JP6500929B2 - 機能性積層体およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は機能性積層体およびその製造方法に関する。
近年、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において、エンジンが発する音を吸音する試みが多くなされている。
特に、自動車の分野においては、搭乗者の乗り心地の観点から、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を吸音材でカバーすることにより、エンジン音を吸音する試みがなされている。カバー材としては、例えば、ウレタン発泡体、繊維不織布が単独で使用されている。
一方、ヘッドレスト、シート座部、シートバックおよびアームレスト等の一体発泡製品として、布帛の内面に直接適用されたラテックスフォーム薄層と、その内表面に直接注入され発泡硬化した本体フォームとからなる一体発泡製品が報告されている（特許文献１）。このような一体発泡製品において、ラテックスフォーム薄層は、布帛に近い領域で布帛内面の繊維を抱き込むように機械的に結合して結合領域を形成し、外側に、本体フォーム原液の侵入を実質的に阻止する通気性スキンを形成している。
また、イスおよびクッション等の発泡成形体として、発泡成形体本体の外面にシート材が一体化された発泡成形体が報告されている（特許文献２）。このような発泡成形体において、シート材は、延伸多孔質フィルムと不織布との積層体で構成され、気体を透過させる一方、液体は透過させない性質を有している。
本発明の発明者は、上記の発泡製品または発泡成形体に関する技術を、例えばパワートレイン部材のカバー材に適用したところ、吸音性が十分に得られないという新たな課題を見い出した。
そこで本発明の発明者は、成形型内において、例えばガラス繊維不織布の存在下で発泡成形を行っても、やはり吸音性が十分に得られないことを見い出した。
本発明は、吸音性に十分に優れている機能性積層体を提供することを目的とする。
本発明はまたは、吸音性だけでなく、断熱性にも十分に優れている機能性積層体を提供することを目的とする。
本発明は、
多孔質表面層と樹脂発泡層との間に、通気性を有する多孔質中間層が積層されており、
前記多孔質中間層が、前記多孔質表面層の平均空隙率よりも小さい平均空隙率を有している、機能性積層体に関する。
多孔質表面層と樹脂発泡層との間に、通気性を有する多孔質中間層が積層されており、
前記多孔質中間層が、前記多孔質表面層の平均空隙率よりも小さい平均空隙率を有している、機能性積層体に関する。
本発明の機能性積層体は吸音性に十分に優れている。
本発明の機能性積層体はまた、断熱性にも十分に優れている。
本発明の機能性積層体はまた、断熱性にも十分に優れている。
［機能性積層体］
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性能を包含する。
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性能を包含する。
本発明の機能性積層体１０は、図１に示すように、多孔質表面層１と樹脂発泡層２との間に、特定の多孔質中間層３が積層されており、多孔質表面層１、樹脂発泡層２および多孔質中間層３は相互に結合し一体化されている。当該特定の多孔質中間層３は後述するように、少なくとも平均空隙率の差に起因して、多孔質表面層１よりも毛細管現象を起こし易いため、樹脂発泡層２を構成する発泡性樹脂（液体原料）の発泡前において多孔質中間層３は当該発泡性樹脂を保持し易い。このため、多孔質中間層３は発泡性樹脂の多孔質表面層１への移動（含浸）を適度に阻害し、発泡が始まると、多孔質中間層３に保持されていた発泡性樹脂は多孔質表面層１に滲入しながら発泡する。その結果、発泡性樹脂の多孔質表面層１への含浸量が適度に低減され、また発泡性樹脂が十分に発泡するようになるため、吸音性および断熱性が十分に向上するものと考えられる。多孔質中間層が積層されない場合および多孔質表面層の平均空隙率以上の平均空隙率を有する多孔質中間層を用いる場合には、発泡成形時において発泡性樹脂が過剰量で多孔質表面層に移動（含浸）し、発泡性樹脂は多孔質表面層内で十分に発泡しないため、吸音性および断熱性が低下するものと考えられる。図１は本発明の機能性積層体の模式的断面図を示す。
本発明において毛細管現象は、多孔質中間層３および多孔質表面層１が有する空隙内における発泡性樹脂（液体）の挙動に関する物理現象のことである。毛細管現象の起こり易さは、多孔質中間層３および多孔質表面層１が有する空隙について、少なくとも平均空隙率の差、好ましくは平均空隙率および平均空隙径の差を調整することにより、制御することができる。詳しくは、平均空隙率が小さいほど、毛細管現象は起こり易い。平均空隙径が小さいほど、毛細管現象は起こり易い。
従って、本発明において多孔質中間層３は、後述するように、多孔質表面層１の平均空隙率よりも小さい平均空隙率を有している。本発明において多孔質中間層３は、多孔質中間層３での毛細管現象の起こり易さおよび自動車のパワートレイン部材のためのカバー部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは当該平均空隙率だけでなく、多孔質表面層の平均空隙径よりも小さい平均空隙径も有している。このため、多孔質中間層３は多孔質表面層１よりも毛細管現象を起こし易い。多孔質中間層が多孔質表面層の平均空隙率よりも大きい平均空隙率を有していると、多孔質表面層の方が多孔質中間層よりも毛細管現象を起こし易く、多孔質中間層が発泡性樹脂を十分に保持できないため、発泡性樹脂の多孔質表面層への移動を阻害できない。その結果、発泡性樹脂の多孔質表面層への含浸量が増加し、発泡性樹脂が十分に発泡しなくなり、機能性積層体は十分な吸音性および断熱性を有さない。
（多孔質中間層）
多孔質中間層３は通気性を有する。多孔質中間層３が有する「通気性」は「通液性」と換言可能な特性であり、すなわち当該多孔質中間層３が機能性積層体の製造時に自己の内部を発泡性樹脂（液体）に適度に通過させ得る特性のことである。多孔質中間層３はこのような通気性を有するため、多孔質表面層１と樹脂発泡層２と多孔質中間層３との一体化が達成される。多孔質中間層３が有する通気性は、詳しくは、後述の混層部１１が形成され得る程度の通気性である。
多孔質中間層３は通気性を有する。多孔質中間層３が有する「通気性」は「通液性」と換言可能な特性であり、すなわち当該多孔質中間層３が機能性積層体の製造時に自己の内部を発泡性樹脂（液体）に適度に通過させ得る特性のことである。多孔質中間層３はこのような通気性を有するため、多孔質表面層１と樹脂発泡層２と多孔質中間層３との一体化が達成される。多孔質中間層３が有する通気性は、詳しくは、後述の混層部１１が形成され得る程度の通気性である。
多孔質中間層を構成する材料は、上記のような通気性を有し、かつ多孔質表面層よりも毛細管現象を起こし易いものである限り特に限定されず、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。
多孔質中間層の繊維不織布として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維等のポリエステル繊維；アラミド繊維等のポリアミド繊維；ポリビニルアルコール繊維；ポリエチレン繊維、ポリプロピレン（ＰＰ）繊維等のポリオレフィン繊維；およびセルロース繊維からなる群から選択される１種以上の有機繊維の不織布が挙げられる。多孔質中間層の繊維不織布はまた、ガラス繊維、アルミニウム繊維、アルミナ繊維およびロックウールからなる群から選択される１種以上の無機繊維の不織布であってもよい。
