JP6294590B2

JP6294590B2 - 発泡体

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Publication number: JP6294590B2
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Inventors: 上原　建彦; 建彦上原
Original assignee: Yazaki Corp
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Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2018-03-14
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Description

本発明は、パルプ繊維成分と合成樹脂成分と補助剤としての澱粉成分とを発泡材とする発泡体に関する。

従来より紙を発泡材の一部として利用した発泡体が提案されている（特許文献１、２参照）。この発泡体は、パルプ繊維成分として古紙を使用できるため、紙のリサイクルに好適である。発泡体５０は、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、パルプ繊維成分である紙粉末成分と、合成樹脂成分と、補助剤としての澱粉成分であるコーンスターチとを発泡させ、多数の発泡セルＳ２，Ｓ３より構成される。各発泡セルＳ２，Ｓ３は、内部の空間（空気層）がセル皮膜によって被われている。発泡体５０は、その位置によって発泡セルＳ２，Ｓ３の発泡密度（発泡倍率）が異なり、発泡セル層５３とこの両面側に配置された２つの表面皮膜層５２とから成る３層構造に概略構成されている。各表面皮膜層５２は、極薄厚みであり、発泡セル層５３より発泡密度が高い発泡セルＳ２が密集配置されている。発泡セル層５３は、各表面皮膜層５２より発泡密度が低い発泡セルＳ３が密集配置されている。

次に、上記発泡体５０を製造する押出し成形機６０を説明する。図１６（ａ）に示すように、押出し成形機６０は、発泡材を投入する投入口（図示せず）と、投入された発泡材を混練する混練手段（図示せず）と、混練した発泡材を高温に加熱する加熱手段（図示せず）と、発泡材を押圧する押圧手段（図示せず）と、押圧室の先端側を塞ぐように配置された口金部材６１と、この口金部材６１の外側を囲むように配置された規制枠壁７０とを備えている。口金部材６１は、図１６（ｂ）に示すように、水平方向に等間隔を置いて配置された複数の吐出口６２を有する。吐出口６２は、１段である。規制枠壁７０は、この複数の吐出口６２より吐出された発泡材の発泡領域を規制する。規制枠壁７０は、偏平長方形状の枠である。

次に、発泡体５０の製造方法を説明する。押出し成形機６０内に紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材と補助剤としてのコーンスターチと水を供給する。そして、紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチと水を加熱混練し、この高温の発泡材を複数の吐出口６２より押圧によって吐出させる。

すると、高温の発泡材に混入された水が各吐出口６２より吐出された瞬間に気化し、水の蒸気圧により紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチから成る発泡材が発泡する。この発泡は、規制枠壁７０によって規制されるため、規制枠壁７０を断面積とする発泡体５０が連続的に押し出される。各発泡セルＳ２，Ｓ３は、紙粉末成分の柔軟性やコーンスターチの粘着性等によって破泡することなく、密閉されたものとなる。

このような構造を有する発泡体５０は、図１７に示すような吸音特性を有する。この吸音特性は、共振効果によるものと多孔質型によるものを合わせたものと考えられる。つまり、共振効果による吸音性能は、外部から入射する音の内で、表面皮膜層５２で反射する表面反射波と発泡体５０の内部に進入し反射波として戻って来る透過反射波との相殺によるものである（図１７の共振効果による特性線図参照）。共振効果による吸音性能は、１ｋＨｚ〜２ｋＨｚの低周波数帯内でピーク性能を発揮する。多孔質型による吸音性能は、発泡体５０の内部に進入した音が発泡セルＳ２，Ｓ３の内部空間や発泡セルＳ２，Ｓ３の皮膜で振動し、振動によるエネルギー吸収（熱エネルギー放出）によるものである（図１７の多孔質効果による特性線図参照）。多孔質型の吸音性能は、低周波数帯域では効果が低く、２ｋＨｚ以上の高周波帯で高い吸音性能を発揮する。多孔質型の吸音性能は、高周波数帯域でも周波数が高くなればなるほど高くなる。

上記した発泡体５０とシンサレート（登録商標）との吸音特性を比較すると、図１７に示すようになる。シンサレートは、合繊の極細繊維を絡み合わせたもの（不織布）であり、ほぼ多孔質型による吸音性能を発揮する。図１７に示すように、発泡体５０は、低周波数帯域（ほぼ１ｋＨｚ〜２ｋＨＺの帯域）では、共振効果による吸音ピークを有するため、シンサレートより優れた吸音特性を発揮する。

特許第３３２６１５６号公報特開２０００−２７３８００号公報特開平８−２０７１７０号公報

しかしながら、上記した従来の発泡体５０は、多孔質型による吸音性能がシンサレートより劣る。そのため、共振効果による吸音ピークの周波数帯域より高い周波数帯域、具体的にはほぼ２ｋＨｚ以上の高周波数帯域で、シンサレートよりも吸音性能が極端に低下する帯域が存在する。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる発泡体を提供することを目的とする。

