(57)【要約】【課題】  吸音性及び遮音性を確保することができるとともに、圧縮強度等の機械的特性に優れた樹脂成形体を提供する。【解決手段】発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体とから構成される樹脂成形体であって、前記発泡させた樹脂体中及び前記発泡させない樹脂体と前記発泡させた樹脂体との間に気孔が形成されていることを特徴とする樹脂成形体。【選択図】  図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体とから構成される樹脂成形体であって、
前記発泡させた樹脂体中及び前記発泡させない樹脂体と前記発泡させた樹脂体との間に気孔が形成されていることを特徴とする樹脂成形体。
【請求項２】
前記発泡させない樹脂体を構成する樹脂は、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、及び、ＡＢＳ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる請求項１に記載の樹脂成形体。
【請求項３】
前記発泡させない樹脂体は、中空形状を有する請求項１又は２に記載の樹脂成形体。
【請求項４】
前記発泡させない樹脂体は、略同じ断面形状が長手方向に連続する柱形状であり、前記断面形状は、三角、四角、円、楕円、星形、Ｙ字形である請求項１〜３のいずれか１に記載の樹脂成形体。
【請求項５】
前記発泡させない樹脂体は、管状体である請求項１〜４のいずれか１に記載の樹脂成形体。
【請求項６】
前記発泡させない樹脂体は、円管状体であり、その外径は、１．０〜４．０ｍｍ、長さは、３〜９ｍｍである請求項５に記載の樹脂成形体。
【請求項７】
前記発泡させた樹脂体と前記発泡させない樹脂体の合計体積に対する前記発泡させない樹脂体の体積割合は、２０〜４０体積％である請求項１〜６のいずれか１に記載の樹脂成形体。
【請求項８】
前記発泡させた樹脂体を構成する樹脂は、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂及びウレタン系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる請求項１〜７のいずれか１に記載の樹脂成形体。
【請求項９】
吸音部材として用いられる請求項１〜８のいずれか１に記載の樹脂成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡樹脂成形体は、内部に細かな気泡を有するため、軽量であり、優れた断熱性、吸音性、緩衝性等を有するため、住宅などにおける断熱材、吸音材、包装における緩衝材、車両等における吸音材などとして広く利用されている。このような発泡樹脂成形体は、樹脂発泡粒子を加熱等により予備発泡させた後、得られた樹脂発泡体を所定の型等に充填し、水蒸気等により加熱して樹脂発泡体を融着成形することにより得られる。
【０００３】
最近、自動車内や住宅の内部において、外部からの騒音を遮断、吸音し、静かな環境下で過ごすことができるよう、遮音性能、吸音性能に優れた材料が求められている。
【０００４】
特許文献１には、遮音層と吸音層とを積層してなる防音材であって、上記遮音層及び上記吸音層は、共に発泡成形体からなり、上記吸音層は、発泡粒子間に空隙を有するように発泡粒子が相互に点融着してなり、吸音層の空隙率が１５〜４０％のものが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、連続気泡を形成する母材樹脂と、その母材樹脂に分散された独立気泡を形成する膨張した有機中空粒子とからなる吸音材が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、連続気泡型ポリマー発泡体及び微小中空球の全質量に対して、連続気泡ポリマー発泡体４０〜８５質量％と、柔軟な外層を有する微小中空粒子１５〜６０質量％とを含有し、微小中空粒子が所定の粒度分布を有する樹脂発泡体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−０４３８２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６１７号公報
【特許文献３】特表２０１３−５１１５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された防音材では、吸音層を構成する発泡粒子は、相互に点融着しているのみであるため、機械的強度が低く、所定の機械的強度や弾性を要求される部材として使用することは難しかった。
【０００９】
また、特許文献２に開示された防音材では、母材樹脂の連続気泡の内部や母材樹脂中に、独立気泡を有する有機中空粒子が存在するが、製造時に、有機粒子を加熱させることで、有機粒子が膨張し、連続空気層内の空隙を小さくすることにより、広い周波数領域で優れた吸音性と遮音性を実現するとされている。しかし、連続気泡内部の有機粒子への熱の伝わり方は、均一ではなく、そのため有機粒子の膨張度合いも均一とならず、空隙が小さくならないこともあり、その結果、圧縮強度等の機械的特性を確保することが難しいという問題があった。
【００１０】
