JP7244272B2 - 防音材とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、防音材とその製造方法に関する。

従来、例えば車両のフロアに載置されるフロアサイレンサー等として使用される防音材として、ポリウレタンフォームの片面に表皮材が積層されたものがある。

下記の特許文献１には、カーペットの裏面にスキンレスのウレタン樹脂発泡体からなる衝撃材を一体的に形成して吸音性、制振性を向上させた自動車用フロアカーペットが記載されている。

また、下記の特許文献２には、フォーム層の通気性が３．０ｆｔ^３／分以上で、フォーム層の硬さが８ｋｇ／３１４ｃｍ^２以下（２５％ＩＬＤ）である表皮一体ポリウレタンフォームモールド品が記載されている。

特開平１０－７１８８４号 特開平１１－５４９９号公報

特許文献１は、カーペットの裏面に通気止めフィルムや薄い不織布の皮膜を付与して通気止めをし、スキンレスのウレタン樹脂発泡体からなる衝撃材を一体的に形成し防音性を向上させている。

特許文献２の表皮一体ポリウレタンフォームモールド品は、低、中周波領域における良好な防音性を目的とするものであり、フォーム層の通気を良くする一方で、硬さが８ｋｇ／３１４ｃｍ^２以下（２５％ＩＬＤ）で成形されており、車両に備え付けられて使用し、表皮材に荷重がかかる場合には、柔らかいために沈み込んでしまうという問題があった。

また、特許文献１及び特許文献２の何れも、騒音の入射側である音源側（例えば車両の床側等）となるポリウレタンフォームの防音性について検討され、騒音の放出側である非音源側（例えば車両の室内側等）となるカーペット本体や表皮材の騒音の透過性については検討されていない。更に、荷重をかけたときに形状を保持する硬さとの両立が難しかった。

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、両面に遮音材を有する２重壁の間に配置される、防音（吸音）効果の高い防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、ポリウレタンフォームの片面に表皮材が一体に成形された防音材において、前記ポリウレタンフォームは、ポリウレタンフォーム原料から得られた発泡体であって、前記表皮材とは反対の面がオープンセルであり、前記表皮材は、前記ポリウレタンフォームとの一体側に前記ポリウレタンフォーム原料が含浸して硬化した含浸層を有し、前記含浸層を含む前記表皮材のＪＩＳ Ｋ６４００－７Ｂ法：２０１２年に基づく通気量が５～８０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃであ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、前記表皮材は、繊維集合体からな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、前記防音材は、２００ｍｍ角×厚み２０ｍｍのサンプルをφ８０ｍｍの圧縮冶具に、試験スピード５０ｍｍ／ｍｉｎで厚みの８０％まで圧縮した際の５０％圧縮時の荷重を測定値とした圧縮硬さが５００Ｎ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、前記防音材は、ＪＩＳ Ａ１４０９に基づいて測定した残響室吸音率が４０％以上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、前記防音材は、ＪＩＳ Ａ１４４１－１：２００７に基づいて測定した１６００Ｈｚの透過損失が４２．２ｄＢ以上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、前記防音材は、両面に遮音材を有する２重壁の間にあることを特徴とする。

請求項７の発明は、発泡成形型の上型または下型の何れか一方の型の型面に表皮材を取り付け、少なくともポリオール成分、触媒、発泡剤、イソシアネートを含むポリウレタンフォーム原料を前記発泡成形型に注入し、前記ポリウレタンフォーム原料を発泡させることにより、ポリウレタンフォームの片面に前記表皮材が一体に成形された防音材を製造する方法において、前記表皮材は、繊維集合体からなり、前記ポリウレタンフォーム原料は、ポリマーポリオールを含み、前記ポリウレタンフォーム原料に含まれるエチレンオキサイドの重量を前記ポリウレタンフォーム原料の重量で除した値を、ポリウレタンフォーム原料のＥＯ率と定義した場合の前記ポリウレタンフォーム原料のＥＯ率が７～１５％であり、前記ポリウレタンフォームは、前記表皮材とは反対の面がオープンセルであり、前記ポリウレタンフォームと一体に成形された前記表皮材は、前記ポリウレタンフォームとの一体側に前記ポリウレタンフォーム原料が含浸して硬化した含浸層を有し、前記含浸層を含む前記表皮材のＪＩＳ Ｋ６４００－７Ｂ法：２０１２年に基づく通気量が、５～８０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃであり、前記防音材は、２００ｍｍ角×厚み２０ｍｍのサンプルをφ８０ｍｍの圧縮冶具に、試験スピード５０ｍｍ／ｍｉｎで厚みの８０％まで圧縮した際の５０％圧縮時の荷重を測定値とした圧縮硬さが５００Ｎ以上であることを特徴とする。

本発明の防音材は、表皮材側が非音源側とされ、表皮材とは反対側のポリウレタンフォーム側が音源側とされる。本発明の防音材は、音源側とされるポリウレタンフォームの表面がオープンセルからなるため、音源からの音がポリウレタンフォームに入射し易くなり、さらに、非音源側（すなわち音の出口側）とされる表皮材は含浸層を有し、含浸層を含む表皮材のＪＩＳ Ｋ６４００－７Ｂ法：２０１２年に基づく通気量が、５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以上であるため、良好な防音性（吸音性）が得られる。また、ウレタンフォームのみ１００ｍｍ角以下のスリット加工を施すことにより、遮音材との密着性が向上し、制振性がより向上する。

