JP2018039321A - 車両用フロアサイレンサ、および車両用フロアサイレンサ製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】実用性の高い車両用フロアサイレンサを提供する。【解決手段】本発明の車両用フロアサイレンサでは、ウレタンフォーム原料のポリオールとして、所定の配合量の高分子量ポリエーテルポリオールと、低分子量ポリエーテルポリオールと、ポリマーポリオールとを採用することで、車両用フロアサイレンサの２５％圧縮硬さが、４０〜１５０Ｎとされ、６００Ｈｚ反共振点における損失係数が、０．０５以上とされる。これにより、車両用フロアサイレンサにおいて、低周波域での制振性や嵩上げ材としての硬さを実現することが可能となり、車両用フロアサイレンサの実用性が向上する。【選択図】図２
Description
本発明は、ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、整泡剤と、触媒とからなるウレタンフォームの組成物を用いて金型内部で作成される車両用フロアサイレンサ、および、その車両用フロアサイレンサを製造する方法に関する。
車両用フロアサイレンサは、車体下部から車室内に入り込む振動を制振するために、フロアパネルとフロアカーペットとの間に配置されるものである。また、車両用フロアサイレンサは、車室内の床面の平坦性を確保するべく、嵩上げ材としての機能も有する。車両用フロアサイレンサとしては、従来、フェルトが採用されており、特許文献１には、フェルト製の車両用フロアサイレンサの記載がある。一般的にフェルトは、制振性が低く、車体下部からの振動を好適に制振し難い。一方、特許文献２には、低反発弾性ウレタンフォームを採用することにより制振性を付与できることが記載されている。しかし、一般的に低反発弾性ウレタンフォームは柔らかく、車両用フロアサイレンサとして採用可能な硬さを達成することは難しい。
車両用フロアサイレンサの制振性を高めるためには、車両用フロアサイレンサでフロアパネルを広範囲にかつ、フロアパネルの凹凸形状に合わせて覆うことが好ましい。また、車両用フロアサイレンサは、部位により２〜１００ｍｍ程度の厚さで、さらに複雑な凹凸形状を有している。しかしながら、フェルトはポリウレタンフォーム等の樹脂発泡体に比べ制振性が低く、成形性もよくない。フェルトを５ｍｍ以下の厚さに成形しようとしても厚みが復元してしまい、成形することが難しく、フェルト製の車両用フロアサイレンサの厚さは、５〜１００ｍｍ程度の範囲が限界となる。このため、２〜５ｍｍの範囲の厚さが必要な箇所に、フェルト製のフロアサイレンサを配設するこができず、車両用フロアサイレンサによるフロアパネルのカバー率が低下し、さらに制振性が低下する。また、フェルトを成形しても、フロアパネルの凹凸形状に一致させることは困難であるため、フェルト製の車両用フロアサイレンサは位置ズレが起こり易い。一方、低反発弾性ウレタンフォームは、一般的に柔らかいため、車両用フロアサイレンサに必要な硬さを付与した場合には、低周波域の振動を制振し難く、ロードノイズが発生するといった問題がある。このように、低周波域での制振性や嵩上げ材としての硬さが求められている車両用フロアサイレンサには、改良の余地を多分に残すものとなっており、種々の改良を施すことによって、車両用フロアサイレンサの実用性が向上すると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い車両用フロアサイレンサを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明の車両用フロアサイレンサは、ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、整泡剤と、触媒とからなるウレタンフォームの組成物を用いて金型内部で作成される車両用フロアサイレンサにおいて、２５％圧縮硬さ（ＪＩＳ Ｋ ６４００−２：２０１２ Ｅ法に基づく）が、４０〜１５０Ｎであり、６００Ｈｚ反共振点における損失係数（ＪＩＳ Ｋ ７３９１：２００８に基づく）が、０．０５以上であるように構成される。