さらに、特許文献３に開示された樹脂発泡体でも、連続気泡型ポリマー発泡体の連続気泡中に、柔軟な外層を有する微小中空粒子が存在するが、製造時に、加熱により微小中空粒子が膨張し細孔内を満たす。しかし、微小中空粒子の熱の伝わり方は、均一ではなく、そのため有機粒子の膨張度合いも均一とならず、細孔を満たさないこともあり、圧縮強度等の機械的特性を確保することが難しいという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、吸音性及び遮音性を確保することができるとともに、圧縮強度等の機械的特性に優れた樹脂成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の樹脂成形体は、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体とから構成される樹脂成形体であって、上記発泡させた樹脂体中及び上記発泡させない樹脂体と上記発泡させた樹脂体との間に気孔が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の樹脂成形体では、発泡させた樹脂体の他に、樹脂成形体の内部に発泡させない樹脂体を含み、該発泡させない樹脂体は、発泡することがなく、製造の前後で形状が変わりにくいので、樹脂成形体中に発泡させない樹脂体が均一に分散し、骨材として役割を果たす。また、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体は、ともに樹脂であるので、両者の接着性が良好であり、その結果、樹脂成形体の圧縮強度等の機械的特性を改善することができる。
【００１４】
また、発泡させた樹脂体の原料である発泡させるための樹脂粒子は、製造時の加熱において、発泡膨張するが、発泡させない樹脂体は、加熱に対して変形しにくいので、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体が融着しない部分が生じるのである。この結果、発泡させない樹脂体の角となる部分や端部等に融着しない部分により気孔が形成される。このため、この気孔等の存在により、吸音特性が向上し、気孔の形成度合いは樹脂成形体の強度を低下させることがない。その結果、本発明の樹脂成形体は、吸音特性及び圧縮強度等の機械的特性に優れたものとなる。
【００１５】
本発明の樹脂成形体では、上記発泡させない樹脂体を構成する樹脂は、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、及び、ＡＢＳ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種からなることが望ましい。なお、オレフィン系樹脂としては、ポリエチレン樹脂、プロピレン樹脂等が挙げられ、スチレン系樹脂としては、ポリスチレン樹脂等が挙げられる。
上記樹脂成形体において、上記発泡させない樹脂体を構成する樹脂が上記の樹脂からなると、機械的特性に優れているので、骨材としての役割を充分に果たすことができ、発泡させた樹脂体との接着性も良好にしつつ、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体との間で気孔が形成されやすいのであり、優れた吸音特性を有するとともに、機械的特性にも優れる樹脂成形体となる。
【００１６】
本発明の樹脂成形体では、上記発泡させない樹脂体は、中空形状を有することが望ましい。
上記樹脂成形体において、上記発泡させない樹脂体が中空形状を有すると、発泡させた樹脂体の内部のみでなく、発泡させない樹脂体と発泡させた樹脂体との間や発泡させない樹脂体の内部に気孔が存在し易いので、吸音特性が向上する。
なお、本明細書において、中空形状とは、発泡させない樹脂体の内部に空隙が形成されていることをいう。なお、中空形状の空隙は、外部と通じていてもよく、内部に孤立した空隙であってもよい。
【００１７】
本発明の樹脂成形体では、上記発泡させない樹脂体は、略同じ断面形状が長手方向に連続する柱形状であり、上記断面形状は、三角、四角、円、楕円、星形、Ｙ字形であることが望ましい。すなわち、上記発泡させない樹脂体は、三角柱、四角柱、円柱、楕円柱、断面が星形、Ｙ字形の柱状体であることが望ましい。
本発明の樹脂成形体において、上記のように発泡させない樹脂体の形状を変化させることにより、音の周波数に対する吸音特性が変化するので、発泡させない樹脂体の形状を要求される吸音特性にマッチする形状とすることにより、要求される吸音特性に最適な樹脂成形体を提供することができる。
【００１８】
また、本発明の発泡させない樹脂体は、上記した形状の管状体であってもよく、内部に空隙を有さないものであってもよいが、管状体であることが望ましい。
本発明の発泡させない樹脂体が上記形状の管状体であると、管状体の内部に気孔を形成し易く、吸音特性に優れた樹脂成形体を得やすいからである。
【００１９】
本発明の樹脂成形体では、上記発泡させない樹脂体は、円管状体であり、その外径は、１．０〜４．０ｍｍ、長さは、３〜９ｍｍであることがさらに望ましい。
本発明の樹脂成形体において、発泡させない樹脂体が上記形状であると、発泡させない樹脂体の内部や周辺に気孔が形成され易く、円管状体であると、発泡させた樹脂体との接着度合いが高められ、強度が向上し、機械的特性に優れるので、吸音特性及び機械的特性に優れた樹脂成形体となる。また、外径や長さを変化させることにより、音の周波数に対する吸音特性が変化するので、要求に見合った吸音周波数特性を有する樹脂成形体を提供することができる。
【００２０】
本発明の樹脂成形体では、上記発泡させた樹脂体と上記発泡させない樹脂体の合計体積に対する上記発泡させない樹脂体の体積割合は、２０〜４０体積％であることが望ましい。
本発明の樹脂成形体において、上記発泡させた樹脂体と上記発泡させない樹脂体の合計体積に対する上記発泡させない樹脂体の体積割合が２０〜４０体積％であると、吸音特性及び機械的特性に優れた樹脂成形体となる。
