吸音材及びその製造方法
【課題】軽量性に優れると共に剛性が高く、自動車のエンジンルームにおけるフードサイレンサーや、ダッシュサイレンサーとして好適な吸音材を提供する。
【解決手段】ポリウレタンフォーム１１と、前記ポリウレタンフォーム１１の片面に積層接着された表面材２１と、前記ポリウレタンフォーム１１の前記表面材２１とは反対側の面に積層接着された熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１とで吸音材を構成した。前記吸音材の曲げ剛性は６〜１０Ｎ／２５ｍｍである。前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１における前記ポリウレタンフォーム１１とは反対側の面にも表面材を積層接着してもよい。前記表面材２１は不織布が好適である。
【解決手段】ポリウレタンフォーム１１と、前記ポリウレタンフォーム１１の片面に積層接着された表面材２１と、前記ポリウレタンフォーム１１の前記表面材２１とは反対側の面に積層接着された熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１とで吸音材を構成した。前記吸音材の曲げ剛性は６〜１０Ｎ／２５ｍｍである。前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１における前記ポリウレタンフォーム１１とは反対側の面にも表面材を積層接着してもよい。前記表面材２１は不織布が好適である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の分野で吸音材が用いられている。例えば、自動車の分野では、エンジンルームのボンネット裏側に配設されるフードサイレンサーや車室内との境界に配設されるダッシュサイレンサーなどの吸音材がある。
【０００３】
吸音材の多くは、表面材と基材を積層して接着した構造からなる。前記吸音材の表面材としては、ホットメルト樹脂や熱硬化性樹脂などを塗布した不織布が一般的であり、また基材としては、熱硬化性樹脂を含有するフェルトやグラスウールなどが一般的である。
【０００４】
従来における吸音材の製造方法は、ホットメルト樹脂や熱硬化性樹脂などを塗布した不織布と、熱硬化性樹脂を含有するフェルトやグラスウールなどを積層し、熱プレスすることにより行われている。
【０００５】
しかし、従来の吸音材及びその製造方法にあっては、基材が熱硬化性樹脂を含むフェルトやグラスウールのみからなるため、吸音材が重くなる問題がある。また、吸音材を軽量とするために基材としてポリウレタンフォームを用いる方法もあるが、その場合には熱硬化性樹脂を含むフェルトやグラスウールからなる基材を用いる吸音材と比較すると、剛性面で劣り、吸音材の使用場所等によっては吸音材を正しく保持できないこともある。
【特許文献１】特開２００４−１０６４７７号公報
【特許文献２】特開２００４−２７３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、軽量性に優れると共に剛性の高い吸音材及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、ポリウレタンフォームと、前記ポリウレタンフォームの片面に積層接着された表面材と、前記ポリウレタンフォームの前記表面材とは反対側の面に積層接着された熱硬化性樹脂含有硬化フェルトよりなることを特徴とする吸音材に係る。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記吸音材の曲げ剛性が６〜１０Ｎ／２５ｍｍであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記ポリウレタンフォームの片面と前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルトにおける前記ポリウレタンフォームとは反対側の面にそれぞれ前記表面材が積層接着されていることを特徴とする。
【００１０】
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、前記表面材が不織布からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、撥水剤の水性エマルジョンに液状バインダーの触媒を混合してなる触媒混合エマルジョンを表面材に含浸させて触媒混合エマルジョン含浸表面材を得る工程と、ポリウレタンフォームの両面に、触媒未含有の液状バインダーを塗布して触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームを得る工程と、熱硬化性樹脂を含有し該熱硬化性樹脂の少なくとも一部が未硬化状態にある熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトを、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームの片面に積層し、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームにおける前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトとは反対側の面に前記触媒混合エマルジョン含浸表面材を積層する工程と、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトと前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームと前記触媒混合エマルジョン含浸表面材との積層体を熱プレスすることにより、前記液状バインダーを硬化させて前記積層体を一体に接着すると共に前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトの前記熱硬化性樹脂を硬化させて賦形する熱プレス工程と、よりなることを特徴とする吸音材の製造方法に係る。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５において、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトと、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームと、前記触媒混合エマルジョン含浸表面材の積層工程時に、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトにおける前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームとは反対側の面にも前記触媒混合エマルジョン含浸表面材を積層し、その後に熱プレスを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、吸音材がポリウレタンフォームと、前記ポリウレタンフォームの片面に積層接着された表面材と、前記ポリウレタンフォームの前記表面材とは反対側の面に積層接着された熱硬化性樹脂含有硬化フェルトよりなり、ポリウレタンフォームと熱硬化性樹脂含有硬化フェルトが吸音材の基材を構成することになるため、基材が熱硬化性樹脂含有硬化フェルトのみからなる場合や、熱硬化性樹脂含有硬化グラスウールのみからなる場合と比べて吸音材が軽量となる。さらに、本発明の吸音材は、ポリウレタンフォームのみで吸音材の基材が構成される場合と比べ、熱硬化性樹脂含有硬化フェルトの存在によって剛性が高くなる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、吸音材の曲げ剛性が６〜１０Ｎ／２５ｍｍであるため、吸音材の形状保持性が良好となる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルトの表面に表面材が積層接着されているため、熱硬化性樹脂含有硬化フェルトを保護することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、表面材が不織布からなるため、音が不織布を通ってポリウレタンフォームに入射し易くなり、ポリウレタンフォームによって吸音を良好に行うことができる。
【００１７】
請求項５及び６の発明によれば、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームは、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト及び前記触媒混合エマルジョン含浸表面材と積層されて熱プレスされるまで液状バインダーが接着作用を発揮せず、取り扱いが容易である。しかも熱プレスによって接着と賦形の両方を行うため、軽量、かつ形状保持可能な剛性を有する吸音材を、容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明の第一実施形態に係る吸音材の断面図、図２は第一実施形態に係る吸音材の製造時に触媒混合エマルジョンを表面材に含浸させる際を示す概略図、図３は同第一実施形態に係る吸音材の製造時に触媒未含有の液状バインダーをポリウレタンフォームの両面に塗布する際を示す概略図、図４は同第一実施形態に係る吸音材の製造時における積層及び熱プレスの一例を示す断面図、図５は本発明の第二実施形態に係る吸音材の断面図、図６は第二実施形態に係る吸音材の製造時における積層及び熱プレスの一例を示す断面図である。
【００１９】
