JP2022076286A - 積層体及びその製造方法、並びに防音部材 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性を維持し、軽量かつ、特に高周波音に対する防音性に優れた積層体及び防音部材、並びに前記積層体の製造方法を提供する。【解決手段】連続且つ開放な気泡を有し、流れ抵抗が３５０，０００Ｎ・ｓ／ｍ４以下、且つ密度が１０ｋｇ／ｍ３以上であり、１５ｍｍ超の厚さを有するウレタンフォーム層と、熱可塑性樹脂を含む樹脂層とを備え、密度が７０ｋｇ／ｍ３以上であり、且つ１０ｍｍ幅で測定したモジュラスが０．０１Ｎ・ｍ２以上である積層体。【選択図】なし

Description

本発明は、積層体及びその製造方法、並びに防音部材に関する。

吸音や遮音などの目的で、樹脂とウレタンの複合体を用いることが検討されている。
例えば、特許文献１においては、主に建築用内装材等の吸音・緩衝材として壁材等に用いられる吸音・緩衝材として、吸音・緩衝性能を有する合成樹脂発泡体シ－トの一面に粘着材層を形成し、該シートに直線の凹圧歪みラインを形成した吸音・緩衝材が開示されている。
また、特許文献２では、低周波数域で、吸音性に優れた吸音部材を得るために、被膜付き多孔質吸音材の裏面を、貼付面積率が５～７０％で、基体に部分的に貼付し、一体化することが開示されている。
特許文献３では、防音・防振効果の優れたエンジンカバーを得るために、樹脂をインサートしてウレタンを型内発泡する方法が開示されている。

特開平１１－２１０１０８号公報 特開平１０－８５９１号公報 特開２００３－２７９５８号公報

しかし、特許文献３のように、ウレタンを型内発泡すると、ウレタンフォーム層は、スキン層を有したり、ウレタンフォームの気泡が独立気泡となり、気泡が非開放であったため、遮音性が十分出せなかった。また、部材の表面が繊維シート、薄いフィルム等であったため、剛性が不十分であった。部材の剛性が不十分であると、部材の形状を維持しにくく、また部材の形状を利用して、騒音源の筐体に部材を固定することができなかった。

本発明は、剛性を維持し、軽量かつ、特に高周波音に対する防音性に優れた積層体及び防音部材、並びに前記積層体の製造方法を提供することを目的とし、該目的を解決することを課題とする。

＜１＞ 連続且つ開放な気泡を有し、流れ抵抗が３５０，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以下、且つ密度が１０ｋｇ／ｍ^３以上であり、１５ｍｍ超の厚さを有するウレタンフォーム層と、
熱可塑性樹脂を含む樹脂層と
を備え、密度が７０ｋｇ／ｍ^３以上であり、且つ１０ｍｍ幅で測定したモジュラスが０．０１Ｎ・ｍ^２以上である積層体。

＜２＞ 前記ウレタンフォーム層の厚さが、５０ｍｍ以下である＜１＞に記載の積層体。
＜３＞ 厚さが２０～５５ｍｍである＜１＞又は＜２＞に記載の積層体。
＜４＞ 前記樹脂層の面密度が０．１５～０．５０ｇ／ｃｍ^２である＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の積層体。
＜５＞ 前記積層体の密度が２５０ｋｇ／ｍ^３以下である＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の積層体。
＜６＞ 前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド系熱可塑性樹脂及びポリオレフィン系熱可塑性樹脂からなる群より選択される１つ以上を含む＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の積層体。
＜７＞ 前記ウレタンフォーム層が、前記樹脂層に隣接している＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の積層体。

＜８＞ ＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の積層体を用いた防音部材。

＜９＞ ゲートを有する型の型内にウレタンスラブを設置し、型締めした後、前記型内に熱可塑樹脂を射出し、前記熱可塑性樹脂を含む樹脂層の賦形と同時に、前記樹脂層とウレタンフォーム層とを接合する積層体の製造方法。

本発明によれば、剛性を維持し、軽量かつ、特に高周波音に対する防音性に優れた積層体及び防音部材、並びに前記積層体の製造方法を提供することができる。

＜積層体＞
本発明の積層体は、連続且つ開放な気泡を有し、流れ抵抗が３５０，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以下、且つ密度が１０ｋｇ／ｍ^３以上であり、１５ｍｍ超の厚さを有するウレタンフォーム層と、熱可塑性樹脂を含む樹脂層とを備え、密度が７０ｋｇ／ｍ^３以上であり、且つ１０ｍｍ幅で測定したモジュラスが０．０１Ｎ・ｍ^２以上である。
本発明の積層体は、上記構成のウレタンフォーム層と樹脂層以外の層を備えていてもよいが、高温環境下および高湿環境下における層同士の剥離を抑制する観点から、ウレタンフォーム層は、樹脂層に隣接していることが好ましい。
本発明の積層体は、連続且つ開放な気泡を有し、流れ抵抗が３５０，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以下、且つ密度が１０ｋｇ／ｍ^３以上であり、１５ｍｍ超の厚さを有するウレタンフォーム層を備えることで、高周波音に対する防音性に優れる。また、熱可塑性樹脂を含む樹脂層を備えることで、軽量でありながら剛性を維持することができ、密度が７０ｋｇ／ｍ^３以上であり、且つ１０ｍｍ幅で測定した積層体のモジュラスが０．０１Ｎ・ｍ^２以上となる。

