難燃性吸音材
【課題】難燃性を有し、１５０Ｈｚ以下の低周波領域のみならず１５０Ｈｚを超える高周波領域の広帯域の騒音を効果的に吸収し、製品形態の自由度を向上させる。
【解決手段】
本発明の難燃性吸音材は、音源側に配置される発泡体層１と、発泡体層１の剛壁３側に積層される多孔質体層２とを備えている。
発泡体層１は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、イソシアネートおよび難燃剤の各成分を原料成分とする発泡体で形成されている。
多孔質体層２は、グラスウール、ロックウール、粗毛フェルト、植物繊維系フェルト、動物繊維系フェルト、合成繊維系フェルトの何れかまたはこれらの混合物で形成されている。
【解決手段】
本発明の難燃性吸音材は、音源側に配置される発泡体層１と、発泡体層１の剛壁３側に積層される多孔質体層２とを備えている。
発泡体層１は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、イソシアネートおよび難燃剤の各成分を原料成分とする発泡体で形成されている。
多孔質体層２は、グラスウール、ロックウール、粗毛フェルト、植物繊維系フェルト、動物繊維系フェルト、合成繊維系フェルトの何れかまたはこれらの混合物で形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃性吸音材に係り、特に、米連邦自動車安全規格ＦＭＶＳＳ３０２に適合し、自動車エンジンルーム等の難燃性が必要とされる場所に配設することができる難燃性吸音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の吸音材として、（ａ）グラスウールやロックウール等から成る多孔質体層を使用するもの、（ｂ）音源側に空気層を設けたもの、（ｃ）吸音材の音源側に空気層を設けて成るもの、（ｄ）通気度が５〜１００倍異なる高密度と低密度の繊維集合体を少なくとも２層以上積層して成るものなどが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、（ａ）および（ｂ）の吸音材においては、周波数帯域が５００Ｈｚを超えるような騒音や５００Ｈｚ以下の騒音に対して、所要の吸音効果を発揮させるためには、多孔質体層の肉厚を厚くしなければならず、ひいては、全体的に吸音材の重量が重くなるという難点があった。また、（ｃ）の吸音材においては、吸音材の音源側に空気層が存在するため、吸音材の重量が重くなり、また、スペースを広くとらなければならないという難点があった。一方、（ｄ）の吸音材は、空気の粘性抵抗を利用し、音波のエネルギーを熱エネルギーに変換して吸音する多孔質吸音構造体に、さらに密度が異なる繊維集合体を積層することで、高密度部分が付加質量、低密度部分がバネの役割を担う、いわゆる動吸振機を構成させて特に低周波数帯域の吸音率を向上させるものであるが、このような構成の吸音材においては、特に１００Ｈｚ以下のいわゆる低周波帯域においては、十分な吸音効果が得られないという難点があった。また、低周波帯域の音や振動は空気伝搬音だけではなく、建物や窓のがたつきなども発生するため、固体伝搬音および振動防止に対する対策を同時に行う必要があり、従来の吸音材ではその対策が困難であった。
【０００４】
このため、本出願人は、先に、空気の粘性抵抗を利用し、音波のエネルギーを熱エネルギーに変換して吸音する多孔質吸音構造体に、さらに密度が異なる繊維集合体を積層した吸音材を開発し、出願している（特開２００３−３１６３６４号公報）。
【０００５】
この吸音材は、音源側に配置される発泡体層と、この発泡体層の剛壁側に積層される多孔質体層とを備えている。ここで、発泡体層は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、およびイソシアネートの各成分を含有する発泡体で形成され、また、多孔質体層は、汎用のグラスウールで形成されている。
【０００６】
このような構成の吸音材によれば、高密度部分が付加質量、低密度部分がバネの役割を担う、いわゆる動吸振機を構成させて、特に低周波数帯域の吸音率を向上させることができる。
【０００７】
しかしながら、このような構成の吸音材においては、次のような難点があった。
【０００８】
第１に、吸音材自身に難燃性が付与されていないため、特に難燃性が必要とされる場所、例えば、自動車のエンジンルーム等に配設することができない。
【０００９】
第２に、多孔質体層を構成するグラスウールは、１５０Ｈｚ以上の高周波領域、若しくは１５０Ｈｚ以下の低周波領域では吸音効果が弱くなる。
【００１０】
第３に、発泡体層と多孔質体層とが一体成型され、この一体成型に際して発泡体層の音源側に表面皮膜が形成されるため、製品の自由度を向上させることができない。すなわち、発泡体層と多孔質体層との一体成形の際に表面皮膜が同時に形成されるため、所要の吸音特性を発揮させるためには、発泡体層の音源側や多孔質体層の剛壁側を変更しなければならない。
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１５２８９０号公報
【特許文献２】特開２００３−３１６３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、第１に、難燃性が必要とされる自動車エンジンルーム等に配設でき、第２に、１５０Ｈｚ以下の低周波領域のみならず１５０Ｈｚを超える高周波領域の広帯域の騒音を効果的に吸収し、第３に、製品形態の自由度を向上させることができる難燃性吸音材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様である難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、発泡体層の剛壁側に積層される多孔質体層とを備えるものである。
【００１４】
本発明の第２の態様である難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、発泡体層の音源側に積層される第１の多孔質体層と、発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層とを備えるものである。
【００１５】
本発明の第３の態様である難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層と、発泡体層の音源側面に形成され、それ自身の音源側が摩擦加工により粗面化されている被膜面とを備えるものである。
【００１６】
本発明の第４の態様である難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層と、発泡体層の音源側に接着される被膜層とを備えるものである。
【００１７】
本発明の第５の態様である難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層と、発泡体層の音源側に当接される被膜層とを備えるものである。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、発泡体層は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、およびイソシアネート、難燃剤の各成分を原料成分とするものである。
【００１９】
本発明の第７の態様は、第１の態様乃至第６の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、発泡体の密度は、５０〜５００ｋｇ／ｍ３であるものである。
【００２０】
本発明の第８の態様は、第１の態様乃至第７の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、第１のジオールに含まれる水酸基含量と、第２のジオールに含まれる水酸基含量の比は、１：０．３〜２．５であるものである。
【００２１】
本発明の第９の態様は、第１の態様乃至第８の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、無機充填材の含量は、第１のジオール１００重量部に対して１０〜２００重量部であるものである。
【００２２】
本発明の第１０の態様は、第１の態様乃至第９の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、発泡剤としての水の含量は、第１のジオール１００重量部に対して２〜５重量部であるものである。
【００２３】
本発明の第１１の態様は、第１の態様乃至第１０の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、第１、第２のジオール、および発泡剤としての水の水酸基含量の合計と、イソシアネートのイソシアネート含量との比であるイソシアネートインデックス（ＮＣＯ／ＯＨ）は、０．５〜１．０の範囲にあるものである。
【００２４】
本発明の第１２の態様は、第１の態様乃至第１１の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、イソシアネートインデックスは、０．６〜０．９の範囲にあるものである。
【００２５】
本発明の第１３の態様は、第１の態様乃至第１２の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、難燃剤の含量は、第１のジオール１００重量部に対して２〜１００重量部であるものである。