また、上記課題を解決するために、本発明の車両用フロアサイレンサ製造方法は、ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、整泡剤、触媒を含むウレタンフォーム原料を混合する混合工程と、その混合工程で混合された前記ウレタンフォーム原料を金型に注入する注入工程とを含み、その金型内部で車両用フロアサイレンサを製造する製造方法において、前記ポリオールは、官能基数３〜４、水酸基価２０〜４５であり、前記ポリオールの全量を１００重量部とした場合の含有量が４０〜９５重量部である高分子量ポリエーテルポリオールと、官能基数２〜３、水酸基価６０〜６００であり、前記ポリオールの全量を１００重量部とした場合の含有量が１〜２５重量部である低分子量ポリエーテルポリオールと、前記ポリオールの全量を１００重量部とした場合の含有量が１．６〜１６重量部（固形分１００％換算）であるポリマーポリオールとを含むように構成される。
本発明の車両用フロアサイレンサでは、ウレタンフォーム原料のポリオールとして、高分子量ポリエーテルポリオールと、低分子量ポリエーテルポリオールと、ポリマーポリオールとを採用することで、車両用フロアサイレンサの２５％圧縮硬さが、４０〜１５０Ｎとされ、６００Ｈｚ反共振点における損失係数が、０．０５以上とされる。これにより、車両用フロアサイレンサにおいて、低周波域での制振性や嵩上げ材としての硬さを達成することが可能となり、車両用フロアサイレンサの実用性が向上する。
本発明に記載の「車両用フロアサイレンサ」は、ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、整泡剤と、触媒とからなるウレタンフォームの組成物を用いて金型内部で作成される。そして、ポリオールとして、高分子量ポリエーテルポリオールと、低分子量ポリエーテルポリオールと、ポリマーポリオールとを含んでいることが好ましい。
高分子量ポリエーテルポリオールおよび、低分子量ポリエーテルポリオールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコールに、エチレンオキサイド（ＥＯ）、プロピレンオキサイド（ＰＯ）等のアルキレンオキサイドを付加したポリオールである。
また、高分子量ポリエーテルポリオールは、官能基数３〜４、水酸基価２０〜４５とされ、ポリオールの全量１００重量部に対して４０〜９５重量部とされている。なお、高分子量ポリエーテルポリオールは、６０〜９０重量部とされることが好ましい。さらに、高分子量ポリエーテルポリオールとして、エチレンオキサイドを付加したものを採用することが好ましい。
また、低分子量ポリエーテルポリオールは、官能基数２〜３、水酸基価６０〜６００とされ、ポリオールの全量１００重量部に対して１〜２５重量部とされている。なお、低分子量ポリエーテルポリオールは、２〜２０重量部とされることが好ましく、２〜１０重量部とされることがより好ましい。さらに、低分子量ポリエーテルポリオールとして、エチレンオキサイドを付加せずに、プロピレンオキサイドのみを付加したものを採用することが好ましい。
また、ポリマーポリオールは、ポリエーテルポリオールにビニル系単量体をグラフト重合したポリオールである。ポリエーテルポリオールとしては、上記手法により製造されたものが用いられる。また、ビニル系単量体としては、アクリロニトリル、スチレン、メチルメタクリレート等が用いられる。ポリマーポリオール中のビニル系単量体単位（グラフト部分）の含有量は、ポリエーテルポリオールとの合計量中の１０〜５０重量部であり、ポリマーポリオール中において、グラフト部分は結晶化により固形分となっている。
また、ポリマーポリオールは、官能基数３〜４、水酸基価２０〜４５とされ、ポリオールの全量１００重量部に対して１．６〜１６重量部（固形分１００％換算）とされている。なお、ポリマーポリオールの重量部（固形分１００％換算）は、３〜１０重量部とされることが好ましい。
また、ポリイソシアネートは、ウレタンフォーム原料として通常に採用されるものであればよいが、トルエンジイソシアネート（TDI）、４，４‘−ジフェニルメタンジイソシアネート（モノメリックMDI）、ポリメリックMDI（クルードMDI）、プレポリマー化やカルボジイミド化等により変性したMDIやTDI、水添MDI等を採用することが好ましい。その他にも、公知の脂肪族系ポリイソシアネートや芳香族系ポリイソシアネート等を採用してもよい。そして、それら種々のジイソシアネートのうちの１種または２種以上を併用したものを、ウレタンフォーム原料として用いることが可能である。
