JP7169797B2 - 吸遮音材とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、吸音性と遮音性を有する吸遮音材とその製造方法に関する。

例えば車両においては、車両のエンジンから発生した音を低減するため、図６に示すようにエンジＥの外周面にエンジンカバー８０を配置することが提案されている（特許文献１）。

エンジンカバー８０は、エンジンＥ（音源）の外周面と対向する発泡ウレタン樹脂層８１と、その反対側のインジェクション成形された樹脂製カバー８３との二層構造からなる。エンジンＥの外周面と対向する発泡ウレタン樹脂層８１は吸音層として機能し、エンジンＥから発生した音を吸音する。一方、エンジンＥの外周面とは反対側の樹脂製カバー８３は、遮音層として機能し、発泡ウレタン樹脂層８１を通過してきた音を反射し、外部へ漏れる騒音を減らす。
また、吸音層として繊維体が用いられることもあり、特許文献２のエンジンカバー３は、ポリプロピレン系樹脂シート２とポリプロピレン製不織布１との二層構造からなる。
何れも、樹脂製のカバー部材と吸音部材とが別体となるため、一体化させるための工程が必要なため、製造工程が複雑となりコストが高くなる問題があった。

特開２００３－２７９５８号公報 特開２０００－３５１１６１号公報

しかし、従来のエンジンカバー８０は、エンジンカバー８０自体及びその周囲から漏れた音がエンジンルーム内で反射してエンジンカバー８０まで戻ってきた際に、外側の樹脂製カバー８３で反射されてしまう。そのため、漏れた音が内側の吸音層である発泡ウレタン樹脂層８１まで到達することができず、特に、吸音効果が充分ではなかった。また、製造工程も複雑であった。

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、音源側からの音及び音源側とは反対側からの音の何れについても良好な吸音・遮音効果を発揮する吸遮音材とその製造方法の提供を目的とする。

請求項１の発明は、音源の外表面の一部または全部に配置されるポリウレタンフォームからなる吸遮音材において、前記ポリウレタンフォームは表面にスキン層を有し、前記音源の外表面と対向する前記ポリウレタンフォームの一側表面は、クローズドセル状態のスキン層からなり、前記ポリウレタンフォームの他側表面は、少なくとも一部がオープンセル状態のスキン層からなり、前記音源の外表面と前記ポリウレタンフォームの一側表面のクローズドセル状態のスキン層の少なくとも端部の外周縁とが密着することにより、前記音源の外表面と前記ポリウレタンフォームの一側表面のクローズドセル状態のスキン層との間に密閉空間を形成することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記音源の外表面と前記ポリウレタンフォームの一側表面のクローズドセル状態のスキン層の全面が密着することにより、前記音源の外表面と前記ポリウレタンフォームの一側表面のクローズドセル状態のスキン層との間に密閉空間を形成することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記クローズドセル状態のスキン層の平均厚みが５μｍ以上であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記クローズドセル状態のスキン層の通気性（ＪＩＳ Ｋ６４００－７ Ｂ法：２０１２／ＩＳＯ ７２３１：２０１０に基づく）が３ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ未満であり、前記オープンセル状態のスキン層の通気性（ＪＩＳ Ｋ６４００－７ Ｂ法：２０１２／ＩＳＯ ７２３１：２０１０に基づく）が３～５０ｍｌ／ｃｍ^２／ｓであることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１から４の何れか一項において、前記ポリウレタンフォームの全体密度（ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５／ＩＳＯ ８４５：１９８８に基づく）が７０～２５０ｋｇ／ｍ^３であることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１から５の何れか一項において、前記クローズドセル状態のスキン層からなる表面側からの音の入射に対する１６００Ｈｚでの垂直入射音響透過損失（ＡＳＴＭ Ｅ２６１１－０９（２００９）準拠）が２０ｄＢ以上であり、少なくとも一部がオープンセル状態のスキン層からなる表面側からの音の入射に対する１６００Ｈｚでの垂直入射吸音率（ＪＩＳ Ａ１４０５－２：２００７／ＩＳＯ １０５３４－２：１９９８準拠）が、４５％以上であることを特徴とする。

請求項７の発明は、金型の型面に離型剤を塗布した後、前記金型内にポリウレタンフォーム原料を注入し、発泡させることにより、音源の外表面の一部または全部に配置されるポリウレタンフォームからなる吸遮音材を製造する方法において、前記音源の外表面と対向する前記ポリウレタンフォームの一側表面を形成する型面には、分岐鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤を塗布し、前記ポリウレタンフォームの他側表面を形成する型面には、少なくとも直鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤を塗布し、前記分岐鎖状炭化ワックスを含有する離型剤を塗布した型面で、クローズドセル状態のスキン層を前記ポリウレタンフォームの一側表面の全面に形成し、前記直鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤を塗布した型面で、少なくとも一部がオープンセル状態のスキン層を前記ポリウレタンフォームの前記他側表面に形成することを特徴とする。

ポリウレタンフォーム表面のスキン層は、コア部（内部）よりも密度が高くなった層状の部分である。
クローズドセル状態のスキン層は、貫通した気泡（セル）少ない状態からなるため、音を反射、あるいは音の入射を妨げる遮音効果を有し、一方、オープンセル状態のスキン層は、貫通した気泡（セル）が多い状態からなるため、クローズドセル状態のスキン層に比べて音が入射し易く、スキン層よりも内側のコア部と共に吸音効果を有する。