【００２６】
本発明の第１４の態様は、第１の態様乃至第１３の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、第１のジオールは、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリアクリル酸エステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオールのうちから選択されたいずれかのジオールであるものである。
【００２７】
本発明の第１５の態様は、第１の態様乃至第１４の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、第２のジオールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール等の脂肪族系若しくはＮ、Ｎ−ビス（２−ヒドロキシプロピル）アニリン等の芳香族系のうちから選択されたいずれかのジオールであるものである。
【００２８】
本発明の第１６の態様は、第１の態様乃至第１５の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、無機充填材は、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムのうちから選択されたいずれかの無機充填剤であるものである。
【００２９】
本発明の第１７の態様は、第１の態様乃至第１６の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、イソシアネートは、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、粗製トリレンジイソシアネート、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−キシレンジイソシアネート、テトラメチレン−１，４−ジイソシアネートのうちから選択されたいずれかのイソシアネートであるものである。
【００３０】
本発明の第１８の態様は、第１の態様乃至第１７の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、難燃剤は、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ポリリン酸アンモニウム、赤リン等のリン系、メラミンシアヌレート、硫酸メラミン等の窒素系、シリコーンパウダー、オルガノポリシロキサン等のシリコーン系、ホウ酸亜鉛のうちから選択されたいずれかの難燃剤であるものである。
【００３１】
本発明の第１９の態様は、第１の態様乃至第１８の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、第１の多孔質体層および第２の多孔質体層のうち少なくとも一方は、グラスウール、ロックウール、粗毛フェルト、植物繊維系フェルト、動物繊維系フェルト、合成繊維系フェルトの何れかまたはこれらの混合物から成るものである。
【００３２】
本発明の第２０の態様は、第１の態様乃至第１９の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、米連邦自動車安全規格ＦＭＶＳＳ３０２に定める燃焼速度が１０ｃｍ／分未満であるものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の第１の態様乃至第２０の態様の難燃性吸音材によれば、次のような効果がある。
【００３４】
第１に、吸音材自身に難燃性が付与されているので、当該難燃性吸音材を難燃性が必要とされる場所、例えば自動車のエンジンルーム等に配設することができ、また、難燃剤として、ハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、燃焼時に有毒ガスが発生する虞がなく、環境保全対策を施した難燃性吸音材を提供することができる。
【００３５】
第２に、難燃性を有する発泡体層の両面に多孔質体層を備えることにより、１５０Ｈｚ以上の高周波領域における吸音特性が向上し、ひいては、広帯域の周波数領域においても対応可能な難燃性吸音材を提供することができる。
【００３６】
第３に、難燃性吸音材の表面皮膜に針状部材で孔等を設けることにより、難燃性を有する発泡体層の通気性が向上し、ひいては、低周波領域の吸音特性を向上させることができる。
【００３７】
第４に、難燃性を有する発泡体層の音源側に、別体で形成された被膜層を接着・当接させることにより、製品形態の自由度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の難燃性吸音材を適用した実施の形態例について、図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明における難燃性吸音材の第１の実施の形態を示す断面図である。
【００３９】
同図において、本発明の難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層１と、発泡体層１の剛壁３側に積層される多孔質体層２とを備えている。
【００４０】
難燃性を有する発泡体層１としては、連続気泡発泡を有する発泡体が用いられる。これは音波が発泡体層１に入射した場合、間隙部分の空気が振動し、この空気の粘性抵抗によって音波のエネルギーが熱エネルギーに変換されて吸音が行われるとともに、制振性も有しているために発泡体層１自身が振動し、この時の粘性抵抗によって音波のエネルギーが熱エネルギーに変換され吸音が行われるためである。また、難燃性を有する発泡体層１の片面に、多孔質体層２を積層するのは、発泡体層１部分が付加質量、すなわち錘の役割として作用し、多孔質体層部分がバネ、すなわち空気バネの役割として作用し、膜振動による吸音を行わせるためである。
【００４１】
このような難燃性を有する発泡体層１は、次のような発泡体で形成されている。
【００４２】
第１に、発泡体は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、イソシアネートおよび難燃剤の各成分を原料成分としており、特に主ポリマーである第１のジオールを分子量５００〜５０００、好ましくは分子量１０００〜２０００のジオールとすることにより制振性を付加した発泡体を得ることができる。ここで、この主ポリマーを分子量５００未満のジオールで構成すると、硬い発泡体となり、制振性が得られず、また、分子量が５０００を超えるジオールで構成すると、初期粘度が高くなり、所要の発泡体が得られなくなる。なお、主ポリマーとして、トリオールや本発明に用いるジオール以外のポリオールを使用した場合には、制振性を得ることが困難になる。
【００４３】
第２に、発泡体の密度は、５０〜５００ｋｇ／ｍ３の範囲にあることが好ましい。密度が５０ｋｇ／ｍ３未満では通気性が良くなり過ぎて、低周波数領域の吸音効率が悪くなり、５００ｋｇ／ｍ３を超えると反対に通気性が悪くなり過ぎて、音が反射し吸音が困難になるからである。
【００４４】
第３に、発泡体を構成する第１のジオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリアクリル酸エステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオールなどが好適する。
【００４５】
第４に、発泡体を構成する第２のジオールは、本発明の発泡体層１の鎖延長剤として使用され、補強の役割を果たす。ここで、分子量が５００以下としたのは、分子量が５００を超えると補強効果が得られなくなるからである。また、この成分をトリオールや本発明に用いるジオール以外のポリオールにした場合は補強効果が大きくなり過ぎ、制振性を損なってしまう。
【００４６】
第５に、発泡体を構成する第２のジオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール等の脂肪族系若しくはＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシプロピル）アニリン等の芳香族系のジオールなどが好適する。
【００４７】
ここで、発泡体に用いられる第１のジオールに含まれる水酸基含量と第２のジオールに含まれる水酸基含量との比は１：０．３〜２．５が好ましい。第２のジオールの水酸基含量の比が０．３未満になると補強効果が不十分になり、水酸基含量の比が２．５を超えても効果に差異が見られないからである。
【００４８】
第６に、発泡体を構成する無機充填剤は、発泡体層を補強し、制振性を付加する目的で使用される。この無機充填剤は、分子量５００〜５０００の第１のジオール１００重量部に対して１０〜２００重量部配合することが好ましい。１０重量部未満では充分な補強や制振性の付加を行うには効果が小さく、２００重量部を超えると成型前の組成物の粘度が高くなり成型が困難になるからである。
【００４９】
第７に、発泡体を構成する無機充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどが好適である。
【００５０】
第８に、発泡体を構成する水は、発泡剤として用いられる。発泡剤の添加量は、発泡体が得られる量であればよいが、分子量５００〜５０００の第１のジオール１００重量部に対して２〜５重量部が好適である。２重量部未満では充分な発泡が行われず、５重量部を超えても効果に大きな差異が見られないからである。
