(57)【要約】【課題】建築機械や車両等において求められている低周波数領域での吸音性が良好で、しかも廃材を再利用することができる、安価な吸音材の提供を目的とする。【解決手段】セル膜の除去された軟質ポリウレタン発泡体の小片をバインダーで結合した基体３１の両面に樹脂フィルム３３を積層して吸音材３０を構成し、樹脂フィルム３３による膜振動で吸音性を高めると共に、セル膜の除去された軟質ポリウレタン発泡体の小片が基体３１から粉状に脱落するのを防ぐようにした。セル膜の除去された軟質ポリウレタン発泡体の小片は、２０〜５０ｍｍの大きさが好ましい。また、セル膜の除去された軟質ポリウレタン発泡体の小片は、廃材の粉砕物からなるものが好ましい。【選択図】図１
2008032977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル膜の除去された発泡体の小片をバインダーで結合した基体に樹脂フィルムを積層してなることを特徴とする吸音材。
【請求項２】
前記樹脂フィルムを前記基体の両面に積層したことを特徴とする請求項１に記載の吸音材。
【請求項３】
前記セル膜の除去された発泡体がセル膜の除去された軟質ポリウレタン発泡体からなることを特徴とする請求項１または２に記載の吸音材。
【請求項４】
前記セル膜の除去された発泡体の小片が２０〜５０ｍｍの大きさからなることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の吸音材。
【請求項５】
前記セル膜の除去された発泡体の小片がセル膜の除去された発泡体の廃材粉砕物からなることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の吸音材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音材に関し、特には低周波数領域における吸音性が良好な吸音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、騒音防止のために車両や建築機械等には吸音材が用いられている。また、車両や建築機械等にあっては、低周波数領域の騒音防止が求められている。
【０００３】
吸音材として、軟質ポリウレタン発泡体からなる基体に樹脂フィルムを積層したものが知られている（特許文献１，２）。しかし、軟質ポリウレタン発泡体からなる基体に樹脂フィルムを積層した吸音材でも、低周波数領域における吸音性が十分とは言えず、更なる吸音性向上が求められている。また、セル膜の除去された軟質ポリウレタン発泡体からなる基体に、樹脂フィルムを接合して吸音性を高めた吸音材も提案されている（特許文献３）。
【０００４】
しかし、従来の吸音材は、吸音材専用に製造された新品の軟質ポリウレタン発泡体を用いるため、コストが嵩む問題がある。さらに、セル膜の除去された軟質ポリウレタン発泡体を用いる場合には、セル膜除去のための処理が必要となり、さらにコストが嵩む問題がある。
【０００５】
また、セル膜の除去された軟質ポリウレタン発泡体の製造は、ベルトコンベア上に軟質ポリウレタン発泡体原料を吐出して、ベルトコンベア上で反応・発泡させて軟質ポリウレタン発泡体のスラブブロックを連続生産し、次にセル膜の除去処理を行い、さらに所定寸法に切り出すことによって行われている。ところが、前記スラブブロックから切り出す際に多くの廃材が発生し、その再利用が求められている。また、セル膜の除去された発泡体は、エアコン等におけるフィルター等に多用されており、エアコン等の廃棄により、セル膜の除去された発泡体の廃材が発生しており、その廃材についても再利用できれば、資源の節約に有効となる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−８５９１号公報
【特許文献２】特許第３３８８６８１号公報
【特許文献３】特開２００５−３３１６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、低周波数領域において吸音性が良好で、しかも廃材を再利用することができる、安価な吸音材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、セル膜の除去された発泡体の小片をバインダーで結合した基体に樹脂フィルムを積層してなることを特徴とする吸音材に係る。