請求項１から６の発明の吸遮音材は、音源の外表面と対向するポリウレタンフォームの一側表面がクローズドセル状態のスキン層からなるために遮音効果を有し、一方、ポリウレタンフォームの他側表面は、少なくとも一部がオープンセル状態のスキン層からなるために、音がコア部へ進入し易く、ポリウレタンフォームの内側のコア部と共に吸音効果を有する。

請求項１から６の発明の吸遮音材によれば、音源の外表面と対向する一側表面に音源から直接的に入射する音に対して、音源の外表面と対向する一側表面のクローズドセル状態のスキン層でその一部を遮音することができる。また、クローズド状態のスキン層を通過してコア部に進入した音については、該コア部でその一部を吸音することができる。一方、音源からの音がクローズドセル状態のスキン層、コア部及びオープンセル状態のスキン層を透過し、周囲の壁面などで反射して、吸遮音材へ戻ってくる音については、吸遮音材において音源と対向する一側とは異なる他側表面の少なくとも一部に形成されているオープンセル状態のスキン層から、コア部内へ進入するため、再びコア部で吸音することができ、特に良好な遮音効果を得ることができる。

請求項７の発明の吸遮音材の製造方法によれば、音源から直接的に入射する音、及び音源の周囲から入射する音の何れについても吸音性・遮音性が良好な吸遮音材を、容易に製造することができる。

吸遮音材の一実施形態の断面図である。 吸遮音材の製造方法の一例において離型剤を塗布する工程を示す断面図である。 吸遮音材の製造方法の一例においてポリウレタンフォーム原料の注入工程を示す断面図である。 吸遮音材の製造方法の一例において発泡工程を示す断面図である。 実施例と比較例の配合及び測定結果を示す表である。 従来のエンジンカバーの例を示す断面図である。

本発明の吸遮音材の実施形態について図面を用いて説明する。図１に示す吸遮音材１０は、音源Ｓの外表面Ｓ１の一部または全部に配置されるポリウレタンフォーム１１からなるものである。音源Ｓは、特に限定されるものではない。例えば音源Ｓが車両のエンジンの場合、吸遮音材１０はエンジンカバーを構成する。
なお、吸遮音材１０は、音源Ｓの外表面Ｓ１において、特に音が大きい部分を覆うように配置されるのが好ましく、さらに全面を覆うように配置することにより、吸音性・遮音性を一層高めることができる。

吸遮音材１０を構成するポリウレタンフォーム１１は、モールド成形によって形成されるものであり、モールド成形によって形成されるスキン層１２を表面に有する。スキン層１２は、音源Ｓの外表面Ｓ１と対向する一側表面（すなわち音源側表面）が、クローズドセル状態のスキン層１２Ａからなり、他側表面（すなわち非音源側表面）の少なくとも一部がオープンセル状態のスキン層１２Ｂからなる。
ここで、一側表面とは、吸遮音材１０を構成するポリウレタンフォーム１１の内、音源Ｓの外表面Ｓ１と対向する領域のことである。

ポリウレタンフォームの表面のスキン層１２（クローズドセル状態のスキン層１２Ａとオープンセル状態のスキン層１２Ｂを含む）は、コア部（内部）１１ａよりも密度が高く形成された層状部分であり、モールド成形による発泡成形時に金型の型面と接触して形成される部分である。

クローズドセル状態のスキン層１２Ａの平均厚みは、５μｍ以上であり、より好ましくは１０μｍ以上である。クローズドセル状態のスキン層１２Ａの厚みを５μｍ以上とすることにより、より高い遮音効果が得られる。スキン層の厚みは、ポリウレタンフォームの発泡成形時における金型温度や金型への充填量（パック率）で制御することができる。金型温度が低温になる程、また金型へのパック率が大きくなる程、スキン層の厚みが大になる。

ポリウレタンフォーム１１の通気性（ＪＩＳ Ｋ６４００－７ Ｂ法：２０１２／ＩＳＯ ７２３１：２０１０準拠）は、クローズドセル状態のスキン層１２Ａが３ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ以下、より好ましくは１．５ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ以下であり、オープンセル状態のスキン層１２Ｂが３～５０ｍｌ／ｃｍ^２／ｓであり、コア部１１ａが３～５０ｍｌ／ｃｍ^２／ｓである。各部の通気性の大小の関係は、［コア部＞オープンセル状態のスキン層≫クローズドセル状態のスキン層］である。

クローズドセル状態のスキン層１２Ａの通気性は、音を極力遮断する（入射する音の反射量を大とする）ため、小さい方が好ましい
一方、オープンセル状態のスキン層１２Ｂの通気性とコア部１１ａの通気性は、［オープンセル状態のスキン層の通気性／コア部の通気性］の値が０．３～１．０であるのが好ましく、より好ましくは０．４～１．０である。オープンセル状態のスキン層１２Ｂの通気性を、コア部１１ａの通気性に対して一定以上確保し、音を入射し易くするのが好ましい。

ポリウレタンフォーム１１は、全体密度（ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５／ＩＳＯ ８４５：１９８８に基づく）が７０～２５０ｋｇ／ｍ^３が好ましく、８０～２００ｋｇ／ｍ^３がより好ましい。全体密度が、７０ｋｇ／ｍ^３以下の場合、遮音性が低下するおそれがあり、２５０ｋｇ／ｍ^３以上の場合、軽量化の求められる自動車などの用途にあっては好ましくない。