【００５１】
第９に、発泡体を構成するイソシアネートは、基本的にはウレタン発泡体の製造に使用されるものを用いることができるが、特に２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、粗製トリレンジイソシアネート、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−キシレンジイソシアネート、テトラメチレン−１，４−ジイソシアネートなどが好適し、これらのイソシアネートを単独若しくは混合して使用することができる。
【００５２】
第１０に、発泡体に適度な剛性と制振性を付与するためには、第１のジオール、第２のジオール、および発泡剤としての水の水酸基含量の合計と、イソシアネートのイソシアネート含量の比であるイソシアネートインデックス（ＮＣＯ／ＯＨ）が、０．５〜１．０、好ましくは０．６〜０．９の範囲にあることが望ましい。イソシアネートインデックスが０．５未満では架橋度が少なくなって剛性が低下し、１．０を超えると適度な剛性は得られるものの制振性が低下するからである。
【００５３】
第１１に、発泡体を構成する難燃剤は、発泡体層１に難燃性を付加する目的で使用される。この難燃剤の含量は、第１のジオール１００重量部に対して２〜１００重量部配合することが好ましい。また、この難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ポリリン酸アンモニウム、赤リン等のリン系、メラミンシアヌレート、硫酸メラミン等の窒素系、シリコーンパウダー、オルガノポリシロキサン等のシリコーン系、ホウ酸亜鉛のうちから選択されたいずれかの難燃剤が好適する。
【００５４】
第１２に、上記の発泡体には、通常のウレタン発泡体層の製造に使用される触媒、製泡剤、難燃剤、可塑剤、着色剤等を目的に応じて適宜添加してもよい。
【００５５】
次に、多孔質体層２は、次のようなもので形成されている。
【００５６】
第１に、多孔質体層２は、グラスウール、ロックウール、粗毛フェルト、植物繊維系フェルト、動物繊維系フェルト、合成繊維系フェルトの何れかまたはこれらの混合物から成るもので形成されている。
【００５７】
第２に、多孔質体層２は、損失係数ηが０．０５以上、通気量が０．１ｄｍ３／ｓ以上、厚さが１〜５０ｍｍ、望ましくは１０〜２５ｍｍのもので形成されている。このような構成の多孔質体層２においては、後述するように低周波数領域から高周波数領域までの広範囲に亘って吸音特性が優れており、また固体伝搬音や振動の低減にも効果的な制振性を発揮する。
【００５８】
第３に、多孔質体層２は、熱伝導率が０．１〜０．５Ｗ／ｍＫのものや、基材がウレタンフォーム若しくはウレタンフォーム基材に熱伝導性付与材を配合したもので形成されている。ここで、熱伝導性付与材としては、セラミックス若しくは金属材料から成るものを配合したもの、炭化珪素粉、アルミナ粉、アルミ粉、黒鉛、銅粉、ステンレス粉から選ばれた１種若しくはこれらを２種以上混合したもの、または黒鉛（黒鉛の添加量はウレタンフォームを形成するポリオール１００重量部に対して１０〜１５０重量部である）が用いられる。
【００５９】
このような構成の多孔質体層２は、エンジン類等の音源に取り付けられ、エンジン類から発生する空気伝搬音、固体伝搬音、振動の低減に効果的な吸音性能を有し、またエンジン類の運転により室内や防音ボックス内の温度が上昇しても多孔質体の温度上昇が抑制でき、劣化が促進されず寿命が長くなる。
【００６０】
以上の難燃性吸音材は、米連邦自動車安全規格「ＦＭＶＳＳ（Federal Motor Vehicle Safety Standard）３０２」に定める燃焼速度が１０ｃｍ／分未満とされ、ＵＬ９４の難燃グレードを有するものである。なお、ＦＭＶＳＳ３０２の試験方法はＪＩＳＤ１２０１に準拠している。
【００６１】
以上のように、第１の実施の形態の難燃性吸音材によれば、吸音材自身に難燃性が付与されているため、当該吸音材を自動車のエンジンルーム等の難燃性を必要とする場所に配設することができ、また、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、発泡体層が燃焼しても燃焼時に有毒ガスを発生する虞がなくなる。
［第２の実施の形態］
図２は、本発明における難燃性吸音材の第２の実施の形態を示す断面図である。なお、同図において、図１と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６２】
図２において、本発明の難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層１と、発泡体層１の音源側に積層される第１の多孔質体層２ａと、発泡体層１の剛壁３側に積層される第２の多孔質体層２ｂとを備えている。ここで、発泡体層１の両面に、第１、第２の多孔質体層２ａ、２ｂを積層するのは、前述と同様に、発泡体層１部分が付加質量、すなわち錘の役割として作用し、第１、第２の多孔質体層２ａ、２ｂがバネ、すなわち空気バネの役割として作用し、膜振動による吸音を行わせるためである。
【００６３】
なお、第１、第２の多孔質体層２ａ、２ｂは、それぞれ同様の構成とされ、それぞれ前述の多孔質体層２と同様のもの形成されている。
【００６４】
図３は、第２の実施の形態における難燃性吸音材の吸音特性を示している。ここで、図中、太線Ｌ１は、多孔質体層の厚さを１００ｍｍとした従来の吸音材の吸音特性、細線Ｌ２は、第１の多孔質体層２ａの厚さを２５ｍｍ、第２の多孔質体層２ｂの厚さを７５ｍｍとした本発明の難燃性吸音材の吸音特性、点線Ｌ３は多孔質体層をグラスウールで構成し、その厚さを１００ｍｍとした従来の吸音材の吸音特性を示している。同図より、本発明の難燃性吸音材が１５０Ｈｚ以下の低周波領域のみならず、１５０Ｈｚ以上の高周波領域にわたって、優れた吸音特性を示していることが分かる。従って、第２の実施の形態における難燃性吸音材を使用すれば、広帯域の周波数領域に対応可能な難燃性吸音材を提供することができる。
［第３の実施の形態］
図４は、本発明における難燃性吸音材の第３の実施の形態を示す断面図である。なお、同図において、図１および図２と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６５】
図４において、本発明の難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性発泡体層１と、発泡体層１の剛壁３側に積層される第２の多孔質体層２ｂと、発泡体層１の音源側面に形成される被膜面４とを備えている。
【００６６】
ここで、被膜面４の音源側には、針状部材で被膜面４と直交する方向に多数個の孔（不図示）が設けられている。
【００６７】
このような被膜面４への孔の形成により、被膜面４の通気性が向上し、ひいては、吸音率のピーク周波数を低周波数側へ移動させることができる。
【００６８】
図５は、第３実施の形態における難燃性吸音材の吸音特性を示している。ここで、図中、細線Ｌ４は、被膜面４に孔を有しない従来の吸音材の吸音特性、点線Ｌ５は、被膜面４の音源側に、針状部材によって１ｃｍ２当たり５０個の孔を形成した本発明の第１の難燃性吸音材の吸音特性、太線Ｌ６は、被膜面４の音源側に、針状部材によって１ｃｍ２当たり２００個の孔を形成した本発明の第２の難燃性吸音材の吸音特性を示している。同図より、本発明の第１、第２の難燃性吸音材における吸音率のピーク周波数が低周波数側へ移動していることが分かる。従って、第３の実施の形態における難燃性吸音材を使用すれば、１５０Ｈｚ以下の低周波数領域に対応可能な難燃性吸音材を提供することができる。なお、このような針状部材による孔の形成に代えて、グラインダーにより被膜面４に摩擦加工を施して、当該表面を粗面化しても、前述の難燃性吸音材と同様の効果を奏する。
［第４の実施の形態］
図６は、本発明における難燃性吸音材の第４の実施の形態を示す断面図である。なお、同図において、図１および図２と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６９】
図６において、難燃性吸音材１は、音源側に配置される難燃性発泡体層１と、発泡体層１の剛壁側に積層される第２の多孔質体層２ｂと、発泡体層１の音源側に接着される被膜層５とを備えている。
【００７０】
ここで、被膜層５は、発泡体層１と第２の多孔質体層２ｂとの一体成形とは、別体で形成される。これは、製品形態の自由度を向上させるためである。
【００７１】
図７は、第４実施の形態における難燃性吸音材の吸音特性を示している。ここで、図中、太線Ｌ７は、ガラスウールから成る多孔質体層４の厚さを５０ｍｍとし、発泡体層１の音源側に被膜層を一体で成形した従来の第１の吸音材の吸音特性、一点鎖線Ｌ８は、ガラスウールから成る多孔質体層４の厚さを１００ｍｍとし、発泡体層１の音源側に被膜層を一体で成形した従来の第２の吸音材の吸音特性、細線Ｌ９は、ガラスウールから成る多孔質体層４の厚さを５０ｍｍとし、発泡体層１の音源側に別体の被膜層５を接着させた本発明の第１の難燃性吸音材の吸音特性、点線Ｌ１０は、ガラスウールから成る多孔質体層４の厚さを５０ｍｍとし、発泡体層１の音源側に別体の被膜層５を接着させた本発明の第２の難燃性吸音材の吸音特性を示している。同図より、本発明の第１、第２の難燃性吸音材は、従来の第１、第２の吸音材と同様の吸音特性を示していることがわかる。従って、第４の実施の形態における難燃性吸音材を使用すれば、要求される吸音特性や施工方法に応じて、発泡体層１の音源側若しくは剛壁側に別体の被膜層５を接着・当接（接触）させることで対処することができ、ひいては製品形態の自由度を向上させることができる。なお、被膜層５は発泡体層１に接着させたものに限定されず、被膜層５を発泡体層１に当接（接触）させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