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記樹脂フィルムを前記基体の両面に積層したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記セル膜の除去された発泡体がセル膜の除去された軟質ポリウレタン発泡体からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記セル膜の除去された発泡体の小片が２０〜５０ｍｍの大きさからなることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１から４の何れか一項において、前記セル膜の除去された発泡体の小片がセル膜の除去された発泡体の廃材粉砕物からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、セル膜の除去された発泡体の小片をバインダーで結合した基体と、前記基体に積層された樹脂フィルムとの組み合わせによって低周波数領域における吸音性を良好とすることができる。
【００１４】
また、セル膜の除去された発泡体の小片は、セル骨格のみで構成されているために脆く、バインダーで結合した基体においても、基体の表面からセル骨格の一部が粉状に脱落（粉落ち）し易くなるが、本発明においては、基体に樹脂フィルムが積層されているため、基体の表面を保護することができ、基体からセル骨格の一部が粉状に脱落するのを抑えて、吸音材の性能を維持することができると共に、吸音材の使用環境を汚すおそれを無くすことができる。
【００１５】
さらに、本発明においては、セル膜の除去された発泡体の小片を、セル膜の除去された発泡体の廃材粉砕物とすることにより、廃材再利用によって吸音材を安価なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態における吸音材の断面図、図２はセル膜の除去された発泡体の小片の概略図、図３は本発明における基体の製造工程例を示す概略図である。
【００１７】
図１に示す吸音材３０は、建設機械や車両のエンジンルーム等に貼り付けられたり、車両のドアトリム等の内装材の構成部材として使用されたりするものであり、用途に応じた所定形状に賦形されている。前記吸音材３０は、基体３１と樹脂フィルム３３とよりなる。
【００１８】
前記基体３１は、図２に示すようなセル膜の除去された発泡体の小片（チップとも称される）１０をバインダーで結合したものからなる。セル膜の除去された発泡体の小片１０は、セル膜の無いセル骨格Ｓ１によって三次元網目状構造とされており、セル膜に相当する部分が空洞Ｓ２とされて連通しているため、高い通気性を有するものであり、セル膜の除去された発泡体の廃材を公知の粉砕装置で粉砕したものが、廃材の再利用及び吸音材３０のコスト低減の点から好ましい。セル膜の除去された発泡体は、熱（爆発）処理等の公知の除膜処理によってセル膜を除去した軟質ポリウレタン発泡体が、吸音性や入手のし易さ及びコスト等の点から好ましい。前記基体３１の厚みは、１０〜１００ｍｍが好ましい。また、前記基体３１は、セル膜の除去された発泡体の小片１０をバインダーで結合し、厚みが例えば５００〜１０００ｍｍの厚板としたものを、前記１０〜１００ｍｍの厚みにスライスしたものでもよい。
【００１９】
前記セル膜の除去された発泡体の小片１０は、セル数が５〜２０個／２５ｍｍ（ＪＩＳ  Ｋ  ６４００  準拠）のものが好ましい。セル数が５個／２５ｍｍ未満の場合、前記セル膜の除去された発泡体の小片１０は、セルが粗くなりすぎ、一方、セル数が２０個／２５ｍｍを超える場合、セルが細かくなりすぎ、何れの場合も前記吸音材３０の吸音性が低下するようになる。
【００２０】
前記セル膜の除去された発泡体の小片１０は、大きさｄが２０〜５０ｍｍ、より好ましくは２０〜４０ｍｍの範囲のものが好ましい。大きさが２０ｍｍより小さい場合、隣接する小片１０同士におけるセル骨格の接触表面積が小さくなって、バインダーによる小片１０同士の接着力が不足して分離し易くなる。また、粉落ちを生じ、扱いにくくなる。一方、前記セル膜の除去された発泡体の小片１０の大きさが５０ｍｍより大きい場合、前記基体３１が粗な構造となって強度が低下すると共に、前記吸音材３０の吸音性が低下するようになる。
【００２１】
前記バインダーの好適なものとして、湿分の存在や加熱等により硬化して小片同士を結合させる溶剤型ポリウレタンあるいは２液無溶剤ポリウレタン等からなるポリウレタン系のものを挙げることができる。前記２液無溶剤ポリウレタンについては、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン等のアミン系硬化剤等を使用したものが好ましい。前記ポリウレタン系のバインダーはトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）やジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）等の活性イソシアネートを含有する高分子量体を主成分とし、粘性が高いため、種々の有機溶媒により希釈されて使用される。なお、前記有機溶媒としては、メチレンクロライド等のハロゲン化溶媒が揮発性及び不燃性の点から好ましい。前記バインダーの量は、前記セル膜の除去された発泡体の小片１０とバインダーの合計量１００重量部中に５〜３０重量％、好ましくは２０重量％の割合とされる。
