JPH08244125A - 吸音部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】空隙率が５０容量％以上の抄造法繊維強化熱可
塑性樹脂成形体の少なくとも一部に熱可塑性樹脂発泡体
が積層一体化されてなることを特徴とする吸音部品。 【効果】本発明の吸音部品は、空隙率の高い抄造法繊維
強化熱可塑性樹脂成形体を芯部とし、これに熱可塑性樹
脂発泡体を接着一体化した構造であるため、幅広い周波
数領域において優れた吸音性を示し、しかも芯部が強化
繊維で補強された樹脂体からなるため強度や耐熱性、軽
量性にも優れるという多くの効果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸音部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸音材は従来から多くの分野に使用され
ており、代表的には無響室の壁や天井に多用されてい
る。かかる吸音材は、求められる吸音性能にもよるが、
一般的にはグラスウール等の多孔質体を織布などで覆っ
た板状の吸音部品が組み合わせて使用されており、これ
らは無響室などの比較的大きな用途には好適に使用され
るが、自動車のエンジンカバーを始めとする自動車エン
ジンルーム内部品など自動車エンジン周りの吸音部品な
どの限られたスペースで使用し、かつ十分な吸音効果を
得るには、スペースに合わせた自由な造形が困難である
こと、オイルや水分の吸収等により吸音効果が低下する
こと等の多くの問題があり、その使用には限界があっ
た。一方、独立気泡の発泡体例えば発泡ポリスチレン等
を用いた吸音部品も知られているが、これらはオイルや
水分等の吸収による吸音性の低下は見られないが、機械
的強度が乏しく、また、本来必要とする周波数帯域特に
高周波域で十分な吸音効果が得られないという問題があ
った。

【０００３】また、前記した自動車エンジン周りの吸音
部品においては、吸音効果に優れるのみならず、軽量で
あるとともに耐熱性が同時に要求され、また、その使用
場面が限られた狭いスペースであるため吸音部品自体が
小型となるところから、小型の吸音部品としても容易に
製造可能であることが要求されるが、前記した従来知ら
れている吸音部品はこれらの点においても十分ではなか
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
本発明者らは比較的大型の場合は勿論のこと、小型の吸
音部品としても容易に製造可能であって、しかも、軽量
かつ耐熱性を有し、吸音性能に優れた吸音部品を開発す
べく検討の結果、本発明に至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、空
隙率が５０容量％以上の抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成
形体の少なくとも一部に熱可塑性樹脂発泡体が積層一体
化されてなる吸音部品を提供するものである。

【０００６】以下、本発明を説明する。図１〜図２は本
発明の吸音部品の例をその断面で示したものであって、
空隙率が５０容量％以上の抄造法繊維強化熱可塑性樹脂
成形体（１）（以下、単に抄造法繊維強化熱可塑性樹脂
成形体と呼ぶことがある。）からなる芯部と、該芯部の
少なくとも一部に積層一体化された熱可塑性樹脂発泡体
（２）とから構成されている。本発明の吸音部品におけ
る芯部となる抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成形体（１）
は、それ自体で構造部材を兼ねた吸音部材となるため、
強度と軽量性および吸音性の点から空隙率が５０容量％
以上であることが好ましく、かかる空隙率が５０容量％
以上の抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成形体は、たとえば
抄造法により得た繊維強化熱可塑性樹脂シートから容易
に製造することができる。ここで、抄造法繊維強化熱可
塑性樹脂シートとは、たとえば、水中で均一に分散、混
合した強化繊維と熱可塑性樹脂粉末から抄造法により得
られる不織材料を加熱、加圧して得られる空隙率が３０
容量％未満、通常０〜２０容量％程度のシート状成形素
材であって、本発明における芯部として使用する空隙率
５０容量％以上の抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成形体
（１）は、このような抄造法繊維強化熱可塑性樹脂シー
トを加熱により所望の空隙率を有するようになるまで厚
み方向に膨張させつつ所望の形状に成形するか、あるい
は予熱して所望の空隙率以上になるまで厚み方向に膨張
させたのち、予熱状態を保ちながらこれを所望の空隙
率、所望の形状になるように再度加圧、圧縮して成形す
る膨張成形法により容易に製造することができるが、一
般には成形性の良好な点で後者の膨張成形法による方法
が採用される。このような抄造法繊維強化熱可塑性樹脂
成形体の厚みは使用目的に応じて任意であるが、その厚
みが厚くなる程吸音効果は高くなり、具体的には吸音部
品としての吸音効果と強度の面から適宜選択される。ま
た、その厚みは吸音部品の全ての部分において同一であ
る必要はなく、部分的に厚みを変えることも可能であっ
て、主要部と他の部分とで異なっていてもよい。また、
抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成形体の空隙率は５０容量
％以上であれば部分的に異なっていてもよく、所望の吸
音効果と強度から適宜選択される。