本発明は、パルプ繊維成分と合成樹脂成分と補助剤としての澱粉成分とを発泡させ、多数の空間が形成された発泡セルより構成され、前記発泡セルは、発泡セル層と、前記発泡セル層の表面側に配置され、前記発泡セル層より発泡密度が高い発泡セルが密集配置された表面皮膜層と、前記発泡セル層に介在され、前記発泡セル層より密度の高い前記発泡セルが密集配置され、且つ、前記発泡セル層の間を連続してほぼ一直線状に仕切る仕切皮膜層とを構成し、少なくともいずれか一方の前記表面皮膜層側には、前記発泡セル層に達し、前記表面皮膜層を面状に剥ぎ取った剥ぎ取り部が設けられている発泡体であって、前記表面皮膜層を構成する第１表面皮膜層と第２表面皮膜層の両面側で、且つ、全領域に形成される剥ぎ取り部を有する第１の発泡体と、前記表面皮膜層を構成する第１表面皮膜層側のみを全面剥ぎ取りした第２の発泡体と、から構成され、前記第２の発泡体の剥ぎ取り部と、前記第１の発泡体の剥ぎ取り部とを接合して形成されることを特徴とする発泡体である。

前記合成樹脂成分は、ポリプロピレン樹脂材のＪ８３０ＨＶ（株式会社プライムポリマ
ーの商品名プライムポリプロ（登録商標）の一種）であっても良い。

外部から発泡体に入射する音は、仕切皮膜層の表面で反射する表面反射波と仕切皮膜層より内部を進入し反射して戻って来る透過反射波となるものがあると共に、発泡体の表面で反射する表面反射波と発泡体の内部に進入し反射波として戻って来る透過反射波となるものがあり、これら表面反射波と透過反射波の相殺、つまり、共振効果による吸音特性によって低周波数帯域で吸音ピーク性能が得られる。その一方で、外部から発泡体に入射する音は、表面皮膜層に皮膜破断部があるために発泡体の内部に進入し易いため、内部での振動エネルギーによる吸収量が増加し、多孔質型による高周波数帯域での吸音特性が従来の発泡体より向上する。以上より、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる。

本発明の第１実施形態を示し、発泡体の外観斜視図である。本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿う発泡体の構造模式図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は発泡体の第１表面皮膜層側（ローラ側）の表面図、（ｂ）は発泡体の概略断面図（明確化のため、厚み方向の寸法を拡大表示）である。本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は押出し成形機の要部斜視図、（ｂ）は口金部材の正面図である。本発明の第１実施形態を示し、押し出し成形機の概略断面図である。本発明の第１実施形態を示し、プレス機の側面図である。格子状剥ぎ取り発泡体（第１実施形態）、クロス切込み発泡体及びシンサレートの吸音特性線図である。本発明の第２実施形態を示し、（ａ）は発泡体の第１表面皮膜層側（ローラ側）の表面図、（ｂ）は発泡体の概略断面図（明確化のため、厚み方向の寸法を拡大表示）である。縞状剥ぎ取り発泡体（第２実施形態）、格子状剥ぎ取り発泡体、クロス切込み発泡体及びシンサレートの吸音特性線図である。本発明の第３実施形態を示し、（ａ）は発泡体の第１表面皮膜層側（ローラ側）の表面図、（ｂ）は発泡体の概略断面図（明確化のため、厚み方向の寸法を拡大表示）である。半面剥ぎ取り発泡体（第３実施形態）、クロス切り込み発泡体及びシンサレートの吸音特性線図である。本発明の第４実施形態を示し、（ａ）は発泡体の第１表面皮膜層（ローラ側）の表面図、（ｂ）は発泡体の概略断面図（明確化のため、厚み方向の寸法を拡大表示）である。本発明の第５実施形態を示し、（ａ）は発泡体の第１表面皮膜層（ローラ側）の表面図、（ｂ）は発泡体の概略断面図（明確化のため、厚み方向の寸法を拡大表示）である。全面剥ぎ取り発泡体（ｔ＝６、第４実施形態）、全面剥ぎ取り発泡体（ｔ＝１４、第５実施形態）、クロス切り込み発泡体及びシンサレートの吸音特性線図である。従来例を示し、（ａ）は発泡体の外観斜視図、（ｂ）は発泡体の構造模式図である。従来例を示し、（ａ）は押出し成形機の要部斜視図、（ｂ）は口金部材の正面図である。従来例の発泡体及びシンサレートの吸音特性線図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図７は本発明の第１実施形態を示す。図１に示すように、発泡体１Ａは、偏平長方形の板状である。発泡体１Ａは、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、パルプ繊維成分である紙粉末成分と、合成樹脂材であるポリプロピレン樹脂材と、補助剤としての澱粉成分であるコーンスターチとを発泡させ、多数の密閉された発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３より構成されている。紙粉末成分としては、官製葉書等の古紙を紙粉末繊維状にしたものを使用している。合成樹脂成分は、ポリプロピレン樹脂材のＪ８３０ＨＶ（株式会社プライムポリマーの商品名プライムポリプロ（登録商標）の一種）である。Ｊ８３０ＨＶは、メルトフローレイト（試験条件：２３０℃）が３０ｇ／１０ｍｉｎ、密度が９１０Ｋｇ／ｍ ^３、引っ張り降伏応力が２８．０ＭＰａ、引っ張り破壊呼びひずみが３０％、引っ張り弾性率が１４５０ＭＰａの物性を有する。

