(57)【要約】【課題】緩衝性と高い吸音性を備えた発泡樹脂製の吸音材を得る。【解決手段】表面および裏面に開口を有する発泡樹脂からなる吸音材１において、表面側開口２ａと裏面側開口２ｂとの間に、吸音材１を構成する樹脂と同じ樹脂からなる膜体３を吸音材１と一体のものとして形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面および裏面に開口を有する発泡樹脂からなる吸音材であって、前記表面側開口と裏面側開口の間には吸音材を構成する樹脂と同じ樹脂からなる膜体が吸音材と一体のものとして形成されていることを特徴とする吸音材。
【請求項２】
前記膜体の厚さは０．１〜１．５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の吸音材。
【請求項３】
吸音材が車両用の内装材であ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】
表面および裏面に開口を有する発泡樹脂からなる吸音材であり、前記表面側開口と裏面側開口の間には吸音材を構成する樹脂と同じ樹脂からなる膜体が吸音材と一体のものとして形成されている吸音材を成形する方法であって、
成形型として、可動型と固定型を備え、前記固定型と可動型により形成されるキャビティには、前記表面側開口と裏面側開口を成形するための第１の凸部と第２の凸部とがそれぞれ対応する箇所に設けられており、固定型と可動型を型締めした姿勢において、前記第１の凸部と第２の凸部の間には隙間が形成される成形型を用い、該成形型内に発泡剤を含浸させて予備発泡させた予備発泡樹脂粒子を充填して型内発泡成形させ、その過程で、前記第１の凸部と第２の凸部の間の隙間に他の部分に連続する膜体が一体成形されるようにしたことを特徴とする吸音材の成形方法。
【請求項５】
成形型として、固定型と可動型を型締めした姿勢において、前記第１の凸部と第２の凸部の間に０．１〜１．５ｍｍの範囲の隙間が形成される成形型を用いることを特徴とする請求項４に記載の吸音材の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発泡樹脂からなる吸音材とその成形方法に関し、限定されないが、特にフロアスペーサのような車両用の内装材として好適な発泡樹脂からなる吸音材とその成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
緩衝材を兼ねた吸音材として、複数の貫通孔を有する発泡樹脂からなる吸音材が知られている。この形態の吸音材は、発泡樹脂が持つ緩衝機能とともに、複数の貫通孔の周壁で音が乱反射することによる吸音機能も備えている。貫通孔内に吸音部材を配設した発泡樹脂製の吸音材も知られており、特許文献１には、貫通孔を有する硬質ウレタンフォームのような衝撃吸収材の中に、厚さ５〜１０ｍｍ程度の、軟質ウレタンフォーム、不織布、フェルトまたはガラスウール等の多孔質材料である吸音部材を埋設した吸音材（車両用内装材）が記載されている。この吸音材では、多孔質材料である吸音部材の部分において音エネルギーが熱エネルギーに変換されて吸音作用が発現する旨、記載されている。その製造に当たっては、前記吸音部材を予め予備成形しておき、それを成形型内にセットし、成形型を型締めして形成される前記吸音部材が予めセットされたキャビティ内にウレタン原料を注入して発泡させることで、全体を一体化している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３２１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような、複数の貫通孔を有する発泡樹脂からなる吸音材であって、前記貫通孔内に吸音部材を配設した形態の吸音材は、緩衝機能とともに優れた吸音性能も備える。しかし、その製造に当たり、発泡樹脂からなる吸音材本体とは別に、予備成形した吸音部材が必要であり、かつ、成形に当たっては該予備成形した吸音部材を成形型内にセットする等の作業も必要となる。そのために、製造が複雑化しかつコスト高になるのを避けられない。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、より簡単な方法で製造することのできる、発泡樹脂からなりかつ開口内に吸音部材を配設した形態の吸音材を提供することを課題とする。また、そのため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】