【０００７】かかる膨張成形法による場合、たとえば芯
部の形状に対応した立体形状に加工されたキャビティを
有する雌雄一対（４、５）の金型を使用し、抄造法繊維
強化熱可塑性樹脂シートを予め遠赤外線加熱炉などでマ
トリックス樹脂である熱可塑性樹脂の溶融温度以上に予
熱して空隙率が５０容量％以上、好ましくは８０容量％
以上となるように厚み方向に膨張させ、この膨張繊維強
化熱可塑性樹脂シート（３）を予熱状態を保持しつつ開
放状態にある雌雄両金型間に供給し、その後膨張繊維強
化熱可塑性樹脂シートの空隙率が５０容量％以上、かつ
所望の空隙率となるように型締を行って所望の形状に賦
形し、冷却後、成形品を取り出すことにより、抄造法繊
維強化熱可塑性樹脂成形体を製造することができる。

【０００８】かかる抄造法繊維強化熱可塑性樹脂シート
を製造するための強化繊維としては、ガラス繊維、炭素
繊維、ステンレス繊維などの金属繊維などの各種無機質
繊維、アラミド繊維などの有機質繊維、あるいはこれら
の任意の混合物などが使用され、これらは通常繊維径が
１〜５０μｍ、好ましくは３〜３０μｍ、長さが３〜５
０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ以上の繊維として使用され
る。これらの強化繊維の内でも、ガラス繊維は低コスト
で高い吸音性および補強効果が得られるため、特に有利
に使用される。これら繊維の繊維径、繊維長および繊維
含有率などは所望の吸音効果が得られるように適宜選択
される。

【０００９】また、抄造法繊維強化熱可塑性樹脂シート
を製造するためのマトリックス樹脂としては、押出成
形、射出成形、プレス成形、射出圧縮成形などで通常使
用されている熱可塑性樹脂が使用され、例えばポリエチ
レンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリ
スチレン、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン共
重合体、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリカーボネー
ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリフェニレンエーテル、スチレン・アクリ
ロニトリル共重合体などの一般的な熱可塑性樹脂、熱可
塑性エラストマー、これらの混合物あるいはこれらの熱
可塑性樹脂を使用したポリマーアロイを挙げることがで
きる。

【００１０】このような抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成
形体（１）は、これをそのまま芯部として使用してもよ
いが、オイルや水分の吸収を防ぎ、吸音性の低下を防止
するとともに強度をも向上させる目的で、該成形体の表
面の一部または全部に熱可塑性樹脂フィルムを貼着して
おくことは有効である。かかる目的で使用される熱可塑
性樹脂フィルムの材質は、芯部である抄造法繊維強化熱
可塑性樹脂成形体との接着性の点から、抄造法繊維強化
熱可塑性樹脂成形体のマトリックス樹脂と同一あるいは
類似構造の樹脂からなることが好ましいが、接着性が良
好であれば他の樹脂であってもよいし、別材料との積層
品であってもよく、使用目的によって適宜選択される。
また、フィルムの厚みはこのような効果を得るに必要な
厚みであれば特に制限はなく、樹脂の種類や適用箇所な
どによって異なるが、厚すぎると吸音特性（特に高周波
側）が低下するため、通常は２０〜１００μｍ程度であ
る。

