JP4910337B2 - 複合発泡成形体からなる吸音材 - Google Patents

Description

本発明は、主に吸音材として利用可能な、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維からなる複合発泡成形体に関する。

ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体の用途として、緩衝包装材、バンパーコア材、自動車部材などがある。近年、自動車産業では車内居住快適性を追求する傾向にあり、吸音性を有する部材が多く採用されている。自動車部材に用いられるポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体についても吸音性能が求められるようになってきている。

ポリオレフィン系樹脂発泡成形体は通常吸音性能を有しておらず、自動車部材として用いられる場合は、吸音材である繊維と積層して用いられる。繊維はコスト高・重量増・機械的強度が弱い、などの欠点を有しており、更にポリオレフィン系樹脂発泡成形体と積層するため厚みが大きくなり、厚い設置スペースが必要あった。ポリオレフィン系樹脂発泡成形体に吸音性能を付与することで、上記繊維の欠点を補うことができ、更に設置スペースも薄くすることが可能である。

ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体に吸音性能を付与する技術としては、吸音材として利用可能な連通した空隙を有するポリオレフィン系樹脂発泡成形体があり、例えば特許文献１に、示差走査熱量測定により観察される特定の結晶構造を有し、Ｌ／Ｄが２〜１０の柱状ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子を、金型内に充填率が４０〜５５％となり且つ粒子相互が不規則な方向を向くように充填させた後、蒸気で加熱する方法が開示されている。

また、特許文献２に特定形状のポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子を加熱成形する方法が開示されている。ここで開示されている技術は、中空円筒ないし中空異形状、あるいは断面形状が十字形のような凹凸を有するポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子を使用することを特徴としている。

これら特許文献１、特許文献２などに開示されているポリオレフィン系樹脂発泡成形体は、特定の周波数で高い吸音率ピークを持つことを特徴としており、特定の周波数領域では吸音率が高いが、その他の周波数領域では０．３程度の低い吸音率を有することができない。そのため広い周波数領域で高い吸音率を有するポリオレフィン系樹脂発泡成形体の開発が待たれている。
特開平３−２２４７２７号公報 特開平７−１３８４００号公報

従って、本発明の課題はポリオレフィン樹脂発泡成形体に広い周波数領域で高い吸音率を付与することができる複合成形体を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維が一体化された複合発泡成形体が、広い周波数領域で高い吸音率を有し、更に高い圧縮強度を有することを見出し本発明の完成に至った。

すなわち本発明の第１は、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維が共連続的に一体化されてなる複合発泡成形体からなる吸音材であって、前記ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子が、示差走査熱量測定によって得られるＤＳＣ曲線に二つの融解ピークを有し、該低温側ピークの融解熱量α（Ｊ／ｇ）、該高温側ピークの融解熱量β（Ｊ／ｇ）とした時、β／（α＋β）が０．３５以上０．７５以下であることを特徴とする複合発泡成形体からなる吸音材に関する。

本発明の第２は、前記ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維を、金型内に充填し加熱して融着一体化することを特徴とする前記記載の複合発泡成形体からなる吸音材の製造方法に関する。

好ましい態様としては、
（１）前記ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維を、金型内に充填し加熱して融着一体化することを特徴とする、
（２）前記ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の基材樹脂として用いたポリオレフィン系樹脂の融点をＴｍ（℃）としたとき、温度がＴｍ−２５（℃）〜Ｔｍ（℃）の水蒸気で成形することを特徴とする、
（３）前記繊維として、前記ポリオレフィン系予備発泡粒子の成形温度よりも軟化点が高い繊維を用いることを特徴とする、
前記記載の複合発泡成形体からなる吸音材の製造方法に関する。

本発明の複合発泡成形体は、圧縮強度と広い周波数領域で高い吸音率を発揮する。また、発泡体層と繊維層からなる積層体と比して、軽量化、及び、省スペースが可能となる。そのため、この複合発泡成形体は、自動車部材、土木・建築資材、産業用資材等において吸音材等に好適に使用し得る。特に、嵩上げ材、ティビアパッド、ラゲージボックス、側突材等の自動車部材に吸音性能を付与する場合に好適に使用し得る。

