(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルを区画する骨格樹脂が一端から他端に向かって筋状に延びているポリウレタンフォームからなる発泡本体を有し、該骨格樹脂中には、該一端から該他端方向に配向している磁性体粒子と、非磁性体からなり該一端から該他端方向に互いに連接している高熱伝導性フィラーと、が含有されているウレタン発泡成形体の製造方法であって、
発泡ウレタン樹脂原料と、該磁性体粒子と、該高熱伝導性フィラーと、を混合して混合原料とする原料混合工程と、
該混合原料を発泡型のキャビティ内に注入し、該キャビティの一端から他端に向かって形成され該キャビティ内の磁束密度の差が±１０％以内の磁場中で発泡させる発泡工程と、
を有することを特徴とするウレタン発泡成形体の製造方法。
【請求項２】
前記高熱伝導性フィラーは、炭素繊維である請求項１に記載のウレタン発泡成形体の製造方法。
【請求項３】
前記磁性体粒子は、鉄粉である請求項１または請求項２に記載のウレタン発泡成形体の製造方法。
【請求項４】
前記磁性体粒子の粒子径は、１００μｍ以下である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のウレタン発泡成形体の製造方法。
【請求項５】
前記高熱伝導性フィラーの熱伝導率は、５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のウレタン発泡成形体の製造方法。
【請求項６】
前記発泡ウレタン樹脂原料は、ポリオールを含むポリオール原料とポリイソシアネートを含むポリイソシアネート原料とからなり、
前記磁性体粒子と前記高熱伝導性フィラーとは、予め該ポリオール原料および該ポリイソシアネート原料の少なくとも一方に配合調製されており、
該ポリオール原料と該ポリイソシアネート原料とを、各々高圧で噴射して衝突させることにより混合して、前記混合原料とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のウレタン発泡成形体の製造方法。
【請求項７】
前記磁性体粒子および前記高熱伝導性フィラーの最大長さは、前記ポリオール原料および前記ポリイソシアネート原料が噴射される噴射孔の孔径よりも小さい請求項６に記載のウレタン発泡成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば吸音材や振動吸収材等として用いられるウレタン発泡成形体、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウレタン発泡成形体は、吸音材、振動吸収材等として、自動車等の様々な分野で用いられている（例えば特許文献１参照）。ウレタン発泡成形体は、内部に多数のセル（気泡）を有する。このため、ウレタン発泡成形体の熱伝導率は小さい。したがって、発熱を伴うエンジン、モーター等の周囲に配置した場合、ウレタン発泡成形体に熱が蓄積され、エンジン、モーター等の温度上昇を招くおそれがある。このような問題を解消するためには、ウレタン発泡成形体の放熱性を向上させる必要がある。例えば、特許文献２、３には、配向した磁性体粒子を有するウレタン発泡成形体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９７６４５号公報
【特許文献２】特開２００７−２３０５４４号公報
【特許文献３】特開２００９−５１１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２、３に開示されているウレタン発泡成形体のように、ポリウレタンフォーム中の磁性体粒子を、互いに連接した状態で配向させると、磁性体粒子の配向方向に熱の伝達経路が形成される。これにより、ウレタン発泡成形体の放熱性が向上する。ここで、磁性体粒子は、磁場中での発泡成形時に、磁力線に沿って配向する。所望の配向状態を得るため、磁性体粒子には、磁化特性に優れた鉄、ステンレス鋼等が用いられる。しかし、鉄やステンレス鋼の熱伝導率は小さい。このため、これら磁性体粒子を配向させても、ウレタン発泡成形体の放熱性を満足いくレベルまで向上させるのは難しい。
【０００５】