【０００６】
本発明による吸音材は、表面および裏面に開口を有する発泡樹脂からなる吸音材であって、前記表面側開口と裏面側開口の間には吸音材を構成する樹脂と同じ樹脂からなる膜体が吸音材と一体のものとして形成されていることを特徴とする。
【０００７】
上記の吸音材は、全体が一つの樹脂から形成されており、複数の部材を用いないので、構成をきわめて簡素化できる。製造に当たっても、所要の成形型内に発泡性樹脂を充填して従来法により発泡成形する、あるいは予め成形された発泡樹脂板に、厚さ方向の一部に膜体が残るようにして、複数個の開口を両側から穿孔する等の方法により、所要の吸音材を得ることができるので、その製造もきわめて容易である。
【０００８】
本発明による吸音材では、表面側開口と裏面側開口の周壁での音の乱反射による吸音効果に加えて、前記膜体が振動膜として機能し、その振動により音圧エネルギーを効果的に吸収する。そのために、高い吸音効果を達成できる。前記膜体の厚さは０．１〜１．５ｍｍの範囲であることが望ましい。０．１ｍｍより薄い膜体はそれを一体に形成することが容易でなく、また破損しやすくなるので好ましくない。１．５ｍｍより厚い膜体は、振動膜としての機能が低下して高い吸音性能が得られない。より好ましい膜体の厚さは、０．５〜１．０ｍｍの範囲であり。
【０００９】
本発明による吸音材において、発泡樹脂には、スチレン改質ポリエチレン系樹脂、スチレン改質ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等の発泡樹脂を用いることができる。中でも、ポリエチレン系樹脂粒子にスチレン系単量体を含浸重合させて得られるスチレン改質ポリエチレン系樹脂の発泡樹脂は、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂の発泡樹脂に比べて、寸法安定性と形状保持性に優れていること、ポリスチレン系樹脂の発泡樹脂に比べて擦れによる粉が出難いことの理由から特に好ましい。また、スチレン改質ポリエチレン系樹脂におけるスチレン成分の割合は４０〜９０重量％、好ましくは５０〜８５重量％、より好ましくは５５〜７５重量％である。
【００１０】
本発明による吸音材は任意の場所で用いることができる。壁材や床材の一部として用いることもでき、車両用の内装材として用いることもできる。中でも、発泡樹脂の持つ適度の緩衝機能と、後の実施例で示す吸音特性とから、車両用の内装材として用いることは特に好適である。
【００１１】
本発明は、また、上記の吸音材を成形する方法であって、成形型として、可動型と固定型を備え、前記固定型と可動型により形成されるキャビティには、前記表面側開口と裏面側開口を成形するための第１の凸部と第２の凸部とがそれぞれ対応する箇所に設けられており、固定型と可動型を型締めした姿勢において、前記第１の凸部と第２の凸部の間には隙間が形成される成形型を用い、該成形型内に発泡剤を含浸させて予備発泡させた予備発泡樹脂粒子を充填して型内発泡成形させ、その過程で、前記第１の凸部と第２の凸部の間の隙間に他の部分に連続する膜体が一体成形されるようにしたことを特徴とする吸音材の成形方法も開示する。上記の成形方法において、好ましくは、前記成形型として、固定型と可動型を型締めした姿勢において、第１の凸部と第２の凸部の間に０．１〜１．５ｍｍの範囲の隙間が形成される成形型を用いる。
【００１２】
