JP2012509806A - 吸音バッフル部材及びキャビティ内に吸音バッフルを適用する方法 - Google Patents

Abstract

キャビティ密封のための未硬化吸音部材は熱的に不活性なキャリヤー（８、２８）及びこのキャリヤー（８、２８）に適用された熱発泡性材料（６、２６）を含む。キャリヤー（８、２８）は熱発泡性材料（６、２６）が発泡してキャビティを密封したときに、覆われるようになる開口（３）を含む。熱発泡性材料（６、２６）は０．２５〜４００ｍｍ²の範囲内の面積を有する実質的に不連続な区画（２５）の形であってよい。実質的に不連続な区画（２５）によって、それが熱的に発泡したときに、この材料の高度に均一な発泡がもたらされる。この吸音部材は、音響的軽減を与えるために及びキャビティの中への流体の侵入を防止するために、自動車キャビティを密封するために特に有用である。

Description

本発明は熱発泡性材料の層を有する吸音バッフル（acoustic baffle）及びキャビティ内に吸音バッフルを設置する方法に関する。

キャビティを通過するノイズ若しくは振動の伝達を減少するため又は流体がキャビティに入るのを防止するために、特に、自動車及び他の車両に於いて、構造体キャビティを密封することがしばしば望ましい。これを行う一つの手段は、発泡性材料をキャビティの中に導入し、次いで発泡性材料を発泡させて、キャビティを密封するフォームを形成することである。このフォームは、一般に、特にそれが幾らか軟質の材料である場合、音又はその他の振動の良好な吸収材となる。

前記発泡性材料は、しばしば、最初にキャリヤーに適用され、次いで、キャビティの中に挿入される。このキャリヤーは、ある種の初期構造支持体を提供し、それが望まれるキャビティの部分の中に発泡可能位置を固定するための手段を提供することができる。この形式のバッフル材料の例は、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８及び特許文献９中に記載されている。

典型的な挿入物中に使用されるキャリヤー材料の反射特性は、フォーム材料によって吸収される代わりに、キャリヤーで反響するキャビティ内のノイズになり得る。多くのバッフルは、発泡性材料によって覆われたキャリヤーの縁（エッジ）を有する、硬質ポリマー又は金属キャリヤーからなる。硬化の際に、キャビティ壁の外側面のみが吸収性材料を含有し、キャビティの中心断面は、音を反射し得るキャリヤーによってブロックされている。一層効果的なバッフルは、縁のみの代わりに、キャリヤーの全表面の上に軟質ポリマーを含むであろう。

別の形式のバッフルは、頂部表面上で、打ち抜かれた又は射出成形されたポリマーによって覆われたキャリヤーを含む。底部キャリヤー表面は、被覆されておらず、被覆されていないキャリヤー表面によるノイズの反射のために、吸音性に劣る。発泡性材料が底部表面に付着されている場合、それは、発泡工程の間に垂れ落ちて、凹凸のフォーム表面を与える。一層望ましいオッファーは、キャリヤーの頂部及び底部の両方上に吸音フォームを含む。

自動車用途に於いて、吸音バッフルは、典型的には、被覆又は塗装されなくてはならない部品のキャビティの中に挿入される。これらの自動車被覆は、通常、焼成（bake）され、バッフル内の発泡性材料を、被覆がベーク硬化を受けると同時に発泡させることが効率的である。これを実施することに伴う問題点は、発泡工程が行われる前でも、バッフルが、一般的にキャビティを塞ぐことである。これは、被覆がキャビティ中に進入し、その内側表面を被覆することを妨害する。それ故、被覆がキャビティ中に進入し、更にキャビティを密封することを可能にする手段が必要である。

これを可能にする代替形式のバッフルは、クラムシェルによって形成されているキャビティ内に発泡性材料を保持する多孔質クラムシェルを含んでなっている（特許文献８）。発泡の際に、キャビティは、また、クラムシェルキャリヤーをもカプセル状に包んでいるフォーム材料によって充填されるようになる。これらの部品は質量が高い。更に、組立プロセス及び製造コストの量は高く、クラムシェルキャリヤーを射出成形しなくてはならず、発泡性材料を射出成形又は打ち抜き加工しなくてはならず、そして次いでこれらのコンポーネントを手で組み立てなくてはならない。

吸音バッフルに伴う別の問題点は、発泡性材料が非均一的に発泡する傾向があることである。その結果、発泡した材料は、一部の領域に於いて、他の領域よりも厚くなる。これは、バッフルの吸音特性が、発泡した材料の最も薄い領域によって決定される傾向があるので、吸音特性に於ける有効性の損失に至る。幾つかの場合に、発泡は幾らか指向性になり、これは、再び、有効性の不一致及び損失に至る。これらのバッフルに於いて、発泡性材料の一層均一な発泡をもたらすことが望ましいであろう。

国際特許出願公開第ＷＯ９３／３７５０６号明細書 国際特許出願公開第ＷＯ００／０３８９４号明細書 国際特許出願公開第ＷＯ０１／３０９０６号明細書 国際特許出願公開第ＷＯ０２／２６５４９号明細書 国際特許出願公開第ＷＯ０８／０４３３８５号明細書 米国特許第５，３８５，９５１号明細書 欧州特許出願公開第４５２ ５２７Ａ１号明細書 欧州特許出願公告第１ ３６２ ６８３Ｂ１号明細書 欧州特許出願公開第４５７ ９２８Ａ１号明細書