各発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、内部の空隙がセル皮膜によって被われている。発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、その位置によって発泡密度（発泡倍率）が異なり、発泡体１Ａは発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の密度によって以下のような層構造に形成されている。

つまり、発泡体１Ａは、厚み方向に沿って、第１表面皮膜層２Ａと発泡セル層３Ａと仕切皮膜層４と発泡セル層３Ｂと第２表面皮膜層２Ｂとから構成されている。第１及び第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂは、極薄厚みであり、発泡セル層３Ａ，３Ｂより発泡密度が高い発泡セルＳ２が密集配置されている。各発泡セル層３Ａ，３Ｂは、仕切皮膜層４より発泡密度が低い発泡セルＳ３が密集配置されている。仕切皮膜層４は、発泡セル層３Ａ，３Ｂ及び各表面皮膜層２Ａ，２Ｂより発泡密度が高い発泡セルＳ１が密集配置されている。仕切皮膜層４は、２層の発泡セル層３Ａ，３Ｂの間を連続して仕切って遮断している。仕切皮膜層４は、厚み方向の直交方向にほぼ一直線状で、且つ、ほぼ同じ厚みである。

各発泡セル層３Ａ，３Ｂには、厚み方向の直交方向に沿って等間隔に複数の縦仕切皮膜層５が形成されている。各発泡セル層３Ａ，３Ｂは、縦仕切皮膜層５によって分割されている。縦仕切皮膜層５は、発泡セル層３Ａ，３Ｂより発泡密度が高い発泡セルＳ２が密集配置されている。

更に詳細には、第１表面皮膜層２Ａは、下記する押出し成形機１０のローラ２１側の面である。上段の吐出口１２から押し出された発泡体は、吐出口１２付近の上面が開口していることにより薄皮状まで発泡後、ローラ２１によって真上からプレスされる。そのため、第１表面皮膜層２Ａは、第２表面皮膜層２Ｂより厚みが薄く、フラットな表面に形成される。又、第１表面皮膜層２Ａは、薄膜状の発泡セルＳ２が密集配置された構造と推測される。これにより、多孔質型の吸音特性が顕著に現れると推測される。

第２表面皮膜層２Ｂは、下記する押出し成形機１０の金型面２０ａ側である。下段の吐出口１３から押し出された発泡材は、限られたスペースの中で発泡し、上面からプレスされながら金型面２０ａ上を摺動する。そのため、第２表面皮膜層２Ｂは、フラットで波を打ったような波紋ができ、第１表面皮膜層２Ａに較べると、厚みが厚く少し固め（密度が高い質感）となる。換言すれば、表面が平らで皮膜がしっかりしているため、表面反射し易く、共振による吸音効果が出やすい構造となっていることが推測される。

図３（ａ）〜（ｃ）に詳しく示すように、第１表面皮膜層２Ａ側には、多数の剥ぎ取り部９が形成されている。多数の剥ぎ取り部９は、直交方向に共に等間隔で形成されている。各剥ぎ取り部９は、方形状であり、発泡セル層３Ａに達する深さであるが、仕切皮膜層４にまで達しない深さである。各剥ぎ取り部９は、第１表面皮膜層２Ａを点状ではなく面状に剥ぎ取っている。従って、発泡セル層３Ａの少なくとも複数の発泡セルＳ３全体が外部に露出されている。第２表面皮膜層２Ｂ側には、剥ぎ取り部９が形成されていない。

次に、上記発泡体１Ａを製造する押出し成形機１０とプレス装置３０を説明する。押出し成形機１０は、図４（ａ）、（ｂ）及び図５に示すように、各発泡材を投入する投入口（図示せず）と、投入された発泡材を混練する混練手段（図示せず）と、混練された発泡材を高温に加熱する加熱手段（図示せず）と、発泡材を押圧する押圧手段（図示せず）と、押圧室の先端側を塞ぐように配置された口金部材１１と、この口金部材１１の外側を囲むように配置された規制枠壁２０とを備えている。口金部材１１は、水平方向に等間隔Ｐ１に配置された複数の吐出口１２，１３を上下２段有する。上下２段の吐出口１２，１３は、水平方向に対し同じ位置に配置されている。規制枠壁２０は、この２段の吐出口１２，１３より吐出された発泡材の発泡領域を規制する。規制枠壁２０は、偏平長方形状の枠である。

また、規制枠壁２０の押し出し方向の下流では、規制枠壁２０の上面側が開放されている。この開放された位置には、複数のローラ２１が押し出し方向に並んで設けられている。この各ローラ２１は、押し出される発泡体１に追従して回転するよう回転自在に支持されている。又、各ローラ２１は、発泡体１の押出し速度で回転するよう構成しても良い。各ローラ２１は、押し出される発泡体１の上面を圧縮する。各ローラ２１の最下面の高さは、規制枠壁２０の下面より１０ｍｍに設定されている。従って、発泡体１は、１０ｍｍ厚のものが製造される。

