WO2014155521A1 - ポリオレフィン系樹脂発泡シート、吸音材、及び自動車用部品、並びにポリオレフィン系樹脂発泡シートの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a polyolefin resin foam sheet, a sound absorbing material using the foamed sheet, and an automobile part using the sound absorbing material. Moreover, this invention relates to the manufacturing method of the said foam sheet.
- Foam is widely used as a sound absorbing material in the automobile field such as vehicles.
- Examples of such foam include urethane foam made of urethane resin, rubber foam made of synthetic rubber or natural rubber, and polyolefin. Examples include thermoplastic resin foams.
- polyolefin resins such as polypropylene resin, low density polyethylene resin, high density polyethylene resin, and linear low density polyethylene resin are excellent in heat resistance, mechanical strength and moldability in addition to recyclability. Widely used as a material.
- Patent Document 1 describes a foamed molded article containing at least three types of layers, a skin layer, a low foam layer, and a high foam layer, in this order. The problem is to improve the rigidity in the direction, and not to improve the sound absorption.
- the present invention uses a polyolefin resin foam sheet having improved sound absorption for noise in a wide region including a high frequency region while suppressing an increase in weight and thickness, a sound absorbing material using the foam sheet, and the sound absorbing material. It is an object to provide automotive parts. Moreover, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of the said foam sheet.
- a polyolefin resin foam sheet having continuous air bubbles A polyolefin-based resin foam sheet characterized by having a portion in which the bubble diameter changes along the thickness direction.
- ⁇ 3> The polyolefin resin foam sheet according to ⁇ 2>, wherein D1 is 0.25 mm or less.
- ⁇ 4> The polyolefin-based resin foam sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, comprising a single layer.
- ⁇ 5> The polyolefin resin foam sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the normal incident sound absorption coefficient at a measurement frequency of 5 to 7 kHz is 0.6 or more.
- ⁇ 6> The polyolefin-based resin foamed sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, comprising high-density polyethylene.
- ⁇ 7> The polyolefin-based resin foam sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, comprising a fibrous material.
- ⁇ 8> The polyolefin resin foam sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the apparent density of the polyolefin resin foam sheet is from 180 kg / m 3 to 600 kg / m 3 .
- ⁇ 9> A sound absorbing material comprising the polyolefin resin foam sheet according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>.
- ⁇ 10> An automobile part using the sound absorbing material according to ⁇ 9>.
- a method for producing a polyolefin resin foam sheet having continuous air bubbles A foamed sheet precursor having an increased bubble diameter is formed in an inclined manner from the sheet surface toward the center along the thickness direction, and the sheet precursor is cut perpendicularly to the thickness direction of the sheet precursor.
- a method for producing a polyolefin-based resin foam sheet A method for producing a polyolefin-based resin foam sheet.
- the polyolefin-based resin foam sheet of the present invention has a portion where the bubble diameter changes along the thickness direction. That is, it has a portion where the apparent bubble diameter that continues as the communicating bubble changes. Thereby, the sound wave incident from one surface can be efficiently diffused inside the sheet and converted into thermal energy, and good sound absorption is exhibited in a wider frequency range.
- the sound absorbing material of the present invention exhibits good sound absorbing properties in a wider frequency range.
- the automobile part of the present invention can effectively absorb high-frequency noise from the vehicle, and can further suppress noise during engine operation. According to the production method of the present invention, it is possible to obtain a polyolefin-based resin foam sheet having excellent sound absorption characteristics over a wider frequency range.
- FIG. 1 It is a figure which shows the cut surface of the foam sheet of Example 1.
- FIG. 2 It is a figure which shows the result of having measured the sound absorption data with the foam sheet of Example 1.
- FIG. It is a figure which shows the cut surface of the foam sheet of the comparative example 1.
- FIG. 1 It is a figure which shows the result of having measured the sound absorption data with the foam sheet of the comparative example 1.
- the polyolefin-based resin foam sheet of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “the foam sheet of the present invention”) is characterized by having a portion where the bubble diameter changes along the thickness direction.
- “having a portion where the bubble diameter changes” means that the apparent bubble diameter connected as continuous bubbles increases or decreases along the thickness direction of the foam sheet. Say that you have a part to do. More specifically, when the foam sheet is cut perpendicularly to the thickness direction to form a plurality of divided sheets having a thickness of 0.5 mm, the cell diameter of the slice intermediate surface, which is the cut surface of the divided sheet, is one side.
- the polyolefin resin foam sheet of the present invention has a small or large bubble diameter in an inclined manner along the thickness direction of the sheet.
- the form “in which the bubble diameter is small or large in an inclined manner” is as follows: (i) The bubble diameter gradually decreases or increases from one surface to the opposite surface. Or (ii) the bubble diameter gradually increases from both sides of the sheet toward the central portion so that the bubble diameter becomes maximum near the central portion along the thickness direction of the sheet. are preferred.
- the foamed sheet of the present invention has a thickness of 1.0 mm or more, the bubble diameter on one surface is 0.01 mm or less, and from the one surface toward the sheet thickness direction.
- the cell diameter of the slice intermediate surface cut perpendicularly to the thickness direction at a position of 0.5 mm ⁇ 0.05 mm is 0.01 mm or more, and the other surface (the surface opposite to the one surface) ) Is preferable that the bubble diameter is 0.2 mm or more.
- the sheet surface with the bubble diameter of 0.01 mm or less preferably has no skin and is a skin layer (that is, the bubble diameter is preferably 0 mm).
- the foamed sheet of the present invention satisfies the following (A) to (D).
- A) The thickness of the foam sheet is 1.0 mm or more
- B) The open cell ratio of the entire foam sheet is 50% or more
- C) One surface of the foam sheet is formed with a skin layer without exposing bubbles, and the other surface (the surface facing the surface on the skin layer side) is exposed with bubbles
- the “position of 0.5 mm from the skin layer side surface of the foam sheet toward the thickness direction of the foam sheet” in the above (D) is preferably not a skin layer.
- the thickness of the skin layer of the foam sheet satisfying the above (A) to (D) is preferably 0.4 mm or less, and more preferably 0.2 mm or less.
- the “position exceeding 0.5 mm from the skin layer side surface of the foam sheet in the thickness direction of the foam sheet” depends on the thickness of the foam sheet, for example, from the skin layer side surface of the foam sheet.
- the position of 1.0 mm toward the thickness direction of the foamed sheet may be sufficient, the position of 1.5 mm may be sufficient, and the position of 2.0 mm may be sufficient.
- the D1 is preferably 0.25 mm or less. Further, the D1 is preferably 0.1 mm or more.
- the foamed sheet of the present invention When the foamed sheet of the present invention is used for an automobile part, for example, the foamed sheet of the present invention has a continuous bubble and has a portion in which the bubble diameter changes along the sheet thickness direction.
- the noise generated from the engine or the like can be drawn into the seat from the incident surface (one surface), and the low frequency sound region can be appropriately diffused in the bubbles, and from the incident surface to the other surface (outgoing surface) Since the sound transmission path is formed long like a labyrinth, the high frequency sound range can also be converted into thermal energy while efficiently diffusing inside the seat. As a result, the sound absorption efficiency in a wide frequency range can be increased.
- the foam sheet of the present invention is composed of a single layer made of the same material.
- the weight and cost of the sound-absorbing material can be reduced as compared with the conventional laminated sheet, and the moldability is significantly improved.
- the foamed sheet of the present invention exhibits excellent sound absorption even with a single layer structure.
- at least one of the surface layers of the foamed sheet of the present invention is a skin layer in which bubbles are not exposed, from the viewpoint of sound diffusion and blocking inside the material. It is more preferable that the surface (outgoing surface) opposite to the sound incident surface is a skin layer.
- the foamed sheet of the present invention preferably has a normal incidence method sound absorption coefficient of 0.5 or more at a measurement frequency of 5 to 7 kHz, more preferably 0.6 or more, and even more preferably 0.75 or more.
- a measurement frequency 5 to 7 kHz
- an electric vehicle has a motor sound or an inverter noise around 6 kHz.
- the foam sheet of the present invention is molded into a desired shape and applied to a dash insulator for an automobile, the sound absorbing material has high sound absorption and rigidity. It can be.
- the normal incidence method sound absorption coefficient is a numerical value measured based on JIS A 1405.
- “having communicating bubbles” means having so-called open cells communicating with each other at the joint. That is, the bubbles in the foamed sheet of the present invention form a long cavity like a labyrinth that is connected to adjacent bubbles without closing.
