JPWO2010007834A1 - 緩衝吸音材および吸音構造 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、上記定在波は、その波長λの4分の1の奇数倍だけ基板から離れた個所で振動の腹がくるように振動しており、該個所では音のエネルギーが最大となる。そこで、該セル構造においては、セルの高さ(厚み)を該波長λの4分の1(若しくはその奇数倍)とし、音のエネルギーが最大となる位置に吸音材を配置することにより、そのエネルギーが最大となった音波を該吸音材に透過させるように設計している。例えば自動車の主たる騒音源であるエンジンから発生する騒音は略1000Hz前後であり、この場合の波長λは0.34mになるから、セルの高さ(厚み)は0.34m/4=8.5cmとなる。セルの高さ(厚み)をこの程度に厚くすれば、該音波は、該吸音材を透過する間にそのエネルギーが減衰されるため、該吸音材による吸音効果を効率良く発揮させることが出来る。更に該吸音材が繊維シートからなる場合、音(空気の振動)のエネルギーが、繊維シートの振動により発生する繊維間の摩擦によって熱エネルギー(摩擦熱)へ変換されることにより、好適な吸音特性を発揮する。
しかし、セル構造を有する吸音材については、吸音効果を効率良く発揮させるために、前記したように厚みを音波の波長λの4分の1程度にする必要があり、例えば自動車の特に低音からなる音波を吸音対象とする厚み8.5cmのセル構造を有する吸音材であれば消音効果は高いが、オイルパン下、車室内天井などのようなスペースがない部位には設置できないという問題がある。
一方、繊維シートのみからなる吸音材のように、空気層を確保するセル構造を有さない吸音材の場合、その吸音特性のみで好適な吸音性能を発揮させるためには、吸音材の密度(あるいは目付・面重量)を増大させる必要がある(例えば特許文献6の吸音材は300〜1500g/m2、特許文献7の吸音材は1500g/m2)。すると、吸音材の質量も増大してしまうため、近年の自動車のように燃料効率を重視するべく軽量化を図る場合に問題が生じる。更に、吸音材は、その密度を過剰に高めてしまうと、繊維シートの振動が困難になり、音波を透過させることなく反射してしまうため、却って吸音性能が低下してしまう。
また例えばボンネットフードに設定する緩衝吸音材の場合には、事故により人体がボンネットフードに衝突したような場合に、その衝撃を効率よく吸収し緩和するために、完全に潰れた状態でもなお適度の弾性が維持されるような材料を選択すべきである。従来の軟質ポリウレタン発砲体を材料とするものは、完全に潰れた状態では基体の硬さがそのまま発現されてしまう。
一般に前記延伸性紙材料は、表面に凹凸が形成されている。また前記表層材は、前記多孔部材上に配置されている第1吸音層と、該第1吸音層上に積層されている第2吸音層と、該第2吸音層上に積層されている表皮材とを有し、前記第2吸音層は、前記延伸性紙材料からなることが望ましい。そして、前記第1吸音層及び前記表皮材は、通気性多孔質材料からなることが望ましく、また一般に前記多孔部材は、セル構造を形成するための多孔が設けられている熱可塑性樹脂製のパネル部材である。
前記延伸性紙材料は、米坪量が10〜50g/m2、通気抵抗が0.06〜3.0kPa・s/mであり、前記表層材は、通気抵抗が0.4〜5.0kPa・s/mの範囲に設定されていることが望ましく、また前記延伸性紙材料の表面および/または裏面に合成樹脂が塗布されることによって、上記表層材の通気抵抗が調節されていることが望ましい。更に具体的には、前記延伸性紙材料は、クレープ加工および/またはエンボス加工紙である。
更に本発明にあっては、騒音源を被覆する被覆パネル上に上記緩衝吸音材を配置した構造であって、該緩衝吸音材は、前記表層材が前記騒音源に向き、前記多孔部材側が前記被覆パネル側に向くようにして配置されている吸音構造が提供される。
本発明の緩衝吸音材1は、表層材3が騒音源側を向き、多孔部材2が、例えばエンジンカバー等のような騒音源を被覆する被覆パネル7側を向くようにして、該被覆パネル7に取り付けられる。上記吸音構造にあっては、上記被覆パネル7と吸音材である表層材3との間に上記多孔部材2によって空気層が設けられることにより、セル構造が形成される。騒音源から該緩衝吸音材1に達した音波は、該表層材3を介して入射波として上記セル構造内に入射され、一部は該被覆パネル7で反射波として反射され、また一部は該被覆パネル7を共振動させることで透過波として透過しようとする。さらに該被覆パネル7からの反射波は、入射波と合成され、定在波として該表層材3に達し、該表層材3を透過しようとする。ここで、該緩衝吸音材1においては、騒音源から到達した音波を該緩衝吸音材1に好適に入力させ、また入力された音波を該緩衝吸音材1から騒音として出力させないようにすることが重視される。
上記表層材3は、上記多孔部材2側に配置されている第1吸音層4と、該第1吸音層4上に積層されている第2吸音層5と、該第2吸音層5上に積層されている表皮材6とからなる積層シートによって構成されたものである。第1吸音層4と表皮材6は、通気性多孔質材料(但し、前記延伸性紙材料を除く)からなり、また第2吸音層5は、表面に凹凸が形成された延伸性紙材料からなり、それぞれが柔軟でかつ軽量であるから、騒音源から到達した音波を反射することなく、セル構造内に好適に入力させることが出来る。
更に上記延伸性紙材料は、表面に凹凸が形成されているから、第1吸音層4と表皮材6との間に空気層を形成する。該空気層の存在により、該表層材3は、より柔軟かつ軽量なものとなる。このため該表層材3は、通気性多孔質材料のみからなるもの(例えば繊維シート)に比べ、騒音源から到達した音波によって容易に振動することができ、はるかに優れた構造的減衰効果を発揮する。その結果、緩衝吸音材1は、騒音発生源からの音波が該表層材3を介して多孔部材2によるセル内に入射される際、該音波を減衰することができる。
さらには表層材3の内部においても、上記延伸性紙材料の表面の凹凸によってセル構造が形成されることになるため、セル構造による吸音効果を合わせて発揮することができる。
その上、上記したように延伸性紙材料は、適度に高い通気抵抗を表層材3に付与するので、上記したように該表層材3の振動の共振を低い周波数に同調させることが出来、そのためにセルの厚み、即ち緩衝吸音材1の厚みを縮小することが出来る。
また本発明の緩衝吸音材1は所望なれば適当な曲げ成形等の成形によって所定形状が付与されるが、上記表層材3の第2吸音層5である延伸性紙材料はこのような成形に追随して延伸するから、本発明の緩衝吸音材の成形性を阻害しない。
本発明の緩衝吸音材は軽量でかつ優れた緩衝吸音性を示し、かつ所定の形状に成形することが容易に出来、また厚みを縮小することが出来るから、従来設置スペースが確保出来なかった場所、例えば自動車のエンジンルーム内のオイルパン下や車室内天井等にも設置することが出来る。
本発明の緩衝吸音材の一実施例を図1に示す。
図1に示す緩衝吸音材1において、2は多孔部材である。上記多孔部材2の片面には表層材3が積層されている。上記表層材3は、表面に凹凸が形成された延伸性紙材料からなる層と、通気性多孔質材料からなる層とを積層して得られた積層シートによって構成されている。具体的に、該表層材3は、多孔部材2側に配置された通気性多孔質材料からなる第1吸音層4と、該第1吸音層4の表裏面のうち多孔部材2側と反対側になる面(表面)に貼着された延伸性紙材料からなる第2吸音層5と、該第2吸音層5の表面に貼着された通気性多孔質材料からなる表皮材6とからなる積層シートによって構成されている。
上記緩衝吸音材1は、騒音源を被覆する被覆パネル7上に取り付けられるようになっており、また緩衝吸音材1は、該多孔部材2側を被覆パネル7側に向けて、騒音源側に表層材3側を向けて被覆パネル7上に取り付けられている。該多孔部材2は、該被覆パネル7と吸音材である該表層材3の間に空気層を設けてセルを形成するためのスペーサーとなる。
上記緩衝吸音材1が取り付けられる取付対象としては、例えば乗用車、バスなどのような車両、エアコン、冷蔵庫、洗濯機などの家電製品あるいはパーソナルコンピュータ(PC)などのような電化製品、高速道路、自動車専用道路、一般道、トンネルなどの道路、新幹線、寝台列車などの鉄道等といった土木分野に関わる物品、一般家屋、集合住宅、校舎、駅舎、鉄筋ビルディングなどの建築分野に関わる物品、フェリー、ボートなどの船舶等が挙げられる。
車両を取付対象とする場合、上記緩衝吸音材1は、エンジンヘッドカバー、エンジンアンダーカバーなどのエンジンカバー部材、トランスミッションカバー、ディファレンシャルカバー、ハイブリッド車や電気自動車に搭載されるモーターカバーやインバーターカバーなどのような各種カバー部材、ルーフ、ドアトリム、フロアマットあるいはフロアパネル、シート、リアパッケージトレイなどのような各種内装部材、(フロント)フード、空力カバー、フェンダーライナーなどのような各種外装部材、フロアアンダーパネル、ドアパネル、ボンネットフード、トランクフード、ルーフパネルなどのような各種外装パネル、他にシャシーフレーム、リンフォースの外部及び内部空間、吸気ダクト、サージタンク内部、排気管マフラー内部、タイヤハウス内部、タイヤ内部、タイヤホイール等に適用、あるいは取り付けられる。そして、例えば上記各種カバー部材、各種内装部材、各種外装部材であれば樹脂製パネル、各種外装パネル、シャシーフレーム等であれば金属製パネルが被覆パネル7とされる。また車両においては、エンジンノイズ、ロードノイズ、エキゾーストノイズ等が騒音とされる。
電化製品を取付対象とする場合、上記緩衝吸音材1は、コンプレッサー、モーター、冷却ファン、吸気ファン、排気ファンなどの各種ファン等が騒音源とされ、該家電製品の外板パネル等が被覆パネル7とされる。
土木分野に関わる物品、あるいは建築分野に関わる物品を取付対象とする場合、上記緩衝吸音材1は、道路等の防音壁、トンネル壁面、空調機や発電機のケース、高架の下面、部屋のパーティション、壁、天井、ビルのフロア壁面、地下街やホールや球技場の壁あるいは屋根、鉄道車両、線路壁面、航空機、船舶、重機、農業機械、工作機械等に適用、あるいは取り付けられる。そして、例えば防音壁、路面埋設材、壁材、建材、ケースパネル等が被覆パネル7とされる。またこのような物品においては、自動車の走行音、振動音、駆動用モータ音、エンジン音、駆動音、振動音、反響音、擦過音等が騒音とされる。
本発明の多孔部材2は熱可塑性樹脂を材料とするものである。
本発明の多孔部材2に使用される熱可塑性樹脂としては、次に示す熱可塑性プラスチックが使用される。すなわち、ポリスチレン(PS)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、アクリロニトリル−エチレン−スチレン共重合体(AES)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、エチレン−プロピレン共重合体(EPR)、ポリ塩化ビニル(PVC)、塩化ビニリデン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等である。また上記ポリプロピレンには、PEおよび/またはEPRによって変性したポリプロピレン(変性PP)を用いてもよい。また上記熱可塑性プラスチックの二種以上を含むポリマーアロイまたはポリマーブレンドを使用してもよい。
あるいは熱可塑性樹脂として、トウモロコシやサトウキビ等の澱粉から得られるポリ乳酸を原料とした生分解性樹脂を使用してもよい。
上記変性PPにおいて、PEとしては密度が0.941以上の高密度PE、密度が0.926〜0.940の中密度PE、密度が0.910〜0.925の低密度PE、密度が0.909以下の超低密度PEの何れも使用可能であるが、PPとの混和性が良くかつ伸びの改良効果が大きい低密度PEの使用が好ましい。
上記EPRとしてはエチレンとプロピレンのゴム状共重合体(以下EPMと略す)、エチレン、プロピレン、更にジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、1,4−ヘキサジエン等のジエン成分を共重合したエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(以下EPDMと略す)の何れもが使用される。
上記変性PPには、必要に応じ、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリレート系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、プロピオン酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂の一種または二種以上が混合されてもよい。