プレス装置３０は、図６に示すように、互いに対向配置された固定プレス体３１と可動プレス体３２とを有する。可動プレス体３２は、固定プレス体３１の近接・離間方向に移動できる。

次に、発泡体１Ａの製造方法を説明する。押出し成形機１０内に、紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材と補助剤としてのコーンスターチと水を供給する。そして、紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチと水を加熱混練し、この高温の発泡材を口金部材１１の上下２段の吐出口１２，１３より押圧によって吐出させる。

すると、高温の発泡材に混入された水が各吐出口１２，１３より吐出された瞬間に気化し、水の蒸気圧により紙粉末成分とポリプロピレン樹脂材とコーンスターチから成る発泡材が発泡する。この発泡は、図５に示すように、規制枠壁２０、ローラ２１によって規制されるため、規制枠壁２０とローラ２１によって規制されたスペースを断面積とする発泡体１が連続的に押し出される。各発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、紙粉末成分の柔軟性やコーンスターチの粘着性等によって破泡することなく、内部に空間（空気層）が形成されたものとなる。

また、各吐出口１２，１３から吐出された発泡材は、自由に発泡できず、上記したように規制枠壁２０、ローラ２１で発泡形成が抑制されると共に、発泡セル同士が互いに干渉することによって発泡形成が抑制される。具体的には、規制枠壁２０内周近傍、ローラ２１の下方近傍に位置する発泡セルＳ２は、規制枠壁２０、ローラ２１で発泡形成が抑制される。これによって第１、第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂが形成される。上下の吐出口１２，１３の中間位置付近に位置する発泡セルＳ１は、互いの発泡セルＳ１同士が衝突（干渉）して発泡形成が抑制される。これによって仕切皮膜層４が形成される。水平方向の隣り合う吐出口１２（又は１３）の中間位置付近の位置する発泡セルＳ２は、互いの発泡セルＳ２同士が衝突（干渉）して発泡形成が抑制される。これによって縦仕切皮膜層５が形成される。これらより内側位置に位置する発泡セルＳ３は、上記発泡セルＳ１，Ｓ２に較べて弱い抑制力しか働かない。これによって発泡セル層３Ａ，３Ｂが形成される。発泡体１は、ローラ２１の下方を通過し圧縮力を受けることにより、厚みが１０ｍｍとなる。

押出し成形機１０より製造された発泡体１は、所定寸法で裁断される。この裁断した発泡体１は、図６に示すように、三枚重ねてプレス装置３０にセットされる。プレス装置３０は、発泡体１を約１０分の１程度にまで圧縮し、その後、圧縮を解除する。圧縮を解除すると、発泡体１は、ほぼ元の厚みに戻る。ポリプロピレン樹脂材のＪ８３０ＨＶを合成樹成分とする発泡体１は、押出し成形機１０での押出し製造だけでは、発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の皮膜に芯部分（硬い部分）を有し、音による振動がし難い発泡構造である。押出し成形機１０より押出された発泡体（バージン材）１を一度圧縮変形させると、発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の皮膜の芯部分（硬い部分）が破壊されることにより、柔軟な皮膜になる。これにより、音によって振動し易い柔軟な発泡体１に加工される。

最後に、発泡体１の第１表面皮膜層２Ａ側に多数の剥ぎ取り部９を形成する。これで、発泡体１Ａが製造される。

以上、このように構成された発泡体１Ａは、その発泡セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３が、発泡セル層３Ａ，３Ｂと、各発泡セル層３Ａ，３Ｂの表面側に配置され、発泡セル層３Ａ，３Ｂより発泡密度が高い発泡セルＳ３が密集配置された第１及び第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂと、発泡セル層３Ａ．３Ｂに介在され、発泡セル層３Ａ，３Ｂより密度の高い発泡セルＳ１が密集配置され、且つ、発泡セル層３Ａ，３Ｂの間を連続してほぼ一直線状に仕切る仕切皮膜層４とを構成し、第１表面皮膜層２Ａ側には、発泡セル層３Ａに達する剥ぎ取り部７が設けられている。従って、外部から発泡体１Ａに入射する音は、仕切皮膜層４の表面で反射する表面反射波と仕切皮膜層４より内部を進入し反射して戻って来る透過反射波となるものがあると共に、表面皮膜層２Ａで反射する表面反射波と発泡体１Ａの内部に進入し反射波として戻って来る透過反射波となるものがあり、これら表面反射波と透過反射波の相殺、つまり、共振効果による吸音特性によって低周波数帯域で吸音ピーク性能が得られる。

その一方で、外部から発泡体１Ａに入射する音は、第１又は第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂに剥ぎ取り部９があるために内部に進入し易いため、発泡体１Ａの内部での振動エネルギーによる吸収量が増加し、多孔質型による高周波数帯域での吸音特性が従来の発泡体より向上する。以上より、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる。