- the ratio of the open cells is preferably 50% or more.
- the ratio of the open cells is more preferably 50 to 90%, further preferably 53 to 85%, and further preferably 55 to 80%.
- the open cell ratio is measured by the method described in Examples described later. If the open cell ratio is too low, the sound absorption of the polyolefin resin foam sheet may be reduced, and if it is too high, the moldability and rigidity of the polyolefin resin foam sheet may be reduced during compression.
- the polyolefin resin foam sheet becomes porous, so that the maze degree of the solid propagation sound of the incident sound wave and the propagation path of the air propagation sound is increased, and the sound absorption is improved. it can.
- the apparent density of the foamed sheet of the present invention is preferably 600 kg / m 3 or less, more preferably 180 to 450 kg / m 3 .
- the apparent density is a value measured according to JIS K 7222: 2005. If the apparent density is too high, sound absorption may be reduced. On the other hand, if it is too low, foam moldability by extrusion may be reduced. That is, by making the apparent density within the above preferable range, it is possible to achieve both moldability and sound absorption at a higher level.
- polyolefin resin constituting the foamed sheet of the present invention examples include low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, linear low density polyethylene, linear ultra-low density polyethylene, and ethylene-propylene block copolymer.
- Ionomer resin crosslinked with metal ions propylene homopolymer, propylene-ethylene random copolymer, propylene-butene random copolymer, propylene-ethylene block copolymer, propylene-butene block copolymer, polybutene, Polypente , Propylene - ethylene - butene terpolymer, a propylene - acrylic acid copolymer, propy
- the polyolefin resin constituting the foamed sheet of the present invention is preferably composed of at least one selected from high-density polyethylene, propylene homopolymer, and propylene-ethylene block copolymer.
- the polyolefin resin constituting the foamed sheet of the present invention preferably contains a polypropylene resin from the viewpoints of recyclability, moldability, and heat resistance.
- the content of the polypropylene resin in the foamed sheet may be 100% by mass, but is preferably 75 to 99.9% by mass, and may be 95 to 99% by mass. Further, from the viewpoint of obtaining good cold shock resistance, it is preferable to include high-density polyethylene.
- the foamed sheet of the present invention contains high-density polyethylene, the content thereof may be 100% by mass, but is preferably 75 to 99.9% by mass, and more preferably 95 to 99% by mass.
- the foamed sheet of the present invention preferably contains a propylene-ethylene block copolymer.
- the foamability of the foam sheet obtained by including the propylene-ethylene block copolymer is improved. That is, since the melting temperature at the time of extrusion is relatively low, viscoelasticity suitable for foaming of the resin composition appears over a wide temperature range, and as a result, a good foamed structure can be easily formed.
- the propylene-ethylene block copolymer preferably has a melt index of 1.9 or less.
- the content of the propylene-ethylene block copolymer is preferably 15 to 70% by mass.
- the foamed sheet of the present invention may contain a thermoplastic resin other than the polyolefin resin and the thermoplastic elastomer described later as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
- other thermoplastic resin means a resin that does not contain halogen, such as polystyrene, polymethyl methacrylate, acrylic resin such as styrene-acrylic acid copolymer, styrene-butadiene copolymer, polyvinyl acetate, polyvinyl Alcohol, polyvinyl acetal, polyvinyl pyrrolidone, petroleum resin, cellulose, cellulose acetate, cellulose nitrate, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and other cellulose derivatives, saturated alkyl polyester resins, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyarytate Group polyester resin, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, polyester
- the foamed sheet of the present invention may contain a cell nucleating agent for refining the cells as necessary.
- a cell nucleating agent for refining the cells as necessary.
- the cell nucleating agent inorganic fine particles such as talc, calcium carbonate, titanium oxide, and barium sulfate, heat-decomposable organic cell nucleating agent, thermoplastic elastomer, and melt-type crystallization nucleating agent can be used. It is not limited to.
- the content of the cell nucleating agent is preferably 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyolefin resin.
- the foaming agent in addition to the cell nucleating agent, the foaming agent, the crystallization accelerator, the antioxidant, the antistatic agent, the ultraviolet ray preventing agent, as long as the purpose of the present invention is not impaired.
- Various additives such as a quality agent and a filler can be blended.
- the foaming agent is classified into a solid compound that decomposes to generate a gas, a liquid that vaporizes when heated, and an inert gas that can be dissolved in a resin under pressure, and any of these can be used.
- solid compounds for example, azodicarbonamide, dinitrosopentamethylenetetramine, hydrazole dicarbonamide, sodium bicarbonate, p, p′-oxybisbenzenesulfonylhydrazide (OBSH), N, N′-dinitrosopentamethylene
- OBSH p, p′-oxybisbenzenesulfonylhydrazide
- DPT tetramine
- p-toluenesulfonyl hydrazide benzenesulfonyl hydrazide
- diazoaminobenzene N, N′-dimethyl-N, N′-dinitroterephthalamide
- azobisisobutyronitrile and the like
- liquid to be vaporized examples include saturated aliphatic hydrocarbons such as propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, and hexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, xylene, and toluene, methyl chloride, and chlorofluorocarbon. And halogenated hydrocarbons such as dimethyl ether and ether compounds such as methyl tert-butyl ether.
- inert gas examples include inert gases such as carbon dioxide, nitrogen, helium, and argon, and alternative chlorofluorocarbons. Carbon dioxide (carbon dioxide gas) is more preferable in consideration of the solubility in the resin and the ease of miniaturization of the bubbles.
- the foamed sheet of the present invention preferably contains a fibrous material.
- a fibrous material By blending the fibrous material, weight reduction and cold shock resistance can be improved. Moreover, the fibrous material does not affect the foamability.
- the fibrous material include polyamide fiber, polyvinyl alcohol fiber, cellulose semi-synthetic fiber, cellulose regenerated fiber, acrylic fiber, polyester fiber, polyurethane fiber, polyvinyl chloride fiber, polyvinylidene chloride fiber, aramid fiber, poly Allylate fiber, polyimide fiber, polyparaphenylene benzobisoxazole fiber, polyphenylene sulfide fiber, polyethylene fiber, polypropylene fiber, fluorine fiber, carbon fiber, polycarbonate fiber, glass fiber, epoxy fiber, phenol fiber and melamine fiber, etc.
- the content of the fibrous material in the foamed sheet is preferably 15% by mass or less, more preferably 1 to 14.9% by mass, and more preferably 5 to 14%. It is more preferably 8% by mass, and further preferably 10 to 14.5% by mass.
- An extrusion foam molding method can be used as the method for producing the polyolefin resin foam sheet.
- a molding roll die composed of a pair of (two) cooling rolls adjusted to a temperature not higher than the glass transition point (Tg) of the polyolefin resin is installed.
- the resin-based fluid is passed between the molding roll dies and continuously extruded and foamed in the longitudinal direction without being crushed by the lip of the roll die, and then the extruded product is cooled by two cooling rolls to obtain polyolefin.
- a sheet precursor of the resin-based resin foam sheet is generated.
- the bubble diameter of the communicating bubbles can be increased in an inclined manner from one surface to the central portion along the thickness direction of the sheet precursor.
- the polyolefin resin foam Sheets can be manufactured.
- a sheet precursor may be generated by preparing an extruded sheet in advance and simultaneously performing crosslinking and foaming on the sheet.
- Tg is a value measured with a differential scanning calorimeter (DSC-60, manufactured by Shimadzu Corporation) from ⁇ 50 ° C. to 200 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min.
- the extrapolated glass transition start temperature in “Transition temperature measurement method” was defined as Tg.
- the cutting method of the foam sheet may be either a band knife method or a canna method.
- the band knife method uses a band knife with a belt-shaped blade as a ring and sends the foam sheet to the rotated band knife. A process of slicing by cutting parallel to the sheet surface.
- the thickness of the foamed sheet of the present invention is preferably 1.0 mm or more.
- the thickness of the foamed sheet of the present invention is usually 20 mm or less, and may be 10 mm or less.
- the foam sheet of the present invention is lightweight and excellent in sound absorption, and is applied to a sound absorbing material of an automobile, particularly an electric automobile, for example, a dash insulator located on the side of a cab of a dash panel after being molded into a desired shape, Can be prevented from propagating to the cab.
- Example 1 Pellets of polypropylene resin (Nippon Polypro Novatec PP FY6H: Melt Index 1.9) are supplied to the hopper, a 1360 mm wide sheet die is used, and a 40 mm outer diameter forming roll die is used as the lip tip and cooling roll.