上記変性PPは通常シート状にされるが、該変性PPシートの片面または両面には更にPE、無変性PP、EPR、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリレート系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、スチレン系樹脂、プロピオン酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂の被膜または該熱可塑性樹脂の発泡体の被膜を形成してもよい。層間密着性、耐熱性の観点から無変性PPは望ましい被膜である。上記被膜は変性PPに特に無機充填材を添加混合した場合、芯材の表面の平滑性が確保されかつ耐薬品性も向上する。
該相溶化剤はポリマーアロイの各成分に親和性を有する化合物からなるので、各成分を仲介してポリマーアロイ中の各成分の混和状態を均一にする。従って各成分の特性が有効に発現し、耐熱性、成形性共に極めて良好な材料となり、真空成形等によって複雑形状の芯材が容易に製造されるようになる。
例えば、PPE、変性PPE、PPS等の芳香族系エンジニアリングプラスチックと、ポリプロピレン等のポリオレフィンからなるポリマーアロイ(ゴム状物質を含むポリマーアロイも含む)の相溶化剤としては、例えば、PPEとポリプロピレンとを化学結合で結合させたブロックまたはグラフト共重合体、ポリプロピレンとポリスチレンとのブロックまたはグラフト共重合体、PPEとエチレン−ブテン共重合体とのブロックまたはグラフト共重合体、アルケニル芳香族化合物(例えばスチレン)と共役ジエン(例えばブタジエン、イソプレン)とのジブロック共重合体またはトリブロック共重合体を水素添加したポリマー等が使用される。
また上記芳香族系エンジニアリングプラスチックとポリアミド系樹脂からなるポリマーアロイ(ゴム状物質を含むポリマーアロイも含む)の相溶化剤としては、例えば、(a)(i)エチレン性炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合及び;(ii)カルボン酸、酸無水物、酸アミド、イミド、カルボン酸エステル、アミン又はヒドロキシル基;の両者を含む化合物;(b)液状ジエン重合体;(c)エポキシ化合物;(d)ポリカルボン酸又はそれらの誘導体;(e)酸化ポリオレフィンワックス;(f)アシル官能基含有化合物;(g)クロルエポキシトリアジン化合物;及び(h)マレイン酸又はフマル酸のトリアルキルアミン塩が例示される。
上記相溶化剤(a)〜(h)の詳細は特開平9−12497号公報に示されており、更に各相溶化剤(a)〜(h)は米国特許第4,315,086号明細書((a)、(b)および(c)に関する文献)、米国特許第4,873,286号明細書((d)に関する文献)、米国特許4,659,760号明細書((e)に関する文献)、米国特許第4,642,358号明細書および米国特許第4,600,741号明細書((f)に関する文献)、米国特許第4,895,945号明細書、米国特許第5,096,979号明細書、米国特許第5,089,566号明細書および5,041,504号明細書((g)に関する文献)、米国特許第4,755,566号明細書((h)に関する文献)で開示される。
上記相溶化剤は、ポリマーアロイに対して通常、0.1〜60質量%添加される。
通常上記熱可塑性樹脂シート2Bの厚みは0.1〜0.8mmであることが好ましい。
ここで、波長λ(m)は、周波数f(Hz)に対し、音速をc(m/s)として、λ=c/fの関係を有している。従って厚みTは、T=(λ/4)×M=(c/4f)×M(M:正の奇数)である。
例えば、吸音対象となる音波が、自動車のエンジン等の騒音源から発生する騒音である場合には、該音波の周波数は1000〜5000Hzであり、多孔部材2のみで音波を吸音しようとすれば、それぞれ厚みTが異なる多孔部材2が複数個必要であり、Mをその最小値である1とし、c=340m/sとすれば、厚みTが最小のもので17mm、最大のものでは85mmとなる。
具体的には、緩衝吸音材1の取付対象が、例えば自動車などの車両の場合、上記多孔部材2の厚みTは2mm〜15mmの範囲に設定されることが好ましく、2mm〜10mmの範囲に設定されることがより好ましい。
緩衝吸音材1の取付対象が、例えば家電製品、PCなどの電化製品の場合、上記多孔部材2の厚みTは1mm〜20mmの範囲に設定されることが好ましく、1mm〜15mmの範囲に設定されることがより好ましい。
緩衝吸音材1の取付対象が、例えば建築分野に関わる物品の場合、上記多孔部材2の厚みTは2mm〜60mmの範囲に設定されることが好ましく、2mm〜55mmの範囲に設定されることがより好ましい。
緩衝吸音材1の取付対象が、例えば鉄道車輌、船舶などの場合、上記多孔部材2の厚みTは5mm〜70mmの範囲に設定されることが好ましく、5mm〜60mmの範囲に設定されることがより好ましい。
緩衝吸音材1の取付対象が、例えば高速道路などの土木分野に関わる物品の場合、上記多孔部材2の厚みTは10mm〜100mmの範囲に設定されることが好ましく、15mm〜90mmの範囲に設定されることがより好ましい。
本発明の第2吸音層5に使用される延伸性紙材料としては、延伸性のあるフラット形状の抄紙、表面に縮緬状の皺(皺状凹凸)を形成したクレープ加工紙、表面に多数の突起を形成したエンボス加工紙、表面に縮緬状の皺と多数の突起を形成したエンボスクレープ紙、キッチンペーパー等が例示される。
上記クレープ加工紙は、原紙にクレープ加工を施したものであり、上記クレープ加工には、湿紙の状態で行なうプレスロールやドクターブレード等を用いて縦方向(抄造方向)に圧縮して皺付けを行なうウェットクレープと、シートをヤンキードライヤーやカレンダーで乾燥した後、ドクターブレード等を用いて縦方向に圧縮して皺付けを行なうドライクレープとがある。例えばクレープ加工された延伸性紙材料は、クレープ率が10〜50%であることが望ましい。
ここでクレープ率は、下記の式によって求められる。
クレープ率(%)=(A/B)×100(Aは紙製造工程における抄紙速度、Bは紙の巻
き取り速度)
換言すれば、該クレープ率はペーパーウェブがクレーピングで縦方向(抄造方向)に圧縮される割合である(参考:特開2002−327399、特表平10−510886)。
クレープ率が10%に満たないとクレープ加工紙(延伸性紙材料)は音圧による振動がしにくくなり、減衰効果や吸音性能が悪くなり、かつ延伸性が不充分となって成形時に皺が入り易くなる。一方、該クレープ率が50%を越えると、やはり成形時に皺が入り易くなる。
上記エンボス加工紙について、突起高さが過剰に低いと吸音性能が悪くなる現象については、上記凹凸によって表層材3の内部に構成されるセルの高さ(深さ)が短くなることにより、吸音対象が騒音として捉えられやすい長い波長の低音域から、より短い波長の中高音域にシフトする理由が考えられる。また突起数が過剰に少ないと吸音性能が悪くなる現象については、十分な吸音性能を発揮し得るだけのセル構造が表層材3の内部に構成されないという理由が考えられ、一方で突起数が過剰に多いと吸音性能が悪くなる現象については、セル内における反射波の乱反射により、かえって共振域が吸音対象とずれてしまう理由が考えられる。
なお、図4において、エンボス加工紙である延伸性紙材料からなる第2吸音層5に形成されている突起高さは、図4に示す「h」に相当する。
また、上記エンボス加工工程において、原紙にクレープ加工紙を用いれば、エンボスクレープ加工紙が得られる。
上記延伸性紙材料の米坪量は10〜50g/m2が望ましい。該米坪量が10g/m2に満たない場合には成形性が劣化して成形時に皺が生じ易くなり、また減衰効果や吸音性能も悪くなる。一方、米坪量が50g/m2を越えると質量が増大しかつ成形性が低下する。
上記延伸性紙材料の通気抵抗は、少なくとも0.060kPa・s/m以上であることが望ましい。
R=ΔP/V
ここで、ΔP(=P1−P2):圧力差(Pa)、V:単位面積当りの通気量(m3/m2・s)である。なお通気抵抗R(Pa・s/m)は通気度C(m/Pa・s)とC=1/Rの関係にある。
通気抵抗は、例えば、通気性試験機(製品名:KES−F8−AP1、カトーテック株式会社製、定常流差圧測定方式)によって測定することが出来る。
上記延伸性紙材料に塗布または含浸される合成樹脂としては、熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂のいずれも使用される。
上記熱可塑性樹脂は、2種以上混合使用されてもよく、また延伸性紙材料の熱可塑性を阻害しない程度で若干量の熱硬化性樹脂の1種または2種以上を混合使用してもよい。
該熱可塑性樹脂は取扱いが容易な点から、水溶液、水性エマルジョン、水性ディスパージョンの形のものを使用することが好ましいが、有機溶剤溶液の形のものを使用してもよい。
上記合成樹脂、特に熱硬化性樹脂の添加は、上記延伸性紙材料の成形形状保持性と剛性とを共に向上せしめる。
また、特に本発明で使用される樹脂として望ましいのは、フェノール系樹脂である。該フェノール系樹脂は、フェノール系化合物とホルムアルデヒドおよび/またはホルムアルデヒド供与体とを縮合させることによって得られる。
上記フェノール系樹脂に使用されるフェノール系化合物としては、一価フェノールであってもよいし、多価フェノールであってもよいし、一価フェノールと多価フェノールとの混合物であってもよいが、一価フェノールのみを使用した場合、硬化時および硬化後にホルムアルデヒドが放出され易いため、好ましくは多価フェノールまたは一価フェノールと多価フェノールとの混合物を使用する。
上記一価フェノールとしては、フェノールや、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、エチルフェノール、イソプロピルフェノール、キシレノール、3,5−キシレノール、ブチルフェノール、t−ブチルフェノール、ノニルフェノール等のアルキルフェノール、o−フルオロフェノール、m−フルオロフェノール、p−フルオロフェノール、o−クロロフェノール、m−クロロフェノール、p−クロロフェノール、o−ブロモフェノール、m−ブロモフェノール、p−ブロモフェノール、o−ヨードフェノール、m−ヨードフェノール、p−ヨードフェノール、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、o−ニトロフェノール、m−ニトロフェノール、p−ニトロフェノール、2,4−ジニトロフェノール、2,4,6−トリニトロフェノール等の一価フェノール置換体、ナフトール等の多環式一価フェノールなどが挙げられ、これら一価フェノールは単独でまたは二種以上混合して使用することが出来る。
上記多価フェノールとしては、レゾルシン、アルキルレゾルシン、ピロガロール、カテコール、アルキルカテコール、ハイドロキノン、アルキルハイドロキノン、フロログルシン、ビスフェノール、ジヒドロキシナフタリン等が挙げられ、これら多価フェノールは単独でまたは二種以上混合して使用することができる。多価フェノールのうち好ましいものは、レゾルシンまたはアルキルレゾルシンであり、特に好ましいものはレゾルシンよりもアルデヒドとの反応速度が速いアルキルレゾルシンである。
エストニア産オイルシェールの乾留によって得られる多価フェノール混合物は安価であり、かつ5−メチルレゾルシンのほか反応性の高い各種アルキルレゾルシンを多量に含むので、本発明において特に好ましい多価フェノール原料である。
なお上記多価フェノールのうち、レゾルシンおよびアルキルレゾルシン等のレゾルシノール系化合物の一種または二種以上の混合物(エストニア産オイルシェールの乾留によって得られる多価フェノール混合物を含む)と、アルデヒドおよび/またはアルデヒド供与体からなるレゾルシノール系樹脂は、本発明のフェノール系樹脂として使用されることが望ましい。
本発明では上記フェノール系化合物とホルムアルデヒドおよび/またはホルムアルデヒド供与体が縮合せしめられるが、上記ホルムアルデヒド供与体とは分解するとホルムアルデヒドを生成供与する化合物またはそれらの二種以上の混合物を意味する。このようなアルデヒド供与体としては例えばパラホルムアルデヒド、トリオキサン、ヘキサメチレンテトラミン、テトラオキシメチレン等が例示される。本発明ではホルムアルデヒドとホルムアルデヒド供与体とを合わせて、以下ホルムアルデヒド類と云う。
上記フェノール系樹脂には二つの型があり、上記フェノール系化合物に対してホルムアルデヒド類を過剰にしてアルカリ触媒で反応することによって得られるレゾールと、ホルムアルデヒド類に対してフェノールを過剰にして酸触媒で反応することによって得られるノボラックとがあり、レゾールはフェノールとホルムアルデヒドが付加した種々のフェノールアルコールの混合物からなり、通常水溶液で提供され、ノボラックはフェノールアルコールに更にフェノールが縮合したジヒドロキシジフェニルメタン系の種々な誘導体からなり、通常粉末で提供される。
