CN113661060A - 吸音材料 - Google Patents

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相园启文
冈部隆志
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Abstract

吸音材料(50)具有：毡状纤维体(51)，其包含纤度为1旦尼尔以下的细纤维15～70重量％、在内部具有空洞的中空纤维20～60重量％和使纤维彼此结合的粘结纤维10～40重量％；以及，无纺布(52)，其层叠于毡状纤维体(51)的表面。无纺布(52)包含被拉伸且沿单向排列的多条长纤维、且前述多条长纤维的平均纤维直径为1～4μm。另外，吸音材料(50)的厚度为8～45mm、吸音材料(50)的体积密度为20kg/m3以下。

Description

吸音材料
技术领域
本发明涉及：具有毡状纤维体(多孔吸音材料)和层叠于其表面的无纺布的吸音材料。
背景技术
申请人以前提出了一种与多孔吸音体层叠而使用的吸音材料用无纺布(参照专利文献1)。该吸音材料用无纺布包含被拉伸且沿单向排列的多条长纤维，前述多条长纤维的纤维直径分布的众数值处于1～4μm。前述吸音材料用无纺布基本不有损前述多孔吸音体的轻量性、柔软性等，与前述多孔吸音体单独的情况相比，可以改善1000～10000Hz的频带中的吸音性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-92131号公报
发明内容
发明要解决的问题
通过组合前述吸音材料用无纺布与多孔吸音体，从而可以得到与多孔吸音体单独的情况相比1000～10000Hz的频带中的吸音性能得到改善的吸音材料。然而，未必在1000～10000Hz的全部频率范围内要求高的吸音性能，有时要求10000Hz以下的特定的频带(例如2000～3000Hz、5000～6000Hz)下的高的吸音性能。另外，制品化时，也要求制造容易、轻量且容易操作。
因此，本发明的目的在于，提供：轻量且容易操作、在10000Hz以下的规定的频带中发挥高的吸音性能、且容易制造的吸音材料。
用于解决问题的方案
本发明人反复研究和实验，结果发现：通过组合特定的单位面积重量的前述吸音材料用无纺布与特定的多孔吸音体，从而可以较容易地制造轻量且操作性优异、在10000Hz以下的规定的频带中能发挥高的吸音性能的吸音材料。本发明是基于上述见解而作出的。
本发明的吸音材料具有：毡状纤维体、和层叠于前述毡状纤维体的表面的无纺布。前述毡状纤维体包含纤度为1旦尼尔以下的细纤维15～70重量％、在内部具有空洞的中空纤维20～60重量％和使纤维彼此结合的粘结纤维10～40重量％。前述无纺布包含被拉伸且沿单向排列的多条长纤维，前述多条长纤维的平均纤维直径为1～4μm、且单位面积重量为5～20g/m2。而且，前述吸音材料的厚度为8～45mm、体积密度为20kg/m3以下。
发明的效果
根据本发明，可以提供：轻量且容易操作、在10000Hz以下的规定的频带中能发挥高的吸音性能、且容易制造的吸音材料。
附图说明
图1为本发明的一实施方式的吸音材料的剖视图。
图2为构成前述吸音材料的无纺布的一例的基于扫描型电子显微镜的放大照片(倍率：1000倍)。
图3为示出作为前述无纺布的一例的纵排列长纤维无纺布的制造装置的一例的概要构成的图。
图4为示出前述吸音材料的制造装置的一例的概要构成的图。
图5为示出前述纵排列长纤维无纺布的物性的表。
图6为示出前述纵排列长纤维无纺布的纤维直径分布的图。
图7为示出实施例1-5(吸音材料)的特性值(厚度、单位面积重量、体积密度)的表。
图8为示出实施例1-5的毡状纤维体中的PET细纤维、中空PET纤维和低熔点PET纤维的混合比例的表。
图9为示出实施例1-5(吸音材料)的垂直入射吸音率的测定结果的图。
图10为示出比较例1-5(毡状纤维体)的垂直入射吸音率的测定结果的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。
图1为本发明的一实施方式的吸音材料的剖视图。如图1所示，实施方式的吸音材料50具有：作为多孔吸音体的毡状纤维体51、和层叠于毡状纤维体51的表面的无纺布52，且它们经一体化而构成。
