JPS603329B2 - 吸音性及び防振性のすぐれた発泡体及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸音性及び防振性のすぐれたウレタン発泡体に
関する。

更に詳しくは本発明は特に低周波領域における吸音性及
び防振性のすぐれた、アスファルト等を混入したウレタ
ン発泡体に関する。従来一般のエーテル系及びヱステル
系ウレタンフオームが一部吸音材または防振材として使
用されている。

しかしながら、これらの発泡体は高周波領域において吸
音効果があるが、低周波領域においては吸音効果が非常
に小さい欠点を持っている。更に防振効果（ダンピング
効果）が殆んどない等の欠点を有している。また吸音効
果及び防振効果の割合に大きい発泡体として、あらかじ
め製造したほぼ完全に連続気泡性のウレタンフオームに
アスファルトの揮発性溶剤溶液を後含浸した後、乾燥す
る方法がある。

しかしながらこの方法は大量の揮発性溶剤を必要とし、
経済的に不利であること、大気汚染の問題があること、
溶剤蒸気による人体あるいは、火災に対する危険性があ
ること、さらに溶剤乾燥のために長時間を要し生産性が
低いこと、使用にあたり基材を汚したり、あるいは取扱
時べたつくこと、感温性が高く夏は製品が柔らかくなり
、又冬に於ては硬くなること、従って冬期に於ては防振
性が低下し夏期にはウレタンフオームセルのリブに付着
しているアスファルトが流出すること、等の欠点があっ
た。又この方法は一度発泡されたフオームに更にアスフ
ァルトを付着させ、溶剤を飛散させる２段階方式をとる
為生産性が悪い匁点があった。さらにまた、ポリエステ
ル又はポリェ−テルポリオールに直接アスファルトを混
合し発泡させる方法もある。しかしながらこの方法は、
ポリエステル又はポリエーテルに対し、アスファルトの
相漆性が非常に悪く、アスファルトは沈殿してしまう。
そのため実用的な安定した発泡体が得られない等の欠点
を有する。本発明者らは吸管性と防振性とを合せ持った
すぐれた発泡体を−段階で毅造すべく鋭意検討した結果
、ポリジェン系ポリオールがアスファルト等の歴青質と
容易に相溶することを利用し、この原料を発泡させるこ
とによって、吸音性及び防振性のすぐれた発泡体が得ら
れることを見し、出し本発明を完成した。

本発明の目的は、ポリジェン系ポリオール、非ポリジェ
ン系ポリオール、及びアスファルト、伸展油、タール等
の主に炭化水素より成る中性充填剤物質（以下アスファ
ルト等という）、ポリィソシアナート、発泡剤その他助
剤を混合し、直接発泡し、吸音性及び防振性のすぐれた
、連続気泡性のウレタン発泡体を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、上記吸音性及び防擬性のす
ぐれたウレタン発泡体の製造方法を提供することである
。更に詳細に説明すると本発明は、ポリジェン系ポリオ
ールと他の活性水素化合物、ポリィソシアナート化合物
、発泡剤その他助剤及び充填剤として融点あるいは軟化
点が１５０ｑ０以下、常圧における沸点が２００℃以上
で主に炭化水素より成る酸、塩基性がほぼ中性の物質が
混合して発泡体を製造するに当り、｛ａ｝ ポリジェン
系ポリオールと他の活性水素化合物の重量割合が３０〜
１００：０〜７０であり、｛ｂ’充填剤として主に炭化
水素より成る、酸、塩基性がほぼ中性の物質の量が活性
水素成分１００重量部当り５０〜５０の重量部であり、
‘ｃー ポリジェン系ポリオール及び他の活性水素化合
物の活性水素に対するィソシアナート基の比が０．６〜
１．２５であるものを混合して発泡させ、その発泡体密
度を０．０４〜０．７夕／榊、ＪＩＳＫ６４０１による
反ぱつ弾性試験値を３５％以下、更に１１ｍ／仇の厚さ
における通気度を２０を越えて１４０ｃｃ／地／ｓｅｃ
以下とすることを特徴とする吸音性及び防振性のすぐれ
たウレタン発泡体及びその製造方法を提供するものであ
る。

本発明のウレタン発泡体は防擬性及び特に低周波領域に
おいてすぐれた吸音性を有する。

本発明で得られる吸青性及び防犠牲のすぐれたウレタン
発泡体は密度０．０４〜０．７夕／地のもので、特に０
．０５〜０．３夕／地が好ましい。

密度が０．０４夕／塊以下においては特に低周波領域の
吸音性の効果がほとんどなく、また０．７夕／仇以上に
おいては密度の割に性能が向上しない。本発明のアスフ
ァルト等を混入したウレタン発泡体は１１ｗ／の厚さに
おける通気度が２０を越えて１４０ｃｃ／の′ｓｅｃ以
下の条件を満す必要がある。

