(57)【要約】【課題】  軽量化された防音材およびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の防音材１は、ポリウレタンフォーム１ａの表面に、通気抵抗が１００００Ｎｓ／ｍ３以上の高遮音性領域（スキン層１０）と、通気抵抗が１０００〜８０００Ｎｓ／ｍ３の低遮音性領域２０とを有することを特徴とする。本発明の防音材の製造方法は、発泡剤存在下、ポリオール化合物とイソシアネート化合物とを金型内で反応させて発泡成形する防音材の製造方法において、金型内表面にあらかじめ溶剤型離型剤を塗布し、その後、金型内表面の一部に水溶性離型剤を塗布することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタンフォームの表面に、通気抵抗が１００００Ｎｓ／ｍ３以上の高遮音性領域と、通気抵抗が１０００〜８０００Ｎｓ／ｍ３の低遮音性領域とを有することを特徴とする防音材。
【請求項２】
高遮音性領域がポリウレタンのスキン層であることを特徴とする請求項１に記載の防音材。
【請求項３】
発泡剤存在下、ポリオール化合物とイソシアネート化合物とを金型内で反応させて発泡成形する防音材の製造方法において、
金型内表面にあらかじめ溶剤型離型剤を塗布し、その後、金型内表面の一部に水溶性離型剤を塗布することを特徴とする防音材の製造方法。
【請求項４】
発泡成形の際に、溶剤型離型剤を塗布した部分の金型温度を４０〜７０℃にし、水溶性離型剤を塗布した部分の金型温度を２０〜５０℃にすることを特徴とする請求項３に記載の防音材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などに設けられるポリウレタン製防音材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両においては、エンジンなどの騒音を発生する装置を有しており、この装置から発生する音がキャビン内に伝わることを防止するため、従来から、ポリウレタンフォームを有する防音材が自動車車体等の鋼板パネルに設けられている。その防音材としては、例えば、特許文献１に、高比重の合成樹脂または合成ゴムなどからなる遮音シートとポリウレタンフォームからなる吸音材とを組み合わせたものが記載されている。この防音材では、遮音シートにて遮音性を確保し、吸音材にて吸音性を確保して、全体として防音性に優れたものになっている。
【特許文献１】特許第２６５９５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、遮音シートを有する防音材においては、遮音シートが高比重であるために重く、その結果、この防音材を設けた場合には車両の軽量化を阻害した。また、軽量化するために遮音シートを取り除いたポリウレタンフォームを吸音材として用いた場合には、遮音性に劣るため防音材としての機能を充分に発揮しなかった。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、軽量化された防音材およびその製造方法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】
【０００４】
本発明の防音材は、ポリウレタンフォームの表面に、通気抵抗が１００００Ｎｓ／ｍ３以上の高遮音性領域と、通気抵抗が１０００〜８０００Ｎｓ／ｍ３の低遮音性領域とを有することを特徴とする。
本発明の防音材においては、高遮音性領域がポリウレタンのスキン層であることが好ましい。
本発明の防音材の製造方法は、発泡剤存在下、ポリオール化合物とイソシアネート化合物とを金型内で反応させて発泡成形する防音材の製造方法において、
金型内表面にあらかじめ溶剤型離型剤を塗布し、その後、金型内表面の一部に水溶性離型剤を塗布することを特徴とする。
本発明の防音材の製造方法においては、発泡成形の際に、溶剤型離型剤を塗布した部分の金型温度を４０〜７０℃にし、水溶性離型剤を塗布した部分の金型温度を２０〜５０℃にすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の防音材は、遮音シートを有していないにもかかわらず遮音性が高く、防音性に優れる。しかも、遮音シートを有していないため軽量化されている。したがって、本発明の防音材が設けられた車両は軽量化できる。
本発明の防音材の製造方法によれば、遮音性の高いスキン層を部分的に容易に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の防音材の一実施形態例について説明する。
図１および図２に、本実施形態例の防音材を示す。本実施形態例の防音材１は、シート状のポリウレタンフォーム１ａの一方の表面の一部に矩形状のスキン層１０を有するものである。
ここで、スキン層１０は、連通性の低い気泡が形成されたポリウレタンの層であり、通気抵抗が１００００Ｎｓ／ｍ３以上の層である。すなわち、スキン層１０は高遮音性領域である。
【０００７】
また、ポリウレタンフォーム１ａの表面には、通気抵抗が１０００〜８０００Ｎｓ／ｍ３の低遮音性領域２０を有している。この低遮音性領域２０は、気泡の連通性が高いので、遮音性が低いものの、吸音性が高い。これに対し、低遮音性領域２０の通気抵抗が１０００Ｎｓ／ｍ３未満では気泡が過剰に連通することになるので、防音材１の機械的強度を確保できない。また、８０００Ｎｓ／ｍ３を超えると気泡の連通性が低く吸音性を確保できない。
