(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０から３００，０００ｐｓｉ（０．７０から２１，０００ｋｇ／ｃｍ2）の曲げ弾性率を有し、約０．１から１．０インチ（２．５４から２５．４ｍｍ）の厚さである、第１の表面と第２の表面を互いに反対の位置に有するポリウレタンフォームの間隔形成層と；
箔の束縛層と前記ポリウレタンフォームの間隔形成層の間に配置された粘弾性接着層を介して、前記ポリウレタンフォームの間隔形成層の第１の表面に接着的に固定された、アルミニウム箔を含む約０．００１から約０．０１インチ（０．０２５４から０．２５４ｍｍ）の厚さである箔の束縛層と；
前記箔の束縛層に固定された装飾布層と；
前記ポリウレタンフォームの第２の表面上に配置された感圧接着層と；
前記感圧接着層上に配置された剥離層と；
を含んでなる車両に使用するための振動減衰性ラミネートであって、
前記感圧接着層と剥離層が車両の輪郭にフィットするように輪郭付けされ、前記ラミネートが剪断力を受けると、前記ラミネートは十分に剪断剛直性なので、前記粘断性接着層が実質的にすべての剪断歪を受ける振動減衰性ラミネート。
【請求項２】
前記装飾布層がカーペット層を含んでなる請求項１に記載の振動減衰性ラミネート。
【請求項３】
前記感圧接着層が水性アクリル接着剤を含んでなる請求項１に記載の振動減衰性ラミネート。
【請求項４】
前記粘弾性層が水性アクリル樹脂を含んでなる請求項１に記載の振動減衰性ラミネート。
【請求項５】
前記車両の一部が車両のフロアパンを含んでなる請求項１に記載の振動減衰性ラミネート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野及び背景）
本発明は、振動減衰性ラミネート、特に、車両の内装に使用する振動減衰性ラミネートに関する。
【０００２】
車両、特に消費者の自動車及びトラックにおける防音は、「静かな」車が益々ポピュラーになったために、自動車メーカーの主要な関心事である。慣用的には、防音パッドがボディの表面、例えば、床、天井、防火壁などに取り付けられる。防音パッドの意図は、車両の運動、エンジンの操作及び任意の可動部品により生じる音を消し、振動を減らすことである。
【０００３】
一般に、防音は、遮音、吸音、振動減衰及び振動遮断に分類することができる。遮音は、通常、伝搬の途中で音波を遮断し、伝搬音のレベルを初期の音のレベルより小さくすることにより行われる。音のエネルギーを低減することができる材料は、遮音材料として使用可能であり、その性能は表面密度、曲げ剛性及び内部損失により決定される。所定の周波数領域においては、重量が大きい程、高い遮音効果が得られる結果となる。かくして、大量の金属粉末、炭酸カルシウム、ガラスファイバーまたは他の充填剤を包含する高密度樹脂混合物を使用することが知られている。また、日本特許出願公開Ｎｏ．１８５３８／１９８６に記述されているように発泡材料にアスファルトを含浸することも知られている。
【０００４】
吸音は、高空孔材料の粘性抵抗または摩擦抵抗を利用して、音の振動エネルギーを熱エネルギーとして吸収することによって行われ、その結果、音波の反響は小さくなる。このような材料の例には、連続気泡の発泡プラスチック、ファイバーガラス、アスベストなどが含まれる。
【０００５】
振動減衰は、通常、材料中を伝搬する振動または音のエネルギーを、材料の剪断または圧縮の変形の結果として変換された熱エネルギーとして吸収することによって行われる。振動減衰性材料は、好ましくは弾性の高損失係数及び高モジュラスを有しなければならない。振動減衰性材料は、通常、振動板上に取り付けまたはコーティングした後に使用される。振動減衰性材料にパネルを取り付ける拘束タイプ及びパネルを使用しない非拘束タイプを含む２つのタイプの減衰が知られている。拘束タイプで典型的なのは、種々のタイプの振動減衰性鋼シートまたは鋼プレートである。他の振動減衰性材料には、フェライト、金属、セラミックス等の粒子、タルク、マイカ等の種々のフレーク、ワラストナイト及びガラスファイバー等の種々のファイバーを大量に含む樹脂が含まれる。
