JPH0725863B2 - 防音・制振性フォームの製造方法 - Google Patents

防音・制振性フォームの製造方法

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JPH0725863B2
JPH0725863B2 JP60076962A JP7696285A JPH0725863B2 JP H0725863 B2 JPH0725863 B2 JP H0725863B2 JP 60076962 A JP60076962 A JP 60076962A JP 7696285 A JP7696285 A JP 7696285A JP H0725863 B2 JPH0725863 B2 JP H0725863B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸音性能と制振性能を兼ね備えた防音性ポリウ
レタンフォームに関する。
〔従来の技術〕
従来、軟質ポリウレタンフォームは連通微細セル構造を
有するため、優れた多孔質型吸音材料として自動車や事
務機器などの機器や建築物などに広範囲に利用されてい
る。
一般に、自動車や工場の機械類、事務機器などの騒音
は、音源から空気伝達されるだけでなく、自動車のボデ
ーや機器の覆いなどが機械的に加振され、そこから音が
放射されている。そのため、これらの騒音防止には吸音
材にて吸音することだけでなく、吸音材自体でボデーや
覆いなどを制振することが必要である。しかしながら、
従来吸音材として用いられているポリウレタンフォーム
は振動エネルギー吸収能が小さく、ダンピング性能が低
いため、上記のような機械振動にともなう騒音を低減さ
せる材料としては不十分であった。
制振材料としては、各種のゴム状物質、熱可塑性樹脂な
どに例えば雲母、カーボンブラック、炭酸カルシウムな
どの充てん剤を添加したものがあるが、コストが高く、
そして重く、また、制振性能が得られても、吸音性能は
非常に小さいものであった。また、ポリウレタンフォー
ムに上記のような充てん剤を添加し、密度を大きくして
遮音性能を向上させる対策がとられているが、この場合
であってもコストの上昇及び物性に低下を招き、満足で
きるものではなかった。そのため、吸音性能と制振性能
を兼ね備えた防音材料として、吸音材料と制振材料を組
み合わせた複合体、例えばポリウレタンフォームを後処
理し、それにアスファルトを含浸させたフォームやポリ
ウレタンフォームの原料にアスファルトを添加し、一体
発泡させたフォームなどの粘性特性の大きい、粘弾性発
泡体が用いられている現状であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のように、アスファルト系フォームは吸音性能と制
振性能を兼ね備えているが、熱圧縮成形等の加工時、ア
スファルトによって加工装置が汚染されるなど作業性の
面で非常に能率性に欠け、そして更に、コストが高いと
いう欠点を有している。更に後処理アスファルトフォー
ムは、含浸むらが生じ、均一な品質のものが得にくい。
また、車両等に用いる防音材料としては軽量であること
が望ましいが、上記アスファルトフォームや充てん剤を
添加した各種ゴム、樹脂などは密度が大きく、重いとい
う問題点も有している。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、加工作業
性が良好で、かつ軽量で、吸音性能と制振性能を兼ね備
えた防音・制振性軟質ポリウレタンフォームの製造方法
を提供することを目的とするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明者等は、鋭意研究の結果、いわゆるワンショット
法により軟質ポリウレタンフォームを製造するとき、ポ
リオール成分として、2又は3官能のポリオキシアルキ
レンポリオールの単独又は2種以上の組合せよりなり、
かつ150ないし400の平均水酸基価を有するものを、可塑
効果を有する流動体とともに特定の割合で、使用するこ
とにより、雲母、カーボンブラック等の粉体状充填剤を
用いずとも、防音性能および制振性能の両方を良好に兼
ね備えかつ軽量で加工容易な防音・制振性フォームを製
造することができることを見出し、ここに本発明を完成
した。
本発明による防音・制振性フォームの製造方法は、有機
ポリイソシアネートとポリオールとを発泡剤、触媒、整
泡剤及び他の添加剤(但し、粉体状充填剤を除く)と一
諸に混合し発泡させるワンショット法により、軟質ポリ
ウレタンフォームを製造する方法であって、 i)ポリオール成分として、2又は3官能のポリオキシ
アルキレンポリオールの単独又は2種以上の組み合わせ
より成り、2ないし3の官能基数及び150ないし400の平
均水酸基価を有するものを使用すること、及び ii)可塑効果を有する流動体を、前記ポリオール100重
量部に対して10ないし100重量部添加することを特徴と
するものである。
本発明においてポリオール成分として用いられるポリオ
