JP4285944B2

JP4285944B2 - 有孔発泡プラスチック

Info

Publication number: JP4285944B2
Application number: JP2002145961A
Authority: JP
Inventors: 洋幸栗原; 隆範湯本; 慎太郎原
Original assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd
Current assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2022-05-21
Also published as: JP2003335893A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種用途に使用される発泡プラスチックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷蔵を要する物品の断熱輸送や保管箱、物品包装のための充填材、保護材、衝撃緩和材など、熱可塑性樹脂フォーム材、熱硬化性樹脂フォーム材、いわゆる発泡プラスチックは広く様々な用途で使用されている。
【０００３】
しかしながら、通常の製法により製造された発泡プラスチックは通気性が無く、従って吸音性能をほとんど有さない。
【０００４】
一方、優れた衝撃緩和性を利用して、自動車の衝突時などの衝撃から車室内の乗員を保護するため、発泡プラスチックが使用される場合がある。
【０００５】
また、本出願人からは、発泡プラスチックを芯材に使用した自動車フロアの嵩上げ材を特許出願している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、吸音性能を付与した発泡プラスチックを開発することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決せんとして、本発明者らは鋭意研究の結果、発泡成形された発泡プラスチックに、特定面積以上の孔を特定の開孔率で貫通せずして開けた発泡プラスチックを開発したものであり、しかして本発明の要旨は以下に存する。
【０００８】
加熱発泡により成形され、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂のいずれかの熱可塑性樹脂を原材料とする樹脂フォーム材であって、１つの孔の面積が１ｍｍ²以上、開孔率３％〜２５％で、かつフォーム材の厚さに対して、１０％〜１５０％の長さで貫通せずに開いている孔を片側のみに有し、該孔の非開孔側に制振材が積層されていることを特徴とする有孔発泡プラスチック。
加熱発泡により成形され、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂のいずれかの熱可塑性樹脂を原材料とする樹脂フォーム材であって、１つの孔の面積が１ｍｍ²以上、開孔率３％〜２５％で、かつフォーム材の厚さに対して、１０％〜１５０％の長さで貫通せずに開いている孔を片側のみに有し、該孔の開孔側にシート状吸音材が積層され、かつ該孔の非開孔側に制振材が積層されていることを特徴とする有孔発泡プラスチック。
【０００９】
本発明になる発泡プラスチックは、公知の各種熱可塑性樹脂を原材料として、製法としてはビーズ発泡法、押出発泡法、常圧発泡法、加圧発泡法等が知られているが、本発明における発泡プラスチックは、いずれの製法で得られる発泡プラスチックも使用することができる。熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂を原材料として使用することができる。
【００１０】
押出発泡法では、核となる粒状、ペレット状の樹脂と、発泡剤として低沸点炭化水素、ハロゲン化炭化水素、化学発泡剤等が定量に計量されて、押出機によって発泡され、一定寸法に切断して定尺のボードなどの形状のフォーム材となる。常圧発泡法は、混合、押出を経て放射線架橋、あるいは化学架橋を経て、フォーム材を得る方法である。加圧発泡は、加圧架橋によりまず発泡性の架橋体を生成させて、これを常圧で発泡させるという方法を取るものである。
【００１１】
ビーズ発泡法においては、製法の第１段階は発泡ビーズを製造することである。現在広く行われている発泡ビーズの製法は、重合法と含浸法である。重合法は、主としてブタン、ペンタンなどの飽和炭化水素系の発泡剤と触媒とを、使用する樹脂のモノマーに加えて、重合容器の中で懸濁重合することにより得られる。含浸法は、ペレット状、あるいは球状の使用する樹脂を分散溶液とともに圧力釜に入れ、プロパン、ブタン等の飽和炭化水素系の発泡剤を圧入し、攪拌することにより発泡剤を樹脂に浸透、拡散させることで得られる。
【００１２】
これらの従来公知の方法により得られる発泡プラスチックは、通常通気性が全く無いか、あるいはほとんど無いといって良い程度であるため、吸音性能はほとんど期待できない。そこで本発明では、面積が１ｍｍ²以上の孔が、開孔率３％〜２５％、より好ましくは、開孔率１２％〜２０％で開いている発泡プラスチックを開発したものである。１つの孔の面積は１ｍｍ²以上である必要がある。１ｍｍ²未満の面積であると、必要な吸音効果が得られない。また開孔率は、３％〜２５％が適当であり、３％未満であると十分な吸音性能が得られない虞れがある。２５％を超えると発泡プラスチックの強度が低下し、割れやすくなる等の問題が発生する虞れがある。
【００１３】
開ける孔は、貫通しておらず、また発泡プラスチックの片側にのみ開いていることが好ましい。孔の向きとしては、発泡プラスチック表面から垂直に開いていても、角度を持ち斜めに開いていても、更には孔の内径断面積が変化してもよい。開ける孔が貫通していないことにより、孔による吸音効果が発生すると同時に、発泡プラスチックが元来有している遮音効果を低下させることなく維持することが可能となる。