ポリウレタンフォーム１１における各部の密度（ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５／ＩＳＯ ８４５：１９８８に基づく）の関係は、［クローズドセル状態のスキン層＞オープンセル状態のスキン層≧コア部］である。
また、オープンセル状態のスキン層１２Ｂの密度とコア部１１ａの密度の関係は、［オープンセル状態のスキン層の密度／コア部の密度］の値が１．００～１．０３であるのが好ましい。オープンセル状態のスキン層１２Ｂの密度をコア部１１ａの密度に対して、密度の増加を３％以下として軽量性を確保するのが好ましい。

ポリウレタンフォーム１１の厚みは適宜決定されるが、例として２～１００ｍｍ程度を挙げる。

吸遮音材１０は、音源Ｓの外表面Ｓ１と、該外表面Ｓ１に対向するポリウレタンフォーム１１の一側表面のクローズドセル状態のスキン層１２Ａの少なくとも端部の外周縁１２１Ａが密着し、該密着部分で包囲された密閉空間を、音源Ｓの外表面Ｓ１と、該外表面Ｓ１と対向するポリウレタンフォーム１１の一側表面のクローズドセル状態のスキン層１２Ａとの間に形成する。これにより、音源Ｓから音源Ｓの外表面Ｓ１に対向するポリウレタンフォーム１１の一側表面のクローズドセル状態のスキン層１２Ａに入射する音が、音源Ｓの外表面Ｓ１とポリウレタンフォーム１１の一側表面のクローズドセル状態のスキン層１２Ａの端部との間から外部へ漏れるのを低減し、遮音性を高めることができる。

吸遮音材１０は、音源Ｓの外表面Ｓ１と、該外表面Ｓ１に対向するポリウレタンフォーム１１の一側表面のクローズドセル状態のスキン層１２Ａの略全面を密着させて、音源Ｓの外表面Ｓ１と、該外表面Ｓ１に対向するポリウレタンフォーム１１の一側表面のクローズドセル状態のスキン層１２Ａ間の空間（隙間）を小さくするように密閉空間を形成するのが好ましい。全面密着の場合、前記クローズドセル状態のスキン層１２Ａの端部の外周縁１２１Ａのみが密着する場合に比べ、音源Ｓの音が外部へ漏れるのをさらに低減でき、遮音性を高めることができる。
ここで、全面を密着させるとは、音源Ｓの外表面Ｓ１と、該外表面Ｓ１に対向するポリウレタンフォーム１１の一側表面のクローズドセル状態のスキン層１２Ａの形状が完全に一致し、隙間無く密着している状態だけでなく、該外表面Ｓ１とクローズドセル状態のスキン層１２Ａの形状が概ね一致しており、若干の隙間を有して密着している状態も含まれる。ただし、クローズドセル状態のスキン層１２Ａの端部の外周縁１２１Ａは、音源Ｓの外表面Ｓ１と隙間無く密着している。

また、吸遮音材１０は、クローズドセル状態のスキン層１２Ａを透過してコア部１１ａに進入した音については、コア部１１ａで吸音することができる。一方、クローズドセル状態のスキン層１２Ａ、コア部１１ａ及びオープンセル状態のスキン層１２Ｂを透過し音源Ｓの周囲の壁面などで反射して、吸遮音材１０の表面へ戻ってくる音については、吸遮音材１０の表面におけるオープンセル状態のスキン層１２Ｂからコア部１１ａ内へ進入し、再びコア部１１ａで吸音することができる。

吸遮音材１０を構成するポリウレタンフォーム１１の縁の側面１１ｂの部分は、クローズドセル状態のスキン層１２Ａあるいはオープンセル状態のスキン層１２Ｂのいずれでもよい。

また、音源Ｓとは反対側のポリウレタンフォーム１１の他側表面のオープンセル状態のスキン層１２Ｂの一部やポリウレタンフォーム１１の縁の側面１１ｂの少なくとも一部について、切断や研磨等によってスキン層１２を除去してコア部１１ａを露出させれば、音源Ｓの周囲の壁面などで反射し戻ってくる音がコア部１１ａ内へ入射し易くなり、吸音性を向上させることができる。

前記吸遮音材１０の製造方法は、金型にポリウレタンフォーム原料を注入して発泡させる公知のモールド成形方法を利用して行われる。図２～図４を用いて前記吸遮音材１０の製造方法について説明する。

図２～図４に示す金型６０は、下型６１と上型６５とからなる。下型６１の型面６２は、本実施形態では、前記吸遮音材１０を構成するポリウレタンフォーム１１において音源の外周面と対向しない他側表面（非音源側表面）を形成する型面である。一方、上型６５の型面６６は、前記吸遮音材１０を構成するポリウレタンフォーム１１において音源Ｓの外表面Ｓ１と対向する一側表面（音源側表面）を形成する型面である。金型６０は、公知の加熱方法で４０～８０℃に加熱される、成形性を考慮すると５０～８０℃とすることがより好ましい。加熱方法は、金型６０を加熱炉に収容して行う方法や下型６１及び上型６５の外面や内部に加熱媒体が循環する配管を設けて行う方法などがあり、限定されない。

図２に示すように、ポリウレタンフォームの非音源側の表面を形成する下型６１の型面６２に、直鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤Ｗ１を塗布し、一方、ポリウレタンフォームの音源側の表面を形成する上型６５の型面６６に、分岐鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤Ｗ２を塗布する。
直鎖状炭化水素ワックスとしては、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、サゾールワックス等が挙げられ、有機溶剤に分散させた溶剤系離型剤、乳化剤を用いて水に分散させた水系離型剤等が使用できる。
分岐鎖状炭化水素ワックスとしては、マイクロクリスタリンワックス、変性ポリエチレンワックス等が挙げられ、溶剤系離型剤や水系離型剤等が使用できる。