本発明の防音材の製造方法は、良好な防音性（吸音性）を有し、且つ、充分な硬さを有し、例えば車両のフロア等に載置されて乗員の靴等で加圧されるような場合に、加圧による沈み込みの少ない防音材を製造することができる。

実施形態の防音材の断面図である。 防音材の製造方法における途中までの工程を示す断面図である。 防音材の製造方法における残りの工程を示す断面図である。 実施例の構成と物性・防音性（吸音性）の測定結果を示す表である。 比較例の構成と物性・防音性（吸音性）の測定結果を示す表である。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１に示す実施形態の防音材１０は、ポリウレタンフォーム２０の片面に表皮材３０が一体に成形された積層体からなる。防音材１０は、例えば、両面に遮音材を有する２重壁の間の防音（吸音）材として車両のフロアに載置されるフロアサイレンサー等として好適なものであり、ポリウレタンフォーム２０における表皮材３０とは反対側の表面が音源側とされて車両のフロア等の音源側部材に載置される。一方、防音材１０の表皮材３０側は非音源側とされる。

ポリウレタンフォーム２０は、ポリウレタンフォーム原料から得られた発泡体であって、前記表皮材３０とは反対の表面２１（音源側の表面）がオープンセルとなっている。
ポリウレタンフォーム２０における前記表皮材３０とは反対の表面２１（音源側の表面）には、スリット加工を施して遮音材に密着させて制振性を向上させてもよい。スリットの形状は限られず、例えば複数の切り込み線が格子状や平行状に形成されたものなどが挙げられる。

また、ポリウレタンフォーム２０は、密度（ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５）３０～９５ｋｇ／ｍ^３、厚み１～４０ｍｍが好ましい。ポリウレタンフォーム２０の密度が小さ過ぎると硬さが低くなり、逆に密度が大になると重くなる。またポリウレタンフォーム２０が薄くなりすぎると原料が充填できないためウレタンフォームを成形できなくなり、逆に厚くなると防音材１０が嵩張り、且つ重くなる。

ポリウレタンフォーム原料は、少なくともポリオール成分、触媒、発泡剤、イソシアネートを含み、前記ポリオール成分にはポリマーポリオールを含む。

ポリオール成分は、ポリエーテルポリオールとポリマーポリオールとからなる。
ポリエーテルポリオールは、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。

ポリエーテルポリオールとしては、官能基数２～８、水酸基価２０～１６８ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量１６８～２００００のポリエーテルポリオールが好ましい。ポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド含有率（ＥＯ率）は、５～９０％が好ましい。ポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド含有率（ＥＯ率）は、１つの原料組成単位の全量を１００重量％とした場合のエチレンオキサイド単位の含有率である。

ポリマーポリオールは、ポリエーテルポリオール中でエチレン性不活性化合物を重合させて得られるものである。ポリマーポリオールをポリオール成分に含むことにより、通気性の向上と硬さの向上の効果が得られる。
ポリマーポリオールとしては、官能基数３～８、水酸基価２０～６０ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２０００～８０００が好ましい。ポリマーポリオールのエチレンオキサイド含有率（ＥＯ率）は、３～５０％が好ましい。ポリマーポリオールのエチレンオキサイド含有率（ＥＯ率）は、１つの原料組成単位の全量を１００重量％とした場合のエチレンオキサイド単位の含有率である。
ポリール成分中におけるポリマーポリオールの重量割合は２０～１００％が好ましく、より好ましくは５０～１００％であり、残りの割合がポリエーテルポリオールである。

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、ジメチルアミノモルフォリン、Ｎ－エチルモルホリン、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やジブチルチンジラウレ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。触媒は複数を組み合わせて使用してもよい。触媒の一般的な量は、ポリオール成分１００重量部に対して０．２～４重量部程度であり、好ましくは１～３重量部である。

発泡剤は、特に限定されないが、水が好適である。発泡剤としての水の量は、ポリオール成分１００重量部に対して２～１０重量部程度が好適である。さらに３～７重量部がより好適である。

イソシアネートは、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用いたり、芳香族系イソシアネートとウレタンプレポリマーの二種類を用いたり、三種類以上のイソシアネートを用いたりしてもよい。イソシアネートインデックスは、９０～１３０が好ましく、９５～１２０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。

前記ポリオール成分には、適宜含まれる成分として、整泡剤と添加剤が挙げられる。
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および公知の界面活性剤を挙げることができる。整泡剤の配合量は、ポリオール成分１００重量部に対して０～２重量部が好ましい。

添加剤は、連通化剤、架橋剤、顔料、充填材（フィラー）、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を挙げることができる。
連通化剤としては、ＥＯ付加比率の高いポリエーテルポリオール、ポリエチレングリコール、通気性を高くする（破泡性を有する）シリコーン整泡剤等を挙げることができる。連通化剤を配合する場合、連通化剤の量は、ポリオール１００重量部に対して０．５～２０重量部が好ましい。連通化剤は、一種に限られず、二種以上を使用してもよい。
架橋剤としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，４－ブタントリオール、２－メチル－２，３，４－ブタントリオール、トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール等を挙げることができ、一種または複数併用してもよい。好ましい架橋剤は、官能基数２～４、分子量９２～１３６、水酸基価１０６６～１８２６ｍｇＫＯＨ／ｇの架橋剤として、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジエタノールアミン等を挙げることができ、一種または複数併用してもよい。
架橋剤の配合量は、ポリオール成分１００重量部に対して１～６重量部が好ましい。架橋剤は、エチレンオキサイド含有率（ＥＯ率）が０％より大のものでもよい。例えば、エチレンジアミン系（官能基数：４、分子量：２８０、水酸基価８００ｍｇＫＯＨ／ｇ、ＥＯ率４０％）、トリメチロールプロパン系（官能基：３、分子量：１８３、水酸基価９２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ＥＯ率５０％）等である。

顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン等を挙げることができる。
充填材（フィラー）としては、黒鉛、アルミナ、メラミン等を挙げることができる。

難燃剤としては、具体的には、例えば、デガブロムジフェニルエーテル、オクタブロムジフェニルエーテルなどのハロゲン化ジフェニルエーテル、例えば、ハロゲン化ポリカーボネートなどのハロゲン化合物、例えば、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、ピロアンチモン酸ソーダ、水酸化アルミニウムなどの無機化合物、トリアジン環含有化合物、金属水酸化物、リン酸エステル系難燃剤、縮合リン酸エステル系難燃剤、ホスフェート系難燃剤、無機リン系難燃剤、ジアルキルホスフィン酸塩、シリコーン系難燃剤、金属酸化物、ホウ酸化合物、膨張性黒鉛等を挙げることができる。

酸化防止剤としては、ナフチルアミン系、ジフェニルアミン系、ｐ－フェニルジアミン系、キノリン系、ヒドロキノン誘導体、モノフェノール系、チオビスフェノール系、ヒンダートフェノール系、亜リン酸エステル系等を挙げることができる。

紫外線吸収剤としては、例えば、２，４－ジヒドロキシベンゾフェノン、２－ヒドロキシ－４－メトキシベンゾフェノン、２－ヒドロキシ－４－オクトキシベンゾフェノン、５，５’－メチレンビス（２－ヒドロキシ－４－メトキシベンゾフェノン）等の２－ヒドロキシベンゾフェノン類；２－（２’－ヒドロキシ－５’－メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２－（２’－ヒドロキシ－３’，５’－ジ第三ブチルフェニル）－５－クロロベンゾトリアゾ－ル、２－（２’－ヒドロキシ－３’－第三ブチル－５’－メチルフェニル）－５－クロロベンゾトリアゾ－ル、２－（２’－ヒドロキシ－５’－第三オクチルフェニル）ベンゾトリアゾ－ル、２－（２’－ヒドロキシ－３’，５’－ジクミルフェニル）ベンゾトリアゾ－ル、２，２’－メチレンビス（４－第三オクチル－６－（ベンゾトリアゾリル）フェノール）、２－（２’－ヒドロキシ－３’－第三ブチル－５’－カルボキシフェニル）ベンゾトリアゾール等の２－（２’－ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール類；フェニルサリシレート、レゾルシノールモノベンゾエート、２，４－ジ第三ブチルフェニル－３，５－ジ第三ブチル－４－ヒドロキシベンゾエート、２，４－ジ第三アミルフェニル－３，５－ジ第三ブチル－４－ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル－３，５－ジ第三ブチル－４－ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート類；２－エチル－２’－エトキシオキザニリド、２－エトキシ－４’－ドデシルオキザニリド等の置換オキザニリド類；エチル－α－シアノ－β、β－ジフェニルアクリレート、メチル－２－シアノ－３－メチル－３－（ｐ－メトキシフェニル）アクリレート等のシアノアクリレート類；２－（２－ヒドロキシ－４－オクトキシフェニル）－４，６－ビス（２，４－ジ第三ブチルフェニル）－ｓ－トリアジン、２－（２－ヒドロキシ－４－メトキシフェニル）－４，６－ジフェニル－ｓ－トリアジン、２－（２－ヒドロキシ－４－プロポキシ－５－メチルフェニル）－４，６－ビス（２，４－ジ第三ブチルフェニル）－ｓ－トリアジン等のトリアリールトリアジン類が挙げられる。

ポリウレタンフォームは、ポリウレタンフォームのＥＯ率が、７～１５％であるのが好ましく、より好ましくは８～１３％である。ポリウレタンフォームのＥＯ率が低過ぎたり、高すぎたりすると防音材の防音（吸音）性が低下する。

ここでポリウレタンフォームのＥＯ率の測定方法は、ポリウレタンフォームだけをソックスレー抽出器に入れて〔投入したポリウレタンフォームの重量をＡ（ｇ）〕、溶媒（：アセトン）で６８～７２℃８時間洗浄し、乾燥した後、アルカリ分解をする。その後、ポリオール成分だけを抽出〔抽出できた重量をＢ（ｇ）〕し、その一部をマトリックス支援レーザー飛行時間型質量分析＜日本電子製＞にて評価をする。各分子量でのＥＯ率〔各分子量のＥＯ率（＝ＥＯのＮ数（：理論値）×各分子量の個数÷全体の個数）〕を算出しその総和をＣとする。ポリウレタンフォームのＥＯ率の算出方法は、下記の通りである。
ポリウレタンフォームのＥＯ率＝〔Ｂ×Ｃ〕/〔Ａ〕×１００
但し、分子量８００以上を算出する。