なお、前述の第１〜第４の実施の形態においては、発泡体層１として、発泡密度が均一な単一の発泡体層について述べているが、次のような構成のもの、例えば、第１に、内部に連続気泡を有する発泡体であって、音源側の表面に薄膜層を発泡体と一体成型して配置されているもの、第２に、例えば厚さ１ｍｍ以下の薄膜層が音源側および剛壁側双方の発泡体と一体成型して配置されているもの、第３に、連続気泡発泡体の発泡密度が厚さ方向に傾斜的に異なっているもの、第４に、異なる複数の連続気泡発泡体を発泡密度が傾斜的に配置されるように積層されたもの、第５に、連続気泡発泡体の発泡密度が音源側で高密度となるようにしたもの、第６に、連続気泡発泡体として粘弾性体から成るものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明における難燃性吸音材の第１の実施の形態を示す断面図。
【図２】本発明における難燃性吸音材の第２の実施の形態を示す断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る難燃性吸音材の吸音特性を示す説明図。
【図４】本発明における難燃性吸音材の第３の実施の形態を示す断面図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る難燃性吸音材の吸音特性を示す説明図。
【図６】本発明における難燃性吸音材の第４の実施の形態を示す断面図。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る難燃性吸音材の吸音特性を示す説明図。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・発泡体層
２・・・多孔質体層
２ａ・・・第１の多孔質体層
２ｂ・・・第２の多孔質体層
３・・・剛壁
４・・・被膜面
５・・・被膜層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃性吸音材に係り、特に、米連邦自動車安全規格ＦＭＶＳＳ３０２に適合し、自動車エンジンルーム等の難燃性が必要とされる場所に配設することができる難燃性吸音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の吸音材として、（ａ）グラスウールやロックウール等から成る多孔質体層を使用するもの、（ｂ）音源側に空気層を設けたもの、（ｃ）吸音材の音源側に空気層を設けて成るもの、（ｄ）通気度が５〜１００倍異なる高密度と低密度の繊維集合体を少なくとも２層以上積層して成るものなどが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、（ａ）および（ｂ）の吸音材においては、周波数帯域が５００Ｈｚを超えるような騒音や５００Ｈｚ以下の騒音に対して、所要の吸音効果を発揮させるためには、多孔質体層の肉厚を厚くしなければならず、ひいては、全体的に吸音材の重量が重くなるという難点があった。また、（ｃ）の吸音材においては、吸音材の音源側に空気層が存在するため、吸音材の重量が重くなり、また、スペースを広くとらなければならないという難点があった。一方、（ｄ）の吸音材は、空気の粘性抵抗を利用し、音波のエネルギーを熱エネルギーに変換して吸音する多孔質吸音構造体に、さらに密度が異なる繊維集合体を積層することで、高密度部分が付加質量、低密度部分がバネの役割を担う、いわゆる動吸振機を構成させて特に低周波数帯域の吸音率を向上させるものであるが、このような構成の吸音材においては、特に１００Ｈｚ以下のいわゆる低周波帯域においては、十分な吸音効果が得られないという難点があった。また、低周波帯域の音や振動は空気伝搬音だけではなく、建物や窓のがたつきなども発生するため、固体伝搬音および振動防止に対する対策を同時に行う必要があり、従来の吸音材ではその対策が困難であった。
【０００４】
このため、本出願人は、先に、空気の粘性抵抗を利用し、音波のエネルギーを熱エネルギーに変換して吸音する多孔質吸音構造体に、さらに密度が異なる繊維集合体を積層した吸音材を開発し、出願している（特開２００３−３１６３６４号公報）。
【０００５】
この吸音材は、音源側に配置される発泡体層と、この発泡体層の剛壁側に積層される多孔質体層とを備えている。ここで、発泡体層は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、およびイソシアネートの各成分を含有する発泡体で形成され、また、多孔質体層は、汎用のグラスウールで形成されている。
【０００６】
このような構成の吸音材によれば、高密度部分が付加質量、低密度部分がバネの役割を担う、いわゆる動吸振機を構成させて、特に低周波数帯域の吸音率を向上させることができる。
【０００７】
しかしながら、このような構成の吸音材においては、次のような難点があった。
【０００８】
第１に、吸音材自身に難燃性が付与されていないため、特に難燃性が必要とされる場所、例えば、自動車のエンジンルーム等に配設することができない。
【０００９】
第２に、多孔質体層を構成するグラスウールは、１５０Ｈｚ以上の高周波領域、若しくは１５０Ｈｚ以下の低周波領域では吸音効果が弱くなる。
【００１０】
第３に、発泡体層と多孔質体層とが一体成型され、この一体成型に際して発泡体層の音源側に表面皮膜が形成されるため、製品の自由度を向上させることができない。すなわち、発泡体層と多孔質体層との一体成形の際に表面皮膜が同時に形成されるため、所要の吸音特性を発揮させるためには、発泡体層の音源側や多孔質体層の剛壁側を変更しなければならない。
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１５２８９０号公報
【特許文献２】特開２００３−３１６３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、第１に、難燃性が必要とされる自動車エンジンルーム等に配設でき、第２に、１５０Ｈｚ以下の低周波領域のみならず１５０Ｈｚを超える高周波領域の広帯域の騒音を効果的に吸収し、第３に、製品形態の自由度を向上させることができる難燃性吸音材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様である難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、発泡体層の剛壁側に積層される多孔質体層とを備えるものである。
【００１４】
本発明の第２の態様である難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、発泡体層の音源側に積層される第１の多孔質体層と、発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層とを備えるものである。
【００１５】
本発明の第３の態様である難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層と、発泡体層の音源側面に形成され、それ自身の音源側が摩擦加工により粗面化されている被膜面とを備えるものである。
【００１６】
本発明の第４の態様である難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層と、発泡体層の音源側に接着される被膜層とを備えるものである。
【００１７】
本発明の第５の態様である難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層と、発泡体層の音源側に当接される被膜層とを備えるものである。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、発泡体層は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、およびイソシアネート、難燃剤の各成分を原料成分とするものである。
【００１９】
本発明の第７の態様は、第１の態様乃至第６の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、発泡体の密度は、５０〜５００ｋｇ／ｍ３であるものである。
【００２０】
本発明の第８の態様は、第１の態様乃至第７の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、第１のジオールに含まれる水酸基含量と、第２のジオールに含まれる水酸基含量の比は、１：０．３〜２．５であるものである。
【００２１】
本発明の第９の態様は、第１の態様乃至第８の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、無機充填材の含量は、第１のジオール１００重量部に対して１０〜２００重量部であるものである。
【００２２】
