特開 2023-147513 吸音材及び吸音材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023147513

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】吸音材及び吸音材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G10K 11/162 20060101AFI20231005BHJP

   C08J 9/04 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

G10K11/162

C08J9/04 CFF

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022055051

(22)【出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000003964

【氏名又は名称】日東電工株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002288

【氏名又は名称】三洋化成工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107641

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 耕一

(74)【代理人】

【識別番号】100163463

【弁理士】

【氏名又は名称】西尾 光彦

(72)【発明者】

【氏名】三村 貴信

(72)【発明者】

【氏名】大塚 哲弥

(72)【発明者】

【氏名】木下 俊介

(72)【発明者】

【氏名】森本 智

(72)【発明者】

【氏名】吉田 賢佑

【テーマコード（参考）】

4F074

5D061

【Ｆターム（参考）】

4F074AA56

4F074AA78

4F074AE04

4F074BA34

4F074CA12

4F074DA02

4F074DA07

4F074DA13

4F074DA24

4F074DA57

5D061AA02

5D061AA22

5D061AA25

5D061DD11

(57)【要約】      （修正有）

【課題】磁性フィラー等の強磁性体を備えていなくても、吸音性及び放熱性の観点から有利な吸音材を提供する。
【解決手段】吸音材１ａは、母材１０と、熱伝導性有機繊維２０とを備えている。母材１０は、有機ポリマーを含んでおり、連通孔１２を有する。熱伝導性有機繊維２０は、母材１０の内部に配置されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機ポリマーを含み、連通孔を有する母材と、
前記母材の内部に配置された熱伝導性有機繊維と、を備えた、
吸音材。

【請求項2】

前記吸音材は、５０％以上の連通孔率を有する、請求項１に記載の吸音材。

【請求項3】

前記吸音材は、１．０×１０⁶Ｎ・ｓ・ｍ^-4以下の流れ抵抗を有し、
前記流れ抵抗は、ISO 9053-1:2018によって規定されたStatic airflow methodに従って決定される、
請求項１又は２に記載の吸音材。

【請求項4】

前記吸音材は、０．５ｇ／ｃｍ³以下の密度を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の吸音材。

【請求項5】

前記有機ポリマーは、ポリウレタンである、請求項１～４のいずれか１項に記載の吸音材。

【請求項6】

前記吸音材は、強磁性体を含んでいない、請求項１～５のいずれか１項に記載の吸音材。

【請求項7】

前記吸音材は、複数の前記熱伝導性有機繊維を含み、
前記複数の前記熱伝導性有機繊維は、特定方向に沿って延びている、請求項１～６のいずれか１項に記載の吸音材。

【請求項8】

前記熱伝導性有機繊維は、ポリパラフェニレン・ベンゾビス・オキサゾール繊維である、請求項１～７のいずれか１項に記載の吸音材。

【請求項9】

前記熱伝導性有機繊維の周囲に重合性化合物及び発泡剤を含有する流動性組成物を供給して前記熱伝導性有機繊維同士の隙間を充填するとともに前記流動性組成物の一部を前記熱伝導性有機繊維に含浸させることと、
前記重合性化合物及び発泡剤が関与する反応によって前記流動性組成物を発泡させながら、有機ポリマーを含み、かつ、連通孔を有する母材を形成することと、を含む、
吸音材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸音材及び吸音材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ウレタン発泡成形体に放熱性又は熱伝導性を付与する試みがなされている。

【0003】

例えば、特許文献１～４には、発泡ウレタン樹脂原料と、磁性フィラーとが混合された混合材料を磁場中で発泡成形して、ウレタン発泡成形体を製造することが記載されている。例えば、特許文献１に記載のウレタン発泡成形体は、高い放熱性と所望の吸音特性との両方を備えている。このウレタン発泡成形体では、磁性フィラーは、球以外の形状をなし、互いに線接触および面接触の少なくとも一方により連接して配向している。磁性フィラーの熱伝導性が良好であるので、このウレタン発泡成形体の一端に加わった熱は、磁性フィラーを介して他端に伝達され、他端から速やかに放熱される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－５１１４８号公報

【特許文献2】特開２０１０－１２６６７７号公報

【特許文献3】特開２０１１－５１１６６号公報

【特許文献4】特開２０１４－６５１５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１～４に記載の技術によれば、ウレタン発泡成形体に放熱性を付与するためには、発泡ウレタン樹脂原料及び磁性フィラー等の強磁性体を含む混合材料を磁場中で発泡成形させる必要がある。

【0006】

そこで、本発明は、磁性フィラー等の強磁性体を備えていなくても、吸音性及び放熱性の観点から有利な吸音材を提供する。また、本発明は、そのような吸音材の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、
有機ポリマーを含み、連通孔を有する母材と、
前記母材の内部に配置された熱伝導性有機繊維と、を備えた、
吸音材を提供する。