一般にポリェーテル系ポリウレタン発泡体の通気度は８
０〜２００ｃｃ／の／ｓｅｃであり、シリコン界面活性
剤の種類及び量の調節や、すず系触媒及びアミン触媒の
調整により制御できる事が知られている。本発明の発泡
体の通気度の制御方法も上述した方法と同様でありシリ
コン界面活性剤、触媒等の調節により制御できるのであ
る。

本発明に係わる発泡体はアスファルト等を混入したにも
係わらずそのままで又は圧縮しても、全くアスファルト
等がにじみ出る事はなく、他の材料と接触しても汚染さ
せることが全くない。

本発明で使用するポリジェン系ポリオールは一般に使用
されるものでよいが好ましくは分子量１０００〜５００
０でブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどのジェ
ン化合物単独重合物又は共重合物もしくはそれらモノマ
ーとスチレンまたはアクリロニトリルなどの共重合可能
なビニル化合物とのラジカル的もしくはアニオン的共重
合体を末端水酸基化したポリジェン系ポリオールである
。その他のポリジヱン系ポリオールとしてはジェン成分
含有固型ゴムのオゾン分解還元法によって得られるもの
を包含する。また本発明に於て、一般にポリウレタン樹
脂製造に用いられるポリエーテルポリオール、ポリエス
テルポリオール及びそれらの混合物から選ばれたポリヒ
ドロキシ化合物を他の活性水素化合物として添加する事
により耐光性を向上し、発泡体の伸びを上昇させ、更に
は原料粘度を低下させ櫨梓効率を向上するといった効果
が得られる。この場合、配合割合は、ポリジェン系ポリ
オ−ル３０〜１０の重量％に対して、ポリエーテルポリ
オールもしくはポリエステルポリオールまたは、それら
の混合物を０〜７唯重量％配合し合計１０の重量％とす
るが、前者を６０〜１００重量％、後者を０〜４の重量
％配合するのが好ましい。

前記ポリエーテルポリオールもしくはポリエステルポリ
オールまたはそれらの混合物が７低雲量％をこえると原
料の相溶性が低下し良好な発泡体は得られない。

本発明で使用する融点あるいは軟化点が１５０午０以下
であり常圧での沸点が２００ｑｏ以上で主に炭化水素よ
りなるほぼ中性な充填剤物質すなわちアスファルト等と
しては例えば針入度２０〜３００のストレートアスファ
ルト及びブーロンアスフアルト及びワックス類、一般固
型ゴムに配合される伸展油、コールタールおよび石油系
のオイルタール等のタール類、ナフサクラッキング時に
創生するＣ４一Ｃ９留分中のモノマーを共重合させたも
ので石油樹脂と言われるもの、さらにはポリブテンやポ
リプタジェン等がありこれ等は単独で、あるし、は組み
合わせて使用できる。

又更に天然系の一般に粘着付与剤と言われているものも
使用出来る。これらアスファルト等はポリジェン系ポリ
オ−ル組成物１０の重量部に対して５０〜５０の重量部
、好ましくは７０〜３５０重量部加えることが出来る。
配合量がこの下限以下の場合には吸音性及び防振性が劣
り、５０匹重量部以上では発泡体の圧縮永久ひずみ、耐
寒性及び強度等諸物性が低下して好ましくない。本発明
において使用するアスファルト等は中性であることを要
する。

なぜならもし酸性度が強過ぎれば反応速度が低下し、消
泡効果が生じて良好なフオームが得られず、また一方塩
基性に過ぎれば反応速度が速過ぎて発泡調節が困難とな
るからである。本発明のアスファルト等は融点あるいは
軟化点が１５０℃以下でないと発泡体原料組成が高粘度
になりすぎ好ましくない。

また常圧での沸点が２００℃以下であると、配合物が徐
々に蒸発して発泡体の物性が徐々に変化してしまい好ま
しくないのである。本発明に用いられる発泡剤は水；モ
ノ弗化トリ塩化メタン、ジ塩化メタンなどのハロゲン化
アルカン；ブタン、ベンタンなどの低沸点アルカン；お
よびある温度で分解し窒素ガス等を発生するアゾビスィ
ソプチロニトリル等より成る群から選択されるもの、ま
たはそれらの組合せである。

本発明において用いられるポリイソシアナートは軟質あ
るいは硬質ウレタン発泡体の製造に通常使用されている
ものでよく、たとえば２・４−トリレンジイソシアナー
ト、２・６−トリレンジイソシアナート、４・４−ジフ
エニルメタンジイソシァナート（ＭＤＩ）および絹製の
ＭＤＩさらにはポリイソシアナートと活性水素を有する
化合物より調製した末端ィソシアナート基のブレポリマ
ーより成る群から選択されるもの、又はそれらの混合物
である。本発明ではその他助剤として一般ポリウレタン
発泡体に使用される架橋剤、シリコン系化合物、三級ア
ミン及び有機スズ化合物等の触媒、カーボンブラック、
炭酸カルシウム等の充填剤、ならびに遮音性を向上させ
るための金属粉、例えば鉄粉、鉛粉等の充填剤、さらに
は紫外線吸収剤、酸化防止剤等も使用し得る。