本発明の第１０の態様は、第１の態様乃至第９の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、発泡剤としての水の含量は、第１のジオール１００重量部に対して２〜５重量部であるものである。
【００２３】
本発明の第１１の態様は、第１の態様乃至第１０の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、第１、第２のジオール、および発泡剤としての水の水酸基含量の合計と、イソシアネートのイソシアネート含量との比であるイソシアネートインデックス（ＮＣＯ／ＯＨ）は、０．５〜１．０の範囲にあるものである。
【００２４】
本発明の第１２の態様は、第１の態様乃至第１１の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、イソシアネートインデックスは、０．６〜０．９の範囲にあるものである。
【００２５】
本発明の第１３の態様は、第１の態様乃至第１２の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、難燃剤の含量は、第１のジオール１００重量部に対して２〜１００重量部であるものである。
【００２６】
本発明の第１４の態様は、第１の態様乃至第１３の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、第１のジオールは、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリアクリル酸エステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオールのうちから選択されたいずれかのジオールであるものである。
【００２７】
本発明の第１５の態様は、第１の態様乃至第１４の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、第２のジオールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール等の脂肪族系若しくはＮ、Ｎ−ビス（２−ヒドロキシプロピル）アニリン等の芳香族系のうちから選択されたいずれかのジオールであるものである。
【００２８】
本発明の第１６の態様は、第１の態様乃至第１５の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、無機充填材は、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムのうちから選択されたいずれかの無機充填剤であるものである。
【００２９】
本発明の第１７の態様は、第１の態様乃至第１６の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、イソシアネートは、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、粗製トリレンジイソシアネート、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−キシレンジイソシアネート、テトラメチレン−１，４−ジイソシアネートのうちから選択されたいずれかのイソシアネートであるものである。
【００３０】
本発明の第１８の態様は、第１の態様乃至第１７の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、難燃剤は、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ポリリン酸アンモニウム、赤リン等のリン系、メラミンシアヌレート、硫酸メラミン等の窒素系、シリコーンパウダー、オルガノポリシロキサン等のシリコーン系、ホウ酸亜鉛のうちから選択されたいずれかの難燃剤であるものである。
【００３１】
本発明の第１９の態様は、第１の態様乃至第１８の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、第１の多孔質体層および第２の多孔質体層のうち少なくとも一方は、グラスウール、ロックウール、粗毛フェルト、植物繊維系フェルト、動物繊維系フェルト、合成繊維系フェルトの何れかまたはこれらの混合物から成るものである。
【００３２】
本発明の第２０の態様は、第１の態様乃至第１９の態様の何れかの態様である難燃性吸音材において、米連邦自動車安全規格ＦＭＶＳＳ３０２に定める燃焼速度が１０ｃｍ／分未満であるものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の第１の態様乃至第２０の態様の難燃性吸音材によれば、次のような効果がある。
【００３４】
第１に、吸音材自身に難燃性が付与されているので、当該難燃性吸音材を難燃性が必要とされる場所、例えば自動車のエンジンルーム等に配設することができ、また、難燃剤として、ハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、燃焼時に有毒ガスが発生する虞がなく、環境保全対策を施した難燃性吸音材を提供することができる。
【００３５】
第２に、難燃性を有する発泡体層の両面に多孔質体層を備えることにより、１５０Ｈｚ以上の高周波領域における吸音特性が向上し、ひいては、広帯域の周波数領域においても対応可能な難燃性吸音材を提供することができる。
【００３６】
第３に、難燃性吸音材の表面皮膜に針状部材で孔等を設けることにより、難燃性を有する発泡体層の通気性が向上し、ひいては、低周波領域の吸音特性を向上させることができる。
【００３７】
第４に、難燃性を有する発泡体層の音源側に、別体で形成された被膜層を接着・当接させることにより、製品形態の自由度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の難燃性吸音材を適用した実施の形態例について、図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明における難燃性吸音材の第１の実施の形態を示す断面図である。
【００３９】
同図において、本発明の難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層１と、発泡体層１の剛壁３側に積層される多孔質体層２とを備えている。
【００４０】
難燃性を有する発泡体層１としては、連続気泡発泡を有する発泡体が用いられる。これは音波が発泡体層１に入射した場合、間隙部分の空気が振動し、この空気の粘性抵抗によって音波のエネルギーが熱エネルギーに変換されて吸音が行われるとともに、制振性も有しているために発泡体層１自身が振動し、この時の粘性抵抗によって音波のエネルギーが熱エネルギーに変換され吸音が行われるためである。また、難燃性を有する発泡体層１の片面に、多孔質体層２を積層するのは、発泡体層１部分が付加質量、すなわち錘の役割として作用し、多孔質体層部分がバネ、すなわち空気バネの役割として作用し、膜振動による吸音を行わせるためである。
【００４１】
このような難燃性を有する発泡体層１は、次のような発泡体で形成されている。
【００４２】
第１に、発泡体は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、イソシアネートおよび難燃剤の各成分を原料成分としており、特に主ポリマーである第１のジオールを分子量５００〜５０００、好ましくは分子量１０００〜２０００のジオールとすることにより制振性を付加した発泡体を得ることができる。ここで、この主ポリマーを分子量５００未満のジオールで構成すると、硬い発泡体となり、制振性が得られず、また、分子量が５０００を超えるジオールで構成すると、初期粘度が高くなり、所要の発泡体が得られなくなる。なお、主ポリマーとして、トリオールや本発明に用いるジオール以外のポリオールを使用した場合には、制振性を得ることが困難になる。
【００４３】
第２に、発泡体の密度は、５０〜５００ｋｇ／ｍ３の範囲にあることが好ましい。密度が５０ｋｇ／ｍ３未満では通気性が良くなり過ぎて、低周波数領域の吸音効率が悪くなり、５００ｋｇ／ｍ３を超えると反対に通気性が悪くなり過ぎて、音が反射し吸音が困難になるからである。
【００４４】
第３に、発泡体を構成する第１のジオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリアクリル酸エステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオールなどが好適する。
【００４５】
第４に、発泡体を構成する第２のジオールは、本発明の発泡体層１の鎖延長剤として使用され、補強の役割を果たす。ここで、分子量が５００以下としたのは、分子量が５００を超えると補強効果が得られなくなるからである。また、この成分をトリオールや本発明に用いるジオール以外のポリオールにした場合は補強効果が大きくなり過ぎ、制振性を損なってしまう。
【００４６】
第５に、発泡体を構成する第２のジオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール等の脂肪族系若しくはＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシプロピル）アニリン等の芳香族系のジオールなどが好適する。
【００４７】
