの第３実施形態に係る発泡体（全面剥ぎ取り発泡体）１Ｃと、シンサレートとにおける残響室法による吸音率測定結果である。各全面剥ぎ取り発泡体１Ｂ，１Ｃのサンプルは、横寸法：２００ｃｍ、縦寸法：１００ｃｍ、厚み寸法１０ｍｍである。クロス方向の切り込みを形成した発泡体は、第１表面皮膜層２Ａ側に面状ではなく線状にクロス切り込みを形成したものである。

図１５に示すように、第３実施形態に係る発泡体１Ｃは、音の入射側を第１表面皮膜層２Ａ（剥ぎ取られて存在しない）とした場合、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、且つ、クロス方向の切り込みを形成した発泡体より若干だけ性能が落ちるものの、従来例の発泡体に比較して高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できることが確認された。具体的には、高周波数帯域でも０．６以上の吸音率を達成できる。

第２実施形態に係る発泡体１Ｂでは、クロス方向の切り込みを形成した発泡体と比較して、低周波数帯域のピーク性能が高周波数側にシフトしている。これは、発泡体１Ｂの厚みが６ｍｍと薄いため、ピーク性能が高周波数側にシフトしたものと推測される。

第３実施形態に係る発泡体１Ｃでは、クロス方向の切り込みを形成した発泡体より高周波数帯域での吸音性能が若干だけ低い。これは、発泡セル層３Ａの露出面積が大きいが、２層の仕切皮膜層４によって内部への音の進入が制限を受けるためと推測される。

第３実施形態に係る発泡体１Ｃでは、第２実施形態に係る発泡体１Ｂのみならずクロス方向の切り込みを形成した発泡体に較べても、共振効果による吸音ピークが低周波数側にシフトしている。これは、発泡セル層３Ａの表面でも反射に加えて、発泡体１Ｃの厚み効果と２層の仕切皮膜層４によって吸音ピークが大きく低周波数側にシフトしたのもと推測される。

この吸音ピークの低周波数側へのシフトによって、第３実施形態に係る発泡体１Ｃでは、音の入射側が第１表面皮膜層２Ａ（ローラ２１側の面）があった側の場合、ほぼ０．８５ｋＨｚ以上の周波数帯域の全域において吸音率が０．６以上を達成した。従って、会話明瞭度の周波数領域（１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）の全域をカバーする周波数帯域で非常に高い吸音特性を発揮する。又、１ｋＨｚ周辺の周波数帯域は、従来では遮音で対応する帯域であったが、発泡体１Ｃでは吸音で対応できる。従って、例えば自動車内に使用する吸音材として、遮音材の負担を削減し若しくは遮音材を無くすことが可能な材料としても非常に好適である。

（変形例）
前記各実施形態では、合成樹脂成分は、ポリプロピレン樹脂材のＪ８３０ＨＶ（株式会社プライムポリマーの商品名プライムポリプロの一種）を使用しているが、これ以外のもの（ポリプロピレン樹脂のＪ３０００ＧＰ、Ｊ２０００ＧＰ、Ｊ２００３ＧＰ、Ｊ２０４１ＧＡ（いずれも株式会社プライムポリマーの商品名プライムポリプロの一種）等を使用しても、低周波数帯域（ほぼ１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域（ほぼ２ｋＨｚ以上）での吸音性能の低下を抑制できる。Ｊ３０００ＧＰ等を使用した場合には、押出し成形後の発泡体は柔軟性を有するため、その後のプレス加工は不要である。

１Ａ〜１Ｃ 発泡体
２Ａ 第１表面皮膜層
２Ｂ 第２表面皮膜層
３，３Ａ，３Ｂ 発泡セル層
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 発泡セル

Claims (3)

1. パルプ繊維成分と合成樹脂成分と補助剤としての澱粉成分とを発泡させ、多数の空間が形成された発泡セルより構成された発泡体であって、
   前記発泡セルは、発泡セル層と、前記発泡セル層の表面側に配置され、前記発泡セル層より発泡密度が高い発泡セルが密集配置された表面皮膜層とを構成し、
   少なくともいずれか一方の前記表面皮膜層は、全領域で剥ぎ取られたことを特徴とする発泡体。
2. パルプ繊維成分と合成樹脂成分と補助剤としての澱粉成分とを発泡させ、多数の空間が形成された発泡セルより構成された発泡体であって、
   前記発泡セルはほぼ均一な発泡密度で独泡であり、前記発泡セルが密集配置された発泡セル層のみで構成されたことを特徴とする発泡体。
3. 請求項１又は請求項２に記載の発泡体であって、
   前記合成樹脂成分は、ポリプロピレン樹脂材のＪ８３０ＨＶ（株式会社プライムポリマーの商品名プライムポリプロの一種）であることを特徴とする発泡体。

Images