- the foam foam sheet precursor having a thickness of 5 mm and a width of 1375 mm was obtained by arranging the distance to the contacting line to 6.0 mm and performing extrusion foam molding. The obtained precursor had an expansion ratio of 3 times.
- a slice of 1 mm thickness was sliced from one end of the precursor to remove the skin, and a polyolefin resin foam sheet (size 1000 ⁇ 1000 ⁇ thickness 4 mm) was produced. As shown in FIG.
- a skin layer having a thickness of 150 ⁇ m or less is formed along one surface (the left surface in FIG. 1) of this foam sheet (hereinafter, this surface is referred to as a skin surface).
- this surface is referred to as a skin surface.
- the other surface is a slice surface, and bubbles are exposed.
- the area partitioned by the white resin is bubbles, the bubble diameter is small on the left side of the sheet shown in FIG. 1, and the bubble diameter increases as it moves to the right side.
- the foamed sheet was a flat sheet having no wavy shape.
- this foam sheet had an open cell ratio of 63% and an apparent density of 300 kg / m 3 . No bubbles were observed on the skin surface of this foam sheet, and therefore the bubble diameter was 0 mm.
- the cell diameter of the slice intermediate surface 0.5 cut perpendicularly to the thickness direction at a distance of 0.5 mm ⁇ 0.05 mm from the skin surface toward the sheet thickness direction was 0.19 mm.
- the cell diameter of the slice intermediate surface 1.0 cut perpendicularly to the thickness direction at a distance of 1.0 mm ⁇ 0.05 mm from the skin surface toward the sheet thickness direction was 0.21 mm.
- slice intermediate surface 1 cut every 0.5 mm perpendicularly to the thickness direction at a distance of 1.5 mm ⁇ 0.05 mm to 3.5 mm ⁇ 0.05 mm from the skin surface toward the sheet thickness direction.
- slice intermediate plane 2.0, slice intermediate plane 2.5, slice intermediate plane 3.0, and slice intermediate plane 3.5 have bubble diameters of 0.28 mm, 0.29 mm, 0.28 mm,. They were 28 mm and 0.28 mm.
- the bubble diameter of the porous slice surface which is the bubble exposed surface on the opposite side of the skin surface was 0.22 mm.
- Example 2 In Example 1, a foam sheet having the same size as Example 1 was obtained in the same manner as Example 1 except that high-density polyethylene resin (trade name: Novatec HD HY540, manufactured by Nippon Polypropylene) was used instead of polypropylene resin. It was.
- the obtained foamed sheet had an open cell ratio of 56% and an apparent density of 320 kg / m 3 .
- the skin layer thickness on the skin surface was 150 ⁇ m or less. When the normal incidence sound absorption coefficient of the sliced surface of this foam sheet was measured, the same result as in Example 1 was obtained, and the sound absorption coefficient at 5 to 7 kHz exceeded 0.6.
- Example 2 in the cold shock resistance test, a test was performed in which a 1 kg mass of iron ball was dropped from a position of 50 cm vertically above a test piece at ⁇ 30 ° C. to give an impact. As a result, no significant damage such as cracking was observed in the test piece even by the impact.
- the foam sheet of Example 1 in the cold impact resistance test, the test piece was broken by the impact. That is, it was shown that the foamed sheet obtained in Example 2 has remarkably improved impact resistance in a low-temperature environment by using a high-density polyethylene resin as a main component.
- the cell diameter was examined in the same manner as in Example 1. As in the foam sheet of Example 1, the cell diameter was inclined from the skin surface toward the slice intermediate surface 1.5. It was getting bigger.
- Example 3 In Example 1, instead of polypropylene resin, Example 1 was used except that 1 part by weight of glass fiber (trade name: Chopped Strand DS 2200-13P, manufactured by 3B Company) was blended with 100 parts by weight of polypropylene resin. In the same manner as in Example 1, a foamed sheet having the same size as Example 1 was obtained. The obtained foamed sheet had an open cell ratio of 56% and an apparent density of 300 kg / m 3 . The skin surface layer thickness was 150 ⁇ m or less. When the normal incidence sound absorption coefficient of the sliced surface of this foam sheet was measured, the same result as in Example 1 was obtained, and the sound absorption coefficient at 5 to 7 kHz exceeded 0.6.
- glass fiber trade name: Chopped Strand DS 2200-13P, manufactured by 3B Company
- Example 3 the cell diameter was examined in the same manner as in Example 1. As in the foam sheet of Example 1, the cell diameter was inclined from the skin surface toward the slice intermediate surface 1.5. It was getting bigger.
- Example 1 Pellets of polypropylene resin (Novatech PP FY6H manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd .: Melt Index 1.9) are supplied to the hopper of the same apparatus as in Example 1, a sheet die having a width of 1360 mm is used, and a molding roll die having an outer diameter of 300 mm is formed on the lip.
- a foam sheet precursor having a thickness of 5 mm and a width of 1375 mm was obtained.
- the obtained precursor had an expansion ratio of 3 times.
- This precursor was sliced by 1 mm from one end and the skin was removed to produce a polyolefin-based resin foam sheet (size 1000 ⁇ 1000 ⁇ thickness 4 mm).
- the cut surface of this foam sheet is shown in FIG.
- FIG. 3 from the left end to the right end of the sheet, a uniform cell structure is obtained in which the cell diameters are substantially equal except for the skin surface layer at the left end. That is, it was a flat sheet having a continuous cell structure of uniform cells throughout and having no wavy shape.
- the sound absorption coefficient shown in FIG. 4 was obtained, and the characteristic that the sound absorption property exceeded 0.4 was not shown.
- this foamed sheet had an open cell ratio of 25% and an apparent density of 300 kg / m 3 .
- the bubble diameter on the skin surface was 0 mm.
- the cell diameter of the slice intermediate surface 0.5 cut perpendicularly to the thickness direction at 0.5 mm ⁇ 0.05 mm from the skin surface is 0.31 mm, and is a porous surface opposite to the skin surface. Up to the slice surface, the bubble diameter was 0.28 mm ⁇ 0.04 mm, and no inclined bubble diameter change was observed.