図１に示す第一実施形態に係る吸音材１０は、ポリウレタンフォーム１１と、前記ポリウレタンフォーム１１の片面に積層接着された表面材２１と、前記ポリウレタンフォーム１１の前記表面材２１とは反対側の面に積層接着された熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１とからなり、自動車のエンジンルーム用として好適なものである。前記ポリウレタンフォーム１１と熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１は、吸音材１０の基材に相当する。
【００２０】
前記ポリウレタンフォーム１１は、軟質スラブポリウレタンフォームをシート状に裁断したものが好ましい。前記軟質スラブポリウレタンフォームは、通常、連続コンベアー上に軟質ポリウレタン発泡原液を流して、断面が角形又はカマボコ形に連続発泡させた後、所定長さに裁断したもので、セル（気泡）の連通により通気性が高く、しかも安価なため、本発明における吸音材の構成部材として好適である。前記軟質スラブポリウレタンフォームは、より良好な通気性及び軽量性を得るため、密度５〜２０ｋｇ／ｍ３のものが、特に好ましい。また、前記吸音材１０におけるポリウレタンフォーム１１は、適宜の厚みとされるが、例として１０〜５０ｍｍを挙げる。
【００２１】
前記表面材２１は、適宜の材質とされるが、音の通過し易さなどから不織布が好ましい。不織布としては、適宜のものを使用できるが、前記吸音材１０がエンジンルーム用の場合には、エンジンルーム内の高温に耐えられるよう、耐熱性に優れるポリエステル繊維の不織布が好ましい。特には目付量３０〜１００ｇ／ｍ２のニードルパンチされたポリエステル繊維スパンボンド不織布からなるものが好ましい。また、前記表面材２１には、撥水剤を分散させるのが好ましい。特に走行中と停車中とで温度差が大きい自動車のエンジンルームのように結露を生じ易い場所、あるいは水分が付着し易い場所に用いられる吸音材にあっては、前記表面材２１に撥水剤を分散させて撥水性を付与するのが好ましい。前記表面材２１に分散する撥水剤としては、適宜のものを使用可能であるが、前記吸音材１０が自動車のエンジンルーム用の場合には、耐熱性の良好なものが好ましく、特にフッ素樹脂が好ましい。前記撥水剤は水性エマルジョンにして表面材２１に含浸させ、吸音材製造時の熱プレスによってエマルジョンの水分を蒸発させることによって表面材２１への撥水材の分散固定が行われる。
【００２２】
前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１は、熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトの熱硬化性樹脂を硬化させたものをいう。また、本発明において、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトとは、繊維成分に熱硬化性樹脂を含有し、該含有熱硬化性樹脂の少なくとも一部が未硬化状態にあるものをいう。前記繊維成分としては、羊毛、綿、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、カーボン繊維、ガラスウール等の有機、無機系からなる天然繊維または合成繊維あるいは金属繊維等を挙げることができる。また、熱硬化性樹脂としては、フェノール（フェノール、あるいはクレゾール、キシレノール、レゾルシン、ビスフェノールＡなどのフェノール誘導体でもよい。）と、ホルムアルデヒド（ホルムアルデヒド、あるいはパラホルムアルデヒド、ホルマリン、トリオキサンなどのホルムアルデヒドの等価品であってもよい。）を、酸触媒（シュウ酸、硫酸、塩酸、パラトルエンスルホン酸など）で反応させることにより得られるノボラック型フェノール樹脂、あるいはノボラック型フェノール樹脂とレゾール型フェノール樹脂との混合物、またはポリウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂などが挙げられる。一般的には、良好な硬化性などの点からフェノール樹脂が用いられる。前記熱硬化性樹脂は、繊維成分１００重量部に対して１０〜６０重量部、好ましくは２０〜５０重量部とされる。なお、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトは公知のものを用いることができる。
【００２３】
前記ポリウレタンフォーム１１と前記表面材２１の界面Ｋ１及び前記ポリウレタンフォーム１１と前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１との界面Ｋ２は、液状バインダーの硬化によって接着されている。前記液状バインダーとしてはイソシアネート接着剤が好ましい。さらにイソシアネート接着剤としては、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）が、良好な耐熱性及び扱いやすさの点で好ましい。前記イソシアネート接着剤は、触媒の存在下、水分によって硬化し、接着性を発揮する。
【００２４】
次に前記吸音材１０の製造方法について一実施形態を説明する。前記吸音材１０の製造方法は、液状バインダーの触媒含浸表面材を得る工程、触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームを得る工程、積層工程、熱プレス工程よりなる。
【００２５】
液状バインダーの触媒含浸表面材を得る工程では、まず、触媒混合エマルジョンを調製する工程を行う。触媒混合エマルジョン調製工程では、前記撥水剤の水性エマルジョンに液状バインダーの触媒を混合する。液状バインダーがイソシアネート接着剤の場合、液状バインダーの触媒としては、イソシアネート接着剤の触媒が用いられる。前記イソシアネート接着剤の触媒としてはアミン触媒が好適である。次に、図２に示すように、前記触媒混合エマルジョン調製工程で得られた触媒混合エマルジョンＥを、前記表面材（例えば不織布）２１に塗布して含浸させ、液状バインダーの触媒含浸表面材２１ａを得る。前記触媒混合エマルジョンの塗布は、適宜の方法で行うことができるが、スプレー塗布が作業し易く、好ましい。前記触媒混合エマルジョンの塗布量は、適宜の量とされ、表面材２１（例えば不織布）の材質、厚み、目付量等により最適な量が異なる。
【００２６】
前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームを得る工程では、図３に示すように、前記ポリウレタンフォーム１１の両面に、触媒未含有の液状バインダー（例えば触媒未含有のイソシアネート接着剤）Ｂを塗布して、触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａを得る。前記触媒未含有の液状バインダーの塗布は、適宜の方法で行うことができるが、スプレー塗布が作業し易く、好ましい。また、前記触媒未含有の液状バインダーは、適宜の塗布量とされ、ポリウレタンフォーム１１の密度や厚み等によって異なるが、後の熱プレス時に不織布からなる表面材の表面に触媒未含有の液状バインダーが染み出さず、しかも表面材との接着力不足を生じない量が好ましい。
【００２７】
前記積層工程では、図４に示すように、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａを前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａの片面に積層し、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａにおける熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａとは反対側の面に前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａを積層し、未接着の３層の積層体とする。その際、前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａの触媒混合エマルジョン塗布面が前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａの表面と対向するようにするのが好ましい。
【００２８】
前記熱プレス工程では、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａと前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａと前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａとの未接着の積層体を、熱プレス型４１，４２により熱プレスする。熱プレス温度は、前記液状バインダーが反応硬化し、かつ前記熱硬化性樹脂が硬化する温度とされ、前記液状バインダーがイソシアネート接着剤の場合には１６０〜２２０℃が好ましい。前記熱プレス時、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａの液状バインダーが、前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａの触媒と接触し、さらに前記液状バインダーがイソシアネート接着剤の場合には、イソシアネート接着剤が前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａの水分と接触して反応硬化し、前記積層体が一体に接着する。それと共に、前記熱プレス時の熱により、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａの熱硬化性樹脂が硬化して、前記積層体が賦形され、図１に示した吸音材１０が得られる。このようにして得られた吸音材１０は、前記表面材１１に含まれる撥水剤によって撥水性を有する。