それらポリオールとポリイソシアネートとの配合量の比率は、ポリオールや発泡剤、架橋剤等の全活性水素基濃度に対する、ポリイソシアネート中のイソシアネート基濃度の当量比の百分率、所謂、イソシアネートインデックスによって示すことができる。イソシアネートインデックスは、８０〜１１０とすることが好ましく、さらに言えば、８５〜９５とすることが好ましい。
また、ポリオールとポリイソシアネートとの反応には触媒が用いられる。触媒としては、ウレタンフォーム原料として公知のものを用いることができる。例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノモルフォリン、Ｎ−エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、スタナスオクトエートやジブチルチンジラウレート等の錫触媒やフェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒（有機金属触媒とも称される。）を挙げることができる。触媒の一般的な量は、ポリオールの全量１００重量部に対して０．０５〜３重量部程度が使用される。
また、発泡剤は、ウレタンフォーム原料として通常に採用されるものであればよく、例えば、水、ペンタン、シクロペンタン、メチレンクロライド、炭酸ガス等が挙げられ、これらを１種または２種以上併用して用いることが可能である。上記発泡剤として、水を用いた場合に、水の添加量は、ポリオールの全量１００重量部に対して１．０〜５．４重量部使用され、好適には１．５〜５重量部程度が使用される。
また、ウレタンフォーム原料として整泡剤を含むことが好ましい。整泡剤は、ウレタンフォーム原料として通常に採用されるものであればよく、例えば、シリコーン系化合物、非イオン系界面活性剤等が挙げられる。整泡剤の配合量は、ポリオールの全量を１００重量部とした場合に、０．１〜２重量部程度が使用される。
また、ウレタンフォーム原料に、必要に応じて適宜、添加剤を添加することが可能である。添加剤としては、例えば、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、希釈剤、難燃剤、充填材（フィラー）、鎖延長剤等が挙げられる。
本発明の車両用フロアサイレンサの製造方法としては、金型を使用してウレタンフォームを成形する方法、所謂、モールド成形法が採用される。車両用フロアサイレンサは、車室内の床面を平坦にするためにフロアパネル上に配設されることから、車両用フロアサイレンサ１０には、図１に示すように、フロアパネルの形状に合わせて多くの凹部１２、凸部１４が形成されている。このため、複雑な三次元構造を成形可能なモールド成形法を採用することで、フロアパネルにあわせた形状の車両用フロアサイレンサを適切に成形することが可能となる。なお、モールド成形法により成形された車両用フロアサイレンサの厚さは、２〜１００ｍｍ程度とされている。
車両用フロアサイレンサの評価は、テストピース用金型（４００ｍｍ角×２０ｍｍ厚み）に前記ウレタンフォーム原料を注入し、テストピースを作成し、各測定項目に必要な形状に切り出して行った。また、フェルトも前記ウレタンフォームのテストピースと同様に、２０ｍｍ厚みとなるように圧縮し、テストピースを作成し評価を行った。なお、密度は、フェルトの使用量で調整を行った。
また、上記手法により製造された車両用フロアサイレンサのテストピースの制振性を評価するべく、ＪＩＳ Ｋ ７３９１：２００８（非拘束形制振複合はりの振動減衰特性試験方法による中央加振法）に基づいて、６００Ｈｚ反共振点の損失係数を２４℃の雰囲気下で測定した。ここで６００Ｈｚ反共振点とは、上記制振性評価において、６００Ｈｚ前後にピークの見られる３次反共振点である。なお、試験片は、下記の通り作成し、ウレタンフォームは、上記テストピースから３００ｍｍ角×３０ｍｍに切り出し、使用した。この際、測定される損失係数は、０．０５以上であることが好ましく、０．０６以上であることがさらに好ましく、０．０９以上であることが特に好ましい。
試験片；基材とウレタンフォームを両面接着テープで貼付けて作成
基材；厚み１ｍｍの鋼板（ＳＰＣＣ）
ウレタンフォーム；３００ｍｍ×３０ｍｍ×２０ｍｍ厚み（上下両面にスキン層有）
両面接着テープ；ハイボン １１−５８３（日立化成社製）