放熱性の向上を図るという観点では、ウレタン発泡成形体中に、熱伝導率の大きなフィラーを、互いに連接した状態で含有させることが有効と考えられる。熱伝導率の大きなフィラーとしては、例えば、炭素繊維が挙げられる。しかし、炭素繊維は非磁性体である。このため、炭素繊維は、磁場中で配向しにくい。したがって、上記磁性体粒子のように、磁場中での発泡成形により炭素繊維を連接させて、熱の伝達経路を形成することはできない。よって、炭素繊維を配合してウレタン発泡成形体を製造しても、炭素繊維による放熱効果を、充分に発揮させることはできない。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、所望の吸音特性を有すると共に熱伝導性の高いウレタン発泡成形体、およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記課題を解決するため、本発明のウレタン発泡成形体は、セルを区画する骨格樹脂が一端から他端に向かって筋状に延びているポリウレタンフォームからなる発泡本体を有し、該骨格樹脂中には、該一端から該他端方向に配向している磁性体粒子と、非磁性体からなり該一端から該他端方向に互いに連接している高熱伝導性フィラーと、が含有されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のウレタン発泡成形体における発泡本体は、方向性を持たないセル構造を有する通常のポリウレタンフォームとは異なり、セルを区画する骨格樹脂が一端から他端に向かって筋状に延びているポリウレタンフォームからなる。ここで、「一端」と「他端」とは、必ずしも１８０°対向している必要はない。すなわち、骨格樹脂は、一端と他端との間において、直線状に延在していても、曲線状に延在していてもよい。また、中心から外周に向かって放射状に延在していてもよい。また、これらの形状を組み合わせた形状で延在していてもよい。
【０００９】
骨格樹脂中には、磁性体粒子と高熱伝導性フィラーとが含有されている。高熱伝導性フィラーの熱伝導率は大きい。しかし、高熱伝導性フィラーは、非磁性体からなる。よって、磁場中で配向させにくい。このため、本来ならば、非磁性体からなる高熱伝導性フィラーを、ある方向に沿った状態で骨格樹脂中に含有させることは難しい。この点、本発明のウレタン発泡成形体では、磁性体粒子の磁場配向を利用している。すなわち、発泡本体の成形時に、一端から他端に向かう磁場を作用させると、樹脂原料に含まれる磁性体粒子が磁力線に沿って配向する。磁性体粒子の配向に伴い、樹脂が圧延されるように流動して、磁場の方向、すなわち一端から他端方向に筋状に延びるような骨格が構築される。この際、磁性体粒子と共に樹脂原料に含まれる高熱伝導性フィラーも、樹脂の流動により、あたかも一端から他端方向に配向するように移動する。その結果、高熱伝導性フィラーは、一端から他端方向に互いに連接した状態で、骨格樹脂中に配置される。
【００１０】
このように骨格樹脂中に配置された高熱伝導性フィラーの作用により、本発明のウレタン発泡成形体は、高い熱伝導性を有する。すなわち、本発明のウレタン発泡成形体の一端に加わった熱は、高熱伝導性フィラーを介して配向方向の他端に伝達され、他端から速やかに放出される。したがって、本発明のウレタン発泡成形体によると、発熱源となる吸音対象物の温度上昇を、効果的に抑制することができる。
【００１１】
また、後述する実施例からも明らかなように、本発明のウレタン発泡成形体は、特定の周波数領域において高い吸音性を示すことも確認されている。このように、本発明のウレタン発泡成形体は、高い熱伝導性と所望の吸音特性との両方を備えている。
【００１２】
（２）本発明のウレタン発泡成形体の製造方法は、上記（１）の構成のウレタン発泡成形体の製造方法であって、発泡ウレタン樹脂原料と、磁性体粒子と、非磁性体からなる高熱伝導性フィラーと、を混合して混合原料とする原料混合工程と、該混合原料を発泡型のキャビティ内に注入し、該キャビティの一端から他端に向かう磁場中で発泡させる発泡工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の製造方法によると、上記本発明のウレタン発泡成形体を、簡便に製造することができる。すなわち、本発明の製造方法では、上述したように、磁性体粒子の磁場配向を利用して、ウレタン発泡成形体を製造する。以下、発泡工程における反応について詳しく説明する。図１に、発泡工程における反応の一部をモデル図で示す。なお、本発明における磁性体粒子および高熱伝導性フィラーの大きさ、形状等は、図１により何ら限定されない。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、混合原料９は、発泡ウレタン樹脂原料９０と、磁性体粒子９１と、高熱伝導性フィラー９２と、が混合されてなる。発泡工程では、混合原料９中に、気泡９３が生成される。通常、気泡９３の膜（泡膜）９３０表面は、発泡ウレタン樹脂原料９０に含まれる整泡剤９００により安定化されている。しかし、混合原料９には、磁性体粒子９１が含まれている。磁性体粒子９１は、泡膜９３０に侵入する。磁性体粒子９１は、破泡作用を有する。よって、図１（ｂ）に示すように、泡膜９３０に侵入した磁性体粒子９１により、気泡９３は破壊される。