本発明に使用されるフェノール系樹脂にあっては、まず上記フェノール系化合物とホルムアルデヒド類とを縮合させて初期縮合物とし、該初期縮合物を繊維シートに付着させた後、硬化触媒および/または加熱によって樹脂化する。
上記縮合物を製造するには、一価フェノールとホルムアルデヒド類とを縮合させて一価フェノール単独初期縮合物としてもよいし、また一価フェノールと多価フェノールとの混合物とホルムアルデヒド類とを縮合させて一価フェノール−多価フェノール初期共縮合物としてもよい。上記初期縮合物を製造するには、一価フェノールと多価フェノールのどちらか一方または両方をあらかじめ初期縮合物としておいてもよい。
上記フェノール−アルキルレゾルシン共縮合物の望ましい製造方法は、まずフェノールとホルムアルデヒド類とを反応させてフェノール系樹脂初期縮合物を製造し、次いで該フェノール系樹脂初期縮合物にアルキルレゾルシンを添加し、所望なればホルムアルデヒド類を添加して反応せしめる方法である。
更に本発明では、上記フェノール系樹脂として、所望なれば、尿素、チオ尿素、メラミン、チオメラミン、ジシアンジアミン、グアニジン、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、2,6ジアミノ−1,3−ジアミンのアミノ系樹脂単量体および/または該アミノ系樹脂単量体からなる初期縮合体を添加してフェノール系化合物および/または初期縮合物と共縮合せしめてもよい。
上記アルキロール化トリアゾン誘導体は尿素系化合物と、アミン類と、ホルムアルデヒド類との反応によって得られる。アルキロール化トリアゾン誘導体の製造に使用される上記尿素系化合物として、尿素、チオ尿素、メチル尿素等のアルキル尿素、メチルチオ尿素等のアルキルチオ尿素、フェニル尿素、ナフチル尿素、ハロゲン化フェニル尿素、ニトロ化アルキル尿素等の単独または二種以上の混合物が例示される。特に望ましい尿素系化合物は尿素またはチオ尿素である。またアミン類としてメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン等の脂肪族アミン、ベンジルアミン、フルフリルアミン、エタノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミン類のほか更にアンモニアが例示され、これらは単独でまたは二種以上の混合物として使用される。上記アルキロール化トリアゾン誘導体の製造に使用されるホルムアルデヒド類はフェノール系樹脂の初期縮合物の製造に使用されるホルムアルデヒド類と同様なものである。
水溶性フェノール系樹脂の安定性を改良するために、上記フェノール系樹脂をスルホメチル化および/またはスルフィメチル化することが望ましい。
水溶性フェノール系樹脂の安定性を改良するために使用できるスルホメチル化剤としては、例えば、亜硫酸、重亜硫酸またはメタ重亜硫酸と、アルカリ金属またはトリメチルアミンやベンジルトリメチルアンモニウム等の第四級アミンもしくは第四級アンモニウムとを反応させて得られる水溶性亜硫酸塩や、これらの水溶性亜硫酸塩とアルデヒドとの反応によって得られるアルデヒド付加物が例示される。
該アルデヒド付加物とは、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、クロラール、フルフラール、グリオキザール、n−ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、フェニルアセトアルデヒド、o−トルアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒドと、上記水溶性亜硫酸塩とが付加反応したものであり、例えばホルムアルデヒドと亜硫酸塩からなるアルデヒド付加物は、ヒドロキシメタンスルホン酸塩である。
水溶性フェノール系樹脂の安定性を改良するために使用できるスルフィメチル化剤としては、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシラート(ロンガリット)、ベンズアルデヒドナトリウムスルホキシラート等の脂肪族、芳香族アルデヒドのアルカリ金属スルホキシラート類、ナトリウムハイドロサルファイト、マグネシウムハイドロサルファイト等のアルカリ金属、アルカリ土類金属のハイドロサルファイト(亜ジチオン酸塩)類、ヒドロキシメタンスルフィン酸塩等のヒドロキシアルカンスルフィン酸塩等が例示される。
上記フェノール系樹脂初期縮合物をスルホメチル化および/またはスルフィメチル化する場合、該初期縮合物に任意の段階でスルホメチル化剤および/またはスルフィメチル化剤を添加して、フェノール系化合物および/または初期縮合物をスルホメチル化および/またはスルフィメチル化する。
スルホメチル化剤および/またはスルフィメチル化剤の添加は、縮合反応前、反応中、反応後のいずれの段階で行ってもよい。
初期縮合物をスルホメチル化および/またはスルフィメチル化するために添加されるスルホメチル化剤および/またはスルフィメチル化剤は、該初期縮合物のメチロール基および/または該初期縮合物の芳香環と反応して、該初期縮合物にスルホメチル基および/またはスルフィメチル基が導入される。
このようにしてスルホメチル化および/またはスルフィメチル化したフェノール系樹脂の初期縮合物の水溶液は、酸性(pH1.0)〜アルカリ性の広い範囲で安定であり、酸性、中性およびアルカリ性のいずれの領域でも硬化することが出来る。特に、酸性側で硬化させると、残存メチロール基が減少し、硬化物が分解してホルムアルデヒドを発生するおそれがなくなる。
上記延伸性紙材料からなる第2吸音層5には補強と吸音効果付与の目的で、通気性多孔質材料からなる第1吸音層4が裏打ちされる。
上記通気性多孔質材料としては不織布、繊維編織物等の繊維シート、ポリウレタン発泡体、ポリエチレン発泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリスチレン発泡体、ポリ塩化ビニル発泡体、エポキシ樹脂発泡体、メラミン樹脂発泡体、尿素樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体等の樹脂発泡体のうち通気性を有する樹脂発泡体、上記プラスチックのビーズの焼結体等が使用される。
上記通気性多孔質材料にフェノール系樹脂等の熱硬化性樹脂の初期縮合物が塗布または含浸された場合には、該通気性多孔質材料をプレキュアーして該通気性多孔質材料に含まれている初期縮合物をB状態とすると、該通気性多孔質材料は長期間安定に成形性を維持することが出来る。
上記合成樹脂、特に熱硬化性樹脂の添加は、該通気性多孔質材料の成形形状保持性と剛性とを共に向上せしめる。
本発明において使用される表皮材6としては、上記第1吸音層4で使用した通気性多孔質材料と同様の通気性多孔質材料が使用可能であるが、一般的には上記通気性多孔質材料において使用されている繊維と同様な繊維を使用したニードルパンチ不織布、スパンボンド、ケミカルボンド、サーマルボンド、ステッチボンド等の不織布や編織物が使用され、米坪量は通常15〜150g/m2、好ましくは20〜100g/m2である。
上記表皮材6は、上記延伸性紙材料や上記通気性多孔質材料に塗布または含浸される合成樹脂と同様な合成樹脂が塗布または含浸されてもよい。また所望なれば撥水加工や難燃加工されてもよい。
上記延伸性紙材料からなる第2吸音層5と上記通気性多孔質材料からなる第1吸音層4、あるいは上記表皮材6と上記第2吸音層5とを積層接着するには、通常の溶液型や水性のエマルジョン型の接着剤、粉末状、くもの巣状、溶液型、あるいは水性エマルジョン型のホットメルト接着剤等が使用される。粉末状、くもの巣状のホットメルト接着剤の場合には接着層も通気性になるので得られる積層物の通気性を阻害しない。溶液型あるいは水性エマルジョン型の接着剤の場合にはスプレー塗布あるいはシルク印刷塗装、オフセット印刷塗装等によって点状に接着剤を塗布して、得られる積層物の通気性を確保し得る。
表層材3の通気抵抗は、0.4〜5kPa・s/mに設定する。通気抵抗が0.4kPa・s/m未満の場合、該表層材3を介して多孔部材2によるセル内に入射される音波を十分に減衰することができない。通気抵抗が5kPa・s/mを超えると、該表層材3で音波が反射されて却って騒音が増してしまったり、該表層材3の振動の共振を低い周波数に同調させることが出来ず、セルの厚みを縮小することが出来なかったりする等の不具合が生じる。
表層材3は、その通気抵抗が0.4〜5kPa・s/mとなるように製造される。例えば、第1吸音層4、表皮材6及び第2吸音層5を積層した状態で通気抵抗が0.4kPa・s/m未満となるような場合には、第2吸音層5となる延伸性紙材料の表裏両面に合成樹脂を塗布したり等して通気抵抗を0.4kPa・s/m以上とする。また通気抵抗を高める方法として延伸性紙材料の表裏両面に合成樹脂を塗布する以外に、くもの巣状のホットメルト接着剤を目の細かいものとしたり、第1吸音層4あるいは表皮材6の密度を上げたり等の方法がある。第1吸音層4、表皮材6及び第2吸音層5を積層した状態で通気抵抗が5kPa・s/mを超える場合は、延伸性紙材料に対する合成樹脂の塗布量を変更したり、第1吸音層4あるいは表皮材6の密度を下げたり等のような種々の方法で通気抵抗を5kPa・s/m以下とする。
従って、表層材3の製造においては、必ずしも第1吸音層4、表皮材6及び第2吸音層5の各通気抵抗をそれぞれ厳密に管理する必要はなく、第1吸音層4、表皮材6及び第2吸音層5を積層接着して表層材とした状態で通気抵抗が0.4〜5kPa・s/mとなっていればよい。
本実施例の緩衝吸音材1を製造するには、上記のようにして製造した表層材3を上記多孔部材2の表面に、例えばビス、ボルト−ナット等の締結具8によって取付ける。この場合は前記した多孔部材2の締結具取付け孔2Eが設けられている取付け座2Dを利用する。
本発明の緩衝吸音材は、上記したように多孔部材側を被覆パネル7に向けて、表層材側を騒音源側に向けて該被覆パネル7上に取付けられる。
該被覆パネル7としては、通常PS,AS,ABS,AES,PP,変性PP,PVC,PC,PMMA,PSF,PES,PPO,PPS,PAR,PEEK,PAI,PI,PEI,メラミン樹脂、フェノール樹脂等の硬質プラスチックの板や成形物、あるいは上記硬質プラスチックの発泡体の板、あるいは木板、合板、ハードボード、パーティクルボード、MDF(中密度繊維板)等の木質板、あるいはアルミニウム、鉄、鋼、チタン等の金属、ジュラルミン、ステンレススチール等の合金等のような金属板、あるいは他に本発明で使用される多孔質材料の成形物等が使用される。
上記被覆パネル7に上記緩衝吸音材1を取付けるには、図1に示すように上記多孔部材2の周縁から上記表層材3を臨出させ、該臨出部分を締結具8によって基板に止着する。
図8に示すハニカム状の多孔部材23を製造するには、例えば上記熱可塑性樹脂の射出成形が適用される。
図9に示す格子状の枠組みをした多孔部材24を製造するには、図10に示すように例えば上記熱可塑性樹脂の短冊状の板24Aの一方の縁から切込み24Bを設け上記板24Aの相互を組合わせ、一方の板24Aの切込み24Bを上向きにし、他方の板24Aの切込み24Bを下向きにして双方の切込み24B、24B相互を嵌め合わせることによって格子状に組み立てる。
A:多孔部材の製造
ポリプロピレンが70質量%、低密度ポリエチレンが10質量%、タルクが20質量%の混合物からなる熱可塑性樹脂から押出成形した厚さ0.3mmのシートを用い、真空成形によって図2に示す平面正方形の多孔部材2を得た。
該多孔部材2は、厚さT:10mm、一辺の長さL:45mm、単位面積当たりの重さ:133g/m2であった。
B:第1吸音層の製造
ポリエステル繊維が70質量%、および芯鞘構成の低融点ポリエステル繊維(融点:150℃)が30質量%からなる米坪量が500g/m2の繊維ウェブを熱ロールにて加熱−冷却し、通気性多孔質材料からなる第1吸音層を得た。
該第1吸音層は、厚さ:5mm、密度:100kg/m3、通気抵抗:0.45kPa・s/mであった。
C:第2吸音層および表皮材の製造
ポリエステル繊維からなるニードルパンチング法による米坪量が70g/m2の繊維シートに、スルホメチル化フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物(固形分:45%水溶液)が40質量部、フッ素系撥水・撥油剤(固形分:20%水溶液)が2質量部、カーボンブラック(固形分:20%水分散液)が1質量部、水が57質量部からなる混合液を固形分として10g/m2の塗布量になるように含浸させ、150℃で2分間乾燥させることにより、該縮合物をプレキュアさせた表皮材を得た。