また、発泡体１Ａの発泡セル層３Ａ，３Ｂ内を伝搬する振動は、仕切皮膜層４に達すると仕切皮膜層４でランダムな振動が平面振動にリセットされ、その後、更に発泡セル層３Ａ，３Ｂ内を伝搬することになるため、仕切皮膜層４で振動吸収が促進され、仕切皮膜層４がないものに較べて吸音特性が向上すると考えられる。又、仕切皮膜層４を有する発泡体１Ａは、仕切皮膜層４のない発泡体（従来例）に較べて、仕切皮膜層４の箇所で発泡体１Ａの内部を通過する際の音の位相速度を遅らせることができる。これにより、共振効果による吸音ピークが低周波数側にシフトする。従って、従来の発泡体では厚みを厚くすることでしか達成できなかった吸音ピークの低周波数側シフトを、第１実施形態の発泡体１Ａでは厚みを厚くすることなく達成できる。

発泡体１Ａは、ポリプロピレン樹脂材としてＪ８３０ＨＶを使用するため、第１及び第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂは、特定の周波数に対して振動し易いものとなる。これにより、特定の周波数について高い吸音ピーク値が得られる。

図７は、プレス加工後に第１表面皮膜層２Ａにクロス方向の切り込みを形成した発泡体（クロス切り込み発泡体）と、プレス加工後に格子状の剥ぎ取り部９を形成した第１実施形態に係る発泡体（格子状剥ぎ取り発泡体）１Ａと、シンサレートとにおける残響室法による吸音率測定結果である。格子状の剥ぎ取り部９を形成した発泡体１Ａのサンプルは、横寸法：２００ｃｍ、縦寸法：１００ｃｍ、厚み寸法１０ｍｍである。クロス切り込み発泡体は、第１表面皮膜層２Ａ側に面状ではなく線状にクロス方向に切り込みを形成したものである。

図７に示すように、格子状の剥ぎ取り部９を形成した発泡体１Ａは、音の入射側を第１表面皮膜層２Ａ（ローラ２１側の面）とした場合、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、クロス方向の切り込みを形成した発泡体と比較して、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できることが確認された。

その上、格子状の剥ぎ取り部９を形成した発泡体１Ａは、クロス方向の切り込みを形成した発泡体と比較して、高周波数帯域での吸音特性の低下を更に抑制できた。これは、格子状の剥ぎ取り部９を形成した発泡体１Ａは、発泡セル層３Ａが面で露出しており、発泡体１Ａの内部への音の進入量が増加したためであると推測される。

格子状の剥ぎ取り部９を形成した発泡体１Ａは、クロス方向の切り込みを形成した発泡体と比較して、共振効果による吸音ピークの周波数が高周波側に移行した。これは、第１表面皮膜層２Ａの剥ぎ取り面積が拡大し、トータルの厚みが薄くなったことによると考えられる。格子状の剥ぎ取り部９を形成した発泡体１Ａは、クロス切り込み発泡体と比較して、共振効果による吸音ピーク値がほぼ同じである。これは、格子状に剥ぎ取られたものの第１表面皮膜層２Ａが表皮効果を維持したためと考えられる。

格子状の剥ぎ取り部９を形成した発泡体１Ａでは、音の入射側が第１表面皮膜層２Ａ（ローラ２１側の面）の場合には、ほぼ１．３ｋＨｚ以上の周波数帯域の全域において吸音率が０．７２以上である。従って、会話明瞭度の周波数領域（１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）の大部分をカバーする周波数帯域で高い吸音特性を発揮し、例えば自動車内に使用する吸音材として好適である。

尚、第２表面皮膜層２Ｂにも格子状の剥ぎ取り部９を形成すれば、第１表面皮膜層２Ａ側と同様な効果が得られると推測できる。

（第２実施形態）
図８及び図９は本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態の発泡体１Ｂは、前記第１実施形態のものと比較するに、剥ぎ取り部９ａの構造のみが相違する。他の構造は、前記第１実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。図面の同一構成箇所には、第１実施形態と同一符号を付して明確化を図る。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、剥ぎ取り部９ａは、第１表面皮膜層２Ａ側に縞状に多数配置されている。縞状の剥ぎ取り部９ａは、等間隔で形成されている。各縞状の剥ぎ取り部９ａは、細長い方形状であり、発泡セル層３Ａに達する深さであるが、仕切皮膜層４にまで達しない深さである。各剥ぎ取り部９は、第１表面皮膜層２Ａを点状ではなく面状に剥ぎ取っている。従って、発泡セル層３Ａの少なくとも複数の発泡セルＳ３全体が外部に露出されている。第２表面皮膜層２Ｂには、縞状の剥ぎ取り部９ａが形成されていない。

この第２実施形態においても、前記第１実施形態のものと同様の理由によって、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる。

図９は、プレス加工後にクロス方向の切り込みを形成した発泡体（クロス切り込み発泡体）と、プレス加工後に格子状の剥ぎ取り部９を形成した発泡体（格子状剥ぎ取り発泡体）１Ａと、プレス加工後に縞状の剥ぎ取り部９ａを形成した第２実施形態に係る発泡体（縞状剥ぎ取り発泡体）１Ｂと、シンサレートとにおける残響室法による吸音率測定結果である。縞状の剥ぎ取り部９ａを形成した発泡体１Ｂのサンプルは、横寸法：２００ｃｍ、縦寸法：１０ｃｍ、厚み寸法１０ｍｍである。