本発明は、一つの面に於いて、熱的に不活性なキャリヤー及びこのキャリヤーに適用された熱発泡性材料を含む未硬化吸音部材（uncured acoustic absorbing member）であって、このキャリヤーが、第一の対峙側面及び第二の対峙側面（first and second opposing sides）を有する壁部分並びにこの壁部分を貫通して第一の対峙側面から第二の対峙側面まで伸びている開口（openings）を含み、その開口が０．５〜２０ｍｍの最大寸法を有し、該開口が、集合体（aggregate）中で、前記壁部分の表面積の１０〜８５％を構成し、そしてキャリヤー内の開口が、この熱発泡性材料によって充填されないように、前記熱発泡性材料がキャリヤーの対峙側面の両方に適用され、更に、熱発泡性材料が、１２０〜２５０℃の範囲内の温度に加熱されたときに発泡することによって膨張して、キャリヤーの両側面上に、キャリヤー内の開口の領域の少なくとも９９％を覆う発泡フォームを形成する、未硬化吸音部材である。

本発明は、また、或る態様に於いて、
ａ）第一の面の未硬化吸音部材を、キャビティ内に横断方向に配置し、そして
ｂ）吸音部材を、１２０〜２５０℃の温度に、熱発泡性材料が、その初期体積の少なくとも４００％まで発泡するために充分な時間加熱し、キャリヤーのそれぞれの対峙側面の上に、キャリヤーの対峙側面の全表面積を実質的に覆い、かつキャリヤー内の開口の領域の少なくとも９９％を充填する発泡フォームを生成させる
ことを含んでなる、音響バッフリングをキャビティに適用する方法である。

前記開口によって、熱発泡性材料が発泡する前に、流体がこの部材を貫通することが可能になり、一方、この材料が発泡した後に、連続音響バリヤー及び良好なキャビティ密封が提供される。従って、上記のプロセスの特に好ましい態様に於いて、工程ａ）の後で、被覆又は腐食処理（coating or corrosion treatment）が、被覆の少なくとも一部を、吸音バッフル部材中の開口に貫通させることにより、又は被覆若しくは腐食処理体の少なくとも一部を、吸音バッフル部材中の開口に通して排液することにより、又は両方により、キャビティの内部に適用され、被覆は工程ｂ）の間に熱硬化を受ける。

前記開口は、熱発泡工程の間に、前記部材を通過する気体の流れを可能にもする。これは熱移動を改良し、次いで、熱発泡性材料の発泡を速め、発泡の一層の均一性を促進することができる。

本発明のこの面の別の利点は、キャリヤーが、質量（mass）に於いて非常に低いものであってよく、単純な設計のものであってよいことである。キャリヤーの質量を低下させることは、熱発泡セットの間にキャリヤーを加熱する際に、少ないエネルギーが費やされる点で有利である。その結果、熱発泡性材料は、より短い時間内に、一層均一に発泡することができる。単純なキャリヤー設計はコストを下げることができる。多くの場合に、キャリヤーは、後で一層完全に説明するような、開口並びに、任意的に、ボーダー及び／又は或る種の表面構成、例えば隆起領域（raised area）を有する、単純な平面形を呈することができる。

第二の面に於いて、本発明は、第一の対峙側面及び第二の対峙側面を有する壁の形にある熱発泡性材料並びにこの壁を貫通して第一の対峙側面から第二の対峙側面まで伸びている開口を含む未硬化吸音部材であって、前記開口が０．５〜２０ｍｍの最大寸法を有し、開口が、集合体中で、前記壁部分の表面積の１０〜７５％を構成し、熱発泡性材料が、１２０〜２５０℃の範囲内の温度に加熱されたときに、発泡することによって膨張して（ここで、開口は熱発泡性材料の発泡によって閉じられる）、発泡フォームを形成する、未硬化吸音部材である。

本発明は、また、或る態様に於いて、
ａ）第二の面の未硬化吸音部材を、キャビティ内に横方向に配置し、そして
ｂ）この吸音部材を、壁内の開口が熱発泡性材料の発泡によって閉じられるように、熱発泡性材料がその初期体積の少なくとも４００％まで発泡するために充分な時間、１２０〜２５０℃の温度に、加熱し、そして硬化フォームを生成させる
ことを含んでなる、キャビティに音響バッフリング（acoustical baffling）を適用する方法である。

第三の面に於いて、本発明は、熱的に不活性なキャリヤー及びこのキャリヤーに適用された、１２０〜２５０℃の範囲内の温度に加熱されたときに、硬化し、そしてその初期体積の少なくとも４００％まで発泡して発泡フォームを形成する熱発泡性材料を含んでなる未硬化吸音部材であって、このキャリヤーが、対峙表面を有する壁部分を含み、対峙表面の少なくとも１個が、該表面を、それぞれ０．２５〜４００ｍｍ²の表面積を有する実質的に不連続の区画に、分割している隆起領域を含み、そして熱発泡性材料の少なくとも一部が、隆起領域によって規定される実質的に不連続の区画内のキャリヤーの少なくとも１個の表面に適用されて、キャリヤーの表面上に熱発泡性材料の不連続の層を形成する、未硬化吸音部材である。

本発明は、また、
ａ）本発明の第三の面の未硬化吸音部材を、キャビティ内に横断方向に配置し、そして
ｂ）この吸音部材を、熱発泡性材料の不連続層が、その初期体積の少なくとも４００％まで発泡するために充分な時間、１２０〜２５０℃の温度に、加熱し、そしてキャリヤーの少なくとも１個の側面上に、キャリヤーの該側面の全表面積を実質的に覆う硬化フォームを生成させる
ことを含んでなるキャビティに音響バッフリングを適用する方法である。

