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本发明提供一种具有优良吸音性能的吸音聚氨酯硬质泡沫。根据一个实施方案，提供了一种吸音聚氨酯硬质泡沫。该吸音聚氨酯硬质泡沫在直径为29mm、厚度为10mm时的垂直入射吸音率在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内达到40％以上。
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 113248678 A (43)申请公布日 2021.08.13 (21)申请号 7.6 (22)申请日 2021.01.26 (30)优先权数据 2020.01.27 JP 2020.11.02 JP (71)申请人 东洋品质第一股份有限公司 地址 日本埼玉县 (72)发明人 岩城繁末谷圣松本宪幸 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人 张涛 (51)Int.Cl. C08G 18/48 (2006.01) C08G 101/00 (2006.01) 权利要求书1页 说明书14页 附图5页 (54)发明名称 吸音聚氨酯硬质泡沫 (57)摘要 本发明提供一种具有优良吸音性能的吸音 聚氨酯硬质泡沫。根据一个实施方案，提供了一种吸 音聚氨酯硬质泡沫。该吸音聚氨酯硬质泡沫在直径为 29mm、厚度为10mm时的垂直入射吸音率在1000Hz 至3150Hz的整个频率范围内达到40％以上。 A 8 7 6 8 4 2 3 1 1 N C CN 113248678 A 权利要求书 1/1页 1.一种吸音聚氨酯硬质泡沫，其直径为29mm、厚度为10mm时的垂直入射吸音率，在1000Hz至 3150Hz的整个频率范围内达到40％以上。 2.权利要求1所述的吸音聚氨酯硬质泡沫，其具有厚度为15mm以下的部位， 在所述部位处，直径为29mm、厚度为10mm时的垂直入射吸音率，在1000Hz至3150Hz的整 个频率范围内达到40％以上。 3.权利要求1或2所述的吸音聚氨酯硬质泡沫，其含有二乙醇胺。 4.权利要求1或2所述的吸音聚氨酯硬质泡沫，其通过在含有多元醇、多异氰酸酯、发泡剂、 催化剂和添加剂的反应体系中进行发泡而获得， 所述多元醇包含：重均分子量在4000至12000的范围内，并且环氧乙烷含量在5重量％ 以上且小于50重量％的范围内的多元醇B。 5.权利要求4所述的吸音聚氨酯硬质泡沫，其中， 所述多元醇B的重量在所述多元醇的重量中所占的比例在5％至40％的范围内。 6.权利要求4或5所述的吸音聚氨酯硬质泡沫，其中， 所述多元醇还包含：重均分子量在2000至12000的范围内，并且环氧乙烷含量为50重 量％以上的多元醇A， 所述多元醇A的重量在所述多元醇的重量中所占的比例在35重量％至80重量％的范围 内。 2 2 CN 113248678 A 说明书 1/14页 吸音聚氨酯硬质泡沫 技术领域 [0001] 本发明涉及吸音聚氨酯硬质泡沫。 背景技术 [0002] 通常，为了在乘车受到外部冲击时保护乘客的安全，在车门内、车顶周围和支柱内 要安装吸震材料。作为吸震材料，例如已知有由硬质聚氨酯硬质泡沫和热塑性树脂珠粒的发泡 体制成的材料。 [0003] 此外，在当今的汽车中，需要控制诸如发动机噪声和轮胎行驶噪声之类的噪声以 提高车辆的安静性。然而，由于如上所述的硬质聚氨酯硬质泡沫和热塑性树脂珠粒的发泡体通 常具有独立气泡结构，所以存在吸音性能差的问题。尽管已知有赋予硬质聚氨酯硬质泡沫和热 塑性树脂珠粒的发泡体以连续气泡结构的技术，但是当壁厚较薄时，难以赋予在宽频段上 优异的吸音性能。 [0004] 现存技术文献 [0005] 专利文献 [0006] 专利文献1：日本特开2013‑047338号公报 [0007] 专利文献2：日本特开2005‑272806号公报 [0008] 专利文献3：日本专利第4461453号 发明内容 [0009] 本发明所要解决的技术问题 [0010] 本发明鉴于所述情况，以提供一种具备优秀能力的吸音性能的吸音聚氨酯硬质泡沫为目 的。 [0011] 解决技术问题的技术方法 [0012] 根据本发明的一个方面，提供了一种吸音聚氨酯硬质泡沫。吸音聚氨酯硬质泡沫在直径为 29mm、厚度为10mm时的垂直入射吸音率在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内达到40％以 上。 [0013] 发明效果 [0014] 根据本发明，可提供吸音性能优异的吸音聚氨酯硬质泡沫。 附图说明 [0015] 图1概略地表示吸音聚氨酯硬质泡沫的实例的平面图。 [0016] 图2概略地表示图1所示的吸音聚氨酯硬质泡沫沿线II‑II的截面的截面图。 [0017] 图3概略地表示图1所示的吸音聚氨酯硬质泡沫沿线III‑III的截面的截面图。 [0018] 图4概略地表示声波在多孔质弹性体材料中传播的模式的图。 [0019] 图5概略地表示入射到多孔质弹性体材料的骨架上的入射波衰减的模式的图。 [0020] 图6表示根据实施例的吸音聚氨酯硬质泡沫的垂直入射吸音率的测定结果的吸音率 3 3 CN 113248678 A 说明书 2/14页 图。 [0021] 图7表示根据实施例的吸音聚氨酯硬质泡沫的垂直入射吸音率的测定结果的吸音率 图。 [0022] 图8表示根据实施例的吸音聚氨酯硬质泡沫的垂直入射吸音率的测定结果的吸音率 图。 [0023] 图9表示根据实施例的吸音聚氨酯硬质泡沫的垂直入射吸音率的测定结果的吸音率 图。 [0024] 图10表示根据实施例的吸音聚氨酯硬质泡沫的垂直入射吸音率的测定结果的吸音率 图。 [0025] 本发明的具体实施方式 [0026] 一般来说，在汽车地板装有下肢部吸震材料。