【0008】

また、本発明は、
前記熱伝導性有機繊維の周囲に重合性化合物及び発泡剤を含有する流動性組成物を供給して前記熱伝導性有機繊維同士の隙間を充填するとともに前記流動性組成物の一部を前記熱伝導性有機繊維に含浸させることと、
前記重合性化合物及び発泡剤が関与する反応によって前記流動性組成物を発泡させながら、有機ポリマーを含み、かつ、連通孔を有する母材を形成することと、を含む、
吸音材の製造方法を提供する。

【発明の効果】

【0009】

上記の吸音材は、磁性フィラー等の強磁性体を備えていなくても、吸音性及び放熱性の観点から有利である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明に係る吸音材の一例を示す平面図である。

【図2】図２は、図１に示すII-II線を切断線とする吸音材の断面図である。

【図3】図３は、本発明に係る吸音材の製造方法の一例を模式的に示す図である。

【図4】図４は、本発明に係る吸音材の製造方法の別の一例を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、下記の説明は、本発明を例示的に説明するものであり、本発明は以下の実施形態に限定されない。図１及び図２に示す、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに直交している。

【0012】

図１及び図２に示す通り、吸音材１ａは、母材１０と、熱伝導性有機繊維２０とを備えている。母材１０は、有機ポリマーを含んでおり、連通孔１２を有する。熱伝導性有機繊維２０は、母材１０の内部に配置されている。母材１０が連通孔１２を有することにより、吸音材１ａは所望の吸音性を発揮しやすい。加えて、吸音材１ａは、熱伝導性有機繊維２０を備えているので、磁性フィラー等の強磁性体を備えていなくても、所望の放熱性又は熱伝導性を有しやすい。

【0013】

発泡ウレタン樹脂原料と、磁性フィラーとが混合された混合材料を磁場中で発泡成形して得られたウレタン発泡成形体は、放熱性と吸音特性との両方を備えうる。このようなウレタン発泡成形体では、磁性フィラーが互いに点接触および面接触の少なくとも一方により連接して配向して伝熱路が形成されていると考えられる。磁性フィラー同士の接触により伝熱路を形成する場合、ウレタン発泡成形体が高い放熱性を有するためには、ウレタン発泡成形体において磁性フィラーが比較的大きな体積を占めている必要がある。なぜなら、ウレタン発泡成形体において、磁性フィラーの全部が伝熱路を形成するように配置されているわけではなく、伝熱路の形成に関与しない磁性フィラーも含まれうるからである。加えて、磁性フィラー同士の接触に伴う接触熱抵抗が不可避であることも放熱性の観点からは有利であるとは言い難い。磁性フィラーの密度は大きいので、ウレタン発泡成形体において磁性フィラーが比較的大きな体積を占めていると、ウレタン発泡成形体の密度も大きくなり、軽量化の観点から有利であるとは言い難い。また、磁場中での発泡成形において、磁性フィラーの線接触および面接触の少なくとも一方により磁性フィラーを互いに連接させて配向させることが可能な空間の大きさには限りがあると考えられる。このため、ウレタン発泡成形体の磁場の方向における寸法を大きくすることには限界があると理解される。

【0014】

一方、吸音材１ａによれば、熱伝導性有機繊維２０によって伝熱路が形成され、伝熱路の形成に関与しない熱伝導性有機繊維２０が少なく、フィラー同士の接触熱抵抗も発生しない。このため、吸音材１ａにおいて熱伝導性有機繊維２０が占める体積が小さくても吸音材１ａが所望の放熱性又は熱伝導性を有しやすい。加えて、熱伝導性有機繊維２０の密度は小さいので、吸音材１ａの密度が小さくなりやすい。さらに、吸音材１ａの製造において磁場をかける必要がないので、様々な形状及び寸法を有する吸音材１ａを製造しやすい。

【0015】

吸音材１ａは、例えば、強磁性体を含んでいない。このような構成によれば、吸音材１ａの密度がより小さくなりやすい。吸音材１ａは、例えば、非磁性体のみによって構成されている。ニッケル、鉄、コバルト、及びそれら合金等の強磁性体は、金属元素を含んでおり、導電性を有する。吸音材１ａが強磁性体を含んでいないと、吸音材１ａが電気絶縁性を有しやすい。

【0016】

図１及び図２に示す通り、吸音材１ａは、例えば、複数の熱伝導性有機繊維２０を含んでいる。吸音材１ａにおける複数の熱伝導性有機繊維２０の配置は特定の配置に限定されない。図２に示す通り、吸音材１ａにおいて複数の熱伝導性有機繊維２０は、例えば、特定方向（Ｚ軸方向）に沿って延びている。このような構成によれば、複数の熱伝導性有機繊維２０によって特定方向に延びる伝熱路が形成され、吸音材１ａが特定方向において吸音材１ａが高い放熱性又は熱伝導性を有しやすい。