上記表皮材の裏面に、クモノ巣状のホットメルト接着剤(融点:135℃、目付量:10g/m2)を重ね、さらにそのホットメルト接着剤上に針葉樹パルプが70質量%、広葉樹パルプが30質量%の混合比率としたクレープ加工紙(米坪量:20g/m2、クレープ率:30%、通気抵抗:0.16kPa・s/m)からなる延伸性紙材料を接着させた後、アクリル酸エステルエマルジョンを該延伸性紙材料の上に固形分として20g/m2の塗布量でロールコーターを用いて塗布し、120℃で吸引しながら2分間乾燥させることにより、上記表皮材が積層された第2吸音層を得た。
D:表層材の製造
上記Bで得られた第1吸音層と、上記Cで得られた第2吸音層および表皮材とを、それらの間に上記Cで用いたクモノ巣状のホットメルト接着剤(融点:135℃、目付量:10g/m2)を介在させて積層し、その積層されたものを熱ロールを用いて圧着することにより、表層材を得た。
該表層材は、厚さ:6mm、通気抵抗:0.98kPa・s/mであった。
E:緩衝吸音材の製造
上記Dで得られた表層材3と、上記Aで得られた多孔部材2とを用い、図1に示す形状の緩衝吸音材1を作製した。
該緩衝吸音材は、ポリプロピレンを射出成形することによって得られた厚さ:1mm、重量:1690kg/m2の基板(7)に取り付けて止着した。
C:表皮材の製造
実施例1において、上記Cで用いた延伸性紙材料とアクリル酸エステルエマルジョンを除去して表皮材のみとした。
上記Cの表皮材を実施例1のBで用いた第1吸音層に接着して表層材とした他は、実施例1と同様にして緩衝吸音材を作製した。
なお、得られた表層材は、厚さ:6mm、通気抵抗:0.49kPa・s/mであった。また該表皮材と該第1吸音層との接着には、実施例1のCで用いたクモノ巣状ホットメルト接着剤を用いた。
B:第1吸音層の製造
実施例1において、上記Bの米坪量を1200g/m2とした他は同様にして第1吸音層を得た。
該第1吸音層は、厚さ:5mm、密度:240kg/m3、通気抵抗:0.92kPa・s/mであった。
上記Bの第1吸音層に比較例1のCで用いた表皮材を接着して表層材とした他は、実施例1と同様にして緩衝吸音材を作製した。
なお、得られた表層材は、厚さ:6mm、通気抵抗:0.99kPa・s/mであった。また該表皮材と該第1吸音層との接着には、上記Cで用いたクモノ巣状ホットメルト接着剤を用いた。
B:第1吸音層の製造
比較例2において、上記Bの米坪量を800g/m2とした他は同様にして第1吸音層を得た。
該第1吸音層は、厚さ:10mm、密度:80kg/m3、通気抵抗:0.37kPa・s/mであった。
上記Bの第1吸音層を変更した他は、比較例2と同様にして緩衝吸音材を作製した。
なお、得られた表層材は、厚さ:11mm、通気抵抗:0.41kPa・s/mであった。
実施例1において、上記Bで用いた第1吸音層を除去し、上記Cで用いた表皮材および第2吸音層を表層材とした他は同様にして緩衝吸音材を作製した。
なお、得られた表層材は、厚さ:1mm、通気抵抗:0.37kPa・s/mであった。
F:吸音材の製造
ポリエステル繊維が70質量%、および芯鞘構成の低融点ポリエステル繊維(融点:150℃)が30質量%からなる米坪量が1500g/m2の繊維ウェブを熱ロールにて加熱−冷却し、通気性多孔質材料からなる吸音材を得た。
該吸音材は、厚さ:10mm、密度:150kg/m3、通気抵抗:1.01kPa・s/mであった。
そして、上記吸音材を実施例1で用いた基板(7)に取り付けて止着し、緩衝吸音材とした。
実施例1、比較例1〜5の各緩衝吸音材について、それぞれの重量と通気抵抗を測定した。その結果を表1に示す。
なお、緩衝吸音材の全重量については、表層材および多孔部材の他、使用された接着剤や樹脂等の全ての重量をDry換算でg/m2として測定した。ただし、比較例5は通気性多孔質材料のみとした。
通気抵抗については、多孔部材を除き、表層材の部分の通気抵抗を測定した。
なお、測定は、JIS A 1409の残響室法吸音率の測定方法に準じて行った。
第2吸音層(クレープ加工紙)を省略した従来品に相当する比較例1は実施例1に比べて、表層材の通気抵抗が小さく、吸音性能が劣っていることが確認された。
比較例1に比べて第1吸音層の米坪量を増した比較例2は、比較例1と比べれば吸音性能は向上したものの実施例1に比べると劣り、また重量が約2倍に増していることが確認された。
比較例1に比べて第1吸音層の厚さを増した比較例3は、比較例1と比べれば吸音性能は向上したものの、実施例1に比べると劣り、また厚さも増していることが確認された。
第1吸音層を省略した比較例4は、実施例1に比べると吸音性能が極端に悪いことが確認された。
通気性多孔質材料のみとした比較例5は、吸音性能を向上させるために米坪量を増加させる必要があることが確認された。
A:多孔部材の製造
ポリプロピレンが70質量%、低密度ポリエチレンが10質量%、タルクが20質量%の混合物からなる熱可塑性樹脂から押出成形した厚さ0.3mmのシートを用い、真空成形によって図6に示す形状の多孔部材21を得た。
該多孔部材21は、厚さT:5mm、一辺の長さL:20mmであった。
B:第1吸音層の製造
ケナフ繊維が60質量%、ポリプロピレン繊維が30質量%、ポリエステル繊維が10質量%からなる米坪量が500g/m2の繊維ウェブを熱ロールにて加熱−冷却し、通気性多孔質材料からなる第1吸音層を得た。
該第1吸音層は、厚さ:3mm、密度:167kg/m3、通気抵抗:0.32kPa・s/mであった。
C:第2吸音層および表皮材の製造
ポリエステル繊維からなるニードルパンチング法による米坪量が80g/m2の繊維シートを表皮材とした。
該表皮材の裏面に、共重合ポリアミドからなるホットメルト接着剤(融点:125℃、粒度:200μm)をスキャッタリング方式にて5g/m2の塗布量となるように塗布した。
さらに該ホットメルト接着剤上に、針葉樹パルプが70質量%、広葉樹パルプが30質量%の混合比率としたクレープ加工紙(米坪量:20g/m2、クレープ率:40%、通気抵抗:0.63kPa・s/m)からなる延伸性紙材料を重合し、130℃の熱ロールにて加熱−冷却することにより、該表皮材と延伸性紙材料を接着して、表皮材が積層された第2吸音層を得た。
D:表層材の製造
上記Bで得られた第1吸音層と、上記Cで得られた第2吸音層および表皮材とを、それらの間にクモノ巣状のホットメルト接着剤(融点:125℃、目付量:5g/m2)を介在させて積層し、その積層されたものを熱ロールを用いて圧着することにより、表層材を得た。
該表層材は、厚さ:3mm、通気抵抗:1.12kPa・s/mであった。
E:緩衝吸音材の製造
上記Dで得られた表層材を上記Aで得られた多孔部材21に締結具により取り付けて緩衝吸音材を作製した。
上記のようにして得られた緩衝吸音材は、自動車のドアトリム、フロア内外面、トランクルームトリム、フェンダーライナー等に適用可能な緩衝吸音材として有用である。
A:多孔部材の製造
変性ポリフェニレンエーテルが50質量%、66ナイロンが45質量%、スチレン−水素添加ポリオレフィン−スチレンブロック共重合体が5質量%のポリマーアロイ混合物からなる熱可塑性樹脂から押出成形した厚さ0.6mmのシートを用い、真空/圧空成形によって図1に示す形状の多孔部材2を得た。
該多孔部材2は、厚さT:80mm、一辺の長さL:50mmであった。
B:第1吸音層の製造
再生炭素繊維が10質量%、ガラス繊維が60質量%、芯鞘構成低融点ポリエステル繊維(融点:150℃)が30質量%からなる米坪量が800g/m2の繊維ウェブを加熱−冷却し、通気性多孔質材料からなる第1吸音層を得た。
該第1吸音層は、厚さ:30mm、密度:26.6kg/m3、通気抵抗:0.22kPa・s/mであった。
C:第2吸音層および表皮材の製造
ポリエステル繊維からなるスパンボンド法による米坪量が50g/m2の繊維シートを表皮材とした。
該表皮材の裏面に、共重合ポリアミドからなるホットメルト接着剤(融点:135℃、粒度:200μm)をスキャタリング方式にて5g/m2の塗布量となるように塗布した。
さらに該ホットメルト接着剤上に、針葉樹パルプが70質量%、広葉樹パルプが30質量%の混合比率としたエンボス加工紙(米坪量:20g/m2、突起高さ:0.2mm、突起数:64個/cm2、通気抵抗:0.47kPa・s/m)からなる延伸性紙材料を重合し、140℃の熱ロールにて加熱−冷却することにより、該表皮材と延伸性紙材料を接着した。
そして、スルフィメチル化フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物(固形分:45%水溶液)が40質量部、フッ素系撥水・撥油剤(固形分:20%水溶液)が2質量部、カーボンブラック(固形分:20%水分散液)が1質量部、水が57質量部からなる混合液を固形分として20g/m2の塗布量となるように含浸させ、150℃で2分間乾燥し、該縮合部をプレキュアさせることにより、第2吸音層および表皮材を得た。
D:表層材の製造
上記Bで得られた第1吸音層と、上記Cで得られた第2吸音層および表皮材とを重合し、180℃で熱圧プレス成形させることにより、表層材を得た。
該表層材は、厚さ:30mm、通気抵抗:0.78kPa・s/mであった。
E:緩衝吸音材の製造
上記Dで得られた表層材3と上記Aで得られた多孔部材2とを用い、これらをアルミニウム製の基板に取り付けて図1に示す形状の緩衝吸音材1を得た。
上記のようにして得られた緩衝吸音材は、耐熱、耐候性に優れ、空調機、壁面、高架下面等に有用である。
2,21,22,23,24 多孔部材
3 表層材
4 通気性多孔質材料
5 延伸性紙材料
6 表皮材
7 被覆パネル
る。更に、吸音材は、その密度を過剰に高めてしまうと、繊維シートの振動が困難になり、音波を透過させることなく反射してしまうため、却って吸音性能が低下してしまう。
また例えばボンネットフードに設定する緩衝吸音材の場合には、事故により人体がボンネットフードに衝突したような場合に、その衝撃を効率よく吸収し緩和するために、完全に潰れた状態でもなお適度の弾性が維持されるような材料を選択すべきである。従来の軟質ポリウレタン発砲体を材料とするものは、完全に潰れた状態では基体の硬さがそのまま発現されてしまう。
課題を解決するための手段
[0005]
本発明は、上記従来の課題を解決するための手段として、多孔部材と該多孔部材に積層されている表層材からなる緩衝吸音材であって、前記表層材は、少なくとも表面に凹凸が形成されている延伸性紙材料によって構成される層を有する緩衝吸音材を提供するものである。
具体的には、前記延伸性紙材料は、クレープ加工および/またはエンボス加工紙である。また前記表層材は、前記多孔部材上に配置されている第1吸音層と、該第1吸音層上に積層されている第2吸音層と、該第2吸音層上に積層されている表皮材とを有し、前記第2吸音層は、前記延伸性紙材料からなることが望ましい。そして、前記第1吸音層及び前記表皮材は、通気性多孔質材料からなることが望ましく、また一般に前記多孔部材は、セル構造を形成するための多孔が設けられている熱可塑性樹脂製のパネル部材である。
前記延伸性紙材料は、米坪量が10〜50g/m2、通気抵抗が0.06〜3.0kPa・s/mであり、前記表層材は、通気抵抗が0.4〜5.0kPa・s/mの範囲に設定されていることが望ましく、また前記延伸性紙材料の表面および/または裏面に合成樹脂が塗布されることによって、上記表層材の通気抵抗が調節されていることが望ましい。
更に本発明にあっては、騒音源を被覆する被覆パネル上に上記緩衝吸音材を配置した構造であって、該緩衝吸音材は、前記表層材が前記騒音源に向き
上記延伸性紙材料の通気抵抗は、0.06〜3.0kPa・s/mであることが望ましい。
[0030]
ここで、通気抵抗R(Pa・s/m)とは、通気性材料の通気の程度を表す尺度である。この通気抵抗Rの測定は定常流差圧測定方式により行われる。図5に示すように、シリンダー状の通気路W内に試験片Tを配置し、一定の通気量V(図中矢印の向き)の状態で図中矢印の始点側の通気路W内の圧力P1と、図中矢印の終点P2の圧力差を測定し、次式より通気抵抗Rを求めることが出来る。
R=ΔP/V
ここで、ΔP(=P1−P2):圧力差(Pa)、V:単位面積当りの通気量(m3/m2・s)である。なお通気抵抗R(Pa・s/m)は通気度C(m/Pa・s)とC=1/Rの関係にある。
通気抵抗は、例えば、通気性試験機(製品名:KES−F8−AP1、カトーテック株式会社製、定常流差圧測定方式)によって測定することが出来る。
[0031]
なお、本発明の延伸性紙材料の通気抵抗は、最終製品において吸音対象となる音波の周波数に応じて適宜設定される。該通気抵抗の調整は、延伸性紙材料の繊維相互の絡みや目付量、あるいは延伸性紙材料に合成樹脂を塗布または含浸する場合には該合成樹脂の塗布量または含浸量で調整することが出来る。