【００２１】
本発明の樹脂成形体において、上記発泡させない樹脂体の体積割合が２０体積％未満であると、発泡させない樹脂体の含有量が少なくなるため、吸音率が低下し易い。一方、上記発泡させない樹脂体の体積割合が４０体積％を超えると、発泡させない樹脂体の含有量が多くなりすぎるため、発泡させない樹脂体と発泡させた樹脂体との間の気孔の量が多くなりすぎ、吸音率が低下するし、強度を確保されにくくなる。
【００２２】
本発明の樹脂成形体において、上記発泡させた樹脂体を構成する樹脂は、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂及びウレタン系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種からなることが望ましい。
上記樹脂成形体において、上記発泡させた樹脂体を構成する樹脂がオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂及びウレタン系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種からなるものであると、吸音特性及び機械的特性に優れた樹脂成形体となる。
【００２３】
本発明の樹脂成形体は、吸音部材として用いられることが望ましい。
本発明の樹脂成形体は、上記のように、吸音特性及び機械的特性に優れているので、自動車等における吸音部材として好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の樹脂成形体を構成する発泡させない樹脂体の形状を模式的に示した斜視図である。
【図２】図２は、樹脂成形体に対する垂直入射吸音率の測定装置を模式的に示す説明図である。
【図３】図３は、実施例１における垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例２における垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例３における垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例４における垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例５における垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。
【図８】図８は、実施例６における垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。
【図９】図９は、比較例１における垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。
【図１０】図１０は、比較例２における垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施例１における圧縮強度の測定結果を示すグラフである。
【図１２】図１２は、実施例２における圧縮強度の測定結果を示すグラフである。
【図１３】図１３は、実施例３における圧縮強度の測定結果を示すグラフである。
【図１４】図１４は、実施例４における圧縮強度の測定結果を示すグラフである。
【図１５】図１５は、実施例５における圧縮強度の測定結果を示すグラフである。
【図１６】図１６は、実施例６における圧縮強度の測定結果を示すグラフである。
【図１７】図１７は、比較例１における圧縮強度の測定結果を示すグラフである。
【図１８】図１８は、比較例２における圧縮強度の測定結果を示すグラフである。
【図１９】図１９は、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体との間に形成された気孔を示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の樹脂成形体は、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体とから構成される樹脂成形体であって、上記発泡させた樹脂体中及び上記発泡させない樹脂体と上記発泡させた樹脂体との間に気孔が形成されていることを特徴とする。
【００２６】
本発明の樹脂成形体では、発泡させた樹脂体の他に、樹脂成形体の内部に発泡させない樹脂体を含み、該発泡させない樹脂体は、加熱による発泡膨張することがなく、製造の加熱前後で形状が変わりにくいので、樹脂成形体中に発泡させない樹脂体が均一に分散し、骨材として役割を果たす。また、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体は、ともに樹脂であるので、両者の接着性が良好であり、その結果、樹脂成形体の圧縮強度等の機械的特性を改善することができる。
【００２７】
また、発泡させた樹脂体の原料である発泡させるための樹脂粒子は、製造時の加熱において発泡膨張するが、発泡させない樹脂体は、加熱に対して、変形しにくいので、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体が融着しない部分が生じるのである。この結果、発泡させない樹脂体の角となる部分や端部等に融着しない部分により気孔が形成される。このため、この気孔等の存在により、吸音特性が向上し、気孔の形成度合いは樹脂成形体の強度を確保させるのである。その結果、本発明の樹脂成形体は、吸音特性及び圧縮強度等の機械的特性に優れたものとなる。