多孔質中間層のポリマー発泡体は連続気泡構造を有するものが使用される。そのようなポリマー発泡体として、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。
多孔質中間層は、自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、繊維不織布であることが好ましく、より好ましくは有機繊維の不織布、さらに好ましくはポリオレフィン繊維の不織布、最も好ましくはＰＰ繊維の不織布である。
多孔質中間層は多孔質表面層の平均空隙率よりも小さい平均空隙率を有する。多孔質中間層の平均空隙率Ｒｍ（％）および多孔質表面層の平均空隙率Ｒｓ（％）は、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車のパワートレイン部材のためのカバー部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、以下の関係式（ｘ１）を満たすことが好ましく、以下の関係式（ｘ２）を満たすことがより好ましく、以下の関係式（ｘ３）を満たすことがより好ましい。
１．０１≦Ｒｓ／Ｒｍ （ｘ１）
１．０５≦Ｒｓ／Ｒｍ≦２ （ｘ２）
１．１≦Ｒｓ／Ｒｍ≦１．５ （ｘ３）
１．０５≦Ｒｓ／Ｒｍ≦２ （ｘ２）
１．１≦Ｒｓ／Ｒｍ≦１．５ （ｘ３）
多孔質中間層の平均空隙率Ｒｍは通常、６０〜９５％であり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車のパワートレイン部材のためのカバー部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは６５〜９０％である。
多孔質中間層の平均空隙率は、多孔質中間層が繊維不織布である場合、繊維間に形成される空隙の体積割合、すなわち繊維間の空隙の体積割合のことであり、以下の方法で測定された割合で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸された多孔質中間層の当該不織布を切り出し、当該不織布を構成する繊維および発泡性樹脂のうち、発泡性樹脂のみを溶解する有機溶剤により、発泡性樹脂を溶解し、繊維不織布を単独で得る。この繊維不織布における空隙の体積割合を算出し、この値を、当該繊維不織布において厚みが機能性積層体における後述の多孔質中間層の厚みであるときの空隙の体積割合に換算する。空隙の体積割合は、当該繊維不織布の体積、重量、繊維材料の比重等の物性より算出できる。本明細書中、重量の測定は、電子天秤（ＡＥ１６０；メトラー社製）を用いて行った。また、当該繊維不織布の体積と、計算機トモグラフィー法、液浸法、水蒸発法、懸吊法、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定した当該繊維不織布の空隙体積より算出できる。
また、別の繊維間の空隙の体積割合の測定方法として、機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸された多孔質中間層の当該不織布を切り出し、当該不織布の体積と、計算機トモグラフィー法、液浸法、水蒸発法、懸吊法、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定した当該不織布の空隙体積を得た後、当該不織布を構成する繊維および発泡性樹脂のうち、繊維材料のみを溶解する溶剤により、繊維材料を溶解し、発泡性樹脂を単独で得る。この発泡性樹脂における空隙体積を上記同様の手法で測定し、当該不織布の体積−当該発泡性樹脂の空隙体積＋当該不織布の空隙体積から繊維不織布の空隙体積を算出し、この値と当該不織布の体積から繊維不織布における空隙の体積割合を算出することができる。
また、別の繊維間の空隙の体積割合の測定方法として、機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸された多孔質中間層の当該不織布を切り出し、当該不織布の体積と、計算機トモグラフィー法、液浸法、水蒸発法、懸吊法、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定した当該不織布の空隙体積を得た後、当該不織布を構成する繊維および発泡性樹脂のうち、繊維材料のみを溶解する溶剤により、繊維材料を溶解し、発泡性樹脂を単独で得る。この発泡性樹脂における空隙体積を上記同様の手法で測定し、当該不織布の体積−当該発泡性樹脂の空隙体積＋当該不織布の空隙体積から繊維不織布の空隙体積を算出し、この値と当該不織布の体積から繊維不織布における空隙の体積割合を算出することができる。
多孔質中間層の平均空隙率は、多孔質中間層がポリマー発泡体である場合、多孔質中間層としてのポリマー発泡体が本来的に有するポリマー中の気泡の体積割合のことであり、以下の方法で測定された割合で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸された多孔質中間層の当該ポリマー発泡体を切り出し、当該試料の垂直断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、発泡性樹脂の発泡が起こっていないところの任意の１００カ所で全面積に対する気泡の面積の割合を測定し、平均値を求める。気泡の面積は、多孔質中間層としてのポリマー発泡体が本来的に有する気泡の面積であり、当該気泡と、発泡性樹脂の発泡による気泡とは、気泡周囲の明度等の差異により、容易に区別することができる。本明細書中、光学顕微鏡や電子顕微鏡写真を撮影する際の平行断面は当該外表面１２に対して平行な断面のことであり、垂直断面は多孔質表面層の外表面１２に対して垂直な断面のことである。
多孔質中間層の平均空隙率は、上記のように機能性積層体から測定された値を用いているが、製造（発泡成形）に使用される材料から測定しても、同等の測定値が得られる。つまり、製造（発泡成形）に使用される当該多孔質中間層材料の体積、重量、多孔質中間層材料の繊維またはポリマーの比重等の物性より算出できる。本明細書中、重量の測定は、電子天秤（ＡＥ１６０；メトラー社製）を用いて行った。また、当該多孔質中間層材料の体積と、計算機トモグラフィー法、液浸法、水蒸発法、懸吊法、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定した当該多孔質中間層材料の空隙体積より算出できる。また、当該多孔質中間層材料の垂直断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００カ所で全面積に対する気泡の面積の割合を測定し、平均値を求めることより算出できる。
多孔質中間層の平均空隙径Ｄｍ（μｍ）および多孔質表面層の平均空隙径Ｄｓ（μｍ）は、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、以下の関係式（ｙ１）を満たすことが好ましく、以下の関係式（ｙ２）を満たすことがより好ましく、以下の関係式（ｙ３）を満たすことがより好ましい。
１．０≦Ｄｓ／Ｄｍ≦２０００ （ｙ１）
１．０１≦Ｄｓ／Ｄｍ≦１０ （ｙ２）
１．１≦Ｄｓ／Ｄｍ≦１０ （ｙ３）
１．０１≦Ｄｓ／Ｄｍ≦１０ （ｙ２）
１．１≦Ｄｓ／Ｄｍ≦１０ （ｙ３）
多孔質中間層の平均空隙径Ｄｍは通常、０．０４〜９０μｍであり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車のパワートレイン部材のためのカバー部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは２０〜５０μｍである。