【０００６】
このような方法は公知であるが、消音および振動減衰の領域での改良の要求はなお存在する。更に、過度に高価でなく軽量であるこのような方法に対するニーズが重大となった。
【０００７】
（発明の要約）
この目的のために、本発明は、軽量であり、優れた遮音及び振動減衰特性を有する振動減衰性ラミネートを提供する。振動減衰性ラミネートは、箔の束縛層（foil constraining layer）、粘弾性層、フォームの間隔形成層及び剥離層を含む感圧接着層を含んでなる。感圧接着層及び剥離層は、防音及び振動減衰の対象の物品、例えば車両の内装のフロアパン（floorpan）の輪郭にフィットするように輪郭付けされている。装飾布の層は箔の束縛層の上に置かれたり、あるいは接合され得る。特に好適な布の層は、裏打ちのある、あるいは裏打ちのないカーペット層である。ラミネートの全重量は少なく、音を消したり、振動を減衰させる慣用の手段に比較して、２０から３０ポンド（９．０８から１３．６２ｋｇ）が車両の全重量から低減され得る。
【０００８】
本発明の目的及び利点の一部は既に述べられたが、説明を進めるにつれて、次の図面と合わせて考えれば、他の目的及び利点が判るであろう。
【０００９】
（好ましい実施の形態の詳細な説明）
具体的に、図面、特に図１及び２を参照すると、参照番号１０は本発明の振動減衰性ラミネートを示す。振動減衰性ラミネート１０は、束縛層１５、粘弾性層２０、フォームの間隔形成層２５及び剥離層３５を含む感圧接着層３０を含んでなる。
【００１０】
束縛層１５は剪断（shear）変形により振動を減衰させる。束縛層１５は、それ自体過度の伸びを受けずに粘弾性層２０中にずりを誘起するのに十分な剛直性を有する材料である。好適な束縛層は薄く、通常、種々の材料の箔である。例えば、アルミニウム、紙（例えば、ボール紙、板紙、但し耐水性である）、プラスチック、ナイロンなどが使用され得る。好ましい束縛層１５はアルミニウム箔の層である。束縛層は、通常、約０．００１から０．０１０インチ（０．０２５４から０．２５４ｍｍ）、好ましくは約０．００３から０．００５インチ（０．０７６２から０．１２７ｍｍ）の厚さを有する。
【００１１】
粘弾性層２０は、ずり（shear）を起こさせる材料である。種々のポリマーが使用され、その選択は当業者によっている。非接着性ポリマーの粘弾性層の上に好適な接着剤をコートあるいはスプレーすること等によりそのポリマーの粘弾性層が接着性を有するようにさせることはできるが、好ましくは、ポリマーは本来の接着性を有するものがよい。好適なポリマーには、天然及び合成ゴム、アクリルエステルポリマー及びコポリマー、例えばスチレン、塩化ビニリデンとのコポリマー、酢酸ビニルポリマー及びコポリマー、ポリビニルアルキルエーテル、水分散性ポリウレタン、及びブタジエンとスチレン、アクリロニトリルまたはメチルメタクリレートとのコポリマーが含まれる。好適なアクリルエステルには、アルキルアクリレート及びメタクリレート、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、等々が含まれる。例えば、２−メチルブタノール、３−メチルブタノール、２−エチルブタノール、４−メチルペンタノール、２−プロピルペンタノール、ｎ−ヘキサノール、２−メチルヘキサノール、４−メチルヘキサノール、２−ヘキサノール、２−エチルヘキサノール、４−エチルヘキサノール、４−メチル−２−ペンタノール、２，３，４−トリエチルヘキサノール、２−エチル−３−メチルヘキサノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、３−メチルヘプタノール、２−エチルヘプタノール、２−メチル−４−エチルヘプタノール、ｎ−オクタノール、イソオクタノール、ｎ−デカノール、ｎ−ドデカノール、１０−クロロデカノール、及び６−メトキシヘキサノール、を含む非３級アルコールのアクリル酸エステルも使用してよい。
【００１２】