表皮材３０は、不織布、フェルトなどの繊維集合体が挙げられ、特にフェルトが軽量性、防音（吸音）性の点から好ましい。実施形態の表皮材は、第１の層３１と第２の層３３で構成される２層の不織布シートからなる。第１の層３１がポリレタンフォーム２０とは反対を向く側とされ、一方、第２の層３３がポリウレタンフォーム２０を向く側とされる。

第１の層３１と第２の層３３の何れか一方の層は、２～４ｄの繊維径からなる目付９０ｇ／ｍ^２以上、好ましくは目付９０ｇ／ｍ^２以上５００ｇ／ｍ^２以下であり、他方の層は目付１００ｇ／ｍ^２以上、好ましくは目付１００ｇ／ｍ^２以上５００ｇ／ｍ^２以下である。このように表皮材３０を構成すると、一方の層が細い繊維が密になっているため、粘性のあるポリウレタンフォーム原料が表皮材３０から染み出し難くなる。前記２層のうち何れか一方の層にはアクリル酸エステル系樹脂が３５ｇ／ｍ^２以上、好ましくは３５ｇ／ｍ^２以上１００ｇ／ｍ^２以下含浸している。アクリル酸エステル系樹脂が含浸した層は、繊維間がアクリル酸エステル系樹脂で充填され、ポリウレタンフォーム原料が表皮材３０を通過し難くなり、ポリウレタンフォーム原料が、さらに染み出し難くなる。なお、アクリル酸エステル系樹脂の表皮材３０への含浸は、アクリル酸エステル系樹脂のエマルジョンを表皮材３０の表面に塗布したり、アクリル酸エステル系樹脂のパウダーを表皮材３０の表面に散布して熱ローラーや熱風を当てたりすることにより行うことができる。

第１の層３１と第２の層３３の目付量及びアクリル酸エステル樹脂の含浸を調整することにより、含浸層３４を含む表皮材３０のＪＩＳ Ｋ６４００－７Ｂ法：２０１２に基づく通気量を、５～８０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃにすることができる。含浸層３４を含む表皮材３０のＪＩＳ Ｋ６４００－７Ｂ法：２０１２に基づく通気量を、５～８０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃにすることにより、防音材１０の防音（吸音）性を良好なものにできる。

表皮材３０のより好ましい態様は、ポリウレタンフォーム２０側となる第２の層３３が、２～４ｄの繊維径からなる目付９０ｇ／ｍ^２以上からなり、かつアクリル酸エステル系樹脂を３５ｇ／ｍ^２以上含浸させた態様である。この態様で表皮材３０を構成すると、防音材１０の製造時にポリウレタンフォーム原料と接する第２の層３３が、細い繊維が密になっており、さらにアクリル酸エステル系樹脂が３５ｇ／ｍ^２以上含浸しているため、ポリウレタンフォーム原料が第２の層３３に含浸する（しみ込む）量が制限される。そのため、第２の層３３におけるポリウレタンフォーム２０と接する部分に形成される、ポリウレタンフォーム原料の含浸・硬化による含浸層３４が薄くまたは粗となり、第２の層３３の通気性を確保することができる。

ポリウレタンフォーム２０とは反対側の第１の層３１の目付量を１００ｇ／ｍ^２以上とすることにより、第１の層３１へのウレタンフォーム原料の含浸を効果的に防いで表皮材３０の通気性を確保することができる。
さらに第１の層３１は、繊維径５ｄ以上にして表面の耐摩耗性を向上させるのが好ましい。なお、第１の層３１と第２の層３３は接着またはニードルパンチにより一体となっている。

前記防音材１０は、２００ｍｍ角×厚み２０ｍｍのサンプルをφ８０ｍｍの圧縮冶具に、試験スピード５０ｍｍ／ｍｉｎで厚みの８０％まで圧縮した際の５０％圧縮時の荷重を測定値とした圧縮硬さが５００Ｎ以上であるのが好ましく、より好ましくは６５０～１２００Ｎである。防音材１０の圧縮硬さが低すぎると、例えば乗員の足で防音材１０の上面が押圧された場合に、押圧された部分が沈み込んで歩き難くなったり、姿勢が不安定になったりする。

前記防音材１０の製造方法について、図２を用いて説明する。防音材１０の製造は、金型４０を用いるモールド成形によって行われる。金型４０は、下型４１と上型４３とよりなり、下型４１または上型４３の何れか一方に表皮材３０が取り付けられる。表皮材３０は第１の層３１を一方の型の型面に向け、第２の層３３が型内を向くようにして取り付けられる。上型４３に表皮材３０が取り付けられる場合、上型４３の型面には、表皮材３０を取り外し可能に保持するための係止ピン等からなる係止手段が設けられる。
図示の例では、図２の（２－１）のように、上型４３の型面に表皮材３０を取り付ける。

なお、金型４０の型面に表皮材３０を取り付ける前に、金型４０の型面には離型剤３８が塗布される。離型剤３８は、前記ポリウレタンフォーム２０の音源側の表面をオープンセルにし易くするため、直鎖状炭化水素ワックスを含有するものが好ましい。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。