【0017】

図１に示す通り、特定方向に垂直な吸音材１ａの平面又は断面を見たときに、複数の熱伝導性有機繊維２０は、例えば、第一方向（Ｙ軸方向）において等間隔で配置されている。複数の熱伝導性有機繊維２０は、例えば、その平面又は断面において第一方向（Ｙ軸方向）に交差する第二方向（Ｘ軸方向）において等間隔で配置されている。特定方向に垂直な吸音材１ａの平面又は断面を見たときに、複数の熱伝導性有機繊維２０は、正方形格子及び平行四辺形格子等の平面格子をなすように配置されていてもよい。平面格子は、２つの独立な方向へのそれぞれ一定距離の平行移動で不変な平面上の点の配列である。

【0018】

図２に示す通り、熱伝導性有機繊維２０は、例えば、吸音材１ａの特定方向における一端から他端まで延びている。このような構成によれば、吸音材１ａが特定方向において所望の放熱性又は熱伝導性をより有しやすい。

【0019】

吸音材１ａの形状は、特定の形状に限定されない。吸音材１ａは、例えば、互いに平行な一対の面を有する形状である。吸音材１ａは、直方体状であってもよいし、板状であってもよいし、棒状であってもよいし、ドーム状であってもよいし、球殻状であってもよいし、半球殻状であってもよいし、その他の形状であってもよい。

【0020】

吸音材１ａの体積に対する熱伝導性有機繊維２０の体積の比は、特定の値に限定されない。その比は、例えば５０％以下である。このように、吸音材１ａにおける熱伝導性有機繊維２０が高くなくても、吸音材１ａが高い放熱性又は熱伝導性を有しやすい。吸音材１ａの体積に対する熱伝導性有機繊維２０の体積の比は、４０％以下であってもよく、３０％以下であってもよく、２０％以下であってもよく、１０％以下であってもよい。その比は、例えば０．５％以上であり、１％以上であってもよく、２％以上であってもよく、５％以上であってもよく、１０％以上であってもよく、２０％以上であってもよい。

【0021】

吸音材１ａの流れ抵抗は、特定の値に限定されない。吸音材１ａは、例えば、１．０×１０⁶Ｎ・ｓ・ｍ^-4以下の流れ抵抗を有する。この場合、吸音材１ａが所望の吸音性をより発揮しやすい。吸音材１ａの流れ抵抗は、例えば、ISO 9053-1:2018によって規定されたStatic airflow methodに従って決定される。

【0022】

吸音材１ａの流れ抵抗は、望ましくは２．０×１０⁶Ｎ・ｓ・ｍ^-4以下であり、より望ましくは５．０×１０⁵Ｎ・ｓ・ｍ^-4以下であり、さらに望ましくは１．０×１０⁵Ｎ・ｓ・ｍ^-4以下である。吸音材１ａの流れ抵抗は、例えば５．０×１０³Ｎ・ｓ・ｍ^-4以上である。

【0023】

吸音材１ａは、例えば、熱伝導性有機繊維２０が延びている方向である特定方向（Ｚ軸方向）において、上記の流れ抵抗を有しうる。この場合、吸音材１ａは、特定方向において所望の吸音性及び所望の放熱性又は熱伝導性を発揮しやすい。

【0024】

吸音材１ａの連通孔率は、特定の値に限定されない。連通孔率は、吸音材１ａの体積に対する連通孔１２の体積の比に相当する。吸音材１ａは、例えば、５０％以上の連通孔率を有する。この場合、吸音材１ａが所望の吸音性をより発揮しやすい。吸音材１ａの連通孔率は、例えば、米国材料試験協会規格（ASTM）D2856-94（1998）に準拠して、測定できる。

【0025】

吸音材１ａの連通孔率は、望ましくは６０％以上であり、より望ましくは７０％以上であり、さらに望ましくは８０％以上であり、特に望ましくは９０％以上である。吸音材１ａの連通孔率は、例えば９９％以下である。

【0026】

吸音材１ａの密度は、特定の値に限定されない。吸音材１ａは、例えば０．９ｇ／ｃｍ³以下の密度を有する。本明細書において、吸音材１ａの密度とは見掛け密度を意味する。吸音材１ａの密度は、例えば、日本産業規格(JIS) K7222:2005に準拠して測定できる。

【0027】

吸音材１ａの密度は、０．８ｇ／ｃｍ³以下であってもよく、０．７ｇ／ｃｍ³以下であってもよく、０．６ｇ／ｃｍ³以下であってもよく、０．５ｇ／ｃｍ³以下であってもよい。吸音材１ａの密度は、例えば０．０１ｇ／ｃｍ³以上である。

【0028】

吸音材１ａの平均吸音率は特定の値に限定されない。吸音材１ａの平均吸音率は、例えば、０．４以上である。この場合、吸音材１ａが所望の吸音性をより発揮しやすい。吸音材１ａの平均吸音率は、吸音材１ａから作製された試験体を用いて、日本産業規格(JIS) A 1405-2:2007に準拠して測定される、１０００～５０００Ｈｚの周波数帯域での１／３オクターブバンドの中心値周波数１０００、１２５０、１６００、２０００、２５００、３１５０、４０００、及び５０００Ｈｚにおける垂直入射の吸音率を平均したものである。試験体の厚みは、例えば２０ｍｍである。試験体の厚み方向に沿って熱伝導性有機繊維２０が延びている。