[毡状纤维体51]
毡状纤维体51是将纤度为1旦尼尔以下的细纤维、在内部具有空洞的中空纤维和使纤维彼此结合的粘结纤维混棉(混合)而形成的。前述细纤维、前述中空纤维和前述粘结纤维为热塑性树脂纤维。没有特别限制，前述细纤维、前述中空纤维和前述粘结纤维优选为以聚酯(特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯)为主成分的聚酯系树脂纤维或以聚丙烯为主成分的聚丙烯系树脂纤维。
前述细纤维的纤度优选0.3～1.0旦尼尔。即，前述细纤维可以为所谓极细纤维。另外，毡状纤维体51中的前述细纤维的混合量(混合比例)为15～70重量％、优选20～50重量％。这是由于，前述细纤维的混合量如果变得低于15重量％，则变得难以确保吸音性能，前述细纤维的混合量如果超过70重量％，则有变得得不到大体积性、柔软性的担心。
前述中空纤维的纤度大于前述细纤维的纤度且为15旦尼尔以下，优选为2～10旦尼尔。另外，毡状纤维体51中的前述中空纤维的混合量为20～60重量％、优选30～50重量％。这是由于，前述中空纤维的混合量如果变得低于20重量％，则变得无法充分得到大体积性、柔软性，前述中空纤维的混合量如果超过60重量％，则基本无法实现吸音性能的改善，另外，成本也变高，不经济。需要说明的是，没有特别限制，在上述范围内前述中空纤维的混合量多于前述细纤维的混合量、即、使前述中空纤维的混合比例高于前述纤维的混合比例，从而可以得到大体积性和柔软性优异的毡状纤维体51(进而吸音材料50)。
前述粘结纤维的熔点低于前述细纤维和前述中空纤维，通过加热处理而熔融，使构成毡状纤维体51的纤维彼此结合。另外，前述粘结纤维也可以有利于毡状纤维体51与无纺布52的一体化、即、使毡状纤维体51与无纺布52结合的情况。前述粘结纤维的纤度大于前述细纤维的纤度且为6旦尼尔以下，优选为2～5旦尼尔。另外，毡状纤维体51中的前述粘结纤维的混合量为10～40重量％、优选25～35重量％。这是由于，前述粘结纤维的混合量如果变得低于10重量％，则有构成毡状纤维体51的纤维彼此的结合、毡状纤维体51与无纺布52的结合变得不充分的担心，前述粘结纤维的混合量如果超过40重量％，则有破坏毡状纤维体51的柔软性的担心。
毡状纤维体51可以经过与一般的毡同样的工序而制造。即，毡状纤维体51可以经过如下工序等而制造：将前述细纤维、前述中空纤维和前述粘结纤维混合(混棉)形成混合纤维的工序(混合工序)；将前述混合纤维进行开纤和梳棉而形成混合纤维网的工序(梳棉工序)；和，层叠所形成的混合纤维网而形成网层叠体的工序(层叠工序)。需要说明的是，对前述网层叠体实施加热处理，但关于其如后述。
需要说明的是，毡状纤维体51的单位面积重量为100～500g/m2、毡状纤维体51的厚度为8～45mm。
[无纺布52]
无纺布52为所谓长纤维无纺布。无纺布52包含被拉伸且沿单向排列的多条长纤维(长丝)。
无纺布52例如可以为被拉伸的多条长纤维沿单向排列的构成的“单向排列无纺布”。前述单向无需严格地为单向，只要大致为单向即可。这种“单向排列无纺布”可以经过包括例如使多条长纤维沿单向排列的工序和将排列后的多条长纤维沿前述单向进行拉伸的工序的制造工序而制造。
此处，“使多条长纤维沿单向排列”是指，使多条长纤维以各长度方向(轴向)成为单向的方式排列，即，排列后的多条长纤维各自大致沿单向延伸。例如，前述单向排列无纺布作为长尺片制造的情况下，前述单向可以为：前述长尺片的长度方向(也称为纵向)、从前述长尺片的长度方向倾斜的方向、前述长尺片的宽度方向(也称为宽度方向)或从前述长尺片的宽度方向倾斜的方向。
另外，“将排列后的多条长纤维沿前述单向进行拉伸”是指，将排列后的多条长纤维各自沿大致其轴向进行拉伸。需要说明的是，将沿单向排列的多条长纤维沿单向进行拉伸，从而各长纤维的构成分子变得沿作为拉伸方向的单向、即、各长纤维的轴向排列。
图2为作为无纺布52的一例的前述单向排列无纺布的基于扫描型电子显微镜的放大照片(倍率：1000倍)。图2所示的单向排列无纺布中，多条长纤维大致沿图2中的上下方向排列。
