JP2630496B2 - 遮音材料 - Google Patents
遮音材料Info
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- JP2630496B2 JP2630496B2 JP2258584A JP25858490A JP2630496B2 JP 2630496 B2 JP2630496 B2 JP 2630496B2 JP 2258584 A JP2258584 A JP 2258584A JP 25858490 A JP25858490 A JP 25858490A JP 2630496 B2 JP2630496 B2 JP 2630496B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、建築材料を含むあらゆる分野に適用される
単板の遮音材料あるいは音響学上、マスバツク拘束シス
テムと呼ばれるサンドイッチ構造防音材の内、高重量層
（Heavy layer）と呼ばれる部分に使われる遮音材料に
関するものである。また、特に良い例としては、車両、
航空機、船舶等の室内に主に動力用エンジン、モーター
等による音を防音するために用いられるサンドイッチ構
造防音材の内の高重量層に使用されるものである。
単板の遮音材料あるいは音響学上、マスバツク拘束シス
テムと呼ばれるサンドイッチ構造防音材の内、高重量層
（Heavy layer）と呼ばれる部分に使われる遮音材料に
関するものである。また、特に良い例としては、車両、
航空機、船舶等の室内に主に動力用エンジン、モーター
等による音を防音するために用いられるサンドイッチ構
造防音材の内の高重量層に使用されるものである。
［従来技術］ 従来、これらの高重量層に用いられる材料は、EPDM、
EVA、PVC、稀にはポリウレタンエラストマー等に、硫酸
バリウム、炭酸カルシウム等を約80重量％以下充填した
物が用いられている。これらは、先ずシート状に成形
し、後加熱して真空または圧空成形し、車体等に装着で
きる形にしている。
EVA、PVC、稀にはポリウレタンエラストマー等に、硫酸
バリウム、炭酸カルシウム等を約80重量％以下充填した
物が用いられている。これらは、先ずシート状に成形
し、後加熱して真空または圧空成形し、車体等に装着で
きる形にしている。
［発明が解決しようとする課題］ 従来技術の遮音材は、比較的安価であり自動車等の遮
音に広く使用されてきた。しかし、近年自動車の高級化
志向の高まりから社内の静寂性が従来以上に要求され遮
音材により高い性能が求められるに至った。
音に広く使用されてきた。しかし、近年自動車の高級化
志向の高まりから社内の静寂性が従来以上に要求され遮
音材により高い性能が求められるに至った。
そこで、本発明者らはより性能の高い遮音材を開発す
るため、従来の遮音材の諸性質を調査したところ一般に
遮音材の遮音性は素材のヤング率が低い方が良好である
ことを知見した。この理由は、音速Ｃが次の式によって
表され伝播物質の弾性率Ｋの関数であることに関係があ
るものと予想される。
るため、従来の遮音材の諸性質を調査したところ一般に
遮音材の遮音性は素材のヤング率が低い方が良好である
ことを知見した。この理由は、音速Ｃが次の式によって
表され伝播物質の弾性率Ｋの関数であることに関係があ
るものと予想される。
K:伝播物質の弾性率 ρ：伝播物質の密度ρ また、音波と遮音材自体の振動が共振し、遮音効果が
下がる所の共振周波数fcは、 （t:遮音材厚み） で表されるが、ヤング率を下げることにより、共振周波
数fcを、実用範囲の数キロHz以下より高くできることに
も関係があると思われる。この現象に対して現実に使用
されている遮音材、具体例をあげればサンドイッチ構造
の高重量層は無発泡あるいは非多孔性であるため、その
ヤング率は軟質のエラストマーでも1.5×106N/m2（20
℃）以上あるのが現状であり、これ以下にすることは困
難であった。すなわち、従来高重量層に用いる材料のヤ
ング率を1.5×106N/m2（20℃）以下にできなかった原因