【００２９】
また、前記熱プレス時、前記表面材２１が不織布の場合、前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａにおける水性エマルジョンの水分が一気に蒸発し、得られる前記吸音材１０は、水分の蒸発経路跡が表面材（不織布）２１内部から表面まで連通した連通孔を形成し、前記表面材２１の連通孔により前記吸音材１０の吸音性が良好になる。前記熱プレスの温度が１６０℃より低くなると、前記イソシアネート接着剤の硬化及び熱硬化性樹脂の硬化に時間がかかるのみならず、前記水分の蒸発が一気に行われ難くなって前記蒸発経路跡からなる通気路が途中で途切れたり、細くなったりして良好な通気性が得難くなり、前記吸音材１０の吸音性が低下するようになる。それに対して２２０℃よりも高くなると、前記不織布やポリウレタンフォームが熱によって変質等の不具合を生じるおそれがある。なお、前記熱プレス時における前記積層体の圧縮量は、目的とする吸音材１０の厚み等により、適宜設定される。図４では、前記熱プレス型４１，４２間に配置されるスペーサ４３，４３によって前記熱プレス時の最大圧縮量が調節される。また、前記熱プレス型４１，４２には、電熱ヒータ等の加熱手段が設けられ、前記熱プレス型４１，４２が加熱可能にされている。
【００３０】
図５は第二実施形態に係る吸音材１０Ａの断面図である。この第二実施形態の吸音材１０Ａは、ポリウレタンフォーム１１の片面と熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１における前記ポリウレタンフォーム１１とは反対側の面にそれぞれ表面材２２を積層接着したことが、前記第一実施形態の吸音材１０とは異なり、その他の構成は前記第一実施形態の吸音材１０と同様である。なお、第二実施形態の吸音材１０Ａに関して、前記第一実施形態の吸音材１０と同一の構成部分については、共通の符号を用いて図示すると共に、その説明を省略または簡略にする。
【００３１】
前記第二実施形態の吸音材１０Ａにおいて、前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１に積層接着される表面材２２は、前記ポリウレタンフォーム１１の片面に積層接着される表面材２１と同様の不織布が好ましい。特には、前記吸音材１０Ａがエンジンルーム用の場合には、エンジンルーム内の高温に耐えられるように、耐熱性に優れるポリエステル繊維の不織布が好ましい。特には目付量３０〜１００ｇ／ｍ２のニードルパンチされたポリエステル繊維からなるものが好ましい。さらに、一方の不織布２１がエンジンルーム内側を向く不織布とされ、他方の不織布２２がボンネットフード側を向く不織布とされる場合、前記エンジンルーム内側を向く不織布２１を、前記ボンネットフード側を向く不織布２２よりも、ポリエステル繊維の目付量を大にするのが吸音性の点から好ましい。特には、前記エンジンルーム内側を向く不織布２１は、目付量１００ｇ／ｍ２のニードルパンチされたポリエステル繊維からなるものが好ましく、また前記ボンネットフード側を向く不織布２２は、目付量３０ｇ／ｍ２のニードルパンチされたポリエステル繊維からなるものが好ましい。
【００３２】
前記ポリウレタンフォーム１１と前記表面材２１の界面Ｋ１及び前記ポリウレタンフォーム１１と前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１との界面Ｋ２、さらには前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１と前記表面材２２との界面Ｋ３は、第一実施例と同様の液状バインダーの硬化によって接着されている。
【００３３】
前記第二実施形態の吸音材１０Ａに関する製造方法は、前記第一実施形態の吸音材１０に関する製造方法と同様に、液状バインダーの触媒含浸表面材を得る工程、触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームを得る工程、積層工程、熱プレス工程とよりなり、一部の工程においては次の作業が加わる。
【００３４】
すなわち、前記液状バインダーの触媒含浸表面材を得る工程では、前記第一実施形態で説明した触媒混合エマルジョンＥを、前記表面材２１と２２の両方に塗布して含浸させ、液状バインダーの触媒含浸表面材２１ａ，２２ａを得る。また前記積層工程では、図６に示すように、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａを前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａの片面に積層し、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａとは反対側の面に前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａを積層し、さらに前記熱硬化性樹脂未含有フェルト３１ａにおける前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａとは反対側の面に前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２２ａを積層し、未接着の４層の積層体とする。また、前記熱プレス工程では、前記未接着の４層の積層体を、前記第一実施形態の製造方法と同様に熱プレス型４１，４２により熱プレスする。熱プレス時、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａの液状バインダーが、前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａの触媒と接触し、さらに前記液状バインダーがイソシアネート接着剤の場合には、イソシアネート接着剤が前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａの水分とも接触する。その際、前記水分及び触媒と接触したイソシアネート接着剤は、熱プレスによるポリウレタンフォームの圧縮でポリウレタンフォームから染み出して積層体全体に行き渡り、その状態で反応硬化して前記積層体を一体に接着する。それと共に、熱プレス時の熱により、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａの熱硬化性樹脂が硬化して、前記積層体が賦形され、図５に示した第二実施形態の吸音材１０Ａが得られる。このようにして得られた吸音材１０Ａは、前記表面材１１に含まれる撥水剤によって撥水性を有する。
【実施例】
【００３５】
以下、自動車のボンネットの裏側に貼着されるエンジンルームの吸音材に関し、具体的な実施例について説明する。まず、フッ素樹脂を水に分散させた撥水剤の水性エマルジョン（商品名：アサヒガードＡＧ５３３Ｓ、旭硝子株式会社製、固形分：１８％）１００重量部と、イソシアネート接着剤のアミン触媒として、トリエチレンジアミン（商品名：ＤＡＢＣＯ ３３ＬＶ、三共エアプロダクツ株式会社製）２．５重量部を混合して触媒混合エマルジョンを調製した。また、触媒未含有の液状バインダーを構成するイソシアネート接着剤としては、メチレンジフェニルジイソシアネート（商品名：４４Ｖ２０、住友バイエルウレタン株式会社）、エンジンルーム内側を向く表面材２１を構成する不織布としては、目付量１００ｇ／ｍ２のニードルパンチされたポリエステル繊維からなるもの、ボンネットフード側を向く表面材２２を構成する不織布としては、目付量３０ｇ／ｍ２のニードルパンチされたポリエステル繊維からなるもの、ポリウレタンフォーム１１としては、密度１２ｋｇ／ｍ３の軟質スラブポリウレタンフォーム（品番：ＲＤ１０ＦＲ、株式会社イノアックコーポレーション製）、熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａとしては、フェノール樹脂を含有する熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト（目付量５００ｇ／ｍ２、厚み８ｍｍ、豊和繊維工業株式会社製）を用いた。前記不織布は、目付量に関わらず幅５００ｍｍ×長さ５００ｍｍのサイズとし、また、前記ポリウレタンフォームは、厚み２０ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍのサイズとした。なお、比較例用として雑反毛品（熱硬化性樹脂未含有フェルト、目付量５００ｇ／ｍ２、厚み８ｍｍ、豊和繊維工業株式会社製）、グラスウール（商品名：グラスロンウール、目付量１０００ｇ／ｍ２、旭ファイバーグラス社製）を用いた。
【００３６】
実施例１及び２の４層構造からなる吸音材に関しては、前記エンジンルーム内側を向く不織布及び前記ボンネットフード側を向く不織布におけるそれぞれの片面に、前記触媒混合エマルジョンをスプレーガンによりスプレー塗布して含浸させ、また実施例３の３層構造からなる吸音材に関しては、エンジンルーム内側を向く不織布の片面に前記触媒混合エマルジョンをスプレーガンによりスプレー塗布した。塗布量は１００g／m２である。また、前記ポリウレタンフォームの両面に、触媒を含まない前記イソシアネート接着剤をスプレーガンによりスプレー塗布し、含浸させた。イソシアネート接着剤の塗布量は、表１に示す通り、実施例１では１０g／m２、実施例２では１００g／m２、実施例３では５０g／m２である。