図１９は、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体との間に形成された気孔を示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
図１９に示すように、発泡させた樹脂体３１と発泡させない樹脂体３２との間に気孔３３が形成されている。
【００２８】
本発明の樹脂成形体において、発泡させた樹脂体とは、発泡させるための樹脂粒子を発泡させることにより形成されたものをいう。本発明の樹脂成形体では、発泡させるための樹脂粒子は発泡させない樹脂体と混合されるとともに、所定の形状となるように発泡させた樹脂体同士、発泡させない樹脂体同士又は発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体とが融着、成形されている。
【００２９】
発泡させた樹脂体を構成する樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリウレタン等のウレタン系樹脂等が挙げられる。本発明では、上記した樹脂の１種類または２種類以上を用いることができる。これらのなかでは、スチレン系樹脂を使用することが望ましい。上記スチレン系樹脂としては、スチレンホモポリマー、スチレン単量体とスチレンと共重合可能な単量体またはその誘導体から得られるランダム、ブロックまたはグラフト共重合体等が挙げられる。本発明における樹脂成形体としての成形性、強度、耐熱性を加味すると、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂を用いることが望ましい。
【００３０】
本発明の発泡させた樹脂体は、例えば、発泡剤として、プロパン、ブタン、ペンタン等の炭化水素類を使用して発泡させたものであることが望ましい。必要に応じて、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、窒素系難燃剤等の難燃剤；リン系化合物、窒素系化合物、ホウ素系化合物、金属酸化物、鉄含有化合物、ラジカル開始剤等の難燃助剤；シリカ、タルク、ケイ酸カルシウム等の無機化合物；ステアリン酸塩、流動パラフィン、オレフィン系ワックス、ステアリルアミド系化合物、エポキシ化合物等の加工助剤；抗酸化剤；耐光性安定剤；帯電防止剤；着色剤等の添加剤が含まれていてもよい。
【００３１】
発泡させない樹脂体を構成する樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、及び、ＡＢＳ樹脂等からなる群から選ばれる少なくとも１種からなることが望ましく、上記発泡させるための樹脂粒子を発泡させた際の加熱により到達する温度領域において、体積増加が小さい（体積膨張率が小さいもの）がより望ましい。本発明における樹脂成形体としての機械的特性、吸音性能を加味すると、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂を用いることが特に望ましい。
発泡させない樹脂体は、発泡させた樹脂体と成形時に軟化し互いに、融着する必要があるので、発泡させない樹脂体を構成する樹脂の軟化温度と発泡させた樹脂体を構成する樹脂の軟化温度とが近い樹脂の組み合わせにすることが望ましい。また、発泡させない樹脂体を構成する樹脂と発泡させた樹脂体を構成する樹脂とを同種の樹脂の組み合わせとすることがさらに望ましく、その組み合わせの一例としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂が挙げられる。これらの組み合わせは、成形体にした場合での成形性、耐熱性、耐久性等でも優れるからである。
【００３２】
常温下での発泡させない樹脂体の体積に対する、８０〜１５０℃の温度領域における発泡させない樹脂体の体積膨張の割合は、５％未満であることが望ましく、３％未満であることがより望ましい。体積膨張をこの範囲とすることにより、本発明の樹脂成形体内に所望の気孔が形成され、吸音性能が維持されるのである。
【００３３】
さらに、８０〜１５０℃の間の温度領域を経た発泡させない樹脂体の体積増加率は、常温下での発泡させない樹脂体の体積に対して、３％未満であることが望ましい。３％未満であると、成形条件にかかわらず吸音材内に気孔の形成がされやすく、吸音性能が維持されるからである。
【００３４】
本発明の樹脂成形体においては、発泡させない樹脂体の内部に気孔が形成されていてもよく、発泡させない樹脂体の内部及び／又は発泡させない樹脂体と発泡させた樹脂体との間に形成されている気孔は、気孔の全体の１０〜３０体積％であることが望ましい。
【００３５】
本発明の樹脂成形体では、上記発泡させない樹脂体は、中空形状を有することが望ましい。
上記樹脂成形体において、上記発泡させない樹脂体が中空形状を有すると、発泡させた樹脂体の内部のみでなく、発泡させない樹脂体と発泡させた樹脂体との間や発泡させない樹脂体の内部に気孔が存在し易いので、吸音特性が向上する。
なお、本明細書において、中空形状とは、発泡させない樹脂体の内部に空隙が形成されていることをいい、なお、中空形状の空隙は、外部と通じていてもよく、内部に孤立した空隙であってもよい。
【００３６】
本発明の樹脂成形体では、上記発泡させない樹脂体は、略同じ断面形状が長手方向に連続する柱形状であり、上記断面形状は、三角、四角、円、楕円、星形、Ｙ字形であることが望ましい。すなわち、上記発泡させない樹脂体は、三角柱、四角柱、円柱、楕円柱、断面が星形、Ｙ字形の柱状体であることが望ましい。本発明における樹脂成形体においては成形性や吸音性能を加味すると、発泡させない樹脂体の形状は、円柱、楕円柱、三角柱を用いることがより望ましい。