試験片；基材とウレタンフォームを両面接着テープで貼付けて作成
基材；厚み１ｍｍの鋼板（ＳＰＣＣ）
ウレタンフォーム；３００ｍｍ×３０ｍｍ×２０ｍｍ厚み（上下両面にスキン層有）
両面接着テープ；ハイボン １１−５８３（日立化成社製）
また、嵩上げ材としての機能を担保するべく、上記テストピースの２５％圧縮硬さ（Ｎ）を、ＪＩＳ Ｋ ６４００−２：２０１２ Ｅ法に基づいて測定した。なお、試験片は、上記テストピースから２００ｍｍ角に切り出し、使用した。詳しくは、予備圧縮を行わずに、下記試験片の厚みに対して７５％まで、下記圧縮子によって圧縮し、応力−歪曲線を描き、２５％圧縮時の瞬間の数値を読み取り、その読取値を測定値とした。
試験片：２００ｍｍ角×２０ｍｍ厚み（上下両面にスキン層有）
圧縮子：φ８０ｍｍ
圧縮速度：５０ｍｍ／分
この際、測定される２５％圧縮硬さは、４０〜１５０Ｎであることが好ましく、４２〜１３０Ｎであることがさらに好ましい。ここで、２５％圧縮硬さが４０Ｎ以下の場合、硬さが不十分となり、嵩上げ材としての機能を有していない。一方、２５％圧縮硬さが１５０Ｎ以上となると、後述するが、嵩上げ材としての機能は有しているが、損失係数が悪くなる傾向が見られる。
試験片：２００ｍｍ角×２０ｍｍ厚み（上下両面にスキン層有）
圧縮子：φ８０ｍｍ
圧縮速度：５０ｍｍ／分
この際、測定される２５％圧縮硬さは、４０〜１５０Ｎであることが好ましく、４２〜１３０Ｎであることがさらに好ましい。ここで、２５％圧縮硬さが４０Ｎ以下の場合、硬さが不十分となり、嵩上げ材としての機能を有していない。一方、２５％圧縮硬さが１５０Ｎ以上となると、後述するが、嵩上げ材としての機能は有しているが、損失係数が悪くなる傾向が見られる。
また、上記テストピースの密度（ｋｇ／ｍ３）を、ＪＩＳ Ｋ ７２２２：２００５に基づいて測定した。なお、試験片は、上記テストピースから２００ｍｍ角×２０ｍｍ厚み（上下両面にスキン層有）に切り出し、使用した。この際、測定される密度は、５０〜１１０ｋｇ／ｍ３であることが好ましく、６０〜９０ｋｇ／ｍ３であることがさらに好ましく、７０〜８０ｋｇ／ｍ３であることが特に好ましい。
また、上記テストピースの反発弾性（％）を、ＪＩＳ Ｋ ６４００−３：２０１１に基づいて測定した。なお、試験片は、上記テストピースから１００ｍｍ角×２０ｍｍ厚み（上下両面にスキン層有）に切り出し、使用した。この際、測定される反発弾性は、３５〜６０％であることが好ましく、３６〜５８％であることがさらに好ましい。
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
図２乃至図７に示す配合のウレタンフォーム原料から、実施例１〜２３および比較例１〜７の車両用フロアサイレンサの各テストピースを製造した。下記に、図２乃至図７におけるウレタンフォーム原料の詳細を示す。
・高分子量ポリオールＡ；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：５０００、官能基数：３、水酸基価：３４、ＥＯ付加比率：１４％
・高分子量ポリオールＢ；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：７０００、官能基数：３、水酸基価：２６、ＥＯ付加比率：１４％
・ポリマーポリオール；数平均分子量：５０００、官能基数：３、水酸基価：２５、固形分：３２％
・低分子量ポリオールＡ；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：２０００、官能基数：２、水酸基価：５６、ＥＯ付加比率：０％
・低分子量ポリオールＢ；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：１０００、官能基数：２、水酸基価：１１０、ＥＯ付加比率：０％
・低分子量ポリオールＣ；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：７００、官能基数：３、水酸基価：２４５、ＥＯ付加比率：０％
・低分子量ポリオールＤ；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：６００、官能基数：２、水酸基価：１９０、ＥＯ付加比率：０％
・架橋剤Ａ；数平均分子量：１０５、官能基数：２、水酸基価：１６０３、アミン含有