（モジュラス）
積層体のモジュラスは、１０ｍｍ幅で測定したモジュラスが０．０１Ｎ・ｍ^２以上である。
積層体の剛性をより向上する観点から、１０ｍｍ幅の積層体のモジュラスは、０．０２Ｎ・ｍ^２以上であることが好ましく、０．０３Ｎ・ｍ^２以上であることがより好ましい。
積層体のモジュラスの上限は特に制限されないが、通常、０．０７Ｎ・ｍ^２以下であることが好ましく、０．０６Ｎ・ｍ^２以下であることがより好ましい。
積層体のモジュラスは、下記手法により測定することができる。

積層体を縦１００ｍｍ、横１０ｍｍの試験片に切り出す。樹脂層を研削で切り出した後ウレタンを刃物で裁断してもよいし、ウォータージェットなどで一度に切り出してもよい。試験片の樹脂層の端部をクリップなどの金具などで挟み固定して、Ｌ＝１０５ｍｍの間隔の支点間距離に設定した三点曲げ治具（ＪＩＳ Ｋ７１７１（２０１０）準拠）の上に樹脂層を上にして設置し、試験片の樹脂層表面に圧子で力を加えて３点曲げ試験を行う。剛性は試験力と変位の傾きから算出することが出来る。圧子で加えた荷重（Ｗ）[Ｎ]、試験片の撓み（δ）［ｍｍ］、及び支点間距離（Ｌ）［ｍｍ］から、下記式により積層体のモジュラス（ＥＩ）［Ｎ・ｍｍ^２］を算出できる。
ＥＩ＝〔（ΔＷ／Δδ）×Ｌ^３〕／（４８）
なお、ΔＷ／Δδは３点曲げ試験の初期の傾きから算出される。

（密度）
積層体は、密度が７０ｋｇ／ｍ^３以上である。
積層体の密度（ρＬ）が７０ｋｇ／ｍ^３未満であると、積層体の剛性を得ることができない。
積層体の密度は、７５ｋｇ／ｍ^３以上であることが好ましく、８５ｋｇ／ｍ^３以上であることがより好ましい。また、積層体の密度は、通常、２５０ｋｇ／ｍ^３以下である。
積層体の密度は、ＪＩＳ Ｋ ７１１２（１９９９年）に準拠した方法により測定することができる。

（厚さ）
また、積層体の厚さ（ＴＬ）は、２０～５５ｍｍであることが好ましい。
積層体の厚さが、２０ｍｍ以上であることで、積層体の剛性をより向上することができ、５５ｍｍ以下であることで積層体をより軽量にすることができる。
積層体の厚さは２２ｍｍ以上であることがより好ましく、２５ｍｍ以上であることが更に好ましい。また、積層体の厚さは５０ｍｍ以下であることがより好ましく、４５ｍｍ以下であることが更に好ましい。

（面密度）
積層体の面密度は、０．１７～０．７０ｇ／ｃｍ^２であることが好ましい。
積層体の面密度（ρＡＬ）が、０．１７ｇ／ｃｍ^２以上であることで高周波音に対する防音性を改善することができ、０．７０ｇ／ｃｍ^２以下であることで質量増を抑えることができる。
積層体の面密度は０．２０ｇ／ｃｍ^２以上であることがより好ましく、０．２２ｇ／ｃｍ^２以上であることが更に好ましい。また、積層体の面密度は０．６０ｇ／ｃｍ^２以下であることがより好ましく、０．５５ｇ／ｃｍ^２以下であることが更に好ましい。
積層体の面密度は、打抜き刃などの加工により所定の形状に加工した後、秤で計測するこができる。

〔ウレタンフォーム層〕
ウレタンフォーム層は、連続且つ開放な気泡を有し、流れ抵抗が３５０，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以下、且つ密度が１０ｋｇ／ｍ^３以上であり、１５ｍｍ超の厚さを有する。
ウレタンフォーム層が備える気泡が、連続かつ開放な気泡であることで、ウレタンフォーム層が高周波音を吸音し易い。気泡は、例えば筒状の孔である場合、孔の一方が開放していてもよいし、全部が開放していてもよく、防音効果を高める観点から、全部が開放していることが好ましい。ただし、ウレタンフォーム層が、例えば、樹脂層と隣接する場合、ウレタンフォーム層の樹脂層側の気泡は、通常、非開放である。