縞状の剥ぎ取り部９ａを形成した発泡体１Ｂは、図９に示すように、音の入射側を第１表面皮膜層２Ａ（ローラ２１側の面）とした場合、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できることが確認された。

その上、縞状の剥ぎ取り部９ａを形成した発泡体１Ｂは、格子状の剥ぎ取り部９を形成した発泡体１Ａと比較して、高周波数帯域での吸音特性の低下を更に抑制できた。これは、縞状の剥ぎ取り部９ａを形成した発泡体１Ｂは、格子状の剥ぎ取り部９を形成した発泡体１Ａと比較して、発泡セル層３Ａの露出面積が増加し、発泡体１Ｂの内部への音の進入量が更に増加したためであると推測される。

縞状の剥ぎ取り部９ａを形成した発泡体１Ｂは、格子状の剥ぎ取り部９を形成した発泡体１Ａと比較して、共振効果による吸音ピークの周波数が若干だけ高周波側に移行した。これは、第１表面皮膜層２Ａの剥ぎ取り面積が拡大し、トータルの厚みが薄くなったことによると考えられる。縞状の剥ぎ取り部９ａを形成した発泡体１Ｂは、格子状の剥ぎ取り部９を形成した発泡体１Ａと比較して、共振効果による吸音ピーク値が少し低下した。これは、第１表面皮膜層２Ａによる表皮効果が維持できたが、剥ぎ取り面積が増加した分、第１表面皮膜層２Ａの表皮効果が減少したためと考えられる。

縞状の剥ぎ取り部９ａを形成した発泡体１Ｂでは、音の入射側が第１表面皮膜層２Ａ（ローラ２１側の面）の場合には、ほぼ１．５ｋＨｚ以上の周波数帯域の全域において吸音率が０．７７以上である。従って、会話明瞭度の周波数領域（１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）の半分をカバーする周波数帯域で非常に高い吸音特性を発揮する。例えば自動車内に使用する吸音材としても使用可能である。

尚、第２表面皮膜層２Ｂにも縞状の剥ぎ取り部９ａを形成すれば、第１表面皮膜層２Ａ側と同様な効果が得られると推測できる。

（第３実施形態）
図１０及び図１１は本発明の第３実施形態を示す。第３実施形態の発泡体１Ｃは、前記第１実施形態のものと比較するに、剥ぎ取り部９ｂの構造のみが相違する。他の構造は、前記第１実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。図面の同一構成箇所には、第１実施形態と同一符号を付して明確化を図る。

剥ぎ取り部９ｂは、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、第１表面皮膜層２Ａ側のほぼ半分の面積に相当する領域に形成されている。第１表面皮膜層２Ａは、そのほぼ半分の面積に相当する領域が一括して剥ぎ取られている。従って、発泡セル層３Ａの複数の発泡セルＳ３全体が外部に露出されている。剥ぎ取り部９ｂは、広い方形状であり、発泡セル層３Ａに達する深さであるが、仕切皮膜層４にまで達しない深さである。

この第３実施形態においても、前記第１実施形態のものと同様の理由によって、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる。

図１１は、プレス加工後に第１表面皮膜層２Ａにクロス方向の切り込みを形成した発泡体（クロス切り込み発泡体）と、プレス加工後に第１表面皮膜層２Ａ側の半面に剥ぎ取り部９ｂを形成した第３実施形態に係る発泡体（半面剥ぎ取り発泡体）１Ｃと、シンサレートとにおける残響室法による吸音率測定結果である。半面に剥ぎ取り部９ｂを形成した発泡体１Ｃのサンプルは、横寸法：２００ｃｍ、縦寸法：１００ｃｍ、厚み寸法１０ｍｍである。クロス方向の切り込みを形成した発泡体は、第１表面皮膜層２Ａ側に面状ではなく線状にクロス切り込みを形成したものである。

図１１に示すように、半面に剥ぎ取り部９ｂを形成した発泡体１Ｃは、音の入射側を第１表面皮膜層２Ａ（ローラ２１側の面）とした場合、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、クロス方向の切り込みを形成した発泡体と比較して、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できることが確認された。

半面に剥ぎ取り部９ｂを形成した発泡体１Ｃは、クロス方向の切り込みを形成した発泡体より高周波数帯域での吸音性能が高い。これは、発泡セル層３Ａの露出面積が大きいために内部への音の進入が向上したためと推測される。

半面に剥ぎ取り部９ｂを形成した発泡体１Ｃでは、音の入射側が第１表面皮膜層２Ａ（ローラ２１側の面）の場合には、ほぼ１．５ｋＨｚ以上の周波数帯域の全域において吸音率が０．７２以上である。従って、会話明瞭度の周波数領域（１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）の半分をカバーする周波数帯域で非常に高い吸音特性を発揮する。例えば自動車内に使用する吸音材としても使用可能である。