上記延伸性紙材料に塗布または含浸される合成樹脂としては、熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂のいずれも使用される。
[0032]
上記熱可塑性樹脂としては、例えばアクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸エチル(EEA)樹脂、アクリロニトリル・スチレン・アクリルゴム共重合(ASA)樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合(AS)樹脂、アクリロニトリル・塩素化ポリエチレン・スチレン共重合(ACS)樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合(EVA)樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合(EVOH)樹
ここで、上記定在波は、その波長λの4分の1の奇数倍だけ基板から離れた個所で振動の腹がくるように振動しており、該個所では音のエネルギーが最大となる。そこで、該セル構造においては、セルの高さ(厚み)を該波長λの4分の1(若しくはその奇数倍)とし、音のエネルギーが最大となる位置に吸音材を配置することにより、そのエネルギーが最大となった音波を該吸音材に透過させるように設計している。例えば自動車の主たる騒音源であるエンジンから発生する騒音は略1000Hz前後であり、この場合の波長λは0.34mになるから、セルの高さ(厚み)は0.34m/4=8.5cmとなる。セルの高さ(厚み)をこの程度に厚くすれば、該音波は、該吸音材を透過する間にそのエネルギーが減衰されるため、該吸音材による吸音効果を効率良く発揮させることが出来る。更に該吸音材が繊維シートからなる場合、音(空気の振動)のエネルギーが、繊維シートの振動により発生する繊維間の摩擦によって熱エネルギー(摩擦熱)へ変換されることにより、好適な吸音特性を発揮する。
しかし、セル構造を有する吸音材については、吸音効果を効率良く発揮させるために、前記したように厚みを音波の波長λの4分の1程度にする必要があり、例えば自動車の特に低音からなる音波を吸音対象とする厚み8.5cmのセル構造を有する吸音材であれば消音効果は高いが、オイルパン下、車室内天井などのようなスペースがない部位には設置できないという問題がある。
一方、繊維シートのみからなる吸音材のように、空気層を確保するセル構造を有さない吸音材の場合、その吸音特性のみで好適な吸音性能を発揮させるためには、吸音材の密度(あるいは目付・面重量)を増大させる必要がある(例えば特許文献6の吸音材は300〜1500g/m2、特許文献7の吸音材は1500g/m2)。すると、吸音材の質量も増大してしまうため、近年の自動車のように燃料効率を重視するべく軽量化を図る場合に問題が生じる。更に、吸音材は、その密度を過剰に高めてしまうと、繊維シートの振動が困難になり、音波を透過させることなく反射してしまうため、却って吸音性能が低下してしまう。
また例えばボンネットフードに設定する緩衝吸音材の場合には、事故により人体がボンネットフードに衝突したような場合に、その衝撃を効率よく吸収し緩和するために、完全に潰れた状態でもなお適度の弾性が維持されるような材料を選択すべきである。従来の軟質ポリウレタン発砲体を材料とするものは、完全に潰れた状態では基体の硬さがそのまま発現されてしまう。
具体的に前記延伸性紙材料は、クレープ加工および/またはエンボス加工紙である。また前記表層材は、前記多孔部材上に配置されている第1吸音層と、該第1吸音層上に積層されている第2吸音層と、該第2吸音層上に積層されている表皮材とを有し、前記第2吸音層は、前記延伸性紙材料からなることが望ましい。そして、前記第1吸音層及び前記表皮材は、通気性多孔質材料からなることが望ましく、また一般に前記多孔部材は、セル構造を形成するための多孔が設けられている熱可塑性樹脂製のパネル部材である。
前記延伸性紙材料は、米坪量が10〜50g/m2、通気抵抗が0.06〜3.0kPa・s/mであり、前記表層材は、通気抵抗が0.4〜5.0kPa・s/mの範囲に設定されていることが望ましく、また前記延伸性紙材料の表面および/または裏面に合成樹脂が塗布されることによって、上記表層材の通気抵抗が調節されていることが望ましい。
更に本発明にあっては、騒音源を被覆する被覆パネル上に上記緩衝吸音材を配置した構造であって、該緩衝吸音材は、前記表層材が前記騒音源に向き、前記多孔部材側が前記被覆パネル側に向くようにして配置されている吸音構造が提供される。
本発明の緩衝吸音材1は、表層材3が騒音源側を向き、多孔部材2が、例えばエンジンカバー等のような騒音源を被覆する被覆パネル7側を向くようにして、該被覆パネル7に取り付けられる。上記吸音構造にあっては、上記被覆パネル7と吸音材である表層材3との間に上記多孔部材2によって空気層が設けられることにより、セル構造が形成される。騒音源から該緩衝吸音材1に達した音波は、該表層材3を介して入射波として上記セル構造内に入射され、一部は該被覆パネル7で反射波として反射され、また一部は該被覆パネル7を共振動させることで透過波として透過しようとする。さらに該被覆パネル7からの反射波は、入射波と合成され、定在波として該表層材3に達し、該表層材3を透過しようとする。ここで、該緩衝吸音材1においては、騒音源から到達した音波を該緩衝吸音材1に好適に入力させ、また入力された音波を該緩衝吸音材1から騒音として出力させないようにすることが重視される。
上記表層材3は、上記多孔部材2側に配置されている第1吸音層4と、該第1吸音層4上に積層されている第2吸音層5と、該第2吸音層5上に積層されている表皮材6とからなる積層シートによって構成されたものである。第1吸音層4と表皮材6は、通気性多孔質材料(但し、前記延伸性紙材料を除く)からなり、また第2吸音層5は、表面に凹凸が形成された延伸性紙材料からなり、それぞれが柔軟でかつ軽量であるから、騒音源から到達した音波を反射することなく、セル構造内に好適に入力させることが出来る。
更に上記延伸性紙材料は、表面に凹凸が形成されているから、第1吸音層4と表皮材6との間に空気層を形成する。該空気層の存在により、該表層材3は、より柔軟かつ軽量なものとなる。このため該表層材3は、通気性多孔質材料のみからなるもの(例えば繊維シート)に比べ、騒音源から到達した音波によって容易に振動することができ、はるかに優れた構造的減衰効果を発揮する。その結果、緩衝吸音材1は、騒音発生源からの音波が該表層材3を介して多孔部材2によるセル内に入射される際、該音波を減衰することができる。
さらには表層材3の内部においても、上記延伸性紙材料の表面の凹凸によってセル構造が形成されることになるため、セル構造による吸音効果を合わせて発揮することができる。
その上、上記したように延伸性紙材料は、適度に高い通気抵抗を表層材3に付与するので、上記したように該表層材3の振動の共振を低い周波数に同調させることが出来、そのためにセルの厚み、即ち緩衝吸音材1の厚みを縮小することが出来る。
また本発明の緩衝吸音材1は所望なれば適当な曲げ成形等の成形によって所定形状が付与されるが、上記表層材3の第2吸音層5である延伸性紙材料はこのような成形に追随して延伸するから、本発明の緩衝吸音材の成形性を阻害しない。
本発明の緩衝吸音材は軽量でかつ優れた緩衝吸音性を示し、かつ所定の形状に成形することが容易に出来、また厚みを縮小することが出来るから、従来設置スペースが確保出来なかった場所、例えば自動車のエンジンルーム内のオイルパン下や車室内天井等にも設置することが出来る。
本発明の緩衝吸音材の一実施例を図1に示す。
図1に示す緩衝吸音材1において、2は多孔部材である。上記多孔部材2の片面には表層材3が積層されている。上記表層材3は、表面に凹凸が形成された延伸性紙材料からなる層と、通気性多孔質材料からなる層とを積層して得られた積層シートによって構成されている。具体的に、該表層材3は、多孔部材2側に配置された通気性多孔質材料からなる第1吸音層4と、該第1吸音層4の表裏面のうち多孔部材2側と反対側になる面(表面)に貼着された延伸性紙材料からなる第2吸音層5と、該第2吸音層5の表面に貼着された通気性多孔質材料からなる表皮材6とからなる積層シートによって構成されている。
上記緩衝吸音材1は、騒音源を被覆する被覆パネル7上に取り付けられるようになっており、また緩衝吸音材1は、該多孔部材2側を被覆パネル7側に向けて、騒音源側に表層材3側を向けて被覆パネル7上に取り付けられている。該多孔部材2は、該被覆パネル7と吸音材である該表層材3の間に空気層を設けてセルを形成するためのスペーサーとなる。
上記緩衝吸音材1が取り付けられる取付対象としては、例えば乗用車、バスなどのような車両、エアコン、冷蔵庫、洗濯機などの家電製品あるいはパーソナルコンピュータ(PC)などのような電化製品、高速道路、自動車専用道路、一般道、トンネルなどの道路、新幹線、寝台列車などの鉄道等といった土木分野に関わる物品、一般家屋、集合住宅、校舎、駅舎、鉄筋ビルディングなどの建築分野に関わる物品、フェリー、ボートなどの船舶等が挙げられる。
車両を取付対象とする場合、上記緩衝吸音材1は、エンジンヘッドカバー、エンジンアンダーカバーなどのエンジンカバー部材、トランスミッションカバー、ディファレンシャルカバー、ハイブリッド車や電気自動車に搭載されるモーターカバーやインバーターカバーなどのような各種カバー部材、ルーフ、ドアトリム、フロアマットあるいはフロアパネル、シート、リアパッケージトレイなどのような各種内装部材、(フロント)フード、空力カバー、フェンダーライナーなどのような各種外装部材、フロアアンダーパネル、ドアパネル、ボンネットフード、トランクフード、ルーフパネルなどのような各種外装パネル、他にシャシーフレーム、リンフォースの外部及び内部空間、吸気ダクト、サージタンク内部、排気管マフラー内部、タイヤハウス内部、タイヤ内部、タイヤホイール等に適用、あるいは取り付けられる。そして、例えば上記各種カバー部材、各種内装部材、各種外装部材であれば樹脂製パネル、各種外装パネル、シャシーフレーム等であれば金属製パネルが被覆パネル7とされる。また車両においては、エンジンノイズ、ロードノイズ、エキゾーストノイズ等が騒音とされる。
電化製品を取付対象とする場合、上記緩衝吸音材1は、コンプレッサー、モーター、冷却ファン、吸気ファン、排気ファンなどの各種ファン等が騒音源とされ、該家電製品の外板パネル等が被覆パネル7とされる。
土木分野に関わる物品、あるいは建築分野に関わる物品を取付対象とする場合、上記緩衝吸音材1は、道路等の防音壁、トンネル壁面、空調機や発電機のケース、高架の下面、部屋のパーティション、壁、天井、ビルのフロア壁面、地下街やホールや球技場の壁あるいは屋根、鉄道車両、線路壁面、航空機、船舶、重機、農業機械、工作機械等に適用、あるいは取り付けられる。そして、例えば防音壁、路面埋設材、壁材、建材、ケースパネル等が被覆パネル7とされる。またこのような物品においては、自動車の走行音、振動音、駆動用モータ音、エンジン音、駆動音、振動音、反響音、擦過音等が騒音とされる。
本発明の多孔部材2は熱可塑性樹脂を材料とするものである。
本発明の多孔部材2に使用される熱可塑性樹脂としては、次に示す熱可塑性プラスチックが使用される。すなわち、ポリスチレン(PS)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、アクリロニトリル−エチレン−スチレン共重合体(AES)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、エチレン−プロピレン共重合体(EPR)、ポリ塩化ビニル(PVC)、塩化ビニリデン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等である。また上記ポリプロピレンには、PEおよび/またはEPRによって変性したポリプロピレン(変性PP)を用いてもよい。また上記熱可塑性プラスチックの二種以上を含むポリマーアロイまたはポリマーブレンドを使用してもよい。
あるいは熱可塑性樹脂として、トウモロコシやサトウキビ等の澱粉から得られるポリ乳酸を原料とした生分解性樹脂を使用してもよい。
上記変性PPにおいて、PEとしては密度が0.941以上の高密度PE、密度が0.926〜0.940の中密度PE、密度が0.910〜0.925の低密度PE、密度が0.909以下の超低密度PEの何れも使用可能であるが、PPとの混和性が良くかつ伸びの改良効果が大きい低密度PEの使用が好ましい。