（流れ抵抗）
流れ抵抗は、ウレタンフォーム層中の空気の流れにくさを表す指標であり、３５０，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４を超えると、高周波音に対する防音効果を発現することができない。
積層体の高周波音に対する防音効果をより高める観点から、ウレタンフォーム層の流れ抵抗は、３００，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以下であることが好ましく、２００，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以下であることがより好ましく、１００，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以下であることが更に好ましい。
ウレタンフォーム層の流れ抵抗の下限は特に限定されないが、５００Ｎ・ｓ／ｍ^４以上であることが好ましく、８００Ｎ・ｓ／ｍ^４以上であることがより好ましく、１，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以上であることが更に好ましい。
流れ抵抗は、例えば、日本音響エンジニアリング社製の流れ抵抗測定装置により測定することができる。
なお、積層体の製造にあたり、ウレタンフォーム層の原料として用いるウレタンスラブの流れ抵抗と、製造された積層体のウレタンフォーム層の流れ抵抗とは、通常、変わらず、同等である。

（厚さ）
ウレタンフォーム層の厚さ（Ｔｕ）は、１５ｍｍ超である。
ウレタンフォーム層の厚さが、１５ｍｍ以下であると、高周波音に対する防音効果を向上することができない。
ウレタンフォーム層の厚さは、積層体をより軽量にする観点から５０ｍｍ以下であることが好ましい。
ウレタンフォーム層の厚さは１７ｍｍ以上であることがより好ましく、２０ｍｍ以上であることが更に好ましい。また、ウレタンフォーム層の厚さは４５ｍｍ以下であることがより好ましく、４０ｍｍ以下であることが更に好ましい。

（密度）
ウレタンフォーム層の密度（ρｕ）は、１０ｋｇ／ｍ^３以上である。
ウレタンフォーム層の密度が、１０ｋｇ／ｍ^３未満であると、高周波音に対する防音効果を向上することができない。密度の上限は特に制限されないが、積層体の質量増を抑える観点から、９０ｋｇ／ｍ^３以下であることが好ましい。
ウレタンフォーム層の密度は１７ｋｇ／ｍ^３以上であることがより好ましく、２０ｋｇ／ｍ^３以上であることが更に好ましい。また、ウレタンフォーム層の密度は８５ｋｇ／ｍ^３以下であることがより好ましく、８０ｋｇ／ｍ^３以下であることが更に好ましい。
ウレタンフォーム層の密度は、ＪＩＳ Ｋ７２２２（２００５年）の見掛け密度の測定方法に準拠した方法により測定することができる。

（せん断弾性率）
ウレタンフォーム層のせん断弾性率（Ｅ）は、３００，０００Ｎ／ｍ^２以下であることが好ましい。
ウレタンフォーム層のせん断弾性率が、３００，０００Ｎ／ｍ^２以下であることで、高周波音に対する防音効果をより向上することができる。せん断弾性率の下限は特に制限されないが、通常、５０Ｎ／ｍ^２以上である。
ウレタンフォーム層のせん断弾性率は６０，０００Ｎ／ｍ^２以上であることがより好ましく、７０，０００Ｎ／ｍ^２以上であることが更に好ましい。また、ウレタンフォーム層のせん断弾性率は２５０，０００Ｎ／ｍ^２以下であることがより好ましく、２００，０００Ｎ／ｍ^２以下であることが更に好ましい。
ウレタンフォーム層のせん断弾性率は、日本音響エンジニアリング社製の弾性率測定システムなどを利用して測定することができ、サンプルにせん断力を加えた状態で加振し振動伝達特性から、弾性率を測定する。
なお、積層体の製造にあたり、ウレタンフォーム層の原料として用いるウレタンスラブのせん断弾性率と、製造された積層体のウレタンフォーム層のせん断弾性率とは、通常、変わらず、同等である。

（セル数）
ウレタンフォーム層は、セル数が２０～８０個／２５ｍｍであることが好ましい。
セル数が２０個／２５ｍｍ以上であることで、高周波音に対する防音効果をより向上することができ、８０個／２５ｍｍ以下であることで剛性の低下を抑制することができる。
ウレタンフォーム層のセル数は２５個／２５ｍｍ以上であることがより好ましく、３０個／２５ｍｍ以上であることが更に好ましい。また、ウレタンフォーム層のセル数は６５個／２５ｍｍ以下であることがより好ましく、６０個／２５ｍｍ以下であることが更に好ましい。
ウレタンフォーム層のセル数は、ＪＩＳ Ｋ６４００－１（２００４）の附属書１に記載される方法で測定することができる。