本発明の樹脂成形体において、上記のように発泡させない樹脂体の形状を変化させることにより、音の周波数に対する吸音特性が変化するので、発泡させない樹脂体の形状を要求される吸音特性にマッチする形状とすることにより、要求される吸音特性に最適な樹脂成形体を提供することができる。
【００３７】
また、本発明の発泡させない樹脂体は、上記した形状の管状体であってもよく、内部に空隙を有さないものであってもよいが、管状体であることが望ましい。
本発明の発泡させない樹脂体が上記形状の管状体であると、管状体の内部に気孔を形成し易く、吸音特性に優れた樹脂成形体を得やすいからである。
【００３８】
図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の樹脂成形体を構成する発泡させない樹脂体の形状を模式的に示した斜視図である。
図１（ａ）〜（ｆ）において、図１（ａ）は、断面形状が四角形の管状体１１であり、図１（ｂ）は、断面形状が三角形の管状体１２であり、図１（ｃ）は、断面形状が円形の管状体（円管状体）１３であり、図１（ｄ）は、断面形状が楕円形の管状体１４であり、図１（ｅ）は、断面形状が星形の管状体１５であり、図１（ｆ）は、断面形状がＹ字形の管状体１６である。
【００３９】
上記した形状の発泡させない樹脂体のなかでは、円管状体１３が望ましく、その外径は、０．８〜４．０ｍｍ、長さは、３〜９ｍｍであることが望ましい。また、円管状体の厚さ（肉厚）は、０．０５〜２．０ｍｍであることが望ましい。円管状体の外径は、１．０〜３．０ｍｍであることがより望ましい。
【００４０】
本発明の樹脂成形体において、発泡させない樹脂体が上記形状であると、発泡させない樹脂体の内部や周辺に気孔が形成され易く、円管状体であると、発泡させた樹脂体との接着度合いが高められ、強度が向上し、機械的特性に優れるので、吸音特性及び機械的特性に優れた樹脂成形体となる。また、外径や長さを変化させることにより、音の周波数に対する吸音特性が変化するので、要求に見合った吸音周波数特性を有する樹脂成形体を提供することができる。
【００４１】
上記円管形状の発泡させない樹脂体のアスペクト比（発泡させない樹脂体の長さ／発泡させない樹脂体の外径）は、０．５〜１５であることが望ましく、１．０〜１０であることがより望ましい。
【００４２】
上記円管形状の発泡させない樹脂体を含有する本発明の樹脂成形体において、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体との間に形成された気孔を気孔Ａとし、発泡させない樹脂体の内部に形成された気孔を気孔Ｂとした場合、気孔Ｂの大きさは、気孔Ａの大きさより大きい方が望ましい。気孔径に関し、撮影された走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真中の気孔の断面において、最も長い部分と最も短い部分の長さを測定し、その平均値を気孔径とする。また、１０個の気孔に関し、上記した方法で気孔径を算出し、その平均値を平均気孔径とする。
【００４３】
気孔Ａの開孔面積は、０．２〜４．０ｍｍ２であることが望ましく、０．４〜２．５ｍｍ２であることがさらに望ましい。また、気孔Ｂの開孔面積は、０．７０〜１４ｍｍ２であることが望ましく、０．７５〜８ｍｍ２であることがさらに望ましい。また、気孔Ｂの大きさは、気孔Ａの大きさより大きいことが望ましい。なお、開口面積とは、ＳＥＭ写真中の気孔の断面の断面積をいうものとする。
【００４４】
本発明の樹脂成形体では、上記発泡させた樹脂体と上記発泡させない樹脂体の合計体積に対する上記発泡させない樹脂体の体積割合は、２０〜４０体積％であることが望ましい。
本発明の樹脂成形体において、上記発泡させた樹脂体と上記発泡させない樹脂体の合計体積に対する上記発泡させない樹脂体の体積割合が２０〜４０体積％であると、吸音特性及び機械的特性に優れた樹脂成形体となる。
【００４５】
本発明の樹脂成形体において、上記発泡させない樹脂体の体積割合が２０体積％未満であると、発泡させない樹脂体の含有量が少なくなるため、吸音率が低下し易い。一方、上記発泡させない樹脂体の体積割合が４０体積％を超えると、発泡させない樹脂体の含有量が多くなりすぎるため、発泡させない樹脂体と発泡させた樹脂体との間の気孔の量が多くなりすぎ、吸音率が低下するし、強度を確保されにくくなる。
【００４６】
本発明の樹脂成形体の密度は、例えば１０〜５００ｋｇ／ｍ３が望ましく、１２〜２００ｋｇ／ｍ３がより望ましい。
【００４７】
本発明の樹脂成形体の用途は、特に限定されるものではなく、断熱性及び防音性が要求される用途であれば、如何なる用途にも使用することができる。例えば、建築物用の防音材として使用することができるが、自動車等、車両用の防音材として好適に使用することができる。また、発泡させない樹脂体の形状及び発泡させた樹脂体の材料を適宜選定することにより、２０００Ｈｚ以下の低周波音域に対して防音効果を有する樹脂成形体とすることもできる。
【００４８】
次に、本発明の樹脂成形体の製造方法について説明する。
（１）本発明の樹脂成形体の原料の準備工程
上記樹脂成形体の原料としては、発泡させるための樹脂粒子と発泡させない樹脂体とが挙げられる。
本発明で用いる発泡させるための樹脂粒子を構成する樹脂の種類等については、上記樹脂成形体において説明したので、ここではその説明を省略する。また、使用される発泡剤やその他の添加剤についても、上記した樹脂成形体において説明したので、ここではその説明を省略する。なお、発泡させるための樹脂粒子とは、上記樹脂成形体を構成する「発泡させた樹脂体」の原料として用いられる発泡剤を含有する樹脂を粒子状としてなる樹脂粒子のことをいう。