上記EPRとしてはエチレンとプロピレンのゴム状共重合体(以下EPMと略す)、エチレン、プロピレン、更にジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、1,4−ヘキサジエン等のジエン成分を共重合したエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(以下EPDMと略す)の何れもが使用される。
上記変性PPには、必要に応じ、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリレート系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、プロピオン酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂の一種または二種以上が混合されてもよい。
上記変性PPは通常シート状にされるが、該変性PPシートの片面または両面には更にPE、無変性PP、EPR、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリレート系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、スチレン系樹脂、プロピオン酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂の被膜または該熱可塑性樹脂の発泡体の被膜を形成してもよい。層間密着性、耐熱性の観点から無変性PPは望ましい被膜である。上記被膜は変性PPに特に無機充填材を添加混合した場合、芯材の表面の平滑性が確保されかつ耐薬品性も向上する。
該相溶化剤はポリマーアロイの各成分に親和性を有する化合物からなるので、各成分を仲介してポリマーアロイ中の各成分の混和状態を均一にする。従って各成分の特性が有効に発現し、耐熱性、成形性共に極めて良好な材料となり、真空成形等によって複雑形状の芯材が容易に製造されるようになる。
例えば、PPE、変性PPE、PPS等の芳香族系エンジニアリングプラスチックと、ポリプロピレン等のポリオレフィンからなるポリマーアロイ(ゴム状物質を含むポリマーアロイも含む)の相溶化剤としては、例えば、PPEとポリプロピレンとを化学結合で結合させたブロックまたはグラフト共重合体、ポリプロピレンとポリスチレンとのブロックまたはグラフト共重合体、PPEとエチレン−ブテン共重合体とのブロックまたはグラフト共重合体、アルケニル芳香族化合物(例えばスチレン)と共役ジエン(例えばブタジエン、イソプレン)とのジブロック共重合体またはトリブロック共重合体を水素添加したポリマー等が使用される。
また上記芳香族系エンジニアリングプラスチックとポリアミド系樹脂からなるポリマーアロイ(ゴム状物質を含むポリマーアロイも含む)の相溶化剤としては、例えば、(a)(i)エチレン性炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合及び;(ii)カルボン酸、酸無水物、酸アミド、イミド、カルボン酸エステル、アミン又はヒドロキシル基;の両者を含む化合物;(b)液状ジエン重合体;(c)エポキシ化合物;(d)ポリカルボン酸又はそれらの誘導体;(e)酸化ポリオレフィンワックス;(f)アシル官能基含有化合物;(g)クロルエポキシトリアジン化合物;及び(h)マレイン酸又はフマル酸のトリアルキルアミン塩が例示される。
上記相溶化剤(a)〜(h)の詳細は特開平9−12497号公報に示されており、更に各相溶化剤(a)〜(h)は米国特許第4,315,086号明細書((a)、(b)および(c)に関する文献)、米国特許第4,873,286号明細書((d)に関する文献)、米国特許4,659,760号明細書((e)に関する文献)、米国特許第4,642,358号明細書および米国特許第4,600,741号明細書((f)に関する文献)、米国特許第4,895,945号明細書、米国特許第5,096,979号明細書、米国特許第5,089,566号明細書および5,041,504号明細書((g)に関する文献)、米国特許第4,755,566号明細書((h)に関する文献)で開示される。
上記相溶化剤は、ポリマーアロイに対して通常、0.1〜60質量%添加される。
通常上記熱可塑性樹脂シート2Bの厚みは0.1〜0.8mmであることが好ましい。
ここで、波長λ(m)は、周波数f(Hz)に対し、音速をc(m/s)として、λ=c/fの関係を有している。従って厚みTは、T=(λ/4)×M=(c/4f)×M(M:正の奇数)である。
例えば、吸音対象となる音波が、自動車のエンジン等の騒音源から発生する騒音である場合には、該音波の周波数は1000〜5000Hzであり、多孔部材2のみで音波を吸音しようとすれば、それぞれ厚みTが異なる多孔部材2が複数個必要であり、Mをその最小値である1とし、c=340m/sとすれば、厚みTが最小のもので17mm、最大のものでは85mmとなる。
具体的には、緩衝吸音材1の取付対象が、例えば自動車などの車両の場合、上記多孔部材2の厚みTは2mm〜15mmの範囲に設定されることが好ましく、2mm〜10mmの範囲に設定されることがより好ましい。
緩衝吸音材1の取付対象が、例えば家電製品、PCなどの電化製品の場合、上記多孔部材2の厚みTは1mm〜20mmの範囲に設定されることが好ましく、1mm〜15mmの範囲に設定されることがより好ましい。
緩衝吸音材1の取付対象が、例えば建築分野に関わる物品の場合、上記多孔部材2の厚みTは2mm〜60mmの範囲に設定されることが好ましく、2mm〜55mmの範囲に設定されることがより好ましい。
緩衝吸音材1の取付対象が、例えば鉄道車輌、船舶などの場合、上記多孔部材2の厚みTは5mm〜70mmの範囲に設定されることが好ましく、5mm〜60mmの範囲に設定されることがより好ましい。
緩衝吸音材1の取付対象が、例えば高速道路などの土木分野に関わる物品の場合、上記多孔部材2の厚みTは10mm〜100mmの範囲に設定されることが好ましく、15mm〜90mmの範囲に設定されることがより好ましい。
本発明の第2吸音層5に使用される延伸性紙材料としては、延伸性のあるフラット形状の抄紙、表面に縮緬状の皺(皺状凹凸)を形成したクレープ加工紙、表面に多数の突起を形成したエンボス加工紙、表面に縮緬状の皺と多数の突起を形成したエンボスクレープ紙、キッチンペーパー等が例示される。
上記クレープ加工紙は、原紙にクレープ加工を施したものであり、上記クレープ加工には、湿紙の状態で行なうプレスロールやドクターブレード等を用いて縦方向(抄造方向)に圧縮して皺付けを行なうウェットクレープと、シートをヤンキードライヤーやカレンダーで乾燥した後、ドクターブレード等を用いて縦方向に圧縮して皺付けを行なうドライクレープとがある。例えばクレープ加工された延伸性紙材料は、クレープ率が10〜50%であることが望ましい。
ここでクレープ率は、下記の式によって求められる。
クレープ率(%)=(A/B)×100(Aは紙製造工程における抄紙速度、Bは紙の巻き取り速度)
換言すれば、該クレープ率はペーパーウェブがクレーピングで縦方向(抄造方向)に圧縮される割合である(参考:特開2002−327399、特表平10−510886)。
クレープ率が10%に満たないとクレープ加工紙(延伸性紙材料)は音圧による振動がしにくくなり、減衰効果や吸音性能が悪くなり、かつ延伸性が不充分となって成形時に皺が入り易くなる。一方、該クレープ率が50%を越えると、やはり成形時に皺が入り易くなる。
上記エンボス加工紙について、突起高さが過剰に低いと吸音性能が悪くなる現象については、上記凹凸によって表層材3の内部に構成されるセルの高さ(深さ)が短くなることにより、吸音対象が騒音として捉えられやすい長い波長の低音域から、より短い波長の中高音域にシフトする理由が考えられる。また突起数が過剰に少ないと吸音性能が悪くなる現象については、十分な吸音性能を発揮し得るだけのセル構造が表層材3の内部に構成されないという理由が考えられ、一方で突起数が過剰に多いと吸音性能が悪くなる現象については、セル内における反射波の乱反射により、かえって共振域が吸音対象とずれてしまう理由が考えられる。
なお、図4において、エンボス加工紙である延伸性紙材料からなる第2吸音層5に形成されている突起高さは、図4に示す「h」に相当する。
また、上記エンボス加工工程において、原紙にクレープ加工紙を用いれば、エンボスクレープ加工紙が得られる。
上記延伸性紙材料の米坪量は10〜50g/m2が望ましい。該米坪量が10g/m2に満たない場合には成形性が劣化して成形時に皺が生じ易くなり、また減衰効果や吸音性能も悪くなる。一方、米坪量が50g/m2を越えると質量が増大しかつ成形性が低下する。
上記延伸性紙材料の通気抵抗は、0.06〜3.0kPa・s/mであることが望ましい。
R=ΔP/V
ここで、ΔP(=P1−P2):圧力差(Pa)、V:単位面積当りの通気量(m3/m2・s)である。なお通気抵抗R(Pa・s/m)は通気度C(m/Pa・s)とC=1/Rの関係にある。
通気抵抗は、例えば、通気性試験機(製品名:KES−F8−AP1、カトーテック株式会社製、定常流差圧測定方式)によって測定することが出来る。
上記延伸性紙材料に塗布または含浸される合成樹脂としては、熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂のいずれも使用される。
上記熱可塑性樹脂は、2種以上混合使用されてもよく、また延伸性紙材料の熱可塑性を阻害しない程度で若干量の熱硬化性樹脂の1種または2種以上を混合使用してもよい。
該熱可塑性樹脂は取扱いが容易な点から、水溶液、水性エマルジョン、水性ディスパージョンの形のものを使用することが好ましいが、有機溶剤溶液の形のものを使用してもよい。
上記合成樹脂、特に熱硬化性樹脂の添加は、上記延伸性紙材料の成形形状保持性と剛性とを共に向上せしめる。
また、特に本発明で使用される樹脂として望ましいのは、フェノール系樹脂である。該フェノール系樹脂は、フェノール系化合物とホルムアルデヒドおよび/またはホルムアルデヒド供与体とを縮合させることによって得られる。
上記フェノール系樹脂に使用されるフェノール系化合物としては、一価フェノールであってもよいし、多価フェノールであってもよいし、一価フェノールと多価フェノールとの混合物であってもよいが、一価フェノールのみを使用した場合、硬化時および硬化後にホルムアルデヒドが放出され易いため、好ましくは多価フェノールまたは一価フェノールと多価フェノールとの混合物を使用する。
上記一価フェノールとしては、フェノールや、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、エチルフェノール、イソプロピルフェノール、キシレノール、3,5−キシレノール、ブチルフェノール、t−ブチルフェノール、ノニルフェノール等のアルキルフェノール、o−フルオロフェノール、m−フルオロフェノール、p−フルオロフェノール、o−クロロフェノール、m−クロロフェノール、p−クロロフェノール、o−ブロモフェノール、m−ブロモフェノール、p−ブロモフェノール、o−ヨードフェノール、m−ヨードフェノール、p−ヨードフェノール、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、o−ニトロフェノール、m−ニトロフェノール、p−ニトロフェノール、2,4−ジニトロフェノール、2,4,6−トリニトロフェノール等の一価フェノール置換体、ナフトール等の多環式一価フェノールなどが挙げられ、これら一価フェノールは単独でまたは二種以上混合して使用することが出来る。
上記多価フェノールとしては、レゾルシン、アルキルレゾルシン、ピロガロール、カテコール、アルキルカテコール、ハイドロキノン、アルキルハイドロキノン、フロログルシン、ビスフェノール、ジヒドロキシナフタリン等が挙げられ、これら多価フェノールは単独でまたは二種以上混合して使用することができる。多価フェノールのうち好ましいものは、レゾルシンまたはアルキルレゾルシンであり、特に好ましいものはレゾルシンよりもアルデヒドとの反応速度が速いアルキルレゾルシンである。
エストニア産オイルシェールの乾留によって得られる多価フェノール混合物は安価であり、かつ5−メチルレゾルシンのほか反応性の高い各種アルキルレゾルシンを多量に含むので、本発明において特に好ましい多価フェノール原料である。
なお上記多価フェノールのうち、レゾルシンおよびアルキルレゾルシン等のレゾルシノール系化合物の一種または二種以上の混合物(エストニア産オイルシェールの乾留によって得られる多価フェノール混合物を含む)と、アルデヒドおよび/またはアルデヒド供与体からなるレゾルシノール系樹脂は、本発明のフェノール系樹脂として使用されることが望ましい。