（多孔度）
ウレタンフォーム層の多孔度は、０．９０以上であることが好ましい。
ウレタンフォーム層の多孔度が、０．９０以上であることで、高周波音に対する防音効果をより向上することができる。多孔度は通常１．００未満である。
ウレタンフォーム層の多孔度は０．９２以上であることがより好ましく、０．９５以上であることが更に好ましい。
ウレタンフォーム層の多孔度は、空隙の体積をＶ_Ｖ、かさ体積をＶＴとして、多孔度Φ＝Ｖ_Ｖ／Ｖ_Ｔであるが、ここでは投入材料の真密度とかさ密度から容易に算出することができる。
なお、積層体の製造にあたり、ウレタンフォーム層の原料として用いるウレタンスラブの多孔度と、製造された積層体のウレタンフォーム層の多孔度とは、通常、変わらず、同等である。

（面密度）
ウレタンフォーム層の面密度（ρＡｕ）は、０．０１～０．３０ｇ／ｃｍ^２であることが好ましい。
ウレタンフォーム層の面密度が、上記範囲であることで、吸音性能を高めることができる。
ウレタンフォーム層の面密度は０．０２ｇ／ｃｍ^２以上であることがより好ましく、０．０３ｇ／ｃｍ^２以上であることが更に好ましい。また、ウレタンフォーム層の面密度は０．２７ｇ／ｃｍ^２以下であることがより好ましく、０．２５ｇ／ｃｍ^２以下であることが更に好ましい。
ウレタンフォーム層の面密度は、定尺でカットした後に秤などで計測する事で算出することができる。

ウレタンフォームは、エーテル系ウレタンフォームであってもよいし、エステル系ウレタンフォームであってもよい。
エーテル系ウレタンとは、ウレタンを構成するポリオールの主成分（全ポリオール中８０モル％以上）がポリエーテルポリオールであるウレタンをいう。エステル系ウレタンとは、ウレタンを構成するポリオールの主成分（全ポリオール中８０モル％以上）がポリエステルポリオールであるウレタンをいう。
耐水性及び耐湿性の観点から、ウレタンフォームは、エーテル系ウレタンフォームであることが好ましい。エーテル系ウレタンにおいて、ポリオールはエステル基を含んでいてもよいが、全ポリオール中のエステル基含有濃度が、２０モル％以下であることが好ましい。ポリオールは、ポリエーテルポリオール１種を単独で用いてもよいし、ポリエーテルポリオール以外のポリオール１種又は２種以上を混合して用いてもよい。

本発明におけるウレタンフォームを得る方法は、例えば、ウレタンの合成反応において、水を発泡剤としポリイソシアナートとの反応で二酸化炭素を発生させる方法が用いられる。
ここで、連続且つ開放な気泡を得るには、ウレタンフォームにおいて十分な発泡をさせた発泡体に対し、厚み方向に裁断すればよい。
流れ抵抗を３５０，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以下とするには、ウレタンの厚みを厚くしたり、セル数を細かくすればよい。
ウレタンフォームの密度を１０ｋｇ／ｍ^３以上とするには、ウレタンの合成反応に用いる水の添加量を適宜調整すればよい。
また、連続且つ開放な気泡を有し、流れ抵抗が３５０，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以下、且つ密度が１０ｋｇ／ｍ^３以上であり、１５ｍｍ超の厚さを有するウレタンフォームは、市販品を用いてもよい。

〔樹脂層〕
樹脂層は、熱可塑性樹脂を含む。
本発明の積層体が樹脂層を備えることで、剛性に優れる。樹脂層は、例えば、熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を溶融混練し、型内で成形することにより得られる。
高周波音に対する防音効果をより向上する観点から、樹脂層は発泡樹脂層であってもよい。

（密度）
樹脂層の密度（ρｒ）は、３００～２０００ｋｇ／ｍ^３であることが好ましい。密度が３００ｋｇ／ｍ^３以上であれば、積層体の剛性をより向上することができる。密度が２０００ｋｇ／ｍ^３以下であれば、吸音性効果に影響を及ぼしにくい。上記観点から、熱可塑性樹脂の密度は、１０００～１９００ｋｇ／ｍ^３であることがより好ましく、１２００～１８００ｋｇ／ｍ^３であることが更に好ましい。

（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂、ポリスチレン系熱可塑性樹脂、ポリアミド系熱可塑性樹脂、ポリエステル系熱可塑性樹脂等が挙げられる。
ポリオレフィン系熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂（プロピレン単独重合体）、プロピレンとα－オレフィンとのランダム共重合体又はブロック共重合体等が挙げられる。なお、α－オレフィンは、エチレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－へキセン、１－へプテン、１－オクテン、１－ノネン、１－デセン等が挙げられる。
ポリスチレン系熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂もしくはＰＭＭＡ樹脂等が挙げられる。
ポリアミド系熱可塑性樹脂としては、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２等が挙げられる。
ポリエステル系熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアクリレート等が挙げられる。
熱可塑性樹脂は１種のみを用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。