以往，具备优秀能力的吸震性能的泡沫聚 丙烯和泡沫聚乙烯是下肢部吸震材料的主流选择，具有吸震性能且具有吸音性能的硬质聚 氨酯泡沫也有被使用。硬质聚氨酯硬质泡沫的特征，例如在于它比泡沫聚丙烯更轻，强度更高。 [0027] 车内乘客感受到的噪音在低频段中具有较高的声压级。因此，安装在汽车中的吸 震材料不仅需要具有预定的吸震性能(屈曲性)，例如，还需要在低频段具有优异的吸音性 能。近年来，为了实现较大的车内空间和减轻车辆的重量，对于减小吸震材料的厚度的需求 不断增加。也就是说，需要通过使用壁厚尽可能薄的吸震材料来实现优异的吸音性能和实 用的吸震性能。 [0028] 根据该实施方案的吸音聚氨酯硬质泡沫，在直径为29mm、厚度为10mm时，垂直入射吸音 率在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内达到40％以上。例如，对直径为29mm、厚度为10mm的 块状物进行垂直入射吸音率测定的结果，在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内，垂直入射 吸音率达到40％以上。该块状物可以是根据实施方式的吸音聚氨酯泡沫的至少一部分。也 就是说，该块状物是吸音聚氨酯泡沫本身，或者是从具有能够切出厚度为10mm、直径为29mm 的圆柱形状的尺寸的吸音聚氨酯泡沫中切出的具有所述尺寸的圆柱状聚氨酯。需要说明的 是，在本申请的说明书中，“垂直入射吸音率”可缩写为“吸音率”。 [0029] 可以说，在10mm这样的厚度下，在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内具有40％以 上的垂直入射吸音率的吸音聚氨酯泡沫，具备优秀能力的吸音性能。吸音聚氨酯泡沫优选具有 设计面。设计面是指，例如，当通过模制成形获得聚氨酯泡沫时，在成形时与模具的上模接 触的表面。设计面也被称为表皮或表皮面。吸音聚氨酯泡沫是否具有设计面可以利用 扫描电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscopy)观察吸音聚氨酯硬质泡沫的表面和/或 截面来确定。 [0030] 垂直入射吸音率的测定方法 [0031] 首先，作为吸音率的测定对象，准备具有直径为29mm(29φ)，厚度为10mm的圆柱形 状的聚氨酯硬质泡沫块状物。该块状物通过使用了能够使其厚度为10mm的模具的模制成形而制 备。可以使用配备有29φ的冲模的冲压机来制备该块状物。为了计算吸音率的测定结果的 平均值，准备五个这样的块状物。 [0032] 作为吸音率的测定装置，使用由日本RION株式会社制造的声导管/传递函数法垂 直入射声学测定系统9301型或具有与该装置等效的功能的装置。垂直入射声学测定系统， 将声音垂直入射到声管(Acoustic duct)内部的吸音材料或隔音材料中，捕获反射的声音 4 4 CN 113248678 A 说明书 3/14页 或透过的声音，来测定材料的吸音率、与声阻抗有关的项目以及透过损耗。启动垂直入射声 学测定系统，校准麦克风，并完成吸音测定的准备工作。 [0033] 将块状物放置在管道内的预定位置，并且使声音沿着与块状物厚度方向平行的方 向入射，然后测定吸音率。吸音率参照JIS A 1405：1994来测定。如果该块状物具有设计面， 则设置该块状物并使声音入射到设计面上。 [0034] 然后，分别测定当频率为500Hz、630Hz、800Hz、1000Hz、1250Hz、1600Hz、2000Hz、 2500Hz、3150Hz、4000Hz、5000Hz和6300Hz时的垂直入射吸音率。通过对五个块状物分别进 行该测定，并计算所述每个频率下的垂直入射吸音率的平均值，而可以确定每个频率下的 垂直入射吸音率。基于该测定结果，可以绘制横轴为频率(Hz)，纵轴为吸音率(％)的折线 图。在本申请的说明书中，该折线图被称为“吸音率图”。稍后说明的图6至图10的吸音率图 是对数图。 [0035] 当要测定的块状物在1000Hz、1250Hz、1600Hz、2000Hz、2500Hz和3150Hz的所有频 率下的吸音率达到40％以上时，可以认为垂直入射吸音率在1000Hz至3150Hz的整个频率范 围内达到40％以上。 [0036] 吸音聚氨酯硬质泡沫的垂直入射吸音率测定的结果，优选在1000Hz至3150Hz的整个频 率范围内具有45％以上的垂直入射吸音率，更优选具有50％以上的垂直入射吸音率。当吸 音聚氨酯硬质泡沫用作汽车下肢部吸震材料时，在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内的吸音率 越高，汽车等的乘员就越不易感受到低频段的噪声。因此，乘员可以在乘车期间感到舒适。 低频段例如是指频率在1000Hz至3150Hz范围内的频段。 [0037] 从有效地吸收低频段的噪声的观点出发，优选在作为垂直入射吸音率测定结果而 得到的吸音率图中，吸音聚氨酯硬质泡沫在1000Hz至2000Hz的频率处具有吸音率的峰值。在这 种情况下，例如，在500Hz至2000Hz的吸音率优异。例如，如图6的吸音率图所示，实施例的例 8表现出了在1600Hz的频率下的最佳吸音率。换句线Hz的频率处具有吸音率 的峰值。因此，根据例8的吸音聚氨酯泡沫可以有效地吸收500Hz至2000Hz的频段中的噪声。 [0038] 吸音聚氨酯泡沫的形状和尺寸没有特别限制。吸音聚氨酯泡沫，例如具有厚度为 15mm以下的部分，垂直入射吸音率测定例如是对从厚度为15mm以下的部分提取的块状物进 行的。吸音聚氨酯泡沫即使在厚度为15mm以下的部分中也优选：当直径为29mm且厚度为 10mm时，垂直入射吸音率在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内达到40％以上。块状物，例如 具有直径为29mm且厚度为10mm的圆柱形状。 [0039] 在一个实施例中，吸音聚氨酯泡沫具有厚度为10mm以上的部分，但是吸音聚氨酯 泡沫也可以不具有厚度为10mm以上的部分。在这种情况下，当准备用于测定吸音聚氨酯泡 沫的垂直入射吸音率的块状物时，通过与该吸音聚氨酯泡沫相同的配比来制备厚度为10mm 以上的聚氨酯泡沫，从制备的聚氨酯泡沫中准备直径为29mm、厚度为10mm的块状物，在该块 状物上测定垂直入射吸音率即可。 [0040] 图4表示了诸如聚氨酯泡沫的多孔质弹性体材料的声音传播模型图。根据实施方 案的吸音聚氨酯泡沫具有例如图4所示的多孔质弹性体结构。多孔质弹性体100由具有三维 网格结构的骨架101构成。骨架101包含含有脲键和氨基甲酸酯键的异氰脲酸酯结构。异氰 脲酸酯结构是通过异氰酸酯的三聚反应形成的环状结构。多孔质弹性体100包含由骨架101 形成的网格之间的空隙102。空隙102可以是开口部。由骨架101形成的多个网格的大小彼此 5 5 CN 113248678 A 说明书 4/14页 不固定。 [0041] 声波SW入射在多孔质弹性体100上。由声波SW传播的振动产生通过空隙102的空气 传播波103和通过骨架101的固体传播波104。空气传播波103和固体传播波104在传播的同 时彼此相互作用，各自的传播波都被衰减(吸音)。此外，如图5所示，作为固体传播波104入 射在骨架101上的入射波的一部分被转换成热能而被衰减。如图5所示，入射在骨架101上的 入射波I的一部分与骨架101碰撞并被反射为反射波R。入射在骨架101上的入射波I的另一 部分在骨架101中传播后作为传输波T从骨架101的内部发射到骨架101的外部。然后，入射 在骨架101上的波可以在骨架101中传播的同时被转换成热能r。 [0042] 吸音聚氨酯泡沫的吸音率根据吸音聚氨酯泡沫中骨架的组成而变化。从吸音率的 观点来看，环状结构占骨架101的比例太小或太大都不理想。为了提高吸音聚氨酯泡沫的吸 音性能，不单是独立气泡结构，与连续气泡结构混合存在是有效的。当通过发泡制备吸音聚 氨酯泡沫时，如果增加多元醇的当量，则有难以成膜的倾向。也就是说，倾向于形成更多的 连续气泡结构。如此一来，由于作为网格结构存在的部分相对减少，声波难以在空隙102中 传播，且难以将其转换成热能，从而吸音性能可能劣化。 [0043] 从吸音聚氨酯泡沫的透气性出发，例如，通过降低泡沫的透气性，来促进声波向热 能的转化，从而吸音性能有提高倾向。然而，如果透气性降低，则作为反射波发出的声波会 增加，吸音性能有下降的倾向。 [0044] 2 厚度为10mm的吸音聚氨酯泡沫的透气性例如优选为0.5cc/cm /sec以上且40cc/ 2 cm /sec以下。通过将透气性设定在该范围内，可以在低频段获得良好的吸音率。厚度为 2 2 10mm的吸音聚氨酯泡沫的透气性更优选为10cc/cm/sec以上且30cc/cm /sec以下。透气性 可以参照JIS K6400 7B法：2012年进行测定。 [0045] 对用于获得根据该实施方案的吸音聚氨酯泡沫的原料和组合物进行说明。吸音聚 氨酯泡沫是通过在含有例如多元醇、多异氰酸酯、发泡剂、催化剂和添加剂的反应体系中进 行发泡而获得的。从便于控制气泡的结构的观点出发，优选模制成形作为制备方法。 [0046] 当通过模制成形制备聚氨酯泡沫时，将多元醇成分和多异氰酸酯成分混合并搅拌 而得到的液体倒入模具中。当这些成分固化(Cure)时，发泡反应和树脂化反应同时进行。因 此，当成形具有薄的部分例如厚度为10mm以下的部分的聚氨酯泡沫时，理想状态是在模具 中与该部分相对应的部分中也能够适当地进行模制成形。换句话说，理想状态是在获得的 聚氨酯泡沫中，壁厚度较薄的部分不具有诸如表皮剥落，缺壁，气穴和裂缝等的缺陷。缺陷 较少且可以制成所需的形状的吸音聚氨酯泡沫塑料具有出色的成形性。成形性在各种因素 的影响下变化，但是理想状态下根据实施方案的吸音聚氨酯泡沫在壁厚度较薄的部分处也 具备优秀能力的成形性。 [0047] 为了获得垂直入射吸音率测定的结果为在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内垂 直入射吸音率达到40％以上的吸音聚氨酯硬质泡沫，作为原料的多元醇成分(多元醇)优选包含 以下的多元醇B。多元醇B的重均分子量在4000至12000的范围内，环氧乙烷含量为5重量％ 以上且小于50重量％。多元醇B例如是在末端具有羟基的聚丙二醇。由于当使用重均分子量 为4000以上的多元醇B时，可减少反应中的交联点，因此可以得到透气性低的聚氨酯硬质泡沫。 如上所述，透气性低的聚氨酯硬质泡沫的吸音性能优异。 [0048] 需要说明的是，复杂形状包括，例如具有厚度为15mm以下的部分的形状。当进行所 6 6 CN 113248678 A 说明书 5/14页 述垂直入射吸音率测定时，优选摘取待测定的块状物中包含厚度为15mm以下部位的部分。 这是因为，可以认为在这样的壁厚度较薄的部分具有优异的吸音性能的聚氨酯泡沫是整体 上具有优异的吸音性能的吸音聚氨酯泡沫。 [0049] 当多元醇B的重均分子量超过12000时，由于多元醇B的粘度过高，因此有可能无法 成形吸音聚氨酯泡沫。或者，由于分子链较长，因此成形后的交联密度倾向于变小，且泡沫 倾向于太软，从而有可能不能适当地获得泡沫。需要说明的是，在提交本申请时，重均分子 量大于12000的多元醇不可商购，难以获得。 [0050] 多元醇B的重均分子量优选在5000至8000的范围内，更优选在6500至7500的范围 内。 [0051] 由于多元醇B的环氧乙烷含量小于50重量％，因此在发泡过程中产生的气泡的保 持力高于后述的多元醇A的情况。此外，由于当环氧乙烷含量小于50重量％时，倾向于易于 在所得的吸音聚氨酯泡沫中形成膜，因此透气性趋于降低，在低频段的吸音率趋于优异。可 以认为这是因为低频范围内的入射波被输入到透气性低的吸音聚氨酯泡沫中，从而入射波 在吸音聚氨酯泡沫内部被转换为热能并被吸收。