は、ヤング率が低く、かつ安価で成形容易で、防音以外
の性能にも優れた材料が得られなかったためである。
下がる所の共振周波数fcは、 （t:遮音材厚み） で表されるが、ヤング率を下げることにより、共振周波
数fcを、実用範囲の数キロHz以下より高くできることに
も関係があると思われる。この現象に対して現実に使用
されている遮音材、具体例をあげればサンドイッチ構造
の高重量層は無発泡あるいは非多孔性であるため、その
ヤング率は軟質のエラストマーでも1.5×106N/m2（20
℃）以上あるのが現状であり、これ以下にすることは困
難であった。すなわち、従来高重量層に用いる材料のヤ
ング率を1.5×106N/m2（20℃）以下にできなかった原因
は、ヤング率が低く、かつ安価で成形容易で、防音以外
の性能にも優れた材料が得られなかったためである。
更に車両、航空機、船舶等において、動力用エンジン
やモーターの近くに装着する防音材の高重量層のヤング
率をさらに高いレベルにせざるを得ないのは、これらの
動力源から発生する熱のために、高重量層が軟化あるい
は溶融し、各種不具合を発生するためである。例えば、
ニトリルゴム（NBR）、ブタジエンゴム（BR）、エチレ
ンプロピレンゴム（EPDM）等の一般的エラストマーのヤ
ング率は、約３×106N/m2（20℃）以上のレベルにあ
り、本発明による物より高い。シリコンゴムは105N/m2
（20℃）レベルのヤング率を達成でき、100℃以下の熱
で著しい軟化や溶融をおこすこともないが、非常に高価
格であるので、多少防音効果が劣る材料であっても安価
で面密度を上げたものであれば、これと置き代えること
が難しい。ポリノルボルネンゴムは、多量にオイルを配
合することによって、ヤング率1.5×106N/m2（20℃）以
下を達成できるが、加硫及び成形に160℃×10分以上と
多くの加工エネルギーを要するので好ましくない。
やモーターの近くに装着する防音材の高重量層のヤング
率をさらに高いレベルにせざるを得ないのは、これらの
動力源から発生する熱のために、高重量層が軟化あるい
は溶融し、各種不具合を発生するためである。例えば、
ニトリルゴム（NBR）、ブタジエンゴム（BR）、エチレ
ンプロピレンゴム（EPDM）等の一般的エラストマーのヤ
ング率は、約３×106N/m2（20℃）以上のレベルにあ
り、本発明による物より高い。シリコンゴムは105N/m2
（20℃）レベルのヤング率を達成でき、100℃以下の熱
で著しい軟化や溶融をおこすこともないが、非常に高価
格であるので、多少防音効果が劣る材料であっても安価
で面密度を上げたものであれば、これと置き代えること
が難しい。ポリノルボルネンゴムは、多量にオイルを配
合することによって、ヤング率1.5×106N/m2（20℃）以
下を達成できるが、加硫及び成形に160℃×10分以上と
多くの加工エネルギーを要するので好ましくない。
また、車両エンジン音用防音材では、エンジンの近く
なら車室内側でも約90℃の耐熱性を要するが、現在多く
使われているEPDMでは軟化がおこり、形状が変化する等
して種々不具合が起きやすいので可塑剤の配合等によっ
てさらに弾性率を下げることはできない。ポリ塩化ビニ
ルの融点は200〜210℃と高く、ジオクチルフタレート等
の可塑剤を数十％配合することによって、ヤング率107N
/m2（20℃）レベルが得られるが、可塑剤の移行等の問
題が発生する恐れがある。
なら車室内側でも約90℃の耐熱性を要するが、現在多く
使われているEPDMでは軟化がおこり、形状が変化する等
して種々不具合が起きやすいので可塑剤の配合等によっ
てさらに弾性率を下げることはできない。ポリ塩化ビニ
ルの融点は200〜210℃と高く、ジオクチルフタレート等
の可塑剤を数十％配合することによって、ヤング率107N
/m2（20℃）レベルが得られるが、可塑剤の移行等の問
題が発生する恐れがある。
そこで、本発明は熱によって軟化したり、可塑剤の移
行の心配がなくヤング率の低い成形品を得ることがで
き、且つ遮音効果が従来技術のものに比較して一段と高