成形に用いる発泡剤を含浸させて予備発泡させた予備発泡樹脂粒子には、例えば上記したスチレン改質ポリエチレン系樹脂をはじめとする熱可塑性樹脂に、発泡剤を含浸させて発泡性の熱可塑性樹脂とし、該発泡性の熱可塑性樹脂を加熱水蒸気等で予備発泡させることで得られる予備発泡樹脂粒子を用いる。かかる予備発泡樹脂粒子を、上記した成形型内に充填し、加熱蒸気を供給して従来法に従い発泡成形する。好ましくは、予備発泡樹脂粒子を充填後にクラッキング処理を行う。充填された予備発泡樹脂粒子は、前記第１の凸部と第２の凸部の間の隙間に入り込み、発泡成形の過程でキャビティ内の他の予備発泡樹脂粒子とともに発泡して互いに融着する。それにより、前記隙間には、吸音材の他の部分に連続した膜体が一体成形される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、緩衝性と高い吸音性を備えた発泡樹脂製の吸音材を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明を一実施の形態に基づき説明する。図１は本発明による吸音材１の一例を示す斜視図であり、図２はその一部を拡大して示す断面図である。図３は本発明による吸音材の成形方法を説明するための図である。
【００１５】
図１に示す吸音材１は、例えばスチレン改質ポリエチレン系樹脂の予備発泡樹脂粒子を型内発泡成形して得られた厚さ１０〜７０ｍｍ程度の発泡樹脂成形品であり、直径５〜３０ｍｍ程度である多数の表面側開口２ａと裏面側開口２ｂとが対向する位置に形成されている。図２に示すように、対向する表面側開口２ａと裏面側開口２ｂの間には、吸音材本体の樹脂と同じ樹脂からなる膜体３が一体成形されており、該膜体３の厚さは、０．１〜１．５ｍｍ程度である。膜体３は、図示されるもののように、吸音材１の厚さ方向のほぼ中央において対向する表面側開口２ａと裏面側開口２ｂの間に一体成形されていてもよく、上下いずれかの方向に偏位して一体成形されていてもよい。
【００１６】
この吸音材１は、全体が発泡樹脂であることから緩衝機能を備えるとともに、表面側開口２ａと裏面側開口２ｂの周壁での音の乱反射による吸音機能を備える。さらに、前記膜体３が振動膜として機能し、その振動により音圧エネルギーを効果的に吸収することから、吸音材１の吸音機能はさらに向上する。また、全体が一つの樹脂から形成されており、複数の部材を用いないので、構成もきわめて簡素化する。
【００１７】
次に、上記の吸音材１を形成するための一態様を、発泡剤を含浸させて予備発泡させた予備発泡樹脂粒子を成形型内に充填して型内発泡成形させる態様を例として説明する。図３は、成形型の一実施の形態を型締めした状態で示している。この成形型１０は、上方に開放された箱型の固定型１１と、下方に開放された箱型の可動型１２とから大略構成されており、型締めすることにより、内部に成形品に応じたキャビティ空間が形成される。
【００１８】
固定型１１、可動型１２の双方の対応する位置には、図示するように、第１および第２の凸部として、凸部１３，１４が設けられており、型締め時には凸部１３，１４の間に所定の隙間Ｇが形成されるようになっている。好ましくは、前記隙間Ｇは０．１〜１．５ｍｍの範囲である。なお、図示する成形型１０には、２組の凸部１３，１４のみが示されるが、実際の成形型においては、前記吸音材１に形成される表面側開口２ａと裏面側開口２ｂの数だけの凸部１３，１４が設けられる。
【００１９】
吸音材１の成形に際しては、例えばスチレン改質ポリエチレン系樹脂を加熱水蒸気等で３０倍の発泡倍率で予備発泡させることで予備発泡粒子Ｒを製造し、この予備発泡粒子Ｒを成形型１０内に充填し、必要な場合にはクラッキング処理を行った後、図３に示すように型締めをする。型締めにより、前記凸部１３，１４の間に形成されている隙間Ｇ内にも予備発泡粒子Ｒが入り込む。
【００２０】
型締め後、成形型１０を数秒加熱し、成形体の一方面を５秒程度蒸気加熱し、その後に他方面を５秒程度蒸気加熱し、さらに両面を１０秒程度加熱する。それにより、充填された予備発泡粒子Ｒは発泡とともに相互に熱融着して、キャビティ内に吸音材１が成形される。その過程で、前記凸部１３，１４間の隙間Ｇに入り込んだ予備発泡粒子Ｒも同時に発泡と熱融着が進行し、吸音材１の他の部分と一体となった膜体３が同時一体成形される。最後に１５０秒程度放冷し、型開きしながら離型することで、図１，図２に示す、表面および裏面に開口を有する発泡樹脂からなる吸音材１であって、前記表面側開口２ａと裏面側開口２ｂの間には吸音材１を構成する樹脂と同じ樹脂からなる膜体３が吸音材と一体のものとして形成されている吸音材１が得られる。なお、各工程に要する時間等は、所望の吸音材となるように適宜調整される。