【００２２】
前記基体３１の製造方法について、一実施形態を、図３を用いて簡略に説明する。図示の基体製造方法においては、発泡体粉砕処理工程（Ａ）、バインダー付着工程（Ｂ）、モールド充填工程（Ｃ）、加圧硬化工程（Ｄ）、脱型工程（Ｅ）によって製造される。
【００２３】
発泡体粉砕処理工程（Ａ）では、前記セル膜の除去された発泡体を粉砕して、所要の大きさの小片１０にする。この発泡体粉砕処理工程（Ａ）で用いられるセル膜の除去された発泡体は廃材が好ましい。セル膜の除去された発泡体の廃材としては、セル膜有りの発泡体からなる廃材を除膜処理したもの、あるいはセル膜の除去された発泡体がフィルター材等として使用された後に廃材とされたもの、またはセル膜の除去された発泡体を裁断等で所定寸法とする際に発生した廃材等の何れでもよい。
【００２４】
バインダー付着工程（Ｂ）では、前記所要の大きさとされた小片１０に前記バインダーを所要量塗布し、あるいは所要量配合し、タンブラーミキサー、リボンブレンダー等の混合装置で混練し、前記小片１０にバインダー１１を付着させ、バインダー付着小片１２を得る。
【００２５】
モールド充填工程（Ｃ）では、前記バインダー付着工程で得られたバインダー付着小片１２を計量してモールド装置２０内に充填する。図示のモールド装置２０は、下面に水蒸気導入口２３の形成された枠体２４と、該枠体２４内に配置された下型２１と、該下型２１に対して昇降可能とされた上型２５（図Ｄに示す）とよりなり、前記下型２１と上型２５にそれぞれ水蒸気通路２２，２７が上下方向に貫通形成されている。さらに、前記下型２１の上面２１ａ及び上型２５の下面２５ａは、吸音材の表面形状に応じた形状に形成されている。
【００２６】
加圧硬化工程（Ｄ）では、前記上型２５をプレス装置２６により下降させて、前記下型２５との間でバインダー付着小片１２を所要量加圧する。加圧の程度は、前記小片が完全につぶれない程度に調節される。また、前記加圧時には、前記モールド装置２０における下面の水蒸気導入口２３を介して、外部の水蒸気供給装置（図示せず）から水蒸気Ｖｐを当該モールド装置２０内に供給する。このように供給された水蒸気Ｖｐは、前記下型２１の水蒸気通路２２を通って下型２１と上型２５間に進入し、前記下型２１と上型２５間のバインダー付着小片１２間あるいは該小片のセル膜の無い骨格間を通る際に、前記バインダーを硬化させて小片同士を結合固定させる。そして、前記水蒸気Ｖｐは上型２５の水蒸気通路２７を経て外部へ放出される。前記小片同士の結合固定によって下型２１と上型２５間には、当該下型２１と上型２５間形状に賦形された成形体２８が形成される。
【００２７】
脱型工程（Ｅ）では、前記モールド装置２０から成形体２８を取り出し、公知の乾燥炉に収容して、あるいは天日による自然乾燥で乾燥させ、前記成形体２８内の水分を除去する。乾燥条件は、乾燥時間を考慮して適宜決定されるが、乾燥炉を用いる場合には９０℃で３〜６時間、天日の場合には１週間を例示する。前記脱型工程終了によって、目的とする前記基体３１が得られる。
【００２８】
前記樹脂フィルム３３は、通気性の無い樹脂フィルムからなり、前記基体３１の表面に積層されて前記基体３１の表面を保護し、前記セル膜の除去された発泡体からなる小片１０が基体３１から粉状に脱落するのを防ぐと共に、前記基体３１の表面で膜振動して吸音材３０の吸音性を高める。
【００２９】
前記樹脂フィルム３３は、前記基体３１の片面または両面に設けられる。特に前記基体３１の両面に樹脂フィルム３３を設ければ、前記基体３１の両面を保護することができ、前記セル膜の除去された発泡体の小片１０が前記基体３１から粉状に脱落するのを効果的に防ぐことができる。前記樹脂フィルム３３の材質は、特に限定されず、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）等の樹脂を挙げることができる。なお、前記基体３１との接着性が良好な材質で前記樹脂フィルム３３を構成するのがより好ましい。
【００３０】
前記樹脂フィルム３３の厚みは、１０〜５０μｍが好ましく、さらには２０〜３０μｍがより好ましい。前記樹脂フィルム３３の厚みが１０μｍ未満の場合には樹脂フィルム３３の強度が低下して吸音材３０の表面が破損しやすくなると共に、樹脂フィルム３３自体の製造が難しくなる。一方、前記樹脂フィルム３３の厚みが５０μｍを超えると、前記吸音材３０において樹脂フィルム３３が十分に膜振動できなくなり、膜振動によって得られる吸音効果が低下するようになる。