くかつ成形成が容易な遮音材を提案することを目的とす
る。
行の心配がなくヤング率の低い成形品を得ることがで
き、且つ遮音効果が従来技術のものに比較して一段と高
くかつ成形成が容易な遮音材を提案することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］ そして、上記した目的を達成するための本考案の特徴
は、ポリプロピレングリコールとポリエチレングリール
の共重合体であって、官能基数２、OH価100mgKOH/g以下
のポリオールと官能基数２以上芳香族ポリイソシアネー
トを型内で重付加反応させて得るポリウレタンエラスト
マーを主たる構成材料とし、かつヤング率が1.5×106N/
m2（20℃）未満であることを特徴とする遮音材料にあ
る。芳香族ポリイソシアネートとしては、ポリフェニル
メタンポリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシ
アネート、カルボシイミド変成ジフェニルメタンジイソ
シアネート、トリレンジイソシアネートの各単体あるい
はこれらを適宜混合したものが利用可能である。また重
付加反応のためによる３級アミン触媒を作用させること
が好ましい。
は、ポリプロピレングリコールとポリエチレングリール
の共重合体であって、官能基数２、OH価100mgKOH/g以下
のポリオールと官能基数２以上芳香族ポリイソシアネー
トを型内で重付加反応させて得るポリウレタンエラスト
マーを主たる構成材料とし、かつヤング率が1.5×106N/
m2（20℃）未満であることを特徴とする遮音材料にあ
る。芳香族ポリイソシアネートとしては、ポリフェニル
メタンポリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシ
アネート、カルボシイミド変成ジフェニルメタンジイソ
シアネート、トリレンジイソシアネートの各単体あるい
はこれらを適宜混合したものが利用可能である。また重
付加反応のためによる３級アミン触媒を作用させること
が好ましい。
本発明の遮音材料は、ポリオールとしてポリマー鎖回
りの回転障壁エネルギー（−Ｃ−Ｃ−Ｃ−）結合に比べ
低い、エーテル結合［（−Ｃ−Ｏ−Ｃ−結合］を主鎖に
持ちかつOH価が100mgKOH/g以下であり、官能基数が２〜
３のポリプロピレングリコールとポリエチレングリコー
ルとの共重合体を用いる。また、一般的ポリウレタンエ
ラストマーやRIMポリウレタン等では用いられる鎖伸長
剤を用いず、これを３級アミン触媒の作用によりNCOind
ex100付近で、化学当量のポリフェニレンポリメチルイ
ソシアネート、またはジフェニルメタンジイソシアネー
ト等の芳香族ポリイソシアネートと、室温、型内で重付
加反応させることにより、従来のエラストマーでは得ら
れない105N/m2（20℃）レベルのヤング率を持つ超軟質
ポリウレタンエラストマー遮音材が得られる。もちろ
ん、予め一部を付加反応させたプレポリマー化した後、
型内ヘポリオール、ポリイソシアネートを注入する工法
を採ることも可能である。
りの回転障壁エネルギー（−Ｃ−Ｃ−Ｃ−）結合に比べ
低い、エーテル結合［（−Ｃ−Ｏ−Ｃ−結合］を主鎖に
持ちかつOH価が100mgKOH/g以下であり、官能基数が２〜
３のポリプロピレングリコールとポリエチレングリコー
ルとの共重合体を用いる。また、一般的ポリウレタンエ
ラストマーやRIMポリウレタン等では用いられる鎖伸長
剤を用いず、これを３級アミン触媒の作用によりNCOind
ex100付近で、化学当量のポリフェニレンポリメチルイ
ソシアネート、またはジフェニルメタンジイソシアネー
ト等の芳香族ポリイソシアネートと、室温、型内で重付
加反応させることにより、従来のエラストマーでは得ら
れない105N/m2（20℃）レベルのヤング率を持つ超軟質
ポリウレタンエラストマー遮音材が得られる。もちろ
ん、予め一部を付加反応させたプレポリマー化した後、
型内ヘポリオール、ポリイソシアネートを注入する工法
を採ることも可能である。
尚、該ポリウレタンエラストマー中には増量剤として