本発明の第三の面の不連続熱発泡性材料は、非常に均一な方式で発泡することが見出された。一層均一な発泡は、しばしば、フォームによって覆われていない壁表面積の量を減少させる。これは、一層一貫した吸音性能、より良いキャビティ密封をもたらし、更に、良好な吸音及び密封性能を得るために必要な熱発泡性材料の量を減少させることができる。

図１は本発明の未硬化吸音部材の正面図である。 図１Ａは本発明の未硬化吸音部材の横断部材の詳細図である。 図１Ｂは本発明の未硬化吸音部材の横断部材の代替態様の詳細図である。 図２は本発明の未硬化吸音部材の第二の態様の正面図である。 図２Ａは図２に示される未硬化吸音部材のためのキャリヤーの側面図である。 図２Ｂは図２に示される未硬化吸音部材の側面図である。 図３は本発明の未硬化吸音部材の第三の態様の正面図である。 図３Ａは図３に示される未硬化吸音部材の側面図である。

図１、図１Ａ及び１Ｂについて、吸音バッフル（acoustic absorbing baffle）１はキャリヤー８を含んでいる。図１に於いて、キャリヤー８は、周辺部材５、縦部材２及び横部材４を含む格子（lattice）の形状にある。縦部材２及び横部材４は、キャリヤー８の壁部分を規定する。縦部材２及び横部材４は、それらのそれぞれの交差点で互いに接触状態にあり、周辺部材５と一緒に、キャリヤー８を透過する開口３を規定する。熱発泡性材料６が縦部材２及び横部材４によって形成される壁の少なくとも一方の側面に適用されている。

図１Ａ及び図１Ｂは熱発泡性材料６をキャリヤー８に適用するための代替アプローチを示す。図１Ａに示される態様に於いて、熱発泡性材料６は、例示する横部材４をカプセル状に包み、事実上、縦部材２及び横部材４によって規定される壁のそれぞれの対峙側面の上に、熱発泡性材料６を形成している。このような態様に於いて、熱発泡性材料６は縦部材２を同様にカプセル状に包むことができる。代替態様に於いて、縦部材２及び横部材４は、熱発泡性材料６によって部分的にのみ被覆されていてよい。このような態様の例は、図１Ｂに示され、ここでは、横部材４の２個の対峙側面（キャリヤー８の壁部分の第一の対峙側面及び第二の対峙側面に対応する）は、別々に、熱発泡性材料６によって被覆されている。縦部材６は、この態様に於いて同様に被覆されていてよい。

代替態様に於いて、キャリヤー８は、それ自体、熱発泡性材料から作られている。この場合に於いて、縦部材２及び横部材４（並びに任意的な周辺部材５）は、熱発泡性材料によって作られており、追加の層６は必要でない。

図２、図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の他の面を例示する。図２に於いて、吸音部材２１は構造部材２９によって規定されるキャビティ内に配置されて、示されている。吸音部材２１はキャリヤー２８及び熱発泡性材料２６を含む。キャリヤー２８は壁２２を含む。壁２２は、第一の対峙側面及び第二の対峙側面を含み、それらの１個のみが図２中に見えている。壁２２のそれぞれの側面は、一連の交差している畝（ridge）として図２、図２Ａ及び図２Ｂに示されている、複数の隆起領域２４を含む。隆起領域２４は、壁２２のそれぞれの表面を、実質的に不連続の区画２５に分割している。実質的に不連続の区画２５は、それぞれ、０．２５〜４００ｍｍ²の表面積を有する。

本発明の目的のために、図２に於ける区画２５のような区画は、（１）それらが、図３に於いて示されるように隆起領域によって隣接する区画から完全に分離されている場合又は（２）それらが、区画の周辺部の、少なくとも５０％、更に好ましくは少なくとも７５％に沿って伸びている隆起領域によって隣接する区画から分離されている場合、「実質的に不連続」である。隣接する区画の間の完全な分離が、一般的には好ましいが、隣接する区画の間の小さい接続は許容される。従って、例えば畝２４は幾つかの態様に於いて不連続であってよく、例えば交互の隆起領域及び平坦領域のラインを形成し、そうして隣接する区画が、畝ライン内に平坦領域が存在する点で接続されるようになっていてよい。

図２Ａは、線２Ａ−２Ａに沿って、とられた断面に於けるキャリヤー２８を示す。図２Ｂは、断面内の吸音部材２１を示し、熱発泡性材料２６のキャリヤー２８へ、如何にして適用されるかを示す。熱発泡性材料２６は区画２５内の壁２２の対峙側面に適用されている。畝２４は、被覆されないままであるか又は被覆されてとしても、非常に小さい厚さで、畝２４の高さの、５０％を超えず、好ましくは２５％を超えない。図２Ｂに示される特定の態様に於いて、熱発泡性材料２６は畝２４の高さよりも幾らか厚い。畝２４を被覆されないままで残すことが好ましい。

本発明の両方の面を組み合わせる態様が図３及び図３Ａに示される。吸音部材３１は、構造部材３９によって規定されるキャビティ内に配置されて示されている。キャリヤー３８は壁３２及び周辺部材３４を含む。壁２２は、第一の対峙側面及び第二の対峙側面を含み、それらの１個のみが図１中に見えている。図示されているように、壁３２は、開口３３を含み、この開口は、図示される態様に於いて、主として、規則的形状パターンで配列されている。図３及び図３Ａに示される態様に於いて、熱発泡性材料４０は、壁３２のそれぞれの側面に適用され、開口３３（これは充填されないままである）及び周辺部材３４を除いて、壁３２の全表面を本質的に覆っている。熱発泡性材料をキャリヤー３８の周辺部材３４に適用することも、本発明の範囲内である。