【0029】

吸音材１ａの平均吸音率は、望ましくは０．４５以上であり、０．５以上であってもよく、０．５５以上であってもよい。吸音材１ａの平均吸音率は、例えば１未満であり、０．９５以下であってもよく、０．９以下であってもよい。

【0030】

吸音材１ａの熱伝導率λは、特定の値に限定されない。吸音材１ａは、例えば０．４Ｗｍ^-1Ｋ^-1以上であり、望ましくは０．６Ｗｍ^-1Ｋ^-1以上であり、より望ましくは０．８Ｗｍ^-1Ｋ^-1以上である。吸音材１ａの熱伝導率λは、例えば１５Ｗｍ^-1Ｋ^-1以下である。吸音材１ａの熱伝導率λは、例えば、特定方向（Ｚ軸方向）における熱伝導率である。吸音材１ａの熱伝導率λは、ASTM D5470-01（一方向熱流定常法）に準拠して、試験体１枚及び対称構成方式にて測定される。

【0031】

吸音材１ａの特定方向（Ｚ軸方向）における断面積１ｍ²当たりの熱コンダクタンスｋは、特定の値に限定されない。熱コンダクタンスｋは、λ／Ｌである。Ｌは、特定方向における吸音材１ａの寸法であり、例えば、２０ｍｍである。換言すると、熱コンダクタンスｋは、吸音材１ａから作製された、Ｌが２０ｍｍである試験体における断面積１ｍ²当たりの熱コンダクタンスである。吸音材１ａの熱コンダクタンスｋは、例えば１０ＷＫ^-1ｍ^-2以上であり、望ましくは２０ＷＫ^-1ｍ^-2以上であり、より望ましくは３０ＷＫ^-1ｍ^-2以上である。吸音材１ａの熱コンダクタンスｋは、例えば、３０００ＷＫ^-1ｍ^-2以下である。

【0032】

吸音材１ａの特定方向（Ｚ軸方向）における体積抵抗率ρ_vは、特定の値に限定されない。吸音材１ａの体積抵抗率ρ_vは、例えば１．０×１０¹⁰Ω・ｃｍ以上である。この場合、吸音材１ａが所望の電気絶縁性を有しやすい。吸音材１ａにおいて、熱伝導性有機繊維２０によって伝熱路が形成されている。吸音材１ａの体積抵抗率ρ_vは、例えば、２５℃における値である。吸音材１ａの体積抵抗率ρ_vは、望ましくは２．０×１０¹⁰Ω・ｃｍ以上であり、より望ましくは５．０×１０¹⁰Ω・ｃｍ以上であり、さらに望ましくは１．０×１０¹¹Ω・ｃｍ以上である。吸音材１ａの体積抵抗率ρ_vは、例えば１．０×１０¹⁵Ω・ｃｍ以下である。

【0033】

吸音材１ａにおいて、母材１０は、例えば、連続構造を有し、熱伝導性有機繊維２０同士の空間が母材１０によって充填されている。

【0034】

母材１０に含まれる有機ポリマーは、特定のポリマーに限定されない。母材１０に含まれる有機ポリマーは、発泡により連通孔１２を形成可能なポリマーである。母材１０に含まれる有機ポリマーは、例えばポリウレタンである。この場合、吸音材１ａが所望の吸音性をより発揮しやすい。母材１０は、望ましくは軟質ポリウレタンフォームである。これにより、吸音材１ａが所望の吸音性をより発揮しやすい。

【0035】

定常熱流法によって決定される熱伝導性繊維２０の繊維軸方向における常温下での熱伝導率は、例えば、１０Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1以上である。熱伝導性有機繊維２０は、特定の繊維に限定されない。熱伝導性有機繊維２０は、例えば、ポリパラフェニレン・ベンゾビス・オキサゾール（ＰＢＯ）繊維である。この場合、熱伝導性有機繊維２０が高い熱伝導率を有しやすく、吸音材１ａの特定方向における熱伝導率が高くなりやすく。このため、吸音材１ａが所望の放熱性又は熱伝導性をより発揮しやすい。

【0036】

吸音材１ａを製造する方法は特定の方法に限定されない。吸音材１ａは、例えば、下記（Ｉ）及び（II）の工程を含む方法によって製造されうる。
（Ｉ）熱伝導性有機繊維２０の周囲に重合性化合物及び発泡剤を含有する流動性組成物１５を供給して熱伝導性有機繊維２０同士の隙間を充填するとともに流動性組成物１５の一部を熱伝導性有機繊維２０に含浸させる。
（II）重合性化合物及び発泡剤が関与する反応によって流動性組成物１５を発泡させながら、有機ポリマーを含み、かつ、連通孔１２を有する母材１０を形成する。

【0037】

（Ｉ）の工程において、熱伝導性有機繊維２０の周囲に流動性組成物１５が供給されて熱伝導性有機繊維２０同士の隙間が充填されるので吸音材１ａにおいて熱伝導性有機繊維２０が所望の状態に配置されやすく、吸音材１ａの放熱性又は熱伝導性の空間的なばらつきが発生しにくい。