【００３７】
【表１】
【００３８】
次に、図６のように、触媒混合エマルジョンが含浸した両表面材（不織布）２１ａ，２２ａと、触媒を含まないイソシアネート接着剤が塗布されたポリウレタンフォーム１１ａと、熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａを積層して熱プレス型４１，４２間に配置し、熱プレス温度１９５℃で６０秒間、プレス厚１５ｍｍに熱プレスし、図５に示した吸音材１０Ａと同様の４層構造からなる実施例１及び２の吸音材を得た。また、図４のように、触媒混合エマルジョンが含浸した表面材（不織布）２１ａと、触媒を含まないイソシアネート接着剤が塗布されたポリウレタンフォーム１１ａと、熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａを積層して熱プレス型４１，４２間に配置し、熱プレス温度１９５℃で６０秒間、プレス厚１５ｍｍに設定して熱プレスし、図１に示した吸音材１０と同様の３層構造からなる実施例３の吸音材を得た。熱プレス型４１，４２のプレス面は、平面からなり、サイズは１０００ｍｍ×１０００ｍｍである。
【００３９】
また、表１に示す比較例１〜４の吸音材を製造した。比較例１及び２は、熱硬化性樹脂含有硬化フェルトが存在しない例、比較例３はウレタンフォーム及び熱硬化性樹脂含有硬化フェルトに代えてグラスウールを用いた例、比較例４は熱硬化性樹脂含を含まないフェルトを用いた例である。
【００４０】
比較例及び実施例の吸音材に対して、剥離試験、水滴試験、表皮染み出し試験、全体目付量、吸音性試験、曲げ試験、厚み精度試験を以下の方法で行った。測定結果は表１に示す通りである。なお、比較例３においては、イソシアネート接着剤がグラスウールの内部に染み込んで不織布との接着に使用されず、熱プレス後に表皮が剥がれ、剥離試験等の各試験を行うことができなかった。
【００４１】
剥離試験は、エンジンルーム内側を向く不織布とポリウレタンフォームに対して、幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試験片を作成し、その試験片の一端に対して長さ１０ｍｍにわたって不織布とポリウレタンフォームを剥がし、剥がした部分の不織布とポリウレタンフォームを把持して引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎにて剥離試験を行った。評価はポリウレタンフォームが材料破壊された場合に○、不織布が界面で剥離した場合に×とした。
【００４２】
水滴試験は、エンジンルーム内側を向く不織布の表面に水滴を注射器により１滴落とした後、６時間後に水滴の状態を確認し、水滴が滴下時と同じ半球の場合に○、不織布へ浸透あるいは馴染んだ場合（半球でなくなった場合）に×とした。
【００４３】
表皮染み出し試験は、エンジンルーム内側を向く不織布の表面を目視し、イソシアネート接着剤の染み出しが確認されなかった場合に○、染み出しが確認された場合に×とした。
【００４４】
全体目付量は熱プレス後の吸音材の重量をそれぞれの吸音材における片面の面積で除した値であり、吸音材の軽量性判断に用いた。
【００４５】
吸音性試験は、垂直入射吸音率（ＪＩＳ Ａ １４０５）にて吸音性を測定し、１０００〜４０００Ｈｚの吸音率（単位％）について平均値を計算した。
【００４６】
曲げ試験は、２００×２５×厚みからなる試験片を２点支持し、中央部に荷重をかけ、降伏点の荷重を読みとり、その荷重を剛性の評価に用いた。
【００４７】
厚み精度試験は、熱プレス時に設定した厚み１５ｍｍに対して、製造後の厚みが１５±１ｍｍであれば○、それ以外を×とした。
【００４８】
表１に示すように、実施例１〜３の吸音材は、剥離試験、水滴試験、表皮染み出し試験、曲げ試験、厚み精度の何れも良好な結果であり、また、全体目付量の値から比較例３の吸音材（グラスウール製吸音材）に対して１／２〜１／３の重量からなって軽量であることが判明し、さらに、曲げ試験の結果から比較例１，２及び４に対して２〜５倍程度の剛性を有することも確認できた。さらに実施例２は、実施例１のイソシアネート接着剤の塗布量を１０ｇから１００ｇに増やしたことにより、剛性が１．５倍になっている。しかも、実施例１〜３の吸音材は、吸音性についても従来（比較例）の吸音材から劣るものではなかった。このことから、実施例１〜３の吸音材は、軽量で剛性が高いものであり、軽量性が求められる自動車のエンジンルームの吸音材として好適であることがわかる。なお比較例についてさらに述べると、比較例１は剛性が実施例と比べ著しく低く、比較例２はイソシアネート接着剤塗布量が多いため、不織布からイソシアネート接着剤が染み出し、型に対する吸音材の離型性が悪くなって良好な製品にならず、比較例３は前記のようにグラスウールと不織布との接着が不良となって良好な製品にならなかった。また、比較例４は賦形及び形状固定を行うことができず、厚み精度が悪く、良好な製品にならなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る吸音材の断面図である。
【図２】第一実施形態に係る吸音材の製造時に触媒混合エマルジョンを表面材に含浸させる際を示す概略図である。
【図３】同第一実施形態に係る吸音材の製造時に触媒未含有の液状バインダーをポリウレタンフォームの両面に塗布する際を示す概略図である。
【図４】同第一実施形態に係る吸音材の製造時における積層及び熱プレスの一例を示す断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る吸音材の断面図である。
【図６】第二実施形態に係る吸音材の製造時における積層及び熱プレスの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０，１０Ａ 吸音材
１１ ポリウレタンフォーム
１１ａ 触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム
２１，２２ 表面材
２１ａ，２２ａ 液状バインダーの触媒含浸表面材
３１ 熱硬化性樹脂含有硬化フェルト
３１ａ 熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３ 界面
４１，４２ 熱プレス型
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の分野で吸音材が用いられている。例えば、自動車の分野では、エンジンルームのボンネット裏側に配設されるフードサイレンサーや車室内との境界に配設されるダッシュサイレンサーなどの吸音材がある。
【０００３】
吸音材の多くは、表面材と基材を積層して接着した構造からなる。前記吸音材の表面材としては、ホットメルト樹脂や熱硬化性樹脂などを塗布した不織布が一般的であり、また基材としては、熱硬化性樹脂を含有するフェルトやグラスウールなどが一般的である。
【０００４】
従来における吸音材の製造方法は、ホットメルト樹脂や熱硬化性樹脂などを塗布した不織布と、熱硬化性樹脂を含有するフェルトやグラスウールなどを積層し、熱プレスすることにより行われている。
【０００５】
しかし、従来の吸音材及びその製造方法にあっては、基材が熱硬化性樹脂を含むフェルトやグラスウールのみからなるため、吸音材が重くなる問題がある。また、吸音材を軽量とするために基材としてポリウレタンフォームを用いる方法もあるが、その場合には熱硬化性樹脂を含むフェルトやグラスウールからなる基材を用いる吸音材と比較すると、剛性面で劣り、吸音材の使用場所等によっては吸音材を正しく保持できないこともある。
【特許文献１】特開２００４−１０６４７７号公報
【特許文献２】特開２００４−２７３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、軽量性に優れると共に剛性の高い吸音材及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、ポリウレタンフォームと、前記ポリウレタンフォームの片面に積層接着された表面材と、前記ポリウレタンフォームの前記表面材とは反対側の面に積層接着された熱硬化性樹脂含有硬化フェルトよりなることを特徴とする吸音材に係る。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記吸音材の曲げ剛性が６〜１０Ｎ／２５ｍｍであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記ポリウレタンフォームの片面と前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルトにおける前記ポリウレタンフォームとは反対側の面にそれぞれ前記表面材が積層接着されていることを特徴とする。
【００１０】