図３及び図３Ａに示されるキャリヤーも、隆起領域を含む。図３及び図３Ａに於いて、隆起領域は、交差した畝３６及び隆起開口ボーダー（border）３５の形をとる。畝３６及び隆起開口ボーダー３５は、一緒に、区画３７を規定する。図示される態様に於いて、畝３６及び隆起開口ボーダー３５の高さは、熱発泡性材料４０の厚さにほぼ等しい。前記のように、熱発泡性材料４０は、畝３６及び隆起開口ボーダー３５の高さよりも小さい又は幾らか大きい厚さを有することができる。本発明の第一の面及び第二の面に於いて、開口、例えば図１に於ける開口３及び図３に於ける開口３３は、それぞれ、０．８〜３２０ｍｍ²の面積を有する。好ましくは、これらの開口は、それぞれ、３〜８０ｍｍ²の面積を有する。これらの開口の形状は、一般的には、本発明のために重要ではなく、従って、任意的に選択することができる。従って、これらの開口は、円形、楕円形、多角形、例えば三角形、長方形、六角形、「三日月」形、「星」形又は或る他の形状であってよい。特別の場合に於ける開口は、全部、同じサイズ又は同じ形状であることを必要としない。集合体中の開口は、バッフルの壁の表面積の、約１０〜約８５％、好ましくは、２０〜６０％をカバーすることができる。図１に於いて、集合体中の開口３は、キャリヤー８の壁部分の表面積の約６０〜７５％をカバーする。図３に於いて、集合体中の開口３３は、壁３２の全表面積の約２０〜２５％をカバーする。

開口の特定の配置も特に重要ではない。図１及び図３に示されるように、開口３及び３３は、整列された列及び行のパターンで配列されている。熱発泡性材料の発泡の前のバッフルの機械的原形と一致する、開口のランダム配置を含む殆ど任意の代替パターンを使用することができる。幾つかの場合に、流体のより良い排出を与えるために、又は他の理由のために、規定された場所内の開口の少なくとも幾らかをキャリヤーの壁部分の上に配置することが有利であろう。

本発明の第三の面に於いて、隆起領域、例えば図２に於ける隆起領域２４、図３に於ける畝３６及び図３に於ける隆起開口ボーダー３５は、熱発泡性材料の厚さよりも低い、これに等しい又はこれよりも高くてよい。最も好ましくは、このような隆起領域は、高さが熱発泡性材料２６の厚さに実質的に等しい（＋／−０．５ｍｍ）。絶対項に於いて、隆起領域の厚さは、好ましくは約０．５〜２０ｍｍ、好ましくは１〜１２ｍｍ、なお更に好ましくは１〜６ｍｍである。実質的に不連続の区画、例えば図２に於いて参照数字２５によって、そして図３に於いて参照数字３７によって示されるものは、それぞれ、０．２５〜４００ｍｍ²、好ましくは１〜１００ｍｍ²の表面積を有する。

本発明の第一の面及び第二の面に於いて、熱発泡性材料（例えば図１Ａ、図２Ｂ及び図３Ａに於いて、それぞれ参照数字６、２６及び４０によって示される）の厚さは、開口のサイズ及び数並びに発泡の際に、熱発泡性材料が、開口（例えば図１及び図３に於いて、それぞれ、開口３及び３３）の集合体領域の少なくとも９９％、好ましくは１００％を充填するまで発泡するような、熱発泡性材料の発泡特性と一緒に選択される。熱発泡性材料は、開口のサイズ及び数並びにこの材料が発泡したとき、それが、開口の集合体表面領域の少なくとも９９％を充填できる、この材料の発泡特性を考慮して、十分に厚くなくてはならない。発泡の間に、熱発泡性材料は、その初期体積の少なくとも４００％まで（即ち未発泡層のものの４倍である体積まで）からその初期体積の３５００％のように大きくまで発泡することができる。好ましい熱発泡性材料は、その初期体積の１０００〜３０００％又はその初期体積の２０００〜３０００％まで発泡することができる。

本発明の全ての面に於いて、発泡前の熱発泡性材料の厚さは、一般的に０．５〜１２ｍｍ、好ましくは１〜６ｍｍの範囲内である。

本発明の任意の面の吸音バッフルは追加の機能的特徴を含むことができる。これらの中には、図３に於けるクリップ４１のような取付け手段があり、これは、熱発泡性材料が発泡するような時間まで、バッフルを構造物中の所定の位置に一時的に固定するように機能することができる。多くの場合に、熱発泡性材料は、それが発泡されたとき、バッフルを所定の位置に接着するように機能するであろう。

本発明の種々の面に於いて使用されるキャリヤー（例えばキャリヤー８、２８及び３８）は、その形状を保持し、熱発泡性材料の層（単数又は複数）の重量を支持するために十分な機械的強度を有する任意の材料からも作ることができる。キャリヤーを作るために使用される材料は、また、熱的に不活性であり、これによって、熱発泡性材料が発泡する条件下で、キャリヤーが溶融、変形又は分解しないことが意味される。例えば、キャリヤーは、金属、セラミック又は有機ポリマーから作ることができる。有機ポリマーは、必要な機械的強度を有するそれを提供することが必要な場合、繊維又は他の強化材料によって強化することができる。キャリヤー８を作るために使用することができる有機ポリマーには、高融点熱可塑性樹脂、例えばポリアミド、ポリイミド、或る種のポリエステルが含まれる。「高融点」によって、熱可塑性樹脂が熱発泡性材料の発泡の間に遭遇する最高温度よりも高い溶融温度又は軟化温度を有することを意味する。