多孔質中間層の平均空隙径は、多孔質中間層が繊維不織布である場合、繊維間に形成される空隙の直径、すなわち当該空隙における空隙入口の繊維間の最大距離のことであり、以下の方法で測定された５０％体積平均直径で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸された多孔質中間層の当該不織布を切り出し、当該不織布を構成する繊維および発泡性樹脂のうち、発泡性樹脂のみを溶解する有機溶剤により、発泡性樹脂を溶解し、繊維不織布を単独で得る。この繊維不織布における空隙の直径の分布を、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定し、５０％体積平均直径を算出できる。本明細書中、空隙の直径分布の測定は、水銀圧入法（オートポア９４００シリーズ；島津製作所社製）を用いて行った。また、別の測定方法として、機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸された多孔質中間層の当該不織布を切り出し、当該試料の平行断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、発泡性樹脂の発泡が起こっていないところの任意の１００個の空隙の直径（繊維間の最大距離）を測定し、平均値を求める。測定される空隙の直径は光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において最手前に現れる空隙の直径である。
多孔質中間層の平均空隙径は、多孔質中間層がポリマー発泡体である場合、多孔質中間層としてのポリマー発泡体が本来的に有するポリマー中の気泡の直径のことであり、以下の方法で測定された平均直径で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸された多孔質中間層の当該ポリマー発泡体を切り出し、当該試料の平行断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、発泡性樹脂の発泡が起こっていないところの任意の１００個の気泡の直径を測定し、平均値を求める。任意の１００個の気泡は、多孔質中間層としてのポリマー発泡体が本来的に有する気泡であり、当該気泡と、発泡性樹脂の発泡による気泡とは、気泡周囲の明度等の差異により、容易に区別することができる。
多孔質中間層の平均空隙径は、上記のように機能性積層体から測定された値を用いているが、製造（発泡成形）に使用される材料から測定しても、同等の測定値が得られる。つまり、製造（発泡成形）に使用される当該多孔質中間層材料における空隙の直径の分布を、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定し、５０％体積平均直径を算出できる。本明細書中、空隙の直径分布の測定は、水銀圧入法（オートポア９４００シリーズ；島津製作所社製）を用いて行った。また、当該多孔質中間層材料の平行断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００個の空隙の直径（繊維間の最大距離、気泡の直径）を測定し、平均値を求める。測定される空隙の直径は光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において最手前に現れる空隙の直径である。
多孔質中間層の厚みは通常、０．１〜２ｍｍであり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車のパワートレイン部材のためのカバー部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは０．２〜１ｍｍである。
多孔質中間層の厚みは、多孔質中間層が繊維不織布である場合であっても、またはポリマー発泡体である場合であっても、多孔質中間層３における多孔質表面層１との界面３２から、樹脂発泡層２との界面３３までの厚みであり、以下の方法で測定された厚みで表される。機能性積層体の垂直断面の光学顕微鏡写真において、任意の１００カ所で厚みを測定し、平均値を求める。
多孔質中間層の厚みは、上記のように機能性積層体から測定された値を用いているが、製造（発泡成形）に使用される材料から測定しても、同等の測定値が得られる。つまり、製造（発泡成形）に使用される当該多孔質中間層材料の垂直断面の光学顕微鏡写真において、任意の１００カ所で厚みを測定し、平均値を求める。また、膜厚計、変位計、ノギス等の計器で当該多孔質中間層材料の厚みを測定し、平均値を求める。
多孔質中間層が特に繊維不織布である場合、当該繊維不織布を構成する繊維の平均繊維径および平均繊維長は、多孔質中間層が多孔質表面層よりも毛細管現象を起こし易い限り特に限定されない。平均繊維径は通常、０．００５〜５０μｍであり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは０．１〜２０μｍである。平均繊維長は通常、多孔質中間層材料の厚み以上であり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは２０ｍｍ以上である。
多孔質中間層の繊維不織布における繊維の平均繊維径は以下の方法で測定された平均直径で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸された多孔質中間層の当該不織布を切り出し、当該試料の垂直断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００本の繊維の直径を測定し、平均値を求める。
多孔質中間層の繊維不織布における繊維の平均繊維長は以下の方法で測定された平均値で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸された多孔質中間層の当該不織布を切り出し、繊維不織布を構成する繊維および発泡性樹脂のうち、発泡性樹脂のみを溶解する有機溶剤により、発泡性樹脂を溶解する。発泡性樹脂が溶解された不織布より、任意の１００本の繊維の長さを測定し、平均値を求める。また、ＣＴ等の手法で当該不織布内部を３次元画像化し、任意の１００本の繊維の長さを測定して平均値を求める。
繊維不織布の繊維の平均繊維径および平均繊維長は、上記のように機能性積層体から測定された値を用いているが、製造（発泡成形）に使用される材料から測定しても、同等の測定値が得られる。つまり、製造（発泡成形）に使用される繊維不織布の繊維の平均繊維径は、当該不織布の垂直断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００本の繊維の直径を測定し、平均値を求める。製造（発泡成形）に使用される繊維不織布の繊維の平均繊維長は、任意の１００本の繊維の長さを測定し、平均値を求める。また、ＣＴ等の手法で当該不織布内部を３次元画像化し、任意の１００本の繊維の長さを測定して平均値を求める。
多孔質中間層が特に繊維不織布である場合、当該繊維不織布の目付は、多孔質中間層が多孔質表面層よりも毛細管現象を起こし易い限り特に限定されず、通常は５〜５００ｇ／ｍ２であり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは２０〜３００ｇ／ｍ２である。