另外，无纺布52除被拉伸且沿单向排列的多条长纤维(第1长纤维)之外，还可以具有被拉伸且沿与前述单向正交的方向排列的多条第2长纤维。即，无纺布52可以为拉伸后的多条长纤维长丝沿正交的二方向中的任一方向排列的构成的“正交排列无纺布”。前述正交的二方向无需严格地正交，只要大致正交即可。这种正交排列无纺布例如通过使前述单向排列无纺布以彼此的长纤维正交的方式进行层叠、并熔接而得到。
此处，对无纺布52具体地进行说明。如上述，无纺布52可以为“单向排列无纺布”或“正交排列无纺布”。需要说明的是，以下的说明中，“纵向”是指，制造无纺布52时的输送方向(即，相当于无纺布52的长度方向)，“宽度方向”是指，与前述输送方向正交的方向(即，相当于无纺布52的宽度方向)。另外，以下，有时将长纤维记作长丝。
(单向排列无纺布(纵排列长纤维无纺布))
作为前述单向排列无纺布的一例的纵排列长纤维无纺布通过使热塑性树脂所形成的多条长纤维沿纵向排列，即，各长纤维的长度方向(轴向)在纵向上大致一致的方式排列，将排列后的前述多条长纤维沿纵向(轴向)进行拉伸，从而得到。前述纵排列长纤维无纺布中，各长纤维的构成分子沿前述纵向取向。此处，前述多条长纤维的在前述纵向上的拉伸的倍率为3～6倍。另外，构成前述纵排列长纤维无纺布的前述多条长纤维(即，拉伸后的多条长纤维)的平均纤维直径为1～4μm、优选2～3μm。进而，构成前述纵排列长纤维无纺布的前述多条长纤维的纤维直径分布的变异系数为0.1～0.3。需要说明的是，前述变异系数是前述多条长纤维的纤维直径的标准偏差除以平均(平均纤维直径)而得到的值。
前述长纤维没有特别限制，例如可以为平均长超过100mm的纤维。另外，前述多条长纤维的平均纤维直径只要处于1～4μm的范围内即可，前述纵排列长纤维无纺布可以包含纤维直径低于1μm的长纤维、纤维直径超过4μm的长纤维。需要说明的是，长纤维的长度和纤维直径例如可以由用扫描型电子显微镜拍摄的前述纵排列长纤维无纺布的放大照片而测定，由N个(例如50个)的测定值可以求出前述平均纤维直径、前述标准偏差和前述变异系数。
前述纵排列长纤维无纺布的单位面积重量为5～20g/m2、优选约15g/m2(例如15±3g/m2)。这是由于，单位面积重量如果低于5g/m2，则有强度不足的担心。另一方面，单位面积重量如果超过20g/m2，则厚度变大，且透气度也变低。因此，后述的、与毡状纤维体51的一体化时，有变得容易产生热风难以通过的部位，导致部分的结合不良(粘接不良)的担心。需要说明的是，对于单位面积重量，例如准备切成300mm×300mm的无纺布片多张，测定各自的重量，由其平均值而算出。另外，前述纵排列长纤维无纺布的厚度为15～60μm、优选20～45μm。
前述长纤维是将热塑性树脂熔融纺丝而得到的。前述热塑性树脂使用与毡状纤维体51同种的树脂。即，前述长纤维是将聚酯系树脂或聚丙烯系树脂熔融纺丝而得到的。此处，作为前述聚酯系树脂，优选特性粘度IV为0.43～0.63(优选0.48～0.58)的聚对苯二甲酸乙二醇酯。但不限定于此。需要说明的是，前述聚酯系树脂或前述聚丙烯系树脂中可以包含0.01～2重量％左右的抗氧化剂、耐气候剂、着色剂等添加剂。另外，作为前述聚酯系树脂，可以使用阻燃性聚酯。
接着，对前述纵排列长纤维无纺布的制造方法的一例进行说明。前述纵排列长纤维无纺布的制造方法包括如下工序：形成多条长纤维沿纵向排列而成的构成的无纺布网的工序；和，将所形成的无纺布网(即，沿纵向排列的多条长纤维)沿纵向进行拉伸而得到纵排列长纤维无纺布的工序。
详细地，形成前述无纺布网的工序包括如下工序：从喷嘴组向输送带挤出多条(多根)长丝的工序；使从前述喷嘴组挤出的各长丝夹带于高速气流而细径化的工序；和，使前述高速气流的朝向沿前述输送带的行进方向(即，纵向)周期地变动的工序，形成多条长丝沿前述输送带的行进方向(纵向)排列而成的无纺布网。另外，得到前述纵排列长纤维无纺布的工序中，将所形成的无纺布网沿纵向拉伸，由此，得到前述纵排列长纤维无纺布。需要说明的是，前述拉伸的倍率如上所述为3～6倍。
此处，关于前述喷嘴组，喷嘴数、喷嘴孔间距P、喷嘴孔直径D和喷嘴孔长度L可以任意设定，但优选喷嘴孔直径D为0.1～0.3mm、L/D为10～40。
