JP7383334B2 - 吸音ボード、パッケージトレイ、ラゲッジボード及び遮音構造 - Google Patents
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Description
<実施例1~6>
実施例1~6では、上述の製造方法のように、A液とB液を混合した原料11Mを反応させてポリウレタンフォーム11を表皮材20と一体に発泡成形し、ポリウレタンフォーム11の表裏に表皮材20が一体化された500mm×500mm×20mm(厚み)のサイズで吸音ボードのテストピースを作製した。
ポリオール1;ポリエーテルポリオール(数平均分子量:5000、官能基数:3.6、水酸基価:31.5mgKOH/g、EO率:8重量%)
ポリオール2;ポリマーポリオール(数平均分子量:5000、官能基数:3、水酸基価25mgKOH/g、固形分濃度:30%、EO率:13重量%)
発泡剤;水
アミン触媒1;昭和化学株式会社製、「ジエタノールアミン」
アミン触媒2;エボニックジャパン株式会社製、「DABCO BL-11」
整泡剤;エボニックジャパン株式会社製、「TEGOSTAB B 8715 LF2」
添加剤;ポリエーテルポリオール(数平均分子量:5000、官能基数:3、水酸基価34mgKOH/g、EO率:70重量%)
(2)B液
ポリイソシアネート1;ポリメリックMDI(NCO価31.5%、EO率:0重量%)
ポリイソシアネート2;MDI変性体(4,4'-MDIと4,4'-MDIのウレタン変性体(ウレタンプレポリマー)の重量比が、75~85:15~25、NCO価:26.5%、EO率:10重量%)
<比較例1>
比較例1は、表皮材20が、実施例1~6と同様の繊維シート21,21と、目付量が25g/m2のPET樹脂からなる非通気フィルムとの3層構造となっており、非通気フィルムと内側の繊維シート21Aとがアクリル系接着剤にて積層されている。それ以外は、実施例2と同様である。比較例1では、上記非通気フィルムにより、ポリウレタンフォーム11の原料11Mが表皮材20に含浸できず、表皮材20には含浸層22が形成されてない。
比較例2は、1対の表皮材20のうち第1表皮材(表側)だけが設けられ、第2表皮材(裏側)が設けられていない。それ以外は、実施例2と同様である。
比較例3,4は、実施例1~6に対してポリウレタンフォーム11のEO率が異なる。比較例3では、ポリウレタンフォーム11のEO率が7重量%未満となっていて、比較例4では、ポリウレタンフォーム11のEO率が15重量%を超えている。
比較例5として、木質ボードを用意した。この木質ボードの厚みは、5mmであり、目付量は、3500g/m2(密度は700kg/m3)である。なお、木質ボードの通気量は、JIS K6400-7 B法:2012では測定できないが、非通気性である。
各実施例と各比較例について、EO率、見かけ密度、通気量、吸音率、硬さ、曲げ強さ、反りを評価した。これらの測定方法は以下の通りである。
(1)EO率
ポリウレタンフォームのEO率は、テストピースのポリウレタンフォームのみ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]とする。)、溶媒(アセトン)で68~72℃×8時間洗浄し、乾燥した後、アルカリ分解して、ポリオール成分だけを抽出し(抽出できた重量をB[g]とする。)、その一部をマトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間質量分析計(日本電子株式会社製)にて評価して測定した。詳細には、ポリオール成分中の分子の各分子量でのEO率(各分子量のEO率=分子中のEO単位の数(理論値)×各分子量の分子の個数÷全体の分子の個数)を算出し、その総和をCとする(ただし、EO率の算出では、分子量800以上の分子のみを考慮する)。そして、下記の式により、ポリウレタンフォームのEO率[重量%]を算出した。
ポリウレタンフォームのEO率 = (B×C/A)×100
JIS K7222:2005に基づいてポリウレタンフォーム11の見かけ密度を測定した。具体的には、500mm×500mm×20mm(厚み)のテストピースを100mm×100mm×20mm(厚み)に裁断し、表皮材20(含浸層22が存在する場合は、含浸層22を含む)を除去し、残ったポリウレタンフォーム11について、見掛け密度を測定した。ただし、比較例2では、表皮材20として第1表皮材(表側)のみが設けられているので、第1表皮材を剥がして、残ったポリウレタンフォーム11の見掛け密度を測定した。実施例1~6及び比較例1~4のポリウレタンフォーム11の見掛け密度は、何れも55kg/m3であった。なお、比較例5の木質ボードについても見掛け密度を測定した。