本発明の複合成形体は、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維が共連続的に一体化されてなる。共連続的に一体化するとは、複合成形体を構成するポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子間に繊維が入り込んでいる状態を言う。

ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維の混合比率は要求される吸音性能や強度によって任意に設定することが出来る。ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の混合比率が高いと重量が軽く、圧縮強度が強くなるが、吸音性能が劣る傾向がある。また繊維の混合比率が高いと吸音性能は良好であるが、重量が重く、圧縮強度が弱くなる傾向がある。これらのバランスから混合比を採用することが可能であるが、圧縮強度と吸音性のうの両立という観点からは、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の占める割合は概ね、２０％重量以上８０重量％以下であることが好ましい。

複合発泡成形体の製造方法としては、１）ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維の両方を金型内に充填し加熱して融着一体化することで複合発泡成形体とする方法、２）ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子のみを金型内に充填し、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子を過剰に二次発泡させずに、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子同士の空隙が残るように加熱してポリオレフィン系樹脂発泡成形体とし、後加工によって繊維を空隙に埋め込み複合発泡成形体とする方法、などが挙げられる。

ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維の両方を金型内に充填し加熱して融着一体化することで複合発泡成形体とする方法としては、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子を金型に充填した後に繊維を充填する方法や、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維を金型内へ充填する前に予め混合する方法、などが挙げられるが、複合発泡成形体を構成する繊維部分の均一分散性の点から金型内へ充填する前に予め混合する方法が好ましい。

金型内へ充填する前に予め混合する方法としては、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維を容器に入れ、容器内に空気を流入させることでポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維をエアーブローする、水やグリセリン等の少量の水系媒体を添加し、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の表面に繊維を付着させる、等の方法が挙げられる。

ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維を一緒に金型内に充填し加熱して融着一体化する際には、従来から知られているポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の成形方法により、複合発泡成形体にすることができる。例えば、イ）ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子を無機ガスで加圧処理してポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子内に無機ガスを含浸させ所定の予備発泡粒子内圧を付与した後、金型に充填し、水蒸気で加熱融着させる方法、ロ）ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子をガス圧力で圧縮して金型に充填し、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の回復力を利用して、水蒸気で加熱融着させる方法、ハ）特に前処理することなくポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子を金型に充填し、水蒸気で加熱融着させる方法、などの方法が利用し得る。

前記無機ガスとしては、空気、窒素、酸素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、炭酸ガスなどが使用できる。これらは単独で用いても、２種以上混合使用してもよい。これらの中でも、汎用性の高い空気、窒素が好ましい。

成形の際にポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維を水蒸気により加熱、融着させる場合は、水蒸気温度が低すぎると融着が不十分となり、複合発泡成形体としての形状を保持できない場合がある。逆に、水蒸気温度が高すぎるとポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の二次発泡力が高くなるため、複合発泡成形体内におけるポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の体積比率が大きくなることで、繊維が保持する吸音性能を発揮できず、高い吸音率を得ることが困難となる場合がある。発泡粒子間の融着性と吸音性能を両立させるには、基材樹脂として用いたポリオレフィン系樹脂の融点をＴｍ（℃）としたとき、温度がＴｍ−２５（℃）〜Ｔｍ（℃）の水蒸気で成形することが好ましく、更には温度がＴｍ−２０（℃）〜Ｔｍ（℃）の水蒸気で成形することがより好ましい。

ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子のみを金型内に充填し、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子を過剰に二次発泡させずに、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子同士の空隙が残るように加熱して融着一体化しポリオレフィン系樹脂発泡成形体とし、ポリオレフィン系樹脂発泡成形体に後加工によって繊維を埋め込み複合発泡成形体とする方法としては、繊維を水系分散媒に分散させることで解繊し、この繊維を含んだ水系分散物をポリオレフィン系樹脂発泡成形体に吹き付けることで、ポリオレフィン系樹脂発泡成形体の空隙に繊維を埋め込む、ポリオレフィン系樹脂発泡成形体の片側から吸引し繊維を空隙に導入する方法などが挙げられる。