【００３１】
前記樹脂フィルム３３は前記基体３１の表面と接着剤によって結合される。前記接着剤としては、ポリウレタン系、シリコーン系、エポキシ系、ホットメルト系等、種々のものが用いられる。特に、前記樹脂フィルム３３と前記基体３１の双方に対する接着性が良好なものとされる。
【実施例】
【００３２】
本発明における吸音材の具体的な実施例を以下に示す。セル膜の除去されたブロック状の発泡体（セル数７個／２５ｍｍ）から裁断によって所定寸法の製品（フィルター等）とする際に発生したセル膜の除去された発泡体の廃材を、大きさ２０〜５０ｍｍに粉砕機（安田鉄工社製）で粉砕し、セル膜の除去された発泡体の小片を形成した。
【００３３】
バインダーとしてＭＤＩプレポリマーを用い、セル膜の除去された発泡体の小片の８０重量部にバインダー２０重量部を塗布装置（エアーミックスタイプスプレーガン、株式会社明治機械製作所製）で吹き付け、セル膜の除去された発泡体の小片とバインダーをミキサー（黒木工業社製）で混合し、バインダー付着小片を得た。このバインダー付着小片を、内底面の一辺が４００×４００ｍｍの成形空間を有するモールド装置内に１３００ｇ充填して所定厚みに押圧した。押圧程度は、実施例１では成形空間内に充填されたバインダー付着小片の堆積厚み（成型空間の高さ）が１０ｍｍとなるようにし、一方、実施例２では５０ｍｍとなるようにした。また、モールド装置内に水蒸気を供給し、前記該水蒸気の供給と前記押圧を７分間続けてバインダーを硬化させ、成形体を形成した。その後、成形体をモールド装置から取り出し、常温下自然乾燥して実施例の基体を得た。このようにして得た基体の両面に厚み３０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルムを、ホットメルト樹脂（品名：ダイナシートＬＮＳ、呉羽テック株式会社製）によって１５０℃ドライラミネート加工で接着し、実施例１，２の吸音材を得た。
【００３４】
また、吸音材用発泡体として市販されている軟質ポリウレタン発泡体（品名：カームフレックスＦ−２、セル膜有り、株式会社イノアックコーポレーション製）のみで構成し、樹脂フィルムが積層されていない比較例１の吸音材と、実施例１、２の吸音材から樹脂フィルムを無くした比較例２、３の吸音材を、それぞれ製造した。表１には、実施例１，２及び比較例１〜３の吸音材の構成を示す。なお、表１における目付量（ｇ／ｍ２）は、吸音材全体の単位面積当たりの重量を表す。
【００３５】
【表１】
2008032977.tif 000003
【００３６】
実施例１，２及び比較例１〜３の吸音材に対して、垂直入射吸音率（％）をＪＩＳ  Ａ  １４０５  付属書Ｉ．音響に基づき測定した。表２は測定結果である。なお、表２における合計は、各測定周波数の垂直入射吸音率の合計であり、合計値が大きいほど吸音性能が良好となる。
【００３７】
【表２】
2008032977.tif 000004
【００３８】
表３は、表２に示した垂直入射吸音率の測定結果中、低周波数の５００Ｈｚと１０００Ｈｚの垂直入射吸音率を示すものであり、実施例１，２及び比較例１〜３の吸音材において低周波数領域の吸音性を示す表である。
【表３】
2008032977.tif 000005
【００３９】
表２の最下行に示す垂直入射吸音率の合計値、及び表３に示す５００Ｈｚ、１０００Ｈｚの垂直入射吸音率から理解されるように、軟質ポリウレタン発泡体のみからなる比較例１、樹脂フィルムが積層されていない比較例２及び比較例３と比べて、実施例１及び実施例２の吸音材は、吸音性能が良好であり、特に低周波数（５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ）における吸音性が良好である。
【００４０】
また、実施例１及び実施例２の吸音材は、基体の表面に樹脂フィルムが設けられているため、基体を構成するセル膜の除去された発泡体の小片の脱落が少なかった。それに対し、比較例２及び比較例３の吸音材は基体の表面に樹脂フィルムが設けられていないため、基体を構成するセル膜の除去された発泡体の小片の脱落が多かった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態における吸音材の断面図である。
【図２】セル膜の除去された発泡体の小片の概略図である。
【図３】本発明における基体の製造工程例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
３０  吸音材
３１  基体
３３  樹脂フィルム
【図１】
2008032977.tif 000006
【図２】
2008032977.tif 000007
【図３】
2008032977.tif 000008