以上の中でも、熱可塑性樹脂は、剛性及び汎用性の観点から、ポリアミド系熱可塑性樹脂及びポリオレフィン系熱可塑性樹脂からなる群より選択される１つ以上を含むことが好ましく、ポリアミド系熱可塑性樹脂及びポリプロピレン樹脂からなる群より選択される１つ以上を含むことがより好ましく、ポリアミド系熱可塑性樹脂であることが更に好ましい。

熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）は、積層体の剛性をより向上する観点から、５，０００～１０，０００，０００であることが好ましく、７，０００～１，０００，０００であることがより好ましく、１０，０００～１，０００，０００であることが更に好ましい。
数平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより検出器として屈折計を用いて測定し、単分散ポリスチレンを標準としたポリスチレン換算で求められる。
熱可塑性樹脂の融点は、熱可塑性樹脂の熱分解を抑制する観点から、２５０℃以下であることが好ましい。熱可塑性樹脂の融点は、通常、１２０℃以上である。
熱可塑性樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、積層体の剛性及び製造容易性の観点から、１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおいて、１～４０ｇ／１０分であることが好ましく、５～３０ｇ／１０分であることがより好ましい。
ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ７２１０－１（２０１４）に準拠した方法で測定すればよい。

熱可塑性樹脂を含む組成物には、発泡剤、増量剤、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難然剤、防カビ剤、可塑剤、カップリング剤、電気伝導性フィラー、磁性体フィラー、熱伝導性フィラー、帯電防止材剤、弾性微粒子等の改質剤を必要に応じて含有させることができる。

（面密度）
樹脂層の面密度（ρＡｒ）は、０．１５～０．８０ｇ／ｃｍ^２であることが好ましい。
樹脂層の面密度が、０．１５ｇ／ｃｍ^２以上であることで、剛性を確保することができ、０．５０ｇ／ｃｍ^２以下であることで軽量な積層体を得ることができる。
樹脂層の面密度は０．２０ｇ／ｃｍ^２以上であることがより好ましい。また、樹脂層の面密度は０．５０ｇ／ｃｍ^２以下であることがより好ましく、０．３０ｇ／ｃｍ^２以下であることが更に好ましい。
樹脂層の面密度は、積層体の面密度から、投入するウレタンの面密度を差し引くことにより算出するこができる。積層体の面密度は、積層体を定尺にカットした後、秤量し、算出すればよい。

（厚さ）
樹脂層の厚さ（Ｔｒ）は、０．５０～５．００ｍｍであることが好ましい。
樹脂層の厚さが、０．５０ｍｍ以上であることで、積層体の剛性をより向上することができ、５．００ｍｍ以下であることで積層体をより軽量にすることができる。
樹脂層の厚さは０．８５ｍｍ以上であることがより好ましく、１．１０ｍｍ以上であることが更に好ましい。また、樹脂層の厚さは３．２０ｍｍ以下であることがより好ましく、２．８０ｍｍ以下であることが更に好ましい。

＜積層体の製造方法＞
本発明の積層体の製造方法は、既述のウレタンフォーム層と樹脂層とを積層し得る方法であれば、特に制限されない。ただし、ウレタンフォーム層と樹脂層とは、接着剤又は粘着剤を介して積層せず、ウレタンフォーム層が、樹脂層に隣接するように積層することが好ましい。ウレタンフォーム層が、樹脂層に隣接するように積層されることで、積層体が、高温環境下、高湿環境下等に置かれても、ウレタンフォーム層と樹脂層とが剥離しにくい。
ウレタンフォーム層が、樹脂層に隣接するように積層する積層体の製造方法は、例えば、次の方法が挙げられる。

当該製造方法は、ゲートを有する型の型内にウレタンスラブを設置し、型締めした後、前記型内に熱可塑樹脂を射出し、前記熱可塑性樹脂を含む樹脂層の賦形と同時に、前記樹脂層とウレタンフォーム層とを接合する方法である。

型は、互いに嵌合する容器状の金型が用いられ、通常、凸状の上型（コア）及び凹状の下型（キャビティ）を有する。上型及び下型のいずれか一方に、キャビティに溶融樹脂を射出することができるゲートを有する。ゲートには、熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を溶融混練することができるシリンダーが連結されていることが好ましい。ゲートはランナー、スプルーを介しロケートリングに繋がり、ロケータリングにて射出成形機のシリンダーのノズルに接続される。
樹脂層の厚さを制御するために、凹状の型内にスペーサを設けてもよいし、容易に交換できる入れ子式としても良い。また、圧受け部にスペーサを設けてもよい。また、製造された積層体を金型から取り出しやすいように、下型にイジェクタを備えていてもよい。

ウレタンスラブを金型に入れる前に、予め、上型と下型を加熱しておくことが好ましい。ウレタン側の金型の温度をＴｕ、樹脂層が形成される側の金型の温度をＴｒとしたとき、Ｔｒ及びＴｕは、射出注入される溶融樹脂の種類によって異なるが、例えば、Ｔｒは、４０～１００℃とすればよく、Ｔｕは、２０～８０℃とすればよい。