【0038】

（Ｉ）の工程において、熱伝導性有機繊維２０に流動性組成物１５を含浸させることができるので、熱伝導性有機繊維２０が母材１０によって所望の強度で固定されやすい。（Ｉ）の工程において、望ましくは、熱伝導性有機繊維２０が延びる方向に沿って流動性組成物１５が供給される。これにより、熱伝導性有機繊維２０の多くの部分に流動性組成物１５を含浸させやすく、熱伝導性有機繊維２０が母材１０によって所望の強度でより固定されやすい。

【0039】

図３及び図４は、吸音材１ａの製造方法の一例を模式的に示す。図３に示す通り、（Ｉ）の工程において、例えば、所定量の熱伝導性有機繊維２０が巻き付けられた複数のフレーム２５が所定間隔で配置される。各フレーム２５は、一対の直線状かつ板状の水平部の一端同士が直線状かつ板状の接続部によって接続された構造を有している。各フレーム２５において、一対の水平部に対して、所定量の熱伝導性有機繊維２０が巻き付けられている。複数のフレーム２５を所定間隔で配置する場合、フレーム２５同士の間には、スペーサ（図示省略）が配置されうる。フレーム２５同士の隙間に流動性組成物１５が供給される。

【0040】

図４に示す通り、例えば、一対のプレート２７同士の距離が一定となるように一対のプレート２７が固定される。各プレート２７には、例えば、等間隔で形成された複数の貫通孔を有する。プレート２７同士の間にはスペーサ（図示省略）が配置されうる。一対のプレート２７において互いに向かい合う一対の貫通孔の一方から他方に熱伝導性有機繊維２０を通し、熱伝導性有機繊維２０の向きを反転させて互いに向かい合う別の対の貫通孔の一方から他方に通す作業が繰り返される。これにより、熱伝導性有機繊維２０を所定間隔で配置できる。プレート２７同士の間に流動性組成物１５が供給される。

【0041】

流動性組成物１５における、重合性化合物及び発泡剤は特定の物質に限定されない。母材１０に含まれる有機ポリマーがポリウレタンである場合、重合性化合物は、イソシアネート及びアルコールである。重合性化合物は、例えば多官能重合性化合物であり、例えばポリイソシアネート及びポリオールである。発泡剤は、例えば水である。

【0042】

重合性化合物であるポリイソシアネートは、特定のポリイソシアネートに限定されない。例えば、ポリイソシアネートのイソシアネート指数（NCO INDEX）は特定の値に限定されない。イソシアネート指数は、ポリオール及び水等の活性水素化合物の水酸基当量に対するイソシアネートのイソシアネート基当量の比を１００倍することによって決定される。ポリイソシアネートのイソシアネート指数は、望ましくは５０～１５０であり、より望ましくは８０～１２０である。この場合、母材１０の成形がしやすく、吸音材１ａが所望の吸音性をより発揮しやすい。

【0043】

ポリオールは、特定のポリオールに限定されない。ポリオールは、望ましくは、１０～２５０の水酸基価及び２～６の平均官能基数を有し、より望ましくは、２０～１５０の水酸基価及び２～４の平均官能基数を有する。ポリオールの水酸基価は、「JIS K 1557-1 プラスチック－ポリウレタン原料ポリオール試験方法－第１部：水酸基価の求め方」に準拠して測定できる。ポリオールの例は、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリブタジエン系ポリオール、及びアクリルポリオールである。重合性化合物は、望ましくは、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む。

【実施例0044】

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されない。まず、実施例の評価方法について説明する。

【0045】

（流れ抵抗の測定）
各実施例及び各比較例に係るサンプルから、流れ抵抗を測定するための試験体を作製し、Mecanum社製のSIGMAを用いて、ISO 9053-1:2018によって規定されたStatic airflow methodに従って、試験体の流れ抵抗を決定した。結果を表１に示す。各実施例並びに比較例２及び３に係る各試験体において、空気の流れ方向に沿ってＰＢＯ繊維が延びていた。

【0046】

（連通孔率の測定）
島津製作所社製の乾式自動密度計アキュピックII １３４０を用いて、各実施例及び各比較例に係るサンプルの連通孔率をASTM D2856-94（1998）に準拠して測定した。結果を表１に示す。

【0047】

（密度ｄの測定）
JIS K7222:2005に従って、各実施例及び各比較例に係るサンプルの見掛け密度を測定し、密度ｄを決定した。結果を表１に示す。

【0048】

（平均吸音率の測定）
各実施例及び各比較例に係るサンプルから、平均吸音率を測定するための試験体を作製した。試験体の厚みは２０ｍｍであった。各実施例並びに比較例２及び３に係る各試験体の厚み方向に沿ってＰＢＯ繊維が延びていた。