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Abstract
連通性気泡を有するポリオレフィン系樹脂発泡シートであって、 厚さ方向に沿って気泡径が変化する部分を有するポリオレフィン系樹脂発泡シート。
Description
本発明は、ポリオレフィン系樹脂発泡シート、該発泡シートを用いた吸音材、該吸音材を用いた自動車部品に関する。また、本発明は、前記発泡シートの製造方法に関する。
車輌等の自動車分野における吸音材として発泡体が広く使用され、このような発泡体としては、例えば、ウレタン系樹脂からなるウレタン発泡体、合成ゴムまたは天然ゴムからなるゴム発泡体、ポリオレフィン系からなる熱可塑性樹脂発泡体等が挙げられる。
近年、これらの吸音材には、環境配慮に対する要求からリサイクル性が強く求められている。特に自動車分野では、ポリプロピレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂のようなポリオレフィン系樹脂が、リサイクル性に加え、耐熱性、機械的強度及び成形性にも優れる材料として多用されている。
しかし、このような吸音材の多くは、気泡径の分布が狭く、ほぼ均一な気泡径に調整されたものであり、吸音性が十分とはいえない。例えばポリプロピレン樹脂を含む厚さ4mmの吸音材は、気泡径を均一にすると、電気自動車の高周波騒音に対して十分な吸音性が得られない。
このような状況下において、より広い周波数における吸音性を高めるために、吸音材を積層する積層構造が広く利用されているが、吸音材の重量の増加、厚みの増大が避けがたい。
このような状況下において、より広い周波数における吸音性を高めるために、吸音材を積層する積層構造が広く利用されているが、吸音材の重量の増加、厚みの増大が避けがたい。
また、特許文献1には、スキン層と、低発泡層、高発泡層の少なくとも3種類の層をこの順に含有する発泡成形体が記載されるが、この技術はクッション性、衝撃吸収性、曲げ方向の剛性の改善を課題としており、吸音性を向上させることを課題とするものではない。
また、近年、樹脂性発泡シートは、自動車の走行時における空気抵抗を低減するための外装部材として用いることも検討されており、耐寒衝撃性の向上も求められている。
本発明は、重量と厚みの増加を抑制しながらも、高周波領域を含む広領域の騒音に対する吸音性を高めたポリオレフィン系樹脂発泡シート、当該発泡シートを用いてなる吸音材、当該吸音材を用いてなる自動車部品を提供することを課題とする。
また、本発明は、上記発泡シートの製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、上記発泡シートの製造方法を提供することを課題とする。
本発明の上記課題は以下の手段によって達成された。
<1>連通性気泡を有するポリオレフィン系樹脂発泡シートであって、
厚さ方向に沿って気泡径が変化する部分を有することを特徴とするポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<2>下記(A)~(D)を満たすことを特徴とする、<1>に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート:
(A)発泡シートの厚さが1.0mm以上であり、
(B)発泡シート全体の連続気泡率が50%以上であり、
(C)発泡シートの一方の表面は気泡が露出せずにスキン層が形成され、他方の表面は気泡が露出しており、
(D)発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmの位置で、当該厚さ方向に対して垂直に切断したスライス面における気泡径をD1とし、
発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmを超えた位置で、当該厚さ方向に対して垂直に切断したスライス面の気泡径をD2としたときに、
D2-D1≧0.05mm
となる部分を有する。
<3>前記D1が0.25mm以下であることを特徴とする、<2>に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<4>単一層からなることを特徴とする、<1>~<3>のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<5>測定周波数5~7kHzにおける垂直入射吸音率が0.6以上であることを特徴とする、<1>~<4>のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<6>高密度ポリエチレンを含むことを特徴とする、<1>~<5>のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<7>繊維状物を含むことを特徴とする、<1>~<6>のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<8>ポリオレフィン系樹脂発泡シートの見掛け密度が180kg/m3以上600kg/m3以下であることを特徴とする、<1>~<7>のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<9><1>~<8>のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シートを用いてなる吸音材。
<10><9>に記載の吸音材を用いてなる自動車部品。
<11>連通性気泡を有するポリオレフィン系樹脂発泡シートの製造方法であって、
厚さ方向に沿ってシート表面から中央部に向けて傾斜的に気泡径を大きくした発泡シート前駆体を形成し、該シート前駆体を該シート前駆体の厚さ方向に対して垂直に切断することを特徴とするポリオレフィン系樹脂発泡シートの製造方法。
<1>連通性気泡を有するポリオレフィン系樹脂発泡シートであって、
厚さ方向に沿って気泡径が変化する部分を有することを特徴とするポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<2>下記(A)~(D)を満たすことを特徴とする、<1>に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート:
(A)発泡シートの厚さが1.0mm以上であり、
(B)発泡シート全体の連続気泡率が50%以上であり、
(C)発泡シートの一方の表面は気泡が露出せずにスキン層が形成され、他方の表面は気泡が露出しており、
(D)発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmの位置で、当該厚さ方向に対して垂直に切断したスライス面における気泡径をD1とし、
発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmを超えた位置で、当該厚さ方向に対して垂直に切断したスライス面の気泡径をD2としたときに、
D2-D1≧0.05mm
となる部分を有する。
<3>前記D1が0.25mm以下であることを特徴とする、<2>に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<4>単一層からなることを特徴とする、<1>~<3>のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<5>測定周波数5~7kHzにおける垂直入射吸音率が0.6以上であることを特徴とする、<1>~<4>のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<6>高密度ポリエチレンを含むことを特徴とする、<1>~<5>のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<7>繊維状物を含むことを特徴とする、<1>~<6>のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<8>ポリオレフィン系樹脂発泡シートの見掛け密度が180kg/m3以上600kg/m3以下であることを特徴とする、<1>~<7>のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
<9><1>~<8>のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シートを用いてなる吸音材。
<10><9>に記載の吸音材を用いてなる自動車部品。
<11>連通性気泡を有するポリオレフィン系樹脂発泡シートの製造方法であって、
厚さ方向に沿ってシート表面から中央部に向けて傾斜的に気泡径を大きくした発泡シート前駆体を形成し、該シート前駆体を該シート前駆体の厚さ方向に対して垂直に切断することを特徴とするポリオレフィン系樹脂発泡シートの製造方法。
本発明のポリオレフィン系樹脂発泡シートは、厚さ方向に沿って気泡径が変化する部分を有する。即ち、連通性気泡として連なる見かけ上の気泡径が変化する部分を有する。これにより、一方の面から入射した音波をシート内部で効率的に拡散して熱エネルギーに変換することができ、より広い周波数範囲で良好な吸音性を示す。
本発明の吸音材は、より広い周波数範囲において良好な吸音性を示す。
本発明の自動車部品は、車両からでる高周波騒音を効果的に吸収し、エンジン作動時等の騒音をより抑えることができる。
本発明の製造方法によれば、より広い周波数範囲に対する吸音性に優れたポリオレフィン系樹脂発泡シートを得ることができる。
本発明の吸音材は、より広い周波数範囲において良好な吸音性を示す。
本発明の自動車部品は、車両からでる高周波騒音を効果的に吸収し、エンジン作動時等の騒音をより抑えることができる。
本発明の製造方法によれば、より広い周波数範囲に対する吸音性に優れたポリオレフィン系樹脂発泡シートを得ることができる。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。
以下に本発明の好ましい実施の形態を、適宜、図面を参照して詳細に説明する。
本発明のポリオレフィン系樹脂発泡シート(以下、単に、「本発明の発泡シート」ともいう。)は、厚さ方向に沿って気泡径が変化する部分を有することを特徴とする。
本明細書において「気泡径が変化する部分を有する」とは、発泡シートの厚さ方向に沿って、連通性気泡として連なる見かけ上の気泡径が、大きくなったり、小さくなったりして、変化する部分を有することを言う。より具体的には、発泡シートを厚さ方向に対して垂直に切断して0.5mm厚の複数の分割シートとしたときに、分割シートの切断表面であるスライス中間面の気泡径が一方の面と他方の面とで異なる(好ましくは気泡径が0.02mm以上、より好ましくは気泡径が0.03mm以上異なる)分割シートが存在することを意味する。気泡径としては特に限定するものではないが、具体的には100μmから600μm程度の範囲内で変化することが好ましい。