本発明において使用するポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子は、ポリオレフィン系樹脂を原料として予備発泡することで作られる。ポリオレフィン系樹脂とは、オレフィン単位を５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上含む樹脂をいい、その具体例としては、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）、低分子量ポリエチレンなどのポリエチレン類、プロピレンホモポリマー、α−オレフィン−プロピレンランダム共重合体、α−オレフィン−プロピレンブロック共重合体などのポリプロピレン類、ポリブテンなどのその他のポリオレフィンホモポリマー類などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。特に、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレン−１−ブテンランダム共重合体、プロピレン−１−ブテンランダム共重合体が良好な発泡性を示し、好適に使用し得る。

機械的強度、耐熱性に優れた型内発泡成形体を得るには、前記ポリオレフィン系樹脂の融点は、１１０℃以上１６５℃以下であることが好ましく、更に好ましくは１１５℃以上１６０℃以下である。メルトインデックス（以下、ＭＩ値）は、０．５ｇ／１０分以上３０ｇ／１０分以下であることが好ましく、更に好ましくは０．５ｇ／１０分以上１５ｇ／１０分である。

前記融点が１１０℃以上１６５℃以下のポリオレフィン系樹脂を用いた場合、十分な、耐熱性、機械的強度と、型内発泡成形時の融着を確保することできる傾向にある。前記ＭＩ値が０．５ｇ／１０分以上３０ｇ／１０分以下のポリオレフィン系樹脂を用いた場合、発泡セルが破泡しにくく、高発泡倍率のポリオレフィン系予備発泡粒子が得られる傾向にある。

ここで、前記融点とは、示差走査熱量計によってポリオレフィン系樹脂１〜１０ｍｇを４０℃から２２０℃まで１０℃／分の速度で昇温し、その後４０℃まで１０℃／分の速度で冷却し、再度２２０℃まで１０℃／分の速度で昇温した時に得られるＤＳＣ曲線における吸熱曲線のピーク温度をいう。また、前記ＭＩ値とはＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠し、温度２３０℃、荷重２．１６Ｋｇで測定した値である。

次に、本発明のポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の製造方法について述べる。ポリオレフィン系樹脂は、既知の方法を用いて、例えば、押出機、ニーダー、バンバリーミキサー（商標）、ロール等を用いて溶融して、１粒の重量が０．２〜１０ｍｇ、好ましくは０．５〜６ｍｇのポリオレフィン系樹脂粒子に加工される。一般的には、押出機を用いて溶融し、ストランドカット法にて製造することが好ましい。例えば、円形ダイスからストランド状に押出されたポリオレフィン系樹脂を水、空気等で冷却、固化させたものを切断して、所望の形状のポリオレフィン系樹脂粒子を得る。

前記樹脂粒子製造の際、セル造核剤を添加することにより、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子のセル径を所望の値に調整することが出来る。セル造核剤としては、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、カオリン、酸化チタン、ベントナイト、硫酸バリウム等の無機系造核剤が一般に使用される。セル造核剤の添加量は、使用するポリオレフィン系樹脂の種類、セル造核剤の種類により異なり一概には規定できないが、ポリオレフィン系樹脂粒子１００重量部に対して、概ね０．００１重量部以上２重量部以下であることが好ましい。