熱発泡性材料は、室温（約２５℃）で固体若しくは高度に粘性の材料であり、それ故、（キャリヤーを使用しない場合）自己支持性であるか、又はキャリヤーを使用するとき、キャリヤーに接着するか若しくは或る中間接着層を介してキャリヤーに接着することができる層に形成することができる、ポリマー組成物又は樹脂組成物から作られる。熱発泡性材料をキャリヤーに機械的に取り付けることも可能であるが、これは、通常あまり好ましくない。このポリマー組成物又は樹脂組成物には、有機ポリマー又はポリマー形成前駆体及び予定の上昇した温度に付されたとき気体を発生する熱活性化性発泡剤が含有されている。１２０〜２５０℃の温度にまで加熱されたときに、ポリマー組成物又は樹脂組成物は軟化又は溶融し、発泡剤は気体を発生する。この気体は、軟化又は溶融したポリマー内で気泡を形成し、これは、熱発泡性材料の体積を増加させ、発泡した気泡材料を形成する。この発泡は、しばしば、硬化又は架橋反応を伴い、発泡材料中の安定な気泡構造を作る。

熱発泡性材料を作るためのポリマー組成物又は樹脂組成物は、追加の成分、例えば活性化剤、触媒、硬化剤、架橋剤、充填剤、可塑剤、湿潤剤、接着改良剤又は粘着付与剤、ＩＲ吸収剤、気泡オープナー（cell opener）等を含有していてよい。

熱発泡性材料を作るためのポリマー組成物又は樹脂組成物は公知である。熱発泡性樹脂組成物の一つの種類には、発泡剤及び存在していてよいとき他の成分に加えて、１種又はそれ以上のエポキシ樹脂及び１種又はそれ以上のエポキシ硬化剤が含有されている。熱発泡性樹脂組成物の他の種類は、反応し、硬化して、ポリウレタン又はポリウレアフォームを形成する。このような組成物は、典型的には、発泡剤及び存在していてよいとき他の成分に加えて、イソシアネート末端プリポリマー及び１種又はそれ以上のイソシアネート反応性物質が含有されている。ポリマー組成物の第三の種類は、熱可塑性ゴム、例えばスチレン−ブタジエンコポリマーをベースにする。この種類のポリマー組成物は、例えば特許文献５に記載されている。有用なポリマー組成物の更に他の種類は、ポリオレフィン、例えばポリエチレン又はポリエチレンコポリマーをベースにする。これらの種類の熱発泡性材料は、特許文献６、特許文献７、特許文献９、特許文献３、国際特許出願公開第ＷＯ２００７／１１７６６３号明細書、国際特許出願公開第ＷＯ２００７／１１７６６４号明細書及び国際特許出願公開第ＷＯ２００７／２４９７４３号明細書に記載されている。

吸音部材は、キャリヤーを予備成形し、この予備成形したキャリヤーに熱発泡性材料を適用することによって、便利に製造される。キャリヤーは、その構造の材料を考慮して適切である任意の方法を使用して成形することができる。金属キャリヤーは、型押方法（stamping method）によって便利に形成され、一方、ポリマーキャリヤーは、成形又は押出方法、続く必要な場合の更なる二次成形によって、一層便利に形成される。熱発泡性材料は、オーバーモールディング（overmolding）プロセス又は押出プロセス、再び続く必要な場合の更なる二次成形によって、最も便利に適用される。モールド（金型）表面が、熱発泡性材料のために要求される必要な表面特徴の全部をもたらすように設計できるとき、オーバーモールディングプロセスが特に適している。

本発明の種々の面の吸音部材は、構造キャビティ内のバッファリングの吸音種類及び他の種類を形成するために有用である。特に関心のある構造キャビティは、車両の乗客領域内のノイズを減少するために吸音バッフルが望まれている、車両コンポーネントである。このような車両構造キャビティの例には、乗用車及びトラックの所謂Ａ−、Ｂ−及びＣ−ピラー並びに屋根レール並びに同様の構造物が含まれる。

バッフルは、吸音バッフル部材をキャビティ内の所定の位置に挿入し、次いで吸音部材を、熱発泡性材料を発泡させるために充分な温度まで加熱することによって形成される。吸音部材は、典型的には、キャビティの縦次元に対して横方向に配向されている。殆どではないとしても多くの場合、熱発泡性材料が発泡した後に、キャビティはバッフルによって密封されるであろう。

吸音バッフル部材は、好ましくは、それが使用されるべきキャビティの断面形状とほぼ同じ断面形状を有する。吸音バッフル部材は、熱発泡性材料の発泡の前には、キャビティ内にぴったりと適合することができる。これらの態様に於いて、発泡工程が完結するまで、吸音バッフル部材を所定の位置に保持するために、単純な摩擦が十分であろう。他の場合に、吸音バッフル部材は、断面がキャビティよりも小さくてよい。このような場合に、発泡工程が完結するまで、吸音バッフル部材を所定の位置に保持するために、吸音バッフル部材をキャビティに固定することが、通常望ましい。機械的手段、例えばクリップ、ピン及び他の締結具を使用することができる。この目的のために、接着剤を同様に使用することができる。