この際、図１（ｂ）中、白抜き矢印で示すように、下から上の方向に磁場を作用させると、磁性体粒子９１が上下方向に配向する。磁性体粒子９１の配向に伴って、泡膜９３０が上下方向に圧延されるように流動し、発泡本体の骨格が構築される。泡膜９３０の流動に伴い、高熱伝導性フィラー９２も、上下方向に揃うように移動する。これにより、高熱伝導性フィラー９２は、上下方向に互いに連接した状態で、骨格樹脂中に配置される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、所望の吸音特性を有すると共に熱伝導性の高いウレタン発泡成形体、およびその簡便な製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のウレタン発泡成形体の製造過程における、発泡工程の反応の一部を示すモデル図である。
【図２】実施例において、ウレタン発泡成形体の製造に使用した磁場発生装置の斜視図である。
【図３】同磁場発生装置の断面図である。
【図４】実施例１のウレタン発泡成形体の軸方向（磁場方向）断面のＳＥＭ写真である。
【図５】同断面における骨格樹脂の一部を拡大したＳＥＭ写真である。
【図６】比較例２のウレタン発泡成形体の軸方向断面のＳＥＭ写真である。
【図７】同断面における骨格樹脂の一部を拡大したＳＥＭ写真である。
【図８】実施例１および比較例１〜５のウレタン発泡成形体の熱伝導率の測定結果を示すグラフである。
【図９】実施例１および比較例１のウレタン発泡成形体の吸音率の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のウレタン発泡成形体およびその製造方法の実施形態について説明する。なお、本発明のウレタン発泡成形体およびその製造方法は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【００１８】
＜ウレタン発泡成形体＞
本発明のウレタン発泡成形体は、セルを区画する骨格樹脂が一端から他端に向かって筋状に延びているポリウレタンフォームからなる発泡本体を有し、該骨格樹脂中には、該一端から該他端方向に配向している磁性体粒子と、非磁性体からなり該一端から該他端方向に互いに連接している高熱伝導性フィラーと、が含有されている。
【００１９】
発泡本体の骨格樹脂の構造は、例えば、発泡本体の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより、確認することができる。また、本発明のウレタン発泡成形体は、発泡本体の一端および他端の少なくとも一方に、セルのない表皮層を有していてもよい。表皮層は、例えば、密閉された発泡型内で発泡成形し、発泡ウレタン樹脂原料を発泡型の内壁と接触させて、発泡を抑制することにより形成することができる。また、表皮層となるウレタン樹脂部材を、予め発泡型に設置して、発泡ウレタン樹脂原料を発泡成形させてもよい。
【００２０】
骨格樹脂に含まれる磁性体粒子は、磁化特性に優れたものであればよく、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、ガドリニウム、ステンレス鋼等の強磁性体、ＭｎＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＦｅＣｌ２、ＭｎＡｓ等の反強磁性体、およびこれらを用いた合金類の粒子が好適である。なかでも、微細な粒子として入手しやすいという観点から、鉄粉等が好適である。
【００２１】
磁性体粒子の大きさは、分散性、配向性、および発泡反応時における破泡作用等を考慮して決定すればよい。例えば、磁性体粒子の粒子径を、１００μｍ以下とすることが望ましい。分散性、配向性を向上させると共に、泡膜を破泡して所望の骨格を構築するという観点では、磁性体粒子の粒子径は小さい方がよい。例えば、５０μｍ以下、２０μｍ以下、さらには１０μｍ以下とすると好適である。また、入手容易性の観点から、磁性体粒子の粒子径を、０．１μｍ以上とすることが望ましい。なお、ここでは、粒子の最大長さを粒子径とする。
【００２２】
磁性体粒子の形状は、特に限定されるものではない。例えば、分散しやすく、発泡反応時に泡膜への侵入が容易であるという観点から、球状（真球状および略真球状）の粒子を採用することが望ましい。
【００２３】
磁性体粒子の含有量は、配向により樹脂を流動させて骨格を構築するという観点から、発泡本体の体積を１００体積％とした場合の（以下、含有量において同じ）０．５体積％以上とすることが望ましい。１体積％以上とするとより好適である。一方、発泡反応に対する影響やコスト等を考慮して、磁性体粒子の含有量を、１０体積％以下とすることが望ましい。５体積％以下とするとより好適である。
【００２４】