JIS K6400-7 B法:2012に基づいて、表皮材の通気量を測定した。具体的には、実施例1~6及び比較例1~4については、500mm×500mm×20mm(厚み)のテストピースを100mm×100mm×20mm(厚み)にカットし、そのカットサンプルにおいて含浸層22を含む表皮材20をポリウレタンフォーム11から引き剥がして分離し、その表皮材20の通気量を測定した。この際、表皮材20(詳細には、内側の繊維シート21A)にポリウレタンフォーム11が付着している場合、繊維シート21を傷つけないように、可能な限りポリウレタンフォーム11を削ぎ落とし、表皮材20のみとした。なお、表皮材20は、内側の繊維シート21A(含浸層22)を下側(測定機における空気の供給側)に配置して測定した。これは、外側の繊維シート21B側を下側とした場合、外側の繊維シート21Bの側部から空気が漏れ、正確な通気量を測定できないためである。表皮材20の通気量は、第1表皮材(表側)のみ測定を行った。
JIS K6400-2 E法:2012に基づいて吸音ボードのテストピースの硬さを測定した。具体的には、実施例1~6及び比較例1~4については、500mm×500mm×20mm(厚み)のテストピースを200mm×200mm×20mm(厚み)にカットし、第1表皮材(表側)又は第2表皮材(裏側)が上面になるように設置し、圧縮治具(押圧面が直径80mmの円形になっている。)によって上方から圧縮スピード50mm/minで、テストピースを厚み方向の変形量がテストピースのもとの厚みの80%となるまで圧縮し、その際の50%圧縮時の荷重を測定値とした。また、テストピースを第1表皮材側(表側)と第2表皮材側(裏側)からそれぞれ圧縮して荷重を測定し、それら荷重の測定値の比(表側/裏側比率)を、以下の式から算出した。
裏側/表側比率 = 裏側の測定値/表側の測定値×100
ここで、比較例2では、表皮材20として表側の第1表皮材のみが設けられており、第1表皮材の裏側には、ポリウレタンフォーム11のみが設けられているが、ポリウレタンフォーム11側から圧縮する場合も、第1表皮材側から圧縮する場合と同条件にて、測定を行った。なお、図4及び図5における「表側」、「裏側」とは、テストピースの表裏の何れから圧縮治具を当てたかを示している。
JIS K7221-2:2006に基づいて吸音ボードのテストピースの曲げ強さを測定した。具体的には、実施例2及び比較例2について、500mm×500mm×20mm(厚み)のテストピースを350mm×80mm×20mm(厚み)にカットし、半径15mmの1対の円柱状端支点(支点間距離が300mm)上に配置する。その後、半径15mmの円柱状端加圧くさびが、上向きに配置された各表皮材の支点間距離の中心に当たるように、上方から圧縮スピード100mm/minでテストピースを加圧し、テストピースの変位量(たわみ)が2mmと4mmの時の荷重を測定値とした。曲げ強さは、以下の式から算出した。
R=1.5×Fr×(L/(b×d2))×106
ここで、Rは曲げ強さ[N/cm2]であり、Frは変位量が2mm又は4mmの時の荷重[kN]であり、Lは支点間距離[mm]であり、bはテストピースの幅[mm]であり、dはテストピースの厚さ[mm]である。測定は、第1表皮材(表側)が上側となる場合と、第2表皮材(裏側)が上側となる場合の両方で行った。なお、比較例2では、表皮材20として第1表皮材のみが設けられており、第1表皮材の裏側には、ポリウレタンフォーム11のみが設けられているが、ポリウレタンフォーム11が上側となる場合にも、第1表皮材が上側となる場合と同条件にて、測定を行った。図4及び図5における「表側」、「裏側」とは、テストピースの表裏の何れから円柱状端加圧くさびを当てたかを示している。
JIS A1409:1998に基づいて、吸音ボードのテストピースの残響室吸音率を測定した。具体的には、実施例1~6及び比較例1~4において、500mm×500mm×20mm(厚み)のサイズのテストピース及び比較例5において、500mm×500mm×5mm(厚み)の木質ボードを、4枚、残響室の床面に敷き詰めて1m×1m×各厚みのサイズの測定サンプルとして、各周波数における残響室吸音率を測定した。この際、測定サンプルの外周をアルミ製の固定具で覆い、テストピース同士、テストピースと固定具の隙間をアルミテープでシールした。そして、各周波数(500Hz、630Hz、800Hz、1000Hz、1250Hz、1600Hz、2000Hz、2500Hz、3150Hz、4000Hz、5000Hz、6300Hz)における吸音率の測定値を平均した平均吸音率を、残響室吸音率とした。比較例2の測定サンプルは、第1表皮材を上側に配置し、第1表皮材とは反対側の面と残響室の床面とを両面テープにより固定し、測定した。これは、比較例2のテストピースは、反りが発生しており、床面との間に空間が生じると正しい測定が行えないためである。