熱発泡性材料は、吸音部材を１２０℃〜２５０℃の温度まで加熱することによって発泡させられる。好ましい発泡温度は１４０℃〜２１０℃である。しかしながら、それぞれの特別の場合に使用される温度は、もちろん、熱発泡性材料を構成するポリマー組成物又は樹脂組成物の組成及び発泡特性に依存するであろう。典型的には、これらの組成物は、予定の温度範囲内で発泡するように配合される。

加熱工程は、熱発泡性材料が発泡して、熱発泡性材料の初期体積の少なくとも４００％の体積を有するフォームを形成するまで続けられる。発泡は、初期体積の、好ましくは１０００〜３５００％、更に好ましくは２０００〜３０００％までである。熱発泡性材料が、発泡工程の間に架橋及び／又は硬化しなくてはならない場合、加熱工程の温度及び時間は、また、これらのプロセスが起こるために十分なものである。典型的には、加熱工程は、使用される特別の温度、熱発泡性材料の組成、必要とされる発泡の程度、熱発泡性材料の厚さ及びキャリヤーの熱伝導度のような要因に依存して、５〜６０分間を必要とするであろう。

発泡フォームは、殆どの場合に、バッフルのそれぞれの側面の全表面積を実質的に覆うであろう。キャリヤーが本明細書に記載したような開口を有する本発明の態様に於いて、発泡ホームは、このような開口の集合体表面積の少なくとも９９％、好ましくは、１００％を覆うであろう。最も好ましくは、発泡フォームはキャビティの断面全体を密封するバッフルを形成するであろう。

熱発泡工程を、電気被覆（electrocoating）又はベーク硬化を必要とする他の仕上げのような被覆の熱硬化と同時に実施することが、多くの自動車組立環境に於いて、非常に便利であり、費用効果的である。この被覆は、しばしば、錆及び他の環境損傷に対する保護を有するアセンブリを提供する。このために、被覆材料によって、キャビティの内側を含む、構造物の全ての表面を覆うことが重要である。これは、吸音バッフル部材が、本発明の第一の面に於けるように開口を有するとき助長される。このような場合に、キャビティの組立の間又はキャビティを組み立てた後で、吸音バッフル部材を所望の場所でキャビティの中に挿入することができる。次いで、被覆を、得られる構造物に適用することができる。吸音バッフル部材内の開口によって、被覆がキャビティを通過して流れ、キャビティの内側表面と接触することが可能になる。これは、キャビティの両端が密封されるべきとき又はキャビティの一端のみが開いているとき、特に重要である。同様に、吸音バッフル部材内の開口によって、過剰の被覆が、それがベーク硬化を受ける前に部品から容易に排出されることが可能になる。

次いで、被覆された材料は、加熱工程を受け、その間に、被覆はベーク硬化され、熱発泡性材料は発泡される。吸音バッフル部材中に開口が存在する場合、これらは、これらは熱発泡性材料発泡物によって覆われるようになり、この方法でキャビティを密封する。この密封は、殆どの場合に音響バッフリング（baffling）をもたらし、また、キャビティを密封して、雨水のような液体がキャビティの中に入ること及び腐食を起こすことを防止することができる。

音響バリヤー部材が、熱発泡性材料の実質的に不連続の区画を含有するとき、熱発泡性材料が、熱発泡性材料が全部で１個の片であるときよりも一層均一に発泡する点で、利益がしばしば見られる。熱発泡性材料が、大きい連続層としてキャリヤーに適用されるとき、一定量の不均一な発泡がしばしば起こることが見出された。これは、音響バリヤー部材を作るためにオーバーモールディング方法が使用されるとき、しばしば事実である。熱発泡性材料を、それぞれ０．２５〜４００ｍｍ²の表面積を有する不連続区画に分断することによって、層の更に均一な発泡が起こることが見出された。本発明は、如何なる理論によっても限定されるものではないが、不均一な発泡は、熱発泡性材料が適用されるとき生じる一定量の不均一配向によって起こされると信じられる。不連続の区画への材料の分断によって、材料中の分離した区画への配向が制限され、それで、区画内で、配向に於ける差が、一般的により小さい。発泡工程の間に不連続区画を加熱するとき、発泡剤が活性化される前に残留配向を除去することが、より良く可能であり、これは一層均一な発泡に至る。

この発泡材料は、殆どの場合に、音響バリヤー（その機能は、キャビティを通して伝達されているノイズ及び振動を、吸収、反射又は遮断することである）として機能する。この発泡材料は、通常、それが主として独立気泡を含有するとき、音響バリヤー材料として良く機能を発揮する。従って、この発泡材料は５０〜１００％、好ましくは７５〜１００％の独立気泡を含有することが好ましい。

