(57)【要約】      （修正有）【課題】吸音率を向上させることができる構造体を提供する。【解決手段】構造体１は発泡樹脂層２と、吸音材層３とを備え、発泡樹脂層２は筒部２Ｃを構成する。吸音材層３は、筒部２Ｃの外側の少なくとも一部に積層される。発泡樹脂層は、発泡倍率が１．１〜８倍の発泡材であり、吸音材層は、発泡倍率が１０〜３０倍の発泡材である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡樹脂層と、吸音材層と、を備え、
前記発泡樹脂層は、発泡倍率が１．１〜８倍の発泡材であり、
前記吸音材層は、発泡倍率が１０〜３０倍の発泡材であり、且つ、前記発泡樹脂層に積層されている、構造体。
【請求項２】
前記構造体は、前記発泡樹脂層で構成される筒部を有する、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記吸音材層は、前記筒部の外側の少なくとも一部に積層されている、請求項２に記載の構造体。
【請求項４】
「前記吸音材層の厚さ／前記発泡樹脂層の厚さ」の値は、１〜１０である、請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の構造体。
【請求項５】
前記吸音材層は、両面テープ又は接着剤により前記発泡樹脂層に接着される、請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の構造体。
【請求項６】
前記発泡樹脂層は、独立気泡構造であり、
前記吸音材層は、連続気泡構造である、請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の構造体。
【請求項７】
前記発泡樹脂層は、発泡ポリオレフィンにより構成され、
前記吸音材層は、発泡ポリウレタンにより構成される、請求項６に記載の構造体。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか１つに記載の前記構造体からなる車両用構造体。
【請求項９】
前記吸音材層は、前記車両用構造体が車両に組み込まれた状態で、車外に向けられるように積層される、請求項８に記載の車両用構造体。
【請求項１０】
前記発泡樹脂層で構成される筒部を有し、
前記吸音材層は、前記筒部の外側の少なくとも一部に積層される、
請求項９に記載の車両用構造体からなる車両用空調ダクト。
【請求項１１】
前記吸音材層は、前記車両用空調ダクトが車両に組み込まれた状態で、下側に向けられるように積層される、請求項１０に記載の車両用空調ダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体、車両用構造体及び車両用空調ダクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の車両等の構造物内に、樹脂製の車両用構造体を設けることは知られている。例えば特許文献１には、車両用構造体の一例である配風用ダクトと、ダクトをインサート品にして発泡成形されているパッド本体と、を具備する車両用シートパッドが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１３２２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような構造体は、周囲の音を吸音する機能を備えることが好ましい場合がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、吸音率を向上させることができる構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、発泡樹脂層と、吸音材層と、を備え、前記発泡樹脂層は、発泡倍率が１．１〜８倍の発泡材であり、前記吸音材層は、発泡倍率が１０〜３０倍の発泡材であり、且つ、前記発泡樹脂層に積層されている、構造体が提供される。
【０００７】
本発明者は、発泡樹脂層に吸音材層を積層させ、特定の発泡倍率の発泡樹脂層と、特定の発泡倍率の吸音材層を組み合わせることにより、構造体の吸音率を従来と比べて大幅に向上させることに成功し、本発明の完成に到った。
【０００８】
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記構造体は、前記発泡樹脂層で構成される筒部を有する。
好ましくは、前記吸音材層は、前記筒部の外側の少なくとも一部に積層されている。
好ましくは、「前記吸音材層の厚さ／前記発泡樹脂層の厚さ」の値は、１〜１０である。
好ましくは、前記吸音材層は、両面テープ又は接着剤により前記発泡樹脂層に接着される。
好ましくは、前記発泡樹脂層は、独立気泡構造であり、前記吸音材層は、連続気泡構造である。
好ましくは、前記発泡樹脂層は、発泡ポリオレフィン により構成され、前記吸音材層は、発泡ポリウレタンにより構成される。
好ましくは、上記何れか１つに記載の前記構造体からなる車両用構造体が提供される。
好ましくは、前記吸音材層は、前記車両用構造体が車両に組み込まれた状態で、車外に向けられるように積層される。
好ましくは、前記発泡樹脂層で構成される筒部を有し、前記吸音材層は、前記筒部の外側の少なくとも一部に積層される、車両用構造体からなる車両用空調ダクトが提供される。