【0049】

日本音響エンジニアリング社製の垂直入射吸音率測定システムWinZacMTXの音響管の内部に試験体を配置し、JIS A 1405-2:2007に準拠して垂直入射吸音率を測定し、１０００～５０００Ｈｚの周波数帯域での１／３オクターブバンドの中心値周波数１０００、１２５０、１６００、２０００、２５００、３１５０、４０００、及び５０００Ｈｚにおける垂直入射の吸音率の算術平均を求め、平均吸音率を決定した。結果を表１に示す。

【0050】

（熱伝導率λの測定）
各実施例及び各比較例に係るサンプルから、熱伝導率λを測定するための試験片を作製した。各試験片は、板状であり、平面視で２０ｍｍ平方の正方形状であり、３ｍｍの厚みを有していた。各実施例及び比較例２及び３に係る試験片において、試験片の厚み方向に沿ってＰＢＯ繊維が延びていた。各試験片の両面に信越シリコーン社製のシリコーンオイルコンパウンドＧ－７４７を塗布して試験ブロックを作製した。シリコーンオイルコンパウンドの熱伝導率は、０．９０Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1であった。

【0051】

レスカ社製の熱伝導率測定装置TCM 1001を用いて、ASTM D5470-01（一方向熱流定常法）に準拠して、試験体１枚及び対称構成方式において熱流計法に従って、各試験片の厚み方向における熱伝導率λを測定した。標準ロッドとして、加熱ブロック（８０℃）を有する上部ロッド及び冷却ブロック（２０℃）を有する下部ロッドを使用した。試験ブロックを無酸素銅製のブロックで挟み、さらに上部ロッドと下部ロッドとで試験ブロック及び無酸素銅製のブロックを挟み、試験片の厚み方向に熱を流した。

【0052】

試験片の上面及び下面の間の温度差ΔＴ_Sを下記式（１）及び（２）に従って決定した。式（１）及び（２）において、ΔＴ_Cは、無酸素銅製のブロックの上面及び下面の間の温度差である。加えて、ｑ₁は、上部ロッドの測温点における温度差とそれらの測定点間の距離とに基づく温度勾配によって決定される熱流束［Ｗ／ｍ²］であり、ｑ₂は、下部ロッドの測温点における温度差と測定点間の距離とに基づく温度勾配によって決定される熱流束［Ｗ／ｍ²］である。ｔ_bは、無酸素銅製のブロックの厚みの和である。ｋ_bは、無酸素銅製のブロックの熱伝導率である。
ΔＴ_S＝ΔＴ_C－（ｑ_S×ｔ_b）／ｋ_b 式（１）
ｑ_S＝（ｑ₁＋ｑ₂）／２ 式（２）

【0053】

試験片の厚み方向における熱伝導率λ［Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1］を、下記式（３）に従って決定した。結果を表１に示す。式（３）において、ｔは、試験片の厚みである。
λ＝ｑ_S×ｔ／ΔＴ_S 式（３）

【0054】

（熱コンダクタンス）
平均吸音率の測定に用いた試験体の特定方向（Ｚ軸方向）における断面積１ｍ²当たりの熱コンダクタンスｋを、ｋ＝λ／Ｌの関係に基づいて求めた。Ｌは、試験体の厚みであり、２０ｍｍである。結果を表１に示す。

【0055】

（体積抵抗率）
実施例２に係るサンプルから、体積抵抗率を測定するための試験体を作製した。実施例２に係る試験体において、長さ方向に沿ってＰＢＯ繊維が延びていた。アジレント・テクノロジー社製のハイレジスタンスメータ及び試験体を用いて、国際電気標準会議(IEC) 62631-3-1に準拠して２３℃の環境で実施例２に係るサンプルの体積抵抗率を測定した。結果を表１に示す。

【0056】

（絶縁破壊強さ）
ヤマヨ試験機社製の絶縁破壊試験装置YST-243-100RHOを用いて、大気中２３℃の条件下でIEC60243-1に準拠して、実施例２に係るサンプルから作製した試料の絶縁破壊強さを測定した。結果を表１に示す。

【0057】

＜実施例１＞
図３に示すような形状を有するフレームを準備し、一対の直線状かつ板状の水平部に対して、所定量の東洋紡社製のＰＢＯ繊維 Zylon HM1992を巻き付けた。Zylonは、東洋紡社の登録商標である。藤代他，低温工学，２８巻，５３３頁（１９９３）に記載の定常熱流法によって決定されるＰＢＯ繊維の繊維軸方向における常温下での熱伝導率は、５０Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1であった。このようにしてＰＢＯ繊維が巻き付けられた複数のフレームを準備し、それらを一定の間隔を設けて互いに平行に並べた。