キシアルキレンポリオールは、個々の該ポリオールが2
又は3官能のものであって、それ単独又はその2種以上
を組み合わせて使用され、官能基数が2ないし3の範囲
にあり、そして平均水酸基価が150ないし400、より好ま
しくは200ないし300を有するポリオキシアルキレンポリ
オールである。
用いることができるこの種のポリオキシアルキレンポリ
オールとしては2ないし3個の活性水素含有化合物に例
えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、エピクロ
ルヒドリンなどを単独付加又は2種以上をランダム若し
くはブロック付加させた構造を有する分子量200ないし8
000の化合物などを挙げることができる。上記のポリオ
キシアルキレンポリオールの開始剤である2ないし3個
の活性水素含有化合物の例としては、水、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、
ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールプ
ロパンなどを挙げることができる。
平均水酸基価が150未満である場合には、得られたポリ
ウレタンフォームは、圧縮後の戻り時間が短く、また、
ヒステリシスロスの小さい、いわゆる反発の大きい制振
性能に欠けるフォームとなり、更に、このようなポリオ
ール成分に可塑効果を有する流動体を添加すると反発の
大きい制振性能が極めて劣るフォームとなる。一方、平
均水酸基価が400を超える場合には、非常に反応性が大
きく、一般的な配合では独立気泡の収縮フォームとなり
やすいので、発泡のコントロールが難しく、良好なフォ
ームが得られない。また、平均水酸基価を150〜400の範
囲としても、可塑効果を有する流動体を添加しないフォ
ームは、比較的反発の小さい、ヒステリシスの大きいフ
ォームにはなるが、圧縮後の戻り時間が短く、優れた防
音・制振性能が得られない。
可塑効果を有する流動体は制振性効果があり、その添加
量はポリオールの官能基数と水酸基価の組み合わせにお
いて決定されるが、ポリオール100重量部に対して該流
動体の添加量が10重量部未満では、圧縮後の戻り時間が
短すぎたり、又は戻らない現象が生じ、目的とする良好
な物性が得られない。一方、100重量部を超えて該流動
体を添加する場合目的とする良好なフォーム物性を得る
ためには水酸基価の大きいポリオールを用いることが必
要であり、このような水酸基価の大きいポリオールは反
応性が高く、独立気泡の収縮フォームとなりやすく、発
泡コントロールが難しい。したがって、可塑効果を有す
る流動体は10ないし100重量部、好ましくは20ないし80
重量部添加するとよい。
添加できる可塑効果を有する流動体の例としては、トリ
スジクロロプロピルホスフェート、トリスクロロプロピ
ルホスフェートなどのハロゲン化リン酸エステル類、ト
リクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、
クレジルジフェニルホスフェートなどのリン酸エステル
類及びフタル酸エステル、セバシン酸ポリエステル、ア
ジピン酸ポリエステル、トリメリット酸エステルなどの
エステル類などの一般に使用されている可塑剤及び液状
クマロンインデン樹脂、芳香族系炭化炭化水素樹脂など
の粘性物質などを挙げることができる。
本発明に使用するイソシアネートは特に限定されず、ポ
リウレタンフォームの製造のために一般に使用されてい
るイソシアネート、例えばトリレンジイソシアネートの
2,4−異性体若しくは2,6−異性体又はそれらの混合物、
ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジ
イソシアネート、又はナフタレンジイソシアネートなど
が使用できる。発泡制御の点からトリレンジイソシアネ
ートの2,4異性体と2,6−異性体の65:35混合物が好まし
い。
発泡剤は水又はフロン−11、メチレンクロリドなどの低
沸点ハロゲン化炭化水素を単独使用又は併用できる。
アミン触媒、整泡剤などの他の添加剤は特に限定され
ず、ポリウレタンフォームの製造のために一般に使用さ
れているものが使用できる。
しかしながら、本発明においては、従来制振化・防音化
のために用いられた例えば雲母、カーボンブラック、炭
酸カルシウムなどの粉体状充填剤を添加する必要がな
い。
本発明は、上述したように、これら充填剤を使用せずと
も、特定の平均水酸基価を有するポリオキシアルキレン
ポリオールと可塑効果のある流動体との組合せによっ
て、所期の防音・制振効果を達成することができるもの
である。
本発明のポリウレタンフォームの製造は有機ポリイソシ
アネート、ポリオール、触媒、発泡剤、添加剤などを同
時に混合して発泡させるワンショット法により行うのが
合理的、経済的かつ量産可能であるため好ましい。
〔実施例〕
以下実施例並びに比較例にて本発明を詳細に説明する。
表に示す配合に基づきポリウレタンフォームを製造し
た。