【００１１】このような抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成
形体（１）の少なくとも一部に積層一体化される熱可塑
性樹脂発泡体（２）は、一般的に用いられる熱可塑性樹
脂の発泡体たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リスチレン、ポリウレタンなどの発泡体が例示され、必
要とする吸音性に応じて適宜選択されるが、接着性や成
形面で、芯部となる抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成形体
のマトリックス樹脂と同種あるいは類似構造の樹脂から
なる発泡体が好ましい。かかる発泡体において、その気
泡が独立気泡である発泡体を使用することにより低周波
領域の吸音性を得ることができ、その製造法としては常
圧発泡法、加圧発泡法、押出発泡法およびビーズ発泡法
などが一般的であるが、これらの中でも成形の容易さ、
形状の自由度、発泡倍率のコントロール性などの面から
ビーズ発泡により製造した熱可塑性樹脂発泡体が好適に
使用される。発泡倍率は必要とする吸音性によって適宜
選択されるが、通常は１０倍から５０倍程度であり、一
般的には高発泡倍率のものが軽量効果もあり、吸音効果
にも優れる。

【００１２】本発明の吸音部品において、吸音部品それ
自体の形状は吸音部品の適用場面に応じて適宜選択され
るため、上記した本発明に特定する構成を有する限りに
おいて何ら特定されず、吸音部品の使用態様に応じて熱
可塑性樹脂発泡体（２）も芯部である抄造法繊維強化熱
可塑性樹脂成形体（１）の全面に設けられていてもよい
し、部分的に１ないし２以上設けられていてもよく、当
然それらの個々の形状については吸音部品としての使用
に適した形状、大きさとされ、他部品との関係でとり得
る形状で最大の吸音効果が得られるように設計される。
また、同一吸音部品中に同一または異種の複数の熱可塑
性樹脂発泡体が適宜組み合わされていてもよく、さらに
は吸音効果をより向上させる目的で熱可塑性樹脂発泡体
の表面に細かな凹凸を有していてもよく、芯部の放熱な
どの目的で、熱可塑性樹脂発泡体には抄造法繊維強化熱
可塑性樹脂成形体の接着面と連通する丸穴などの貫通孔
（７）が設けられていてもよい。

【００１３】本発明の吸音部品は、このような抄造法繊
維強化熱可塑性樹脂成形体の少なくとも一部に熱可塑性
樹脂発泡体が積層一体化されてなるものであって、その
製造方法は任意であり、たとえば、所望の形状にそれぞ
れ成形された抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成形体および
熱可塑性樹脂発泡体とを、所望の形状になるように接着
剤や両面接着テープなどで接合したり、芯部となる抄造
法繊維強化熱可塑性樹脂成形体を成形すると同時に予め
成形された熱可塑性樹脂発泡体を熱融着させて一体化す
ることもできる。

【００１４】後者の方法は、独立した工程としての接着
工程が省略され、抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成形体の
成形と同時に熱可塑性樹脂発泡体が接着一体化されるた
め、実用上有利な方法であって、例えば抄造法繊維強化
熱可塑性樹脂シートのマトリックス樹脂がポリプロピレ
ン樹脂であり、熱可塑性樹脂発泡体がポリプロピレンビ
ーズ発泡体である場合には、極めて良好な接着性が得ら
れる。この方法は、一般には所定の位置に熱可塑性樹脂
発泡体を収納することのできる凹部を雌雄両金型のいず
れか一方または両方のキャビティ面に有する雌雄両金型
を使用し、該凹部にあらかじめ熱可塑性樹脂発泡体を収
納せしめる以外は前記した抄造法繊維強化熱可塑性樹脂
成形体を製造する場合と同様にして行われる。以下、こ
の製造例について具体的に説明する。この方法で使用さ
れる金型は、図３に例示されるように雌型（４）と雄型
（５）の雌雄両金型より構成され、これらの内の少なく
とも一方の金型は、型締、型開きができるように金型の
開閉方向に移動可能である。金型は所望の芯部の形状に
対応するように設計され、また、雌雄両金型のいずれか
一方または両方のキャビティ面には熱可塑性樹脂発泡体
を収納するための凹部（８）が設けられている。この凹
部は芯部に接合される熱可塑性樹脂発泡体の形状、数、
大きさおよび位置などに対応して１ないし２以上設けら
れ、各凹部のキャビティ面の開口部は、熱可塑性樹脂発
泡体の芯部との接着面と同じか若干大きめであって、凹
部に収納された熱可塑性樹脂発泡体は該凹部でしっかり
と嵌合、固定されていることが好ましい。