また本発明者らは本製品の反発弾性が従来フオームと比
較して非常に小さいことに着目し、その反発弾性値に防
振性との関係を検討した結果反発弾性値が３５％以下で
あると一般のウレタンフオームと比較して非常に防振特
性が優れていることを見いだした。これは本フオーム中
に充填剤として添加されているアスファルト等の炭化水
素化合物の粘弾性に基因するものと考えられる。

従来フオームと本発明に係るフオーム体との防振特性の
比較を示す。添付図面第１図はその測定装置を示す。こ
の装置により発泡体と鉄片との複合体を振動させ、その
振動の減衰状態を測定した。図中において、１はフオー
ム試験片、２はマイクロホン、３は前贋増幅器、４は音
圧計、５は記録計、６は鉄片、そして７は固定金具であ
る。

第２図は振動の減衰曲線を示す。曲線１は鉄板、曲線２
は鉄板にポリェーテル系軟質ウレタン発泡体（フオーム
密度０．０２タ′の）を接着したもの、曲線３は鉄板に
後記実施例１における配合番号１のウレタン発泡体（フ
オーム密度０．１０夕／地）を接着したもののそれぞれ
の振動減衰曲線を示す。第３図は吸音率測定装置におけ
る試料の測定用管の断面図であって、８は試料、そして
９は空気層である。第４図は吸音率測定のための構成を
示す線図で＊＊ある。

図中において、１０は試料、１１は周波数発振器、１２
は増幅器、１３はスピーカー、１４はマイクロホン、１
５は前鷹増幅器、１６は音圧計、１７は１／３オクター
ブフィル夕、そして１８は記録計である。第５図は本発
明によるウレタン発泡体を、通常のウレタン発泡体と比
較しての周波数に対する垂直入射法吸音率を示すグラフ
図である。

以上の説明から明らかなように本発明によれば一般のウ
レタンフォームに比較して低周波領域に於て吸音性が特
に良く、同時に防振性の良好な発泡体を−段階法で高生
産性にて製造することが出来る。

本発明のウレタン発泡体はクラッシングすることにより
気泡の通気度を調節することができる。

すなわちクラツシング速度及びクラッシングする場合の
圧縮比を変えることにより通気度を大きく変えることが
できる。次に実施例を掲げて本発明を更に具体的に説明
する。

実施例 １ 末端にヒドロキシル基を有し、水酸基含有量が０．７８
ｈｅｑ／夕、１・４結合８０％のポリブタジェソホモポ
リマー（アルコケミカル社製、商品名ｐｏｌｙＢＤＲ−
４９Ｍ）１０＄部‘こ対し、下記の配合において通気度
がそれぞれ異る発泡体を製造した。

＊ ダブコのンプロピレングリコール溶液、重量比 １
／２それぞれの発泡体の物性は下記の通りである。

以上の２種類の発泡体及び対照試料として密度０．０２
０夕／地の通常の軟質エーテル系ウレタン発泡体の吸音
特性を測定した。【ィー 試験方法 試験装置及び試験方法は定在波による垂直入射法吸音率
測定装置を用い、厚さ２５肌′机の試料を空気層５０の
／仇を以つて第３図に示すようにそれぞれ装着したとき
の管内音圧分布と周波数とを測定することにより吸音率
を算出した。

‘０ｌ 測定構成吸音率測定の測定構成を第４図に示す
。

第４図において各要素は次の通りである。

‘１１ 陰周波数発振器 Ｔ沖ｅ２０１０（Ｂ＆Ｋ社）
（２’内製３肌ＩＣアンプ【３｝ ドライノゞーユニツ
ト Ｕｎｉ−ｐｅ×Ｐ−３５（４｝ コンデンサーマイ
クロホーンＴｙｐｅ４１６５（Ｂ＆Ｋ社） 【５｝ プリアンブ Ｔ沖ｅ２６１９（８＆Ｋ社）
■ メジャリングアンプＴｙｐｅ２６０７（Ｂ＆Ｋ社） 【７） バンド／ぐスフイルタ Ｔｙｐｅ１６１４（Ｂ＆Ｋ社） ｛８１ レベルレコーダーＴｙｐｅ２３０７（Ｂ＆Ｋ社
）し一 測定結果測定結果を第５図に示す。