・架橋剤Ｂ；数平均分子量：９２、官能基数：３、水酸基価：１８２４
・架橋剤Ｃ；数平均分子量：４５０、官能基数：４、水酸基価：５００、アミン含有
・連通過剤；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：５０００、官能基数：３、水酸基価：３５、ＥＯ付加比率：７０％
・触媒Ａ；商品名：ＤＡＢＣＯ ３３ＬＳＩ、エアープロダクツジャパン（株）製
・触媒Ｂ；商品名：ＤＡＢＣＯ ＢＬ−１１、エアープロダクツジャパン（株）製
・整泡剤；商品名：Ｂ８７３８ＬＦ２、エボニックジャパン（株）製
・発泡剤；水
・ポリイソシアネートＡ；クルードＭＤＩ、ＮＣＯ率：３１．５％
・ポリイソシアネートＢ；クルードＭＤＩ、ＮＣＯ率：３１．７％
・ポリイソシアネートＣ；クルードＭＤＩ、ＮＣＯ率：２４．９％
・ポリイソシアネートＤ；クルードＭＤＩ／ＴＤＩ−８０＝２０／８０、ＮＣＯ率：４４．８％
・高分子量ポリオールＡ；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：５０００、官能基数：３、水酸基価：３４、ＥＯ付加比率：１４％
・高分子量ポリオールＢ；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：７０００、官能基数：３、水酸基価：２６、ＥＯ付加比率：１４％
・ポリマーポリオール；数平均分子量：５０００、官能基数：３、水酸基価：２５、固形分：３２％
・低分子量ポリオールＡ；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：２０００、官能基数：２、水酸基価：５６、ＥＯ付加比率：０％
・低分子量ポリオールＢ；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：１０００、官能基数：２、水酸基価：１１０、ＥＯ付加比率：０％
・低分子量ポリオールＣ；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：７００、官能基数：３、水酸基価：２４５、ＥＯ付加比率：０％
・低分子量ポリオールＤ；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：６００、官能基数：２、水酸基価：１９０、ＥＯ付加比率：０％
・架橋剤Ａ；数平均分子量：１０５、官能基数：２、水酸基価：１６０３、アミン含有
・架橋剤Ｂ；数平均分子量：９２、官能基数：３、水酸基価：１８２４
・架橋剤Ｃ；数平均分子量：４５０、官能基数：４、水酸基価：５００、アミン含有
・連通過剤；ポリエーテルポリオール、数平均分子量：５０００、官能基数：３、水酸基価：３５、ＥＯ付加比率：７０％
・触媒Ａ；商品名：ＤＡＢＣＯ ３３ＬＳＩ、エアープロダクツジャパン（株）製
・触媒Ｂ；商品名：ＤＡＢＣＯ ＢＬ−１１、エアープロダクツジャパン（株）製
・整泡剤；商品名：Ｂ８７３８ＬＦ２、エボニックジャパン（株）製
・発泡剤；水
・ポリイソシアネートＡ；クルードＭＤＩ、ＮＣＯ率：３１．５％
・ポリイソシアネートＢ；クルードＭＤＩ、ＮＣＯ率：３１．７％
・ポリイソシアネートＣ；クルードＭＤＩ、ＮＣＯ率：２４．９％
・ポリイソシアネートＤ；クルードＭＤＩ／ＴＤＩ−８０＝２０／８０、ＮＣＯ率：４４．８％
図２乃至図７の実施例１〜２３および比較例１〜７の各々の配合に従って、モールド成形法により各テストピースを製造した。なお、実施例６〜８の配合は同じであるが、実施例６、７、８の順に、金型内への原料の注入量が多く（パック率が高く）されている。そして、それら実施例１〜２３および比較例１〜７の各テストピースに対して、以下の方法によって物性評価を行なった。さらに、フェルトを圧縮することで、比較例８〜１０のフェルト製の各テストピースを製造し、同様の方法によって物性評価を行った。
ＪＩＳ Ｋ ７２２２：２００５に基づいて各テストピースの密度（ｋｇ／ｍ３）を測定した。密度（ｋｇ／ｍ３）は、それの値が小さいほど、軽量であることを示している。この測定値を、図２乃至図７の「密度（ｋｇ／ｍ３）」の欄に示しておく。
ＪＩＳ Ｋ ６４００−２：２０１２ Ｅ法に基づいて各テストピースの２５％圧縮硬さ（Ｎ）を測定した。２５％圧縮硬さ（Ｎ）は、それの値が大きいほど、硬く、嵩上げ材としての機能に優れていることを示している。この測定値を、図２乃至図７の「２５％圧縮硬さ（Ｎ）」の欄に示しておく。