更に、ポリオレフィン系樹脂粒子の製造の際、必要により種々の添加剤を、ポリオレフィン系樹脂の特性を損なわない範囲内で添加することができる。添加剤としては、例えば、；カーボンブラック、有機顔料などの着色剤；アルキルジエタノールアミド、アルキルジエタノールアミン、ヒドロキシアルキルエタノールアミン、脂肪酸モノグリセライド、脂肪酸ジグリセライドなどのノニオン系界面活性剤からなる帯電防止剤；ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（商標）、ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６（商標）、ＩＲＧＡＮＯＸ１３３０（商標）、ＩＲＧＡＮＯＸ１４２５ＷＬ（商標）、ＩＲＧＡＮＯＸ３１１４（商標）、ＵＬＴＲＡＮＯＸ６２６（商標）等のヒンダードフェノール系酸化防止剤；ＩＲＧＡＦＯＳ１６８（商標）、ＩＲＧＡＦＯＳ Ｐ−ＥＰＱ（商標）、ＩＲＧＡＦＯＳ１２６（商標）、ＷＥＳＴＯＮ６１９（商標）等のリン系加工安定剤；ＨＰ−１３６（商標）等のラクトン系加工安定剤；ＦＳ０４２（商標）等のヒドロキシルアミン系加工安定剤、ＩＲＧＡＮＯＸ ＭＤ１０２４（商標）等の金属不活性剤；ＴＩＮＵＶＩＮ３２６（商標）、ＴＩＮＵＶＩＮ３２７（商標）等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；ＴＩＮＵＶＩＮ１２０（商標）等のベンゾエート系光安定剤；ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ１１９（商標）、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ９４４（商標）、ＴＩＮＵＶＩＮ６２２（商標）、ＴＩＮＵＶＩＮ７７０（商標）等のヒンダードアミン系光安定剤；ハロゲン系難燃剤および三酸化アンチモン等の難燃助剤；ＦＬＡＭＥＳＴＡＢ ＮＯＲ１１６（商標）、ＭＥＬＡＰＵＲ ＭＣ２５（商標）等の非ハロゲン系難燃剤；ハイドロタルサイト、ステアリン酸カルシウム等の酸中和剤；ＩＲＧＡＳＴＡＢ ＮＡ１１（商標）等の結晶核剤；エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド等の滑剤などが例示される。

本発明におけるポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の製造には、従来から知られている方法を利用できる。例えば、密閉容器内に、上記樹脂粒子、発泡剤、分散剤および分散助剤を含む水系分散媒を仕込み、攪拌しながら昇温して一定温度（以下、発泡温度という場合がある）として樹脂粒子に発泡剤を含浸させ、必要に応じて発泡剤を追加添加して、密閉容器内を一定圧力（以下、発泡圧力という場合がある）に保持した後、密閉容器下部から内容物を密閉容器内圧より低圧雰囲気下に放出する方法により予備発泡粒子が製造される。使用する密閉容器には特に限定はなく、予備発泡粒子製造時における容器内圧力、容器内温度に耐えられるものであればよいが、例えばオートクレーブ型の耐圧容器が挙げられる。

前記発泡剤としては、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、イソペンタン、ノルマルペンタン等の脂肪族炭化水素およびそれらの混合物；空気、窒素、二酸化炭素等の無機ガス；水などが挙げられる。

発泡剤の使用量は、使用するポリオレフィン系樹脂の種類、発泡剤の種類、目的とする発泡倍率等により異なり、一概には規定できないが、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、概ね２重量部以上６０重量部以下であることが好ましい。

前記分散剤として、例えば、塩基性第三リン酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム等の難水溶性無機化合物が使用されることが好ましい。分散助剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、直鎖アルキルフィンスルホン酸ソーダ等のアニオン系界面活性剤を使用することが好ましい。これらの中でも塩基性第三リン酸カルシウムと直鎖アルキルフィンスルホン酸ソーダの使用が良好な分散性を得ることが出来るので好ましい。これら分散剤及び分散助剤の使用量は、その種類や用いるポリオレフィン系樹脂の種類・量、発泡剤の種類などによって異なるが、通常、水１００重量部に対して、分散剤０．１重量部以上３重量部以下、分散助剤０．０００１重量部以上０．１重量部以下であることが好ましい。

また、ポリオレフィン系樹脂粒子の水中での分散性を良好なものにするために、通常、水１００重量部に対して該樹脂粒子２０重量部以上１００重量部以下使用するのが好ましい。

この様にして密閉容器内に調整されたポリオレフィン系樹脂粒子の水系分散物は、攪拌下、所定の発泡温度まで昇温され、一定時間、通常５〜１８０分間、好ましくは１０〜６０分間保持されるとともに、密閉容器内の圧力は上昇し、発泡剤が樹脂粒子に含浸される。この後、所定の発泡圧力になるまで発泡剤が追加供給され、一定時間、通常５〜１８０分間、好ましくは１０〜６０分間保持される。かくして、発泡温度、発泡圧力で保持されたポリオレフィン系樹脂粒子の水系分散物を、密閉容器下部に設けられたバルブを開放して低圧雰囲気下（通常は大気圧下）に放出することによりポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子を製造することができる。