图3为示出前述纵排列长纤维无纺布的制造装置的一例的概要构成的图。图3所示的前述纵排列长纤维无纺布的制造装置以通过熔喷法制造前述纵排列长纤维无纺布的方式构成，包含：熔喷模具1、输送带7、气流振动机构9、拉伸机筒12a、12b和牵引轧辊16a、16b等。
首先，在装置的前段，将热塑性树脂(此处为聚酯系树脂)投入至挤出机(省略图示)，熔融、并挤出，送至熔喷模具1。
熔喷模具1在其前端(下端)具有与纸面垂直的方向、即、与输送带7的行进方向垂直排列的多个喷嘴3。通过齿轮泵(省略图示)等将送至熔喷模具1的熔融树脂2从各喷嘴3挤出，从而形成(纺丝)多条长丝11。需要说明的是，图3中，熔喷模具1用剖视图表示，因此，仅示出一个喷嘴3。另外，熔喷模具1中，在各喷嘴3的两侧分别设有储气罐5a、5b。被加热至前述热塑性树脂的熔点以上的高压加热空气送入这些储气罐5a、5b，之后，从与储气罐5a、5b连通且在熔喷模具1的前端开口的狭缝6a、6b喷出。由此，在喷嘴3的下方，形成与来自喷嘴3的长丝11的挤出方向大致平行的高速气流。通过该高速气流，自喷嘴3挤出的长丝11维持能牵引的熔融状态，且利用高速气流的摩擦力对长丝11提供牵引(即，长丝11被拉伸)而长丝11细径化。需要说明的是，刚刚纺丝后的长丝11的直径优选10μm以下。另外，形成于喷嘴3的下方的高速气流的温度设定为比长丝11的纺丝温度高20℃以上、期望高40℃以上。
用熔喷模具1形成长丝11的方法中，通过提高前述高速气流的温度，从而可以使自喷嘴3刚刚挤出后的长丝11的温度比长丝11的熔点充分高，由此，长丝11的细径化成为可能。
在熔喷模具1的下方配置有输送带7。输送带7被悬挂于通过省略图示的驱动源而旋转的输送机滚筒13、其他辊。通过输送机滚筒13的旋转而驱动输送带7，从而自喷嘴3挤出，捕集至输送带7上，长丝11向图3中的箭头方向(右方向)被输送。
在熔喷模具1与输送带7之间的规定位置、具体而言从喷嘴3的两侧的狭缝6a、6b喷出的高压加热空气合流而形成的高速气流的流域(附近)处，设有气流振动机构9。气流振动机构9具有：截面为椭圆形的椭圆柱部、和从椭圆柱部的两端分别延伸的支撑轴9a，与基于输送带7的长丝11的输送方向(输送带7的行进方向)大致正交的方向、即、与应制造的纵排列长纤维无纺布的宽度方向大致平行地配置。而且，气流振动机构9以支撑轴9a旋转而前述椭圆柱部沿箭头A方向旋转的方式构成。如此在前述高速气流的附近配置椭圆柱状的气流振动机构9，并使其旋转，从而如后述，利用附壁效应，可以改变前述高速气流的朝向。需要说明的是，气流振动机构9的数量不限定于一个，根据需要可以设置多个，可以增大长丝11的变动范围。
长丝11沿前述高速气流流动。前述高速气流通过自狭缝6a、6b喷出的高压加热空气合流而形成，在与输送带7的输送面大致垂直的方向上流动。因而，壁存在于气体、液体的高速喷流附近时，通常已知有喷流在壁面附近流动的倾向。将其称为附壁效应。气流振动机构9利用该附壁效应来改变前述高速气流、即、长丝11的流动朝向。
气流振动机构9(前述椭圆柱部)的宽度、即、与支撑轴9a平行的方向上的气流振动机构9的长度期望比利用熔喷模具1而纺丝的长丝组的宽度大100mm以上。这是由于，由此，气流振动机构9的宽度如果小，则有在长丝组的两端部不充分改变前述高速气流的流动方向，长丝组的两端部处的长丝11的沿纵向的排列变得不充分的担心。另外，气流振动机构9(前述椭圆柱部)的周壁面9b与前述高速气流的气流轴100的距离最小时，为25mm以下、期望为15mm以下。这是由于，气流振动机构9与气流轴100的距离如果变大至其以上，则前述高速气流被气流振动机构9抽吸的效果变小，有变得无法使长丝11充分振动的担心。
此处，长丝11的变动范围依赖于前述高速气流的流速与气流振动机构9的转速。因此，以前述高速气流的速度成为10m/秒以上、优选成为15m/秒以上的方式设定。其以下的速度时，前述高速气流不被充分抽吸至气流振动机构9的周壁面9b，结果，有变得无法使长丝11充分振动的担心。气流振动机构9的转速只要使周壁面9b中的振动数为使长丝11的变动范围为最大的振动数即可。这种振动数也根据纺丝条件而不同，因此，可以根据前述纺丝条件而适宜确定。
另外，图3所示的制造装置中，在熔喷模具1与输送带7之间设有喷涂喷嘴8。喷涂喷嘴8向前述高速气流中喷雾雾状的水等，利用喷涂喷嘴8所产生的水等的喷雾将长丝11冷却，并急速凝固。需要说明的是，喷涂喷嘴8实际上设有多个，但为了避免繁琐，图3中仅示出1个喷涂喷嘴8。