尚、第２表面皮膜層２Ｂにも半面に剥ぎ取り部９ｂを形成すれば、第１表面皮膜層２Ａ側と同様な効果が得られると推測できる。

（第４実施形態）
図１２は本発明の第４実施形態を示す。第４実施形態の発泡体１Ｄは、前記第１実施形態のものと比較するに、剥ぎ取り部９ｃの構造のみが相違する。他の構造は、前記第１実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。図面の同一構成箇所には、第１実施形態と同一符号を付して明確化を図る。

剥ぎ取り部９ｃは、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、第１表面皮膜層２Ａと第２表面皮膜層２Ｂの両面側で、且つ、全領域に形成されている。つまり、第１表面皮膜層２Ａと第２表面皮膜層２Ｂは、その全面積で剥ぎ取られている。剥ぎ取り部９ｃは、発泡セル層３Ａに達する深さであるが、仕切皮膜層４にまで達しない深さである。発泡セル層３Ａと発泡セル層３Ｂの表面側全ての発泡セルＳ３が外部に露出されている。

発泡体１Ｄは、第１表面皮膜層２Ａ側と第２表面皮膜層２Ｂ側の両面が約２ｍｍずつ剥ぎ取られているため、厚みが６ｍｍである。

この第４実施形態において、外部から発泡体１Ｄに入射する音は、仕切皮膜層４の表面で反射する表面反射波と仕切皮膜層４より内部を進入し反射して戻って来る透過反射波となるものがある。又、発泡セル層３Ａ（又は３Ｂ）の発泡セルＳ３は独泡であり、ある程度の強度を有するため、その表面でも音の反射はあると推測される。従って、外部から発泡体１Ｄに入射する音は、発泡セル層３Ａ（又は３Ｂ）の表面で反射する表面反射波と発泡体１Ｂの内部を進入し反射して戻って来る透過反射波となるものがある。このような表面反射波と透過反射波の相殺、つまり、共振効果による吸音特性によって低周波数帯域で吸音ピーク性能が得られる。

その一方で、外部から発泡体１Ｄに入射する音は、第１又は第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂが全面で剥ぎ取られており、発泡体１Ｄの内部に非常に進入し易いため、発泡体１Ｄの内部での振動エネルギーによる吸収量が増加し、多孔質型による高周波数帯域での吸音特性が従来の発泡体より向上する。以上より、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる。

（第５実施形態）
図１３は本発明の第５実施形態を示す。第５実施形態の発泡体１Ｅは、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、前記第４実施形態の発泡体と、第１表面皮膜層２Ａ側のみを全面剥ぎ取りした発泡体とを接合して形成されている。従って、発泡体１Ｅは、一方の外面側にのみ全面の剥ぎ取り部９ｃを有し、内部に２層の仕切皮膜層４を有する。図面では、前記第１実施形態と同一構成箇所に第１実施形態と同一符号を付して明確化を図る。

剥ぎ取り部９ｃは、発泡セル層３Ａに達する深さであるが、仕切皮膜層４にまで達しない深さである。発泡セル層３Ａの表面側の発泡セルＳ３が外部に露出されている。発泡体１Ｅは、その厚みが１４ｍｍである。

この第５実施形態において、外部から発泡体１Ｄに入射する音は、２層の各仕切皮膜層４の表面で反射する表面反射波と仕切皮膜層４より内部を進入し反射して戻って来る透過反射波となるものがある。又、発泡セル層３Ａの発泡セルＳ３は独泡であり、ある程度の強度を有するため、その表面でも音の反射はあると推測される。従って、外部から発泡体１Ｄに入射する音は、発泡セル層３Ａの表面で反射する表面反射波と発泡体１Ｂの内部を進入し反射して戻って来る透過反射波となるものがある。このような表面反射波と透過反射波の相殺、つまり、共振効果による吸音特性によって低周波数帯域で吸音ピーク性能が得られる。

その一方で、外部から発泡体１Ｅに入射する音は、第１表面皮膜層２Ａが全て剥ぎ取られており、発泡体１Ｅの内部に進入し易いため、発泡体１Ｅの内部での振動エネルギーによる吸収量が増加し、多孔質型による高周波数帯域での吸音特性が従来の発泡体より向上する。以上より、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できる。

図１４は、プレス加工後に第１表面皮膜層２Ａにクロス方向の切り込みを形成した発泡体（クロス切り込み発泡体）と、プレス加工後に第１及び第２表面皮膜層２Ａ，２Ｂの両側の全面に剥ぎ取り部９ｃを形成した厚み６ｍｍの第４実施形態に係る発泡体（全面剥ぎ取り発泡体）１Ｄと、プレス加工後に２つの剥ぎ取り加工した発泡体を合体させて形成した厚み１４ｍｍの第５実施形態に係る発泡体（全面剥ぎ取り発泡体）１Ｅと、シンサレートとにおける残響室法による吸音率測定結果である。各全面剥ぎ取り発泡体１Ｄ，１Ｅのサンプルは、横寸法：２００ｃｍ、縦寸法：１００ｃｍ、厚み寸法１０ｍｍである。クロス方向の切り込みを形成した発泡体は、第１表面皮膜層２Ａ側に面状ではなく線状にクロス切り込みを形成したものである。