直鎖状炭化水素ワックスは、主に直鎖状の炭化水素からなる主鎖から構成されるため、分岐鎖状炭化水素ワックスに比べ、末端メチル基の比率が低く、極性が強くなる傾向となる。一方、分岐鎖状炭化水素ワックスは、主に分岐鎖状の炭化水素から構成されるため、末端メチル基の比率が高く、極性が弱くなる傾向となる。
このため、ポリウレタンフォーム原料と直鎖状炭化水素ワックスとの極性の差（溶解性）は、ポリウレタンフォーム原料と分岐鎖状炭化水素ワックスとの極性の差（溶解性）よりも相対的に小さく、直鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤Ｗ１を用いた場合、分岐鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤Ｗ２を用いる場合と比べてポリウレタンフォーム表面にスキン層が形成され難く、形成されるスキン層は薄くオープンセル状態となり易い。一方、分岐鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤Ｗ２を用いた場合、ポリウレタンフォーム表面にスキン層が形成され易く、形成されるスキン層は厚くクローズドセル状態となり易い。
なお、離型剤の塗布は、スプレー又は刷毛等、公知の方法で行い、離型剤の塗布量は、１０～３００ｇ／ｍ^２である。

下型６１の型面６２と上型６５の型面６６に前記離型剤を塗布した後、図３に示すように金型６０内にポリウレタンフォーム原料Ｆを注入する。
ポリウレタンフォーム原料Ｆはポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒、適宜の添加剤を含む。

ポリオールは、ポリウレタンフォームの製造に用いられる公知のエーテル系ポリオール、エステル系ポリオール、エーテルエステル系ポリオール、ポリマーポリオール等を単独であるいは複数組み合わせて使用することができる。

エーテル系ポリオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコール、またはその多価アルコールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを挙げることができる。また、エステル系ポリオールとしては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られたポリエステルポリオールを挙げることできる。さらにポリオール中にエーテル基とエステル基の両方を含むエーテルエステル系ポリオールやエーテル系ポリオール中でエチレン性不飽和化合物等を重合させて得られるポリマーポリオールを使用することもできる。

イソシアネートとしては、芳香族系、脂環式、脂肪族系の何れでもよく、また、１分子中に２個のイソシアネート基を有する２官能のイソシアネートであっても、あるいは１分子中に３個以上のイソシアネート基を有する３官能以上のイソシアネートであってもよく、それらを単独であるいは複数組み合わせて使用してもよい。

例えば、２官能のイソシアネートとしては、２，４－トリレンジイソシアネート、２，６－トリレンジイソシアネート、ｍ－フェニレンジイソシアネート、ｐ－フェニレンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２’－ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、３，３’－ジメチル－４，４’－ビフェニレンジイソシアネート、３，３’－ジメトキシ－４，４’－ビフェニレンジイソシアネートなどの芳香族系のもの、シクロヘキサン－１，４－ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン－４，４’－ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環式のもの、ブタン－１，４－ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、リジンイソシアネートなどの脂肪族系のものを挙げることができる。

また、３官能以上のイソシアネートとしては、１－メチルベンゾール－２，４，６－トリイソシアネート、１，３，５－トリメチルベンゾール－２，４，６－トリイソシアネート、ビフェニル－２，４，４’－トリイソシアネート、ジフェニルメタン－２，４，４’－トリイソシアネート、メチルジフェニルメタン－４，６，４’－トリイソシアネート、４，４’－ジメチルジフェニルメタン－２，２’，５，５’テトライソシアネート、トリフェニルメタン－４，４’，４”－トリイソシアネート、ポリメリックＭＤＩ等を挙げることができる。なお、その他ウレタンプレポリマーも使用することができる。また、イソシアネートは、それぞれ一種類に限られず一種類以上であってもよい。例えば、脂肪族系イソシアネートの一種類と芳香族系イソシアネートの二種類を併用してもよい。イソシアネートインデックスは、９０～１１５が好ましく、９５～１１０がより好ましい。イソシアネートインデックスは、ポリウレタンの分野で使用される指数であって、原料中の活性水素基（例えばポリオール類の水酸基及び発泡剤としての水等の活性水素基等に含まれる活性水素基）に対するイソシアネートのイソシアネート基の当量比を百分率で表した数値である。

発泡剤は、特に限定されないが、水が好適である。また、二酸化炭素ガスやペンタン、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）等を発泡助剤として、発泡剤である水と併用してもよい。なお、ＨＦＯは、オゾン層破壊係数（ＯＤＰ）が０であり、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が小さい、化合物である。発泡剤としての水の量は、ポリオール１００重量部に対して０．３～３重量部が好適である。

触媒は、ポリウレタンフォーム用として公知のものを用いることができる。例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ビス（２－ジメチルアミノ－エチル）エーテル、テトラメチルグアニジン、イミダゾール系化合物等のアミン触媒や、スタナスオクトエート等の錫触媒やフェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒（有機金属触媒とも称される。）を挙げることができる。触媒の一般的な量は、ポリオール１００重量部に対して０．２～６重量部が好適である。

適宜配合される添加剤としては、整泡剤、着色剤、架橋剤、充填材（フィラー）、難燃剤、酸化防止剤等の合成樹脂安定剤などを挙げることができる。整泡剤は、ポリウレタンフォームに用いられるものであればよく、シリコーン系整泡剤、含フッ素化合物系整泡剤及び公知の界面活性剤を挙げることができる。着色剤は、顔料や染料等、求められる色に応じたものが用いられる。