好ましくは、前記吸音材層は、前記車両用空調ダクトが車両に組み込まれた状態で、下側に向けられるように積層される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態の構造体１の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の構造体１の製造方法で利用可能な成形機６の一例を示す。なお、図２では、分割金型１９，２０の形状は簡略化している。
【図３】構造体１の吸音率の測定装置を説明するための概念図である。
【図４】筒部２Ｃの内壁側からの入力音に対する吸音率の測定結果を表すグラフである。
【図５】筒部２Ｃの外壁側からの入力音に対する吸音率の測定結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。
【００１１】
１．構造体１
図１を用いて、本発明の一実施形態の構造体１について説明する。本実施形態の構造体１は、自動車の車内に設置される車両用構造体の一例であるダクトやドアトリムとして利用することができる。以下、本実施形態では、構造体１をダクト（車両用構造体）に適用した例について説明する。なお、図１では、構造体１の一部のみを図示している。
【００１２】
構造体１は、発泡樹脂層２と、吸音材層３を備える。本実施形態では、発泡樹脂層２は発泡材である。具体的には、発泡樹脂層２は、気泡がそれぞれ独立した構造である独立気泡構造の発泡材である。また、発泡樹脂層２の発泡倍率は、例えば１．１〜８倍であり、好ましくは、１．２〜４倍である。発泡樹脂層２の発泡倍率は、具体的には例えば、１．１、１．２、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、７、７．５、８倍であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。本実施形態では、構造体１は、発泡樹脂層２で構成される筒部２Ｃを有する。また、発泡樹脂層２の厚さは、例えば１〜５ｍｍである。ここで、発泡樹脂層２の材料は特に限定されないが、例えばポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンが好ましい。
【００１３】
本実施形態では、吸音材層３は発泡材である。具体的には、吸音材層３は、気泡同士が連続している構造である連続気泡構造の発泡材である。吸音材層３の発泡倍率は、例えば１０〜３０倍であり、好ましくは、１５〜２５倍である。吸音材層３の発泡倍率は、具体的には例えば、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０倍であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。また、吸音材層３は、筒部２Ｃの外側の少なくとも一部に積層されている。
【００１４】
本実施形態では、吸音材層３の厚さは、１〜２０ｍｍである。また、「吸音材層３の厚さ／発泡樹脂層２の厚さ」の値は、例えば１〜１０となるように設計される。「吸音材層３の厚さ／発泡樹脂層２の厚さ」の値は、好ましくは、１．５〜５であり、さらに好ましくは、２〜２．５である。「吸音材層３の厚さ／発泡樹脂層２の厚さ」の値は、具体的には例えば、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９、９．５、１０であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。また、吸音材層３の積層方法は特に限定されないが、例えば、両面テープ又は接着剤により、吸音材層３を発泡樹脂層２に接着することができる。また、吸音材層３の材料は特に限定されないが、例えば発泡ポリウレタンにより構成することができる。
【００１５】
ここで、構造体１からなる車両用構造体として適用した場合、車両に起因する走行音や、走行時における路面音に対する構造体１の吸音率を向上させるために、吸音材層３は、車両用構造体が車両に組み込まれた状態で、車外に向けられるように積層されることが好ましい。具体的には、構造体１を車両用構造体からなる車両用空調ダクトとして適用した場合、発泡樹脂層２で構成される筒部２Ｃを有し、吸音材層３は、筒部２Ｃの外側の少なくとも一部に積層される態様で利用されることが好ましい。そして、吸音材層３は、車両用空調ダクト（構造体）が車両に組み込まれた状態で、下側（路面に向かう側）に向けられるように積層されることが好ましい。
【００１６】
また、車両用構造体のうち、特にインパネダクトに適用するのが好ましい。
これは、インパネダクトのエアー吹き出し口は、運転席及び助手席に座っている人の方に向いているため人との距離が近く、さらに、エアコンからの吹き出し口が短いので、特に高い吸音性が求められるためである。
【００１７】
２．成形機６の構成
図２を用いて、本発明の一実施形態の構造体１の製造方法の実施に利用可能な成形機６について説明する。成形機６は、樹脂供給装置７と、ヘッド１８と、分割金型１９，２０を備える。樹脂供給装置７は、ホッパー１２と、押出機１３と、インジェクタ１６と、アキュームレータ１７を備える。押出機１３とアキュームレータ１７は、連結管２５を介して連結される。アキュームレータ１７とヘッド１８は、連結管２７を介して連結される。