図１４に示すように、厚さ１４ｍｍの全剥ぎ取り発泡体１Ｅは、音の入射側を第１表面皮膜層２Ａ（剥ぎ取られて存在しない）とした場合、低周波数帯域で吸音ピーク性能を有し、且つ、クロス切り込み発泡体より若干だけ性能が落ちるものの、従来例の発泡体に比較して高周波数帯域での吸音性能の低下を抑制できることが確認された。

厚さ６ｍｍの全面剥ぎ取り発泡体１Ｄは、クロス方向の切り込みを形成した発泡体と比較して、低周波数帯域のピーク性能が高周波数側にシフトしている。これは、共振効果によるピーク性能が仕切皮膜層４によって生じているためと推測される。しかし、これによって、２ｋＨｚ以上の高周波数帯域での吸音率の落ち込みが非常に低下した吸音特性が得られる。

厚さ１４ｍｍの全面剥ぎ取り発泡体１Ｅは、クロス方向の切り込みを形成した発泡体より高周波数帯域での吸音性能が若干だけ低い。これは、発泡セル層３Ａの露出面積が大きいが、２層の仕切皮膜層４によって内部への音の進入が制限を受けるためと推測される。

厚さ１４ｍｍの全面剥ぎ取り発泡体１Ｅは、クロス方向の切り込みを形成した発泡体に較べて、共振効果による吸音ピークが低周波数側にシフトしている。これは、発泡体１Ｅの厚み効果と２層の仕切皮膜層４によって吸音ピークが大きく低周波数側にシフトしたのもと推測される。

この吸音ピークの低周波数側へのシフトによって、厚さ１４ｍｍの全面剥ぎ取り発泡体１Ｅでは、音の入射側が第１表面皮膜層２Ａ（ローラ２１側の面）の場合、ほぼ０．８５ｋＨｚ以上の周波数帯域の全域において吸音率が０．６以上を達成した。従って、会話明瞭度の周波数領域（１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）の全域をカバーする周波数帯域で非常に高い吸音特性を発揮する。又、１ｋＨｚ周辺の周波数帯域は、従来では遮音で対応する帯域であったが、発泡体１Ｅでは吸音で対応できる。従って、例えば自動車内に使用する吸音材として、遮音材の負担を削減し若しくは遮音材を無くすことが可能な材料としても非常に好適である。

（変形例）
第１及び第２実施形態では、剥ぎ取り部９，９ａは、格子状や縞状であるが、第１表面皮膜層２Ａや第２表面皮膜層２Ｂを面状に剥ぎ取る形状であれば形状を問わない。

各実施形態では、合成樹脂成分は、ポリプロピレン樹脂材のＪ８３０ＨＶ（株式会社プライムポリマーの商品名プライムポリプロ（登録商標）の一種）を使用しているが、これ以外のもの（ポリプロピレン樹脂のＪ３０００ＧＰ、Ｊ２０００ＧＰ、Ｊ２００３ＧＰ、Ｊ２０４１ＧＡ（いずれも株式会社プライムポリマーの商品名プライムポリプロ（登録商標）の一種）等を使用しても、低周波数帯域（ほぼ１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）で吸音ピーク性能を有し、しかも、高周波数帯域（ほぼ２ｋＨｚ以上）での吸音性能の低下を抑制できる。Ｊ３０００ＧＰ等を使用した場合には、押出し成形後の発泡体は柔軟性を有するため、その後のプレス加工は不要である。

１Ａ〜１Ｇ発泡体
２Ａ第１表面皮膜層
２Ｂ第２表面皮膜層
３Ａ，３Ｂ発泡セル層
４仕切皮膜層
９、９ａ〜９ｃ剥ぎ取り部
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３発泡セル

Claims

パルプ繊維成分と合成樹脂成分と補助剤としての澱粉成分とを発泡させ、発泡セルが多数集まって構成され、
発泡セル層と、
該発泡セル層の表面側に配置され、該発泡セル層より発泡密度が高い発泡セルが密集配置された表面皮膜層と、
前記発泡セル層に介在され、前記発泡セル層より密度の高い発泡セルが密集配置され、且つ、前記発泡セル層の間を連続してほぼ一直線状に仕切る仕切皮膜層とを備えた発泡体であって、
前記表面皮膜層を構成する第１表面皮膜層と第２表面皮膜層を全面剥ぎ取った第１の発泡体の剥ぎ取り部の一方と、
前記表面皮膜層を構成する第１表面皮膜層のみを全面剥ぎ取った第２の発泡体の剥ぎ取り部とを接合して形成されていることを特徴とする発泡体。
請求項１に記載の発泡体であって、
前記合成樹脂成分は、ポリプロピレン樹脂材のＪ８３０ＨＶ（株式会社プライムポリマーの商品名プライムポリプロ（登録商標）の一種）であることを特徴とする発泡体。