本発明では上記フェノール系化合物とホルムアルデヒドおよび/またはホルムアルデヒド供与体が縮合せしめられるが、上記ホルムアルデヒド供与体とは分解するとホルムアルデヒドを生成供与する化合物またはそれらの二種以上の混合物を意味する。このようなアルデヒド供与体としては例えばパラホルムアルデヒド、トリオキサン、ヘキサメチレンテトラミン、テトラオキシメチレン等が例示される。本発明ではホルムアルデヒドとホルムアルデヒド供与体とを合わせて、以下ホルムアルデヒド類と云う。
上記フェノール系樹脂には二つの型があり、上記フェノール系化合物に対してホルムアルデヒド類を過剰にしてアルカリ触媒で反応することによって得られるレゾールと、ホルムアルデヒド類に対してフェノールを過剰にして酸触媒で反応することによって得られるノボラックとがあり、レゾールはフェノールとホルムアルデヒドが付加した種々のフェノールアルコールの混合物からなり、通常水溶液で提供され、ノボラックはフェノールアルコールに更にフェノールが縮合したジヒドロキシジフェニルメタン系の種々な誘導体からなり、通常粉末で提供される。
本発明に使用されるフェノール系樹脂にあっては、まず上記フェノール系化合物とホルムアルデヒド類とを縮合させて初期縮合物とし、該初期縮合物を繊維シートに付着させた後、硬化触媒および/または加熱によって樹脂化する。
上記縮合物を製造するには、一価フェノールとホルムアルデヒド類とを縮合させて一価フェノール単独初期縮合物としてもよいし、また一価フェノールと多価フェノールとの混合物とホルムアルデヒド類とを縮合させて一価フェノール−多価フェノール初期共縮合物としてもよい。上記初期縮合物を製造するには、一価フェノールと多価フェノールのどちらか一方または両方をあらかじめ初期縮合物としておいてもよい。
上記フェノール−アルキルレゾルシン共縮合物の望ましい製造方法は、まずフェノールとホルムアルデヒド類とを反応させてフェノール系樹脂初期縮合物を製造し、次いで該フェノール系樹脂初期縮合物にアルキルレゾルシンを添加し、所望なればホルムアルデヒド類を添加して反応せしめる方法である。
更に本発明では、上記フェノール系樹脂として、所望なれば、尿素、チオ尿素、メラミン、チオメラミン、ジシアンジアミン、グアニジン、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、2,6ジアミノ−1,3−ジアミンのアミノ系樹脂単量体および/または該アミノ系樹脂単量体からなる初期縮合体を添加してフェノール系化合物および/または初期縮合物と共縮合せしめてもよい。
上記アルキロール化トリアゾン誘導体は尿素系化合物と、アミン類と、ホルムアルデヒド類との反応によって得られる。アルキロール化トリアゾン誘導体の製造に使用される上記尿素系化合物として、尿素、チオ尿素、メチル尿素等のアルキル尿素、メチルチオ尿素等のアルキルチオ尿素、フェニル尿素、ナフチル尿素、ハロゲン化フェニル尿素、ニトロ化アルキル尿素等の単独または二種以上の混合物が例示される。特に望ましい尿素系化合物は尿素またはチオ尿素である。またアミン類としてメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン等の脂肪族アミン、ベンジルアミン、フルフリルアミン、エタノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミン類のほか更にアンモニアが例示され、これらは単独でまたは二種以上の混合物として使用される。上記アルキロール化トリアゾン誘導体の製造に使用されるホルムアルデヒド類はフェノール系樹脂の初期縮合物の製造に使用されるホルムアルデヒド類と同様なものである。
水溶性フェノール系樹脂の安定性を改良するために、上記フェノール系樹脂をスルホメチル化および/またはスルフィメチル化することが望ましい。
水溶性フェノール系樹脂の安定性を改良するために使用できるスルホメチル化剤としては、例えば、亜硫酸、重亜硫酸またはメタ重亜硫酸と、アルカリ金属またはトリメチルアミンやベンジルトリメチルアンモニウム等の第四級アミンもしくは第四級アンモニウムとを反応させて得られる水溶性亜硫酸塩や、これらの水溶性亜硫酸塩とアルデヒドとの反応によって得られるアルデヒド付加物が例示される。
該アルデヒド付加物とは、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、クロラール、フルフラール、グリオキザール、n−ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、フェニルアセトアルデヒド、o−トルアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒドと、上記水溶性亜硫酸塩とが付加反応したものであり、例えばホルムアルデヒドと亜硫酸塩からなるアルデヒド付加物は、ヒドロキシメタンスルホン酸塩である。
水溶性フェノール系樹脂の安定性を改良するために使用できるスルフィメチル化剤としては、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシラート(ロンガリット)、ベンズアルデヒドナトリウムスルホキシラート等の脂肪族、芳香族アルデヒドのアルカリ金属スルホキシラート類、ナトリウムハイドロサルファイト、マグネシウムハイドロサルファイト等のアルカリ金属、アルカリ土類金属のハイドロサルファイト(亜ジチオン酸塩)類、ヒドロキシメタンスルフィン酸塩等のヒドロキシアルカンスルフィン酸塩等が例示される。
上記フェノール系樹脂初期縮合物をスルホメチル化および/またはスルフィメチル化する場合、該初期縮合物に任意の段階でスルホメチル化剤および/またはスルフィメチル化剤を添加して、フェノール系化合物および/または初期縮合物をスルホメチル化および/またはスルフィメチル化する。
スルホメチル化剤および/またはスルフィメチル化剤の添加は、縮合反応前、反応中、反応後のいずれの段階で行ってもよい。
初期縮合物をスルホメチル化および/またはスルフィメチル化するために添加されるスルホメチル化剤および/またはスルフィメチル化剤は、該初期縮合物のメチロール基および/または該初期縮合物の芳香環と反応して、該初期縮合物にスルホメチル基および/またはスルフィメチル基が導入される。
このようにしてスルホメチル化および/またはスルフィメチル化したフェノール系樹脂の初期縮合物の水溶液は、酸性(pH1.0)〜アルカリ性の広い範囲で安定であり、酸性、中性およびアルカリ性のいずれの領域でも硬化することが出来る。特に、酸性側で硬化させると、残存メチロール基が減少し、硬化物が分解してホルムアルデヒドを発生するおそれがなくなる。
上記延伸性紙材料からなる第2吸音層5には補強と吸音効果付与の目的で、通気性多孔質材料からなる第1吸音層4が裏打ちされる。
上記通気性多孔質材料としては不織布、繊維編織物等の繊維シート、ポリウレタン発泡体、ポリエチレン発泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリスチレン発泡体、ポリ塩化ビニル発泡体、エポキシ樹脂発泡体、メラミン樹脂発泡体、尿素樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体等の樹脂発泡体のうち通気性を有する樹脂発泡体、上記プラスチックのビーズの焼結体等が使用される。
上記通気性多孔質材料にフェノール系樹脂等の熱硬化性樹脂の初期縮合物が塗布または含浸された場合には、該通気性多孔質材料をプレキュアーして該通気性多孔質材料に含まれている初期縮合物をB状態とすると、該通気性多孔質材料は長期間安定に成形性を維持することが出来る。
上記合成樹脂、特に熱硬化性樹脂の添加は、該通気性多孔質材料の成形形状保持性と剛性とを共に向上せしめる。
本発明において使用される表皮材6としては、上記第1吸音層4で使用した通気性多孔質材料と同様の通気性多孔質材料が使用可能であるが、一般的には上記通気性多孔質材料において使用されている繊維と同様な繊維を使用したニードルパンチ不織布、スパンボンド、ケミカルボンド、サーマルボンド、ステッチボンド等の不織布や編織物が使用され、米坪量は通常15〜150g/m2、好ましくは20〜100g/m2である。
上記表皮材6は、上記延伸性紙材料や上記通気性多孔質材料に塗布または含浸される合成樹脂と同様な合成樹脂が塗布または含浸されてもよい。また所望なれば撥水加工や難燃加工されてもよい。
上記延伸性紙材料からなる第2吸音層5と上記通気性多孔質材料からなる第1吸音層4、あるいは上記表皮材6と上記第2吸音層5とを積層接着するには、通常の溶液型や水性のエマルジョン型の接着剤、粉末状、くもの巣状、溶液型、あるいは水性エマルジョン型のホットメルト接着剤等が使用される。粉末状、くもの巣状のホットメルト接着剤の場合には接着層も通気性になるので得られる積層物の通気性を阻害しない。溶液型あるいは水性エマルジョン型の接着剤の場合にはスプレー塗布あるいはシルク印刷塗装、オフセット印刷塗装等によって点状に接着剤を塗布して、得られる積層物の通気性を確保し得る。
表層材3の通気抵抗は、0.4〜5kPa・s/mに設定する。通気抵抗が0.4kPa・s/m未満の場合、該表層材3を介して多孔部材2によるセル内に入射される音波を十分に減衰することができない。通気抵抗が5kPa・s/mを超えると、該表層材3で音波が反射されて却って騒音が増してしまったり、該表層材3の振動の共振を低い周波数に同調させることが出来ず、セルの厚みを縮小することが出来なかったりする等の不具合が生じる。
表層材3は、その通気抵抗が0.4〜5kPa・s/mとなるように製造される。例えば、第1吸音層4、表皮材6及び第2吸音層5を積層した状態で通気抵抗が0.4kPa・s/m未満となるような場合には、第2吸音層5となる延伸性紙材料の表裏両面に合成樹脂を塗布したり等して通気抵抗を0.4kPa・s/m以上とする。また通気抵抗を高める方法として延伸性紙材料の表裏両面に合成樹脂を塗布する以外に、くもの巣状のホットメルト接着剤を目の細かいものとしたり、第1吸音層4あるいは表皮材6の密度を上げたり等の方法がある。第1吸音層4、表皮材6及び第2吸音層5を積層した状態で通気抵抗が5kPa・s/mを超える場合は、延伸性紙材料に対する合成樹脂の塗布量を変更したり、第1吸音層4あるいは表皮材6の密度を下げたり等のような種々の方法で通気抵抗を5kPa・s/m以下とする。
従って、表層材3の製造においては、必ずしも第1吸音層4、表皮材6及び第2吸音層5の各通気抵抗をそれぞれ厳密に管理する必要はなく、第1吸音層4、表皮材6及び第2吸音層5を積層接着して表層材とした状態で通気抵抗が0.4〜5kPa・s/mとなっていればよい。
本実施例の緩衝吸音材1を製造するには、上記のようにして製造した表層材3を上記多孔部材2の表面に、例えばビス、ボルト−ナット等の締結具8によって取付ける。この場合は前記した多孔部材2の締結具取付け孔2Eが設けられている取付け座2Dを利用する。
本発明の緩衝吸音材は、上記したように多孔部材側を被覆パネル7に向けて、表層材側を騒音源側に向けて該被覆パネル7上に取付けられる。
該被覆パネル7としては、通常PS,AS,ABS,AES,PP,変性PP,PVC,PC,PMMA,PSF,PES,PPO,PPS,PAR,PEEK,PAI,PI,PEI,メラミン樹脂、フェノール樹脂等の硬質プラスチックの板や成形物、あるいは上記硬質プラスチックの発泡体の板、あるいは木板、合板、ハードボード、パーティクルボード、MDF(中密度繊維板)等の木質板、あるいはアルミニウム、鉄、鋼、チタン等の金属、ジュラルミン、ステンレススチール等の合金等のような金属板、あるいは他に本発明で使用される多孔質材料の成形物等が使用される。
上記被覆パネル7に上記緩衝吸音材1を取付けるには、図1に示すように上記多孔部材2の周縁から上記表層材3を臨出させ、該臨出部分を締結具8によって基板に止着する。
図8に示すハニカム状の多孔部材23を製造するには、例えば上記熱可塑性樹脂の射出成形が適用される。
図9に示す格子状の枠組みをした多孔部材24を製造するには、図10に示すように例えば上記熱可塑性樹脂の短冊状の板24Aの一方の縁から切込み24Bを設け上記板24Aの相互を組合わせ、一方の板24Aの切込み24Bを上向きにし、他方の板24Aの切込み24Bを下向きにして双方の切込み24B、24B相互を嵌め合わせることによって格子状に組み立てる。
A:多孔部材の製造
ポリプロピレンが70質量%、低密度ポリエチレンが10質量%、タルクが20質量%の混合物からなる熱可塑性樹脂から押出成形した厚さ0.3mmのシートを用い、真空成形によって図2に示す平面正方形の多孔部材2を得た。
該多孔部材2は、厚さT:10mm、一辺の長さL:45mm、単位面積当たりの重さ:133g/m2であった。
B:第1吸音層の製造