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、前記表面材が不織布からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、撥水剤の水性エマルジョンに液状バインダーの触媒を混合してなる触媒混合エマルジョンを表面材に含浸させて触媒混合エマルジョン含浸表面材を得る工程と、ポリウレタンフォームの両面に、触媒未含有の液状バインダーを塗布して触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームを得る工程と、熱硬化性樹脂を含有し該熱硬化性樹脂の少なくとも一部が未硬化状態にある熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトを、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームの片面に積層し、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームにおける前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトとは反対側の面に前記触媒混合エマルジョン含浸表面材を積層する工程と、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトと前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームと前記触媒混合エマルジョン含浸表面材との積層体を熱プレスすることにより、前記液状バインダーを硬化させて前記積層体を一体に接着すると共に前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトの前記熱硬化性樹脂を硬化させて賦形する熱プレス工程と、よりなることを特徴とする吸音材の製造方法に係る。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５において、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトと、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームと、前記触媒混合エマルジョン含浸表面材の積層工程時に、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトにおける前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームとは反対側の面にも前記触媒混合エマルジョン含浸表面材を積層し、その後に熱プレスを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、吸音材がポリウレタンフォームと、前記ポリウレタンフォームの片面に積層接着された表面材と、前記ポリウレタンフォームの前記表面材とは反対側の面に積層接着された熱硬化性樹脂含有硬化フェルトよりなり、ポリウレタンフォームと熱硬化性樹脂含有硬化フェルトが吸音材の基材を構成することになるため、基材が熱硬化性樹脂含有硬化フェルトのみからなる場合や、熱硬化性樹脂含有硬化グラスウールのみからなる場合と比べて吸音材が軽量となる。さらに、本発明の吸音材は、ポリウレタンフォームのみで吸音材の基材が構成される場合と比べ、熱硬化性樹脂含有硬化フェルトの存在によって剛性が高くなる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、吸音材の曲げ剛性が６〜１０Ｎ／２５ｍｍであるため、吸音材の形状保持性が良好となる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルトの表面に表面材が積層接着されているため、熱硬化性樹脂含有硬化フェルトを保護することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、表面材が不織布からなるため、音が不織布を通ってポリウレタンフォームに入射し易くなり、ポリウレタンフォームによって吸音を良好に行うことができる。
【００１７】
請求項５及び６の発明によれば、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームは、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト及び前記触媒混合エマルジョン含浸表面材と積層されて熱プレスされるまで液状バインダーが接着作用を発揮せず、取り扱いが容易である。しかも熱プレスによって接着と賦形の両方を行うため、軽量、かつ形状保持可能な剛性を有する吸音材を、容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明の第一実施形態に係る吸音材の断面図、図２は第一実施形態に係る吸音材の製造時に触媒混合エマルジョンを表面材に含浸させる際を示す概略図、図３は同第一実施形態に係る吸音材の製造時に触媒未含有の液状バインダーをポリウレタンフォームの両面に塗布する際を示す概略図、図４は同第一実施形態に係る吸音材の製造時における積層及び熱プレスの一例を示す断面図、図５は本発明の第二実施形態に係る吸音材の断面図、図６は第二実施形態に係る吸音材の製造時における積層及び熱プレスの一例を示す断面図である。
【００１９】
図１に示す第一実施形態に係る吸音材１０は、ポリウレタンフォーム１１と、前記ポリウレタンフォーム１１の片面に積層接着された表面材２１と、前記ポリウレタンフォーム１１の前記表面材２１とは反対側の面に積層接着された熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１とからなり、自動車のエンジンルーム用として好適なものである。前記ポリウレタンフォーム１１と熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１は、吸音材１０の基材に相当する。
【００２０】
前記ポリウレタンフォーム１１は、軟質スラブポリウレタンフォームをシート状に裁断したものが好ましい。前記軟質スラブポリウレタンフォームは、通常、連続コンベアー上に軟質ポリウレタン発泡原液を流して、断面が角形又はカマボコ形に連続発泡させた後、所定長さに裁断したもので、セル（気泡）の連通により通気性が高く、しかも安価なため、本発明における吸音材の構成部材として好適である。前記軟質スラブポリウレタンフォームは、より良好な通気性及び軽量性を得るため、密度５〜２０ｋｇ／ｍ３のものが、特に好ましい。また、前記吸音材１０におけるポリウレタンフォーム１１は、適宜の厚みとされるが、例として１０〜５０ｍｍを挙げる。
【００２１】
前記表面材２１は、適宜の材質とされるが、音の通過し易さなどから不織布が好ましい。不織布としては、適宜のものを使用できるが、前記吸音材１０がエンジンルーム用の場合には、エンジンルーム内の高温に耐えられるよう、耐熱性に優れるポリエステル繊維の不織布が好ましい。特には目付量３０〜１００ｇ／ｍ２のニードルパンチされたポリエステル繊維スパンボンド不織布からなるものが好ましい。また、前記表面材２１には、撥水剤を分散させるのが好ましい。特に走行中と停車中とで温度差が大きい自動車のエンジンルームのように結露を生じ易い場所、あるいは水分が付着し易い場所に用いられる吸音材にあっては、前記表面材２１に撥水剤を分散させて撥水性を付与するのが好ましい。前記表面材２１に分散する撥水剤としては、適宜のものを使用可能であるが、前記吸音材１０が自動車のエンジンルーム用の場合には、耐熱性の良好なものが好ましく、特にフッ素樹脂が好ましい。前記撥水剤は水性エマルジョンにして表面材２１に含浸させ、吸音材製造時の熱プレスによってエマルジョンの水分を蒸発させることによって表面材２１への撥水材の分散固定が行われる。
【００２２】
前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１は、熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトの熱硬化性樹脂を硬化させたものをいう。また、本発明において、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトとは、繊維成分に熱硬化性樹脂を含有し、該含有熱硬化性樹脂の少なくとも一部が未硬化状態にあるものをいう。前記繊維成分としては、羊毛、綿、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、カーボン繊維、ガラスウール等の有機、無機系からなる天然繊維または合成繊維あるいは金属繊維等を挙げることができる。また、熱硬化性樹脂としては、フェノール（フェノール、あるいはクレゾール、キシレノール、レゾルシン、ビスフェノールＡなどのフェノール誘導体でもよい。）と、ホルムアルデヒド（ホルムアルデヒド、あるいはパラホルムアルデヒド、ホルマリン、トリオキサンなどのホルムアルデヒドの等価品であってもよい。）を、酸触媒（シュウ酸、硫酸、塩酸、パラトルエンスルホン酸など）で反応させることにより得られるノボラック型フェノール樹脂、あるいはノボラック型フェノール樹脂とレゾール型フェノール樹脂との混合物、またはポリウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂などが挙げられる。一般的には、良好な硬化性などの点からフェノール樹脂が用いられる。前記熱硬化性樹脂は、繊維成分１００重量部に対して１０〜６０重量部、好ましくは２０〜５０重量部とされる。なお、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトは公知のものを用いることができる。
【００２３】