【００１５】この方法の第一工程では、開放状態とした
雌雄両金型間に、遠赤外線加熱炉などで抄造法繊維強化
熱可塑性樹脂シートを予熱して空隙率が５０容量％以上
となるように膨張させた膨張繊維強化熱可塑性樹脂シー
ト（３）を予熱状態を保持しながら供給するとともに、
予め所望の形状に成形した熱可塑性樹脂発泡体（２）を
金型の凹部（８）に供給する。（図４） 両者の供給はいずれが先であってもよいが、膨張繊維強
化熱可塑性樹脂シートの予熱状態を保持するうえから、
熱可塑性樹脂発泡体を先に供給しておくことが好まし
い。この際、抄造法繊維強化熱可塑性樹脂シートは空隙
率が８０容量％以上となるように膨張させておくことが
好ましく、また、熱可塑性樹脂発泡体は凹部に収納した
ときに、芯部との接着面となる上端面がキャビティ面と
同じか若干キャビティ面よりも高くなるようにしておく
ことが接着力を高める上で好ましい。第二工程において
は、先の工程で膨張繊維強化熱可塑性樹脂シートおよび
熱可塑性樹脂発泡体を供給したのち、該シートが冷却し
ないように速やかに所定のキャビティクリアランスにな
るまで型締を行ない、賦形して芯部となる抄造法繊維強
化熱可塑性樹脂成形体を成形すると同時に該成形体と熱
可塑性樹脂発泡体を熱融着させて一体化する。この際、
たとえば雄金型外周より外側に設けたストッパー（６）
の高さを調節することにより、型締終了時のキャビティ
クリアランスを調節して所望とする５０容量％以上の空
隙率になるようにすることができ、また、それが複雑な
形状や深絞り形状である場合には、成形過程において膨
張繊維強化熱可塑性樹脂シート（３）にしわや破れが生
じることがあるので、該シートの供給にあたってクラン
プ枠などで該シートを保持することは有効である。尚、
熱可塑性樹脂発泡体と抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成形
体のマトリックス樹脂が同種または類似構造の樹脂であ
ったり、熱融着による接着性の良好な樹脂からなる場合
には、予熱された膨張繊維強化熱可塑性樹脂シートの熱
により両者は容易に熱融着するが、両樹脂が異なる場合
や、膨張繊維強化熱可塑性樹脂シートの表面に予め貼着
されたフィルムの最外層の樹脂と熱可塑性樹脂発泡体と
が異なる場合など、熱融着性が低い場合には、たとえば
両者の接着面にホットメルト接着剤を塗布するなどの前
処理を行っておく必要がある。かくして、空隙率が５０
容量％以上の抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成形体の所望
の位置に熱可塑性樹脂発泡体が接着一体化された吸音部
品を容易に製造することができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明の吸音部品は、空隙率の高い抄造
法繊維強化熱可塑性樹脂成形体を芯部とし、これに熱可
塑性樹脂発泡体を接着一体化した構造であるため、幅広
い周波数領域において優れた吸音性を示し、しかも芯部
が強化繊維で補強された樹脂体からなるため強度や耐熱
性、軽量性にも優れるという多くの効果を奏する。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明がこれによって限定されるものでない
ことはいうまでもない。