ポリウレタンフォーム原料Ｆを金型６０に注入後、図４に示すように閉型し、ポリウレタンフォーム原料Ｆの発泡反応が行われる。なお、図示の例では、金型６０を開いた状態で注入する例を示したが、上型６５に注入口（図示せず）を設け、金型６０を閉じた状態で注入口からポリウレタンフォーム原料Ｆを金型６０内に注入してもよい。

ポリウレタンフォーム原料Ｆの発泡反応によって金型６０内に、前記ポリウレタンフォーム１１からなる吸遮音材１０が形成される。ポリウレタンフォーム１１は、下型６１の型面６２及び上型６５の型面６６によって表面にスキン層１２が形成される。また、前記スキン層１２のうち、発泡成形時に上型６５の型面６６で形成される表面のスキン層１２Ａ、すなわち音源Ｓの外表面Ｓ１と対向する一側の表面に形成されるスキン層１２Ａは、上型６５の型面６６に塗布されている分岐鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤Ｗ２によって、クローズドセル状態のスキン層１２Ａとなる。一方、発泡成形時に下型６１の型面６２で形成される表面のスキン層１２Ｂ、すなわち音源とは反対側の表面に形成されるスキン層１２Ｂは、下型６１の型面６２に塗布されている直鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤Ｗ１によって、オープンセル状態のスキン層１２Ｂとなる。

その後、金型６０を開け、前記ポリウレタンフォーム１１からなる吸遮音材１０が取り出される。前記金型６０から取り出された吸遮音材１０は、図１に示したように、音源Ｓの外表面Ｓ１と対向する面とされるポリウレタンフォーム１１の一側の表面に、クローズドセル状態のスキン層１２Ａを有し、反対側の表面にはオープンセル状態のスキン層１２Ｂを有する。

また、金型６０から吸遮音材１０を取り出した後、音源Ｓとは反対側となるポリウレタンフォーム１１の他側表面のオープンセル状態のスキン層１２Ｂの一部やポリウレタンフォーム１１の縁の側面１１ｂの少なくとも一部について、切断や研磨等によってスキン層１２を除去してコア部１１ａを露出させてもよい。

以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。図５の配合からなるポリウレタンフォーム原料を用いて、モールド成形方法により５００ｍｍ角×厚み３０ｍｍと、５００ｍｍ角×厚み１０ｍｍのポリウレタンフォームからなる吸遮音材のテストピースを作製した。なお、各実施例及び各比較例の配合は、同一とした。また、図５の配合における各成分の数値は重量部を示す。使用した金型は、金型を開けて注入するタイプであり、温度調節は温水により行った。

・ポリオール：ポリエーテルポリオール、官能基数３、重量平均分子量５０００、水酸基価３５ｍｇＫＯＨ／ｇ
・発泡剤：水
・アミン触媒１：エアープロダクツジャパン社製、「ＤＡＢＣＯ３３ＬＳＩ」 ・アミン触媒２：エアープロダクツジャパン社製、「ＤＡＢＣＯＢＬ－１９」
・整泡剤：東レ・ダウコーニング社製、「ＳＺ－１３４６Ｅ」、シリコーン整泡剤
・イソシアネート：ポリメリックＭＤＩ、イソシアネート基含有率（ＮＣＯ％）３１．５％
・離型剤Ｗ１：コニシ社製、「ＵＲＭ－５２０」、直鎖状炭化水素ワックス
・離型剤Ｗ２：中京油脂社製、「Ｎ－９１５」、分岐鎖状炭化水素ワックス

得られた各実施例及び各比較例について、スキン層の表面状態を判断し、吸音率、音響透過損失、通気性、密度について測定した。

表面状態は、音源側表面（音源側の表面形成用型面で形成された表面）と、非音源側表面（非音源側の表面形成用型面で形成された表面）について、スキン層がクローズドセル状態かオープンセル状態かを目視にて判断し、また、平均厚みを測定した。スキン層の平均厚みは、走査電子顕微鏡（日本電子社製：ＪＳＭ－ＩＴ１００）を用いて行った。具体的には、所定形状にカットしたスキン層を有するポリウレタンフォームに、プラチナ蒸着装置（日本電子社製：ＪＥＣ－３０００ＦＣ）によりプラチナを蒸着させて走査電子顕微鏡による観察をし易くした後、スキン層付近を３００倍に拡大して写真を撮影し、スキン層の表面（最外面）とセルの最上部との距離を測定した。スキン層の厚みは、撮影した写真における１～３番目に厚い箇所と、１～３番目に薄い箇所との６点を測定し、その平均値をスキン層の平均厚みとした。

吸音率は、５００ｍｍ角×厚み１０ｍｍのテストピースから２９φ×厚み１０ｍｍに打ち抜いてサンプル（上下面にスキン層付き）を作製し、ＪＩＳ Ａ１４０５－２：２００７／ＩＳＯ １０５３４－２：１９９８に準拠して非音源側から音を入射し、非音源側で測定した。

音響透過損失は、５００ｍｍ角×厚み１０ｍｍのテストピースから２９φ×厚み１０ｍｍに打ち抜いてサンプル（上下面にスキン層付き）を作製し、ＡＳＴＭ Ｅ２６１１－０９（２００９）に準拠して音源側から音を入射し、非音源側で測定した。

通気性は、５００ｍｍ角×厚み３０ｍｍのテストピースを、厚みが３分割となるように、２００ｍｍ角×１０ｍｍにスライスし、音源側（スキン層付）、非音源側（スキン層付）、コア部（スキン層無）のサンプルを作製し、ＪＩＳ Ｋ６４００－７ Ｂ法：２０１２／ＩＳＯ ７２３１：２０１０に基づいて測定した。