【００４９】
上記発泡させるための樹脂粒子の平均粒子径は、３００μｍ〜２４００μｍが望ましく、８００μｍ〜２０００μｍがさらに望ましい。平均粒子径が３００μｍ以上であれば、発泡剤の保持性が低下せずビーズライフが充分に保持される。また、発泡させるための樹脂粒子を得る際に収率が充分であり、その結果コストアップを回避することができる。平均粒子径が２４００μｍ以下であれば、複雑な形状をした金型を用いて樹脂成形体を作製する場合でも、金型への充填性が悪化するのを回避することができる。
上記発泡させない樹脂体については、上記樹脂成形体において充分に説明したので、その説明を省略する。
【００５０】
（２）混合工程
混合工程においては、ミキサー等を使用し、発泡させるための樹脂粒子と発泡させない樹脂体とが均一に配合されるように混合し、原料混合物を得る。
【００５１】
（３）成形工程
上記成形工程では、最初に原料混合物の予備発泡を行う。
予備発泡の際には、原料混合物の蒸気加熱を行い、原料混合物中の発泡させるための樹脂粒子を発泡させる。加熱方法は、蒸気加熱に限定されるものではなく、樹脂発泡粒子を加熱できる方法であれば、他の加熱方法を採用してもよい。
【００５２】
加熱条件としては、発泡させるための樹脂粒子の種類によるが、例えば、加熱温度を８０〜１５０℃、加熱時間を１分〜１０分に設定して行うことができる。予備発泡に用いる装置としては、公知の装置を使用することができる。上記予備発泡においては、発泡させるための樹脂粒子が充分に発泡するように、充分な量の発泡剤を含有していることが望ましい。
【００５３】
予備発泡の後、作製された混合樹脂発泡体は、しばらくの時間放置し、混合樹脂発泡体を充分に膨張させる、いわゆる熟成をおこなってもよい。
【００５４】
次に、予備発泡により発泡した混合樹脂発泡体を金型に充填し、所定の形状に成形し、本発明の樹脂成形体を作製する。
この際、一旦発泡した混合樹脂発泡体は、さらに膨張し、発泡させた樹脂体中に気泡（気孔）が形成されるとともに、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体との間に気孔が形成され、発泡させない樹脂体の形状によっては、発泡させない樹脂体の内部に気孔が形成される。また、発泡させた樹脂体同士、発泡させない樹脂体同士、及び、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体同士とがしっかりと融着し、所定形状の樹脂成形体となる。
次に、作製された樹脂発泡体の成形体に対し、乾燥を行う。乾燥条件としては、乾燥温度：４０℃〜１００℃、乾燥時間：１時間〜２４時間が望ましい。
【００５５】
本発明の樹脂成形体の発泡させるための樹脂粒子に対する発泡させた樹脂体の発泡倍率は、例えば、１〜１００倍が望ましく、１０〜８０倍がより望ましい。
【００５６】
本発明の樹脂成形体の効果について説明する。
（１）本発明の樹脂成形体では、発泡させた樹脂体の他に、樹脂成形体の内部に発泡させない樹脂体を含み、該発泡させない樹脂体は、加熱に対して発泡することがなく、製造時の加熱前後で形状が変わりにくいので、樹脂成形体中に発泡させない樹脂体が均一に分散し、骨材として役割を果たす。また、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体とは、ともに樹脂であるので、接着性が良好であり、その結果、樹脂成形体の圧縮強度等の機械的特性を改善することができる。
【００５７】
また、本発明の樹脂成形体において、発泡させた樹脂体の原料である発泡させるための樹脂粒子は、製造時の加熱において発泡膨張するが、発泡させない樹脂体は、加熱に対して変形しにくいので、発泡させた樹脂体と発泡させない樹脂体が融着しない部分が生じるのである。この結果、発泡させない樹脂体の角となる部分や端部等に気孔が形成される。このため、この気孔等の存在により、吸音特性が向上し、気孔の形成度合いは樹脂成形体の強度を確保させるのである。その結果、本発明の樹脂成形体は、吸音特性及び圧縮強度等の機械的特性に優れたものとなる。
【００５８】
（実施例）
以下、本発明の実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００５９】
（実施例１）
発泡させるための樹脂粒子（素材：ポリプロピレン、平均粒径：３．５ｍｍ、発泡剤：炭酸ガス）４０ｇ、発泡させない樹脂体（素材：ポリプロピレン  形状：円管形状  外径：Φ２．２ｍｍ、内径：Φ１．９４ｍｍ、肉厚：０．１３ｍｍ、長さ：３ｍｍ）１３２．４ｇ（発泡させない樹脂体の含有量：４０体積％）を用意し、ミキサーによる混合を行って原料混合物を作製した。次に、混合原料物を１４３℃（蒸気圧０．３ＭＰａ）の加熱蒸気で予備発泡し、発泡粒子を熟成後、金型に充填するとともに加熱蒸気で加熱成形し、８０℃、１２時間で乾燥することで縦：１００ｍｍ×横：１００ｍｍ×厚さ：７０ｍｍの樹脂成形体を作製した。発泡させた樹脂体の発泡倍率は２２倍、密度は８７ｋｇ／ｍ３であった。
【００６０】
（実施例２）  