の各種充填剤や、硬度調整用可塑剤等を含有させても良
い。該ポリウレタンエラストマーの音響透過損失は、面
密度が同じ場合従来品より周波数200〜6000Hz付近の全
域にわたって約２〜3dB以上高い。
の各種充填剤や、硬度調整用可塑剤等を含有させても良
い。該ポリウレタンエラストマーの音響透過損失は、面
密度が同じ場合従来品より周波数200〜6000Hz付近の全
域にわたって約２〜3dB以上高い。
また、該ポリウレタンエラストマーは３級アミン触媒
の種類や配合量を適切化することにより、反応射出成形
機により室温付近で約数分以内に脱型できる。
の種類や配合量を適切化することにより、反応射出成形
機により室温付近で約数分以内に脱型できる。
尚、該ポリウレタンエラストマーは現在用いられてい
るポリウレタンエラストマーとは異なるものである。即
ち、現在使われているポリウレタンエラストマーは成形
に約100℃の温度と３〜24時間のキュア時間を要するの
が一般的ある。また、ヤング率も107N/m2（20℃）と本
発明のものより高いレベルにあるのが一般的である。こ
れは現在ポリウレタンエラストマーが使われている用途
が、ポリウレタンの特徴である高い耐摩耗性を要求する
部位であるためである。これらのポリウレタンエラスト
マーでは、本発明のものと異なり、普通1,4−ブタジオ
ールや、3,3′−ジクロロ−4,4′ジアモノジフェニルメ
タン等の鎖伸張剤とプレポリマーも用いる。
るポリウレタンエラストマーとは異なるものである。即
ち、現在使われているポリウレタンエラストマーは成形
に約100℃の温度と３〜24時間のキュア時間を要するの
が一般的ある。また、ヤング率も107N/m2（20℃）と本
発明のものより高いレベルにあるのが一般的である。こ
れは現在ポリウレタンエラストマーが使われている用途
が、ポリウレタンの特徴である高い耐摩耗性を要求する
部位であるためである。これらのポリウレタンエラスト
マーでは、本発明のものと異なり、普通1,4−ブタジオ
ールや、3,3′−ジクロロ−4,4′ジアモノジフェニルメ
タン等の鎖伸張剤とプレポリマーも用いる。
尚、また本発明によるポリウレタンエラストマーは現
在一般に反応射出成形（RIM）によって作られているタ
イプのものとも異なる。これらの現行RIMポリウレタン
は、一般にヤング率が３×108N/m2（20℃）以上のレベ
ルにある硬いもので、自動車用バンパーに用いられてい
るのが一般的であるが、あるいは硬質ポリウレタンフォ
ームという範疇に属するものである。
在一般に反応射出成形（RIM）によって作られているタ
イプのものとも異なる。これらの現行RIMポリウレタン
は、一般にヤング率が３×108N/m2（20℃）以上のレベ
ルにある硬いもので、自動車用バンパーに用いられてい
るのが一般的であるが、あるいは硬質ポリウレタンフォ
ームという範疇に属するものである。
以下、本発明の具体的実施例および比較例について説
明する。
明する。
［実施例］ ・ポリプロピレングリコールとポリエチレングリコール
の共重合体（官能基数:2、OH価:28mgkOH/g旭ガラス社製
エクセトル510） 63重量部 ・炭酸カルシウム 20重量部 ・トリエチレンジアミン（三共プロダクツ社）２重量部 ・ポリフェニルメタンポリイソシアネート（粘度:200cp
s;20℃、NCO％:31 MD化成） ５重量部 を23℃の型内で重付加反応させることにより、面密度3.
8kg/m2、厚み4.0mmのポリウレタンエラストマーシート
を得た。得られたポリウレタンエラストマーのヤング率
は表１の様であった。また、JIS A 1416の方法より、音
響インテンシティーの音響透過損失を測った所、図１の
結果が得られた。
の共重合体（官能基数:2、OH価:28mgkOH/g旭ガラス社製
エクセトル510） 63重量部 ・炭酸カルシウム 20重量部 ・トリエチレンジアミン（三共プロダクツ社）２重量部 ・ポリフェニルメタンポリイソシアネート（粘度:200cp
s;20℃、NCO％:31 MD化成） ５重量部 を23℃の型内で重付加反応させることにより、面密度3.