密度は、５００ｍｍ角×厚み３０ｍｍのテストピースを、厚みが３分割となるように４００ｍｍ角×１０ｍｍにスライスし、音源側（スキン層付）、非音源側（スキン層付）、コア部（スキン層無）のサンプルを作製し、ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５／ＩＳＯ ８４５：１９８８に基づいて測定した。また、４００ｍｍ角×厚み３０ｍｍのテストピース（上下面にスキン層付）に対して全体密度を、ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５／ＩＳＯ ８４５：１９８８に基づいて測定した。

実施例１～３は、非音源側の表面形成用型面（下型６１の型面６２）に離型剤Ｗ１（直鎖状）を塗布し、音源側の表面形成用型面（上型６５の型面６６）に離型剤Ｗ２（分岐鎖状）を塗布し、パック率を一定（１００％）にし、金型温度を変化させることにより、ポリウレタンフォームのスキン層の厚みを変化させた例である。

実施例１は、金型温度７０℃の例であり、表面状態は音源側がクローズドセル状態のスキン層、平均厚み１２μｍ、非音源側がオープンセル状態のスキン層、平均厚み測定不可であり、吸音率は５６％、音響透過損失は２３．４ｄＢ、通気性は音源側スキン層が１．２ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、コア部が２６．３ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、非音源側スキン層が１５．３ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が０．５８であり、密度は、音源側スキン層が１３１ｋｇ／ｍ^３、コア部が１３０ｋｇ／ｍ^３、非音源側スキン層が１３０ｋｇ／ｍ^３、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が１．００、全体密度が１３０ｋｇ／ｍ^３であった。実施例１は、吸音率及び音響透過損失が大であり、吸音性・遮音性が高い。

実施例２は、金型温度６０℃の例であり、表面状態は音源側がクローズドセル状態のスキン層、平均厚み１４μｍ、非音源側がオープンセル状態のスキン層、平均厚み測定不可、吸音率は５５％、音響透過損失は２４．８ｄＢ、通気性は音源側スキン層が０．８ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、コア部が２４．１ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、非音源側スキン層が１４．６ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が０．６１であり、密度は、音源側スキン層が１３１ｋｇ／ｍ^３、コア部が１３０ｋｇ／ｍ^３、非音源側スキン層が１３０ｋｇ／ｍ^３、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が１．００、全体密度が１３０ｋｇ／ｍ^３であった。実施例２は、実施例１よりも金型温度が低いため、音源側のクローズドセル状態のスキン層の平均厚みが大になり、吸音率については僅かに低下したが、音響透過損失は大になった。

実施例３は、金型温度４５℃の例であり、表面状態は音源側がクローズドセル状態のスキン層、平均厚み１８μｍ、非音源側がオープンセル状態のスキン層、平均厚み測定不可、吸音率は５１％、音響透過損失は２７．９ｄＢ、通気性は音源側スキン層が０．５ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、コア部が２０．９ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、非音源側スキン層が８．７ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が０．４２であり、密度は、音源側スキン層が１３２ｋｇ／ｍ^３、コア部が１３０ｋｇ／ｍ^３、非音源側スキン層が１３０ｋｇ／ｍ^３、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が１．００、全体密度が１３１ｋｇ／ｍ^３であった。実施例３は、実施例２よりも金型温度が低いため、音源側のクローズドセル状態のスキン層の平均厚みが大になり、吸音率については僅かに低下したが、音響透過損失は大になった。

実施例４～６は、音源側の表面形成用型面（下型６１の型面６２）に離型剤Ｗ１（直鎖状）を塗布し、非音源側表面形成用型面（上型６５の型面６６）に離型剤Ｗ２（分岐鎖状）を塗布し、金型温度を一定（６０℃）にし、パック率を変化させることにより、ポリウレタンフォームの密度を変化させた例である。

実施例４は、パック率６２％の例であり、表面状態は音源側がクローズドセル状態のスキン層、平均厚み７μｍ、非音源側がオープンセル状態のスキン層、平均厚み測定不可であり、吸音率は５８％、音響透過損失は２１．０ｄＢ、通気性は音源側スキン層が２．９ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、コア部が３０．３ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、非音源側スキン層が２８．５ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が０．９４であり、密度は、音源側スキン層が８１ｋｇ／ｍ^３、コア部が８０ｋｇ／ｍ^３、非音源側スキン層が８０ｋｇ／ｍ^３、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が１．００、全体密度が８０ｋｇ／ｍ^３であった。実施例４は、実施例２に比べてパック率を小にしたことにより密度が小になり、音源側のクローズドセル状態のスキン層の平均厚みが小になり、その結果、吸音率は大になったが、音響透過損失は僅かに低下した。

実施例５は、パック率１１５％の例であり、表面状態は音源側がクローズドセル状態のスキン層、平均厚み１７μｍ、非音源側がオープンセル状態のスキン層、平均厚み測定不可であり、吸音率は５３％、音響透過損失は２５．９ｄＢ、通気性は音源側スキン層が０．６ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、コア部が２１．７ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、非音源側スキン層が１１．５ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が０．５３であり、密度は、音源側スキン層が１５２ｋｇ／ｍ^３、コア部が１５０ｋｇ／ｍ^３、非音源側スキン層が１５０ｋｇ／ｍ^３、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が１．００、全体密度が１５１ｋｇ／ｍ^３であった。実施例５は、実施例２に比べてパック率を大にしたことにより密度が大になり、音源側のクローズドセル状態のスキン層の平均厚みが大になり、その結果、吸音率は僅かに低下したが、音響透過損失は大になった。