金型４０の型面に離型剤３８を塗布し、表皮材３０を取り付けた後に、図２の（２－２）のように金型４０にポリウレタンフォーム原料２０ａを混合して注入し、閉型して表皮材３０の第２の層３３と金型４０の下型４１の型面との間の成形空間でポリウレタンフォーム原料２０ａを発泡させる。

金型４０に注入されたポリウレタンフォーム原料２０ａは、発泡によって、表皮材３０の第２の層３３と金型４０の下型の型面間の成形空間に充満し、図２の（２－３）のように、表皮材３０と一体にポリウレタンフォーム２０を形成する。その際、ポリウレタンフォーム原料２０ａの一部は、表皮材３０の第２の層３３内に含浸して硬化し、ポリウレタンフォーム２０との境界側に含浸層３４を形成する。

その後、図３のように、上型４３を下型４１から離して金型４０を開き、図１に示した、ポリウレタンフォーム２０の片面に表皮材３０が一体に成形された積層体からなる防音材１０を取り出す。

図４及び図５の配合からなるポリウレタンフォーム原料を用い、図２及び図３に示した金型４０を用いるモールド発泡方法により５００ｍｍ角×厚み２０ｍｍの防音材を製造した。図４及び図５の配合における各成分の数値は重量部を示す。金型の加熱は温水により行い、下型４１及び上型４３を７０℃に加熱した。離型剤は、スプレー塗布によって、直鎖状炭化水素ワックス（品名：ＵＲＨ－５２０、コニシ社製）を型面に１０～３０ｇ／ｍ^２塗布した。

実施例１～実施例５及び比較例１～比較例３は、表皮材を図２及び図３のように上型４３の型面に取り付けて防音材を製造した。比較例４は、ポリウレタンフォームに代えて、材質：合成繊維、綿などを熱可塑性樹脂などで成形、目付量１２００ｇ／ｍ^２のフェルトを用いた例である。

図４の配合を構成する各成分は次のとおりである。
・ポリオール－１：ポリエーテルポリオール、官能基数３．６、数平均分子量５５００、水酸基価３１．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、ＥＯ率８％
・ポリオール－２：ポリマーポリオール、官能基数３、数平均分子量５０００、水酸基価２５ｍｇＫＯＨ／ｇ、ＥＯ率１３％、固形分濃度３０％
・発泡剤：水
・アミン触媒１：ジエタノールアミン
・アミン触媒２：脂肪族三級アミン組成物〔ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル/ ジプロピレングリコール〕
・整泡剤：有機変性シロキサン、品名；Ｂ８７１５ＬＦ２、ＥＶＯＮＩＣ社
・添加剤：ポリエーテルポリオール、分子量５０００、官能基数３、水酸基価３４ｍｇＫＯＨ、ＥＯ率７０％
・イソシアネート１（ＩＳＯ－１）：ポリメリックＭＤＩ、ＮＣＯ％３１．５％
・イソシアネート２（ＩＳＯ－２）：４，４’－ＭＤＩ／ウレタンプレポリマー＝７５～８５/１５～２５で、ＮＣＯ％２６．５％、ＥＯ率１０％

各実施例及び各比較例について、第２の層における含浸層の厚み、ポリウレタンフォームの外観、防音材の硬さ、ポリウレタンフォームの密度、含浸層を含む表皮材の通気量、残響室吸音率、ポリウレタンフォームの残響室吸音率、防音材の透過損失を算出あるいは測定により得た。

表皮材３０における含浸層の厚みの測定は、５００ｍｍ角×厚み２０ｍｍの防音材から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：日本電子製）にて、倍率３５倍で測定し、５点（最大と最小を含む）の平均より求めた。
ポリウレタンフォームの外観は、５００ｍｍ角×厚み２０ｍｍの防音材のポリウレタンフォームの断面を目視で観察し、最大平均直径５ｍｍ以下のセルで構成され、５ｍｍより大のボイドが無い場合「◎」、最大平均直径５ｍｍより大きく１８ｍｍ以下のボイドが存在する場合「〇」、最大平均直径１８ｍｍより大きいボイドが存在する場合「×」とした。最大平均直径は、長径と短径の平均値をいう。大きいボイドが存在する場合、その部分の硬さが大きく低下し、加圧時にその部分で沈み込みが大きくなる。

防音材の硬さの測定は、５００ｍｍ角×厚み２０ｍｍの防音材を２００ｍｍ角×厚み２０ｍｍに裁断したサンプルを、表皮材が上面になるように設置し、φ８０ｍｍの圧縮治具によって圧縮スピード５０ｍｍ／ｍｉｎで、変位量が厚みの８０％（サンプルの変位量１６ｍｍ、サンプルの残り厚み４ｍｍ）となるまで圧縮し、その際の２５％圧縮時、５０％圧縮時、７５％圧縮時の荷重を測定値として読み取った。
防音材の硬さの評価は、５０％圧縮時の荷重を測定値とした圧縮硬さが１０００Ｎ以上の場合に「◎」、５００Ｎ以上～１０００Ｎ未満の場合に「〇」、５００Ｎ未満の場合に「×」とした。

ポリウレタンフォームの密度の測定は、５００ｍｍ角×厚み２０ｍｍの防音材を１００ｍｍ角×厚み２０ｍｍに裁断して得られた裁断片から表皮材部分（含浸層が存在する場合は含浸層を含む表皮材部分）を除去し、残ったポリウレタンフォームからなるサンプルに対し、ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５に基づいて行った。