前記ポリウレタンフォーム１１と前記表面材２１の界面Ｋ１及び前記ポリウレタンフォーム１１と前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１との界面Ｋ２は、液状バインダーの硬化によって接着されている。前記液状バインダーとしてはイソシアネート接着剤が好ましい。さらにイソシアネート接着剤としては、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）が、良好な耐熱性及び扱いやすさの点で好ましい。前記イソシアネート接着剤は、触媒の存在下、水分によって硬化し、接着性を発揮する。
【００２４】
次に前記吸音材１０の製造方法について一実施形態を説明する。前記吸音材１０の製造方法は、液状バインダーの触媒含浸表面材を得る工程、触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームを得る工程、積層工程、熱プレス工程よりなる。
【００２５】
液状バインダーの触媒含浸表面材を得る工程では、まず、触媒混合エマルジョンを調製する工程を行う。触媒混合エマルジョン調製工程では、前記撥水剤の水性エマルジョンに液状バインダーの触媒を混合する。液状バインダーがイソシアネート接着剤の場合、液状バインダーの触媒としては、イソシアネート接着剤の触媒が用いられる。前記イソシアネート接着剤の触媒としてはアミン触媒が好適である。次に、図２に示すように、前記触媒混合エマルジョン調製工程で得られた触媒混合エマルジョンＥを、前記表面材（例えば不織布）２１に塗布して含浸させ、液状バインダーの触媒含浸表面材２１ａを得る。前記触媒混合エマルジョンの塗布は、適宜の方法で行うことができるが、スプレー塗布が作業し易く、好ましい。前記触媒混合エマルジョンの塗布量は、適宜の量とされ、表面材２１（例えば不織布）の材質、厚み、目付量等により最適な量が異なる。
【００２６】
前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームを得る工程では、図３に示すように、前記ポリウレタンフォーム１１の両面に、触媒未含有の液状バインダー（例えば触媒未含有のイソシアネート接着剤）Ｂを塗布して、触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａを得る。前記触媒未含有の液状バインダーの塗布は、適宜の方法で行うことができるが、スプレー塗布が作業し易く、好ましい。また、前記触媒未含有の液状バインダーは、適宜の塗布量とされ、ポリウレタンフォーム１１の密度や厚み等によって異なるが、後の熱プレス時に不織布からなる表面材の表面に触媒未含有の液状バインダーが染み出さず、しかも表面材との接着力不足を生じない量が好ましい。
【００２７】
前記積層工程では、図４に示すように、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａを前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａの片面に積層し、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａにおける熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａとは反対側の面に前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａを積層し、未接着の３層の積層体とする。その際、前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａの触媒混合エマルジョン塗布面が前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａの表面と対向するようにするのが好ましい。
【００２８】
前記熱プレス工程では、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａと前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａと前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａとの未接着の積層体を、熱プレス型４１，４２により熱プレスする。熱プレス温度は、前記液状バインダーが反応硬化し、かつ前記熱硬化性樹脂が硬化する温度とされ、前記液状バインダーがイソシアネート接着剤の場合には１６０〜２２０℃が好ましい。前記熱プレス時、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａの液状バインダーが、前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａの触媒と接触し、さらに前記液状バインダーがイソシアネート接着剤の場合には、イソシアネート接着剤が前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａの水分と接触して反応硬化し、前記積層体が一体に接着する。それと共に、前記熱プレス時の熱により、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａの熱硬化性樹脂が硬化して、前記積層体が賦形され、図１に示した吸音材１０が得られる。このようにして得られた吸音材１０は、前記表面材１１に含まれる撥水剤によって撥水性を有する。
【００２９】
また、前記熱プレス時、前記表面材２１が不織布の場合、前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａにおける水性エマルジョンの水分が一気に蒸発し、得られる前記吸音材１０は、水分の蒸発経路跡が表面材（不織布）２１内部から表面まで連通した連通孔を形成し、前記表面材２１の連通孔により前記吸音材１０の吸音性が良好になる。前記熱プレスの温度が１６０℃より低くなると、前記イソシアネート接着剤の硬化及び熱硬化性樹脂の硬化に時間がかかるのみならず、前記水分の蒸発が一気に行われ難くなって前記蒸発経路跡からなる通気路が途中で途切れたり、細くなったりして良好な通気性が得難くなり、前記吸音材１０の吸音性が低下するようになる。それに対して２２０℃よりも高くなると、前記不織布やポリウレタンフォームが熱によって変質等の不具合を生じるおそれがある。なお、前記熱プレス時における前記積層体の圧縮量は、目的とする吸音材１０の厚み等により、適宜設定される。図４では、前記熱プレス型４１，４２間に配置されるスペーサ４３，４３によって前記熱プレス時の最大圧縮量が調節される。また、前記熱プレス型４１，４２には、電熱ヒータ等の加熱手段が設けられ、前記熱プレス型４１，４２が加熱可能にされている。
【００３０】
図５は第二実施形態に係る吸音材１０Ａの断面図である。この第二実施形態の吸音材１０Ａは、ポリウレタンフォーム１１の片面と熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１における前記ポリウレタンフォーム１１とは反対側の面にそれぞれ表面材２２を積層接着したことが、前記第一実施形態の吸音材１０とは異なり、その他の構成は前記第一実施形態の吸音材１０と同様である。なお、第二実施形態の吸音材１０Ａに関して、前記第一実施形態の吸音材１０と同一の構成部分については、共通の符号を用いて図示すると共に、その説明を省略または簡略にする。
【００３１】
前記第二実施形態の吸音材１０Ａにおいて、前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１に積層接着される表面材２２は、前記ポリウレタンフォーム１１の片面に積層接着される表面材２１と同様の不織布が好ましい。特には、前記吸音材１０Ａがエンジンルーム用の場合には、エンジンルーム内の高温に耐えられるように、耐熱性に優れるポリエステル繊維の不織布が好ましい。特には目付量３０〜１００ｇ／ｍ２のニードルパンチされたポリエステル繊維からなるものが好ましい。さらに、一方の不織布２１がエンジンルーム内側を向く不織布とされ、他方の不織布２２がボンネットフード側を向く不織布とされる場合、前記エンジンルーム内側を向く不織布２１を、前記ボンネットフード側を向く不織布２２よりも、ポリエステル繊維の目付量を大にするのが吸音性の点から好ましい。特には、前記エンジンルーム内側を向く不織布２１は、目付量１００ｇ／ｍ２のニードルパンチされたポリエステル繊維からなるものが好ましく、また前記ボンネットフード側を向く不織布２２は、目付量３０ｇ／ｍ２のニードルパンチされたポリエステル繊維からなるものが好ましい。
【００３２】
前記ポリウレタンフォーム１１と前記表面材２１の界面Ｋ１及び前記ポリウレタンフォーム１１と前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１との界面Ｋ２、さらには前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルト３１と前記表面材２２との界面Ｋ３は、第一実施例と同様の液状バインダーの硬化によって接着されている。
【００３３】
前記第二実施形態の吸音材１０Ａに関する製造方法は、前記第一実施形態の吸音材１０に関する製造方法と同様に、液状バインダーの触媒含浸表面材を得る工程、触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームを得る工程、積層工程、熱プレス工程とよりなり、一部の工程においては次の作業が加わる。
【００３４】