凝固后的长丝11边沿纵向振动边在输送带7上聚集，沿纵向部分地被折叠而连续地被捕集。输送带7上的长丝11通过输送带7沿图3中的箭头方向(右方向)输送，夹持于加热至拉伸温度的拉伸机筒12a与按压辊14，转移至拉伸机筒12a。之后，长丝11夹持于拉伸机筒12b与按压橡胶辊15，移动至拉伸机筒12b，与2个拉伸机筒12a、12b密合。如此，长丝11边与拉伸机筒12a、12b密合边被输送，从而长丝11保持沿纵向被部分地折叠的状态将相邻的长丝彼此熔接而成为无纺布网。
前述无纺布网之后被牵引轧辊16a、16b(后段的牵引轧辊16b为橡胶制)收取。牵引轧辊16a、16b的圆周速度可以事先设定为大于拉伸机筒12a、12b的圆周速度，由此，前述无纺布网沿纵向被拉伸至3～6倍。如此，制造纵排列长纤维无纺布18。需要说明的是，前述无纺布网根据需要可以进一步进行热处理、热压花等部分粘接处理等后处理。另外，拉伸倍率例如可以根据对拉伸前的无纺布网以恒定的间隔引入的标记以下式定义。
拉伸倍率＝“拉伸后的标记间的长度”/“拉伸前的标记间的长度”
如上述，构成制造好的纵排列长纤维无纺布18的长丝(长纤维)的平均纤维直径为1～4μm(优选2～3μm)。另外，对于纵排列长纤维无纺布18，纤维的方向、即、长丝(长纤维)的轴向、且作为拉伸方向的纵向上的伸长率为1～20％、优选5～15％。即，纵排列长纤维无纺布18可以沿纵向具有伸缩性。进而，前述纵排列长纤维无纺布的纵向的拉伸强度为20N/50mm以上。前述伸长率和前述拉伸强度为通过JIS L1096 8.14.1 A法而测得的值。
(单向排列无纺布(横排列长纤维无纺布))
对于作为前述单向排列无纺布的另一例的横排列长纤维无纺布，将由热塑性树脂形成的多条长纤维沿宽度方向排列，即，各长纤维的长度方向(轴向)大致与前述宽度方向一致的方式排列，将排列后的多条长纤维沿宽度方向拉伸，从而可以得到。前述横排列长纤维无纺布中，各长纤维的构成分子沿前述宽度方向经取向。此处，前述多条长纤维的前述宽度方向上的拉伸的倍率为3～6倍。另外，构成前述横排列长纤维无纺布的前述多条长纤维(即，拉伸后的多条长纤维)的平均纤维直径为1～4μm、优选2～3μm。需要说明的是，对于前述热塑性树脂，与前述纵向排列长纤维无纺布的情况相同。
(正交排列无纺布)
正交排列无纺布可以如下形成：层叠前述纵排列长纤维无纺布与前述横排列长纤维无纺布、且熔接而形成，使二个前述纵排列长纤维无纺布中的一者旋转90°进行层叠且熔接而形成，或使二个前述横排列长纤维无纺布中的一者旋转90°进行层叠且熔接而形成。熔接没有特别限制，通常通过使用压花辊等的热压接而进行。
[吸音材料50]
如上述，吸音材料50是将毡状纤维体51与无纺布52一体化而构成的。本实施方式中，毡状纤维体51与无纺布52由与它们为同种的热粘接性纤维、即、聚酯系的热粘接性纤维或聚丙烯系的热粘接性纤维结合(粘接)而一体化。
另外，吸音材料50如下制造：形成依次层叠有无纺布52、包含前述热粘接性纤维的热粘接网和混合纤维网(毡状纤维体51)的层叠体，对所形成的层叠体进行加热处理而一体化，从而制造。具体而言，吸音材料50的制造方法包括如下工序：将前述细纤维、前述中空纤维和前述粘结纤维混合而形成混合纤维的工序(混合工序)；将前述混合纤维开纤和梳棉，形成混合纤维网的工序(梳棉工序)；输送在无纺布52上层叠有前述热粘接网的第1层叠体的工序(输送工序)；将前述混合纤维网层叠于前述第1层叠体的前述热粘接网上，形成第2层叠体的工序(层叠工序)；和，将前述第2层叠体通过基于热风的加热处理而一体化的工序(加热工序)。
图4为示出吸音材料50的制造装置的一例的概要构成的图。图4所示的吸音材料50的制造装置70包含：混棉机71、梳棉装置72、网供给装置73、输送带74和热风炉75等。
混棉机71中，主要实施前述混合工序。混棉机71中，将所投入的前述细纤维、前述中空纤维和前述粘结纤维均匀混合而形成前述混合纤维，将前述混合纤维供给至梳棉装置72。
梳棉装置72中，主要实施前述梳棉工序。梳棉装置72中，将自混棉机71供给的前述混合纤维开纤和梳棉，形成前述混合纤维网。