樹脂粒子の水系分散物を低圧雰囲気に放出する際、流量調整、倍率バラツキ低減などの目的で２〜１０ｍｍφの開口オリフィスを通して放出することもできる。また、発泡倍率を高くする目的で、上記低圧雰囲気を飽和水蒸気で満たす場合もある。

発泡温度は、用いるポリオレフィン系樹脂の融点[Ｔｍ（℃）]、発泡剤の種類等により異なり、一概には規定できないが、概ねＴｍ−３０（℃）〜Ｔｍ＋１０（℃）の範囲から決定される。また、発泡圧力は、用いるポリオレフィン系樹脂の種類、発泡剤の種類、所望の予備発泡粒子の発泡倍率によって異なり、一概には規定できないが、概ね１〜８ＭＰａ（ゲージ圧）の範囲から決定される。

かくして得られた本発明に用いるポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子は、示差走査熱量測定によって得られるＤＳＣ曲線に２つの融解ピークを有し、該低温側ピークの融解熱量α（Ｊ／ｇ）、該高温側ピークの融解熱量β（Ｊ／ｇ）としたときのβ／（α＋β）が０．３５以上０．７５以下であることが好ましく、更に好ましくは０．４０以上０．７０以下である。β／（α＋β）が０．３５未満の場合、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の二次発泡力が高くなるため、混合成形体内におけるポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の体積比率が大きくなることで、繊維が保持する吸音性能を発揮できず、高い吸音率を得ることが困難となる傾向がある。β／（α＋β）が０．７５を超えると発泡粒子と繊維の融着が困難となる傾向がある。

ここで、予備発泡粒子の示差走査熱量測定によって得られるＤＳＣ曲線とは、予備発泡粒子１〜１０ｍｇを示差走査熱量計によって１０℃／分の昇温速度で４０℃から２２０℃まで昇温したときに得られるＤＳＣ曲線のことである。図２に示す通り、得られたＤＳＣ曲線の極大点Ａを通る直線とＤＳＣ曲線との低温側の接点をＢ、高温側の接点をＣとする。線分ＡＢとＤＳＣ曲線で囲まれた面積から低温側ピークの融解熱量α（Ｊ／ｇ）、線分ＡＣとＤＳＣ曲線で囲まれた面積から高温側ピークの融解熱量β（Ｊ／ｇ）が算出される。

また、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の形状は、特に限定は無いが、複合成形体となしたときに繊維が入り込む空隙が出来るような形状とすることが好ましく、例えば、柱状形状、特開平０７−１３７０６３号公報記載の形状を採用することが好ましい。

本発明の複合成形体を構成する繊維は、天然繊維でも合成繊維でも良いが、合成繊維を使用することが、繊維の太さや繊維の単位の長さ、また繊維体の分布等を調整しやすく、複合発泡成形体の吸音性能をコントロールしやすい為好ましい。

本発明においては合成繊維としては、公知の合成繊維の中から適宜選択して使用することができ、例えばナイロン、ポリアクリロニトリル、ポリアセテレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等を好適に使用することができる。これらの合成繊維の中でもポリオレフィン系樹脂発泡粒子との一体成形性を考えた場合、ポリオレフィン予備発泡粒子の成形温度よりも軟化点が高い繊維を選択することが好ましく、ポリエステル系繊維を使用することがより好ましい。ポリオレフィン予備発泡粒子の成形温度よりも軟化点が高い繊維を用いた場合、成形後も繊維全体が軟化しにくいことから、繊維としての特性を維持したまま、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子間に入り込むことが可能となる。

別の好ましい態様としては、ポリオレフィン予備発泡粒子の成形温度よりも軟化点が高い繊維に、ポリオレフィン予備発泡粒子の成形温度よりも軟化点の低い繊維を配合することで、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と一体成形する際に、その成形温度範囲で一部の繊維のみ軟化させることができ、その軟化する繊維をバインダーとしてポリオレフィン予備発泡粒子と融着させることが可能となる。

以上によって得られたポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維を用いて、ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維が共連続的に一体化された複合発泡成形体を製造することができる。