含浸層を含む表皮材の通気量の測定は、５００ｍｍ角×厚み２０ｍｍの防音材を１００ｍｍ角×厚み２０ｍｍに裁断して得られた裁断物から表皮材部分（含浸層が存在する場合は含浸層を含む表皮材部分）を切り取り、切り取った表皮材部分（含浸層が存在する場合は含浸層を含む表皮材部分）からなるサンプルに対し、含浸層を下側に設置して、ＪＩＳ Ｋ６４００－７Ｂ法：２０１２に基づいて測定した。

残響室吸音率の測定は、５００ｍｍ角×厚み２０ｍｍの防音材１０を残響室（約３０ｍ^３）内の床面に敷き、表皮材の表面（非音源側表面）に対し、ＪＩＳ Ａ １４０９に基づき行った。ここでサンプル同士、サンプルと冶具との隙間はすべてアルミテープにてシールした。残響室吸音率は、各周波数（５００、６３０、８００、１０００、１２５０、１６００、２０００、２５００、３１５０、４０００、５０００、６３００Ｈｚ）の吸音率の測定値を平均して得た平均吸音率を、残響室吸音率とした。防音材１０の残響室吸音率は、含浸層を含む表皮材側の表面に対する平均吸音率である。
残響室吸音率の評価は６５％以上の場合に「◎」、４０％以上６５％未満の場合に「〇」、４０％未満の場合に「×」とした。

透過損失の測定は、ＪＩＳ Ａ１４４１－１：２００７に基づいて行った。音源残響室は３６ｍ^３、受音無響室は２０ｍ^３、測定面積は４００×４００ｍｍ（０．１６ｍ^２）である。５００ｍｍ角×厚み２０ｍｍの防音材の音源側であるポリウレタンフォーム表面に厚み０．８ｍｍの鉄板（遮音材）と非音源側である表皮材に厚み１ｍｍのゴムシート（遮音材）（１７００ｇ／ｍ^２）を重ね、防音材の周囲を５０ｍｍ幅の枠で固定した状態でさらに隙間を粘土でシールし、鉄板側を音源として音を入射させ、ゴムシートの表面から１００ｍｍ離れた位置で中央分離散点４箇所（１００ｍｍピッチ）における１６００Ｈｚにおける数値を測定した。図４及び図５における
透過損失の「構成Ａ」はウレタンフォームを鉄板に、すなわち表皮材をゴムシートに密着する構成であり、「構成Ｂ」は表皮材を鉄板に、すなわちウレタンフォームをゴムシートに密着する構成である。
透過損失の評価は４４．２ｄＢ以上の場合に「◎」、４２．２以上４４．２ｄＢ未満の場合に「〇」、４２.２ｄＢ未満の場合に「×」とした。

各実施例及び各比較例について総合評価を行った。総合評価は各評価のうち最低の評価とする。例えば、評価の全てが「◎」の場合に総合評価「◎」、少なくとも評価の１つが「〇」で残りが「◎」の場合に総合評価「〇」、少なくとも評価の１つが「△」で残りが「〇」あるいは「◎」の場合に総合評価「△」、少なくとも評価の１つが「×」で残りが「△」または「〇」あるいは「◎」の場合に総合評価「×」になる。

実施例１は、ポリオール－１を３０重量部、ポリオール２を７０重量部、発泡剤を５．１０重量部、アミン触媒－１を２．７１重量部、アミン触媒－２を０．３９重量部、整泡剤を０重量部、添加剤を０重量部、イソシアネートをＩＳＯ－１：ＩＳＯ－２＝２２：７８、イソシアネートインデックスを１０５、ポリウレタンフォームのＥＯ率を９．２０％としたポリウレタンフォーム原料を用い、表皮材として第１の層が６ｄのＰＥＴ繊維、目付量１５０ｇ／ｍ^２、第２の層が３ｄのＰＥＴ繊維、目付量１００ｇ／ｍ^２、アクリル酸エステル樹脂が５０ｇ／ｍ^２含浸したものからなり、全体目付量が３００ｇ／ｍ^２の表皮材を使用した。

実施例１の結果は、含浸層の厚みが０．５ｍｍ、ポリウレタンフォームの外観が「◎」、防音材の５０％圧縮時の硬さが１１１０Ｎ、評価「◎」、ポリウレタンフォームの密度が５５ｋｇ／ｍ^３、含浸層を含む表皮材の通気量が２０．８ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、防音材の残響室吸音率が７１％、評価「◎」、防音材の透過損失が「構成Ａ」４９．２ｄＢ、評価「◎」、総合評価「◎」であり、防音（吸音）性が良好であった。

実施例２は、ポリオール－１を３０重量部、ポリオール２を７０重量部、発泡剤を５．７６重量部、アミン触媒－１を３．０６重量部、アミン触媒－２を０．４５重量部、整泡剤を０．３１重量部、添加剤を２．２７重量部、イソシアネートをＩＳＯ－１：ＩＳＯ－２＝２２：７８、イソシアネートインデックス１０５、ポリウレタンフォームのＥＯ率を９．６５％としたポリウレタンフォーム原料を用い、表皮材として実施例１と同じ構成の表皮材を使用した例である。