网供给装置73中，将所形成的前述混合纤维网供给至输送带74上。本实施方式中，网供给装置73以在输送带74的宽度方向上往复的方式，即，以沿前述宽度方向分配的方式，供给前述混合纤维网。此处，输送带74以将在无纺布52上层叠有前述热粘接网的前述第1层叠体沿图4中的箭头B方向输送的方式构成，由网供给装置73供给的前述混合纤维网层叠于前述第1层叠体的前述热粘接网上。由此，在输送带74上形成依次层叠有无纺布52、前述热粘接网和前述混合纤维网的前述第2层叠体，所形成的前述第2层叠体由输送带74输送。亦即，网供给装置73中，主要实施前述层叠工序，由输送带74实施前述输送工序。
热风炉75中，实施前述加热工序。热风炉75设置于输送带74的中途。热风炉75对由输送带74输送的前述第2层叠体从上方吹送热风。此时，利用省略图示的抽吸装置从输送带74的背面侧抽吸前述第2层叠体。由此，前述混合纤维网中的前述粘结纤维熔融而构成毡状纤维体51的纤维彼此结合(即，毡状纤维体51一体化)。另外，前述热粘接网熔融而毡状纤维体51与无纺布52结合(形成吸音材料50)。即，热风炉75中，同时进行毡状纤维体51的一体化、和毡状纤维体51与无纺布52的结合(吸音体50的形成)。需要说明的是，省略图示，但吸音材料50之后根据需要切成期望的宽度和/或卷取为卷状。
此处，毡状纤维体51与无纺布52的结合中使用的前述热粘接网的单位面积重量为约15g/m2。另外，形成的吸音材料50的厚度为8～45mm，吸音材料50的单位面积重量为100～500g/m2，吸音材料50的体积密度为20kg/m3以下、优选8～16g/m3。
实施例
以下，通过实施例对本发明的吸音材料进行说明。但本发明不受以下的实施例的限定。
[无纺布52]
使用图3所示的制造装置，制作无纺布52(单向排列无纺布)。作为熔喷模具1，使用具有喷嘴直径为0.15mm、喷嘴间距为0.5mm、L/D(喷嘴孔长/喷嘴孔直径)＝20、纺丝幅度为500mm的纺丝喷嘴者，将其与输送带的行进方向垂直地配置。长丝的原料(热塑性树脂)使用熔点为260℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。将每1喷嘴的喷出量设为40g/分钟、模具的温度设为295℃，从熔喷模具1挤出长丝。对从喷嘴3挤出的长丝施加牵引，将用于细径化的高速气流的温度设为400℃、流量设为0.4m3/分钟。另外，从喷涂喷嘴8喷雾雾状的水，将长丝冷却。气流振动机构9以与熔喷模具1的喷嘴3的延长线的距离最小成为20mm的方式配置。使气流振动机构9以900rpm(气流振动机构9的周壁面上的振动数为15.0Hz)旋转，在使长丝沿纵向排列的状态下捕集到输送带7上。将捕集到输送带7上的长丝在拉伸机筒12a、12b中加热，沿纵向拉伸至4.5倍，形成PET纤维无纺布。然后，主要适宜调整输送带7的行进速度，从而得到单位面积重量为5～40g/m2的PET纤维无纺布。
将得到的PET纤维无纺布的物性示于图5。另外，将单位面积重量为10g/m2的PET纤维无纺布和单位面积重量为20g/m2的PET纤维无纺布的纤维直径分布示于图6。如图6所示，单位面积重量为10g/m2的PET纤维无纺布和单位面积重量为20g/m2的PET纤维无纺布中的任意者，其构成纤维(长纤维)的纤维直径分布的众数值均为约2.5μm，平均纤维直径也均为约2.5μm。需要说明的是，仅制作时的输送带7的行进速度不同，因此认为，对于其他单位面积重量的PET纤维无纺布，其构成纤维的纤维直径分布和平均纤维直径也变得与图6基本相同。
另外，如图5所示，可以说单位面积重量为5g/m2以上的PET纤维无纺布具有充分的强度。进而，图4所示的制造装置70中，由输送带74输送各单位面积重量(5～40g/m2)的PET纤维无纺布与前述热粘接网与前述混合纤维网(毡状纤维体51)的层叠体，使其通过热风炉75，确认PET纤维无纺布与前述混合纤维网(毡状纤维体51)的结合性(粘接性)。其结果，对于单位面积重量为5～20g/m2的PET纤维无纺布，与毡状纤维体51没有问题地结合(粘接)，但对于单位面积重量为30～40g/m2的PET纤维无纺布，部分地发生与毡状纤维体51的结合(粘接)不良。因此，从制造性的方面出发，可以说优选使PET纤维无纺布的单位面积重量为5～20g/m2、和/或使PET纤维无纺布的厚度为15～60μm。