実施例６は、パック率１５４％の例であり、表面状態は音源側がクローズドセル状態のスキン層、平均厚み２２μｍ、非音源側がオープンセル状態のスキン層、平均厚み測定不可であり、吸音率は４８％、音響透過損失は２９．５ｄＢ、通気性は音源側スキン層が０．２ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、コア部が８．１ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、非音源側スキン層が３．１ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が０．３８であり、密度は、音源側スキン層が２０２ｋｇ／ｍ^３、コア部が２００ｋｇ／ｍ^３、非音源側スキン層が２００ｋｇ／ｍ^３、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が１．００、全体密度が２０１ｋｇ／ｍ^３であった。実施例６は、実施例２に比べてパック率を更に大にしたことにより密度が大になり、音源側のクローズドセル状態のスキン層の平均厚みが大になり、その結果、吸音率は僅かに低下したが、音響透過損失は大になった。

実施例１～６は、下型６１の型面６２の全面に離型剤Ｗ１（直鎖状）を使用し、上型６５の型面６６の全面に離型剤Ｗ２（分岐鎖状）を使用して吸遮音材１０を作製したが、下型６１の型面６２の全面に離型剤Ｗ２を使用し、上型６５の型面６６の全面に離型剤Ｗ１を使用してもよい。この場合であっても、離型剤Ｗ２を使用することにより形成されるクローズドセル状態のスキン層１２Ａ（ポリウレタンフォーム１１の一側表面）が、音源Ｓの外表面Ｓ１と密着するように配置させて吸遮音材１０を使用することで、好適な吸音・遮音効果が得られる。

また、上型６５の型面６６の全面に離型剤Ｗ２を使用し、下型６１の型面６２の全面に離型剤Ｗ１と離型剤Ｗ２とを併用して吸遮音材１０を作製してもよい。何れの場合であっても、離型剤Ｗ２を使用することにより形成されるクローズドセル状態のスキン層１２Ａを音源の外表面Ｓ１と密着させ、離型剤Ｗ１を使用することにより形成されるオープンセル状態のスキン層１２Ｂ（ポリウレタンフォーム１１の他側表面）が、音源と反対側を向くように吸遮音材１０を使用することで、好適な吸音・遮音効果が得られる。

比較例１は、非音源側の表面形成用型面及び音源側の表面形成用型面の両方共に離型剤Ｗ２（分岐鎖状）を塗布し、他の要件を実施例２と同様にした例である。比較例１は、表面状態は音源側がクローズドセル状態のスキン層、平均厚み１５μｍ、非音源側がクローズドセル状態のスキン層、平均厚み１４μｍであり、吸音率は１６％、音響透過損失は２５．２ｄＢ、通気性は音源側スキン層が０．７ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、コア部が２１．４ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、非音源側スキン層が０．８ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が０．０４であり、密度は、音源側スキン層が１３１ｋｇ／ｍ^３、コア部が１３０ｋｇ／ｍ^３、非音源側スキン層が１３１ｋｇ／ｍ^３、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が１．０１、全体密度が１３１ｋｇ／ｍ^３であった。比較例１は、音源側及び非音源側の両方共クローズドセル状態のスキン層となったため、吸音率が極端に低くなった。

比較例２は、非音源側の表面形成用型面及び音源側の表面形成用型面の両方共に離型剤Ｗ１（直鎖状）を塗布し、他の要件を実施例２と同様にした例である。比較例２は、表面状態は音源側がオープンセル状態のスキン層、平均厚み測定不可、非音源側がオープンセル状態のスキン層、平均厚み測定不可であり、吸音率は５７％、音響透過損失は１３．２ｄＢ、通気性は音源側スキン層が１４．４ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、コア部が２３．６ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、非音源側スキン層が１５．２ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が０．６４であり、密度は、音源側スキン層が１３０ｋｇ／ｍ^３、コア部が１３０ｋｇ／ｍ^３、非音源側スキン層が１３０ｋｇ／ｍ^３、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が１．００、全体密度が１３０ｋｇ／ｍ^３であった。比較例２は、音源側及び非音源側の両方共オープンセル状態のスキン層となったため、音響透過損失が極端に低くなった。

比較例３は、非音源側の表面形成用型面に離型剤Ｗ２（分岐鎖状）を塗布し、音源側の表面形成用型面に離型剤Ｗ１（直鎖状）を塗布し、他の要件を実施例２と同様にした例である。比較例３は、表面状態は音源側がオープンセル状態のスキン層、平均厚み測定不可、非音源側がクローズドセル状態のスキン層、平均厚み１４μｍであり、吸音率は１７％、音響透過損失は２４．７ｄＢ、通気性は音源側スキン層が１５．１ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、コア部が２２．３ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、非音源側スキン層が０．７ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が０．０３であり、密度は、音源側スキン層が１３０ｋｇ／ｍ^３、コア部が１３０ｋｇ／ｍ^３、非音源側スキン層が１３１ｋｇ／ｍ^３、［非音源側スキン層／コア部通］の比率が１．０１、全体密度が１３０ｋｇ／ｍ^３であった。比較例３は、実施例２と反対に音源側がオープンセル状態のスキン層、非音源側がクローズドセル状態のスキン層となったため、吸音率が極端に低くなった。

比較例４は、ポリプロピレン樹脂板（厚み１ｍｍ）を単独で使用した例である。比較例４は、吸音率は３％、音響透過損失は１９．８ｄＢ、通気性は０ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、全体密度が９００ｋｇ／ｍ^３であった。比較例４は、実施例１～６に比べ、吸音率が極端に悪かった。

