JP2018171823A - 機能性積層体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多孔質表面層1および樹脂発泡層2が積層されており、前記多孔質表面層1が、少なくとも樹脂発泡層2側で、前記樹脂発泡層2を構成する発泡性樹脂に対する非親和性を有している、機能性積層体10。
【選択図】図1
Description
多孔質表面層および樹脂発泡層が積層されており、
前記多孔質表面層が、少なくとも樹脂発泡層側で、前記樹脂発泡層を構成する発泡性樹脂に対する非親和性を有している、機能性積層体に関する。
本発明の機能性積層体はまた、断熱性にもより優れている。
本発明の機能性積層体はまた、制振性にもより優れている。
本発明の機能性積層体は少なくとも吸音性を備えた積層体に関するものであり、機能性は、吸音性、断熱性および制振性等のうちの少なくとも1つの性能を包含する。
多孔質表面層1は、多孔性を有するものである限り、その形態は、特に限定されず、例えば、繊維不織布であってもよいし、またはポリマー発泡体であってもよい。多孔性とは、微細な多数の空隙(または細孔)を有する特性のことである。多孔質表面層1が多孔性を有するため、多孔質表面層1と樹脂発泡層2との一体化が達成される。本発明において多孔質表面層1は樹脂発泡層2と直接的に接している。
1.05≦Rs/Rf≦1.50 (x2)
1.05≦Rs/Rf≦1.30 (x3)
1.10≦Rs/Rf≦1.15 (x4)
樹脂発泡層2はポリマーの発泡層である。樹脂発泡層を構成するポリマーは、プラスチックの分野で発泡体を構成し得るポリマーとして知られているあらゆるポリマーであってもよい。樹脂発泡層の具体例として、例えば、ポリウレタン発泡層;ポリエチレン発泡層、ポリプロピレン発泡層等のポリオレフィン発泡層;PET発泡層等のポリエステル発泡層;シリコーン発泡層;ポリ塩化ビニル発泡層からなる群から選択されるポリマー発泡層が挙げられる。
本発明の機能性積層体10は、多孔質表面層1と樹脂発泡層2との間に、混層部11を備えている。詳しくは、多孔質表面層1が樹脂発泡層2側に、混層部11を備えている。より詳しくは、多孔質表面層1における樹脂発泡層2側の一部が混層部11に変換されており、換言すると、多孔質表面層1内における樹脂発泡層2側の一部において混層部11が生成している。混層部により、機能性積層体の剛性が向上する。
本発明の機能性積層体は以下の非親和処理工程および発泡成形工程を含む製造方法により製造することができる。
本工程においては、多孔質表面層1の少なくとも一方側に対して非親和処理を行う。多孔質表面層1が少なくとも樹脂発泡層側で非親和性を有するように、多孔質表面層1の少なくとも一方側、好ましくは両方側(すなわち全体)に対して非親和処理を行う。
本工程においては、図2Aに示すように、成形型50内において、発泡成形を行う。成形型50は通常、上型51および下型52からなっている。図2Aは、発泡成形工程の発泡準備段階を説明するための成形型およびその内部の模式的断面図を示す。
本発明の機能性積層体10は、吸音性、断熱性および制振性(特に吸音性)に優れているため、吸音材、断熱材かつ/または制振材(特に吸音材)として有用である。
本発明の機能性積層体10が有用な分野として、例えば、車両(例えば、自動車、トラック、バスおよび電車等)および農業機械(例えば、草刈り機および耕耘機等)等のエンジンを備えた機械等の分野が挙げられる。
各層の各種物性は前記した方法により測定した。なお、グラスウールの接触角の測定には当該グラスウールと同等組成のガラス板を用いた。PETウールの接触角の測定には当該PETウールと同等組成のPET板を用いた。フッ素樹脂をコートしたグラスウールである「グラスウール+フッ素樹脂コート」の接触角の測定には、当該グラスウールと同等組成のガラス板に、当該フッ素樹脂コートと同等組成のフッ素樹脂コートを成膜した板を用いた。フッ素樹脂をコートしたPETウールである「PETウール+フッ素樹脂コート」の接触角の測定には、当該PETウールと同等組成のPET板に、当該フッ素樹脂コートと同等組成のフッ素樹脂コートを成膜した板を用いた。接触角の測定に使用した上記板の表面粗さは共通してRaが1.6μm以下であった。
吸音率(α):