発泡させるための樹脂粒子（素材：ポリプロピレン、平均粒径：３．５ｍｍ、発泡剤：炭酸ガス）４０ｇ、発泡させない樹脂体（素材：ポリプロピレン  形状：円管形状  外径：Φ２．２ｍｍ、内径：Φ１．９４ｍｍ、肉厚：０．１３ｍｍ、長さ：３ｍｍ）８５．１ｇ（発泡させない樹脂体の含有量：３０体積％）を用意し、ミキサーによる混合を行って原料混合物を作製した。次に、混合原料物を１４３℃（蒸気圧０．３ＭＰａ）の加熱蒸気で予備発泡し、発泡粒子を熟成後、金型に充填するとともに加熱蒸気で加熱成形し、８０℃、１２時間で乾燥することで縦：１００ｍｍ×横：１００ｍｍ×厚さ：７０ｍｍの樹脂成形体を作製した。発泡させた樹脂体の発泡倍率は２２倍、密度は７３ｇ／ｃｍ３であった。
【００６１】
（実施例３）
発泡させるための樹脂粒子（素材：ポリプロピレン、平均粒径：３．５ｍｍ、発泡剤：炭酸ガス）４０ｇ、発泡させない樹脂体（素材：ポリプロピレン  形状：円管形状  外径：Φ２．２ｍｍ、内径：Φ１．９４ｍｍ、肉厚：０．１３ｍｍ、長さ：６ｍｍ）４９．６ｇ（発泡させない樹脂体の含有量：２０体積％）を用意し、ミキサーによる混合を行って原料混合物を作製した。次に、混合原料物を１４３℃（蒸気圧０．３ＭＰａ）の加熱蒸気で予備発泡し、発泡粒子を熟成後、金型に充填するとともに加熱蒸気で加熱成形し、８０℃、１２時間で乾燥することで縦：１００ｍｍ×横：１００ｍｍ×厚さ：７０ｍｍの樹脂成形体を作製した。発泡させた樹脂体の発泡倍率は２２倍、密度は７１ｋｇ／ｍ３であった。
【００６２】
（実施例４）
発泡させるための樹脂粒子（素材：ポリプロピレン、平均粒径：３．５ｍｍ、発泡剤：炭酸ガス）４０ｇ、発泡させない樹脂体（素材：ポリプロピレン  形状：円管形状  外径：Φ２．２ｍｍ、内径：Φ１．９４ｍｍ、肉厚：０．１３ｍｍ、長さ：９ｍｍ）４９．６ｇ（発泡させない樹脂体の含有量：２０体積％）を用意し、ミキサーによる混合を行って原料混合物を作製した。次に、混合原料物を１４３℃（蒸気圧０．３ＭＰａ）の加熱蒸気で予備発泡し、発泡粒子を熟成後、金型に充填するとともに加熱蒸気で加熱成形し、８０℃、１２時間で乾燥することで縦：１００ｍｍ×横：１００ｍｍ×厚さ：７０ｍｍの樹脂成形体を作製した。発泡させた樹脂体の発泡倍率は２２倍、密度は７７ｋｇ／ｍ３であった。
【００６３】
（実施例５）
発泡させるための樹脂粒子（素材：ポリプロピレン、平均粒径：３．５ｍｍ、発泡剤：炭酸ガス）４０ｇ、発泡させない樹脂体（素材：ポリプロピレン  形状：円管形状  外径：Φ３．０ｍｍ、内径：Φ２．６４ｍｍ、肉厚：０．１８ｍｍ、長さ：３ｍｍ）４９．６ｇ（発泡させない樹脂体の含有量：２０体積％）を用意し、ミキサーによる混合を行って原料混合物を作製した。次に、混合原料物を１４３℃（蒸気圧０．３ＭＰａ）の加熱蒸気で予備発泡し、発泡粒子を熟成後、金型に充填するとともに加熱蒸気で加熱成形し、８０℃、１２時間で乾燥することで縦：１００ｍｍ×横：１００ｍｍ×厚さ：７０ｍｍの樹脂成形体を作製した。発泡させた樹脂体の発泡倍率は２２倍、密度は８４ｋｇ／ｍ３であった。
【００６４】
（実施例６）
発泡させるための樹脂粒子（素材：ポリプロピレン、平均粒径：３．５ｍｍ、発泡剤：炭酸ガス）４０ｇ、発泡させない樹脂体（素材：ポリプロピレン  形状：円管形状  外径：Φ１．４ｍｍ、内径：Φ１．２４ｍｍ、肉厚：０．０８ｍｍ、長さ：３ｍｍ）４９．６ｇ（発泡させない樹脂体の含有量：２０体積％）を用意し、ミキサーによる混合を行って原料混合物を作製した。次に、混合原料物を１４３℃（蒸気圧０．３ＭＰａ）の加熱蒸気で予備発泡し、発泡粒子を熟成後、金型に充填するとともに加熱蒸気で加熱成形し、８０℃、１２時間で乾燥することで縦：１００ｍｍ×横：１００ｍｍ×厚さ：７０ｍｍの樹脂成形体を作製した。発泡させた樹脂体の発泡倍率は２２倍、密度は７９ｋｇ／ｍ３であった。
【００６５】
（比較例１）
発泡させるための樹脂粒子（素材：ポリプロピレン、平均粒径：３．５ｍｍ、発泡剤：炭酸ガス）４０ｇ、熱膨張部材（素材：アクリロニトリル共重合体  直径：Φ２００μｍ）２．４ｇ（熱膨張部材の含有量：２０体積％）を用意し、発泡させるための樹脂粒子と熱膨張部材との混合材料を作製した。この混合材料を１４３℃（蒸気圧０．３ＭＰａ）の加熱蒸気で予備発泡し、発泡粒子を熟成後、金型に充填するとともに加熱蒸気で加熱成形し、８０℃、１２時間で乾燥することで縦：１００ｍｍ×横：１００ｍｍ×厚さ：７０ｍｍの樹脂成形体を作製した。発泡させた樹脂体の発泡倍率は２２倍、密度は３５ｋｇ／ｍ３であった。
【００６６】
（比較例２）
発泡させるための樹脂粒子（素材：ポリプロピレン、平均粒径：３．５ｍｍ、発泡剤：炭酸ガス）４０ｇを１４３℃（蒸気圧０．３ＭＰａ）の加熱蒸気で予備発泡し、発泡粒子を熟成後、金型に充填するとともに加熱蒸気で加熱成形し、８０℃、１２時間で乾燥することで縦：１００ｍｍ×横：１００ｍｍ×厚さ：７０ｍｍの発泡体を作製した。発泡させた樹脂体の発泡倍率は２２倍、密度は４１ｋｇ／ｍ３であった。
【００６７】
（吸音率測定）
吸音率は、垂直入射吸音率試験により行った。測定はＪＩＳ  Ａ  １４０５−２：２００７「音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−第２部：伝達関数法」に準じて行った。
吸音率を測定する際には、各実施例、及び、各比較例で作製した樹脂成形体から直径２９ｍｍ、厚さ１０ｍｍの形状となるようにカットし、垂直入射吸音率の測定装置（日東紡音響エンジニアリング製  型番：ＷｉｎＺａｃ  ＭＴＸ）における音響管に設置した後、周波数５００〜６４００Ｈｚの範囲で測定を行った。
【００６８】
図２は、樹脂成形体に対する垂直入射吸音率の測定装置を模式的に示す説明図である。
この測定装置２０では、音響管２１の先端にサンプル２２が設置されており、ノイズ発生器２３からの信号によりスピーカー２４からノイズを発生させ、音響管２１の内部に音場を生成させる。そして、２本の１／４インチマイクロホン２５、２６の音圧信号をＦＦＴ分析器２７によりＦＦＴ（高速フーリエ変換）分析し、垂直入射吸音率を算出する。