ここで、発泡体に用いられる第１のジオールに含まれる水酸基含量と第２のジオールに含まれる水酸基含量との比は１：０．３〜２．５が好ましい。第２のジオールの水酸基含量の比が０．３未満になると補強効果が不十分になり、水酸基含量の比が２．５を超えても効果に差異が見られないからである。
【００４８】
第６に、発泡体を構成する無機充填剤は、発泡体層を補強し、制振性を付加する目的で使用される。この無機充填剤は、分子量５００〜５０００の第１のジオール１００重量部に対して１０〜２００重量部配合することが好ましい。１０重量部未満では充分な補強や制振性の付加を行うには効果が小さく、２００重量部を超えると成型前の組成物の粘度が高くなり成型が困難になるからである。
【００４９】
第７に、発泡体を構成する無機充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどが好適である。
【００５０】
第８に、発泡体を構成する水は、発泡剤として用いられる。発泡剤の添加量は、発泡体が得られる量であればよいが、分子量５００〜５０００の第１のジオール１００重量部に対して２〜５重量部が好適である。２重量部未満では充分な発泡が行われず、５重量部を超えても効果に大きな差異が見られないからである。
【００５１】
第９に、発泡体を構成するイソシアネートは、基本的にはウレタン発泡体の製造に使用されるものを用いることができるが、特に２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、粗製トリレンジイソシアネート、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−キシレンジイソシアネート、テトラメチレン−１，４−ジイソシアネートなどが好適し、これらのイソシアネートを単独若しくは混合して使用することができる。
【００５２】
第１０に、発泡体に適度な剛性と制振性を付与するためには、第１のジオール、第２のジオール、および発泡剤としての水の水酸基含量の合計と、イソシアネートのイソシアネート含量の比であるイソシアネートインデックス（ＮＣＯ／ＯＨ）が、０．５〜１．０、好ましくは０．６〜０．９の範囲にあることが望ましい。イソシアネートインデックスが０．５未満では架橋度が少なくなって剛性が低下し、１．０を超えると適度な剛性は得られるものの制振性が低下するからである。
【００５３】
第１１に、発泡体を構成する難燃剤は、発泡体層１に難燃性を付加する目的で使用される。この難燃剤の含量は、第１のジオール１００重量部に対して２〜１００重量部配合することが好ましい。また、この難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ポリリン酸アンモニウム、赤リン等のリン系、メラミンシアヌレート、硫酸メラミン等の窒素系、シリコーンパウダー、オルガノポリシロキサン等のシリコーン系、ホウ酸亜鉛のうちから選択されたいずれかの難燃剤が好適する。
【００５４】
第１２に、上記の発泡体には、通常のウレタン発泡体層の製造に使用される触媒、製泡剤、難燃剤、可塑剤、着色剤等を目的に応じて適宜添加してもよい。
【００５５】
次に、多孔質体層２は、次のようなもので形成されている。
【００５６】
第１に、多孔質体層２は、グラスウール、ロックウール、粗毛フェルト、植物繊維系フェルト、動物繊維系フェルト、合成繊維系フェルトの何れかまたはこれらの混合物から成るもので形成されている。
【００５７】
第２に、多孔質体層２は、損失係数ηが０．０５以上、通気量が０．１ｄｍ３／ｓ以上、厚さが１〜５０ｍｍ、望ましくは１０〜２５ｍｍのもので形成されている。このような構成の多孔質体層２においては、後述するように低周波数領域から高周波数領域までの広範囲に亘って吸音特性が優れており、また固体伝搬音や振動の低減にも効果的な制振性を発揮する。
【００５８】
第３に、多孔質体層２は、熱伝導率が０．１〜０．５Ｗ／ｍＫのものや、基材がウレタンフォーム若しくはウレタンフォーム基材に熱伝導性付与材を配合したもので形成されている。ここで、熱伝導性付与材としては、セラミックス若しくは金属材料から成るものを配合したもの、炭化珪素粉、アルミナ粉、アルミ粉、黒鉛、銅粉、ステンレス粉から選ばれた１種若しくはこれらを２種以上混合したもの、または黒鉛（黒鉛の添加量はウレタンフォームを形成するポリオール１００重量部に対して１０〜１５０重量部である）が用いられる。
【００５９】
このような構成の多孔質体層２は、エンジン類等の音源に取り付けられ、エンジン類から発生する空気伝搬音、固体伝搬音、振動の低減に効果的な吸音性能を有し、またエンジン類の運転により室内や防音ボックス内の温度が上昇しても多孔質体の温度上昇が抑制でき、劣化が促進されず寿命が長くなる。
【００６０】
以上の難燃性吸音材は、米連邦自動車安全規格「ＦＭＶＳＳ（Federal Motor Vehicle Safety Standard）３０２」に定める燃焼速度が１０ｃｍ／分未満とされ、ＵＬ９４の難燃グレードを有するものである。なお、ＦＭＶＳＳ３０２の試験方法はＪＩＳＤ１２０１に準拠している。
【００６１】
以上のように、第１の実施の形態の難燃性吸音材によれば、吸音材自身に難燃性が付与されているため、当該吸音材を自動車のエンジンルーム等の難燃性を必要とする場所に配設することができ、また、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や鉛系化合物が使用されていないので、発泡体層が燃焼しても燃焼時に有毒ガスを発生する虞がなくなる。
［第２の実施の形態］
図２は、本発明における難燃性吸音材の第２の実施の形態を示す断面図である。なお、同図において、図１と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６２】
図２において、本発明の難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性を有する発泡体層１と、発泡体層１の音源側に積層される第１の多孔質体層２ａと、発泡体層１の剛壁３側に積層される第２の多孔質体層２ｂとを備えている。ここで、発泡体層１の両面に、第１、第２の多孔質体層２ａ、２ｂを積層するのは、前述と同様に、発泡体層１部分が付加質量、すなわち錘の役割として作用し、第１、第２の多孔質体層２ａ、２ｂがバネ、すなわち空気バネの役割として作用し、膜振動による吸音を行わせるためである。
【００６３】
なお、第１、第２の多孔質体層２ａ、２ｂは、それぞれ同様の構成とされ、それぞれ前述の多孔質体層２と同様のもの形成されている。
【００６４】
図３は、第２の実施の形態における難燃性吸音材の吸音特性を示している。ここで、図中、太線Ｌ１は、多孔質体層の厚さを１００ｍｍとした従来の吸音材の吸音特性、細線Ｌ２は、第１の多孔質体層２ａの厚さを２５ｍｍ、第２の多孔質体層２ｂの厚さを７５ｍｍとした本発明の難燃性吸音材の吸音特性、点線Ｌ３は多孔質体層をグラスウールで構成し、その厚さを１００ｍｍとした従来の吸音材の吸音特性を示している。同図より、本発明の難燃性吸音材が１５０Ｈｚ以下の低周波領域のみならず、１５０Ｈｚ以上の高周波領域にわたって、優れた吸音特性を示していることが分かる。従って、第２の実施の形態における難燃性吸音材を使用すれば、広帯域の周波数領域に対応可能な難燃性吸音材を提供することができる。
［第３の実施の形態］
図４は、本発明における難燃性吸音材の第３の実施の形態を示す断面図である。なお、同図において、図１および図２と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６５】
図４において、本発明の難燃性吸音材は、音源側に配置される難燃性発泡体層１と、発泡体層１の剛壁３側に積層される第２の多孔質体層２ｂと、発泡体層１の音源側面に形成される被膜面４とを備えている。
【００６６】
ここで、被膜面４の音源側には、針状部材で被膜面４と直交する方向に多数個の孔（不図示）が設けられている。
【００６７】
このような被膜面４への孔の形成により、被膜面４の通気性が向上し、ひいては、吸音率のピーク周波数を低周波数側へ移動させることができる。
【００６８】
図５は、第３実施の形態における難燃性吸音材の吸音特性を示している。ここで、図中、細線Ｌ４は、被膜面４に孔を有しない従来の吸音材の吸音特性、点線Ｌ５は、被膜面４の音源側に、針状部材によって１ｃｍ２当たり５０個の孔を形成した本発明の第１の難燃性吸音材の吸音特性、太線Ｌ６は、被膜面４の音源側に、針状部材によって１ｃｍ２当たり２００個の孔を形成した本発明の第２の難燃性吸音材の吸音特性を示している。同図より、本発明の第１、第２の難燃性吸音材における吸音率のピーク周波数が低周波数側へ移動していることが分かる。従って、第３の実施の形態における難燃性吸音材を使用すれば、１５０Ｈｚ以下の低周波数領域に対応可能な難燃性吸音材を提供することができる。なお、このような針状部材による孔の形成に代えて、グラインダーにより被膜面４に摩擦加工を施して、当該表面を粗面化しても、前述の難燃性吸音材と同様の効果を奏する。
［第４の実施の形態］
図６は、本発明における難燃性吸音材の第４の実施の形態を示す断面図である。なお、同図において、図１および図２と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６９】
図６において、難燃性吸音材１は、音源側に配置される難燃性発泡体層１と、発泡体層１の剛壁側に積層される第２の多孔質体層２ｂと、発泡体層１の音源側に接着される被膜層５とを備えている。