通常、ゲートを有する下型（キャビティ）の型内にウレタンスラブを設置する。
ウレタンスラブは、連続且つ開放な気泡を有し、流れ抵抗が３５０，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以下であるウレタンフォームを所望の形状のスラブ（ブロック）に加工したものを用いればよい。ウレタンスラブの形状は、通常、下型（キャビティ）の底面形状と同一の形状にするが、キャビティの底面形状の一部が覆われる形状としてもよい。ウレタンスラブの厚さは、積層体のウレタンフォーム層の厚さの範囲と同じ範囲とすればよい。

次いで、上型を下げて、又は、下型を上げて、型締めを行う。このとき、金型は、所定のキャビティ間隔（Ｌ０）に保つことが好ましい。
キャビティ間隔（Ｌ０）の調整は、スペーサの大きさを制御して行えばよい。キャビティ間隔（Ｌ０）は、ウレタンスラブの質量及び溶融樹脂の質量によって異なるが、例えば、Ｌ０は、０．５～３．５ｍｍとすればよい。

型締めした後、型内に熱可塑樹脂を射出する。
具体的には、金型が完全に閉まった状態で、所定のシリンダー温度（Ｔｓ）で溶融させた熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を、所定の射出速度（ｖ）でゲートから型内に射出することが好ましい。その後、溶融樹脂に保圧（Ｐ）を加えて、樹脂を型内に充填させ、この状態で、所定の冷却時間（Ｔｃ）冷却し、保持することが好ましい。
ここで、シリンダー温度（Ｔｓ）は、熱可塑性樹脂の融点により異なるが、例えば、１５０～２５０℃とすればよい。射出速度（ｖ）は、例えば、１０～８０ｍｍ／ｓとすることができ、保圧（Ｐ）は、３～５０ＭＰａとすればよい。また、冷却時間（Ｔｃ）は成形品の大きさにもよるが、例えば、１０～１５０秒とすればよい。

次いで、上型をゆっくりと上げて、又は下型をゆっくりと下げて、成型品（積層体）を金型から取り出す。成型品の取出しは、イジェクタを使用してもよいし、成型品の端部、凸部等を利用して取出してもよい。

＜防音部材＞
本発明の防音部材は、本発明の積層体を用いてなる。
そのため、本発明の防音部材は剛性を維持し、高周波音に対する防音性に優れる。
本発明の防音部材は、剛性と高周波音に対する防音性が求められる部品、製品等に好適である。そのような部品としては、例えば、車両部品、建築部品等が挙げられる。車両部品としては、エンジンカバーに用いることができる。

次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。

＜材料＞
１．ウレタンスラブ
ウレタンフォーム層形成用材料として、表１に示す特性を有するウレタンスラブを用意した。表１中のウレタン１～ウレタン３は、下記製品である。表１に示すウレタン１～ウレタン３の特性は、メーカー仕様書に記載された値である。

ウレタン１：
エーテル系ウレタンフォーム、ブリヂストン製ポリウレタンフォーム「ＴＰ」
ウレタン２：
エーテル系ウレタンフォーム、ブリヂストン製ポリウレタンフォーム「ＶＯ」
ウレタン３：
エーテル系ウレタンフォーム、ブリヂストン製ポリウレタンフォーム「ＤＯ」

表１中のウレタン４～ウレタン５は、シミュレーションによる仮想のウレタンスラブである。表１に示すウレタン４～ウレタン５の特性は、シミュレーションに用いた設定値である。
シミュレーションは、日本音響エンジニアリング社製、積層構造音響特性予測ソフトウェア、商品名「ＳＴＲＡＴＩ－ＡＲＴＺ」を用いて行った。

２．熱可塑性樹脂
樹脂層形成用材料として、下記内容の熱可塑性樹脂を用意した。
ＰＡ：ポリアミド系熱可塑性樹脂、ポリアミド６、ユニチカ社製、商品名「ＵＢＥ ユニチカナイロン Ａ３１３０」

＜積層体の製造＞
〔実施例１〕
互いに嵌合する容器状の金型であって、凸状の上型（コア）及び凹状の下型（キャビティ）を有する金型を用いる。また、下型の底面には、キャビティに溶融樹脂を射出することができるゲートを有する。ゲートには、熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を溶融混練することができるシリンダーが連結されている。ゲートはランナー、スプルーを介しロケートリングに繋がり、ロケータリングにて射出成形機のシリンダーのノズルに接続される。