多孔質中間層の繊維不織布における目付は以下の方法で測定された値で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸された多孔質中間層の当該不織布を切り出し、当該不織布を構成する繊維および発泡性樹脂のうち、発泡性樹脂のみを溶解する有機溶剤により、発泡性樹脂を溶解し、繊維不織布を単独で得る。当該繊維不織布の面積、重量より目付を算出できる。本明細書中、重量の測定は、電子天秤（ＡＥ１６０；メトラー社製）を用いて行った。また、別の測定方法として、機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸された多孔質中間層の当該不織布を切り出し、当該不織布を構成する繊維および発泡性樹脂のうち、繊維材料のみを溶解する溶剤により、繊維材料を溶解し、繊維材料の溶解液を得る。この繊維材料の溶解液の液体分を蒸発させた後に、蒸発後の固体分の重量から固体分における繊維材料の重量を算出し、当該不織布の面積と繊維材料の重量から目付を算出できる。
繊維不織布の目付は、上記のように機能性積層体から測定された値を用いているが、製造（発泡成形）に使用される材料から測定しても、同等の測定値が得られる。つまり、製造（発泡成形）に使用される繊維不織布の面積、重量より目付を算出できる。本明細書中、重量の測定は、電子天秤（ＡＥ１６０；メトラー社製）を用いて行った。
（多孔質表面層）
多孔質表面層１を構成する材料は、多孔性を有し、かつ多孔質中間層よりも毛細管現象を起こし難いものである限り特に限定されず、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。
多孔質表面層１を構成する材料は、多孔性を有し、かつ多孔質中間層よりも毛細管現象を起こし難いものである限り特に限定されず、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。
多孔質表面層の繊維不織布としては、多孔質中間層の繊維不織布として例示した同様の有機繊維の不織布および無機繊維の不織布が挙げられる。
多孔質表面層のポリマー発泡体は連続気泡構造または独立気泡構造を有するものが使用される。多孔質表面層のポリマー発泡体としては、独立気泡構造を有するものであってもよいこと以外、多孔質中間層のポリマー発泡体として例示した同様のポリマー発泡層が挙げられる。
多孔質表面層は、自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、繊維不織布であることが好ましく、より好ましくは無機繊維または有機繊維の不織布、さらに好ましくはガラス繊維またはポリエステル繊維（特にＰＥＴ繊維）の不織布である。
多孔質表面層の平均空隙率Ｒｓは通常、８０〜９９．５％であり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは９０〜９９％である。
多孔質表面層の平均空隙率は、多孔質表面層が繊維不織布である場合、繊維間に形成される空隙の体積割合、すなわち繊維間の空隙の体積割合のことであり、以下の方法で測定された割合で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸されていない多孔質表面層部分の当該不織布を切り出す。この繊維不織布における空隙の体積割合を算出し、この値を、当該繊維不織布において厚みが機能性積層体における後述の多孔質表面層の厚みであるときの空隙の体積割合に換算する。空隙の体積割合は、当該繊維不織布の体積、重量、繊維の比重等の物性より算出できる。本明細書中、重量の測定は、電子天秤（ＡＥ１６０；メトラー社製）を用いて行った。また、当該繊維不織布の体積と、計算機トモグラフィー法、液浸法、水蒸発法、懸吊法、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定した当該繊維不織布の空隙体積より算出できる。
多孔質表面層の平均空隙率は、多孔質表面層がポリマー発泡体である場合、多孔質表面層としてのポリマー発泡体が本来的に有するポリマー中の気泡の体積割合のことであり、以下の方法で測定された割合で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸されていない多孔質表面層部分の当該ポリマー発泡体を切り出し、当該試料の垂直断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００カ所で全面積に対する気泡の面積の割合を測定し、平均値を求めることより算出できる。
多孔質表面層の平均空隙率は、上記のように機能性積層体から測定された値を用いているが、製造（発泡成形）に使用される材料から測定しても、同等の測定値が得られる。つまり、製造（発泡成形）に使用される当該多孔質表面層材料の体積、重量、当該多孔質表面層材料の繊維またはポリマーの比重等の物性より算出できる。本明細書中、重量の測定は、電子天秤（ＡＥ１６０；メトラー社製）を用いて行った。また、当該多孔質表面層材料の体積と、計算機トモグラフィー法、液浸法、水蒸発法、懸吊法、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定した当該多孔質表面層材料の空隙体積より算出できる。また、当該多孔質表面層材料の垂直断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００カ所で全面積に対する気泡の面積の割合を測定し、平均値を求めることより算出できる。
多孔質表面層の平均空隙径Ｄｓは通常、１０〜３００μｍであり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは２０〜１５０μｍである。
多孔質表面層の平均空隙径は、多孔質表面層が繊維不織布である場合、繊維間に形成される空隙の直径、すなわち当該空隙における空隙入口の繊維間の最大距離のことであり、以下の方法で測定された５０％体積平均直径で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸されていない多孔質表面層部分の当該不織布を切り出し、この当該不織布における空隙の直径の分布を、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定し、５０％体積平均直径を算出できる。本明細書中、空隙の直径分布の測定は、水銀圧入法（オートポア９４００シリーズ；島津製作所社製）を用いて行った。また、別の測定方法として、機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸されていない多孔質表面層部分の当該不織布を切り出し、当該不織布の平行断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００個の空隙の直径（繊維間の最大距離）を測定し、平均値を求める。測定される空隙の直径は光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において最手前に現れる空隙の直径である。
多孔質表面層の平均空隙径は、多孔質表面層がポリマー発泡体である場合、多孔質表面層としてのポリマー発泡体が本来的に有するポリマー中の気泡の直径のことであり、以下の方法で測定された平均直径で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸されていない多孔質表面層部分の当該ポリマー発泡体を切り出し、当該試料の平行断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００個の気泡の直径を測定し、平均値を求める。