【００１４】
発泡プラスチックに表面孔を開けるには、いくつか方法が考えられるが、その１は、発泡成形時に針状、棒状の突起物を有する発泡成形型内で発泡成形を行う方法である。突起物の径、長さを調節することにより、形成される孔の長さ、開孔率などを調節することができる。その２は、発泡成形後のフォーム材に、針状物、棒状物を刺す、らせん刃を有するドリルによる切削などの任意の後加工方法により、発泡プラスチックの厚さ方向に孔を開けることである。この際に、針状物、棒状物等を加熱することにより、容易に細い孔を形成することが可能である。
【００１５】
本発明の発泡プラスチックは、孔を開けている開孔面側に、シート状の吸音材を積層することにより、一層の吸音効果の向上を得ることができる。シート状の吸音材は特に限定されないが、布、不織布、レジンフェルト、熱可塑フェルト、ニードルフェルト、ポリウレタン等の各種樹脂フォーム材等が例示できる。なお、後加工により孔をあける場合、上記のシート状吸音材を積層した後、シート状吸音材の上から発泡プラスチックを貫通しない孔をあけても差し支えない。また、孔を開けていない側の面に、アスファルト系制振材、ゴムシート系制振材、熱可塑性樹脂系制振材、熱硬化性樹脂系制振材などの各種制振材を積層することにより、吸音効果と同時に制振効果を付与することができ、相乗的な防音効果が期待できる。
【００１６】
本発明になる有孔発泡プラスチックは、優れた吸音性を有するため、衝撃緩和、断熱性と同時に、吸音性能を必要とする個所に使用することが特に有効である。例えば建築用断熱材に使用することで断熱性に加えて吸音性能を付与して、快適な室内空間を得ることができ、自動車のダッシュパネル下部に使用される衝突の衝撃緩衝材に使用することで、エンジンルームからの騒音を吸音する効果を追加できる。また、自動車のフロア嵩上げ材に使用することで、車室内騒音の低減にも効果を発揮することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の理解に供するため、以下に実施例を記載する。いうまでもなく、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１８】
【実施例１】
ポリスチレンモノマーより発泡ビーズを生成し、この発泡ビーズを使用して、型内部に長さ１０〜１７ｍｍ、面積が２０ｍｍ²である針状物を多数設置された成形型内に注入し、蒸気加熱発泡、乾燥工程を経て、厚さ３０ｍｍの直方体の発泡ポリスチレンフォーム材を得た。この発泡ポリスチレンフォーム材には、面積２０ｍｍ²の片側に開いた非貫通孔が多数形成され、片側面の開孔率は１２％であった。
【００１９】
【実施例２】
ポリエチレンモノマーより発泡ビーズを生成し、この発泡ビーズを使用して成形型内に注入し、蒸気加熱発泡、乾燥工程を経て、厚さ３０ｍｍの直方体の発泡ポリエチレンフォーム材を得た。この発泡エチレンフォーム材に、多数の針状物を有する２００℃に加熱された金属成形冶具を刺し、面積３０ｍｍ²の片側のみ開いた非貫通孔を形成し、片側面の開孔率は２０％であった。
【００２０】
【実施例３】
ポリプロピレンモノマーより発泡ビーズを生成し、この発泡ビーズを使用して成形型内に注入し、蒸気加熱発泡、乾燥工程を経て、厚さ３０ｍｍの直方体の発泡ポリプロピレンフォーム材を得た。この発泡ポリプロピレンフォーム材に、多数の針状物を有する２００℃に加熱された金属成形冶具を刺し、片側にのみ開いた面積２０ｍｍ²の非貫通孔を形成し、開孔率は１５％であった。このフォーム材の孔が開いている側の面に、厚さ２０ｍｍのレジンフェルトからなるシート状吸音材を積層した。
【００２１】
【実施例４】
ポリプロピレンモノマーより発泡ビーズを生成し、この発泡ビーズを使用して成形型内に注入し、蒸気加熱発泡、乾燥工程を経て、厚さ３０ｍｍの直方体の発泡ポリプロピレンフォーム材を得た。この発泡ポリプロピレンフォーム材に、らせん刃を有するドリルにより、片側にのみ開いた面積２０ｍｍ²の非貫通孔を形成し、開孔率は１３％であった。このフォーム材の孔が開いていない側の面に、厚さ３ｍｍのアスファルト系制振シート状を積層した。
【００２２】
【実施例５】
ポリプロピレンモノマーより発泡ビーズを生成し、この発泡ビーズを予め厚さ２ｍｍのゴムシートを載置した成形型内に注入し、蒸気加熱発泡、乾燥工程を経て、厚さ２ｍｍのゴムシートが積層された、厚さ３０ｍｍの直方体の発泡ポリプロピレンフォーム材を得た。この発泡ポリプロピレンフォーム材に厚さ５ｍｍのニードルフェルトを積層し、該ニードルフェルトの上から、らせん刃を有するドリルにより、片側にのみ開いた面積２０ｍｍ²の非貫通孔を形成し、開孔率は１３％であった。
【００２３】
【比較例１】
ポリスチレンモノマーより発泡ビーズを生成し、この発泡ビーズを成形型内に注入し、蒸気加熱発泡、乾燥工程を経て、厚さ３０ｍｍの直方体の発泡ポリスチレンフォーム材を得た。
【００２４】
【比較例２】
比較例１と同じ発泡ポリスチレンフォーム材に、１つの孔の面積が２０ｍｍ²の貫通孔を、開孔率２０％となるようにあけた。
【００２５】
【試験方法１】
実施例１〜５、及び比較例１〜２のフォーム材を、ＪＩＳＡ1406 に規定される「残響室法吸音率の測定法」により、特定周波数における吸音率を測定した。
【００２６】
【試験方法２】
実施例１〜５、及び比較例１〜２のフォーム材を、ＪＩＳＡ1416 に規定される「実験室における音響透過損失測定方法」により、特定周波数における遮音効果を測定した。
【００２７】
【結果】
実施例１〜５の吸音率は、次の通りであった。単位は％
【表１】