その結果を、図３（実施例１）、図４（実施例２）、図５（実施例３）、図６（実施例４）、図７（実施例５）、図８（実施例６）、図９（比較例１）、及び、図１０（比較例２）に示す。図３〜１０において、縦軸は、垂直入射吸音率であり、横軸は、周波数である。
【００６９】
また、表１には、各実施例及び比較例における、最大吸音率と最大吸音率を示す周波数と５００〜６０００Ｈｚにおける平均吸音率を記載している。
【００７０】
【表１】
2018055023.tif 000003
【００７１】
実施例１〜６の樹脂成形体においては、５００〜６０００Ｈｚの間で最大吸音率が３５．９％以上であり、平均吸音率も２０．９％以上であることが確認された。それに対して比較例１〜２においては、５００〜６０００Ｈｚの間で最大吸音率が比較例１では２２．１％、比較例２では１１．５％であり、平均吸音率が比較例１では９．６％、比較例２では４．７％であった、この結果より、比較例と比べて実施例は、吸音性能が向上しているといえる。
【００７２】
（圧縮強度測定）
圧縮強度は、電気機械式万能試験機でＪＩＳ  Ｋ  ７１８１−２０１１に準じて行った。
測定用サンプルは、各実施例及び比較例において、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚み１０ｍｍとなるようにカットして作製し、測定は電気機械式万能試験機（インストロン社製  型番：５５６７）により、圧縮速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ.  圧縮歪み：０〜７５％（０．００〜０．７５）で行った。
その結果を図１１（実施例１）、図１２（実施例２）、図１３（実施例３）、図１４（実施例４）、図１５（実施例５）、図１６（実施例６）、図１７（比較例１）、及び、図１８（比較例２）に示す。図１１〜１８において、縦軸は、静的圧縮応力であり、横軸は、圧縮歪みである。
【００７３】
また、上記測定結果より、圧縮歪みε１：４５％（０．４５）において測定された圧縮応力をδ１とし、圧縮歪みε２：６０％（０．６０）において測定された圧縮応力をδ２として、その強度を評価した。圧縮応力δ１が３００ｋＰａ以上あるであると、必要な強度を確保したことになり、圧縮応力δ２が４５０ｋＰａ以上あると、必要な強度を確保したことになる。
【００７４】
また、圧縮応力δ１及びδ２を用いて、下記式１により圧縮弾性率Ｅを算出することにより、長期間の信頼性を評価した。なお、これまでの樹脂成形体の試験の経験則により圧縮弾性率Ｅが９００以上あることが信頼性を有することとなる。
Ｅ＝（δ２−δ１）／（ε２−ε１）  （式１）
なお、ε１＝０．４５およびε２＝０．６０とした。
【００７５】
その結果を下記の表２に示す。
【００７６】
【表２】
2018055023.tif 000004
【００７７】
実施例１〜６の樹脂成形体は、圧縮応力に関し、上記した条件をクリアしており、本発明の樹脂成形体は、充分な圧縮応力を有することが判明した。一方、比較例１、２のサンプルは、圧縮応力に関し、上記した条件をクリアすることができなかった。
また、圧縮弾性率Ｅに関し、比較例１、２では、圧縮弾性率Ｅが９００ｋＰａ未満であるのに対し、実施例１〜６では、圧縮弾性率Ｅが９００ｋＰａを超えており、実施例１〜６で作製した樹脂成形体は、機械的特性に優れていることが判明した。また、実施例１〜６で作製した樹脂成形体は、圧縮弾性率Ｅの結果より、長期間の使用に対して信頼性を有することから、樹脂成形体の気孔の形状維持がされているものと思われる。このことから、樹脂成形体の成形後の初期の吸音率が長期間使用をしても低下し難いこととなると推測される。
【符号の説明】
【００７８】
１１  断面形状が四角形の管状体
１２  断面形状が三角形の管状体
１３  断面形状が円形の管状体
１４  断面形状が楕円形の管状体
１５  断面形状が星形の管状体
１６  断面形状がＹ字形の管状体
２０  測定装置
２１  音響管
２２  サンプル
２３  ノイズ発生器
２４  スピーカー
２５  １／４インチマイクロホン
２６  １／４インチマイクロホン
２７  ＦＦＴ分析器
３１  発泡させた樹脂体
３２  発泡させない樹脂体
３３  気孔
【図１】
2018055023.tif 000005
【図２】
2018055023.tif 000006
【図３】
2018055023.tif 000007
【図４】
2018055023.tif 000008
【図５】
2018055023.tif 000009
【図６】
2018055023.tif 000010
【図７】
2018055023.tif 000011
【図８】
2018055023.tif 000012
【図９】
2018055023.tif 000013
【図１０】
2018055023.tif 000014
【図１１】
2018055023.tif 000015
【図１２】
2018055023.tif 000016
【図１３】
2018055023.tif 000017
【図１４】
2018055023.tif 000018
【図１５】
2018055023.tif 000019
【図１６】
2018055023.tif 000020
【図１７】
2018055023.tif 000021
【図１８】
2018055023.tif 000022
【図１９】
2018055023.tif 000023