第５図は周波数（ＨＺ）に対する垂直入射法吸音率〔Ｑ
。

〕を示すグラフ図である。曲線１及びｍまそれぞれ上記
の表に示した配合番号の試料の成績を示す。曲線ｍは対
照試料の成績を示す。第５図において明らかであるよう
に本 ８のウレタン発泡体は通常のウレタン発泡体と比
較して低周波領域（４００ＨＺ以下、特に２００ＨＺ付
近）においてすぐれた吸音率を示した。

実施例 ２ 実施例１で使用のポリブタジェンホモポリマー８０夕、
ポリプロピレングリコール（分子量２０００）２０夕、
アスファルト（針入度８０〜１００）１３０夕、石油樹
脂（商品名、ベトロジン、軟化点１００ｑｏ、日本石油
化学製）５０夕、ＡＨ−ＩＭ申展油（出光興産製）２０
夕、水２．８夕、トリレンジィソシアナート（商品名Ｔ
−８０、日本ポリウレタン製）聡夕、３丸Ｖ２夕、オク
チル醸すず２夕より発泡体を製造した。

得られた発泡体は、密度０．１０５夕／地、通気度７０
ｃｃ／の／ｓｅｃ、反‘まつ弾性２１％で防振性及び吸
音性は良好であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は振動減衰効果を測定する装置を示す線図である
。 第２図は本発明のウレタン発泡体及び対照試料の振動減
衰曲線を示す。第３図は吸音率測定綾直における試料の
測定用管の断面図である。第４図は吸音率測定のための
構成を示す線図である。第５図は本発明のウレタン発泡
体を通常のウレタン発泡体と比較しての周波数に対する
垂直入射法吸音率を示すグラフ図である。曲線１，０及
びｍはそれぞれ本明細書実施例１における本発明のウレ
タン発泡体１及び０を示し、曲線ｍは対照としての通常
のウレタン発泡体を示す。オ′概才２図 ゲ３図 外４図 汁ぶ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリジエン系ポリオールと他の活性水素化合物、ポ
   リイソシアナート化合物、発泡剤、その他助剤及び充て
   ん剤として融点あるいは軟化点が１５０℃以下、常圧に
   おける沸点が２００℃以上で、しかも酸、塩基性がほぼ
   中性である、主に炭化水素より成る物質を混合して得ら
   れる発泡体において、その発泡体密度が０．０４〜０．
   ７ｇ／ｃｍ＾３、ＪＩＳＫ６４０１における反ぱつ弾性
   試験値が３５％以下、更に１１ｍ／ｍの厚さにおける通
   気度が２０を超えて１４０ｃｃ／ｃｍ＾２／ｓｅｃ以下
   であることを特徴とする吸音性及び防振性のすぐれたウ
   レタン発泡体。 ２ 主に炭化水素より成る物質が、アスフアルト、伸展
   油もしくはＣ＿４〜Ｃ＿９系の石油樹脂またはこれらの
   ２種もしくはそれ以上の混合物である前記第１項記載の
   ウレタン発泡体。 ３ 前記第１項のウレタン発泡体を更にクラツシングし
   たことより成る前記第１項記載のウレタン発泡体。 ４ ポリジエン系ポリオールと他の活性水素化合物、ポ
   リイソシアナート化合物、発泡剤、その他助剤及び充填
   剤として融点あるいは軟化点が１５０℃以下、常圧にお
   ける沸点が２００℃以上で、しかも酸、塩基性がほぼ中
   性であり、主に炭化水素より成る物質を混合し、発泡体
   を製造するに当り、（ａ） ポリジエン系ポリオールと
   他の活性水素化合物との重量割合が３０〜１００：０〜
   ７０であり、（ｂ） 充填剤として主に炭化水素より成
   る物質の量が活性炭化水素成分１００重量部当り５０〜
   ５００重量部であり、（ｃ） ポリジエン系ポリオール
   及び他の活性水素化合物の活性水素に対するイソシアナ
   ート基の比が０．６〜１．２５である、 上記各原料を
   混合して発泡させ、その発泡体密度を０．０４〜０．７
   ｇ／ｃｍ＾３、ＪＩＳＫ６４０１による反ぱつ弾性試験
   値を３５％以下、更に１１ｍ／ｍの厚さにおける通気度
   が２０を超えて１４０ｃｃ／ｃｍ＾２／ｓｅｃ以下とす
   ることを特徴とする吸音性及び防振性のすぐれた連続気
   泡性ウレタン発泡体の製造方法。 ５ 主に炭化水素より成る物質が、アスフアルト、伸展
   油、もしくはＣ＿４〜Ｃ＿９系の石油樹脂またはこれら
   の２種もしくはそれ以上の混合物である前記第４項記載
   の方法。 ６ 前記第４項記載の方法により得られるウレタン発泡
   体を更にクラツシング処理することを特徴とする吸音性
   及び防振性にすぐれたウレタン発泡体の製造方法。