比較例５は、雑フェルト（目付１０００ｇ／ｍ^２、厚み約１５ｍｍ）を単独で使用した例である。比較例５は、吸音率は４４％、音響透過損失は６．８ｄＢ、通気性は３９．５ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ、全体密度が７０ｋｇ／ｍ^３であった。比較例５は、実施例１～６に比べ、音響透過損失が極端に悪かった。

比較例１～５を単独で使用した場合、実施例１～６に比べて音響透過損失又は吸音率が極端に劣っており、音響透過損失及び吸音率を両立させるためには、別素材と組合せて使用する必要があった。一方、実施例１～６は単独で使用しても、音響透過損失及び吸音率に優れていた。実施例１～６の音響透過損失は、比較例４のポリプロピレン樹脂板の１９．８ｄＢに比べて何れも優れており、実施例１～６の吸音率は、比較例５の雑フェルトの４４％に比べて何れも優れていた。
本発明の吸遮音材は、１６００Ｈｚでの音響透過損失（ＡＳＴＭ Ｅ２６１１－０９（２００９）準拠）が２０ｄＢ以上であり、１６００Ｈｚでの垂直入射吸音率（ＪＩＳ Ａ１４０５－２：２００７／ＩＳＯ １０５３４－２：１９９８準拠）が４５％以上であり、良好な吸音性・遮音性を有している。また、本発明の吸遮音材の製造方法は、モールド成形のみからなるため、製造が容易である。

このように、本発明の吸遮音材は、音源側からの音及び音源側とは反対側からの音の何れについても良好な吸音・遮音効果（特に、吸音効果）を発揮することができ、エンジンカバーなどに好適である。

１０：吸遮音材
１１：ポリウレタンフォーム
１１ａ：コア部
１２：スキン層
１２Ａ：クローズドセル状態のスキン層
１２Ｂ：オープンセル状態のスキン層
６０：金型
６１：下型
６２：下型の型面
６５：上型
６６：上型の型面
Ｓ：音源
Ｗ１：直鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤
Ｗ２：分岐鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤

Claims (7)

1. 音源の外表面の一部または全部に配置されるポリウレタンフォームからなる吸遮音材において、
   前記ポリウレタンフォームは表面にスキン層を有し、
   前記音源の外表面と対向する前記ポリウレタンフォームの一側表面は、クローズドセル状態のスキン層からなり、
   前記ポリウレタンフォームの他側表面は、少なくとも一部がオープンセル状態のスキン層からなり、
   前記音源の外表面と前記ポリウレタンフォームの一側表面のクローズドセル状態のスキン層の少なくとも端部の外周縁とが密着することにより、前記音源の外表面と前記ポリウレタンフォームの一側表面のクローズドセル状態のスキン層との間に密閉空間を形成することを特徴とする吸遮音材。
2. 前記音源の外表面と前記ポリウレタンフォームの一側表面のクローズドセル状態のスキン層の全面が密着することにより、前記音源の外表面と前記ポリウレタンフォームの一側表面のクローズドセル状態のスキン層との間に密閉空間を形成することを特徴とする請求項１に記載の吸遮音材。
3. 前記クローズドセル状態のスキン層の平均厚みが５μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の吸遮音材。
4. 前記クローズドセル状態のスキン層の通気性（ＪＩＳ Ｋ６４００－７Ｂ法：２０１２／ＩＳＯ ７２３１：２０１０に基づく）が３ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ未満であり、前記オープンセル状態のスキン層の通気性（ＪＩＳ Ｋ６４００－７Ｂ法：２０１２／ＩＳＯ ７２３１：２０１０に基づく）が３～５０ｍｌ／ｃｍ^２／ｓであることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の吸遮音材。
5. 前記ポリウレタンフォームの全体密度（ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５／ＩＳＯ ８４５：１９８８に基づく）が７０～２５０ｋｇ／ｍ^３であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の吸遮音材。
6. 前記クローズドセル状態のスキン層からなる表面からの音の入射に対する１６００Ｈｚでの垂直入射音響透過損失（ＡＳＴＭ Ｅ２６１１－０９（２００９）準拠）が２０ｄＢ以上であり、
   少なくとも一部がオープンセル状態のスキン層からなる表面からの音の入射に対する１６００Ｈｚでの垂直入射吸音率（ＪＩＳ Ａ１４０５－２：２００７／ＩＳＯ １０５３４－２：１９９８準拠）が、４５％以上であることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の吸遮音材。
7. 金型の型面に離型剤を塗布した後、前記金型内にポリウレタンフォーム原料を注入し、発泡させることにより、音源の外表面の一部または全部に配置されるポリウレタンフォームからなる吸遮音材を製造する方法において、
   前記音源の外表面と対向する前記ポリウレタンフォームの一側表面を形成する型面には、分岐鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤を塗布し、
   前記ポリウレタンフォームの前記一側表面の反対にある他側表面を形成する型面には、少なくとも直鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤を塗布し、
   前記分岐鎖状炭化ワックスを含有する離型剤を塗布した型面で、クローズドセル状態のスキン層を前記ポリウレタンフォームの一側表面の全面に形成し、
   前記直鎖状炭化水素ワックスを含有する離型剤を塗布した型面で、少なくとも一部がオープンセル状態のスキン層を前記ポリウレタンフォームの前記一側表面の反対にある他側表面に形成することを特徴とする吸遮音材の製造方法。

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