【００１８】実施例１ 図３に示されるような雌雄一対（４、５）からなる金型
を使用し、以下の方法により空隙率が６５容量％の抄造
法繊維強化熱可塑性樹脂成形体（１）に熱可塑性樹脂発
泡体（２）を接合した吸音部品を製造した。開放状態に
ある両金型間の雄金型（５）に設けた凹部（８）に、所
定の形状に成形したポリプロピレンビーズ発泡体（厚み
１０ｍｍ、発泡倍率３０倍）を嵌合、収納したのち、ポ
リプロピレンとガラス繊維から構成される厚さ約１ｍｍ
の抄造法繊維強化熱可塑性樹脂シート（ケープラシート
社製、ガラス繊維含量：４５重量％、目付け：１２００
ｇ／ｃｍ² ）を遠赤外線加熱炉で２１０℃で予熱して膨
張させた空隙率が８０容量％、厚みが約５ｍｍの膨張繊
維強化熱可塑性樹脂シートを予熱状態を維持しながら雄
金型のキャビティ面に載置した。（図４） その後、直ちに型締完了時のキャビティクリアランスが
３ｍｍとなるまで型締し、賦形すると同時に膨張繊維強
化熱可塑性樹脂シートとポリプロピレンビーズ発泡体を
熱融着させ（図５）、この状態を維持しつつ金型を冷却
して金型を開き、図１に示される断面形状の吸音部品を
得た。なお、このときの型締完了時におけるキャビティ
クリアランスは、雄金型外周面に設けたストッパーで制
御した。得られた吸音部品の抄造法繊維強化熱可塑性樹
脂成形体部分の厚さは冷却時に厚み方向に約１割程度収
縮して厚みが約２．７ｍｍとなり、空隙率は６５容量％
であり、該吸音部品は見掛け体積に比して軽量であり、
吸音性能にも優れたものであった。

【００１９】実施例２ 片面に厚さ８０μｍのポリプロピレンとナイロンの複合
フィルムをラミネートした抄造法繊維強化熱可塑性樹脂
シートを使用し、ポリプロピレンビーズ発泡体の上端面
（接着面）にホットメルト接着フィルムを載置すること
以外は実施例１と同様にして図１に示される断面形状の
吸音部品を得た。得られた吸音部品の抄造法繊維強化熱
可塑性樹脂成形体部分の厚さは約２．７ｍｍ、空隙率は
６５容量％であって、該吸音部品は見掛け体積に比して
軽量であり、吸音性能にも優れたものであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸音部品例の断面図である。

【図２】本発明の吸音部品例の断面図である。

【図３】吸音部を製造する金型例の概略断面図である。

【図４】吸音部の製造例の製造工程を示す金型断面の概
略図である。

【図５】吸音部の製造例の製造工程を示す金型断面の概
略図である。

【符号の説明】

１：抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成形体 ２：熱可塑性
樹脂発泡体 ３：膨張繊維強化熱可塑性樹脂シート ４：雌金型 ５：雄金型 ６：ストッパ
ー ７：貫通孔 ８：凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:04 105:12 (72)発明者 桝 井 捷 平 東京都中央区新川２丁目27番１号 住友化 学工業株式会社内 (72)発明者 船 越 覚 大阪府高槻市塚原２丁目10番１号 住友化 学工業株式会社内 (72)発明者 松 本 泰 次 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社ハイテク研究所内 (72)発明者 吉 武 裕 幸 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 ケープ ラシート株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空隙率が５０容量％以上の抄造法繊維強化
   熱可塑性樹脂成形体の少なくとも一部に熱可塑性樹脂発
   泡体が積層一体化されてなることを特徴とする吸音部
   品。
2. 【請求項２】熱可塑性樹脂発泡体の発泡部が独立気泡で
   ある請求項１に記載の吸音部品。
3. 【請求項３】抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成形体の表面
   の一部または全部に熱可塑性樹脂フィルムが貼着されて
   なる請求項１〜２に記載の吸音部品。
4. 【請求項４】抄造法繊維強化熱可塑性樹脂成形体が、抄
   造法繊維強化熱可塑性樹脂シートの膨張成形により得ら
   れた成形体である請求項１に記載の吸音部品。
5. 【請求項５】吸音部品が自動車用吸音部品である請求項
   １〜４に記載の吸音部品。