利用多元醇B，可以更容易地获得不仅 具有优异的吸音性能而且具有优异的成形性的吸音聚氨酯硬质泡沫。多元醇B的环氧乙烷含量 优选在5重量％至40重量％的范围内，更优选在5重量％至30重量％的范围内。 [0052] 多元醇B优选具有末端环氧乙烷封端结构。 [0053] 多元醇B的羟值优选为14mgKOH/g以上56mgKOH/g以下。 [0054] 多元醇成分(多元醇)优选进一步含有以下多元醇A。多元醇A的重均分子量为2000 至12000，环氧乙烷含量为50重量％以上。多元醇A例如是聚醚多元醇。多元醇A具有比多元 醇B高的极性。因此，通过将多元醇A与多元醇B组合使用，与仅使用多元醇B的情况相比，可 以得到具有更连通的气泡结构的聚氨酯硬质泡沫。也就是说，可以获得具有适当连通的气泡结 构的聚氨酯泡沫，这种聚氨酯泡沫的吸音性能优异。此外，由于多元醇A也具有相对较高的 重均分子量，因此有助于获得具有优异成形性的吸音聚氨酯泡沫。 [0055] 多元醇A的重均分子量优选为6500至10000，更优选为7000至9000。 [0056] 多元醇A的羟值优选为18mgKOH/g以上且52mgKOH/g以下。 [0057] 多元醇成分可包含不同于多元醇A和多元醇B的其他多元醇。其他多元醇的实例可 以举出重均分子量为1000以上且小于4000，环氧乙烷含量小于5％且羟值为40mgKOH/g以上 的聚醚多元醇。将重均分子量小于4000的聚醚多元醇作为其他多元醇进行混合，具有促进 赋予吸震性能(屈曲性)的作用。 [0058] 根据一个实例，多元醇A、多元醇B和其他多元醇在多元醇成分(多元醇)中所占的 混合比例分别可以为：35重量％至80重量％，5重量％至40重量％和5重量％至30重量％。但 是，要将它们混合成总量为100重量％。只要所获得的吸音聚氨酯泡沫在1000Hz至3150Hz的 整个频率范围内的垂直入射吸音率达到40％以上，就可以适当地调节该混合比例。 [0059] 多元醇B的重量与多元醇成分(多元醇)的重量之比可以在5重量％至40重量％的 范围内。如果多元醇B的重量与多元醇成分的重量之比过小，则吸音聚氨酯泡沫变成高度透 气的状态，且在1000Hz至3150Hz的频率范围内的吸音率可能降低。另一方面，如果多元醇B 的重量与多元醇成分的重量之比过大，则透气性可能降低，且在1000Hz至3150Hz的范围内 的吸音率可能降低。多元醇B的重量与多元醇成分(多元醇)的重量之比优选在5重量％至30 7 7 CN 113248678 A 说明书 6/14页 重量％的范围内。 [0060] 多元醇B的重量与多元醇成分的重量之比可以在5重量％至20重量％的范围内，也 可以在5重量％至15重量％的范围内，也可以在10重量％至20重量％的范围内。 [0061] 多元醇A的重量与多元醇成分的重量之比优选在50重量％至75重量％的范围内。 多元醇A的重量与多元醇成分的重量之比也可以在50重量％至80重量％的范围内，也可以 在55重量％至75重量％的范围内，也可以在60重量％至75重量％的范围内，也可以在65重 量％至75重量％的范围内。 [0062] 其他多元醇的重量与多元醇成分的重量之比可以在10重量％至30重量％的范围 内，也可以在15重量％至25重量％的范围内。 [0063] 多元醇A、多元醇B和其他多元醇在多元醇成分中所占的混合比例可以在所述的多 个数值范围内适当地组合。例如，可以设为多元醇A的重量比在55重量％至75重量％的范围 内，多元醇B的重量比在5重量％至15重量％的范围内，而其他多元醇的重量比在15重量％ 至25重量％的范围内。 [0064] 作为多异氰酸酯，优选使用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI：Methylene dip henyl diisocyanate)。二苯基甲烷二异氰酸酯可以是单体MDI、聚合MDI或2者的混合物。多异氰酸 酯可以仅包含一种MDI，也可以包含两种以上MDI。由于MDI与甲苯二异氰酸酯(TDI：Toluene diisocyanate)相比具有良好的固化性能，所以在成形方面性能优异，。 [0065] 制备吸音聚氨酯泡沫时的异氰酸酯指标例如可以在100至250的范围内，优选在 130至180的范围内。但是，对于所得的吸音聚氨酯泡沫，只要在1000Hz至3150Hz的整个频率 范围内的垂直入射吸音率达到40％以上，则在制备聚氨酯泡沫时对异氰酸酯指标没有限 制。如果异氰酸酯指标过低，则聚氨酯泡沫难以成形(成型)，并且可能无法将其从模具中脱 离。如果异氰酸酯指标过高，则会造成仅具有表面(表皮)，内部存在过多的空隙或空腔的状 态。换句话说，由于泡沫具有粗糙的网眼结构，因此当通过模制成形制备泡沫时，在脱模时 容易破裂。 [0066] 作为催化剂，能够正常的使用树脂化催化剂、异氰脲酸酯化催化剂(三聚催化剂)、表面改 性催化剂和发泡催化剂等。关于所述各种催化剂，可以使用用于该目的的已知催化剂。 [0067] 相对于多元醇成分的重量，树脂化催化剂的用量例如为1重量份至3重量份。相对 于多元醇成分的重量，异氰脲酸酯化催化剂的用量例如为2重量份至5重量份。相对于多元 醇成分的重量，表面改性催化剂的用量例如可以为0.5重量份至5重量份，优选使用1重量份 至3重量份。相对于多元醇成分的重量，发泡催化剂的用量例如为0.1重量份至1重量份。 [0068] 优选使用二乙醇胺(DEA)作为表面改性催化剂。DEA的两端都带有OH基。通过使这 些OH基与异氰酸酯的NCO基交联，可以提高所得到的聚氨酯硬质泡沫的骨架的强度，因此，成形 性得到提高或稳定，并且可以抑制表皮剥离。因此可以模制成形复杂的形状。例如，即使是 有壁厚较薄的部分的形状，也可以抑制脱模时的破裂。也就是说，即使在具有复杂形状的模 具中模制成形，含有DEA的聚氨酯硬质泡沫也可以实现优异的成形性。 [0069] 作为其他添加剂，例如，可以添加泡沫稳定剂和/或增塑剂。泡沫稳定剂和增塑剂 可以改善聚氨酯硬质泡沫的成形性。相对于多元醇成分的重量，其他添加剂的用量例如为5至30 重量份。 [0070] 作为发泡剂，可以使用在一般的聚氨酯硬质泡沫的制备中使用的公知的发泡剂。发泡 8 8 CN 113248678 A 说明书 7/14页 剂例如是水。也可以使用其他添加剂，例如泡沫稳定剂，只要它们用于制备一般的聚氨酯泡 沫即可。 [0071] 3 3 3 吸音聚氨酯硬质泡沫的密度例如在70kg/m 至120kg/m 的范围内，优选在80kg/m 至 3 100kg/m 的范围内。当密度在该范围内时，即使具有厚度为15mm以下的部分的聚氨酯硬质泡沫 也可以表现出实用的吸震性能。 [0072] 吸音聚氨酯硬质泡沫的压缩强度例如在0.05MPa至0.5MPa的范围内。 [0073] 下文将参照图1至图3，说明根据实施方案的吸音聚氨酯硬质泡沫的实施例。 [0074] 图1是概略地表示吸音聚氨酯硬质泡沫的一个实施例的平面图。在图1中，以将吸音聚 氨酯泡沫作为下肢部吸震材料(踏板)的情况为例。图2是概略地表示图1所示的吸音聚氨酯 泡沫沿线II‑II的截面的截面图。图3是概略地表示图1所示的吸音聚氨酯硬质泡沫沿线III‑III 的截面的截面图。 [0075] 下肢部吸震材料10具备第一部分1、第二部分2和壁厚部3。使用一个模具通过模制 成形将第一部分1、第二部分2和壁厚部3整体成形以构成下肢部吸震材料10。下肢部吸震材 料10例如可以安装在汽车的地板部上。例如，在安装在汽车地板部上的下肢部吸震材料10 上铺设地毯，乘员的两只脚隔着地毯放置在下肢部吸震材料上。 [0076] 第一部分1和第二部分2比壁厚部3薄。第二部分2大致具有矩形的形状，并且具有 由边界部4限定的端面。第一部分1和壁厚部3从第二部分2的端面延伸。下肢部吸震材料10 弯曲，并使得第二部分2与第一部分1和壁厚部3之间的边界部4形成山谷状。边界部4在下肢 部吸震材料10的一个表面上形成山谷状，而在另外的表面上形成山峰状。 [0077] 下肢部吸震材料10具有由第二部分2与第一部分1和壁厚部3形成的山谷状的表面 5。下肢部吸震材料10具有由第二部分2与第一部分1和壁厚部3形成的山峰状的背面6。壁厚 部3在表面5上具有凸形。也就是说，壁厚部3在表面5上，以第一部分1的表面为基准，具有比 第一部分1的表面突出的结构。 [0078] 当下肢部吸震材料10被安装在汽车的地板部上时，例如，乘员的右脚放在第一部 分1和第二部分2的表面5上，乘员的左脚放置在第二部分2和壁厚部分3的表面5上。 [0079] 第一部分1和第二部分2的壁厚例如为30mm以下。第一部分1和第二部分2各自可以 具有厚度为15mm以下的部分。该部分的厚度也可以是10mm以下。壁厚部3的厚度例如为70mm 至110mm。 [0080] 在图1至图3中，以吸音聚氨酯硬质泡沫为下肢部吸震材料的情况为例进行了说明，但 是吸音聚氨酯硬质泡沫的应用没有特别限制，并且可以适用于需要吸音性能和吸震性能的应用 中。吸音聚氨酯硬质泡沫可用于例如门内缓冲材料、头部保护材料、地板部加固材料、工具箱、行 李箱、天花板材料、片状芯材、遮阳板芯材、支柱芯材等应用中。通过切割泡沫体，也可以获 得具有所需形状的吸音聚氨酯硬质泡沫。 实施例 [0081] 下面将说明实施例，但是实施方式不限于以下说明的实施例。 [0082] 将根据实施例1至17以及实施例6A和7A的吸音聚氨酯硬质泡沫通过根据下表1中所示 的配方进行模制成形来进行制备。表1中列出的原料如下。表1中，各原料的混合比例以重量 份表示。但是，“指标”表示相对于多元醇中的活性羟基当量(浓度)、其他含活性羟基当量 9 9 CN 113248678 A 说明书 8/14页 (浓度)的材料和水的羟基当量(浓度)之和，多异氰酸酯中的异氰酸酯基当量(浓度)。 [0083] 此外，根据下表2中所示的配方通过模制成形来制备根据实施例18至23的吸音聚 氨酯泡沫。表2所示的原料如下。表2中，各原料的混合比例以重量份表示。 [0084] (1)多元醇1；东邦化学工业株式会社制的商品名：QB8000(重均分子量8000，聚氧 乙烯含量80％) [0085] (2)多元醇2；三井化学SKC聚氨酯株式会社制的商品名：EP‑901P(重均分子量 7000，聚氧乙烯含量15％) [0086] (3)多元醇3；陶氏化学制的商品名：NC630(重均分子量7400，聚氧乙烯含量14％至 16％) [0087] (4)多元醇4；三洋化成工业株式会社制的商品名：KC745(重均分子量5000，聚氧乙 烯含量20％至25％) [0088] (5)多元醇5；三井化学SKC聚氨酯株式会社制的商品名：EP330N(重均分子量5000， 聚氧乙烯含量10％至12％) [0089] (6)多元醇6；三井化学SKC聚氨酯株式会社制的商品名：T‑5000D(重均分子量 5000，聚氧乙烯含量0％) [0090] (7)多元醇7；陶氏化学公司制的商品名：CP1421(重均分子量5000，聚氧乙烯含量 75％) [0091] (8)多元醇8；陶氏化学制的商品名：V4053(重均分子量12500，聚氧乙烯含量69％) [0092] (9)多元醇9；三井化学SKC聚氨酯株式会社制的商品名：T‑3000S(重均分子量 3000，聚氧乙烯含量0％) [0093] (10)添加剂A：日本乳化剂株式会社制的商品名：EM ALEX DEG‑di‑O(二乙二醇二 油酸酯) [0094] (11)添加剂B：东丽道康宁株式会社制的商品名：SF2962 [0095] (12)添加剂C：东丽道康宁株式会社制的商品名：VORASURF 1280add itive [0096] (13)抗氧化剂：巴斯夫日本株式会社制的商品名：Irganox1135 [0097] (14)催化剂A：N‑(二甲基丙基)二异丙胺(DPA：N‑N,N二异丙醇胺)(树脂化催化 剂) [0098] (15)催化剂B：日本空气产品公司制的商品名：TMR7(三聚化催化剂) [0099] (16)催化剂C：二乙醇胺(DEA：Diethanolamine)(表面改性催化剂) [0100] (17)催化剂D：Momentive Performance Materials公司制的商品名： Niaxcatalyst A‑1(发泡催化剂) [0101] (18)发泡剂：水 [0102] (19)多异氰酸酯：Sumika Covestro Urethane株式会社制的商品名：SUM IJYURU 44V 20L。 