この発泡材料は、殆どの場合に、音響バリヤー（その機能は、キャビティを通して伝達されているノイズ及び振動を、吸収、反射又は遮断することである）として機能する。この発泡材料は、通常、それが主として独立気泡を含有するとき、音響バリヤー材料として良く機能を発揮する。従って、この発泡材料は５０〜１００％、好ましくは７５〜１００％の独立気泡を含有することが好ましい。
以下に、本発明及びその関連態様を記載する。
態様１．熱的に不活性なキャリヤー及び該キャリヤーへ適用された熱発泡性材料を含んでなる未硬化吸音部材であって、
前記キャリヤーが、第一の対峙側面及び第二の対峙側面を有する壁部分並びに該壁部分を貫通して第一の対峙側面から第二の対峙側面まで伸びている開口を含み、その開口が０．５〜２０ｍｍの最大寸法を有し、そして該開口が、集合体中で、前記壁部分の表面積の１０〜７５％を構成し、そして
前記キャリヤー内の開口が、前記熱発泡性材料によって充填されないように、前記熱発泡性材料が前記キャリヤーの両側面に適用され、更に、前記熱発泡性材料が、１２０〜２５０℃の範囲内の温度に加熱されたときに発泡することによって膨張して、前記キャリヤー内の開口の領域の少なくとも９９％を覆う発泡フォームを形成する、未硬化吸音部材。
態様２．前記熱発泡性材料が、１４０〜２２０℃の温度に加熱されたときに、初期体積の２０００〜３０００％まで発泡する態様１に記載の未硬化吸音部材。
態様３．前記開口が、集合体中で、前記壁部分の表面積の２０〜６０％を構成する態様１又は２に記載の未硬化吸音部材。
態様４．音響バッフリングをキャビティへ適用する方法であって、
ａ）態様１、２又は３に記載の未硬化吸音部材を、該キャビティ内に横断方向に配置し、そして
ｂ）前記吸音部材を、１２０〜２５０℃の温度に、熱発泡性材料が、その初期体積の少なくとも４００％まで発泡するために充分な時間、加熱し、前記キャリヤーのそれぞれの対峙側面の上に、キャリヤーの前記対峙側面の全表面積を実質的に覆い、かつキャリヤー内の開口の領域の少なくとも９９％を充填する発泡フォームを生成させる
ことを含んでなる方法。
態様５．工程ａ）の後で、工程ｂ）の前に、前記キャビティの内部中に、被覆又は腐食処理を適用し、該被覆又は腐食処理体を工程ｂ）の間に硬化させる態様４に記載の方法。
態様６．第一の対峙側面及び第二の対峙側面を有する壁の形の熱発泡性材料並びにこの壁を貫通して第一の対峙側面から第二の対峙側面まで伸びている開口を含んでなる未硬化吸音部材であって、前記開口が０．５〜２０ｍｍの最大寸法を有し、前記開口が、集合体中で、この壁部分の表面積の１０〜７５％を構成し、前記熱発泡性材料が、１２０〜２５０℃の範囲内の温度に加熱されたときに発泡することによって膨張して（この熱発泡性材料の発泡によって前記開口が閉じられる）、発泡フォームを形成する未硬化吸音部材。
態様７．前記熱発泡性材料が、１４０〜２２０℃の温度に加熱されたときに、初期体積の２０００〜３０００％まで発泡する態様６に記載の未硬化吸音部材。
態様８．前記開口が、集合体中で、前記壁部分の表面積の２０〜６０％を構成する態様６又は７に記載の未硬化吸音部材。
態様９．キャビティに音響バッフリングを適用する方法であって、
ａ）態様６、７又は８に記載の未硬化吸音部材を、前記キャビティ内に横断方向に配置し、そして
ｂ）前記吸音部材を、壁内の開口が熱発泡性材料の発泡によって閉じられるように、熱発泡性材料がその初期体積の少なくとも４００％まで発泡するために充分な時間、１２０〜２５０℃の温度に、加熱し、そして硬化フォームを生成させる
ことを含んでなる方法。
態様１０．工程ａ）の後で、工程ｂ）の前に、前記キャビティの内部中に、被覆又は腐食処理を、適用し、該被覆又は腐食処理体を工程ｂ）の間に硬化させる態様９に記載の方法。
態様１１．熱的に不活性のキャリヤー及び該キャリヤーに適用された、１２０〜２５０℃の範囲内の温度に加熱されたときに、硬化し、そしてその初期体積の少なくとも４００％まで発泡して発泡フォームを形成する熱発泡性材料を含んでなる未硬化吸音部材であって、
前記キャリヤーが、対峙表面を有する壁部分を含み、対峙表面の少なくとも１個が、該表面を、それぞれ、０．２５〜４００ｍｍ ² の表面積を有する実質的に不連続の区画に、分割する隆起領域を含み、そして
前記熱発泡性材料の少なくとも一部が、前記隆起領域によって規定される実質的に不連続の区画内のキャリヤーの少なくとも１個の表面に適用されて、前記キャリヤーの表面上に熱発泡性材料の不連続の区画を形成する未硬化吸音部材。
態様１２．前記キャリヤーが、第一の対峙側面及び第二の対峙側面並びに前記壁部分を貫通して第一の対峙側面から第二の対峙側面まで伸びている開口を有し、該開口が０．５〜２０ｍｍの最大寸法を有し、該開口が、集合体中で、前記壁部分の表面積の１０〜７５％を構成する態様１１に記載の吸音部材。
態様１３．前記開口の少なくとも一部が隆起開口ボーダーを有する態様１２に記載の吸音部材。
態様１４．キャビティへ音響バッフリングを適用する方法であって、
ａ）態様１１、１２又は１３に記載の未硬化吸音部材を、前記キャビティ内に横断方向に配置し、そして
ｂ）前記吸音部材を、熱発泡性材料の不連続層が、その初期体積の少なくとも４００％まで発泡するために充分な時間、１２０〜２５０℃の温度に、加熱し、そしてキャリヤーの少なくとも１個の側面上に、該キャリヤーの該側面の全表面積を実質的に覆う発泡フォームを生成させる
ことを含んでなる方法。

Claims (14)

