JP2001207366A - 吸音用繊維構造体 - Google Patents
吸音用繊維構造体Info
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Abstract
なく、吸音、遮音特性に優れなお且つ成形性の良好な吸
音用繊維構造体を提供すること。 【解決手段】 非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊
維を構成するポリマーよりも40℃以上低い融点を有す
るポリマーが、熱融着成分としてその表面に配された熱
接着性複合短繊維とが重量比率で90/10〜50/5
0となるように混綿され、該熱接着性複合短繊維同士が
交差した状態で熱融着された固着点及び該熱接着性複合
短繊維と該非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着
された固着点とが散在してなる繊維構造体であって、該
繊維構造体の平均密度が0.02〜0.20g/cm3
の範囲にあり、且つ該繊維構造体の厚さ方向に対して平
行に配列されている繊維の総本数を(B)とし、繊維構
造体の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総
本数を(A)とするとき、B/Aが1.5以上である。
Description
良好であるばかりでなく、成形性にも優れた吸音用複合
繊維構造物に関するものであり、さらに詳しくは、車輌
や住宅あるいは高速道路などの騒音軽減に好適に利用す
る事が出来る吸音用繊維構造体に関するものである。
などの吸音、遮音材としては、ガラスウールやウレタン
フォームなどが多く使用されてきた。例えば、自動車用
の吸音材としては、エンジンの騒音を車外あるいは車内
へ放出しない為に、木質ボードや再生繊維にフェノール
樹脂などの熱硬化性バインダーを含浸したフェルトや、
ガラス繊維などの無機繊維に熱可塑性樹脂を含浸しホッ
トプレスやコールドプレスした吸音材(特開昭59−2
27442号公報、特開昭58−42897号公報な
ど)が使用されている。
性繊維とから構成され、低融点熱可塑性繊維の一部を熱
融着させた吸音材(特開平7−3599号公報など)も
知られている。
ェノール樹脂などの熱硬化性バインダーを含浸したフェ
ルトは、さまざまな材料が混ざり合っている事や、リサ
イクルの観点から問題がある。さらに、フェノール樹脂
は不快なニオイを放ち作業上にも問題があり、このよう
な構成のフェルトを使用する事は好ましくない。
性樹脂を含浸したものは、耐熱性(難燃性)には優れて
いるものの、ガラス繊維が一般的に折れ易く刺さり易い
事から作業性が極端に悪いという欠点があった。
され、低融点繊維の一部を熱融着させた吸音材(以後、
繊維構造体と称する)は、従来寝具を含む各種クッショ
ン材として使用されてきたものであるが、これらの繊維
構造体においては、その構成繊維が繊維構造体の厚さ方
向に対して垂直、即ち面方向に配列されているため、複
雑な形状へ成形することが困難であるという問題があっ
た。
従来技術の有する問題点を解消し、リサイクル性や製造
の際の作業環境に問題がなく、吸音、遮音特性に優れな
お且つ成形性の良好な吸音用繊維構造体を提供すること
にある。
達成するために鋭意検討した結果、繊維構造体の構成繊
維を該繊維構造体の厚さ方向に対して平行に配列させる
とき、所望の吸音材が得られることを究明した。
捲縮短繊維を構成するポリマーよりも40℃以上低い融
点を有するポリマーが、熱融着成分としてその表面に配
された熱接着性複合短繊維とが重量比率で90/10〜
50/50となるように混綿され、該熱接着性複合短繊
維同士が交差した状態で熱融着された固着点及び該熱接
着性複合短繊維と該非弾性捲縮短繊維とが交差した状態
で熱融着された固着点とが散在してなる繊維構造体であ
って、該繊維構造体の平均密度が0.02〜0.20g
/cm3の範囲にあり、且つ該繊維構造体の厚さ方向に
対して平行に配列されている繊維の総本数を(B)と
し、繊維構造体の厚さ方向に対して垂直に配列されてい
る繊維の総本数を(A)とするとき、B/Aが1.5以
上であることを特徴とする吸音用繊維構造体である。
維としては、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、ポリヘキサメチレンテレフタレー
ト、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ−1,4
−ジメチルシクロヘキサンテレフタレート、ポリピバロ
ラクトン、またはこれらの共重合体からなる短繊維ない