10 10 CN 113248678 A 说明书 9/14页 [0103] [0104] [表2] [0105] 表2 例18 例19 例20 例21 例22 例23 11 11 CN 113248678 A 说明书 10/14页 多元醇1 70.00 70.00 70.00 75.00 75.00 75.00 多元醇2 5.00 7.50 10.00 5.00 7.50 10.00 多元醇3 ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ 多元醇4 ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ 多元醇5 ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ 多元醇6 ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ 多元醇7 ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ 多元醇8 ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ ‑ 多元醇9 25.00 22.50 20.00 20.00 17.50 15.00 添加剂A 25.62 25.62 25.62 25.62 25.62 25.62 添加剂B 6.53 6.53 6.53 6.53 6.53 6.53 添加剂C 3.47 3.47 3.47 3.47 3.47 3.47 防氧化剂 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88 催化剂A 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 催化剂B 3.47 3.47 3.47 3.47 3.47 3.47 催化剂C 1.24 1.24 1.24 1.24 1.24 1.24 催化剂D 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 发泡剂 15.29 15.29 15.29 15.29 15.29 15.29 多异氰酸酯 313.3 313.1 312.8 312.9 312.6 312.4 指标 130 130 130 130 130 130 成形性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 吸音性能 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 3 密度(Kg/m) 90 90 90 90 90 90 [0106] (例1) [0107] 根据表1所示的配方(通过手工发泡)，将多异氰酸酯以外的原料，即多元醇成分、 添加剂、抗氧化剂、催化剂和发泡剂进行混合，在一次性杯子中制备含多元醇的混合物。根 据例1的多元醇成分包含多元醇1、多元醇2和多元醇9。将所得的含多元醇的混合物称为溶 液A。将溶液A的温度调节至37℃±2℃。另外，制备多异氰酸酯作为B溶液，并将B溶液的温度 调节至37℃±2℃。 [0108] 准备内部宽度为350mm，深度为350mm，高度为10mm的样品制备模具，并加热该模 具，使其处于65℃至70℃的温度范围内并保持温度。需要说明的是，用表面温度计测定温 度。模具由上模具和下模具构成，该下模具具有只有上表面开口的有底圆柱形状，且该上模 可封闭该下模具的上表面。 [0109] 接下来，将溶液B添加至在一次性杯子中制备的溶液A中，并将混合物搅拌并混合5 秒以获得混合溶液。在此，以多元醇成分的总重量份为100时，含有该多元醇成分的溶液A的 重量份为160.4重量份，溶液B的重量份为235.5重量份。将所获得的混合溶液立即放入模具 的下模具中，将下模具的上表面用上模具封闭，并将混合物固化6分钟。在此期间，模具的表 面温度保持在65℃至70℃。然后，从模具中脱模并使其在室温下放置2天，以获得尺寸为 350mm×350mm×10mm的吸音聚氨酯硬质泡沫。 12 12 CN 113248678 A 说明书 11/14页 [0110] (例2) [0111] 以与例1相同的方式获得吸音聚氨酯硬质泡沫，不同之处在于，通过将混合配方中的多 异氰酸酯的混合量变更为376.8重量份，将指标变更为160。 [0112] (例3) [0113] 以与例1相同的方式获得吸音聚氨酯硬质泡沫，不同之处在于，催化剂C(DEA)的混合量 为1.24重量份。 [0114] (例4) [0115] 以与例3相同的方式获得吸音聚氨酯硬质泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异氰 酸酯的混合量变更为288.3重量份，将指标变更为120。 [0116] (例5) [0117] 以与例3相同的方式获得吸音聚氨酯硬质泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异氰 酸酯的混合量变更为336.4重量份，将指标变更为140。 [0118] (例6) [0119] 以与例3相同的方式获得吸音聚氨酯硬质泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异氰 酸酯的混合量变更为384.4重量份，将指标变更为160。 [0120] (例7) [0121] 以与例3相同的方式获得吸音聚氨酯硬质泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异氰 酸酯的混合量变更为600.7重量份，将指标变更为250。 [0122] (例8) [0123] 以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯硬质泡沫，不同之处在于，使用多元醇3代替多元 醇2。 [0124] (例9) [0125] 以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯硬质泡沫，不同之处在于，使用多元醇4代替多元 醇2。 [0126] (例10) [0127] 以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯硬质泡沫，不同之处在于，使用多元醇5代替多元 醇2。 [0128] (例11) [0129] 以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯硬质泡沫，不同之处在于，使用多元醇6代替多元 醇2。 [0130] (例12) [0131] 以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯硬质泡沫，不同之处在于，使用多元醇7代替多元 醇2。 [0132] (例13) [0133] 以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯硬质泡沫，不同之处在于，使用多元醇8代替多元 醇2。 [0134] (例14) [0135] 以与例1同样的方式得到吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，催化剂C(DEA)的混合量 为2.48重量份。 13 13 CN 113248678 A 说明书 12/14页 [0136] (例15) [0137] 以与例14相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异 氰酸酯的混合量变更为392.0重量份，将指标变更为160。 [0138] (例16) [0139] 以与例1相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，如表1中的例16的栏中 所示，变更每种原料的混合比。 [0140] (例17) [0141] 以与例16相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异 氰酸酯的混合量变更为605.1重量份，将指标变更为250。 [0142] (例6A) [0143] 以与例6同样的方式得到吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，使用内部尺寸为宽 350mm，深350mm且高30mm的样品制作模具。 [0144] (例7A) [0145] 以与例6A相同的方式获得吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，将混合配方中的多异 氰酸酯的混合量变更为576.6重量份，将指标变更为240。 [0146] (例18至例23) [0147] 以与例1相同的方式得到吸音聚氨酯泡沫，不同之处在于，将各原料的混合比如表 2所示进行变更。 [0148] 成形性评价 [0149] 通过感官评价来评价例1至23以及例6A和7A中获得的各种吸音聚氨酯泡沫的成形 性(固化性)。如果聚氨酯泡沫在脱模时状态良好，则评价为“○”，如果用手脱模时，会留下 手指的印记(固化不足)或设计面被剥离，则评价为“△”，聚氨酯泡沫塌陷或固化严重不足 的情况评价为“×”。在例1至23中，固化性为“○”的例6、8‑10、12、13、15和18至23在厚度为 10mm的块状物的两面上具有设计面。评价“×”的细分类可举出在尝试脱模时拉线，泡沫破 烂且脆，或者泡沫内部的单元塌陷和凹陷等。需要说明的是，由于当在脱模期间设计面剥离 时，吸音性能和透气性会改变，因此当通过连续操作制备数个聚氨酯泡沫时，有难以获得具 有稳定吸音性能的聚氨酯泡沫的倾向。因此，优选设为使得设计面在脱模期间不脱落的固 化状态。 [0150] 吸音性能评价 [0151] 根据实施方案中说明的用于测定垂直入射吸音率的方法来评价根据每个例的吸 音聚氨酯泡沫的吸音性能。将在从1000Hz至3150Hz的整个频率范围内垂直入射吸音率达到 40％以上的评价为“○”，将在1000Hz至3150Hz频率范围内垂直入射吸音率小于40％的评价 为“×”。但是，在所述成形性评价中被评价为“×”的例的情况下，由于不能适当地评价吸音 性能，因此未进行评价。在表1“吸音性能”行中，未评价的例以斜线、6A和7A的吸音聚氨酯泡沫具有实用 的成形性。也就是说，这些例的成形性被评价为“○”或“△”。因此，可以评价吸音性能。 [0153] 此外，如表1所示，在例6A和7A中，评价对象的聚氨酯泡沫的厚度为30mm。 [0154] 图6至10表示了可以测定吸音率的例5‑13、15‑16、18‑23、6A和7A的吸音率图。图6 表示了例6、8‑10的结果。图7表示了例6、11‑13和16的结果。图8表示了例5‑7和15的结果。图 14 14 CN 113248678 A 说明书 13/14页 9表示了例6A和例7A的结果。图10表示了例18‑23的结果。在每个吸音率图中，横轴表示频率 (Hz)，纵轴表示吸音率(％)。 [0155] 密度测定 [0156] 3 测定各例的吸音聚氨酯泡沫的密度，结果每一个都为90kg/m 。 [0157] 依照JIS K 7222:2005中规定的测定方法评价密度。 [0158] 图6表示了指标都为160的根据例6和8‑10的吸音聚氨酯泡沫的吸音率测定结果。 这些例是分别变更为与所述多元醇B相当的多元醇的例。根据例6和8‑10的吸音聚氨酯泡沫 分别含有多元醇2(EP‑901P)，多元醇3(NC630)，多元醇4(KC745)和多元醇5(EP330N)作为多 元醇成分。由于所有这些多元醇的重均分子量在4000至12000的范围内，并且环氧乙烷含量 在5重量％以上且小于50重量％的范围内，因此所获得的吸音聚氨酯泡沫在频率为1000Hz 至3150Hz的整个范围内，垂直入射吸音率达到40％以上。 [0159] 图7也表示了指标都为160的根据例6、11‑13和16的吸音聚氨酯泡沫的吸音率测定 结果。与例6和8‑10不同，根据例11‑13的吸音聚氨酯泡沫不含与多元醇B相当的多元醇成 分。相反，其包含环氧乙烷含量为50重量％以上的多元醇成分。因此，得到的吸音聚氨酯泡 沫的透气性增加，入射波在聚氨酯内部向热能的转化减少，并且入射波难以被吸收，因此可 以认为，例11至13的在1000Hz至3150Hz范围的吸音率低于例6。另外，由于根据例16的吸音 聚氨酯泡沫仅含有重均分子量为4000以上且环氧乙烷含量为80％的多元醇1(QB8000)和多 元醇9作为多元醇成分，因此存在许多连续气泡，低频段的吸音性能可能不佳。 [0160] 图8表示根据例5‑7和15的吸音聚氨酯泡沫的吸音率测定结果。例5‑7和15是除了 催化剂C(DEA)的含量和指标条件之外，以彼此相同的配方制备吸音聚氨酯泡沫的实例。在 这些例中的每一个中，垂直入射吸音率在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内都达到40％以 上。与例5、6和15相比，指标为250的例7在1000Hz下的吸音率较差。另一方面，在这些例中， 例7在3150Hz具有最佳的吸音率。由此可见，通过增加指标，有使能够有效吸音的频段从低 频段向约2000Hz至6000Hz的高频段改变的倾向。 [0161] 例6A的配方与例6相同。此外，例7A的配方与例7的配方除了指标为240外几乎相 同，从图9可以发现，当测定吸音率时的块状物的厚度设为30mm时，低于2000Hz的吸音率显 着提高。反过来说，可以看出存在以下问题：当块状物的厚度设为10mm时，低频段中的吸音 率显着降低。由于根据实施方案的吸音聚氨酯泡沫即使在块状物的厚度为10mm的情况下， 在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内垂直入射的吸音率仍然达到40％以上，因此具备优秀能力 的吸音性能。 [0162] 在表1所示的例1至15以及例6A和7A中，多元醇成分中与多元醇A对应的多元醇1的 含量比为57.85％重量。另一方面，在表2所示的例18至23中，多元醇成分中与多元醇A相对 应的多元醇1的含量比为70重量％至75重量％。由此，即使在多元醇成分中多元醇A的含量 比例增加的情况下，所获得的吸音聚氨酯硬质泡沫的成形性也优异，并且垂直入射吸音率在整 个1000Hz至3150Hz的频率范围内达到40％以上。例如，当多元醇A的重量占多元醇成分的重 量的比例在35重量％至80重量％的范围内时，可以获得具有优异的吸音性能的吸音聚氨酯 泡沫。 [0163] 在表1所示的例1至15以及例6A和7A中，多元醇成分中与多元醇B相对应的多元醇2 至8的含量比为24.79重量％。另一方面，在表2所示的例18至23中，多元醇成分中与多元醇B 15 15 CN 113248678 A 说明书 14/14页 相对应的多元醇2的含量比为5重量％至10重量％。由此，即使在多元醇成分中的多元醇B的 含有比例降低的情况下，所得到的吸音聚氨酯硬质泡沫的成形性也优异，且在1000Hz至3150Hz 的整个频率范围内垂直入射吸音率达到40％以上。例如，当多元醇B的重量占多元醇成分的 重量的比例在5重量％至40重量％的范围内时，可以获得具有优异吸音性能的吸音聚氨酯 泡沫。 [0164] 图10表示根据例18至23的吸音聚氨酯硬质泡沫的吸音率测定结果。如图10中的曲线的所有吸音聚氨酯硬质泡沫在1000Hz至3150Hz的整个频率范围内的垂直入射吸 音率达到40％以上。 [0165] 需要说明的是，本发明不限于所述实施例，并且可以在实施阶段进行各种不脱离 其要旨的修改。另外，各个实施例可以适当地组合施行，这样能够得到组合的效果。此外，所 述实施例包括多种发明，可以从公开的多个构成要件中选择组合来提取各种发明。例如，即 使从实施例中表示的所有组成要求中删除了一些组成要求，如果能够解决问题并且获得效 果，则可以将此删除了组成要件的组成提取作为发明。 [0166] 符号说明 [0167] 1...第一部分、2...第二部分、3...壁厚部、4...边界部、5...表面、6...背面、 10...下肢部吸震材料、100...多孔质弹性体、101...骨架、102...空隙、103...空气传播 波、104...固体传播波、SW...声波、I...入射波、R...反射波、T...透射波、r...热能。 16 16 CN 113248678 A 说明书附图 1/5页 图1 图2 图3 17 17 CN 113248678 A 说明书附图 2/5页 图4 18 18 CN 113248678 A 说明书附图 3/5页 图5 图6 19 19 CN 113248678 A 说明书附图 4/5页 图7 图8 20 20 CN 113248678 A 说明书附图 5/5页 图9 图10 21 21
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