以下、各構成について詳細に説明する。
【００１８】
＜ホッパー１２，押出機１３＞
ホッパー１２は、原料樹脂１１を押出機１３のシリンダ１３ａ内に投入するために用いられる。原料樹脂１１の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂１１は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂であり、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。原料樹脂１１は、ホッパー１２からシリンダ１３ａ内に投入された後、シリンダ１３ａ内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂１１ａになる。また、シリンダ１３ａ内に配置されたスクリューの回転によってシリンダ１３ａの先端に向けて搬送される。スクリューは、シリンダ１３ａ内に配置され、その回転によって溶融樹脂１１ａを混練しながら搬送する。スクリューの基端にはギア装置が設けられており、ギア装置によってスクリューが回転駆動される。シリンダ１３ａ内に配置されるスクリューの数は、１本でもよく、２本以上であってもよい。
【００１９】
＜インジェクタ１６＞
シリンダ１３ａには、シリンダ１３ａ内に発泡材を注入するためのインジェクタ１６が設けられる。インジェクタ１６から注入される発泡材は、物理発泡材、化学発泡材、及びその混合物が挙げられるが、物理発泡材が好ましい。物理発泡材としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡材、及びブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡材、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度−１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上、二酸化炭素であれば臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。化学発泡材としては、酸（例：クエン酸又はその塩）と塩基（例：重曹）との化学反応により炭酸ガスを発生させるものが挙げられる。化学発泡材は、インジェクタ１６から注入する代わりに、ホッパー１２から投入してもよい。
【００２０】
＜アキュームレータ１７，ヘッド１８＞
発泡材が添加されている溶融樹脂１１ａは、シリンダ１３ａの樹脂押出口から押し出され、連結管２５を通じてアキュームレータ１７内に注入される。アキュームレータ１７は、シリンダ１７ａとその内部で摺動可能なピストン１７ｂを備えており、シリンダ１７ａ内に溶融樹脂１１ａが貯留可能になっている。そして、シリンダ１７ａ内に溶融樹脂１１ａが所定量貯留された後にピストン１７ｂを移動させることによって、連結管２７を通じて溶融樹脂１１ａをヘッド１８内に設けられたダイスリットから押し出して垂下させてパリソン２３を形成する。パリソン２３の形状は、特に限定されず、筒状であってもよく、シート状であってもよい。
【００２１】
＜分割金型１９，２０＞
パリソン２３は、一対の分割金型１９，２０間に導かれる。分割金型１９，２０を用いてパリソン２３の成形を行うことによって、成形体が得られる。分割金型１９，２０を用いた成形の方法は特に限定されず、分割金型１９，２０のキャビティ内にエアーを吹き込んで成形を行うブロー成形であってもよく、分割金型１９，２０のキャビティの内面からキャビティ内を減圧してパリソン２３の成形を行う真空成形であってもよく、その組み合わせであってもよい。溶融樹脂１１ａが発泡材を含有するので、パリソン２３は、発泡パリソンとなり、成形体は、発泡成形体となる。
【００２２】
上記の成形機６を用いて、パリソン形成工程、成形工程、及び後処理工程を実施し、構造体１を製造することができる。
【００２３】
＜パリソン形成工程＞
パリソン形成工程では、溶融樹脂１１ａをヘッド１８から押し出して垂下させてパリソン２３を形成し、パリソン２３を分割金型１９，２０の間に配置する。分割金型１９は、ピンチオフ部で囲まれたキャビティを備える。また、分割金型２０は、ピンチオフ部で囲まれたキャビティを備える。
【００２４】
＜成形工程＞
成形工程では、分割金型１９，２０の型締めを行ってパリソン２３の成形を行って成形体を形成する。
【００２５】
＜後処理工程＞
後処理工程では、バリのついた成形体を分割金型１９，２０から取り出し、バリを除去する。そして、発泡樹脂層２の外壁の少なくとも一部に、吸音材層３を積層させることにより、図１に示す構成の構造体１が得られる。
【００２６】
３．構造体１の吸音率の測定装置
次に、図３を用いて、構造体１の吸音率の測定装置について説明する。本実施形態では、細管３０にサンプル（発泡樹脂層２と吸音材層３を切り取ったもの）を設置し、スピーカ４から音を出力する。そして、出力音と反射音の音圧をマイク５で測定し、出力音と反射音の音圧の減衰から吸音率を計測する。ここで、図３の例では、筒部２Ｃの内壁（発泡樹脂層２）側から音が入力された例を表す。