骨格樹脂に含まれる高熱伝導性フィラーは、非磁性体であって、熱伝導率が大きいものであればよい。本明細書では、上記強磁性体および反強磁性体以外の、反磁性体および常磁性体を、非磁性体と称す。例えば、高熱伝導性フィラーの熱伝導率は、３００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが望ましい。５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるとより好適である。高熱伝導性フィラーとしては、例えば、炭素材料や、銅、アルミニウム、およびこれらを母材とする合金等を用いることができる。
【００２５】
高熱伝導性フィラーの形状は、特に限定されるものではない。例えば、繊維状、鱗片状、柱状、球状、楕円球状、長円球状（一対の対向する半球を円柱で連結した形状）等の種々の形状を採用することができる。高熱伝導性フィラーが球以外の形状をなす場合には、高熱伝導性フィラー同士が、点ではなく、線および面の少なくとも一方で接触する。このため、点で接触する場合と比較して、高熱伝導性フィラー同士の接触面積が大きくなる。これにより、熱の伝達経路が確保されやすくなると共に、伝達される熱量も大きくなる。例えば、炭素繊維等の繊維状のフィラーは、製造コスト、製造の容易さ等の観点から好適である。
【００２６】
また、高熱伝導性フィラーの大きさ（最大長さ）は、分散性、製造する発泡本体の大きさ等を考慮して決定すればよい。例えば、最大長さが５００μｍ以下のものを使用するとよい。
【００２７】
高熱伝導性フィラーの含有量は、発泡反応に対する影響、熱伝導性の向上効果等を考慮して、決定すればよい。例えば、発泡反応を阻害せず、所望の吸音特性を満足する発泡本体を得るためには、高熱伝導性フィラーの含有量を、１０体積％以下とすることが望ましい。５体積％以下とするとより好適である。一方、熱伝導性の向上効果を得るためには、高熱伝導性フィラーの含有量を、０．５体積％以上とすることが望ましい。１体積％以上とするとより好適である。
【００２８】
＜ウレタン発泡成形体の製造方法＞
本発明のウレタン発泡成形体の製造方法は、原料混合工程と発泡工程とを有する。以下、各工程について説明する。
【００２９】
（１）原料混合工程
本工程は、発泡ウレタン樹脂原料と、磁性体粒子と、非磁性体からなる高熱伝導性フィラーと、を混合して混合原料とする工程である。
【００３０】
発泡ウレタン樹脂原料は、ポリオール、ポリイソシアネート等の既に公知の原料から調製すればよい。ポリオールとしては、多価ヒドロキシ化合物、ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリマーポリオール類、ポリエーテルポリアミン類、ポリエステルポリアミン類、アルキレンポリオール類、ウレア分散ポリオール類、メラミン変性ポリオール類、ポリカーボネートポリオール類、アクリルポリオール類、ポリブタジエンポリオール類、フェノール変性ポリオール類等の中から適宜選択すればよい。また、ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、およびこれらの誘導体（例えばポリオール類との反応により得られるプレポリマー類、変成ポリイソシアネート類等）等の中から適宜選択すればよい。
【００３１】
発泡ウレタン樹脂原料には、さらに、触媒、発泡剤、整泡剤、架橋剤、難燃剤、帯電防止剤、減粘剤、安定剤、充填剤、着色剤等を適宜配合してもよい。例えば、触媒としては、テトラエチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン等のアミン系触媒や、ラウリン酸錫、オクタン酸錫等の有機金属系触媒が挙げられる。また、発泡剤としては水が好適である。水以外には、塩化メチレン、フロン、ＣＯ２ガス等が挙げられる。また、整泡剤としてはシリコーン系整泡剤が、架橋剤としてはトリエタノールアミン、ジエタノールアミン等が好適である。
【００３２】
磁性体粒子の種類、大きさ、形状、含有量については、上記本発明の発泡ウレタン成形体の説明において述べた通りである。混合原料には、上記鉄粉等のように、磁性体粒子をそのまま使用してもよいが、溶媒中に磁性体粒子を分散させた分散液を使用してもよい。このような分散液としては、例えば、ミクロンサイズの磁性体粒子を含有する磁気粘性流体（Ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ流体；ＭＲ流体）や、ナノサイズの磁性体粒子を含有する磁性流体（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｌｕｉｄ；ＭＦ）にミクロンサイズの磁性体粒子を混合した磁気混合流体（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ  ｆｌｕｉｄ；ＭＣＦ）等が挙げられる。なお、ここでいう磁気混合流体（ＭＣＦ）とは、例えば特開２００２−１７０７９１号公報に記載されている粒子分散型混合機能性流体のようなものである。具体的には、シグマハイケミカル社製の商品「Ｅ−６００」、ロード社製の商品「ＭＲＦ−１２２−２ＥＤ」、「ＭＲＦ−１３２ＤＧ」、「ＭＲＦ−１４０ＣＧ」等を用いることができる。