【００７０】
ここで、被膜層５は、発泡体層１と第２の多孔質体層２ｂとの一体成形とは、別体で形成される。これは、製品形態の自由度を向上させるためである。
【００７１】
図７は、第４実施の形態における難燃性吸音材の吸音特性を示している。ここで、図中、太線Ｌ７は、ガラスウールから成る多孔質体層４の厚さを５０ｍｍとし、発泡体層１の音源側に被膜層を一体で成形した従来の第１の吸音材の吸音特性、一点鎖線Ｌ８は、ガラスウールから成る多孔質体層４の厚さを１００ｍｍとし、発泡体層１の音源側に被膜層を一体で成形した従来の第２の吸音材の吸音特性、細線Ｌ９は、ガラスウールから成る多孔質体層４の厚さを５０ｍｍとし、発泡体層１の音源側に別体の被膜層５を接着させた本発明の第１の難燃性吸音材の吸音特性、点線Ｌ１０は、ガラスウールから成る多孔質体層４の厚さを５０ｍｍとし、発泡体層１の音源側に別体の被膜層５を接着させた本発明の第２の難燃性吸音材の吸音特性を示している。同図より、本発明の第１、第２の難燃性吸音材は、従来の第１、第２の吸音材と同様の吸音特性を示していることがわかる。従って、第４の実施の形態における難燃性吸音材を使用すれば、要求される吸音特性や施工方法に応じて、発泡体層１の音源側若しくは剛壁側に別体の被膜層５を接着・当接（接触）させることで対処することができ、ひいては製品形態の自由度を向上させることができる。なお、被膜層５は発泡体層１に接着させたものに限定されず、被膜層５を発泡体層１に当接（接触）させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
なお、前述の第１〜第４の実施の形態においては、発泡体層１として、発泡密度が均一な単一の発泡体層について述べているが、次のような構成のもの、例えば、第１に、内部に連続気泡を有する発泡体であって、音源側の表面に薄膜層を発泡体と一体成型して配置されているもの、第２に、例えば厚さ１ｍｍ以下の薄膜層が音源側および剛壁側双方の発泡体と一体成型して配置されているもの、第３に、連続気泡発泡体の発泡密度が厚さ方向に傾斜的に異なっているもの、第４に、異なる複数の連続気泡発泡体を発泡密度が傾斜的に配置されるように積層されたもの、第５に、連続気泡発泡体の発泡密度が音源側で高密度となるようにしたもの、第６に、連続気泡発泡体として粘弾性体から成るものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明における難燃性吸音材の第１の実施の形態を示す断面図。
【図２】本発明における難燃性吸音材の第２の実施の形態を示す断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る難燃性吸音材の吸音特性を示す説明図。
【図４】本発明における難燃性吸音材の第３の実施の形態を示す断面図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る難燃性吸音材の吸音特性を示す説明図。
【図６】本発明における難燃性吸音材の第４の実施の形態を示す断面図。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る難燃性吸音材の吸音特性を示す説明図。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・発泡体層
２・・・多孔質体層
２ａ・・・第１の多孔質体層
２ｂ・・・第２の多孔質体層
３・・・剛壁
４・・・被膜面
５・・・被膜層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、前記発泡体層の剛壁側に積層される多孔質体層とを備えることを特徴とする難燃性吸音材。
【請求項２】
音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、前記発泡体層の音源側に積層される第１の多孔質体層と、前記発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層とを備えることを特徴とする難燃性吸音材。
【請求項３】
音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、前記発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層と、前記発泡体層の音源側面に形成され、それ自身の音源側が摩擦加工により粗面化されている被膜面とを備えることを特徴とする難燃性吸音材。
【請求項４】
音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、前記発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層と、前記発泡体層の音源側に接着される被膜層とを備えることを特徴とする難燃性吸音材。
【請求項５】
音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、前記発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層と、前記発泡体層の音源側に当接される被膜層とを備えることを特徴とする難燃性吸音材。
【請求項６】
前記発泡体層は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、およびイソシアネート、難燃剤の各成分を原料成分とすることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項７】
前記発泡体の密度は、５０〜５００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする請求項1乃至請求項６何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項８】
前記第１のジオールに含まれる水酸基含量と、前記第２のジオールに含まれる水酸基含量の比は、１：０．３〜２．５であることを特徴とする請求項1乃至請求項７何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項９】
前記無機充填材の含量は、前記第１のジオール１００重量部に対して１０〜２００重量部であることを特徴とする請求項1乃至請求項８何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１０】
前記発泡剤としての水の含量は、前記第１のジオール１００重量部に対して２〜５重量部であることを特徴とする請求項1乃至請求項９何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１１】
前記第１、第２のジオール、および発泡剤としての水の水酸基含量の合計と、前記イソシアネートのイソシアネート含量との比であるイソシアネートインデックス（ＮＣＯ／ＯＨ）は、０．５〜１．０の範囲にあることを特徴とする請求項1乃至請求項１０何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１２】
前記イソシアネートインデックスは、０．６〜０．９の範囲にあることを特徴とする請求項1乃至請求項１１何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１３】
前記難燃剤の含量は、前記第１のジオール１００重量部に対して２〜１００重量部であることを特徴とする請求項1乃至請求項１２何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１４】
前記第１のジオールは、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリアクリル酸エステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオールのうちから選択されたいずれかのジオールであることを特徴とする請求項1乃至請求項１３何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１５】
前記第２のジオールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール等の脂肪族系若しくはＮ、Ｎ−ビス（２−ヒドロキシプロピル）アニリン等の芳香族系のうちから選択されたいずれかのジオールであることを特徴とする請求項1乃至請求項１４何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１６】
前記無機充填材は、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムのうちから選択されたいずれかの無機充填剤であることを特徴とする請求項1乃至請求項１５何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１７】
前記イソシアネートは、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、粗製トリレンジイソシアネート、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−キシレンジイソシアネート、テトラメチレン−１，４−ジイソシアネートのうちから選択されたいずれかのイソシアネートであることを特徴とする請求項1乃至請求項１６何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１８】