ポリエステル繊維が70質量%、および芯鞘構成の低融点ポリエステル繊維(融点:150℃)が30質量%からなる米坪量が500g/m2の繊維ウェブを熱ロールにて加熱−冷却し、通気性多孔質材料からなる第1吸音層を得た。
該第1吸音層は、厚さ:5mm、密度:100kg/m3、通気抵抗:0.45kPa・s/mであった。
C:第2吸音層および表皮材の製造
ポリエステル繊維からなるニードルパンチング法による米坪量が70g/m2の繊維シートに、スルホメチル化フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物(固形分:45%水溶液)が40質量部、フッ素系撥水・撥油剤(固形分:20%水溶液)が2質量部、カーボンブラック(固形分:20%水分散液)が1質量部、水が57質量部からなる混合液を固形分として10g/m2の塗布量になるように含浸させ、150℃で2分間乾燥させることにより、該縮合物をプレキュアさせた表皮材を得た。
上記表皮材の裏面に、クモノ巣状のホットメルト接着剤(融点:135℃、目付量:10g/m2)を重ね、さらにそのホットメルト接着剤上に針葉樹パルプが70質量%、広葉樹パルプが30質量%の混合比率としたクレープ加工紙(米坪量:20g/m2、クレープ率:30%、通気抵抗:0.16kPa・s/m)からなる延伸性紙材料を接着させた後、アクリル酸エステルエマルジョンを該延伸性紙材料の上に固形分として20g/m2の塗布量でロールコーターを用いて塗布し、120℃で吸引しながら2分間乾燥させることにより、上記表皮材が積層された第2吸音層を得た。
D:表層材の製造
上記Bで得られた第1吸音層と、上記Cで得られた第2吸音層および表皮材とを、それらの間に上記Cで用いたクモノ巣状のホットメルト接着剤(融点:135℃、目付量:10g/m2)を介在させて積層し、その積層されたものを熱ロールを用いて圧着することにより、表層材を得た。
該表層材は、厚さ:6mm、通気抵抗:0.98kPa・s/mであった。
E:緩衝吸音材の製造
上記Dで得られた表層材3と、上記Aで得られた多孔部材2とを用い、図1に示す形状の緩衝吸音材1を作製した。
該緩衝吸音材は、ポリプロピレンを射出成形することによって得られた厚さ:1mm、重量:1690kg/m2の基板(7)に取り付けて止着した。
C:表皮材の製造
実施例1において、上記Cで用いた延伸性紙材料とアクリル酸エステルエマルジョンを除去して表皮材のみとした。
上記Cの表皮材を実施例1のBで用いた第1吸音層に接着して表層材とした他は、実施例1と同様にして緩衝吸音材を作製した。
なお、得られた表層材は、厚さ:6mm、通気抵抗:0.49kPa・s/mであった。また該表皮材と該第1吸音層との接着には、実施例1のCで用いたクモノ巣状ホットメルト接着剤を用いた。
B:第1吸音層の製造
実施例1において、上記Bの米坪量を1200g/m2とした他は同様にして第1吸音層を得た。
該第1吸音層は、厚さ:5mm、密度:240kg/m3、通気抵抗:0.92kPa・s/mであった。
上記Bの第1吸音層に比較例1のCで用いた表皮材を接着して表層材とした他は、実施例1と同様にして緩衝吸音材を作製した。
なお、得られた表層材は、厚さ:6mm、通気抵抗:0.99kPa・s/mであった。また該表皮材と該第1吸音層との接着には、上記Cで用いたクモノ巣状ホットメルト接着剤を用いた。
B:第1吸音層の製造
比較例2において、上記Bの米坪量を800g/m2とした他は同様にして第1吸音層を得た。
該第1吸音層は、厚さ:10mm、密度:80kg/m3、通気抵抗:0.37kPa・s/mであった。
上記Bの第1吸音層を変更した他は、比較例2と同様にして緩衝吸音材を作製した。
なお、得られた表層材は、厚さ:11mm、通気抵抗:0.41kPa・s/mであった。
実施例1において、上記Bで用いた第1吸音層を除去し、上記Cで用いた表皮材および第2吸音層を表層材とした他は同様にして緩衝吸音材を作製した。
なお、得られた表層材は、厚さ:1mm、通気抵抗:0.37kPa・s/mであった。
F:吸音材の製造
ポリエステル繊維が70質量%、および芯鞘構成の低融点ポリエステル繊維(融点:150℃)が30質量%からなる米坪量が1500g/m2の繊維ウェブを熱ロールにて加熱−冷却し、通気性多孔質材料からなる吸音材を得た。
該吸音材は、厚さ:10mm、密度:150kg/m3、通気抵抗:1.01kPa・s/mであった。
そして、上記吸音材を実施例1で用いた基板(7)に取り付けて止着し、緩衝吸音材とした。
実施例1、比較例1〜5の各緩衝吸音材について、それぞれの重量と通気抵抗を測定した。その結果を表1に示す。
なお、緩衝吸音材の全重量については、表層材および多孔部材の他、使用された接着剤や樹脂等の全ての重量をDry換算でg/m2として測定した。ただし、比較例5は通気性多孔質材料のみとした。
通気抵抗については、多孔部材を除き、表層材の部分の通気抵抗を測定した。
なお、測定は、JIS A 1409の残響室法吸音率の測定方法に準じて行った。
第2吸音層(クレープ加工紙)を省略した従来品に相当する比較例1は実施例1に比べて、表層材の通気抵抗が小さく、吸音性能が劣っていることが確認された。
比較例1に比べて第1吸音層の米坪量を増した比較例2は、比較例1と比べれば吸音性能は向上したものの実施例1に比べると劣り、また重量が約2倍に増していることが確認された。
比較例1に比べて第1吸音層の厚さを増した比較例3は、比較例1と比べれば吸音性能は向上したものの、実施例1に比べると劣り、また厚さも増していることが確認された。
第1吸音層を省略した比較例4は、実施例1に比べると吸音性能が極端に悪いことが確認された。
通気性多孔質材料のみとした比較例5は、吸音性能を向上させるために米坪量を増加させる必要があることが確認された。
A:多孔部材の製造
ポリプロピレンが70質量%、低密度ポリエチレンが10質量%、タルクが20質量%の混合物からなる熱可塑性樹脂から押出成形した厚さ0.3mmのシートを用い、真空成形によって図6に示す形状の多孔部材21を得た。
該多孔部材21は、厚さT:5mm、一辺の長さL:20mmであった。
B:第1吸音層の製造
ケナフ繊維が60質量%、ポリプロピレン繊維が30質量%、ポリエステル繊維が10質量%からなる米坪量が500g/m2の繊維ウェブを熱ロールにて加熱−冷却し、通気性多孔質材料からなる第1吸音層を得た。
該第1吸音層は、厚さ:3mm、密度:167kg/m3、通気抵抗:0.32kPa・s/mであった。
C:第2吸音層および表皮材の製造
ポリエステル繊維からなるニードルパンチング法による米坪量が80g/m2の繊維シートを表皮材とした。
該表皮材の裏面に、共重合ポリアミドからなるホットメルト接着剤(融点:125℃、粒度:200μm)をスキャッタリング方式にて5g/m2の塗布量となるように塗布した。
さらに該ホットメルト接着剤上に、針葉樹パルプが70質量%、広葉樹パルプが30質量%の混合比率としたクレープ加工紙(米坪量:20g/m2、クレープ率:40%、通気抵抗:0.63kPa・s/m)からなる延伸性紙材料を重合し、130℃の熱ロールにて加熱−冷却することにより、該表皮材と延伸性紙材料を接着して、表皮材が積層された第2吸音層を得た。
D:表層材の製造
上記Bで得られた第1吸音層と、上記Cで得られた第2吸音層および表皮材とを、それらの間にクモノ巣状のホットメルト接着剤(融点:125℃、目付量:5g/m2)を介在させて積層し、その積層されたものを熱ロールを用いて圧着することにより、表層材を得た。
該表層材は、厚さ:3mm、通気抵抗:1.12kPa・s/mであった。
E:緩衝吸音材の製造
上記Dで得られた表層材を上記Aで得られた多孔部材21に締結具により取り付けて緩衝吸音材を作製した。
上記のようにして得られた緩衝吸音材は、自動車のドアトリム、フロア内外面、トランクルームトリム、フェンダーライナー等に適用可能な緩衝吸音材として有用である。
A:多孔部材の製造
変性ポリフェニレンエーテルが50質量%、66ナイロンが45質量%、スチレン−水素添加ポリオレフィン−スチレンブロック共重合体が5質量%のポリマーアロイ混合物からなる熱可塑性樹脂から押出成形した厚さ0.6mmのシートを用い、真空/圧空成形によって図1に示す形状の多孔部材2を得た。
該多孔部材2は、厚さT:80mm、一辺の長さL:50mmであった。
B:第1吸音層の製造
再生炭素繊維が10質量%、ガラス繊維が60質量%、芯鞘構成低融点ポリエステル繊維(融点:150℃)が30質量%からなる米坪量が800g/m2の繊維ウェブを加熱−冷却し、通気性多孔質材料からなる第1吸音層を得た。
該第1吸音層は、厚さ:30mm、密度:26.6kg/m3、通気抵抗:0.22kPa・s/mであった。
C:第2吸音層および表皮材の製造
ポリエステル繊維からなるスパンボンド法による米坪量が50g/m2の繊維シートを表皮材とした。
該表皮材の裏面に、共重合ポリアミドからなるホットメルト接着剤(融点:135℃、粒度:200μm)をスキャタリング方式にて5g/m2の塗布量となるように塗布した。
さらに該ホットメルト接着剤上に、針葉樹パルプが70質量%、広葉樹パルプが30質量%の混合比率としたエンボス加工紙(米坪量:20g/m2、突起高さ:0.2mm、突起数:64個/cm2、通気抵抗:0.47kPa・s/m)からなる延伸性紙材料を重合し、140℃の熱ロールにて加熱−冷却することにより、該表皮材と延伸性紙材料を接着した。
そして、スルフィメチル化フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物(固形分:45%水溶液)が40質量部、フッ素系撥水・撥油剤(固形分:20%水溶液)が2質量部、カーボンブラック(固形分:20%水分散液)が1質量部、水が57質量部からなる混合液を固形分として20g/m2の塗布量となるように含浸させ、150℃で2分間乾燥し、該縮合部をプレキュアさせることにより、第2吸音層および表皮材を得た。
D:表層材の製造
上記Bで得られた第1吸音層と、上記Cで得られた第2吸音層および表皮材とを重合し、180℃で熱圧プレス成形させることにより、表層材を得た。
該表層材は、厚さ:30mm、通気抵抗:0.78kPa・s/mであった。
E:緩衝吸音材の製造
上記Dで得られた表層材3と上記Aで得られた多孔部材2とを用い、これらをアルミニウム製の基板に取り付けて図1に示す形状の緩衝吸音材1を得た。
上記のようにして得られた緩衝吸音材は、耐熱、耐候性に優れ、空調機、壁面、高架下面等に有用である。
2,21,22,23,24 多孔部材
3 表層材
4 通気性多孔質材料
5 延伸性紙材料
6 表皮材
7 被覆パネル
Claims (9)
- 多孔部材と該多孔部材に積層されている表層材からなる緩衝吸音材であって、
前記表層材は、少なくとも延伸性紙材料によって構成される層を有する
ことを特徴とする緩衝吸音材。 - 前記延伸性紙材料は、表面に凹凸が形成されている
請求項1に記載の緩衝吸音材。 - 前記表層材は、前記多孔部材上に配置されている第1吸音層と、該第1吸音層上に積層されている第2吸音層と、該第2吸音層上に積層されている表皮材とを有し、
前記第2吸音層は、前記延伸性紙材料からなる
請求項1又は請求項2に記載の緩衝吸音材。 - 前記第1吸音層及び前記表皮材は、通気性多孔質材料からなる
請求項3に記載の緩衝吸音材。 - 前記多孔部材は、セル構造を形成するための多孔が設けられている熱可塑性樹脂製のパネル部材である
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の緩衝吸音材。 - 前記延伸性紙材料は、米坪量が10〜50g/m2、通気抵抗が0.06〜3.0kPa・s/mであり、
前記表層材は、通気抵抗が0.4〜5.0kPa・s/mの範囲に設定されている
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の緩衝吸音材。 - 前記延伸性紙材料の表面および/または裏面に合成樹脂が塗布されることによって、上記表層材の通気抵抗が調節されている
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の緩衝吸音材。 - 前記延伸性紙材料は、クレープ加工および/またはエンボス加工紙である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の緩衝吸音材。
- 騒音源を被覆する被覆パネル上に請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の緩衝吸音材を配置した構造であって、
該緩衝吸音材は、前記表層材が前記騒音源に向き、前記多孔部材側が前記被覆パネル側に向くようにして配置されている
ことを特徴とする吸音構造。
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