【００３３】
高熱伝導性フィラーの種類、大きさ、形状、含有量については、上記本発明の発泡ウレタン成形体の説明において述べた通りである。よって、ここでは説明を省略する。
【００３４】
本工程における混合は、発泡ウレタン樹脂原料、磁性体粒子、および高熱伝導性フィラーを、プロペラ等を用いて機械的に攪拌して行うことができる。また、発泡ウレタン樹脂原料の成分に、磁性体粒子、高熱伝導性フィラーを適宜添加して、予め二種類の原料（ポリオール原料、ポリイソシアネート原料）を調製しておき、これらの原料を、各々、高圧で噴射することにより、原料同士を衝突させて行ってもよい。
【００３５】
後者の衝突攪拌法を採用する場合、本工程を、発泡ウレタン樹脂原料は、ポリオールを含むポリオール原料とポリイソシアネートを含むポリイソシアネート原料とからなり、磁性体粒子と高熱伝導性フィラーとは、予め該ポリオール原料および該ポリイソシアネート原料の少なくとも一方に配合調製されており、該ポリオール原料と該ポリイソシアネート原料とを、各々高圧で噴射して衝突させることにより混合して、前記混合原料とするという構成にすることができる。本構成によると、連続生産が可能になる。よって、本構成は、大量生産に好適である。また、本構成によると、機械的に攪拌する方法と比較して、混合するごとに必要であった容器の洗浄工程が不要となり、歩留まりも向上する。よって、製造コストを低減することができる。
【００３６】
本構成（衝突攪拌法）では、磁性体粒子と高熱伝導性フィラーとが予め配合されたポリオール原料、ポリイソシアネート原料を、各々、高圧発泡装置のミキシングヘッドに設けられた噴射孔から高圧で噴射させて衝突させる。上述したように、発泡反応時に配向し、泡膜を破泡して所望の骨格を構築するという観点から、磁性体粒子の粒子径は、１００μｍ以下であることが望ましい。また、高熱伝導性フィラーの最大長さは、５００μｍ以下であることが望ましい。仮に、磁性体粒子および高熱伝導性フィラーの大きさが、噴射孔の孔径よりも大きいと、磁性体粒子等の接触により、噴射孔に傷が付きやすい。これにより、ミキシングヘッドの耐久性が低下するおそれがある。また、磁性体粒子および高熱伝導性フィラーの大きさが大きい程、磁性体粒子および高熱伝導性フィラーが、ポリオール原料等において沈降しやすくなる。このため、均一な混合が難しい。よって、衝突攪拌法を採用する場合には、磁性体粒子および高熱伝導性フィラーの最大長さは、ポリオール原料およびポリイソシアネート原料が噴射される噴射孔の孔径よりも、小さいことが望ましい。こうすることで、ミキシングヘッドに対する負荷を低減し、高圧発泡装置の高寿命化を図ることができる。また、磁性体粒子および高熱伝導性フィラーの沈降が抑制されると共に、ポリオール原料等における粘度の上昇も低減することができる。
【００３７】
（２）発泡工程
本工程は、先の原料混合工程にて得られた混合原料を発泡型のキャビティ内に注入し、該キャビティの一端から他端に向かう磁場中で発泡させる工程である。例えば、キャビティの一端から他端に向かって、磁力線が略平行になるような磁場中で発泡させると、発泡本体の骨格樹脂は、一端から他端に向かって略直線状に延びる。このような磁場を形成するためには、例えば発泡型を挟むように、発泡型の一端および他端の両面近傍に磁石を配置すればよい。磁石には、永久磁石または電磁石を用いればよい。電磁石を用いると、磁場形成のオン、オフを瞬時に切り替えることができ、磁場の強さの制御が容易である。よって、発泡成形を制御しやすい。
【００３８】
また、磁場を構成する磁力線は閉ループを形成していることが望ましい。こうすることで、磁力線の漏洩が抑制され、キャビティ内に安定した磁場を形成することができる。なお、発泡型の外部に配置した磁石により、発泡型の内部に磁場を形成させるには、発泡型としては透磁率の低い材質、つまり非磁性の材質のものを使用するとよい。例えば、通常ポリウレタンの発泡成形に使用されるアルミニウムやアルミニウム合金製の発泡型であれば問題ない。この場合、電磁石等の磁力源から発生する磁場、磁力線が影響を受けにくく、磁場状態のコントロールがしやすい。ただし、必要とする磁場、磁力線の状態に応じて適宜、磁性材料からなる発泡型を使用してもよい。
【００３９】