8kg/m2、厚み4.0mmのポリウレタンエラストマーシート
を得た。得られたポリウレタンエラストマーのヤング率
は表１の様であった。また、JIS A 1416の方法より、音
響インテンシティーの音響透過損失を測った所、図１の
結果が得られた。
［比較例］ ・エチレンプロピレン 11重量部 ・エチレン酢ビゴム 7重量部 ・炭酸カルシウム 73重量部 ・オイル 7重量部 ・粘着剤 2重量部 を配合し、カレンダー成形機により、面密度3.8kg/m2、
厚み20mmのシートを得た。得られたゴムのヤング率は表
１の様であった。また、実施例と同じ方法による音響透
過損失を測った所、図１の様な結果となった。
厚み20mmのシートを得た。得られたゴムのヤング率は表
１の様であった。また、実施例と同じ方法による音響透
過損失を測った所、図１の様な結果となった。
この結果より一般的騒音の範囲である数百Hz〜数kHz
の大部分において本発明の遮音材は比較例よりも遮音効
果が優れることが理解される。
の大部分において本発明の遮音材は比較例よりも遮音効
果が優れることが理解される。
第１図のグラフによると、3kHzを越える音域において
は、本実施例の遮音材は従来技術のものに遮音効果が劣
るが、本発明の遮音材を自動車のエンジンルームの遮音
材として使用する場合は、エンジンの騒音が1kHz以下の
音域であるので全く問題とはならない。
は、本実施例の遮音材は従来技術のものに遮音効果が劣
るが、本発明の遮音材を自動車のエンジンルームの遮音
材として使用する場合は、エンジンの騒音が1kHz以下の
音域であるので全く問題とはならない。
［効果］ 本発明の遮音材料は、ヤング率が1.5×106N/m2未満で
あり、一般的な騒音範囲の大部分において遮音効果が優
れる。また、反応射出成形によって成形が可能である複
雑な形状のものを短時間に成形することができ量産性が
高い効果がある。
あり、一般的な騒音範囲の大部分において遮音効果が優
れる。また、反応射出成形によって成形が可能である複
雑な形状のものを短時間に成形することができ量産性が
高い効果がある。
第１図は本発明の具体的実施例の遮音材料の効果を示す
グラフである。
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 佐々木 秀次 (56)参考文献 特開 昭64−62378（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−183722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−275746（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】ポリプロピレングリコールとポリエチレン
グリコールの共重合体であって、官能基数が２、OH価10
0mgKOH/g以下のポリオールと官能基数２以上の芳香族ポ
リイソシアネートの一部を重付加反応させたプレポリマ
ーを、型内で重付加反応させて得るポリウレタンエラス
トマーを主たる構成材料とし、かつヤング率が1.5×106
N/m2（20℃）未満であることを特徴とする遮音材料。 - 【請求項２】芳香族ポリイソシアネートがポリフェニル
メタンポリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシ
アネート、カルボシイミド変成ジフェニルメタンジイソ
シアネート、トリレンジイソシアネートより選ばれる単
一物あるいはこれらの混合物である請求項１記載の遮音
材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2258584A JP2630496B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | 遮音材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2258584A JP2630496B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | 遮音材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04136015A JPH04136015A (ja) | 1992-05-11 |
| JP2630496B2 true JP2630496B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=17322288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2258584A Expired - Lifetime JP2630496B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | 遮音材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630496B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004526852A (ja) | 2001-05-21 | 2004-09-02 | ハンツマン・インターナショナル・エルエルシー | 極めて軟質のポリウレタンエラストマー |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58183722A (ja) * | 1982-04-21 | 1983-10-27 | Mitui Toatsu Chem Inc | 超低硬度ポリウレタン樹脂組成物 |
| JPS6462378A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Dowa Iron Powder Co Ltd | Sound insulating sealing composition |
-
1990
- 1990-09-26 JP JP2258584A patent/JP2630496B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04136015A (ja) | 1992-05-11 |
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