【0058】

ポリオールａ(三洋化成工業社製 サンニックスGP-3000R(グリセリンのPO付加物)、平均分子量：約３０００、官能基数：３、水酸基価：約５６）と、発泡剤である水と、日東化成社製の有機錫触媒 ネオスタンU-28、ダウ・東レ社製の整泡剤L-580を混合して撹拌した。混合物におけるポリオール、発泡剤、有機錫触媒、及び整泡剤の添加量は、それぞれ、１００質量部、４．５質量部、０．１５質量部、及び１．０質量部であった。その後、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）（東ソー社製 コロネートＴ－８０（イソシアネート基の含有量：４８．３質量％））を５４．９質量部の分量でその混合物に加えて撹拌し、実施例１に係る流動性組成物を得た。実施例１に係る流動性組成物の発泡が始まる前に、互いに平行に並べられた複数のフレーム同士の間から実施例１に係る流動性組成物をＰＢＯ繊維が延びている方向に沿って供給してＰＢＯ繊維に流動性組成物を含浸させた。その後、発泡が完了するまで静置した。発泡完了後に得られた発泡体の余分な部分をトリミングして、ポリウレタン発泡体の内部にＰＢＯ繊維が特定方向に延びている実施例１に係るサンプルを得た。実施例１に係るサンプルにおいて、ポリウレタン発泡体は連通孔を有していた。なお、フレームはプラスチック製の箱中に設置し、流動性組成物はプラスチック製の箱中にて発泡、硬化させた。

【0059】

＜実施例２＞
３ｍｍの直径及び５ｍｍのピッチで貫通孔が形成された２枚の金属板を互いに平行に向かい合うように配置し、スペーサーを用いて２枚の金属板同士の距離が一定になるようにした。各金属板は平面視で１００ｍｍ平方の正方形状であった。２枚の金属板において互いに向かい合う一対の貫通孔の一方から他方に東洋紡社製のＰＢＯ繊維 ZylonHM1992を通し、ＰＢＯ繊維の向きを反転させて互いに向かい合う別の対の貫通孔の一方から他方に通す作業を繰り返した。このようにしてほぼ全ての貫通孔にＰＢＯ繊維を通して固定した。

【0060】

実施例１と同様にして、ポリオール、発泡剤、有機錫触媒、及び整泡剤の混合物を調製した。この混合物に、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）（東ソー社製 コロネートＴ－８０）を５１．８質量部の分量でその混合物に加えて撹拌し、実施例２に係る流動性組成物を得た。実施例１に係る流動性組成物の発泡が始まる前に、実施例２に係る流動性組成物を２枚の金属板に固定されたＰＢＯ繊維が延びている方向に沿って供給してＰＢＯ繊維に流動性組成物を含浸させた。その後、発泡が完了するまで静置した。発泡完了後に得られた発泡体の余分な部分をトリミングして、ポリウレタン発泡体の内部にＰＢＯ繊維が特定方向に延びている実施例２に係るサンプルを得た。実施例２に係るサンプルにおいて、ポリウレタン発泡体は連通孔を有していた。

【0061】

＜実施例３＞
実施例１と同様にして、ＰＢＯ繊維が巻き付けられた複数のフレームを準備し、それらを一定の間隔を設けて互いに平行に並べた。

【0062】

ポリオールｂ（ペンタエリスリトールのＰＯ／ＥＯ付加物、平均分子量：約８０００、官能基数４、水酸基価：約２８、ＥＯ含量：１４質量％）と、架橋剤（トリエタノールアミン）と、セルオープナー（グリセリンのＰＯ／ＥＯ付加物、平均分子量：約７０００、官能基数：３、水酸基価：約２４、ＥＯ含量：７０質量％）と、発泡剤である水と、エボニックジャパン社製のアミン触媒DABCO 33LV及びアミン触媒ｄDABCO BL-19と、ダウ・東レ製の整泡剤SRX-274DLとを混合して撹拌した。混合物におけるポリオールｂ、架橋剤、セルオープナー、発泡剤、アミン触媒DABCO 33LV、アミン触媒ｄDABCO BL-19、及び整泡剤の添加量は、それぞれ、１００質量部、４．０質量部、１．０質量部、４．５質量部、０．４０質量部、０．０７質量部、及び０．７５質量部であった。その後、ポリイソシアネート（東ソー社製 ＣＥ－７２９（イソシアネート基の含有量：４４．６重量％））を５１．０質量部の分量でその混合物に加えて撹拌し、実施例３に係る流動性組成物を得た。実施例３に係る流動性組成物の発泡が始まる前に、互いに平行に並べられた複数のフレーム同士の間から実施例３に係る流動性組成物をＰＢＯ繊維が延びている方向に沿って供給してＰＢＯ繊維に流動性組成物を含浸させた。その後、発泡が完了するまで静置した。発泡完了後に得られた発泡体の余分な部分をトリミングして、ポリウレタン発泡体の内部にＰＢＯ繊維が特定方向に延びている実施例３に係るサンプルを得た。実施例３に係るサンプルにおいて、ポリウレタン発泡体は連通孔を有していた。なお、フレームは６０℃に調整した金型中に設置し、流動性組成物は金型中に密閉した状態で発泡、硬化させた。