本明細書において「気泡径」とは、上述のスライス中間面内における気泡部の面積の合計を気泡数で除して得られる気泡面積平均値Sを用いて、下記式により算出される。
気泡径=2×√(S/π)
本発明のポリオレフィン系樹脂発泡シート(以下、単に、「本発明の発泡シート」ともいう。)は、厚さ方向に沿って気泡径が変化する部分を有することを特徴とする。
本明細書において「気泡径が変化する部分を有する」とは、発泡シートの厚さ方向に沿って、連通性気泡として連なる見かけ上の気泡径が、大きくなったり、小さくなったりして、変化する部分を有することを言う。より具体的には、発泡シートを厚さ方向に対して垂直に切断して0.5mm厚の複数の分割シートとしたときに、分割シートの切断表面であるスライス中間面の気泡径が一方の面と他方の面とで異なる(好ましくは気泡径が0.02mm以上、より好ましくは気泡径が0.03mm以上異なる)分割シートが存在することを意味する。気泡径としては特に限定するものではないが、具体的には100μmから600μm程度の範囲内で変化することが好ましい。
本明細書において「気泡径」とは、上述のスライス中間面内における気泡部の面積の合計を気泡数で除して得られる気泡面積平均値Sを用いて、下記式により算出される。
気泡径=2×√(S/π)
本発明のポリオレフィン系樹脂発泡シートは、より好ましくは、前記シートの厚さ方向に沿って傾斜的に気泡径が小さく、又は大きくなっている。
本明細書において、「傾斜的に気泡径が小さく、又は大きくなっている」形態は、(i)一方の表面から、反対側の表面に向かって、気泡径が徐々に小さく、又は大きくなっている形態であるか、又は(ii)シートの厚さ方向に沿って、中央部付近で気泡径が最大となるように、シート両面から当該中央部に向けて、傾斜的に気泡径が大きくなっている形態が好ましい。
本明細書において、「傾斜的に気泡径が小さく、又は大きくなっている」形態は、(i)一方の表面から、反対側の表面に向かって、気泡径が徐々に小さく、又は大きくなっている形態であるか、又は(ii)シートの厚さ方向に沿って、中央部付近で気泡径が最大となるように、シート両面から当該中央部に向けて、傾斜的に気泡径が大きくなっている形態が好ましい。
上記(i)の場合、本発明の発泡シートは、厚さが1.0mm以上であり、一方の表面の気泡径が0.01mm以下であり、当該一方の表面からシート厚さ方向に向けて0.5mm±0.05mmの位置で厚さ方向に対して垂直に切断したスライス中間面の気泡径が0.01mm以上であり、且つ、他方の表面(当該一方の表面とは反対側の表面)の気泡径が0.2mm以上である形態が好ましい。また、上記の気泡径が0.01mm以下のシート表面は、気泡が露出しておらず、スキン層となっていることが好ましい(すなわち、気泡径が0mmであることが好ましい。)
本発明の発泡シートは、より好ましくは下記(A)~(D)を満たす。
(A)発泡シートの厚さが1.0mm以上であり、
(B)発泡シート全体の連続気泡率が50%以上であり、
(C)発泡シートの一方の表面は気泡が露出せずにスキン層が形成され、他方の表面(スキン層側の表面と対向する表面)には気泡が露出しており、
(D)発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmの位置で、当該厚さ方向に対して垂直に切断したスライス面における気泡径をD1とし、
発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmを超えた位置で、当該厚さ方向に対して垂直に切断したスライス面の気泡径をD2としたときに、
D2-D1≧0.05mm
となる部分を有する。
(A)発泡シートの厚さが1.0mm以上であり、
(B)発泡シート全体の連続気泡率が50%以上であり、
(C)発泡シートの一方の表面は気泡が露出せずにスキン層が形成され、他方の表面(スキン層側の表面と対向する表面)には気泡が露出しており、
(D)発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmの位置で、当該厚さ方向に対して垂直に切断したスライス面における気泡径をD1とし、
発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmを超えた位置で、当該厚さ方向に対して垂直に切断したスライス面の気泡径をD2としたときに、
D2-D1≧0.05mm
となる部分を有する。
上記(D)における、「発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmの位置」は、スキン層でないことが好ましい。上記(A)~(D)を満たす発泡シートのスキン層の厚さは0.4mm以下であることが好ましく、0.2mm以下であることがさらに好ましい。
また、「発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmを超えた位置」は、発泡シートの厚さにもよるが、例えば、発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて1.0mmの位置であってもよく、1.5mmの位置であってもよく、2.0mmの位置であってもよい。
また、上記D1は0.25mm以下であることが好ましい。さらに、上記D1は0.1mm以上であることが好ましい。
また、「発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmを超えた位置」は、発泡シートの厚さにもよるが、例えば、発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて1.0mmの位置であってもよく、1.5mmの位置であってもよく、2.0mmの位置であってもよい。
また、上記D1は0.25mm以下であることが好ましい。さらに、上記D1は0.1mm以上であることが好ましい。
本発明の発泡シートは、連通性気泡を有し、かつ、シート厚さ方向に沿って気泡径が変化する部分を有する構成により、例えば、本発明の発泡シートを自動車部品に用いた場合には、エンジン等から発生する騒音を入射面(一方の面)からシート内部にひきこみ、低周波音域については気泡内で適宜拡散させることができるとともに、前記入射面から他方の面(出射面)に向かって音の伝達路が迷路のように長く形成されていることから、高周波音域についてもシート内部で効率的に拡散させながら熱エネルギーに変換することができる。その結果として広い周波数範囲における吸音効率を上げることができる。
入射面から他方の面(出射面)に向けて気泡径を傾斜的に変化させることで、上記の高周波音域の吸音効果をより向上させることができる。
入射面から他方の面(出射面)に向けて気泡径を傾斜的に変化させることで、上記の高周波音域の吸音効果をより向上させることができる。
また、好ましくは、本発明の発泡シートは同一材料からなる単一層で構成されていることが好ましい。この構成により、従来の積層シートに比べて、吸音材の重量およびコストを低減することができるとともに、成形性も格段に向上する。本発明の発泡シートは単一層からなる構成でも優れた吸音性を示す。
本発明の発泡シートの表層の少なくとも一方は、上述のように、気泡が露出していないスキン層とすることが、材料内部での音の拡散と遮断の観点より好ましい。音の入射面とは反対側の面(出射面)をスキン層とすることがより好ましい。
本発明の発泡シートの表層の少なくとも一方は、上述のように、気泡が露出していないスキン層とすることが、材料内部での音の拡散と遮断の観点より好ましい。音の入射面とは反対側の面(出射面)をスキン層とすることがより好ましい。
本発明の発泡シートは、測定周波数5~7kHzにおける垂直入射法吸音率が0.5以上であることが好ましく、0.6以上であることがより好ましく、0.75以上であることがさらに好ましい。
例えば、電気自動車はモーター音やインバーター音の騒音が6kHz付近にあり、本発明の発泡シートを所望の形状に成形して自動車用のダッシュインシュレーターに適用すれば、吸音性が高く剛性のある吸音材とすることができる。
ここで、垂直入射法吸音率は、JIS A 1405に基づき測定される数値である。
例えば、電気自動車はモーター音やインバーター音の騒音が6kHz付近にあり、本発明の発泡シートを所望の形状に成形して自動車用のダッシュインシュレーターに適用すれば、吸音性が高く剛性のある吸音材とすることができる。
ここで、垂直入射法吸音率は、JIS A 1405に基づき測定される数値である。
本発明において「連通性気泡を有する」とは、接合部で互いに連通した、いわゆる連続気泡を有することをいう。すなわち、本発明の発泡シート中の気泡は、閉じることなく隣接する気泡と連なって迷路のように長い空洞を形成している。本発明の発泡シート全体では、当該連続気泡の比率(連続気泡率)は50%以上であることが好ましい。当該連続気泡の比率はより好ましくは50~90%、さらに好ましくは53~85%であり、さらに好ましくは55~80%である。連続気泡率は後述する実施例に記載の方法で測定される。
連続気泡率が低すぎると、ポリオレフィン系樹脂発泡シートの吸音性が低下するおそれがあり、高すぎるとポリオレフィン系樹脂発泡シートの圧縮時における成形性や剛性が低下するおそれがある。
連続気泡率が低すぎると、ポリオレフィン系樹脂発泡シートの吸音性が低下するおそれがあり、高すぎるとポリオレフィン系樹脂発泡シートの圧縮時における成形性や剛性が低下するおそれがある。
また、連続気泡率が上記好ましい範囲では、ポリオレフィン系樹脂発泡シートが多孔質になることで、入射音波の固体伝搬音および空気伝搬音の伝播路の迷路度が高まり、吸音性を向上させることができる。
本発明の発泡シートの見掛け密度は600kg/m3以下あることが好ましく、180~450kg/m3がより好ましい。当該見掛け密度は、JIS K 7222:2005に準拠して測定される値である。
見掛け密度が高すぎると吸音性が低下するおそれがある。逆に低すぎると押出しによる発泡成形性が低下するおそれがある。つまり、見掛け密度を上記好ましい範囲内とすることで、成形性と吸音性とをより高いレベルで両立させることができる。
見掛け密度が高すぎると吸音性が低下するおそれがある。逆に低すぎると押出しによる発泡成形性が低下するおそれがある。つまり、見掛け密度を上記好ましい範囲内とすることで、成形性と吸音性とをより高いレベルで両立させることができる。