ウレタンスラブ（ウレタン１）を、長さ２００ｍｍ×幅２００ｍｍ×厚さ３０ｍｍに裁断し、下型（キャビティ）の型内中央に、ウレタンスラブを設置する。
金型が完全に閉まった状態で、シリンダー温度（Ｔｓ）を１８０℃として溶融させたポリアミド系熱可塑性樹脂（ＰＡ）を、ゲートから下型に射出する。
その後、成形後の積層体におけるウレタン層の厚みが表２に示した数値になるよう、溶融樹脂に低い保圧（Ｐ）を加え、型内に樹脂を充填させる。この状態で、６０秒冷却し、保持する
熱可塑樹脂の硬化後、上型をゆっくりと上げて、成形品を取り出す。
このようにして、実施例１の成形品（積層体１）を製造する。
積層体１は、ポリアミド系熱可塑性樹脂（ＰＡ）の樹脂層と、ウレタン１のウレタンフォーム層とからなる二層体である。

〔実施例２～４〕
熱可塑性樹脂の種類、ウレタンスラブの種類、を表２に示す内容に変更したほかは、成形後の積層体におけるウレタン層の厚みが表２に示した数値になるよう、実施例１と同様にして、実施例２、３及び４の積層体を製造する。
積層体２は、ポリアミド系熱可塑性樹脂（ＰＡ）の樹脂層と、ウレタン２のウレタンフォーム層とからなる二層体である。
積層体３は、ポリアミド系熱可塑性樹脂（ＰＡ）の樹脂層と、ウレタン３のウレタンフォーム層とからなる二層体である。
積層体４は、ポリアミド系熱可塑性樹脂（ＰＡ）の樹脂層と、ウレタン２のウレタンフォーム層とからなる二層体であるが、樹脂層厚が大きい点で積層体２と異なる。

〔比較例１〕
比較例１は、ウレタンフォーム層を有しない樹脂層のみの成形品１０１を製造した。
成形品１０１は、ウレタンスラブを用いずに、実施例３の設定条件と同じ条件で製造した。
成形品１０１は、ポリアミド系熱可塑性樹脂（ＰＡ）の樹脂層からなる単層体である。

〔比較例２〕
比較例２の成形品１０２として、ウレタン２のウレタンフォーム層からなる単層体を用いた。

〔比較例３～６〕
熱可塑性樹脂の種類とウレタンスラブの種類を表２に示す内容に変更したほかは、成形後の積層体におけるウレタン層の厚みが表２に示した数値になるよう、実施例１と同様にして、比較例３～６の積層体１０３～１０６を製造する。

実施例及び比較例の積層体又は成形品の厚み構成、面密度及び密度を表２に示す。
比較例１及び２成形品の面密度は、成形品の定尺にカットした後、秤量することで測定した。それ以外の実施例及び比較例の積層体の面密度は、樹脂種類、ウレタン種類、プレス後の樹脂及びウレタンの厚さから類推したものである。

＜評価＞
実施例及び比較例の積層体又は成形品の防音性、モジュラス、及び剛性を、次の方法で確認し、結果を表３に示した。

１．防音性評価（吸音箱を用いた測定）
比較例１及び２の成形品１０１及び１０２を試験体として用いた。
５００ｍｍ×８００ｍｍ×高さ７００ｍｍの大きさで、一辺が開放している吸音箱を開口部が上側になるように置き、吸音箱の中にスピーカーを入れた。次いで、吸音箱の開口部を、中央に２００ｍｍ×２００ｍｍの開口を有する板で塞いだ。この際、板の開口部がスピーカーの真上になるよう位置を調整した。更に、板の開口部を試験体で塞いで、隙間をテープで塞いだ。ウレタンフォーム層を備える積層体及び成形品はウレタンフォーム層側をスピーカーと対峙させ、ウレタンフォーム層を有しない成形品１０１は樹脂層をスピーカーと対峙させた。
吸音箱の外側であって、試験体から２０ｃｍ離れた場所にマイクロフォンを設置し、スピーカーから音（４ｋＨｚ）を出し、マイクロフォンで感知した音の強さを測定した。
試験体が無いときの音の強さをＩ_０、試験体が有るときの音の強さをＩ_Ｓとして、透過損失（吸音箱、２００ｍｍ）を下記式から算出した。
透過損失（吸音箱、２００ｍｍ）＝１０Ｌｏｇ（Ｉ_Ｓ／Ｉ_０）
実施例１～４、及び比較例３～６の積層体の透過損失については、上記測定データから推測した。

透過損失の値が大きい程、防音性に優れることを意味する。
透過損失（吸音箱、２００ｍｍ）の数値が４７．０ｄＢ以上の結果を○（良好）とし、４７．０ｄＢ未満の結果を×（不良）として、表３に示した。

２．質量
比較例１及び２の成形品を直径４０ｍｍサイズの円形に加工し、質量を測定した。結果を表３に示す。
実施例１～４、及び比較例３～６の積層体の質量については、シミュレーションの設定値により計算した。
質量が５．５ｇ以下である場合を○（良好）、５．５ｇ超１０．０ｇ以下である場合を△（許容範囲）、１０．０ｇ超である場合を×（不良）として表３に示した。