ＪＩＳ Ｋ ６４００−３：２０１１に基づいて各テストピースの反発弾性（％）を測定した。反発弾性（％）は、それの値が大きいほど、高反発であることを示している。この測定値を、図２乃至図７の「反発弾性（％）」の欄に示しておく。
ＪＩＳ Ｋ ７３９１：２００８に基づいて各テストピースの６００Ｈｚ反共振点における損失係数を測定した。損失係数は、それの値が大きいほど、振動を減衰し易く、制振性に優れていることを示している。この測定値を、図２乃至図７の「損失係数」の欄に示しておく。
以上の評価結果から、まず、フェルト製の車両フロアサイレンサを採用した場合には、制振性が非常に悪いことが解る。詳しくは、比較例８〜１０の各テストピースは、フェルト製であり、その損失係数は、０．０１７以下であり、振動がほとんど減衰されず、制振性が非常に悪い。一方、実施例１〜２３の各テストピースは、ウレタンフォーム製であり、その損失係数は、全て、０．０５４以上であり、殆どが、０．０９以上である。このため、ウレタンフォーム製の車両用フロアサイレンサを採用することで、６００Ｈｚ反共振点の低周波域の振動を好適に減衰し、制振性が非常に良いことが解る。
特に、ウレタンフォーム原料のポリオールとして、所定の配合比の高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとポリマーポリオールとを採用することで、高い制振性を発揮可能な車両用フロアサイレンサを製造することが可能である。具体的には、実施例１〜２３の各テストピースでは、高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとポリマーポリオールとが配合されており、高分子量ポリオールの配合量は、ポリオールの全量を１００重量部とした場合に４８〜８５重量部とされ、低分子量ポリオールの配合量は、ポリオールの全量を１００重量部とした場合に２〜２５重量部とされ、ポリマーポリオールの配合量は、ポリオールの全量を１００重量部とした場合に１０〜４６重量部とされている。なお、ポリマーポリオールの配合量は、固形分換算とした場合に、３．２〜１４．７２重量部となる。そして、実施例１〜２３の各テストピースの損失係数は、０．０５４以上であり、殆どが、０．０９以上である。このため、実施例１〜２３の各テストピースによれば、６００Ｈｚ反共振点の低周波域の振動を好適に減衰し、制振性が非常に良いことが解る。また、実施例１〜２３の各テストピースでは、２５％圧縮硬さが４２〜１３０Ｎであり、嵩上げ材としての好適な硬さを有している。さらに言えば、実施例１〜２３の各テストピースでは、反発弾性が３６〜５６％であり、好適な反発弾性を有している。
一方、比較例７のテストピースでは、低分子量ポリオールが配合されていない。また、比較例７のテストピースでは、高分子量ポリオールとポリマーポリオールとが配合されているが、高分子量ポリオールの配合量は、ポリオールの全量を１００重量部とした場合に３０重量部とされ、ポリマーポリオールの配合量は、ポリオールの全量を１００重量部とした場合に７０重量部とされている。そして、比較例７のテストピースの損失係数は、０．０２０と低く、制振性が悪い。さらに言えば、比較例７のテストピースでは、２５％圧縮硬さが高すぎ、反発弾性が低すぎる。
また、比較例５および６の各テストピースでは、高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとポリマーポリオールとが配合されているが、高分子量ポリオールの配合量は、ポリオールの全量を１００重量部とした場合に５５重量部とされ、低分子量ポリオールの配合量は、ポリオールの全量を１００重量部とした場合に３５重量部とされている。そして、比較例５および６の各テストピースの損失係数は、０．０３５以下と低く、制振性が悪い。さらに言えば、比較例５および６の各テストピースでは、反発弾性が低すぎる。
また、比較例４のテストピースでは、低分子量ポリオールとポリマーポリオールとが配合されておらず、ポリオールとして高分子量ポリオールのみが配合されている。このため、高分子量ポリオールの配合量は、ポリオールの全量を１００重量部とした場合に１００重量部となる。そして、比較例４のテストピースの損失係数は、０．０６３と高く、制振性が良い。しかしながら、比較例４のテストピースでは、２５％圧縮硬さが１９Ｎと非常に低く、嵩上げ材としての機能を有していない。