得られたポリウレタンフォームについて密度、硬さ、反
発弾性、ヒステリシスロス、圧縮後の戻り特性を測定
し、それらの結果を表中に併記する。なお、硬さ及び反
発弾性の測定はJISK6401に基づいて行った。圧縮後の戻
り特性は、得られたフォーム(大きさ50×50×50mm)を
鉄板の上に置き、円盤形の鉛の重り(6kg、直径100mm)
をそのフォームの上に載せて押しつぶした状態で30秒間
放置後、該重りを取り除き、この時点から元の形状に戻
るまでの時間を測定した。
注1)平均分子量700、水酸基価240.4のポリオキシアル
キレントリオール 2)平均分子量1500、水酸基価112.2のポリオキシアル
キレントリオール 3)平均分子量3000、水酸基価56.1のポリオキシアルキ
レントリオール 4)平均分子量400、水酸基価420.8のポリオキシアルキ
レントリオール 5)新日本製鉄(株)クマロンL−20 6)日東粉化工業(株)NS100 7)ダブコ33Lv 8)N−エチルモルホリン 反発弾性は小さい方が好ましく、比較例1及び2がそれ
ぞれ17%及び45%と大きいのに対し、実施例1〜4は6
〜8%と小さかった。ヒステリシスロスは、大きい方が
良く、実施例1〜4は83.2〜89.6%と大きく、比較例1
も94.3%と大きいが、比較例2は46.5%と小さかった。
圧縮後の戻り時間は30〜240秒の範囲が防音・制振性能
のために好ましいが、比較例1は6kgの重量では圧縮さ
れず、強制的に更に加圧してフォームを圧縮すると歪み
が残り、完全に元に戻らず、比較例2はすぐに戻ってし
まうのに対し、実施例1〜4は52〜132秒かかった。
また、得られたポリウレタンフォームを防音性能の測定
に供した。測定は、20mmの厚さの試験用フォームをその
上に厚さ3mmのポリ塩化ビニルシートを重ねて積層体と
し、それを厚さ0.8mmの鋼板の上に載置し、10℃に保た
れた室内で該鋼板に振動音を発生させ、音圧レベルを測
定することにより行った。フォームを載置せずに0.8mm
の鋼板のみで行ったものを基準として結果を第1図及び
第2図に示した。
防音性能は、第1図及び第2図に示したように実施例1
及び2は比較例1に対して周波数により最高3dB、実施
例3及び4は比較例2に対して周波数により4dB優れて
いた。特に、低い周波数域の200〜800Hzにおいて実施例
1〜4は比較例1及び2に対して2〜3dB防音性能が優
れていた。これは実施例のポリウレタンフォームが吸音
性能に加えて制振性能を有することを示すものである。
〔発明の効果〕
以上の結果から明らかなように、本発明によれば、上記
のように規定したポリオールと可塑効果を有する流動体
を配合したため、吸音性能に加えて制振性能を備えた優
れた防音・制振材とすることができるところの軟質ポリ
ウレタンフォームを確実に製造し得る製造方法を提供す
ることができる。しかも、本発明の製法は、アスファル
トを使用しないため、熱圧縮成形等の加工時に加工装置
がアスファルトにより汚染されることがなく、作業能率
の低下を来たすことがない。更に、充てん剤を使用して
いないため軽く、車両等への用途としてはエネルギーの
節約にもなり好ましいものである。
更にまた、本発明のポリウレタンフォームの製造方法は
特別な製造装置を必要とせず、従来のポリウレタンフォ
ーム製造装置によりワンショット法により製造できるの
で量産も可能であり、安い製造コストで生産でき、ま
た、スクラップの還元使用が可能であるため、資源の有
効利用が図れる等多くの利点を併有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1及び2と比較例1の防音効果と周波数
の関係を示すグラフ、 第2図は実施例3及び4と比較例2の防音効果と周波数
の関係を示すグラフを表わす。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−89199(JP,A) 特開 昭58−57419(JP,A) 特開 昭54−96599(JP,A) 特開 昭55−144019(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機ポリイソシアネートとポリオールとを
    発泡剤、触媒、整泡剤及び他の添加剤(但し、粉体状充
    填剤を除く)と一緒に混合し発泡させるワンショット法
    により、軟質ポリウレタンフォームを製造する方法であ
    って、 i)ポリオール成分として、2又は3官能のポリオキシ
    アルキレンポリオールの単独又は2種以上の組み合わせ
    より成り、2ないし3の官能基数及び150ないし400の平
    均水酸基価を有するものを使用すること、及び ii)可塑効果を有する流動体を、前記ポリオール100重
    量部に対して10ないし100重量部添加することを特徴と
    する防音・制振性フォームの製造方法。
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