ここで、通気抵抗の測定は、サンプルに空気を一定流速で透過させた際のサンプル両側の圧力差を測定することで求められる。
【０００８】
低遮音性領域２０においては、ヤング率が１．５×１０５〜３．５×１０５Ｎ／ｍ２であることが好ましい。ヤング率が１．５×１０５Ｎ／ｍ２未満であると柔軟すぎて取り扱いにくく、ヤング率が３．５×１０５Ｎ／ｍ２を超えると剛直であり、防音性が損なわれる。
また、低遮音性領域２０は、密度が６０〜１３０ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。密度が６０ｋｇ／ｍ３未満であると機械的強度が低下し、１３０ｋｇ／ｍ３を超えると吸音性が損なわれる。
【０００９】
防音材１の厚さは５ｍｍ以上であることが好ましい。防音材１の厚さが５ｍｍ以上であれば、防音性がより高くなる上に、防音材としての形状を確実に確保できる。ただし、厚さが２０ｍｍを超えると大きくなりすぎるので好ましくない。
また、スキン層１０の厚さは３０〜２００μｍであることが好ましい。スキン層１０の厚さが３０μｍ未満であると充分な遮音性を発揮しないことがあり、２００μｍを超えても遮音性が厚さに応じて高くなることはないので製造が不利になるだけである。
【００１０】
防音材１は、例えば、図２に示すように、自動車車体の鋼板パネル３０（例えば、厚さ０．８ｍｍ）に、スキン層１０がキャビン側に位置するように設けられる。また、図示例のように、キャビン側に補機類（エアコンユニット等）４０が設けられる場合には、防音材１に厚さが薄い部分（以下、防音材薄肉部１ｂという）をあらかじめ形成し、その防音材薄肉部１ａの表面にスキン層１０を設けておくことが好ましい。そして、防音材薄肉部１ｂ内に補機類が挿入されるように防音材１を配置する。
防音材薄肉部１ｂでは吸音性が低くなるが、防音材薄肉部１ｂの表面には高遮音性領域であるスキン層１０が設けられており、その部分の遮音性が高められている。そのため、鋼板パネル３０を通して防音材に音が入射した場合、入射した音の一部は、吸音性に優れる低遮音性領域２０にて吸音され、残りの一部はスキン層１０により反射される。反射された音は再び低遮音性領域２０を通って吸音されることになる。
したがって、この防音材１は防音性が高く、エンジンなどで発生する騒音がキャビン内に伝わることを防止できる。しかも、この防音材１はポリウレタンからなっており、高比重の遮音シートを用いていないから軽量である。
【００１１】
この防音材においては、遮音性が求められる部分にスキン層を配置すればよいので、防音材薄肉部１ｂ以外にも、例えば、エンジンなどの騒音源の近傍にスキン層を配置することもできる。
【００１２】
なお、本実施形態例では、ポリウレタンフォーム表面の一部に高遮音性領域であるスキン層を形成したが、ポリウレタンフォーム表面の全面にスキン層を形成して遮音性を全体的に高くすることも考えられる。しかしながら、全面にスキン層を形成してしまうと吸音性が全体的に損なわれ、総合的に見て防音性が低くなるから本発明の課題を解決できない。
【００１３】
次に、防音材の製造方法の一実施形態例について説明する。
まず、金型をあらかじめ加熱しておき、スキン層を設ける部分の金型温度を２０〜５０℃に調節し、スキン層を設けない部分の金型温度を４０〜７０℃に調節する。このように、一つの金型内で金型温度が異なる領域を形成する場合には、それぞれの領域毎に温度を調節できるようにしておけばよい。
なお、スキン層を設ける部分の金型温度が２０℃未満の場合には充分に発泡成形できないことがあり、５０℃を超えると気泡の連通性が高くなってスキン層を形成できないことがある。また、スキン層を設けない部分の金型温度が４０℃未満では気泡の連通性が不充分になることがあり、７０℃を超えるとウレタン反応の反応性が高くなりすぎてポリウレタンフォームの機械的強度が低下する場合がある。
【００１４】
次いで、金型内表面の全面に溶剤型離型剤を塗布し、その後、その上から、スキン層を設ける部分に水溶性離型剤を塗布する。各離型剤の塗布方法としては、作業性の点からスプレー塗布が好ましい。
水溶性離型剤としては、例えば、ポリエチレン系離型剤、シリコン系離型剤、フッ素樹脂系離型剤、または、ポリエチレン、シリコン、フッ素樹脂に他の成分が共重合した共重合体を含む離型剤等が挙げられる。
溶剤型離型剤としては、例えば、ワックス系離型剤、シリコン系離型剤、フッ素樹脂系離型剤、または、ワックス、シリコン、フッ素樹脂に他の成分が共重合した共重合体を含む離型剤、界面活性剤系離型剤等が挙げられる。
【００１５】
そして、金型に設けられた注入口からポリオール化合物とイソシアネート化合物と触媒と発泡剤とを注入し、触媒および発泡剤の存在下でポリオール化合物とイソシアネート化合物とを反応させることで発泡成形してポリウレタンからなる防音材を製造する。
【００１６】
ポリウレタンフォームの原料であるポリオール化合物としては、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、これらの誘導体などのポリエーテルポリオール、縮合系ポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどのポリエステルポリオール等が挙げられる。