多孔質表面層の平均空隙径は、上記のように機能性積層体から測定された値を用いているが、製造（発泡成形）に使用される材料から測定しても、同等の測定値が得られる。つまり、製造（発泡成形）に使用される当該多孔質表面層材料における空隙の直径の分布を、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定し、５０％体積平均直径を算出できる。本明細書中、空隙の直径分布の測定は、水銀圧入法（オートポア９４００シリーズ；島津製作所社製）を用いて行った。また、当該多孔質表面層材料の平行断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００個の空隙の直径（繊維間の最大距離、気泡の直径）を測定し、平均値を求める。測定される空隙の直径は光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において最手前に現れる空隙の直径である。
多孔質表面層の厚みは通常、１〜５０ｍｍであり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは２〜３０ｍｍである。
多孔質表面層の厚みは、多孔質表面層が繊維不織布である場合であっても、またはポリマー発泡体である場合であっても、後述の混層部を含む厚みであって、多孔質表面層１における外表面１２から、多孔質中間層３との界面１３までの厚みであり、以下の方法で測定された厚みで表される。機能性積層体の垂直断面の光学顕微鏡写真において、任意の１００カ所で厚みを測定し、平均値を求める。
多孔質表面層の厚みは、上記のように機能性積層体から測定された値を用いているが、製造（発泡成形）に使用される材料から測定しても、同等の測定値が得られる。つまり、製造（発泡成形）に使用される当該多孔質表面層材料の垂直断面の光学顕微鏡写真において、任意の１００カ所で厚みを測定し、平均値を求める。また、膜厚計、変位計、ノギス等の計器で当該多孔質表面層材料の厚みを測定し、平均値を求める。
多孔質表面層が特に繊維不織布である場合、当該繊維不織布を構成する繊維の平均繊維径および平均繊維長は、多孔質中間層が多孔質表面層よりも毛細管現象を起こし易い限り特に限定されない。平均繊維径は通常、０．００５〜５０μｍであり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは０．１〜２０μｍである。平均繊維長は通常、２ｍｍ以上であり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは２０ｍｍ以上である。
多孔質表面層の繊維不織布における繊維の平均繊維径は以下の方法で測定された平均直径で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸されていない多孔質表面層部分の当該不織布を切り出し、当該試料の垂直断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００本の繊維の直径を測定し、平均値を求める。
多孔質表面層の繊維不織布における繊維の平均繊維長は以下の方法で測定された平均値で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸されていない多孔質表面層部分の当該不織布を切り出し、当該不織布より、任意の１００本の繊維の長さを測定し、平均値を求める。また、ＣＴ等の手法で当該不織布内部を３次元画像化し、任意の１００本の繊維の長さを測定して平均値を求める。
繊維不織布の繊維の平均繊維径および平均繊維長は、上記のように機能性積層体から測定された値を用いているが、製造（発泡成形）に使用される材料から測定しても、同等の測定値が得られる。つまり、製造（発泡成形）に使用される繊維不織布の繊維の平均繊維径は、当該不織布の垂直断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００本の繊維の直径を測定し、平均値を求める。製造（発泡成形）に使用される繊維不織布の繊維の平均繊維長は、任意の１００本の繊維の長さを測定し、平均値を求める。また、ＣＴ等の手法で当該繊維不織布内部を３次元画像化し、任意の１００本の繊維の長さを測定して平均値を求める。
多孔質表面層が特に繊維不織布である場合、当該繊維不織布の目付は、多孔質中間層が多孔質表面層よりも毛細管現象を起こし易い限り特に限定されず、通常は５０〜６０００ｇ／ｍ２であり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは１００〜３０００ｇ／ｍ２である。
多孔質表面層の繊維不織布における目付は以下の方法で測定された値で表される。機能性積層体から、発泡性樹脂が含浸されていない多孔質表面層部分の当該不織布を切り出し、当該不織布の面積、重量より目付を算出できる。本明細書中、重量の測定は、電子天秤（ＡＥ１６０；メトラー社製）を用いて行った。
繊維不織布の目付は、上記のように機能性積層体から測定された値を用いているが、製造（発泡成形）に使用される材料から測定しても、同等の測定値が得られる。つまり、製造（発泡成形）に使用される繊維不織布の面積、重量より目付を算出できる。本明細書中、重量の測定は、電子天秤（ＡＥ１６０；メトラー社製）を用いて行った。
（樹脂発泡層）
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。
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。
樹脂発泡層は、自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、ポリウレタン発泡層であることが好ましい。
樹脂発泡層の平均空隙径Ｄｆは特に限定されず、吸音対象の音の周波数に応じて、例えば、０．０４〜８００μｍ、特に１０〜６００μｍの範囲内であってもよい。樹脂発泡層の平均空隙径Ｄｆが上記範囲内で大きいほど、吸音される音の周波数は大きくなる。一方、樹脂発泡層の平均空隙径Ｄｆが上記範囲内で小さいほど、吸音される音の周波数は小さくなる。
例えば、樹脂発泡層の平均空隙径Ｄｆが５０〜５００μｍ、特に１００〜３００μｍのとき、周波数１０００〜４０００Ｈｚの音が有効に吸音される。このような吸音は、機能性積層体を自動車のパワートレイン部材のためのカバー部材用途で使用する場合に好適である。
樹脂発泡層の平均空隙径Ｄｆは、ポリマー中の気泡の直径のことであり、以下の方法で測定された平均直径で表される。機能性積層体から、樹脂発泡層を切り出し、当該試料の平行断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００個の気泡の直径を測定し、平均値を求める。
樹脂発泡層の平均空隙率Ｒｆは通常、６０〜９８％であり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは８０〜９５％である。
樹脂発泡層の平均空隙率は、ポリマー中の気泡の体積割合のことであり、以下の方法で測定された割合で表される。機能性積層体から、樹脂発泡層を切り出し、当該樹脂発泡材の垂直断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００カ所で全面積に対する気泡の面積の割合を測定し、平均値を求める。また、当該樹脂発泡材の体積、重量、ポリマーの比重等の物性より算出できる。本明細書中、重量の測定は、電子天秤（ＡＥ１６０；メトラー社製）を用いて行った。また、当該樹脂発泡材の体積と、計算機トモグラフィー法、液浸法、水蒸発法、懸吊法、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定した当該樹脂発泡材の空隙体積より算出できる。