フォームの間隔形成層２５は、ベース構造、すなわち車両の車体から箔の束縛層を分離するのに使用される。好ましくは、フォームの間隔形成層２５は充分に剪断剛直性であり、粘弾性減衰性材料（粘弾性接着層２０）がすべての剪断歪を受ける。好ましくは、このフォームは約１０から３００，０００ｐｓｉ（０．７０から２１，０００ｋｇ／ｃｍ2）の曲げ弾性率を有する。好適なフォームには、ポリウレタン、ＰＶＣ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＰＳ、ＥＰＰ、ポリアミド、ポリイミド、メラミンなどが含まれる。ポリウレタンフォームが低コスト、軽量及び構造的剛性のために好ましい。好ましい具体的なポリウレタンフォームはフォーメックス（Ｆｏａｍｅｘ；カナダ、トロント、オンタリオ）から市販されている。別な好適なポリウレタンフォームは、その開示をことごとく包含して引用するＧｒａｂｈｏｆｅｒらの米国特許第４，５０８，７７４号に記述されている。フォームの厚さは、好ましくは約０．０５から１．０インチ（１．２７から２５．４ｍｍ）、更に好ましくは約０．２０から０．６０インチ（５．０８から１５．２４ｍｍ）である。
【００１３】
感圧接着層３０には広範な接着剤が使用されてよい。好ましくは、この感圧接着層３０は位置を変えることができるものである。粘弾性接着層２０と比較して、この接着層は同一あるいは異なるポリマーであってよい。これらの材料には、天然及び合成ゴム、アクリルエステルポリマー及びコポリマー、例えばスチレン、塩化ビニリデンとのコポリマー、酢酸ビニルポリマー及びコポリマー、ポリビニルアルキルエーテル、水分散性ポリウレタン、及びブタジエンとスチレン、アクリロニトリルまたはメチルメタクリレートとのコポリマーが含まれる。好適なアクリルエステルには、アルキルアクリレート及びメタクリレート、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート等々が含まれる。例えば、２−メチルブタノール、３−メチルブタノール、２−エチルブタノール、４−メチルペンタノール、２−プロピルペンタノール、ｎ−ヘキサノール、２−メチルヘキサノール、４−メチルヘキサノール、２−ヘキサノール、２−エチルヘキサノール、４−エチルヘキサノール、４−メチル−２−ペンタノール、２，３，４−トリエチルヘキサノール、２−エチル−３−メチルヘキサノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、３−メチルヘプタノール、２−エチルヘプタノール、２−メチル−４−エチルヘプタノール、ｎ−オクタノール、イソオクタノール、ｎ−デカノール、ｎ−ドデカノール、１０−クロロデカノール、及び６−メトキシヘキサノール、を含む非３級アルコールのアクリル酸エステルも使用することができる。
【００１４】
双方の層に対しての特に好ましい接着剤は、エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．，Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から市販されているフレックスクリル １６２５であり、高固形分、水ベースのアクリルである。粘弾性接着層２０の厚さは、約０．００５から０．０１０インチ（０．１２７から０．２５４ｍｍ）である。感圧接着層３０の厚さは、約０．００５から０．０１０インチ（０．１２７から０．２５４ｍｍ）である。
【００１５】
感圧接着層３０は、剥離層３５を含む。剥離層は、汚れなどから接着剤を保護し、接着層３０が使用に先立ちその粘着性を保持するようにさせる。好適な剥離層には、直鎖低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、及びワックスまたはシリコーンコートしたクラフト紙などが含まれる。特に好ましい剥離層３５は、フォックス・リバー・アソシエーツ（Ｆｏｘ  Ｒｉｖｅｒ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ）から市販されている直鎖低密度ポリエチレンを含んでなる。