前記難燃剤は、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ポリリン酸アンモニウム、赤リン等のリン系、メラミンシアヌレート、硫酸メラミン等の窒素系、シリコーンパウダー、オルガノポリシロキサン等のシリコーン系、ホウ酸亜鉛のうちから選択されたいずれかの難燃剤であることを特徴とする請求項1乃至請求項１７何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１９】
前記第１の多孔質体層および前記第２の多孔質体層のうち少なくとも一方は、グラスウール、ロックウール、粗毛フェルト、植物繊維系フェルト、動物繊維系フェルト、合成繊維系フェルトの何れかまたはこれらの混合物から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項１８いずれか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項２０】
米連邦自動車安全規格ＦＭＶＳＳ３０２に定める燃焼速度が１０ｃｍ／分未満であることを特徴とする請求項1乃至請求項１９何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１】
音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、前記発泡体層の剛壁側に積層される多孔質体層とを備えることを特徴とする難燃性吸音材。
【請求項２】
音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、前記発泡体層の音源側に積層される第１の多孔質体層と、前記発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層とを備えることを特徴とする難燃性吸音材。
【請求項３】
音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、前記発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層と、前記発泡体層の音源側面に形成され、それ自身の音源側が摩擦加工により粗面化されている被膜面とを備えることを特徴とする難燃性吸音材。
【請求項４】
音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、前記発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層と、前記発泡体層の音源側に接着される被膜層とを備えることを特徴とする難燃性吸音材。
【請求項５】
音源側に配置される難燃性を有する発泡体層と、前記発泡体層の剛壁側に積層される第２の多孔質体層と、前記発泡体層の音源側に当接される被膜層とを備えることを特徴とする難燃性吸音材。
【請求項６】
前記発泡体層は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、およびイソシアネート、難燃剤の各成分を原料成分とすることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項７】
前記発泡体の密度は、５０〜５００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする請求項1乃至請求項６何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項８】
前記第１のジオールに含まれる水酸基含量と、前記第２のジオールに含まれる水酸基含量の比は、１：０．３〜２．５であることを特徴とする請求項1乃至請求項７何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項９】
前記無機充填材の含量は、前記第１のジオール１００重量部に対して１０〜２００重量部であることを特徴とする請求項1乃至請求項８何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１０】
前記発泡剤としての水の含量は、前記第１のジオール１００重量部に対して２〜５重量部であることを特徴とする請求項1乃至請求項９何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１１】
前記第１、第２のジオール、および発泡剤としての水の水酸基含量の合計と、前記イソシアネートのイソシアネート含量との比であるイソシアネートインデックス（ＮＣＯ／ＯＨ）は、０．５〜１．０の範囲にあることを特徴とする請求項1乃至請求項１０何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１２】
前記イソシアネートインデックスは、０．６〜０．９の範囲にあることを特徴とする請求項1乃至請求項１１何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１３】
前記難燃剤の含量は、前記第１のジオール１００重量部に対して２〜１００重量部であることを特徴とする請求項1乃至請求項１２何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１４】
前記第１のジオールは、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリアクリル酸エステル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオールのうちから選択されたいずれかのジオールであることを特徴とする請求項1乃至請求項１３何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１５】
前記第２のジオールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール等の脂肪族系若しくはＮ、Ｎ−ビス（２−ヒドロキシプロピル）アニリン等の芳香族系のうちから選択されたいずれかのジオールであることを特徴とする請求項1乃至請求項１４何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１６】
前記無機充填材は、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムのうちから選択されたいずれかの無機充填剤であることを特徴とする請求項1乃至請求項１５何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１７】
前記イソシアネートは、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、粗製トリレンジイソシアネート、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−キシレンジイソシアネート、テトラメチレン−１，４−ジイソシアネートのうちから選択されたいずれかのイソシアネートであることを特徴とする請求項1乃至請求項１６何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１８】
前記難燃剤は、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ポリリン酸アンモニウム、赤リン等のリン系、メラミンシアヌレート、硫酸メラミン等の窒素系、シリコーンパウダー、オルガノポリシロキサン等のシリコーン系、ホウ酸亜鉛のうちから選択されたいずれかの難燃剤であることを特徴とする請求項1乃至請求項１７何れか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項１９】
前記第１の多孔質体層および前記第２の多孔質体層のうち少なくとも一方は、グラスウール、ロックウール、粗毛フェルト、植物繊維系フェルト、動物繊維系フェルト、合成繊維系フェルトの何れかまたはこれらの混合物から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項１８いずれか１項記載の難燃性吸音材。
【請求項２０】
米連邦自動車安全規格ＦＭＶＳＳ３０２に定める燃焼速度が１０ｃｍ／分未満であることを特徴とする請求項1乃至請求項１９何れか１項記載の難燃性吸音材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−７１９１４（Ｐ２００６−７１９１４Ａ）
【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２００４−２５４５２８（Ｐ２００４−２５４５２８）
【出願日】平成１６年９月１日（２００４．９．１）
【出願人】（０００００２２５５）昭和電線電纜株式会社 (71)
【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１日（２００４．９．１）
【出願人】（０００００２２５５）昭和電線電纜株式会社 (71)
【Ｆターム（参考）】
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