実施例1~6及び比較例1~4において、500mm×500mm×20mm(厚み)のサイズのテストピース及び比較例5において、500mm×500mm×5mm(厚み)の木質ボードを水平面に載置して、目視により反りを確認した。具体的には、各テストピース及び木質ボードの第1表皮材(表側)を上側にした配置と、第2表皮材(裏側)を上側にした配置との両方で、各テストピース及び木質ボードの外縁部と水平面との間の隙間を確認した。そして、反りの有無を、少なくとも一方の配置で隙間が確認された場合に、「あり」とし、何れの配置でも隙間が確認されなかった場合に、「無」とした。
図4及び図5に示されるテストピースには、表皮材20に含浸層22が形成されたもの(実施例1~6及び比較例2~4)と、表皮材20に含浸層22が形成されていないもの(比較例1)がある。含浸層22が設けられた前者のテストピースでは、表皮材20がポリウレタンフォーム11の表裏の両面に一体化されている構成(実施例1~6、比較例3,4)の方が、表皮材20がポリウレタンフォーム11の表裏のうち片面にのみ一体化されている構成(比較例2)に比べて、テストピースの反りを抑えられることが確認できた。なお、含浸層22が設けられていない比較例1では、反りがない結果となったが、これは、非通気フィルムにより表皮材20に原料11Mが含浸せず、表皮材20自体が原料11Mの発泡・硬化による収縮の影響を受けなかったためと考えられる。なお、実施例1~6及び比較例2~4の表皮材20に形成された含浸層22の厚みは、内側の繊維シート21Aと略同じ厚さであった。
以下、吸音ボード10の使用例について説明する。図6(A)及び図6(B)には、吸音ボード10が車両60用のパッケージトレイ70に備えられる例が示されている。
(1)吸音ボード10は、以下のような製造ライン100により製造されてもよい。図9に示されるように、製造ライン100には、長尺状の1対の表皮材20を、上下に対向配置した状態で、長手方向に搬送する搬送手段101(例えば、コンベア)が備えられている。そして、表皮材20を搬送しながらそれら表皮材20の間にポリウレタンフォーム11の原料11Mを吐出して、原料11Mを発泡・硬化させることにより、ポリウレタンフォーム11を形成する。このとき、ポリウレタンフォーム11の原料11Mが1対の表皮材20に含浸し、各表皮材20に含浸層22が形成される。その後、表皮材20がポリウレタンフォーム11と共にカッター103により所定長さに切断されて、吸音ボード10が得られる。なお、吸音ボード10の幅方向の端部において、ポリウレタンフォーム11が表皮材20からはみ出した場合には、そのはみ出し部分が適宜トリミングされる。また、搬送手段101の搬送経路の途中に加熱炉102を設けておけば、ポリウレタンフォーム11の原料11Mの発泡・硬化が促進され、吸音ボード10の成形性を向上させることができる。
11 ポリウレタンフォーム
11M 原料
20 表皮材
22 含浸層
70 パッケージトレイ
75 ラゲッジボード
80 遮音構造
Claims (9)
- 発泡体と表皮材とが一体化されてなる吸音ボードであって、
前記発泡体は、連続気泡構造を有するポリウレタンフォームであり、
前記表皮材は、前記ポリウレタンフォームの表裏に一体に成形されると共に、通気性を有し、
前記表皮材には、前記ポリウレタンフォームの原料が含浸硬化した含浸層が形成され、
前記含浸層を含む前記表皮材のJIS K6400-7 B法:2012に基づく通気量が、3~90ml/cm2/sである、吸音ボード。 - 前記表皮材は、1枚又は複数枚の繊維シートからなる、請求項1に記載の吸音ボード。
- 前記含浸層には、前記表皮材の少なくとも一部に付着したポリウレタン系樹脂以外の樹脂がさらに含まれる、請求項1又は2に記載の吸音ボード。
- 前記ポリウレタンフォームの表裏の前記表皮材が同じ構成である、請求項1乃至3のうち何れか1の請求項に記載の吸音ボード。
- JIS A1409:1998に基づく残響室吸音率が、0.4以上である、請求項1乃至4のうち何れか1の請求項に記載の吸音ボード。
- 請求項1乃至5のうち何れか1の請求項に記載の吸音ボードを備え、車両のリアシートの後側の空間と車室とを仕切るように配置され、
前記車両のうち前記リアシートの後側の前記空間を車幅方向に挟む1対の側壁に対して、前記吸音ボードを差し渡した状態に固定するための固定部を備える、パッケージトレイ。 - 請求項1乃至5のうち何れか1の請求項に記載の吸音ボードが、遮音性を有するパネル材の少なくとも上面に重なってなり、車両の荷室に配設される、ラゲッジボード。
- 請求項1乃至5のうち何れか1の請求項に記載の吸音ボードが、遮音性を有する1対のパネル材同士の間に配置されてなる、遮音構造。
- 前記吸音ボードが、前記1対のパネル材に対して非接着状態で密着している、請求項8に記載の遮音構造。
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