実施例２の結果は、含浸層の厚みが０．５ｍｍ、ポリウレタンフォームの外観が「◎」、防音材の５０％圧縮時の硬さが１４００Ｎ、評価「◎」、ポリウレタンフォームの密度が５５ｋｇ／ｍ^３、含浸層を含む表皮材の通気量が１１．７ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、防音材の残響室吸音率が６５％、評価「◎」、防音材の透過損失が「構成Ａ」４７．２ｄＢ、評価「◎」、総合評価「◎」であり、防音（吸音）性が良好であった。

実施例３は、ポリオール－１を３０重量部、ポリオール２を７０重量部、発泡剤を５．８８重量部、アミン触媒－１を３．１３重量部、アミン触媒－２を０．４５重量部、整泡剤を０重量部、添加剤を９．８４重量部、イソシアネートをＩＳＯ－１：ＩＳＯ－２＝０：１００、イソシアネートインデックス１０５、ポリウレタンフォームのＥＯ率を１２．５６％としたポリウレタンフォーム原料を用い、表皮材として実施例１と同じ構成の表皮材を使用した例である。

実施例３の結果は、含浸層の厚みが０．５ｍｍ、ポリウレタンフォームの外観が「〇」、防音材の５０％圧縮時の硬さが６５０Ｎ、評価「〇」、ポリウレタンフォームの密度が５５ｋｇ／ｍ^３、含浸層を含む表皮材の通気量が７２ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、防音材の残響室吸音率が７３％、評価「◎」、防音材の透過損失が「構成Ａ」５０．２ｄＢ、評価「◎」、総合評価「〇」であり、ポリウレタンフォームの外観が他の実施例よりも劣っていたが、防音（吸音）性は良好であった。

実施例４は、ポリオール－１を０重量部、ポリオール２を１００重量部、発泡剤を６．４１重量部、アミン触媒－１を３．３３重量部、アミン触媒－２を０．３７重量部、整泡剤を０重量部、添加剤を２．４７重量部、イソシアネートをＩＳＯ－１：ＩＳＯ－２＝０：１００、イソシアネートインデックス１２０、ポリウレタンフォームのＥＯ率を１１．２６％としたポリウレタンフォーム原料を用い、表皮材として実施例１と同じ構成の表皮材を使用した例である。

実施例４の結果は、含浸層の厚みが０．５ｍｍ、ポリウレタンフォームの外観が「◎」、防音材の５０％圧縮時の硬さが１０２４Ｎ、評価「◎」、ポリウレタンフォームの密度が５５ｋｇ／ｍ^３、含浸層を含む表皮材の通気量が８．２３ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、防音材の残響室吸音率が５９％、評価「〇」、防音材の透過損失が「構成Ａ」４４．２ｄＢ、評価「◎」、総合評価「〇」であり、防音（吸音）性が良好であった。

実施例５は、ポリオール－１を３０重量部、ポリオール２を７０重量部、発泡剤を５．１０重量部、アミン触媒－１を２．７１重量部、アミン触媒－２を０．３９重量部、整泡剤を０重量部、添加剤を０重量部、イソシアネートをＩＳＯ－１：ＩＳＯ－２＝２２：７８、イソシアネートインデックス１０５、ポリウレタンフォームのＥＯ率を９．２０％としたポリウレタンフォーム原料を用い、表皮材として実施例１と同じ構成の表皮材を使用した例である。

実施例５の結果は、含浸層の厚みが０．５ｍｍ、ポリウレタンフォームの外観が「◎」、防音材の５０％圧縮時の硬さが１１１０Ｎ、評価「◎」、ポリウレタンフォームの密度が５５ｋｇ／ｍ^３、含浸層を含む表皮材の通気量が２０．８ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、防音材の残響室吸音率が７１％、評価「◎」、防音材の透過損失の音源側と非音源側を反対向きにセットし、表皮材側に音源を配置した透過損失が「構成Ｂ」４７．２ｄＢ、評価「◎」、総合評価「◎」であり、防音（吸音）性が良好であった。

比較例１は、実施例１～３の表皮材における第２の層のポリウレタンフォーム側となる表面に、厚み０．０３ｍｍのポリエチレンテレフタレート樹脂からなる樹脂フィルムをアクリル系のウレタン接着剤で接着したこと以外は、第１実施例と同様の構成からなる。

比較例１の結果は、含浸層がなし（厚みが０ｍｍ）、ポリウレタンフォームの外観が「◎」、防音材の５０％圧縮時の硬さが１２３０Ｎ、評価「◎」、ポリウレタンフォームの密度が５５ｋｇ／ｍ^３、表皮材の通気量が０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、防音材の残響室吸音率が３０％、評価「×」、防音材の透過損失が「構成Ａ」４１．２ｄＢ、評価「×」、総合評価「×」であった。比較例１は、表皮材の第２の層に樹脂フィルムが積層されているため、表皮材に含浸層及び通気性が無く、表皮材の残響室吸音率が低く、防音材の防音（吸音）性が実施例１～３と比べて劣っていた。

比較例２は、ポリオール－１を３０重量部、ポリオール２を７０重量部、発泡剤を４．３５重量部、アミン触媒－１を２．５０重量部、アミン触媒－２を０．３７重量部、整泡剤を０．５０重量部、添加剤を１．８５重量部、イソシアネートをＩＳＯ－１：ＩＳＯ－２＝１００：０、イソシアネートインデックス１０５、ポリウレタンフォームのＥＯ率を６．５８％としたポリウレタンフォーム原料を用い、表皮材として実施例１と同じ構成の表皮材を使用した例である。