【００１７】
イソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフタリンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）等のポリイソシアネートが挙げられる。
【００１８】
触媒としては、例えば、トリエチルアミンなどのトリアルキルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミンなどのテトラアルキルジアミン、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジ（２−エチルヘキソエート）などの有機錫化合物等が挙げられる。
発泡剤としては、主として水が用いられる。
【００１９】
以上のように、金型温度を２０〜５０℃にし、その温度の金型部分に水溶性離型剤を塗布することで、気泡の連通を抑制させて、ポリウレタンフォームの表面に通気抵抗が１００００Ｎｓ／ｍ３以上の高遮音性領域であるスキン層を設けることができる。また、金型温度を４０〜７０℃にし、その温度の金型部分に溶剤型離型剤を塗布することで、気泡の連通を促進させて、ポリウレタンフォームの表面にスキン層を形成させずに、通気抵抗が１０００〜８０００Ｎｓ／ｍ３の低遮音性領域を形成させることができる。
したがって、この製造方法によれば、ポリウレタンフォーム表面の一部にスキン層が形成された防音性の高い防音材を容易に製造できる。
【実施例】
【００２０】
（実施例）
縦１０００ｍｍ、横１０００ｍｍ、厚さ２５ｍｍのキャビティが形成される金型を用意し、スキン層を設ける部分の金型温度を４０℃に設定し、その他の部分の金型温度を５５℃に設定した。次いで、下側の金型の全面に溶剤型離型剤である中京油脂社製Ｈ−９６６をスプレー塗布し、その後、スキン層を設ける部分に水溶性離型剤であるＡＣＭＯＳ社製ＡＣＭＯＳＩＬ３７−５０１２−９０をスプレー塗布した。そして、金型内に、ポリオール化合物であるポリエーテルポリオール１００質量部、ＭＤＩ系イソシアネート化合物（インデックス１００）、触媒であるトリエチレンジアミン１．０質量部、発泡剤である水３質量部、シリコーン整泡剤０．５部を注入し、発泡成形した。
このようにして、縦１０００ｍｍ、横１０００ｍｍ、厚さ２５ｍｍ、密度が２．０ｋｇ／ｍ３であり、ポリウレタンフォームの表面に、通気抵抗が１００００Ｎｓ／ｍ３以上のスキン層（高遮音性領域）と、通気抵抗が５０００Ｎｓ／ｍ３の低遮音性領域とを有する防音材を得た。
そして、この防音材におけるランダム入射吸音率と音響透過損失とを測定した。その結果を図３および図４に示す。
【００２１】
なお、ランダム入射吸音率は、防音材のスキン層が形成されている方の面に向けて様々な角度で音を発射し、その面から反射してくる音を測定して求めた。また、音響透過損失は、防音材のスキン層が形成されていない方の面に向けて垂直に音を発射し、他方の面から漏れ出た音を測定して求めた。ランダム入射吸音率と音響透過損失のいずれも、その値の高い方が高性能であることを示す。なお、これらの測定において、音の発射方向にはスキン層が位置するようにした。
【００２２】
（比較例）
金型内表面の全てに溶剤型離型剤である中京油脂社製Ｈ−９６６をスプレー塗布し、全ての部分の金型温度を５５℃に設定したこと以外は実施例と同様にして、スキン層が形成されず、全体にわたって通気抵抗が５０００Ｎｓ／ｍ３のポリウレタンフォームを得た。このポリウレタンフォームを防音材として用い、ランダム入射吸音率と音響透過損失とを測定した。その結果を図３および図４に示す。
【００２３】
図３から、実施例の防音材と比較例の防音材とではランダム入射吸音率がほぼ同等であることがわかった。また、図４から、高遮音性領域であるスキン層が形成された実施例の防音材は音響透過損失が高く、遮音性に優れることがわかった。
したがって、実施例の防音材は、比較例の防音材と吸音性が同等で遮音性が高いものであるから、比較例の防音材より防音性を有している。しかも、実施例の防音材は、高比重の遮音シートを用いずにポリウレタンのみからなっているから軽量である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る実施形態例の防音材を示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】実施例および比較例における周波数に対するランダム入射吸音率のグラフである。
【図４】実施例および比較例における周波数に対する音響透過損失のグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１  防音材
１ａ  ポリウレタンフォーム
１０  スキン層（高遮音性領域）
２０  低遮音性領域
【図１】
2005350533.tif 000003
【図２】
2005350533.tif 000004
【図３】
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【図４】
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