【実施例】
【００２１】
次に、実施例と比較例に基づき本発明を説明するが、本発明がこの実施例に限らないことは当然である。
【００２２】
［実施例１］
図３に基づき説明した形状の成形型を用い、発泡剤を含浸させて３０倍に予備発泡させたスチレン改質ポリエチレン系樹脂の予備発泡樹脂粒子を成形型内に充填して型内発泡成形して、図１，図２に示した形態の吸音材１を得た。ただし、吸音材１の発泡倍率は３０倍、吸音材１の厚さは３０ｍｍ、表面側開口２ａと裏面側開口２ｂの直径は２０ｍｍとした。また、膜体３は吸音材１の厚さ方向の中央位置に一体成形し、膜体３の厚さを０．５ｍｍとした。
【００２３】
成形した吸音材の吸音率を、ＩＳＯ１０５３４−２およびＡＳＴＭＥ１０５０に準拠して測定した。すなわち、垂直入射吸音率測定システム４２０６型音響インピーダンス管（プリューエル＆ケアー社製）および計測ソフトウエアＭＳ１０２０型（松下テクノトレーディング（株）製）を使い、測定条件は、温度２０℃、試料厚さ３０ｍｍ、試料の背面空気層なしで測定した。
【００２４】
その結果を図４のグラフに曲線Ａとして示した。
【００２５】
［実施例２］
膜体３の厚さを１ｍｍとした以外は実施例１と同様にして吸音材を成形し、実施例１と同様にして吸音率を測定した。その結果を図４のグラフに曲線Ｂとして示した。
【００２６】
［比較例１］
図３に基づき説明した形状の成形型における凸部１３，１４の長さを変更して、型締めしたときに隙間Ｇが形成されない成形型を用意した。それを用いて、実施例１と同じ条件で吸音材を発泡成形した。成形された吸音材では表面側開口２ａと裏面側開口２ｂは連続しており、その間に膜体３を備えない。得られた吸音材に対して、実施例１と同様にして吸音率を測定した。その結果を図４のグラフに曲線Ｃとして示した。
【００２７】
［比較例２］
図３に基づき説明した形状の成形型における凸部１３，１４の無い成形型を用意した。それを用いて、実施例１と同じ条件で吸音材を発泡成形した。成形された吸音材は表面側開口２ａと裏面側開口２ｂおよび膜体３を備えない。得られた吸音材に対して、実施例１と同様にして吸音率を測定した。その結果を図４のグラフに曲線Ｄとして示した。
【００２８】
［考察］
表面側開口２ａと裏面側開口２ｂおよび膜体３のない吸音材は、曲線Ｄに示すように吸音率（垂直入射吸音率％）は他と比較してすべての周波数帯域で１０％程度と低い。表面側開口２ａと裏面側開口２ｂとが連続しており膜体３を備えない吸音材は、曲線Ｃに示すように、表面側開口２ａと裏面側開口２ｂのない吸音材と比較して、高い吸音率を示している。本発明による吸音材、すなわち表面側開口２ａと裏面側開口２ｂの間に吸音材を構成する樹脂と同じ樹脂からなる膜体３を備えている吸音材は、曲線ＡおよびＢに示すように、表面側開口２ａと裏面側開口２ｂとが連続した貫通孔となっているものと比較してさらに高い吸音率を示している。特に、周波数１０００〜３０００Ｈｚの帯域での吸音率が向上しており、本発明による吸音材の優位性、また車両用の内装材として用いることの優位性が示される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による吸音材の一例を示す斜視図。
【図２】吸音材の一部を拡大して示す断面図。
【図３】本発明による吸音材の成形方法を説明するための図。
【図４】実施例と比較例での吸音率を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３０】
１…吸音材、２ａ…表面側開口、２ｂ…裏面側開口、３…膜体、１０…成形型、１１…固定型、１２…可動型、１３，１４…第１と第２の凸部、Ｇ…凸部間に形成される隙間、Ｒ…予備発泡粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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