[实施例、比较例]
用图4所示的制造装置，制作吸音材料50(下述实施例1-5)，且向无纺布52和无前述热粘接网的状态的输送带上供给前述混合纤维网，从而制作毡状纤维体51(下述比较例1-5)。
(实施例1)
将纤度为0.9旦尼尔的PET细纤维(细纤维)以40重量％的比例、纤度为7旦尼尔的中空PET纤维(中空纤维)以30重量％的比例和纤度为4旦尼尔的低熔点PET纤维(粘结纤维)以30重量％的比例混合，形成单位面积重量为120g/m2的混合纤维网(毡状纤维体51)。另外，使用单位面积重量为15g/m2的PET纤维无纺布作为无纺布52，且使用包含低熔点PET纤维的单位面积重量为15g/m2的纤维网作为前述热粘接网。然后，对它们在热风炉中进行加热处理，得到吸音材料50。得到的吸音材料50的厚度为11mm、体积密度为14kg/m3、单位面积重量为150g/m2。
(实施例2)
将纤度为0.5旦尼尔的PET细纤维以30重量％的比例、纤度为7旦尼尔的中空PET纤维以40重量％的比例和纤度为2旦尼尔的低熔点PET纤维以30重量％的比例混合，形成单位面积重量为235g/m2的混合纤维网(毡状纤维体51)。另外，使用单位面积重量为15g/m2的前述PET纤维无纺布作为无纺布52，且使用包含低熔点PET纤维的单位面积重量为15g/m2的前述纤维网作为前述热粘接网。然后，对它们在热风炉中进行加热处理，得到吸音材料50。得到的吸音材料50的厚度为23mm、体积密度为12kg/m3、单位面积重量为265g/m2。
(实施例3)
将纤度为0.9旦尼尔的PET细纤维以40重量％的比例、纤度为7旦尼尔的中空PET纤维以30重量％的比例和纤度为4旦尼尔的低熔点PET纤维以30重量％的比例混合，形成单位面积重量为300g/m2的混合纤维网(毡状纤维体51)。另外，使用单位面积重量为15g/m2的前述PET纤维无纺布作为无纺布52，且使用包含低熔点PET纤维的单位面积重量为15g/m2的前述纤维网作为前述热粘接网。然后，对它们在热风炉中进行加热处理，得到吸音材料50。得到的吸音材料50的厚度为28mm、体积密度为12kg/m3、单位面积重量为330g/m2。
(实施例4)
将纤度为0.9旦尼尔的PET细纤维以20重量％的比例、纤度为7旦尼尔的中空PET纤维以50重量％的比例和纤度为4旦尼尔的低熔点PET纤维以30重量％的比例混合，形成单位面积重量为300g/m2的混合纤维网(毡状纤维体51)。另外，使用单位面积重量为15g/m2的前述PET纤维无纺布作为无纺布52，且使用包含低熔点PET纤维的单位面积重量为15g/m2的前述纤维网作为前述热粘接网。然后，对它们在热风炉中进行加热处理，得到吸音材料50。得到的吸音材料50的厚度为35mm、体积密度为9.4kg/m3、单位面积重量为330g/m2。
(实施例5)
将纤度为0.9旦尼尔的PET细纤维以30重量％的比例、纤度为7旦尼尔的中空PET纤维以40重量％的比例和纤度为4旦尼尔的低熔点PET纤维以30重量％的比例混合，形成单位面积重量为380g/m2的混合纤维网(毡状纤维体51)。另外，使用单位面积重量为15g/m2的前述PET纤维无纺布作为无纺布52，且使用包含低熔点PET纤维的单位面积重量为15g/m2的前述纤维网作为前述热粘接网。对它们在热风炉中进行加热处理，得到吸音材料50。得到的吸音材料50的厚度为40mm、体积密度为12kg/m3、单位面积重量为410g/m2。
需要说明的是，将实施例1-5的特性值(单位面积重量、厚度、体积密度)示于图7，将实施例1-5的混合纤维网(毡状纤维体51)中的PET细纤维、中空PET纤维和低熔点PET纤维的混合比例示于图8。
(比较例1～5)
将仅对实施例1～5的混合纤维网(毡状纤维体51)在热风炉中进行加热处理而成者作为比较例1～5。
确认了，实施例1-5均为轻量且具有充分的柔软性，操作也容易。另外，还确认了实施例1-5均未发生结合不良(粘接不良)等不良情况，利用图4所示的制造装置可以容易且稳定地制造。
[吸音试验]