本発明の発泡シートを構成するポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン、エチレン-プロピレンブロック共重合体、エチレン-プロピレンランダム共重合体、エチレン-ブテンブロック共重合体、エチレン-ブテンランダム共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-メチルメタクリレート共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー系樹脂、プロピレン単独重合体、プロピレン-エチレンランダム共重合体、プロピレン-ブテンランダム共重合体、プロピレン-エチレンブロック共重合体、プロピレン-ブテンブロック共重合体、ポリブテン、ポリペンテン、プロピレン-エチレン-ブテン三元共重合体、プロピレン-アクリル酸共重合体、プロピレン-無水マレイン酸共重合体が挙げられ、これらを単独もしくは組み合わせて使用することができる。なかでも、本発明の発泡シートを構成するポリオレフィン系樹脂は、高密度ポリエチレン、プロピレン単独重合体、及びプロピレン-エチレンブロック共重合体から選ばれる少なくとも1種からなることが好ましい。
本発明の発泡シートを構成するポリオレフィン系樹脂は、リサイクル性や成形性、耐熱性の観点からはポリプロピレン樹脂を含むことが好ましい。発泡シート中のポリプロピレン樹脂の含有量は100質量%でもよいが、75~99.9質量%とすることが好ましく、95~99質量%としてもよい。また、良好な耐寒衝撃性を得る観点からは、高密度ポリエチレンを含むことが好ましい。本発明の発泡シートが高密度ポリエチレンを含む場合において、その含有量は100質量%であってもよいが、75~99.9質量%が好ましく、95~99質量%がより好ましい。
本発明の発泡シートを構成するポリオレフィン系樹脂は、リサイクル性や成形性、耐熱性の観点からはポリプロピレン樹脂を含むことが好ましい。発泡シート中のポリプロピレン樹脂の含有量は100質量%でもよいが、75~99.9質量%とすることが好ましく、95~99質量%としてもよい。また、良好な耐寒衝撃性を得る観点からは、高密度ポリエチレンを含むことが好ましい。本発明の発泡シートが高密度ポリエチレンを含む場合において、その含有量は100質量%であってもよいが、75~99.9質量%が好ましく、95~99質量%がより好ましい。
また、本発明の発泡シートはプロピレン-エチレンブロック共重合体を含むことも好ましい。プロピレン-エチレンブロック共重合体を含むことで得られる発泡シートの発泡性が向上する。すなわち、押出時の溶融温度が比較的低いので広い温度範囲にわたって樹脂組成物の発泡に適した粘弾性が出現し、その結果良好な発泡組織を簡便に形成することができる。
前記プロピレン-エチレンブロック共重合体は、メルトインデックスが1.9以下であることが好ましい。
本発明の発泡シート中、当該プロピレン-エチレンブロック共重体の含有量は、15~70質量%であることが好ましい。
前記プロピレン-エチレンブロック共重合体は、メルトインデックスが1.9以下であることが好ましい。
本発明の発泡シート中、当該プロピレン-エチレンブロック共重体の含有量は、15~70質量%であることが好ましい。
本発明の発泡シートは、本発明の作用効果を著しく損なわない範囲であれば、上記ポリオレフィン系樹脂、及び後述の熱可塑性エラストマー以外の他の熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。ここでいう「他の熱可塑性樹脂」とは、ハロゲンを含まない樹脂として、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートやスチレン-アクリル酸共重合体などのアクリル樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、石油樹脂、セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース誘導体、飽和アルキルポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリテートといった芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ビニル重合性モノマー及び含窒素ビニルモノマーを有する共重合体などが挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂以外の他の熱可塑性樹脂は、一種類でも良く、複数種含まれていても良い。所望の物性に合わせて種類、量は選択することができる。
本発明の発泡シートは、必要に応じて気泡を微細化するための気泡核剤を含んでいてもよい。気泡核剤としては、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリウムなどの無機微粒子、加熱分解型の有機系気泡核剤、熱可塑性エラストマー、溶融型結晶化核剤等を用いることができるが、これらに限られるものではない。
本発明の発泡シートにおいて、気泡核剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂100質量部に対して0.1~30質量部であることが好ましい。
本発明の発泡シートにおいて、気泡核剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂100質量部に対して0.1~30質量部であることが好ましい。
本発明の発泡シートには気泡核剤のほかに、本発明の趣旨を損なわない範囲内で、必要に応じて、発泡剤、結晶化促進剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、顔料、染料、相溶化剤、滑剤、強化剤、難燃剤、架橋助剤、可塑剤、増粘剤、減粘剤、熱安定剤、加工助剤、衝撃改質剤、充填剤などの各種添加剤を配合することができる。
発泡剤としては、分解してガスを発生する固体化合物、加熱すると気化する液体、加圧下で樹脂に溶解させ得る不活性な気体などに分類されるが、このいずれを用いることができる。このうち固体化合物としては、例えばアゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ヒドラゾルジカルボンアミド、重炭酸ナトリウム、p,p’-オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド(OBSH)、N,N’-ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)、p-トルエンスルホニルヒドラジド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジアゾアミノベンゼン、N,N’-ジメチル-N,N’-ジニトロテレフタルアミド、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。また気化する液体としては、例えばプロパン、n-ブタン、イソブタン、n-ペンタン、イソペンタン、ヘキサンのような飽和脂肪族炭化水素、ベンゼン、キシレン、トルエンのような芳香族炭化水素、塩化メチル、フロンのようなハロゲン化炭化水素、ジメチルエーテル、メチル-tert-ブチルエーテルのようなエーテル化合物などが挙げられる。さらに不活性な気体としては、例えば二酸化炭素、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス、代替フロンなどが挙げられる。樹脂への溶解性、気泡の微細化のしやすさを考慮すると、二酸化炭素(炭酸ガス)がより好ましい。
本発明の発泡シートは繊維状物を含むことが好ましい。当該繊維状物を配合することにより、軽量化と耐寒衝撃性を向上させることができる。しかも当該繊維状物は発泡性に影響しない。
当該繊維状物としては、例えば、ポリアミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、セルロース系半合成繊維、セルロース系再生繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリイミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、フッ素繊維、炭素繊維、ポリカーボネート繊維、ガラス繊維、エポキシ繊維、フェノール繊維及びメラミン繊維、等を挙げることができ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも高い発泡率と高い剛性を維持するために、ガラス繊維が特に好ましい。更に、より高い発泡率を維持するために、発泡シート中の繊維状物の含有率は15質量%以下とすることが好ましく、1~14.9質量%とすることがより好ましく、5~14.8質量%とすることがさらに好ましく、10~14.5質量%とすることがさらに好ましい。
当該繊維状物としては、例えば、ポリアミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、セルロース系半合成繊維、セルロース系再生繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリイミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、フッ素繊維、炭素繊維、ポリカーボネート繊維、ガラス繊維、エポキシ繊維、フェノール繊維及びメラミン繊維、等を挙げることができ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも高い発泡率と高い剛性を維持するために、ガラス繊維が特に好ましい。更に、より高い発泡率を維持するために、発泡シート中の繊維状物の含有率は15質量%以下とすることが好ましく、1~14.9質量%とすることがより好ましく、5~14.8質量%とすることがさらに好ましく、10~14.5質量%とすることがさらに好ましい。
上述のポリオレフィン系樹脂発泡シートの製造方法は、押出発泡成形法を用いることができる。例えば押出発泡ダイスの先端の中心から水平方向に、上記ポリオレフィン系樹脂のガラス転移点(Tg)以下の温度に調整された一組(2本)の冷却ロールからなる成形用ロールダイを設置し、ポリオレフィン系樹脂の流体を該成形用ロールダイの間を通過させて、ロールダイのリップで圧潰することなく長手方向に連続的に押出発泡成形し、次いで二本の冷却ロールで押出成形品を冷却してポリオレフィン系樹脂発泡シートのシート前駆体を生成する。このシート前駆体は、圧潰することなく冷却されるので、シート前駆体の厚さ方向に沿って一方の面から中央部に向かって連通性気泡の気泡径を傾斜的に大きくすることができる。この前駆体を長手方向に沿って所望の長さ及び厚さ、例えば4mm厚さの1000×1000になるように長手方向に沿って、厚さ方向に垂直にスライスすることで、ポリオレフィン系樹脂発泡シートを製造することができる。