日本音響エンジニアリング社製 垂直入射吸音率測定システム WinZacMTXを使用し、測定周波数範囲 200〜4800Hz(1/3オクターブバンド)にて、内径40mmの音響管を用いた垂直入射吸音率の測定(JIS A 1405−2、ISO 10534−2準拠)を行い、1000〜4000Hzの平均垂直入射吸音率を算出した。測定試料は、各実施例/比較例で得られた機能性積層体から直径40mmの円柱状にくり抜いたものを使用した。測定試料としての機能性積層体は、多孔質表面層1側から音が入射されるように配置した。非親和処理を行わなかったこと以外ことなく、同様の多孔質表面層を用いた比較例における吸音率からの増加幅に基づいて評価した。
◎:3.0%≦増加幅;(最良)
○:1.0%≦増加幅<3.0%;(良)
△:0.5%≦増加幅<1.0%;(実用上問題なし)
×:増加幅<0.5%。
NETZSCH社製 定常法熱伝導率測定装置 HFM436/3/1Lambdaを使用し、測定温度30℃にて、機能性積層体の厚み方向の熱伝導率をJIS A1412−2第2部熱流計法に基づいて測定した。
・非親和処理工程
平均繊維径約7.5μmのグラスウールAを、表1に記載の平均空隙率および厚みになるよう熱プレス成形し、グラスウール成形体の全体にフッ素樹脂コーティング剤(FG5030C;(株)フロロテクノロジー製)を含浸し、常温乾燥させ、多孔質表面層1を得た。
発泡性樹脂20として表1のポリウレタンフォームの原料をミキサーで混合し、図2Aに示すように、下型52の成形面520上に注入し、当該発泡性樹脂20の上に多孔質表面層1を配置させた。その後、25℃および常圧の環境下で、図2Bに示すように、上型51を閉じ、発泡が開始されると、発泡性樹脂20が膨張し、上型51と下型52との間のキャビティ(寸法100mm×100mm×25mm)内を充たし、樹脂発泡層2が形成された。その後、成形体を脱型することにより、多孔質表面層1、樹脂発泡層2および混層部11を有する機能性積層体を得た。
・非親和処理工程
平均繊維径約3.5μmのグラスウールBを、表1に記載の平均空隙率および厚みになるよう熱プレス成形し、グラスウール成形体の全体にフッ素樹脂コーティング剤(FG5030C;(株)フロロテクノロジー製)を含浸し、常温乾燥させ、多孔質表面層1を得た。
・発泡成形工程
この多孔質表面層1を用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、機能性積層体を得た。
・非親和処理工程
平均繊維長51mmおよび繊度2.2デニール(繊維径16.31μm)のPET繊維を、表1に記載の平均空隙率および厚みになるよう、ニードルパンチにてシート状に成形しPETウールを得た。PETウールの全体にフッ素樹脂コーティング剤(FG5030C;(株)フロロテクノロジー製)を含浸し、常温乾燥させ、多孔質表面層1を得た。
・発泡成形工程
この多孔質表面層1を用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、機能性積層体を得た。
フッ素樹脂コーティング剤の含浸を行わなかったこと以外、実施例2と同様の方法により、機能性積層体を得た。
フッ素樹脂コーティング剤の含浸を行わなかったこと以外、実施例4と同様の方法により、機能性積層体を得た。
フッ素樹脂コーティング剤の含浸を行わなかったこと以外、実施例5と同様の方法により、機能性積層体を得た。
グラスウールB:平均繊維径約3.5μmおよび平均繊維長約50mmの硝子繊維(グラスウールBによる多孔質表面層1の目付 実施例4:960g/m2、比較例2:960g/m2)
PETウール:平均繊維長51mmおよび繊度2.2デニール(平均繊維径約16μm)のPET繊維(PETウールによる多孔質表面層1の目付 実施例5:540g/m2、比較例3:540g/m2)
フッ素樹脂コート:フッ素樹脂コーティング剤(FG5030C;(株)フロロテクノロジー製)
ポリウレタンフォームAの原料:DKシステム(第一工業製薬(株)製)
2:樹脂発泡層
10:機能性積層体
11:混層部
12:多孔質表面層の外表面
13:多孔質表面層における樹脂発泡層との界面
20:発泡性樹脂
22:樹脂発泡層における多孔質表面層との界面
50:成形型
51:上型
52:下型
520:下型の成形面
Claims (21)
- 多孔質表面層および樹脂発泡層が積層されており、