３．積層体又は成形品のモジュラス
比較例１及び２の成形品を１０ｍｍ幅に裁断し、下記手法によりモジュラスを測定した。
成形品を縦１００ｍｍ、横１０ｍｍの試験片に切り出す。切り出しはウォータージェットで切り出した。試験片の樹脂層の端部をクリップなどの金具などで挟み固定して、Ｌ＝１０５ｍｍの間隔の支点間距離に設定した三点曲げ治具（ＪＩＳ Ｋ７１７１（２０１０）準拠）の上に樹脂層を上にして設置し、試験片の樹脂層表面に圧子で力を加えて３点曲げ試験を行った。剛性は試験力と変位の傾きから算出した。圧子で加えた荷重（Ｗ）[Ｎ]、試験片の撓み（δ）［ｍｍ］、及び支点間距離（Ｌ）［ｍｍ］から、下記式により成形品のモジュラス（ＥＩ）［Ｎ・ｍｍ^２］を算出した。
ＥＩ＝〔（ΔＷ／Δδ）×Ｌ^３〕／（４８）
なお、ΔＷ／Δδは３点曲げ試験の初期の傾きから算出した。
実施例１～４、及び比較例３～６の積層体のモジュラスについては、上記測定データから推測した。

４．剛性評価
剛性評価は、樹脂層を有する積層体及び成形品について行った。
比較例１及び２の成型品１０１及び１０２に凹凸をつけ形状を固定し、十分に形状保持が出来ているかについての評価を表３に示した。また、その他の積層体及び成形品については、シミュレーションの設定値により計算したうえ、成形品１０１及び１０２の試験結果から類推し、評価を表３に示した。
○：十分に形状保持ができて、剛性が良好
×：十分に形状保持ができず、剛性が不良

圧子で加えた荷重（Ｗ）[Ｎ]、試験片の撓み（δ）［ｍｍ］、及び支点間距離（Ｌ）［ｍｍ］から、下記式によりモジュラス（ＥＩ）［Ｎ・ｍｍ^２］を算出した。
ＥＩ＝〔（ΔＷ／Δδ）×Ｌ^３〕／（４８）
なお、ΔＷ／Δδは３点曲げ試験の傾きから算出される。

５．総合判定
透過損失、質量、１０ｍｍ幅のモジュラス、及び剛性評価の結果において、×評価を有する場合を、総合判定として×（不良）とし、また、×評価を含まないものを総合判定として○（良好）とした。結果を表３に示す。

表３からわかるように、連続且つ開放な気泡を有し、流れ抵抗が３５０，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以下、且つ密度が１０ｋｇ／ｍ^３以上であり、１５ｍｍ超の厚さを有するウレタンフォーム層と熱可塑性樹脂を含む樹脂層とを備える実施例の積層体は、密度が７０ｋｇ／ｍ^３以上であり、且つ１０ｍｍ幅で測定したモジュラスが０．０１Ｎ・ｍ^２以上であり、透過損失が比較例の成形品よりも大きく、防音性に優れ、軽量を維持している上、剛性に優れる。

本発明の積層体は、剛性を維持し、軽量かつ、特に高周波音に対する防音性に優れるため、車両部品、建築部品として好適であり、特に、防音カバー、エンジンカバーとして好適である。

Claims (9)

1. 連続且つ開放な気泡を有し、流れ抵抗が３５０，０００Ｎ・ｓ／ｍ^４以下、且つ密度が１０ｋｇ／ｍ^３以上であり、１５ｍｍ超の厚さを有するウレタンフォーム層と、
   熱可塑性樹脂を含む樹脂層と
   を備え、密度が７０ｋｇ／ｍ^３以上であり、且つ１０ｍｍ幅で測定したモジュラスが０．０１Ｎ・ｍ^２以上である積層体。
2. 前記ウレタンフォーム層の厚さが、５０ｍｍ以下である請求項１に記載の積層体。
3. 厚さが２０～５５ｍｍである請求項１又は２に記載の積層体。
4. 前記樹脂層の面密度が０．１５～０．５０ｇ／ｃｍ^２である請求項１～３のいずれか１項に記載の積層体。
5. 前記積層体の密度が２５０ｋｇ／ｍ^３以下である請求項１～４のいずれか１項に記載の積層体。
6. 前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド系熱可塑性樹脂及びポリオレフィン系熱可塑性樹脂からなる群より選択される１つ以上を含む請求項１～５のいずれか１項に記載の積層体。
7. 前記ウレタンフォーム層が、前記樹脂層に隣接している請求項１～６のいずれか１項に記載の積層体。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の積層体を用いた防音部材。
9. ゲートを有する型の型内にウレタンスラブを設置し、型締めした後、前記型内に熱可塑樹脂を射出し、前記熱可塑性樹脂を含む樹脂層の賦形と同時に、前記樹脂層とウレタンフォーム層とを接合する積層体の製造方法。