また、押出成形したシートをあらかじめ作成し、このシートに架橋と発泡を同時に行うことで、シート前駆体を生成してもよい。
上記Tgは、示差走査型熱量分析装置(島津製作所製、DSC-60)を用いて、-50℃~200℃まで昇温速度5℃/分で測定した値であり、JIS K 7121「プラスチックの転移温度測定方法」の、補外ガラス転移開始温度をTgとした。
また、押出成形したシートをあらかじめ作成し、このシートに架橋と発泡を同時に行うことで、シート前駆体を生成してもよい。
上記Tgは、示差走査型熱量分析装置(島津製作所製、DSC-60)を用いて、-50℃~200℃まで昇温速度5℃/分で測定した値であり、JIS K 7121「プラスチックの転移温度測定方法」の、補外ガラス転移開始温度をTgとした。
上記発泡シートの切断方法は、バンドナイフ方式でもカンナ方式でも良く、例えば、バンドナイフ方式とは、ベルト状の刃物を輪にしたバンドナイフを用い、回転させたバンドナイフに発泡シートを送ることでシート表面に対して平行に切断することで、スライスする工程を言う。
本発明の発泡シートの厚さは1.0mm以上であることが好ましい。本発明の発泡シートの厚さは通常は20mm以下であり、10mm以下としてもよい。
本発明の発泡シートは、軽量かつ吸音性に優れるため、所望の形状に成形して自動車、特に電気自動車の吸音材、例えばダッシュパネルの運転室側面に位置するダッシュインシュレーターに適用して、エンジンルームの騒音が運転室に伝播するのを抑制することができる。
以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1)
ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ製 ノバテックPP FY6H:メルトインデックス1.9)のペレットをホッパーに供給し、幅1360mmのシート用口金を使用し、外径40mmの成形ロールダイをリップの先端と冷却ロールがシートに接触する線との距離を6.0mmに配設して押出発泡成形したところ、厚さ5mm、幅1375mmの発泡シート前駆体を得た。得られた前駆体は発泡倍率が3倍であった。この前駆体の片方の端部から1mmの厚さだけスライスして表皮を除去して、ポリオレフィン系樹脂発泡シート(大きさ1000×1000×厚さ4mm)を製造した。
図1に示されるように、この発泡シートは一方の表面(図1中左側表面)に沿って厚さ150μm以下のスキン層が形成されている(以下、この表面をスキン表面という。)。また、他方の表面(図1中右側表面)はスライス表面であり、気泡が露出していることがわかる。白い樹脂で区画された領域が気泡であり、図1に示されるシートの左側で気泡径が小さく、右側に移動するにつれて気泡径が大きくなっていた。また、この発泡シートは全く波状のないフラットなシートであった。
この発泡シートのスライス表面(図1の右側)の垂直入射吸音率を測定したところ、図2に示す吸音率が得られ、特に5~7kHzを含む高音域で吸音率が0.6を超える特性を示した。また、この発泡シートは、連続気泡率が63%、見かけ密度が300kg/m3であった。
この発泡シートのスキン表面には気泡は観察されず、従って気泡径は0mmであった。
また、スキン表面からシート厚さ方向に向けて0.5mm±0.05mmの距離で厚さ方向に対して垂直に切断したスライス中間面0.5の気泡径は0.19mmであった。
また、スキン表面からシート厚さ方向に向けて1.0mm±0.05mmの距離で厚さ方向に対して垂直に切断したスライス中間面1.0の気泡径は0.21mmであった。
同様に、スキン表面からシート厚さ方向に向けて1.5mm±0.05mm~3.5mm±0.05mmの距離で厚さ方向に対して垂直に0.5mmごとに切断したスライス中間面1.5、スライス中間面2.0、スライス中間面2.5、スライス中間面3.0、スライス中間面3.5の気泡径はそれぞれ、0.28mm、0.29mm、0.28mm、0.28mm、0.28mmであった。
さらに、スキン表面の反対側の気泡露出表面であるポーラスなスライス表面の気泡径は0.22mmであった。
ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ製 ノバテックPP FY6H:メルトインデックス1.9)のペレットをホッパーに供給し、幅1360mmのシート用口金を使用し、外径40mmの成形ロールダイをリップの先端と冷却ロールがシートに接触する線との距離を6.0mmに配設して押出発泡成形したところ、厚さ5mm、幅1375mmの発泡シート前駆体を得た。得られた前駆体は発泡倍率が3倍であった。この前駆体の片方の端部から1mmの厚さだけスライスして表皮を除去して、ポリオレフィン系樹脂発泡シート(大きさ1000×1000×厚さ4mm)を製造した。
図1に示されるように、この発泡シートは一方の表面(図1中左側表面)に沿って厚さ150μm以下のスキン層が形成されている(以下、この表面をスキン表面という。)。また、他方の表面(図1中右側表面)はスライス表面であり、気泡が露出していることがわかる。白い樹脂で区画された領域が気泡であり、図1に示されるシートの左側で気泡径が小さく、右側に移動するにつれて気泡径が大きくなっていた。また、この発泡シートは全く波状のないフラットなシートであった。
この発泡シートのスライス表面(図1の右側)の垂直入射吸音率を測定したところ、図2に示す吸音率が得られ、特に5~7kHzを含む高音域で吸音率が0.6を超える特性を示した。また、この発泡シートは、連続気泡率が63%、見かけ密度が300kg/m3であった。
この発泡シートのスキン表面には気泡は観察されず、従って気泡径は0mmであった。
また、スキン表面からシート厚さ方向に向けて0.5mm±0.05mmの距離で厚さ方向に対して垂直に切断したスライス中間面0.5の気泡径は0.19mmであった。
また、スキン表面からシート厚さ方向に向けて1.0mm±0.05mmの距離で厚さ方向に対して垂直に切断したスライス中間面1.0の気泡径は0.21mmであった。
同様に、スキン表面からシート厚さ方向に向けて1.5mm±0.05mm~3.5mm±0.05mmの距離で厚さ方向に対して垂直に0.5mmごとに切断したスライス中間面1.5、スライス中間面2.0、スライス中間面2.5、スライス中間面3.0、スライス中間面3.5の気泡径はそれぞれ、0.28mm、0.29mm、0.28mm、0.28mm、0.28mmであった。
さらに、スキン表面の反対側の気泡露出表面であるポーラスなスライス表面の気泡径は0.22mmであった。
(実施例2)
実施例1において、ポリプロピレン樹脂に代えて高密度ポリエチレン樹脂(商品名:ノバテックHD HY540、日本ポリプロピレン社製)を用いた以外は実施例1と同様にして実施例1と同サイズの発泡シートを得た。得られた発泡シートは、連続気泡率が56%、見かけ密度が320kg/m3であった。また、スキン表面のスキン層厚は150μm以下であった。この発泡シートのスライスした面の垂直入射吸音率を測定したところ、実施例1と同様の結果が得られ、5~7kHzにおける吸音率は0.6を超えていた。また、耐寒衝撃性試験では、-30℃の試験片に対して、鉛直上方50cmの位置から質量1kgの鉄球を落下させて衝撃を与える試験を実施した。その結果、該衝撃によっても試験片には割れなどの著しい損傷が認められなかった。これに対して、実施例1の発泡シートでは、前記耐寒衝撃性試験では、該衝撃によって、試験片が割れてしまった。即ち、実施例2で得た発泡シートは、主成分として高密度ポリエチレン樹脂を採用したことで、低温環境における耐衝撃性が著しく向上していることが示された。
この実施例2の発泡シートにおいて、実施例1と同様に気泡径を調べたところ、実施例1の発泡シートと同様に、スキン表面からスライス中間面1.5に向けて気泡径が傾斜的に大きくなっていた。
実施例1において、ポリプロピレン樹脂に代えて高密度ポリエチレン樹脂(商品名:ノバテックHD HY540、日本ポリプロピレン社製)を用いた以外は実施例1と同様にして実施例1と同サイズの発泡シートを得た。得られた発泡シートは、連続気泡率が56%、見かけ密度が320kg/m3であった。また、スキン表面のスキン層厚は150μm以下であった。この発泡シートのスライスした面の垂直入射吸音率を測定したところ、実施例1と同様の結果が得られ、5~7kHzにおける吸音率は0.6を超えていた。また、耐寒衝撃性試験では、-30℃の試験片に対して、鉛直上方50cmの位置から質量1kgの鉄球を落下させて衝撃を与える試験を実施した。その結果、該衝撃によっても試験片には割れなどの著しい損傷が認められなかった。これに対して、実施例1の発泡シートでは、前記耐寒衝撃性試験では、該衝撃によって、試験片が割れてしまった。即ち、実施例2で得た発泡シートは、主成分として高密度ポリエチレン樹脂を採用したことで、低温環境における耐衝撃性が著しく向上していることが示された。
この実施例2の発泡シートにおいて、実施例1と同様に気泡径を調べたところ、実施例1の発泡シートと同様に、スキン表面からスライス中間面1.5に向けて気泡径が傾斜的に大きくなっていた。
(実施例3)
実施例1において、ポリプロピレン樹脂に代えて、ポリプロピレン樹脂100質量部に対してガラス繊維(商品名:チョップドストランド DS 2200-13P、3B社製)を1質量部配合したものを用いた以外は実施例1と同様にして実施例1と同サイズの発泡シートを得た。得られた発泡シートは、連続気泡率が56%、見かけ密度が300kg/m3であった。また、スキン表面層厚は150μm以下であった。この発泡シートのスライスした面の垂直入射吸音率を測定したところ、実施例1と同様の結果が得られ、5~7kHzにおける吸音率は0.6を超えていた。また、耐寒衝撃性試験では、-30℃の試験片に対して、鉛直上方50cmの位置から質量1kgの鉄球を落下させて衝撃を与える試験を実施した。その結果、該衝撃によっても試験片には割れなどの著しい損傷が認められなかった。
この実施例3の発泡シートにおいて、実施例1と同様に気泡径を調べたところ、実施例1の発泡シートと同様に、スキン表面からスライス中間面1.5に向けて気泡径が傾斜的に大きくなっていた。