すなわち、前記液状バインダーの触媒含浸表面材を得る工程では、前記第一実施形態で説明した触媒混合エマルジョンＥを、前記表面材２１と２２の両方に塗布して含浸させ、液状バインダーの触媒含浸表面材２１ａ，２２ａを得る。また前記積層工程では、図６に示すように、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａを前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａの片面に積層し、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａとは反対側の面に前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａを積層し、さらに前記熱硬化性樹脂未含有フェルト３１ａにおける前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａとは反対側の面に前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２２ａを積層し、未接着の４層の積層体とする。また、前記熱プレス工程では、前記未接着の４層の積層体を、前記第一実施形態の製造方法と同様に熱プレス型４１，４２により熱プレスする。熱プレス時、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム１１ａの液状バインダーが、前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａの触媒と接触し、さらに前記液状バインダーがイソシアネート接着剤の場合には、イソシアネート接着剤が前記触媒混合エマルジョン含浸表面材２１ａの水分とも接触する。その際、前記水分及び触媒と接触したイソシアネート接着剤は、熱プレスによるポリウレタンフォームの圧縮でポリウレタンフォームから染み出して積層体全体に行き渡り、その状態で反応硬化して前記積層体を一体に接着する。それと共に、熱プレス時の熱により、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａの熱硬化性樹脂が硬化して、前記積層体が賦形され、図５に示した第二実施形態の吸音材１０Ａが得られる。このようにして得られた吸音材１０Ａは、前記表面材１１に含まれる撥水剤によって撥水性を有する。
【実施例】
【００３５】
以下、自動車のボンネットの裏側に貼着されるエンジンルームの吸音材に関し、具体的な実施例について説明する。まず、フッ素樹脂を水に分散させた撥水剤の水性エマルジョン（商品名：アサヒガードＡＧ５３３Ｓ、旭硝子株式会社製、固形分：１８％）１００重量部と、イソシアネート接着剤のアミン触媒として、トリエチレンジアミン（商品名：ＤＡＢＣＯ ３３ＬＶ、三共エアプロダクツ株式会社製）２．５重量部を混合して触媒混合エマルジョンを調製した。また、触媒未含有の液状バインダーを構成するイソシアネート接着剤としては、メチレンジフェニルジイソシアネート（商品名：４４Ｖ２０、住友バイエルウレタン株式会社）、エンジンルーム内側を向く表面材２１を構成する不織布としては、目付量１００ｇ／ｍ２のニードルパンチされたポリエステル繊維からなるもの、ボンネットフード側を向く表面材２２を構成する不織布としては、目付量３０ｇ／ｍ２のニードルパンチされたポリエステル繊維からなるもの、ポリウレタンフォーム１１としては、密度１２ｋｇ／ｍ３の軟質スラブポリウレタンフォーム（品番：ＲＤ１０ＦＲ、株式会社イノアックコーポレーション製）、熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａとしては、フェノール樹脂を含有する熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト（目付量５００ｇ／ｍ２、厚み８ｍｍ、豊和繊維工業株式会社製）を用いた。前記不織布は、目付量に関わらず幅５００ｍｍ×長さ５００ｍｍのサイズとし、また、前記ポリウレタンフォームは、厚み２０ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍのサイズとした。なお、比較例用として雑反毛品（熱硬化性樹脂未含有フェルト、目付量５００ｇ／ｍ２、厚み８ｍｍ、豊和繊維工業株式会社製）、グラスウール（商品名：グラスロンウール、目付量１０００ｇ／ｍ２、旭ファイバーグラス社製）を用いた。
【００３６】
実施例１及び２の４層構造からなる吸音材に関しては、前記エンジンルーム内側を向く不織布及び前記ボンネットフード側を向く不織布におけるそれぞれの片面に、前記触媒混合エマルジョンをスプレーガンによりスプレー塗布して含浸させ、また実施例３の３層構造からなる吸音材に関しては、エンジンルーム内側を向く不織布の片面に前記触媒混合エマルジョンをスプレーガンによりスプレー塗布した。塗布量は１００g／m２である。また、前記ポリウレタンフォームの両面に、触媒を含まない前記イソシアネート接着剤をスプレーガンによりスプレー塗布し、含浸させた。イソシアネート接着剤の塗布量は、表１に示す通り、実施例１では１０g／m２、実施例２では１００g／m２、実施例３では５０g／m２である。
【００３７】
【表１】
【００３８】
次に、図６のように、触媒混合エマルジョンが含浸した両表面材（不織布）２１ａ，２２ａと、触媒を含まないイソシアネート接着剤が塗布されたポリウレタンフォーム１１ａと、熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａを積層して熱プレス型４１，４２間に配置し、熱プレス温度１９５℃で６０秒間、プレス厚１５ｍｍに熱プレスし、図５に示した吸音材１０Ａと同様の４層構造からなる実施例１及び２の吸音材を得た。また、図４のように、触媒混合エマルジョンが含浸した表面材（不織布）２１ａと、触媒を含まないイソシアネート接着剤が塗布されたポリウレタンフォーム１１ａと、熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト３１ａを積層して熱プレス型４１，４２間に配置し、熱プレス温度１９５℃で６０秒間、プレス厚１５ｍｍに設定して熱プレスし、図１に示した吸音材１０と同様の３層構造からなる実施例３の吸音材を得た。熱プレス型４１，４２のプレス面は、平面からなり、サイズは１０００ｍｍ×１０００ｍｍである。
【００３９】
また、表１に示す比較例１〜４の吸音材を製造した。比較例１及び２は、熱硬化性樹脂含有硬化フェルトが存在しない例、比較例３はウレタンフォーム及び熱硬化性樹脂含有硬化フェルトに代えてグラスウールを用いた例、比較例４は熱硬化性樹脂含を含まないフェルトを用いた例である。
【００４０】
比較例及び実施例の吸音材に対して、剥離試験、水滴試験、表皮染み出し試験、全体目付量、吸音性試験、曲げ試験、厚み精度試験を以下の方法で行った。測定結果は表１に示す通りである。なお、比較例３においては、イソシアネート接着剤がグラスウールの内部に染み込んで不織布との接着に使用されず、熱プレス後に表皮が剥がれ、剥離試験等の各試験を行うことができなかった。
【００４１】
剥離試験は、エンジンルーム内側を向く不織布とポリウレタンフォームに対して、幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試験片を作成し、その試験片の一端に対して長さ１０ｍｍにわたって不織布とポリウレタンフォームを剥がし、剥がした部分の不織布とポリウレタンフォームを把持して引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎにて剥離試験を行った。評価はポリウレタンフォームが材料破壊された場合に○、不織布が界面で剥離した場合に×とした。
【００４２】
水滴試験は、エンジンルーム内側を向く不織布の表面に水滴を注射器により１滴落とした後、６時間後に水滴の状態を確認し、水滴が滴下時と同じ半球の場合に○、不織布へ浸透あるいは馴染んだ場合（半球でなくなった場合）に×とした。
【００４３】
表皮染み出し試験は、エンジンルーム内側を向く不織布の表面を目視し、イソシアネート接着剤の染み出しが確認されなかった場合に○、染み出しが確認された場合に×とした。
【００４４】
全体目付量は熱プレス後の吸音材の重量をそれぞれの吸音材における片面の面積で除した値であり、吸音材の軽量性判断に用いた。
【００４５】
吸音性試験は、垂直入射吸音率（ＪＩＳ Ａ １４０５）にて吸音性を測定し、１０００〜４０００Ｈｚの吸音率（単位％）について平均値を計算した。
【００４６】
曲げ試験は、２００×２５×厚みからなる試験片を２点支持し、中央部に荷重をかけ、降伏点の荷重を読みとり、その荷重を剛性の評価に用いた。
【００４７】
厚み精度試験は、熱プレス時に設定した厚み１５ｍｍに対して、製造後の厚みが１５±１ｍｍであれば○、それ以外を×とした。
【００４８】