樹脂発泡層の厚みは通常、１〜１００ｍｍであり、多孔質中間層での毛細管現象の起こり易さおよび自動車のパワートレイン部材のためのカバー部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは２〜３０ｍｍである。
樹脂発泡層の厚みは、多孔質表面層１の外表面１２に対して略垂直方向の厚みであって、樹脂発泡層２における多孔質中間層３との界面２２までの厚みであり、以下の方法で測定された厚みで表される。機能性積層体の垂直断面の光学顕微鏡写真において、任意の１００カ所で厚みを測定し、平均値を求める。
（混層部）
本発明の機能性積層体１０は、多孔質中間層３と多孔質表面層１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が多孔質中間層３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における多孔質中間層３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内における多孔質中間層３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１０は、多孔質中間層３と多孔質表面層１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が多孔質中間層３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における多孔質中間層３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内における多孔質中間層３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。
混層部は、多孔質中間層と多孔質表面層との間に形成される、樹脂発泡層と多孔質表面層との複合層である。混層部は、詳しくは、樹脂発泡層を構成する発泡性樹脂が多孔質表面層に滲入し、発泡および硬化して形成された層であり、換言すると、多孔質表面層の構成材料と樹脂発泡層の構成材料とが共存する層のことである。混層部においては、発泡性樹脂の滲入前の多孔質表面層の空隙内において、発泡性樹脂による気泡が形成されている。
混層部の平均空隙径Ｄｘは特に限定されず、吸音対象の音の周波数に応じて、例えば、０．０４〜８００μｍ、特に１０〜５００μｍの範囲内であってもよい。混層部の平均空隙径Ｄｘが上記範囲内で大きいほど、吸音される音の周波数は大きくなる。一方、混層部の平均空隙径Ｄｘが上記範囲内で小さいほど、吸音される音の周波数は小さくなる。
例えば、混層部の平均空隙径Ｄｘが５０〜２５０μｍ、特に６０〜２００μｍのとき、周波数１０００〜４０００Ｈｚの音が有効に吸音される。このような吸音は、機能性積層体を自動車のパワートレイン部材のためのカバー部材用途で使用する場合に好適である。
混層部の平均空隙径Ｄｘは、発泡性樹脂の滲入前における多孔質表面層の空隙内において形成された樹脂（ポリマー）中の気泡の直径のことであり、以下の方法で測定された平均直径で表される。機能性積層体における混層部の平行断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００個の気泡の直径を測定し、平均値を求める。任意の１００個の気泡は、発泡性樹脂の発泡により形成された任意の１００個の気泡のことであり、当該気泡と、多孔質表面層としてのポリマー発泡体が本来的に有する気泡とは、気泡周囲の明度等の差異により、容易に区別することができる。また、機能性積層体から、混層部を切り出し、この混層部における空隙の直径の分布を、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定し、平均直径を算出できる。
混層部の平均空隙率Ｒｘは通常、３０〜９５％であり、自動車のパワートレイン部材のためのカバー部材用途での吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは５０〜９０％である。
混層部の平均空隙率は、発泡性樹脂の滲入前における多孔質表面層の空隙内において形成された樹脂（ポリマー）中の気泡の体積割合のことであり、以下の方法で測定された割合で表される。機能性積層体における混層部の垂直断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００カ所で全面積に対する気泡の面積の割合を測定し、平均値を求める。気泡の面積は、多孔質表面層の空隙内において発泡性樹脂の発泡により形成された樹脂（ポリマー）中の気泡の面積であり、多孔質中間層がポリマー発泡体の場合、当該気泡と、当該ポリマー発泡体が本来的に有する気泡とは、気泡周囲の明度等の差異により、容易に区別することができる。また、別の測定方法として、機能性積層体から、混層部を切り出し、当該混層部の体積、重量、ポリマーの比重等の物性より算出できる。また、当該混層部の体積と、計算機トモグラフィー法、液浸法、水蒸発法、懸吊法、水銀圧入法、ガス吸着法等の方法で測定した当該混層部の空隙体積より算出できる。
混層部の厚みは通常、０．０５〜３ｍｍであり、自動車のパワートレイン部材のためのカバー部材用途での吸音性吸音性のさらなる向上の観点から、好ましくは０．１〜２ｍｍであり、より好ましくは０．３〜１．７ｍｍである。
混層部の厚みは、多孔質表面層１の外表面１２に対して略垂直方向の厚みのことであって、多孔質表面層１における多孔質中間層３との界面１３から、多孔質表面層１内に発泡性樹脂が含浸されなくなるまでの厚みであり、以下の方法で測定された厚みで表される。機能性積層体における混層部近傍の垂直断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、任意の１００カ所で厚みを測定し、平均値を求める。当該光学顕微鏡や電子顕微鏡写真において、多孔質表面層１内に発泡性樹脂が含浸されていること、および含浸されていないことは、多孔質表面層１の空隙内での発泡性樹脂の存在／不存在により容易に区別できる。
［機能性積層体の製造方法］
本発明の機能性積層体は以下の積層用基材形成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。
本発明の機能性積層体は以下の積層用基材形成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。
（積層用基材形成工程）
本工程においては、多孔質表面層１および多孔質中間層３を重ね合わせ、積層用基材４０を得る。重ね合わせは、単に、一方の層の上に、他方の層を載置すればよいが、積層用基材の取り扱い性の観点から多孔質表面層１と多孔質中間層３とは接着することが好ましい。
本工程においては、多孔質表面層１および多孔質中間層３を重ね合わせ、積層用基材４０を得る。重ね合わせは、単に、一方の層の上に、他方の層を載置すればよいが、積層用基材の取り扱い性の観点から多孔質表面層１と多孔質中間層３とは接着することが好ましい。
接着方法は、多孔質表面層１と多孔質中間層３との結合が達成される限り特に限定されず、例えば、接着剤を用いる方法を採用すればよい。接着は多孔質表面層１と多孔質中間層３との接触面の一部で達成されてもよいし、または全面で達成されてもよい。自動車のパワートレイン部材のためのカバー部材用途での吸音性吸音性のさらなる向上の観点から、接着は多孔質表面層１と多孔質中間層３との接触面の一部で達成されることが好ましい。
多孔質表面層１および多孔質中間層３はそれぞれ前記した材料が使用可能であり、市販品として入手可能である。特に多孔質表面層１および多孔質中間層３が繊維不織布の場合、所定の繊維を熱プレス成形法またはニードルパンチ成形法等の公知の成形法により所望の物性に調整して成形したもの（シート状材料）を使用することができる。