磁場は、発泡ウレタン樹脂原料の粘度が比較的低い間にかけられることが望ましい。発泡ウレタン樹脂原料が増粘し、発泡成形がある程度終了した時に磁場をかけると、磁性体粒子が配向しにくいため、所望の骨格を構築することができない。なお、発泡成形を行う時間のすべてにおいて磁場をかける必要はない。
【００４０】
例えば、キャビティ内における磁力分布を考慮せずに、一対の対向する磁石を用いて発泡成形を行った場合には、磁石の外周に近いほど外側に逃げる磁力線が多くなる。このため、磁石の拡径方向に沿って磁束密度は小さくなる。また、磁石間の間隔が大きくなると、磁石との距離に応じて磁束密度に差が生じやすい。磁束密度が均一でなく、磁場勾配のある磁場中で発泡成形を行うと、混合原料中の磁性体粒子が、磁力線に沿って不要な方向に移動して、所望の骨格を得にくくなる。したがって、磁場の磁束密度は、キャビティの一端から他端に向かう磁力方向、および該磁力方向に対する垂直方向において、略同じであることが望ましい。つまり、キャビティ内の磁束密度は略均一であることが望ましい。例えば、キャビティ内の磁束密度の差が、±１０％以内であるとよい。±５％以内、さらには±３％以内であるとより好適である。
【００４１】
本工程にて発泡成形が終了した後、脱型して、本発明のウレタン発泡成形体を得る。この際、発泡成形の仕方により、発泡本体の一端および他端の少なくとも一方に、表皮層が形成されていてもよい。当該表皮層は、用途に応じて切除してもよい（勿論切除しなくてもよい）。
【実施例】
【００４２】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４３】
＜ウレタン発泡成形体の製造＞
［実施例１］
まず、ポリエーテルポリオール（住化バイエルウレタン社製「Ｓ−０２４８」、平均分子量６０００、官能基数３、ＯＨ価２８ｍｇＫＯＨ／ｇ）１００重量部と、架橋剤のジエチレングリコール（三菱化学社製）２重量部と、発泡剤の水２重量部と、テトラエチレンジアミン系触媒（花王社製「Ｎｏ．３１」）１重量部と、シリコーン系整泡剤（日本ユニカ社製「ＳＺ−１３１３」）０．５重量部と、を配合し、ポリオール原料を準備した。また、ポリイソシアネート原料として、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）（ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン社製「ＮＥ１３２０Ｂ」、ＮＣＯ＝４４．８ｗｔ％）を準備した。ポリオール原料とポリイソシアネート原料とは、ポリエーテルポリオール（ＰＯ）とＭＤＩとの合計重量を１００％とした場合に、ＰＯ：ＭＤＩ＝７８．５：２１．５となるように準備した。
【００４４】
次に、準備したポリオール原料に、磁性体粒子として鉄粉（ＢＡＳＦジャパン（株）製「ＨＱグレード」；直径１．１μｍ、熱伝導率７０Ｗ／ｍ・Ｋ）と、高熱伝導性フィラーとして炭素繊維（帝人（株）製「Ｒａｈｅａｍａ（登録商標）、Ｒ−Ａ３０１」；平均繊維径８μｍ、長さ２００μｍ、熱伝導率６００Ｗ／ｍ・Ｋ）と、を添加した。鉄粉、炭素繊維の配合量は、いずれも、製造するウレタン発泡成形体の体積を１００体積％とした場合の１体積％とした。
【００４５】
続いて、鉄粉および炭素繊維を含むポリオール原料と、ポリイソシアネート原料と、を、高圧発泡装置のミキシングヘッドに対向配置された噴射孔から、各々、高圧で噴射して衝突させることにより混合した。
【００４６】
衝突攪拌により得られた混合原料を、アルミニウム製の発泡型（後述する図２、図３参照。キャビティは直径１００ｍｍ×厚さ２０ｍｍの円筒形。）に注入し、密閉した。続いて、発泡型を磁場発生装置に設置して、発泡成形を行った。図２に、磁場発生装置の斜視図を示す。図３に、同磁場発生装置の断面図を示す。図２、図３に示すように、磁場発生装置１は、一対の電磁石部２Ｕ、２Ｄと、ヨーク部３と、を備えている。
【００４７】
電磁石部２Ｕは、芯部２０Ｕとコイル部２１Ｕとを備えている。芯部２０Ｕは、強磁性体製であって、上下方向に延びる円柱状を呈している。コイル部２１Ｕは、芯部２０Ｕの外周面に配置されている。コイル部２１Ｕは、芯部２０Ｕの外周面に巻装された導線２１０Ｕにより、形成されている。導線２１０Ｕは、電源（図略）に接続されている。
【００４８】
電磁石部２Ｄは、発泡型４を挟んで、上記電磁石部２Ｕの下方に配置されている。電磁石部２Ｄは、上記電磁石部２Ｕと同様の構成を備えている。すなわち、電磁石部２Ｄは、芯部２０Ｄとコイル部２１Ｄとを備えている。コイル部２１Ｄは、芯部２０Ｄの外周面に巻装された導線２１０Ｄにより、形成されている。導線２１０Ｄは、電源（図略）に接続されている。
【００４９】