実施例1において、ポリプロピレン樹脂に代えて、ポリプロピレン樹脂100質量部に対してガラス繊維(商品名:チョップドストランド DS 2200-13P、3B社製)を1質量部配合したものを用いた以外は実施例1と同様にして実施例1と同サイズの発泡シートを得た。得られた発泡シートは、連続気泡率が56%、見かけ密度が300kg/m3であった。また、スキン表面層厚は150μm以下であった。この発泡シートのスライスした面の垂直入射吸音率を測定したところ、実施例1と同様の結果が得られ、5~7kHzにおける吸音率は0.6を超えていた。また、耐寒衝撃性試験では、-30℃の試験片に対して、鉛直上方50cmの位置から質量1kgの鉄球を落下させて衝撃を与える試験を実施した。その結果、該衝撃によっても試験片には割れなどの著しい損傷が認められなかった。
この実施例3の発泡シートにおいて、実施例1と同様に気泡径を調べたところ、実施例1の発泡シートと同様に、スキン表面からスライス中間面1.5に向けて気泡径が傾斜的に大きくなっていた。
(比較例1)
ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ製 ノバテックPP FY6H:メルトインデックス1.9)のペレットを実施例1と同じ装置のホッパーに供給し、幅1360mmのシート用口金を使用し、外径300mmの成形ロールダイをリップの先端と冷却ロールがシートに接触する線との距離を100mmに配設して発泡シートを押出発泡成形したところ、厚さ5mm、幅1375mmの発泡シート前駆体を得た。得られた前駆体は発泡倍率が3倍であった。この前駆体を片方の端部から1mmだけスライスして表皮を除去して、ポリオレフィン系樹脂発泡シート(大きさ1000×1000×厚さ4mm)を製造した。この発泡シートの切断面を図3に示す。図3に示されるように、シートの左端から右端まで、左端のスキン表面層を除いて、気泡径がほぼ等しい均一な気泡構造となっている。即ち、全体にわたって均一な気泡の連続気泡構造を有し、全く波状のないフラットなシートであった。この発泡シートのスライス表面の垂直入射吸音率を測定したところ、図4に示す吸音率が得られ、吸音性が0.4を超える特性は示さなかった。また、この発泡シートは、連続気泡率が25%、見かけ密度が300kg/m3であった。
この比較例1の発泡シートにおいて、スキン表面には気泡は観察されず、従ってスキン表面の気泡径は0mmであった。また、スキン表面から0.5mm±0.05mmで厚さ方向に対して垂直に切断したスライス中間面0.5の気泡径は0.31mm、で、スキン表面の反対側の表面であるポーラスなスライス表面まで、気泡径は0.28mm±0.04mm、であり、傾斜的な気泡径変化は見られなかった。
ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ製 ノバテックPP FY6H:メルトインデックス1.9)のペレットを実施例1と同じ装置のホッパーに供給し、幅1360mmのシート用口金を使用し、外径300mmの成形ロールダイをリップの先端と冷却ロールがシートに接触する線との距離を100mmに配設して発泡シートを押出発泡成形したところ、厚さ5mm、幅1375mmの発泡シート前駆体を得た。得られた前駆体は発泡倍率が3倍であった。この前駆体を片方の端部から1mmだけスライスして表皮を除去して、ポリオレフィン系樹脂発泡シート(大きさ1000×1000×厚さ4mm)を製造した。この発泡シートの切断面を図3に示す。図3に示されるように、シートの左端から右端まで、左端のスキン表面層を除いて、気泡径がほぼ等しい均一な気泡構造となっている。即ち、全体にわたって均一な気泡の連続気泡構造を有し、全く波状のないフラットなシートであった。この発泡シートのスライス表面の垂直入射吸音率を測定したところ、図4に示す吸音率が得られ、吸音性が0.4を超える特性は示さなかった。また、この発泡シートは、連続気泡率が25%、見かけ密度が300kg/m3であった。
この比較例1の発泡シートにおいて、スキン表面には気泡は観察されず、従ってスキン表面の気泡径は0mmであった。また、スキン表面から0.5mm±0.05mmで厚さ方向に対して垂直に切断したスライス中間面0.5の気泡径は0.31mm、で、スキン表面の反対側の表面であるポーラスなスライス表面まで、気泡径は0.28mm±0.04mm、であり、傾斜的な気泡径変化は見られなかった。
なお、上記各実施例及び比較例において、発泡シートの各種物性は以下のように測定した。
(垂直入射法吸音率)
垂直入射法吸音率は、JIS A 1405に基づき、垂直入射吸音率にて測定を行った。吸音性能は、対象とするシート状サンプルをダンベル社製打ち抜き機により直径29mmの円柱状の試料を準備し、小野測器社製のマルチチャンネル分析システムSR-4100(解析はDS-2100)B管を用い、2マイクロフォン法により、各試料について500Hz~6.4kHzでの吸音率を測定した。
(垂直入射法吸音率)
垂直入射法吸音率は、JIS A 1405に基づき、垂直入射吸音率にて測定を行った。吸音性能は、対象とするシート状サンプルをダンベル社製打ち抜き機により直径29mmの円柱状の試料を準備し、小野測器社製のマルチチャンネル分析システムSR-4100(解析はDS-2100)B管を用い、2マイクロフォン法により、各試料について500Hz~6.4kHzでの吸音率を測定した。
(連続気泡率)
連続気泡率(連通率)は、ASTM D-2856-87に記載の方法に準じて空気比較式比重計1000型(東京サイエンス株式会社製)の装置を用いて測定した値で下式により特定した。
連続気泡率(%)
=[(見掛け体積-空気比較式比重計での測定体積)/見掛け体積]×100
[見掛け体積は発泡シートの外形寸法から算出した。]
連続気泡率(連通率)は、ASTM D-2856-87に記載の方法に準じて空気比較式比重計1000型(東京サイエンス株式会社製)の装置を用いて測定した値で下式により特定した。
連続気泡率(%)
=[(見掛け体積-空気比較式比重計での測定体積)/見掛け体積]×100
[見掛け体積は発泡シートの外形寸法から算出した。]
(耐寒衝撃性試験)
-30℃の試験片に対して、鉛直上方50cmの位置から質量1kgの鉄球を落下させ
て衝撃を与える試験を実施した。
-30℃の試験片に対して、鉛直上方50cmの位置から質量1kgの鉄球を落下させ
て衝撃を与える試験を実施した。
Claims (11)
- 連通性気泡を有するポリオレフィン系樹脂発泡シートであって、
厚さ方向に沿って気泡径が変化する部分を有することを特徴とするポリオレフィン系樹脂発泡シート。 - 下記(A)~(D)を満たすことを特徴とする、請求項1に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート:
(A)発泡シートの厚さが1.0mm以上であり、
(B)発泡シート全体の連続気泡率が50%以上であり、
(C)発泡シートの一方の表面は気泡が露出せずにスキン層が形成され、他方の表面は気泡が露出しており、
(D)発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmの位置で、当該厚さ方向に対して垂直に切断したスライス面における気泡径をD1とし、
発泡シートのスキン層側表面から発泡シートの厚さ方向に向けて0.5mmを超えた位置で、当該厚さ方向に対して垂直に切断したスライス面の気泡径をD2としたときに、
D2-D1≧0.05mm
となる部分を有する。 - 前記D1が0.25mm以下であることを特徴とする、請求項2に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
- 単一層からなることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
- 測定周波数5~7kHzにおける垂直入射吸音率が0.6以上であることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
- 高密度ポリエチレンを含むことを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
- 繊維状物を含むことを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
- ポリオレフィン系樹脂発泡シートの見掛け密度が180kg/m3以上600kg/m3以下であることを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シート。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂発泡シートを用いてなる吸音材。
- 請求項9に記載の吸音材を用いてなる自動車部品。
- 連通性気泡を有するポリオレフィン系樹脂発泡シートの製造方法であって、
厚さ方向に沿ってシート表面から中央部に向けて傾斜的に気泡径を大きくした発泡シート前駆体を形成し、該シート前駆体を該シート前駆体の厚さ方向に対して垂直に切断することを特徴とするポリオレフィン系樹脂発泡シートの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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PCT/JP2013/058764 WO2014155521A1 (ja) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | ポリオレフィン系樹脂発泡シート、吸音材、及び自動車用部品、並びにポリオレフィン系樹脂発泡シートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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PCT/JP2013/058764 WO2014155521A1 (ja) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | ポリオレフィン系樹脂発泡シート、吸音材、及び自動車用部品、並びにポリオレフィン系樹脂発泡シートの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2014155521A1 true WO2014155521A1 (ja) | 2014-10-02 |
Family
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Country Status (1)
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WO (1) | WO2014155521A1 (ja) |
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