【００２７】
４．構造体１の吸音率の測定結果
次に、図４及び図５を用いて、構造体１の吸音率の測定結果について説明する。本実施形態では、ＩＳＯ１０５３４−２に準拠し、細管３０はφ２９ｍｍである。また、発泡樹脂層２はポリプロピレン製、吸音材層３は発泡ポリウレタン製のものを利用した。そして、スピーカ４の出力音を１００〜６０００Ｈｚまで変化させ、各音について吸音率を測定した。以下、４つのサンプルについて、筒部２Ｃの内壁（発泡樹脂層２）側及び外壁（吸音材層３）側から音を入力した場合の測定結果を表す。ここで、ダクトＤが構造体１に相当する。
ダクトＡ：発泡樹脂層２：発泡倍率０，厚さ１．３ｍｍ
吸音材層３：なし
ダクトＢ：発泡樹脂層２：発泡倍率０，厚さ１．３ｍｍ
吸音材層３  ：発泡倍率２０倍，厚さ３ｍｍ
ダクトＣ：発泡樹脂層２：発泡倍率２．５倍，厚さ１．５ｍｍ
吸音材層３：なし
ダクトＤ：発泡樹脂層２：発泡倍率２．５倍，厚さ１．５ｍｍ
吸音材層３  ：発泡倍率２０倍，厚さ３ｍｍ
【００２８】
４‐１．筒部２Ｃの内壁（発泡樹脂層２）側からの入力音に対する吸音率
図４は、筒部２Ｃの内壁（発泡樹脂層２）側からの入力音に対する吸音率の測定結果である。ダクトＡ，Ｃ（吸音材層３を設けない場合）では、吸音率は略同等であった。一方、ダクトＢ，Ｄ（吸音材層３を設けた場合）では、吸音材層３を設けない場合と比べて、それぞれ吸音率のピークが２６％，３７％まで向上した。また、ダクトＢ，Ｄでは、吸音率のピークは入力音が３，３００〜３，６００Ｈｚのときであった。ここで、ダクトＢ，Ｄの結果より、吸音材層３を設けた場合では、発泡樹脂層２の発泡倍率が０の場合（ダクトＢ）と比べ、発泡樹脂層２の発泡倍率が２．５倍（ダクトＤ）の場合の方が、吸音率のピーク値が約１．４倍高く、広い音域に対して高い吸音率を発揮することがわかった。
【００２９】
この結果より、本発明の一実施形態に係る構造体１を車両用構造体の一例であるダクトとして適用した場合、筒部２Ｃの内壁側から入力される音（例：エアコン音）に対して、高い吸音率を発揮することが判明した。また、構造体１を車両用構造体の一例であるドアトリムとして適用した場合、筒部２Ｃの内壁側から入力される音（例：車内の音楽）に対して、高い吸音率を発揮することが判明した。
【００３０】
４‐２．筒部２Ｃの外壁（吸音材層３）側からの入力音に対する吸音率
図５は、筒部２Ｃの外壁（吸音材層３）側からの入力音に対する吸音率の測定結果である。ダクトＡ，Ｃ（吸音材層３を設けない場合）では、吸音率は略同等であった。一方、ダクトＢ，Ｄ（吸音材層３を設けた場合）では、吸音材層３を設けない場合と比べて、それぞれ吸音率のピークが１３％，３６％まで向上した。また、ダクトＤでは、吸音率のピークは入力音が３，７００〜４，２００Ｈｚのときであった。一方、ダクトＢでは、入力音の周波数と略比例関係にあり、特定のピークは観察されなかった。ここで、ダクトＢ，Ｄの結果より、吸音材層３を設けた場合では、発泡樹脂層２の発泡倍率が０の場合（ダクトＢ）と比べ、発泡樹脂層２の発泡倍率が２．５倍（ダクトＤ）の場合の方が、吸音率のピーク値が約２．８倍高くなった。また、ダクトＤについて、吸音率のピーク値は図４と図５でほぼ同じとなるが、図４より図５の方が、広い周波数範囲に対して高い吸音率を発揮することがわかった。さらに、ダクトＢについて、吸音率のピーク値は図４の方が図５よりも高いが、図５の例では、広い周波数範囲に渡って一定以上の吸音率を発揮することがわかった。
【００３１】
この結果より、本発明の一実施形態に係る構造体１を車両用構造体の一例であるダクトとして適用した場合、構造体１の外壁側から入力される音（例：車両に起因する走行音や、走行時における路面音）に対して、高い吸音率を発揮することが判明した。特に、図４及び図５の結果より、構造体１（ダクトＤ）は、構造体１の外壁側から入力される音に対する吸音材としての性能が極めて高いことが判明した。また、構造体１を車両用構造体の一例であるドアトリムとして適用した場合、筒部２Ｃの外壁側から入力される音（例：車両に起因する走行音や、走行時における路面音）に対して、高い吸音率を発揮することが判明した。
【００３２】
＜その他＞
本発明は、以下の態様でも実施可能である。
・吸音材層３として、不織布を利用する。
・吸音材層３を発泡樹脂層２の出口近傍に積層させる。
【符号の説明】
【００３３】
１      ：構造体
２      ：発泡樹脂層
２Ｃ    ：筒部
３      ：吸音材層
４      ：スピーカ
５      ：マイク
６      ：成形機
７      ：樹脂供給装置
１１    ：原料樹脂
１１ａ  ：溶融樹脂
１２    ：ホッパー
１３    ：押出機
１３ａ  ：シリンダ
１６    ：インジェクタ
１７    ：アキュームレータ
１７ａ  ：シリンダ
１７ｂ  ：ピストン
１８    ：ヘッド
１９    ：分割金型
２０    ：分割金型
２３    ：パリソン
２３ｂ  ：バリ
２５    ：連結管
２７    ：連結管
３０    ：細管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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