ヨーク部３は、Ｃ字状を呈している。ヨーク部３のＣ字上端は、電磁石部２Ｕの芯部２０Ｕ上端に接続されている。一方、ヨーク部３のＣ字下端は、電磁石部２Ｄの芯部２０Ｄ下端に接続されている。
【００５０】
発泡型４は、上型４０Ｕと下型４０Ｄとを備えている。発泡型４は、電磁石部２Ｕの芯部２０Ｕと電磁石部２Ｄの芯部２０Ｄとの間に、介装されている。上型４０Ｕは、角柱状を呈している。上型４０Ｕの下面には、円筒状の凹部が形成されている。同様に、下型４０Ｄは、角柱状を呈している。下型４０Ｄの上面には、円筒状の凹部が形成されている。上型４０Ｕと下型４０Ｄとは、互いの凹部の開口同士が向き合うように配置されている。上型４０Ｕと下型４０Ｄとの間には、上記凹部同士が合体することにより、キャビティ４１が区画されている。キャビティ４１には、前述したように、混合原料が充填されている。
【００５１】
導線２１０Ｕに接続された電源および導線２１０Ｄに接続された電源を、共にオンにすると、上方の電磁石部２Ｕの芯部２０Ｕの上端がＳ極に、下端がＮ極に磁化される。このため、芯部２０Ｕに、上方から下方に向かって磁力線Ｌ（図３に点線で示す）が発生する。また、下方の電磁石部２Ｄの芯部２０Ｄの上端がＳ極に、下端がＮ極に磁化される。このため、芯部２０Ｄに、上方から下方に向かって磁力線Ｌが発生する。また、芯部２０Ｕ下端はＮ極であり、芯部２０Ｄ上端はＳ極である。このため、芯部２０Ｕと芯部２０Ｄとの間には、上方から下方に向かって磁力線Ｌが発生する。以上説明したように、電磁石部２Ｕ、２Ｄ間には、上方から下方に向かって磁力線Ｌが発生する。下方の電磁石部２Ｄの芯部２０Ｄ下端から放射された磁力線Ｌは、ヨーク部３を通って、上方の電磁石部２Ｕの芯部２０Ｕ上端に流入する。このように、磁力線Ｌは閉ループを構成するため、磁力線Ｌの漏洩を抑制することができる。
【００５２】
前述したように、発泡型４は、芯部２０Ｕと芯部２０Ｄとの間に介装されている。このため、発泡型４のキャビティ４１内には、上方から下方に向かって略平行な磁力線Ｌにより一様な磁場が形成されている。具体的には、キャビティ４１内の磁束密度は、約２００ｍＴであった。また、キャビティ４１内における磁束密度の差は、±３％以内であった。発泡型４を磁場発生装置１に設置した後、最初の約２分間は、磁場をかけながら発泡成形を行った。続く約５分間は、磁場をかけないで、発泡成形を行った。発泡成形が終了した後、脱型して、円柱状のウレタン発泡成形体を得た。得られたウレタン発泡成形体を、実施例１のウレタン発泡成形体とした。
【００５３】
［比較例１］
鉄粉および炭素繊維を添加する前の上記ポリオール原料と、上記ポリイソシアネート原料と、を、実施例１と同様に、ミキシングヘッドの噴射孔から、各々、高圧で噴射して衝突させることにより混合し、発泡ウレタン樹脂原料とした。得られた発泡ウレタン樹脂原料を、磁場をかけずに発泡成形した。得られたウレタン発泡成形体を、比較例１のウレタン発泡成形体とした。
【００５４】
［比較例２］
上記ポリオール原料に、炭素繊維（同上）のみを添加した。炭素繊維の配合量は、実施例１と同様に、１体積％とした。炭素繊維のみを含むポリオール原料と、上記ポリイソシアネート原料と、を、実施例１と同様に、ミキシングヘッドの噴射孔から、各々、高圧で噴射して衝突させることにより混合した。得られた混合原料を、磁場をかけずに発泡成形した。得られたウレタン発泡成形体を、比較例２のウレタン発泡成形体とした。
【００５５】
［比較例３］
上記ポリオール原料に、鉄粉（同上）のみを添加した。鉄粉の配合量は、実施例１と同様に、１体積％とした。鉄粉のみを含むポリオール原料と、上記ポリイソシアネート原料と、を、実施例１と同様に、ミキシングヘッドの噴射孔から、各々、高圧で噴射して衝突させることにより混合した。得られた混合原料を、磁場をかけずに発泡成形した。得られたウレタン発泡成形体を、比較例３のウレタン発泡成形体とした。
【００５６】
［比較例４］
比較例３の混合原料を、実施例１と同様に、磁場中で発泡成形し、ウレタン発泡成形体を製造した。得られたウレタン発泡成形体を、比較例４のウレタン発泡成形体とした。
【００５７】
［比較例５］
実施例１の混合原料を、磁場をかけずに発泡成形した。得られたウレタン発泡成形体を、比較例５のウレタン発泡成形体とした。
【００５８】
＜ウレタン発泡成形体のＳＥＭ観察＞
製造した実施例１および比較例２のウレタン発泡成形体の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した。図４は、実施例１のウレタン発泡成形体の軸方向（磁場方向）断面のＳＥＭ写真である。図５は、同断面における骨格樹脂の一部を拡大したＳＥＭ写真である。図６は、比較例２のウレタン発泡成形体の軸方向断面のＳＥＭ写真である。図７は、同断面における骨格樹脂の一部を拡大したＳＥＭ写真である。