1. 熱的に不活性なキャリヤー及び該キャリヤーへ適用された熱発泡性材料を含んでなる未硬化吸音部材であって、
   前記キャリヤーが、第一の対峙側面及び第二の対峙側面を有する壁部分並びに該壁部分を貫通して第一の対峙側面から第二の対峙側面まで伸びている開口を含み、その開口が０．５〜２０ｍｍの最大寸法を有し、そして該開口が、集合体中で、前記壁部分の表面積の１０〜７５％を構成し、そして
   前記キャリヤー内の開口が、前記熱発泡性材料によって充填されないように、前記熱発泡性材料が前記キャリヤーの両側面に適用され、更に、前記熱発泡性材料が、１２０〜２５０℃の範囲内の温度に加熱されたときに発泡することによって膨張して、前記キャリヤー内の開口の領域の少なくとも９９％を覆う発泡フォームを形成する、未硬化吸音部材。
2. 前記熱発泡性材料が、１４０〜２２０℃の温度に加熱されたときに、初期体積の２０００〜３０００％まで発泡する請求項１に記載の未硬化吸音部材。
3. 前記開口が、集合体中で、前記壁部分の表面積の２０〜６０％を構成する請求項１又は２に記載の未硬化吸音部材。
4. 音響バッフリングをキャビティへ適用する方法であって、
   ａ）請求項１、２又は３に記載の未硬化吸音部材を、該キャビティ内に横断方向に配置し、そして
   ｂ）前記吸音部材を、１２０〜２５０℃の温度に、熱発泡性材料が、その初期体積の少なくとも４００％まで発泡するために充分な時間、加熱し、前記キャリヤーのそれぞれの対峙側面の上に、キャリヤーの前記対峙側面の全表面積を実質的に覆い、かつキャリヤー内の開口の領域の少なくとも９９％を充填する発泡フォームを生成させる
   ことを含んでなる方法。
5. 工程ａ）の後で、工程ｂ）の前に、前記キャビティの内部中に、被覆又は腐食処理を適用し、該被覆又は腐食処理体を工程ｂ）の間に硬化させる請求項４に記載の方法。
6. 第一の対峙側面及び第二の対峙側面を有する壁の形の熱発泡性材料並びにこの壁を貫通して第一の対峙側面から第二の対峙側面まで伸びている開口を含んでなる未硬化吸音部材であって、前記開口が０．５〜２０ｍｍの最大寸法を有し、前記開口が、集合体中で、この壁部分の表面積の１０〜７５％を構成し、前記熱発泡性材料が、１２０〜２５０℃の範囲内の温度に加熱されたときに発泡することによって膨張して（この熱発泡性材料の発泡によって前記開口が閉じられる）、発泡フォームを形成する未硬化吸音部材。
7. 前記熱発泡性材料が、１４０〜２２０℃の温度に加熱されたときに、初期体積の２０００〜３０００％まで発泡する請求項６に記載の未硬化吸音部材。
8. 前記開口が、集合体中で、前記壁部分の表面積の２０〜６０％を構成する請求項６又は７に記載の未硬化吸音部材。
9. キャビティに音響バッフリングを適用する方法であって、
   ａ）請求項６、７又は８に記載の未硬化吸音部材を、前記キャビティ内に横断方向に配置し、そして
   ｂ）前記吸音部材を、壁内の開口が熱発泡性材料の発泡によって閉じられるように、熱発泡性材料がその初期体積の少なくとも４００％まで発泡するために充分な時間、１２０〜２５０℃の温度に、加熱し、そして硬化フォームを生成させる
   ことを含んでなる方法。
10. 工程ａ）の後で、工程ｂ）の前に、前記キャビティの内部中に、被覆又は腐食処理を、適用し、該被覆又は腐食処理体を工程ｂ）の間に硬化させる請求項９に記載の方法。
11. 熱的に不活性のキャリヤー及び該キャリヤーに適用された、１２０〜２５０℃の範囲内の温度に加熱されたときに、硬化し、そしてその初期体積の少なくとも４００％まで発泡して発泡フォームを形成する熱発泡性材料を含んでなる未硬化吸音部材であって、
    前記キャリヤーが、対峙表面を有する壁部分を含み、対峙表面の少なくとも１個が、該表面を、それぞれ、０．２５〜４００ｍｍ²の表面積を有する実質的に不連続の区画に、分割する隆起領域を含み、そして
    前記熱発泡性材料の少なくとも一部が、前記隆起領域によって規定される実質的に不連続の区画内のキャリヤーの少なくとも１個の表面に適用されて、前記キャリヤーの表面上に熱発泡性材料の不連続の区画を形成する未硬化吸音部材。
12. 前記キャリヤーが、第一の対峙側面及び第二の対峙側面並びに前記壁部分を貫通して第一の対峙側面から第二の対峙側面まで伸びている開口を有し、該開口が０．５〜２０ｍｍの最大寸法を有し、該開口が、集合体中で、前記壁部分の表面積の１０〜７５％を構成する請求項１１に記載の吸音部材。
13. 前記開口の少なくとも一部が隆起開口ボーダーを有する請求項１２に記載の吸音部材。
14. キャビティへ音響バッフリングを適用する方法であって、
    ａ）請求項１１、１２又は１３に記載の未硬化吸音部材を、前記キャビティ内に横断方向に配置し、そして
    ｂ）前記吸音部材を、熱発泡性材料の不連続層が、その初期体積の少なくとも４００％まで発泡するために充分な時間、１２０〜２５０℃の温度に、加熱し、そしてキャリヤーの少なくとも１個の側面上に、該キャリヤーの該側面の全表面積を実質的に覆う発泡フォームを生成させる
    ことを含んでなる方法。

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