前記多孔質表面層が、少なくとも樹脂発泡層側で、前記樹脂発泡層を構成する発泡性樹脂に対する非親和性を有している、機能性積層体。 - 前記多孔質表面層が、少なくとも樹脂発泡層側で、前記非親和性に起因して、前記多孔質表面層への前記発泡性樹脂の移動を阻害する、請求項1に記載の機能性積層体。
- 前記多孔質表面層が、少なくとも樹脂発泡層側で、前記発泡性樹脂に対する接触角θsとして15°以上を示す、請求項1または2に記載の機能性積層体。
- 前記多孔質表面層が、少なくとも樹脂発泡層側に、フッ素樹脂を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質表面層が、樹脂発泡層側で、樹脂発泡層と直接的に接している、請求項1〜4のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質表面層が80〜99.5%の平均空隙率を有する、請求項1〜5のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質表面層が1〜50mmの厚みを有する、請求項1〜6のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質表面層が繊維不織布である、請求項1〜7のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質表面層が無機繊維および/または有機繊維の不織布である、請求項1〜8のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質表面層の繊維不織布を構成する繊維が0.005〜50μmの平均繊維径を有する、請求項8または9に記載の機能性積層体。
- 前記樹脂発泡層が0.04〜800μmの平均空隙径を有する、請求項1〜10のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記樹脂発泡層がポリウレタン発泡層、ポリオレフィン発泡層、ポリエステル発泡層、シリコーン発泡層およびポリ塩化ビニル発泡層からなる群から選択されるポリマー発泡層である、請求項1〜11のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質表面層が前記樹脂発泡層側に、前記樹脂発泡層と前記多孔質表面層との混層部を備えている、請求項1〜12のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記混層部が0.2〜1.7mmの厚みを有する、請求項13に記載の機能性積層体。
- 前記混層部が60〜200μmの平均空隙径を有する、請求項13または14に記載の機能性積層体。
- 前記混層部が50〜90%の平均空隙率を有する、請求項13〜15のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記機能性積層体は吸音材、断熱材かつ/または制振材として使用される、請求項1〜16のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記機能性積層体は、前記樹脂発泡層側が熱源および/または音源に接触するように配置され使用される、あるいは、前記多孔質表面層側が熱源および/または音源に非接触で対向するように配置され使用される、請求項1〜17のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記機能性積層体は、自動車のエンジンおよびトランスミッションを含むパワートレイン部材のためのカバー部材として、使用される、請求項1〜18のいずれかに記載の機能性積層体。
- 請求項1〜19のいずれかに記載の機能性積層体の製造方法であって、
前記多孔質表面層の少なくとも一方側に対して、前記樹脂発泡層を構成する発泡性樹脂に対する非親和処理を行う、非親和処理工程;および
成形型内において、前記樹脂発泡層を構成する発泡性樹脂の発泡成形を、前記多孔質表面層の前記一方側で行う発泡成形工程を含む、方法。 - 前記非親和処理がフッ素樹脂コート処理である、請求項20に記載の機能性積層体の製造方法。
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