使用Japan Acoustic Engineering Co.,Ltd.制的垂直入射吸音率测定系统WinZacMTX，对于实施例1-5和比较例1-5，分别测定JIS A1405-2中规定的垂直入射吸音率。图9示出实施例1-5的垂直入射吸音率的测定结果，图10示出比较例1-5的垂直入射吸音率的测定结果。
实施例1与比较例1相比，确认了，在2000～10000Hz中吸音性能大幅改善，在3500～8500Hz中得到非常高的吸音率，和在5000～6000Hz中具有吸音峰。
实施例2与比较例2相比，确认了，在1500～6000Hz中吸音性能大幅改善，在2500～4000Hz中得到非常高的吸音率，和在3000Hz附近具有吸音峰。
实施例3与比较例3相比，确认了，在1500～5000Hz中吸音性能大幅改善，在2500～4000Hz中得到非常高的吸音率，和在2500Hz附近具有吸音峰。
实施例4与比较例4相比，确认了，在1500～2500Hz和5000～7000Hz中吸音性能大幅改善，且得到非常高的吸音率，和在2000Hz附近和6500Hz附近具有吸音峰。
实施例5与比较例5相比，确认了，在1500～2500Hz和5000～7000Hz中吸音性能大幅改善，且得到非常高的吸音率，和在2000Hz附近和6500Hz附近具有吸音峰。
此处，根据实施例1-5的垂直入射吸音率的测定结果，随着增大毡状纤维体51的厚度而吸音峰向低频率侧移动。亦即，对于相同的无纺布(15g/m2的前述PET纤维无纺布)组合厚度不同的毡状纤维体，从而可以说得到在10000Hz以下的特定的频带中发挥高的吸音性能的吸音材料。换言之，根据10000Hz以下的想要吸音的频带选择适当的厚度的毡状纤维体，从而可以更有效地得到吸音材料。
如以上说明，如下吸音材料为轻量且容易操作，可以容易且稳定地制造，在10000Hz以下的规定的频带中可以发挥高的吸音性能，所述吸音材料具有：毡状纤维体，其包含纤度为1旦尼尔以下的细纤维15～70重量％、中空纤维20～60重量％和粘结纤维10～40重量％；以及，无纺布，其层叠于前述毡状纤维体的表面、且包含被拉伸且沿单向排列的多条长纤维、前述多条长纤维的平均纤维直径为1～4μm、且单位面积重量为5～20g/m2，所述吸音材料的厚度为8～45mm、且其体积密度为20kg/m3以下。
本发明的吸音材料可以在各种场所使用。例如，本发明的吸音材料可以作为汽车的引擎室用吸音材料、内饰用吸音材料、作为汽车、家电制品、各种马达等的吸音保护材料、作为设置于各种建筑物的墙、地面或天花板等的吸音材料、作为机械室等的内饰用吸音材料、作为各种防音壁的吸音材料、和/或作为复印机、复合机等OA设备用的吸音材料使用。
附图标记说明
50…吸音材料、51…毡状纤维体、52…无纺布、70…吸音材料的制造装置、71…混棉机、72…梳棉装置、73…网供给装置、74…输送带、75…热风炉

Claims (6)

1.一种吸音材料，其具有：
毡状纤维体，其包含纤度为1旦尼尔以下的细纤维15～70重量％、在内部具有空洞的中空纤维20～60重量％和使纤维彼此结合的粘结纤维10～40重量％；以及，
无纺布，其层叠于所述毡状纤维体的表面，且包含被拉伸且沿单向排列的多条长纤维，所述多条长纤维的平均纤维直径为1～4μm、且单位面积重量为5～20g/m2，
所述吸音材料的厚度为8～45mm、体积密度为20kg/m3以下。
2.根据权利要求1所述的吸音材料，其中，所述吸音材料的单位面积重量为100～500g/m2。
3.根据权利要求1所述的吸音材料，其中，所述中空纤维的纤度大于所述细纤维的纤度且为15旦尼尔以下，所述粘结纤维的纤度大于所述细纤维的纤度且为6旦尼尔以下。
4.根据权利要求1所述的吸音材料，其中，在所述细纤维、所述中空纤维和所述粘结纤维中，所述中空纤维所占的重量比例最高。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的吸音材料，其中，所述毡状纤维体与所述无纺布通过热粘接性纤维而结合。
6.根据权利要求5所述的吸音材料，其中，所述细纤维、所述中空纤维、所述粘结纤维、所述长纤维和所述热粘接性纤维是以聚酯为主成分的聚酯系纤维。
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