（発泡成形工程）
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。
発泡成形は、樹脂発泡層２を構成する原料として発泡性樹脂２０を用いて、積層用基材４０の多孔質中間層３側で行う。発泡成形を積層用基材４０の多孔質中間層３側で行うとは、積層用基材４０の多孔質中間層３側で樹脂発泡層２が形成されるように、発泡性樹脂２０および積層用基材４０を配置して、発泡成形を行うという意味である。例えば、図２Ａに示すように、下型５２の成形面５２０に発泡性樹脂２０を注入した後、当該発泡性樹脂２０の上に積層用基材４０を、多孔質中間層３が発泡性樹脂２０と接触するように、配置させる。（積層用基材４０を、多孔質中間層３が発泡性樹脂２０と接触するように、上型５１に配置させてもよい。）その後、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内を充たし、樹脂発泡層２が形成される。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および多孔質中間層３が一体化された機能性積層体が得られる。図２Ｂは、発泡成形工程の発泡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。
発泡性樹脂２０は樹脂発泡層の原料であり、例えば樹脂発泡層がポリウレタン発泡層の場合、発泡性樹脂２０はポリオール化合物およびイソシアネート化合物の混合物が使用される。発泡性樹脂２０には発泡剤および整泡剤等の添加剤が含有されていてもよい。
発泡条件は、発泡性樹脂２０の種類に応じて、適宜決定され、例えば、成形型５０を加熱してもよいし、かつ／または成形型５０内を加圧または減圧してもよい。
［用途］
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。
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。
本発明の機能性積層体１０が、例えば、エンジンを備えた機械における吸音断熱材として使用される場合、詳しくは、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。このとき機能性積層体１０は、より詳しくは、パワートレイン部材を部分的または全体的に包囲するカバー部材として使用される。機能性積層体１０は、樹脂発泡層２側がパワートレイン部材に接触するように配置され使用される。あるいは、多孔質表面層１側が音源および／または熱源に非接触で対向するように、すなわち多孔質表面層１側にエンジンおよびトランスミッションが配置されるように、使用される。
（測定方法）
各層の各種物性は前記した方法により測定した。
各層の各種物性は前記した方法により測定した。
（評価方法）
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。機能性積層体は、多孔質表面層１側が音源に対向するように、使用した。
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。機能性積層体は、多孔質表面層１側が音源に対向するように、使用した。
熱伝導率：
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。
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。
（実施例１〜２）
・積層用基材形成工程
平均繊維径約７．５μｍのグラスウールＡを、表１に記載の平均空隙径、平均空隙率および厚みになるよう熱プレス成形し、多孔質表面層１を得た。この多孔質表面層１に、表１の多孔質中間層３を接着して、積層用基材４０を得た。接着は多孔質表面層と多孔質中間層との接触面の一部で接着剤により達成した。
・積層用基材形成工程
平均繊維径約７．５μｍのグラスウールＡを、表１に記載の平均空隙径、平均空隙率および厚みになるよう熱プレス成形し、多孔質表面層１を得た。この多孔質表面層１に、表１の多孔質中間層３を接着して、積層用基材４０を得た。接着は多孔質表面層と多孔質中間層との接触面の一部で接着剤により達成した。
・発泡成形工程
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上に注入した。次いで、当該発泡性樹脂２０の上に積層用基材４０を、多孔質表面層３が発泡性樹脂２０と接触するように、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。冷却後、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および多孔質中間層３が一体化された機能性積層体を得た。
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上に注入した。次いで、当該発泡性樹脂２０の上に積層用基材４０を、多孔質表面層３が発泡性樹脂２０と接触するように、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。冷却後、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および多孔質中間層３が一体化された機能性積層体を得た。
（実施例３〜５および比較例１〜２）
多孔質表面層１として平均繊維径約３．５μｍのグラスウールＢを、表１に記載の平均空隙径、平均空隙率および厚みになるよう、熱プレス成形したものを用いたこと、および表１の多孔質中間層３を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により、積層用基材形成工程および発泡成形工程を行った。
多孔質表面層１として平均繊維径約３．５μｍのグラスウールＢを、表１に記載の平均空隙径、平均空隙率および厚みになるよう、熱プレス成形したものを用いたこと、および表１の多孔質中間層３を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により、積層用基材形成工程および発泡成形工程を行った。
（実施例６）
多孔質表面層１として繊維長５１ｍｍおよび繊度２．２デニール（平均繊維径約１６μｍ）のＰＥＴ繊維を、表１に記載の平均空隙径、平均空隙率および厚みになるよう、ニードルパンチおよび接着剤にてシート状に成形したものを用いたこと、および表１の多孔質中間層３を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により、積層用基材形成工程および発泡成形工程を行った。
多孔質表面層１として繊維長５１ｍｍおよび繊度２．２デニール（平均繊維径約１６μｍ）のＰＥＴ繊維を、表１に記載の平均空隙径、平均空隙率および厚みになるよう、ニードルパンチおよび接着剤にてシート状に成形したものを用いたこと、および表１の多孔質中間層３を用いたこと以外、実施例１と同様の方法により、積層用基材形成工程および発泡成形工程を行った。
グラスウールＡ：平均繊維径約７．５μｍおよび平均繊維長約５０ｍｍの硝子繊維（グラスウールＡによる多孔質表面層１の目付 実施例１〜２：９６０ｇ／ｍ２）
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３：１９２０ｇ／ｍ２、実施例４：９６０ｇ／ｍ２、実施例５：４８０ｇ／ｍ２、比較例１：９６０ｇ／ｍ２、比較例２：６０００ｇ／ｍ２）
ＰＰ不織布Ａ：ＳＰ−１０４０Ｅ（前田工繊（株）製、目付４０ｇ／ｍ２）
ＰＰ不織布Ｂ：ＳＰ−１２００Ｅ（前田工繊（株）製、目付２００ｇ／ｍ２）