表１に示すように、実施例１〜３の吸音材は、剥離試験、水滴試験、表皮染み出し試験、曲げ試験、厚み精度の何れも良好な結果であり、また、全体目付量の値から比較例３の吸音材（グラスウール製吸音材）に対して１／２〜１／３の重量からなって軽量であることが判明し、さらに、曲げ試験の結果から比較例１，２及び４に対して２〜５倍程度の剛性を有することも確認できた。さらに実施例２は、実施例１のイソシアネート接着剤の塗布量を１０ｇから１００ｇに増やしたことにより、剛性が１．５倍になっている。しかも、実施例１〜３の吸音材は、吸音性についても従来（比較例）の吸音材から劣るものではなかった。このことから、実施例１〜３の吸音材は、軽量で剛性が高いものであり、軽量性が求められる自動車のエンジンルームの吸音材として好適であることがわかる。なお比較例についてさらに述べると、比較例１は剛性が実施例と比べ著しく低く、比較例２はイソシアネート接着剤塗布量が多いため、不織布からイソシアネート接着剤が染み出し、型に対する吸音材の離型性が悪くなって良好な製品にならず、比較例３は前記のようにグラスウールと不織布との接着が不良となって良好な製品にならなかった。また、比較例４は賦形及び形状固定を行うことができず、厚み精度が悪く、良好な製品にならなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る吸音材の断面図である。
【図２】第一実施形態に係る吸音材の製造時に触媒混合エマルジョンを表面材に含浸させる際を示す概略図である。
【図３】同第一実施形態に係る吸音材の製造時に触媒未含有の液状バインダーをポリウレタンフォームの両面に塗布する際を示す概略図である。
【図４】同第一実施形態に係る吸音材の製造時における積層及び熱プレスの一例を示す断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る吸音材の断面図である。
【図６】第二実施形態に係る吸音材の製造時における積層及び熱プレスの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０，１０Ａ 吸音材
１１ ポリウレタンフォーム
１１ａ 触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォーム
２１，２２ 表面材
２１ａ，２２ａ 液状バインダーの触媒含浸表面材
３１ 熱硬化性樹脂含有硬化フェルト
３１ａ 熱硬化性樹脂含有未硬化フェルト
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３ 界面
４１，４２ 熱プレス型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタンフォームと、前記ポリウレタンフォームの片面に積層接着された表面材と、前記ポリウレタンフォームの前記表面材とは反対側の面に積層接着された熱硬化性樹脂含有硬化フェルトよりなることを特徴とする吸音材。
【請求項２】
前記吸音材の曲げ剛性が６〜１０Ｎ／２５ｍｍ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】
前記ポリウレタンフォームの片面と前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルトにおける前記ポリウレタンフォームとは反対側の面にそれぞれ前記表面材が積層接着されてい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】
前記表面材が不織布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】
撥水剤の水性エマルジョンに液状バインダーの触媒を混合してなる触媒混合エマルジョンを表面材に含浸させて触媒混合エマルジョン含浸表面材を得る工程と、
ポリウレタンフォームの両面に、触媒未含有の液状バインダーを塗布して触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームを得る工程と、
熱硬化性樹脂を含有し該熱硬化性樹脂の少なくとも一部が未硬化状態にある熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトを、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームの片面に積層し、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームにおける前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトとは反対側の面に前記触媒混合エマルジョン含浸表面材を積層する工程と、
前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトと前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームと前記触媒混合エマルジョン含浸表面材との積層体を熱プレスすることにより、前記液状バインダーを硬化させて前記積層体を一体に接着すると共に前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトの前記熱硬化性樹脂を硬化させて賦形する熱プレス工程と、
よりなることを特徴とする吸音材の製造方法。
【請求項６】
前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトと、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームと、前記触媒混合エマルジョン含浸表面材の積層工程時に、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトにおける前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームとは反対側の面にも前記触媒混合エマルジョン含浸表面材を積層し、その後に熱プレスを行うことを特徴とする請求項５に記載の吸音材の製造方法。
【請求項１】
ポリウレタンフォームと、前記ポリウレタンフォームの片面に積層接着された表面材と、前記ポリウレタンフォームの前記表面材とは反対側の面に積層接着された熱硬化性樹脂含有硬化フェルトよりなることを特徴とする吸音材。
【請求項２】
前記吸音材の曲げ剛性が６〜１０Ｎ／２５ｍｍ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】
前記ポリウレタンフォームの片面と前記熱硬化性樹脂含有硬化フェルトにおける前記ポリウレタンフォームとは反対側の面にそれぞれ前記表面材が積層接着されてい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】
前記表面材が不織布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】
撥水剤の水性エマルジョンに液状バインダーの触媒を混合してなる触媒混合エマルジョンを表面材に含浸させて触媒混合エマルジョン含浸表面材を得る工程と、
ポリウレタンフォームの両面に、触媒未含有の液状バインダーを塗布して触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームを得る工程と、
熱硬化性樹脂を含有し該熱硬化性樹脂の少なくとも一部が未硬化状態にある熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトを、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームの片面に積層し、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームにおける前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトとは反対側の面に前記触媒混合エマルジョン含浸表面材を積層する工程と、
前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトと前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームと前記触媒混合エマルジョン含浸表面材との積層体を熱プレスすることにより、前記液状バインダーを硬化させて前記積層体を一体に接着すると共に前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトの前記熱硬化性樹脂を硬化させて賦形する熱プレス工程と、
よりなることを特徴とする吸音材の製造方法。
【請求項６】
前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトと、前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームと、前記触媒混合エマルジョン含浸表面材の積層工程時に、前記熱硬化性樹脂含有未硬化フェルトにおける前記触媒未含有液状バインダー付着ポリウレタンフォームとは反対側の面にも前記触媒混合エマルジョン含浸表面材を積層し、その後に熱プレスを行うことを特徴とする請求項５に記載の吸音材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−７１９５９（Ｐ２００６−７１９５９Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５５１１３（Ｐ２００４−２５５１１３）
【出願日】平成１６年９月２日（２００４．９．２）
【出願人】（０００１１９２３２）株式会社イノアックコーポレーション (1,145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２日（２００４．９．２）
【出願人】（０００１１９２３２）株式会社イノアックコーポレーション (1,145)
【Ｆターム（参考）】
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