以上のことから、ウレタンフォーム原料のポリオールとして、所定の配合比の高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとポリマーポリオールとを採用することで、具体的には、誤差等を考慮して、ポリオールの全量を１００重量部とした場合に、４０〜９５重量部の高分子量ポリオールと、１〜２５重量部の低分子量ポリオールと、１．６〜１６重量部（固形分１００％換算）のポリマーポリオールとを採用することで、性能の優れた車両用フロアサイレンサを製造することが可能となる。つまり、嵩上げ材としての機能を有するとともに、適度な反発弾性を有し、高い制振性を発揮可能な車両用フロアサイレンサを製造することが可能となる。
また、イソシアネートインデックスが低すぎても高すぎても、制振性が悪くなる。具体的には、比較例２および３の各テストピースでは、所定の配合比の高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとポリマーポリオールとが採用されているが、イソシアネートインデックスが１１５以上とされている。そして、比較例２および３の各テストピースの損失係数は、０．０２０以下と低く、制振性が悪い。さらに、比較例２および３の各テストピースでは、２５％圧縮硬さが１５９Ｎ以上であり、硬すぎる。２５％圧縮硬さと損失係数の関係性は定かではないが、２５％圧縮硬さが１５０Ｎを超えると損失係数が悪くなる傾向が見られる。
また、比較例５のテストピースでは、イソシアネートインデックスが７０とされている。そして、比較例５のテストピースの損失係数は、０．０２５と低く、制振性が悪い。さらに、比較例５のテストピースでは、２５％圧縮硬さが１７１Ｎ以上であり、硬すぎるし、反発弾性が２１％であり、反発弾性が低すぎる。
一方、実施例１〜２３の各テストピースでは、所定の配合比の高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとポリマーポリオールとが採用されており、イソシアネートインデックスが８０〜１１０とされている。そして、実施例１〜２３の各テストピースでは、上述したように、制振性、２５％圧縮硬さ、反発弾性の全てが良い。このことから、イソシアネートインデックスは、誤差を考慮して、７５〜１１０とすることが好ましい。
また、ウレタンフォーム原料のポリオールとして、所定の配合比の高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとポリマーポリオールとを採用した場合であっても、比較例１のテストピースの様に密度が低すぎると制振性が悪くなる。具体的には、所定の配合比の高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとポリマーポリオールとが採用されているが、発泡剤の配合量が多く、密度が４５ｋｇ／ｍ３とされている。そして、比較例１のテストピースの損失係数は、０．０３３と低く、制振性が悪い。
一方、実施例１〜２３の各テストピースでは、所定の配合比の高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとポリマーポリオールとが採用されており、密度が５０〜１１０ｋｇ／ｍ３とされている。そして、実施例１〜２３の各テストピースは、上述したように、高い制振性を有している。このため、車両用フロアサイレンサの密度は、５０〜１１０ｋｇ／ｍ３とすることが好ましい。なお、実施例１〜８の各テストピースでは、高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとポリマーポリオールとの配合比は、全て同じとされており、実施例１〜８の順に、密度が高くされている。そして、実施例２〜５において、密度が６０〜９０ｋｇ／ｍ３とされ、損失係数が０．１３２以上と非常に高い。このことから、車両用フロアサイレンサの密度は、６０〜９０ｋｇ／ｍ３とすることが好ましく、７０〜８０ｋｇ／ｍ３とすることが特に好ましい。