【００５９】
図４に示すように、実施例１のウレタン発泡成形体では、セルを区画する骨格樹脂が、磁場方向（上下方向）に筋状に延びている。一方、図６に示すように、比較例２のウレタン発泡成形体では、骨格樹脂は網目状に形成されており、骨格樹脂の延びる方向に規則性は見られない。この違いは、鉄粉（磁性体粒子）の有無によるものである。すなわち、実施例１のウレタン発泡成形体は、炭素繊維に加えて鉄粉を含む混合原料から製造されている。このため、磁場中での発泡成形時に、鉄粉が磁力線に沿って配向するのに伴い、樹脂が流動して、図４に示すような骨格が構築されたと考えられる。
【００６０】
また、図５によると、実施例１のウレタン発泡成形体の骨格樹脂中には、鉄粉が磁場方向に連なって配向していることが確認できる。なお、骨格樹脂中には、炭素繊維も含有されている。しかし、炭素繊維は、鉄粉と重なっていると考えられる。よって、図５において、炭素繊維を鉄粉と区別して視認することはできなかった。一方、図７によると、比較例２のウレタン発泡成形体の骨格樹脂中には、炭素繊維が含有されていることが確認できる。しかし、炭素繊維の方向は様々で、上下方向に互いに連接されていない。
【００６１】
＜熱伝導率の測定＞
製造した実施例１および比較例１〜５のウレタン発泡成形体の熱伝導率を測定した。熱伝導率は、ＪＩＳ  Ｒ２６１６（２００１）に準拠した熱線法（プローブ法）により測定した。測定には、京都電子工業（株）製「ＱＴＭ−Ｄ３」を使用した。図８に、熱伝導率の測定結果を示す。
【００６２】
図８に示すように、実施例１のウレタン発泡成形体の熱伝導率は、比較例の各ウレタン発泡成形体と比較して、非常に大きくなった。例えば、比較例５のウレタン発泡成形体は、実施例１のウレタン発泡成形体と同様に、炭素繊維と鉄粉との両方を含む。にも関わらず、その熱伝導率は、炭素繊維のみを含む比較例２のウレタン発泡成形体と、ほとんど同じであった。比較例５のウレタン発泡成形体は、磁場をかけずに発泡成形されている。このため、鉄粉が配向せず、所望の骨格が構築されていないと考えられる。なお、炭素繊維のみを含む比較例２ウレタン発泡成形体の熱伝導率は、鉄粉のみを含む比較例３、４のウレタン発泡成形体と比較して、大きかった。以上の結果より、高熱伝導性フィラーが非磁性体であっても、磁性体粒子と共に配合して、磁場中で発泡成形することにより、熱伝導率の大きなウレタン発泡成形体が得られることが確認された。
【００６３】
＜吸音率の測定＞
実施例１および比較例１のウレタン発泡成形体の吸音率を測定した。吸音率の測定は、ＪＩＳ  Ａ  １４０５の垂直入射吸音率法に準拠して行った。ここで、音波の入射方向は、ウレタン発泡成形体の軸方向（前出図４における上下方向）と同じとした。図９に、吸音率の測定結果を示す。図９中、実施例１のウレタン発泡成形体については太線で、比較例１のウレタン発泡成形体については細線で示す。
【００６４】
図９に示すように、実施例１のウレタン発泡成形体は、比較例１のウレタン発泡成形体と、略同じような吸音特性を示した。このように、本発明のウレタン発泡成形体は、所定の吸音特性を維持しつつ、高い熱伝導性を有する。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のウレタン発泡成形体は、自動車、電子機器、建築等の幅広い分野において用いることができる。例えば、路面の凹凸に起因する騒音を低減するための防音タイヤ、エンジンの騒音を低減するために車両のエンジンルームに配置されるエンジンカバーやサイドカバー、ＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器や家電製品のモーター用吸音材、パソコン等の電子機器の放熱性吸音材、家屋の内外壁用吸音材等に好適である。
【符号の説明】
【００６６】
１：磁場発生装置
２Ｕ、２Ｄ：電磁石部  ２０Ｕ、２０Ｄ：芯部  ２１Ｕ、２１Ｄ：コイル部
２１０Ｕ、２１０Ｄ：導線  ３：ヨーク部  ４：発泡型  ４０Ｕ：上型  ４０Ｄ：下型
４１：キャビティ  Ｌ：磁力線
９：混合原料
９０：発泡ウレタン樹脂原料  ９００：整泡剤
９１：磁性体粒子  ９２：高熱伝導性フィラー  ９３：気泡    ９３０：泡膜
【図１】
0005577065.tif 000002
【図２】
0005577065.tif 000003
【図３】
0005577065.tif 000004
【図８】
0005577065.tif 000005
【図９】
0005577065.tif 000006
【図４】
0005577065.tif 000007
【図５】
0005577065.tif 000008
【図６】
0005577065.tif 000009
【図７】
0005577065.tif 000010