【００１６】
図２に示されるように、振動減衰性ラミネート１０は、装飾布の層４５を含む。装飾布の層は、自動車の内装に普通に使用されるタイプの織布または不織布であり得る。例えば、この層は裏打ち層のある、あるいは裏打ち層のないカーペットであり得る。
【００１７】
振動減衰性ラミネートは慣用の方法を用いて作製することができる。例えば、熱成形プロセスにおいては、予め設定された寸法のフォームの間隔形成層のブランクをカーテン塗装により供給して、粘弾性層２０を施す。接着剤を硬化させる（例えば、オーブンを用いて）。束縛層を被せる。フォームの間隔形成層／粘弾性層を積層し、次に型またはツール（tool）を用いて熱成形に先立ち予備加熱する。一緒にされた剥離層／感圧層を型またはツール中に入れ、それに相対してフォームの間隔形成層／粘弾性層を置き、全部を所望の形状にプレスする。
【００１８】
ポリウレタン反応射出成形法を用いて、振動減衰性ラミネート１０を成形することもできる。ラミネート１０が置かれる物品の輪郭に合わせて、生成物、特に感圧接着層２５が成形されるように、ラミネート１０を成形する。操作としては、剥離層３５を含む感圧接着層を型の輪郭の付いた側に配置し、型の平坦な側に箔の束縛層１５及び装飾布の層４５を配置する。真空に引き、感圧接着層３０及び剥離層３５を引き伸ばして、型の輪郭の付いた側に形を合わせる。射出口から型にフォームを射出して、キャビティが充填される。
【００１９】
車両における使用に関して本発明を記述したが、本発明の振動減衰性ラミネートは、また、鉄道車両、航空機、洗濯機、冷蔵庫、キーボード、バキュームクリーナー、発電機、ステレオ装置、プリンターなどでも使用することができるのは明らかである。
【００２０】
次の実施例は、本発明の特定の実施の形態を例示する。実施例において、またこの明細書を通して、すべての部及びパーセントは、特記しない限り重量部及び重量パーセントである。
【００２１】
（実施例）
０．００２インチ（０．０５０８ｍｍ）厚のエイ・ジェイ・オスター（Ａ．Ｊ．Ｏｓｔｅｒ）のアルミニウム箔、０．００６インチ（０．１５２４ｍｍ）厚のエア・プロダクツ１６２５（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ １６２５）のアクリルの粘弾性層、０．５インチ（１２．７ｍｍ）厚のフォーメックスインターナショナルのポリウレタンフォーム（Ｆｏａｍｅｘ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｆｏａｍ）、０．００６インチ（０．１５２４ｍｍ）厚のエア製品１６２５のアクリルの感圧接着層及び０．００２インチ（０．０５０８ｍｍ）厚のフォックス・リバー・アソシエーツ（Ｆｏｘ Ｒｉｖｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ）の剥離層を含んでなるラミネートが提供される。  図３に示されるように、ＡＳＴＭ Ｅ−７５６オバーストビーム（Ｏｂｅｒｓｔ Ｂｅａｍ）測定を種々の温度で行う。この振動減衰性ラミネートは、減衰の慣用の手段に比較して改良された減衰特性を有する。
【００２２】
この明細書において種々の実施の形態を開示し、記述したが、当業者ならば前記クレームに定義されるような、本発明の真の精神及び範囲を逸脱せずに種々の変更及び変形を行うことができることを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の振動減衰性ラミネートの部分拡大断面図である。
【図２】  本発明の別の実施の形態の振動減衰性ラミネートの部分拡大断面図である。
【図３】  本発明の振動減衰性ラミネートによる、及び実施例１によるオバーストビーム試験の結果のグラフである。
【図１】
0003933393.tif 000002
【図２】
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【図３】
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