実施例１〜５の遮音効果は、次の通りであった。単位はdB
【表２】

実施例１〜実施例５の有孔フォーム材は、いずれも比較例１の樹脂フォーム材と比較して、可聴範囲の周波数帯域において最小で３％〜最大で８０％の吸音率の向上が認められ、比較例２の貫通孔を有する樹脂フォーム材と比較しても同等若しくはそれ以上の吸音率が認められた。一方実施例１〜実施例５の有孔フォーム材は、いずれも比較例２の貫通孔を有する樹脂フォーム材と比較して、可聴範囲の周波数帯域において最大で約２０ｄＢの遮音効果の向上が認められ、比較例１の樹脂フォーム材と比較しても同等若しくはそれ以上の遮音効果が認められた。
【００２８】
【発明の効果】
本発明になる発泡プラスチックは、従来はなし得なかった衝撃緩和性、あるいは断熱性と、吸音性の両立を果たすものであり、更に吸音効果と遮音効果の双方を有する画期的とも言える防音性能を示すものであり、自動車用各種防音材をはじめとして、建築用途等、各種産業用に幅広い応用が考えられるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる有孔発泡プラスチックの断面図である。
【図２】本発明になるシート状吸音材を積層した有孔発泡プラスチックの断面図である。
【図３】本発明になる制振材を積層した有孔発泡プラスチックの断面図である。
【図４】本発明になるシート状吸音材、及び制振材を積層した有孔発泡プラスチックの断面図である。
1：有孔発泡プラスチック２：シート状吸音材３：制振材

Claims

加熱発泡により成形され、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂のいずれかの熱可塑性樹脂を原材料とする樹脂フォーム材であって、１つの孔の面積が１ｍｍ²以上、開孔率３％〜２５％で、かつフォーム材の厚さに対して、１０％〜１５０％の長さで貫通せずに開いている孔を片側のみに有し、該孔の非開孔側に制振材が積層されていることを特徴とする有孔発泡プラスチック。
加熱発泡により成形され、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂のいずれかの熱可塑性樹脂を原材料とする樹脂フォーム材であって、１つの孔の面積が１ｍｍ²以上、開孔率３％〜２５％で、かつフォーム材の厚さに対して、１０％〜１５０％の長さで貫通せずに開いている孔を片側のみに有し、該孔の開孔側にシート状吸音材が積層され、かつ該孔の非開孔側に制振材が積層されていることを特徴とする有孔発泡プラスチック。