比較例２の結果は、含浸層の厚みが０．５ｍｍ、ポリウレタンフォームの外観が「◎」、防音材の５０％圧縮時の硬さが１２８０Ｎ、評価「◎」、ポリウレタンフォームの密度が５５ｋｇ／ｍ^３、含浸層を含む表皮材の通気量が２．６１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、防音材の残響室吸音率が３４％、評価「×」、防音材の透過損失が「構成Ａ」３９．２ｄＢ、評価「×」、総合評価「×」であった。比較例２は、イソシアネートをＩＳＯ１の１００％としたことにより、ポリウレタンフォームのＥＯ率が６．５８％と低くなり、含浸層を含む表皮材の通気量が２．６１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃと極端に少なくなり、含浸層を含む表皮材及びポリウレタンフォームの残響室吸音率と防音材の透過損失が小さく、防音材の防音（吸音）性が実施例１～３と比べて劣っていた。

比較例３は、ポリオール－１を３０重量部、ポリオール２を７０重量部、発泡剤を６．７３重量部、アミン触媒－１を３．１３重量部、アミン触媒－２を０．５１重量部、整泡剤を０重量部、添加剤を２５．４６重量部、イソシアネートをＩＳＯ－１：ＩＳＯ－２＝０：１００、イソシアネートインデックス１０５、ポリウレタンフォームのＥＯ率を１５．５％としたポリウレタンフォーム原料を用い、表皮材として実施例１と同じ構成の表皮材を使用した例である。

比較例３の結果は、含浸層の厚みが０．５ｍｍ、ポリウレタンフォームの外観が「×」、防音材の５０％圧縮時の硬さが６００Ｎ、評価「△」、ポリウレタンフォームの密度が５５ｋｇ／ｍ^３、含浸層を含む表皮材の通気量が９３ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、防音材の残響室吸音率が４０％、評価「〇」、防音材の透過損失が「構成Ａ」４２．２ｄＢ、評価「〇」、総合評価「×」であった。比較例３は、イソシアネートをＩＳＯ２の１００％としたことにより、防音材の硬さが低くなり、一方、ポリウレタンフォームのＥＯ率が１５．５％と大になり、かつ含浸層を含む表皮材の通気量が９３ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃと大きくなり、含浸層を含む表皮材及びポリウレタンフォームの残響室吸音率と防音材の透過損失が小さく、防音材の防音（吸音）性が実施例１～３と比べて劣っていた。

比較例４は、ポリウレタンフォームに代えてフェルトを使用し、実施例１と同様の表皮材の第２の層に積層した例である。
比較例４の結果は、表皮材の含浸層が無く、防音材の５０％圧縮時の硬さが６２Ｎ、評価「×」、フェルトの密度が５５ｋｇ／ｍ^３、表皮材の通気量が１０６ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、防音材の残響室吸音率が８４％、評価「◎」、防音材の透過損失が「構成Ａ」４８．２ｄＢ、評価「◎」、総合評価「×」であった。比較例４は、ポリウレタンフォームに代えてフェルトを使用したことにより、防音材の硬さが６２Ｎと極端に小さくなり、押圧による沈み込みが大きく、フロアサイレンサー等として使用された場合に乗員の足が防音材に埋まって動きにくく、かつ姿勢が不安定になる。

このように、本発明の防音材は防音（吸音）性が高く、車両のフロアサイレンサーなどの車両用防音材に限られず、例えば建物、産業機械、家電等の防音材として好適である。

１０ 防音材
２０ ポリウレタンフォーム（吸音材）
２０ａ ポリウレタンフォーム原料
３０ 表皮材（吸音材）
３１ 第１の層
３３ 第２の層
３４ 含浸層
４０ 金型
４１ 下型
４３ 上型
３８ 離型剤

Claims (6)

1. ポリウレタンフォームの片面に表皮材が一体に成形された防音材において、
   前記ポリウレタンフォームは、ポリウレタンフォーム原料から得られた発泡体であって、前記表皮材とは反対の面がオープンセルであり、
   前記表皮材は、前記ポリウレタンフォームとの一体側に前記ポリウレタンフォーム原料が含浸して硬化した含浸層を有し、
   前記含浸層を含む前記表皮材のＪＩＳ Ｋ６４００－７Ｂ法：２０１２年に基づく通気量が５～８０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃであることを特徴とする防音材。
2. 前記表皮材は、繊維集合体からなることを特徴とする請求項１に記載の防音材。
3. 前記防音材は、２００ｍｍ角×厚み２０ｍｍのサンプルをφ８０ｍｍの圧縮冶具に、試験スピード５０ｍｍ／ｍｉｎで厚みの８０％まで圧縮した際の５０％圧縮時の荷重を測定値とした圧縮硬さが５００Ｎ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の防音材。
4. 前記防音材は、ＪＩＳ Ａ１４０９に基づいて測定した残響室吸音率が４０％以上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防音材。
5. 前記防音材は、ＪＩＳ Ａ１４４１－１：２００７に基づいて測定した１６００Ｈｚの透過損失が４２．２ｄＢ以上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防音材。
6. 前記防音材は、両面に遮音材を有する２重壁の間に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防音材。
   

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