ＰＰ不織布Ｃ：ＳＰ−１０１７Ｅ（前田工繊（株）製、目付１７ｇ／ｍ２）
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）
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３：１９２０ｇ／ｍ２、実施例４：９６０ｇ／ｍ２、実施例５：４８０ｇ／ｍ２、比較例１：９６０ｇ／ｍ２、比較例２：６０００ｇ／ｍ２）
ＰＰ不織布Ａ：ＳＰ−１０４０Ｅ（前田工繊（株）製、目付４０ｇ／ｍ２）
ＰＰ不織布Ｂ：ＳＰ−１２００Ｅ（前田工繊（株）製、目付２００ｇ／ｍ２）
ＰＰ不織布Ｃ：ＳＰ−１０１７Ｅ（前田工繊（株）製、目付１７ｇ／ｍ２）
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）
本発明の機能性積層体は、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における吸音材、断熱材かつ／または制振材として有用である。
１：多孔質表面層
２：樹脂発泡層
３：多孔質中間層
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多孔質中間層との界面
２０：発泡性樹脂
２２：樹脂発泡層における多孔質中間層との界面
３２：多孔質中間層における多孔質表面層との界面
３３：多孔質中間層における樹脂発泡層との界面
４０：積層用基材
５０：成形型
５１：上型
５２：下型
５２０：下型の成形面
２：樹脂発泡層
３：多孔質中間層
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多孔質中間層との界面
２０：発泡性樹脂
２２：樹脂発泡層における多孔質中間層との界面
３２：多孔質中間層における多孔質表面層との界面
３３：多孔質中間層における樹脂発泡層との界面
４０：積層用基材
５０：成形型
５１：上型
５２：下型
５２０：下型の成形面
Claims (28)
- 多孔質表面層と樹脂発泡層との間に、通気性を有する多孔質中間層が積層されており、
前記多孔質中間層が、前記多孔質表面層の平均空隙率よりも小さい平均空隙率を有しており、
前記多孔質表面層が前記多孔質中間層側に、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おり、
前記混層部が０．３〜１．７ｍｍの厚みを有する、機能性積層体。 - 前記混層部が６０〜２００μｍの樹脂平均空隙径を有する、請求項１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１または２に記載の機能性積層体。
- 多孔質表面層と樹脂発泡層との間に、通気性を有する多孔質中間層が積層されており、
前記多孔質中間層が、前記多孔質表面層の平均空隙率よりも小さい平均空隙率を有しており、
前記多孔質表面層が前記多孔質中間層側に、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おり、
前記混層部が６０〜２００μｍの樹脂平均空隙径を有する、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４に記載の機能性積層体。
- 多孔質表面層と樹脂発泡層との間に、通気性を有する多孔質中間層が積層されており、
前記多孔質中間層が、前記多孔質表面層の平均空隙率よりも小さい平均空隙率を有しており、
前記多孔質表面層が前記多孔質中間層側に、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おり、
前記混層部が５０〜９０％の平均空隙率を有する、機能性積層体。 - 前記多孔質中間層が、平均空隙径の差に起因して、前記多孔質表面層よりも毛細管現象を起こし易い、請求項１〜６のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質中間層が、前記多孔質表面層の平均空隙径よりも小さい平均空隙径を有している、請求項１〜７のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質中間層が６０〜９５％の平均空隙率を有する、請求項１〜８のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質中間層が０．０４〜９０μｍの平均空隙径を有する、請求項１〜９のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質中間層が０．１〜２ｍｍの厚みを有する、請求項１〜１０のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質中間層が繊維不織布である、請求項１〜１１のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質中間層がポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリオレフィン繊維およびセルロース繊維からなる群から選択される有機繊維の不織布である、請求項１〜１２のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質中間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１２または１３に記載の機能性積層体。
- 前記多孔質中間層の繊維不織布が５〜５００ｇ／ｍ２の目付を有する、請求項１２〜１４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１〜１５のいずれかに記載の機能性積層体。
- 前記多孔質表面層が１０〜３００μｍの平均空隙径を有する、請求項１〜１６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１〜１７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１〜１８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の不織布または有機繊維の不織布である、請求項１〜１９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１９または２０に記載の機能性積層体。
- 前記多孔質表面層の繊維不織布が５０〜６０００ｇ／ｍ２の目付を有する、請求項１９〜２１のいずれか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１〜２２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１〜２３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１〜２４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１〜２５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１〜２６のいずれかに記載の機能性積層体。
- 請求項１〜２７のいずれかに記載の機能性積層体の製造方法であって、
前記多孔質表面層および前記多孔質中間層を重ね合わせ、積層用基材を得る工程；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、前記積層用基材の多孔質中間層側で行う、方法。
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