【0063】

＜比較例１＞
ポリエーテルポリオール（三洋化成工業社製 サンニックスGP 3000R（グリセリンのＰＯ付加物）、平均分子量：約３０００、官能基数：３、水酸基価：５６）と、発泡剤である水と、エボニックジャパン社製のアミン触媒DABCO 33LXと、日東化成社製の有機錫触媒 ネオスタンU-28、ダウ・東レ社製の整泡剤L-580を混合して撹拌し、混合物を得た。この混合物におけるポリオール、発泡剤、アミン触媒、有機錫触媒、及び整泡剤の添加量は、それぞれ、１００質量部、４．５質量部、０．３質量部、０．３質量部、及び１．０質量部であった。その後、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）（東ソー社製 コロネートＴ－８０）を５１．９質量部の分量でその混合物に加えて撹拌し、比較例１に係る流動性組成物を得た。この流動性組成物において、硬化及び発泡の反応が始まった。反応完了後に得られた発泡体を切断して所定の大きさ及び形状を有する比較例１に係るサンプルを得た。比較例１に係るサンプルの発泡体は連通孔を有していた。

【0064】

＜比較例２＞
旭化成社製の低密度ポリエチレン サンテックF2270 と、松本油脂製薬社製の熱膨張性マイクロカプセル含有マスターバッチ MBF 260EVA50 とをドライブレンドした混合物を単軸押出機で溶融混錬し、混練物を得た。この混練物において、低密度ポリエチレンの含有量は９０質量％であり、熱膨張性マイクロカプセル含有マスターバッチの含有量は１０質量％であった。この混練物をＴダイ成型によってフィルム化し、５０μｍの厚みを有する母材シートを得た。ＰＢＯ繊維Zylon HM1992 を、母材シートの両面の大部分が覆われるように巻きつけ、巻回体を得た。巻回体の両面に一対の母材シートを重ねて積層体を得ること及びその積層体の両面の大部分が覆われるようにＰＢＯ繊維を巻き付けることを複数回繰り返して、複合体を得た。この複合体を加熱プレスすることで予備成型体を得た。加熱プレスにおいて、熱膨張性マイクロカプセルの膨張開始温度未満に温度を調整し、熱膨張性マイクロカプセルが壊れないように圧力を調整した。予備成型体を所定の温度に加熱して熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張を促し、予備成型体における母材シートを発泡させた。これにより比較例２に係るサンプルを得た。このサンプルにおいて母材シートは、独立気泡を有するように発泡した。ＰＢＯ繊維は、サンプルの厚み方向に沿って延びていた。ＰＢＯ繊維は、サンプルの厚み方向における一端から他端まで延びていた。サンプルの全体積に対する、低密度ポリエチレンの体積、ＰＢＯ繊維の体積、及び気泡の体積の割合は、それぞれ、１６％、４％、及び８０％であった。

【0065】

＜比較例３＞
住友化学社製のメタロセン系低密度ポリエチレン スミカセンEP CU7002と、永和化成工業社製の化学発泡剤ビニホール AC#93 とを、日本製鋼所社製の同方向回転二軸押出機 TEX30αを用いて溶融混錬し、混練物を得た。この同方向回転二軸押出機において、スクリュ径φは３２ｍｍであり、Ｌ／Ｄは５３であった。また、混練物において、低密度ポリエチレンの含有量に対する化学発泡剤の含有量の比は、質量基準で６／１００であった。この混練物を、単軸押出機を用いて溶融混錬し、Ｔダイ成型によって７５μｍの厚みを有する母材シートを得た。Ｔダイ成型において、化学発泡剤の発泡温度未満に温度を調整した。「スミカセン」は、住友化学社の登録商標である。加速電圧２００ｋＶ及び線量５０ｋＧｙの条件で母材シートに電子線を照射した。この母材シートを長方形状に切り出した。長方形状の母材シートの長辺と同じ長さを有するＰＢＯ繊維Zylon HM1992 を長辺と平行な方向に沿って母材シートの全面を覆うように配置した。ＰＢＯ繊維の上に長方形状に切り出した別の母材シートを積層し、その上に長方形と同じ長さのＰＢＯ繊維を長辺と平行な方向に沿って母材シートの全面を覆うように並べるという操作を所定の回数繰り返して複合体を得た。この複合体を加熱プレスすることで予備成型体を得た。加熱プレスにおいて、化学発泡剤の発泡温度未満に温度を調整した。予備成型体を所定の温度に加熱して化学発泡剤の発泡を促し、予備成型体における母材シートを発泡させた。これにより、独立気泡を有する発泡成形体を得た。この発泡成形体をＰＢＯ繊維の繊維方向と直交する方向に切断して板状の比較例３に係るサンプルを得た。サンプルの全体積に対する、低密度ポリエチレンの体積、ＰＢＯ繊維の体積、及び気泡の体積の割合は、それぞれ、４１％、２％、及び５７％であった。

【0066】

表１に示す通り、実施例に係るサンプルは、高い平均吸音率及び高い熱伝導率を有していた。一方、比較例１に係るサンプルは高い平均吸音率を有しているものの、高い熱伝導率を有しているとは言い難かった。比較例２及び３に係るサンプルは高い熱伝導率を有しているものの、高い平均吸音率を有しているとは言い難かった。

【0067】

【表1】

【符号の説明】

【0068】

１ａ 吸音材
１０ 母材
１２ 連通孔
２０ 熱伝導性有機繊維

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】