また、ウレタンフォーム原料のポリオールとして採用される低分子量ポリオールは、分子量が所定の範囲（官能基数２〜３、水酸基価６０〜６００に相当する範囲の分子量）であれば、種々のポリオールを採用することが可能である。具体的には、実施例１〜２３の各テストピースでは、分子量が６００〜２０００の４種類の低分子量ポリオールが採用されているが、実施例１〜２３の全ての各テストピースにおいて、性能の優れた車両用フロアサイレンサとなっている。このことから、低分子量ポリオールとして、種々のポリオールを採用することが可能である。
また、実施例１〜２３の各テストピースでは、ウレタンフォーム原料のポリイソシアネートとして、クルードＭＤＩ、若しくは、クルードＭＤＩとＴＤＩとの混合物が採用されており、車両用フロアサイレンサとしての好適な性能を有している。このことから、ポリイソシアネートとして、クルードＭＤＩ、若しくは、クルードＭＤＩとＴＤＩとの混合物を採用することが好ましい。
Claims (9)
- 車両用フロアサイレンサにおいて、
前記車両用フロアサイレンサが、ポリオールと、ポリイソシアネートと、発泡剤と、整泡剤と、触媒とからなるウレタンフォームの組成物を用いて金型内部で作成され、
２５％圧縮硬さ（ＪＩＳ Ｋ ６４００−２：２０１２ Ｅ法に基づく）が、４０〜１５０Ｎであり、
６００Ｈｚ反共振点における損失係数（ＪＩＳ Ｋ ７３９１：２００８に基づく）が、０．０５以上である車両用フロアサイレンサ。 - 前記ポリオールが、
官能基数３〜４、水酸基価２０〜４５であり、前記ポリオールの全量を１００重量部とした場合の含有量が４０〜９５重量部である高分子量ポリエーテルポリオールを含む請求項１に記載の車両用フロアサイレンサ。 - 前記高分子量ポリエーテルポリオールが、
エチレンオキサイドが付加されたものである請求項２に記載の車両用フロアサイレンサ。 - 前記ポリオールが、
官能基数２〜３、水酸基価６０〜６００であり、前記ポリオールの全量を１００重量部とした場合の含有量が１〜２５重量部である低分子量ポリエーテルポリオールを含む請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の車両用フロアサイレンサ。 - 前記低分子量ポリエーテルポリオールが、
プロピレンオキサイドのみが付加されたものである請求項４に記載の車両用フロアサイレンサ。 - 前記ポリオールが、
前記ポリオールの全量を１００重量部とした場合の含有量が１．６〜１６重量部（固形分１００％換算）であるポリマーポリオールを含む請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の車両用フロアサイレンサ。 - 前記ポリマーポリオールが、
官能基数３〜４、水酸基価２０〜４５である請求項６に記載の車両用フロアサイレンサ。 - 前記ポリイソシアネートが、
トルエンジイソシアネートと、４，４‘−ジフェニルメタンジイソシアネートとの少なくとも一方であり、
イソシアネートインデックスが、７５〜１１０である請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の車両用フロアサイレンサ。 - ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、整泡剤、触媒を含むウレタンフォーム原料を混合する混合工程と、
その混合工程で混合された前記ウレタンフォーム原料を金型に注入する注入工程と
を含み、その金型内部で車両用フロアサイレンサを製造する製造方法において、
前記ポリオールは、
官能基数３〜４、水酸基価２０〜４５であり、前記ポリオールの全量を１００重量部とした場合の含有量が４０〜９５重量部である高分子量ポリエーテルポリオールと、
官能基数２〜３、水酸基価６０〜６００であり、前記ポリオールの全量を１００重量部とした場合の含有量が１〜２５重量部である低分子量ポリエーテルポリオールと、
前記ポリオールの全量を１００重量部とした場合の含有量が１．６〜１６重量部（固形分１００％換算）であるポリマーポリオールと
を含む車両用フロアサイレンサ製造方法。
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- 2016-09-06 JP JP2016173538A patent/JP6730889B2/ja active Active
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