このようにして得られた本発明の複合発泡成形体は、空隙率が、好ましくは２０％以上７０％以下である。なお本発明において複合発泡成形体の空隙率は、直方体形状の複合発泡成形体の外形寸法より見掛け体積Ｖ（ｃｍ³）を求め、更に直方体形状の複合発泡成形体を一定量のエタノールを入れたメスシリンダー中に浸漬し、その時の増加容積Ｖ₁（ｃｍ³）を測定することで、次式により測定することができる。
空隙率（％）＝（Ｖ−Ｖ₁）／Ｖ×１００

次に、本発明のポリオレフィン系樹脂発泡成形体の製造方法を実施例および比較例を挙げて、更に詳細に説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
ポリオレフィン系樹脂として、ＭＩ＝７／１０分、融点１４６℃のランダムポリプロピレンを用い、セル造核剤としてタルク３０００ｐｐｍを添加して押出機内で溶融混練した後、円形ダイよりストランド状に押出し、水冷後、カッターで切断し、一粒の重量が１．８ｍｇ／粒、円柱形状のポリオレフィン系樹脂粒子を得た。

得られた樹脂粒子１００重量部（５０ｋｇ）、水３００重量部、塩基性第三リン酸カルシウム１．６重量部、アルキルスルフォン酸ソーダ０．０３重量部を容量０．３５ｍ³の耐圧オートクレーブ中に仕込み、攪拌下、発泡剤としてイソブタンを２０重量部添加した後、オートクレーブ内容物を昇温し、１３２℃の発泡温度まで加熱した。その後、イソブタンを追加圧入して２．２ＭＰａの発泡圧力まで昇圧し、該発泡温度、発泡圧力で３０分間保持した後、オートクレーブ下部のバルブを開き、４．４ｍｍφの開口オリフィスを通して、オートクレーブ内容物を大気圧下に放出して、予備発泡粒子のβ／（α＋β）が０．６０、嵩密度が０．０２３ｇ／ｃｍ³のポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子を得た。

一方、繊維は軟化点１８０℃以上のポリエステル系繊維を芯部として、軟化点７２℃に変性したポリエステル系繊維を鞘部としてなる二重円柱構造をした、太さ２ｄｔｅｘ長さ１０ｍｍのポリエステル系繊維を用いた。

以上のポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子とポリエステル系繊維を混合比率が重量比で４０％：６０％になるように、ポリバケツ容器に充填した後、空気を流入しエアーブローによって解繊しつつ均一分散させた。

上記ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子とポリエステル系繊維の混合体を、４００×３００×５０ｍｍの成形金型内に充填し、０．２０ＭＰａＧの成形温度の蒸気で加熱、融着させて複合発泡成形体とした。

得られた複合発泡成形体を７５℃の雰囲気で２４時間養生乾燥させた後、重量と外形寸法を測定することで複合発泡成形体の密度を算出した。得られた密度の値を表１に示す。

養生乾燥後の複合発泡成形体を直径２９ｍｍ、厚み４０ｍｍの円筒状に切り出した後、小野測器製ＳＲ−４１００を用いＡＳＴＭＥ１０５０に準拠して、垂直入射吸音率を測定した。得られた垂直入射吸音率を図３に示す。

養生乾燥後の複合発泡成形体から縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み２５ｍｍのテストピースを切り出し、ＮＤＺ−Ｚ０５０４に準拠し、１０ｍｍ／分の速度で圧縮強度を測定した。５０％圧縮時の圧縮応力を表１に示す。

１１００Ｈｚ以上の周波数領域で常に０．７以上の吸音率を示しており、広い周波数で高い吸音性能を有していた。

（実施例２）
ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子とポリエステル系繊維の混合比率を、重量比で５０％：５０％になるように混合したこと以外は、実施例１と同様の方法で複合発泡成形体を得た。密度と圧縮強度の測定結果を表１に、垂直入射吸音率の測定結果を図３に示す。

実施例１と同様に１１００Ｈｚ以上の周波数領域で常に０．７以上の吸音率を示しており、広い周波数で高い吸音性能を有していた。

（実施例３）
ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子とポリエステル系繊維の混合比率を、重量比で６０％：４０％になるように混合したこと以外は、実施例１と同様の方法で複合発泡成形体を得た。密度と圧縮強度の測定結果を表１に、垂直入射吸音率の測定結果を図３に示す。

ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の構成比率が大きいため、実施例１〜２と比べて吸音性能が劣るが、１０００Ｈｚ以上の周波数領域で常に０．４７以上の吸音率を示していた。

（比較例１）
ポリエステル系繊維を混合しないこと以外は、実施例１と同様の方法でポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子のみを成形し、ポリオレフィン系発泡成形体を得た。密度と圧縮強度の測定結果を表１に、垂直入射吸音率の測定結果を図３に示す。

実施例１〜３と比べて、圧縮強度は強いが、吸音率は約１３００Ｈｚと約４３００Ｈｚにピークを持つ特性を示しており、ピーク以外の吸音率は０．２程度と低く、吸音率の高い周波数範囲は狭かった。

（比較例２）
実施例１で用いたポリエステル系繊維を、０．０３１ｇ／ｃｍ³の密度で直径２９ｍｍ、厚み４０ｍｍの円柱状に押し固め、小野測器製ＳＲ−４１００を用いＡＳＴＭＥ１０５０に準拠して、垂直入射吸音率を測定した。得られた垂直入射吸音率を図３に示す。

実施例１で用いたポリエステル系繊維を、０．０３１ｇ／ｃｍ³の密度で５０ｍｍ×５０ｍｍ×２５ｍｍの直方体形状に押し固め、ＮＤＺ−Ｚ０５０４に準拠し、１０ｍｍ／分の速度で圧縮強度を測定した。５０％圧縮時の圧縮応力を表１に示す。

実施例１〜３と比べて全体的に吸音率が低く、最大でも０．７５程度である。また圧縮強度が弱かった。

（比較例３）
実施例１で用いたポリエステル系繊維を、０．０６２ｇ／ｃｍ³の密度で直径２９ｍｍ、厚み４０ｍｍの円柱状に押し固め、小野測器製ＳＲ−４１００を用いＡＳＴＭＥ１０５０に準拠して、垂直入射吸音率を測定した。得られた垂直入射吸音率を図３に示す。

実施例１で用いたポリエステル系繊維を、０．０６２ｇ／ｃｍ³の密度で５０ｍｍ×５０ｍｍ×２５ｍｍの直方体形状に押し固め、ＮＤＺ−Ｚ０５０４に準拠し、１０ｍｍ／分の速度で圧縮強度を測定した。５０％圧縮時の圧縮応力を表１に示す。

実施例１〜２と同様に広い周波数範囲で高い吸音率を示すが、密度が大きいため重量増の欠点を有する。また圧縮強度がとても弱かった。

複合発泡成形体の一例である。 ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子のＤＳＣ曲線の一例である。 ＡＳＴＭＥ１０５０に準拠して垂直入射吸音率を測定した結果。

Claims (5)

1. ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維が共連続的に一体化されてなる複合発泡成形体からなる吸音材であって、前記ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子が、示差走査熱量測定によって得られるＤＳＣ曲線に二つの融解ピークを有し、該低温側ピークの融解熱量α（Ｊ／ｇ）、該高温側ピークの融解熱量β（Ｊ／ｇ）とした時、β／（α＋β）が０．３５以上０．７５以下であることを特徴とする複合発泡成形体からなる吸音材。
2. 前記ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維を、金型内に充填し加熱して融着一体化することを特徴とする請求項１に記載の複合発泡成形体からなる吸音材の製造方法。
3. 前記ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子と繊維を、金型内へ充填する前に予め混合することを特徴とする請求項２記載の複合発泡成形体からなる吸音材の製造方法。
4. 前記ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の基材樹脂として用いたポリオレフィン系樹脂の融点をＴｍ（℃）としたとき、温度がＴｍ−２５（℃）〜Ｔｍ（℃）の水蒸気で成形することを特徴とする請求項２又は３に記載の複合発泡成形体からなる吸音材の製造方法。
5. 前記繊維として、前記ポリオレフィン系予備発泡粒子の成形温度よりも軟化点が高い繊維を用いることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の複合発泡成形体からなる吸音材の製造方法。
   

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