しそれら短繊維の混綿体、または上記ポリマー成分のう
ちの2種類以上からなる複合短繊維等を挙げることがで
きる。これらの短繊維のうち繊維形成性等の観点から、
ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフ
タレートからなる短繊維が特に好ましい。
収縮率の異なるポリマーをサイドバイサイド型に張り合
わせた複合繊維を用いてスパイラル状捲縮を付与、異
方冷却によりスパイラル状捲縮を付与、押し込み捲縮
法によるジグザグ状捲縮を付与など、種々の方法を用い
ればよいが、嵩高性、製造コスト等の面から異方冷却に
よりスパイラル状捲縮を付与するのが最適である。
合形態としては、サイド・バイ・サイド型、芯鞘型のい
ずれであってもよいが好ましいのは後者である。この芯
鞘型においては非弾性ポリエステルが芯部となるが、該
芯部は同心円状あるいは偏心状であっても良い。特に偏
心状のものにあっては、スパイラル捲縮が発現するの
で、より好ましい。
の非弾性捲縮短繊維を構成するポリマー成分より、40
℃以上低い融点を有することが必要である。この温度が
40℃未満では接着が不十分となる上、腰のない取り扱
いにくい繊維構造体となり、本発明の目的が達せられな
い。
ーとしては、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステ
ル系エラストマー、非弾性ポリエステル系ポリマー及び
その共重合物、ポリオレフィン系ポリマー及びその共重
合物、ポリビニルアルコ−ル系ポリマー等を挙げること
ができ、ポリウレタン系エラストマーとしては、分子量
が500〜6000程度の低融点ポリオール、例えばジ
ヒドロキシポリエーテル、ジヒドロキシポリエステル、
ジヒドロキシポリカーボネート、ジヒドロキシポリエス
テルアミド等と、分子量500以下の有機ジイソシアネ
ート、例えばp,p’−ジフェニールメタンジイソシア
ネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソ
シアネート水素化ジフェニールメタンイソシアネート、
キシリレンイソシアネート、2,6−ジイソシアネート
メチルカプロエート、ヘキサメチレンジイソシアネート
等と、分子量500以下の鎖伸長剤、例えばグリコール
アミノアルコールあるいはトリオールとの反応により得
られるポリマーである。
のはポリオールとしてはポリテトラメチレングリコー
ル、またはポリ−ε−カプロラクタムあるいはポリブチ
レンアジペートを用いたポリウレタンである。この場合
の有機ジイソシアネートとしてはp,p’−ビスヒドロ
キシエトキシベンゼンおよび1,4−ブタンジオールを
挙げることができる。
は熱可塑性ポリエステルをハードセグメントとし、ポリ
(アルキレンオキシド)グリコールをソフトセグメント
として共重合してなるポリエーテルエステル共重合体、
より具体的にはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル
酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−
2,7−ジカルボン酸、ジフェニル−4,4’−ジカル
ボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環
式ジカルボン酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セ
バシン酸、ドデカンジ酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカル
ボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体などから選
ばれたジカルボン酸の少なくとも1種と、1,4−ブタ
ンジオール、エチレングリコールトリメチレングリコー
ル、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコ
ール、ヘキサメチレングリコールネオペンチルグリコー
ル、デカメチレングリコール等の脂肪族ジオールあるい
は1,1−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シク
ロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンメタノール
等の脂環式ジオール、またはこれらのエステル形成性誘
導体などから選ばれたジオール成分の少なくとも1種、
および平均分子量が約400〜5000程度のポリエチ
レングリコール、ポリ(1,2−および1,3−ポリプ
ロピレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレン
オキシド)グリコール、エチレンオキシドとプロピレン
オキシドとの共重合体、エチレンオキシドとテトラヒド
ロフランとの共重合体等のポリ(アルキレンオキサイ
ド)クリコールのうち少なくとも1種から構成される三
元共重合体を挙げることができる。
ればポリブチレン系テレフタレートをハード成分とし、
ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメントとす
るブロック共重合ポリエーテルエステルが好ましい。こ
の場合、ハードセグメントを構成するポリエステル部分
は、主たる酸成分がテレフタル酸、主たるジオール成分
がブチレングリコール成分であるポリブチレンテレフタ
レートである。むろん、この酸成分の一部(通常30モ
ル%以下)は他のジカルボン酸成分やオキシカルボン酸
成分で置換されていても良く、同様にグリコール成分の
一部(通常30モル%以下)はブチレングリコール成分
以外のジオキシ成分で置換されていても良い。また、ソ
フトセグメントを構成するポリエーテル部分はブチレン
グリコール以外のジオキシ成分で置換されたポリエーテ
ルであってよい。
アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、フ
タル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの
芳香族ジカルボン酸類および/またはヘキサヒドロテレ
フタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環式ジカ
ルボン酸類と、ジエチレングリコール、ポリエチレング
リコール、プロピレングリコール、パラキシレングリコ
ールなどの脂肪族や脂環式ジオール類とを所定数含有
し、所望に応じてパラヒドロキシ安息香酸などのオキシ
酸類を添加した共重合エステル等を挙げることができ、
例えばテレフタル酸とエチレングリコールとにおいてイ
ソフタル酸および1,6−ヘキサンジオールを添加共重
合させたポリエステルが好ましい。
例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリ
プロピレン等を挙げることができる。
ステル系ポリマーや熱可塑性ポリエステル系エラストマ
ーが好ましく、良好な消音性能を有することからポリエ
ステル系エラストマーを用いることが特に好ましい。
紫外線吸収剤、増粘分岐剤、艶消し剤、着色剤、その他
各種の改良剤等も必要に応じて配合されていても良い。
維と、上記の熱接着性複合短繊維を混綿させ、加熱処理
することにより、該熱接着性複合短繊維同士が交差した
状態で熱融着された固着点及び該熱接着性複合短繊維と
該非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着された固
着点とが散在してなる繊維構造体が形成される。
繊維との重量比率は90/10〜50/50である必要
がある。熱接着複合短繊維の比率がこの範囲より少ない
場合は、固着点が極端に少なくなり、繊維構造体の腰が
なく、成形性が不良となる。一方、熱接着複合短繊維の
比率がこの範囲より多い場合は、接着点が多くなり過
ぎ、熱処理工程での取り扱い性、成形性などが低下す
る。
体の該繊維構造体の厚さ方向に対して平行に配列されて
いる繊維の総本数を(B)とし、繊維構造体の厚さ方向
に対して垂直に配列されている繊維の総本数を(A)と
するとき、B/Aが1.5以上であることが肝要であ
る。
が、繊維構造体の厚さ方向に対して垂直、即ち面方向に
配列されていたのに対し、本発明においては、構成繊維
が繊維構造体の厚さ方向に対して平行に配列されている
ため、吸音、遮音特性に優れなお且つ成形性の良好な吸
音用繊維構造体を得ることができるのである。
発明の効果が充分に奏されず、吸音、遮音特性に優れな
お且つ成形性の良好な吸音用繊維構造体を得ることはで
きない。
特に限定はなく、従来公知の方法を任意に採用すれば良
いが、例えば非弾性捲縮短繊維と熱接着性複合短繊維と
を混綿し、ローラーカードにより均一なウェッブとして
紡出した後、図1に示すような熱処理機を用いて、ウェ
ッブをアコーディオン状に折りたたみながら加熱処理
し、熱融着による固着点を形成させる方法などが好まし
く例示される。
0.02〜0.20g/cm3の範囲にある必要があ
る。該密度が0.02g/cm3未満では複合繊維構造
物が柔らかくなり過ぎて取り扱いが難しくなり、一方、
0.20g/cm3を超えると板状となり、その後の成
型が困難になる他、音が反射するようになり、吸音材と
して使用できなくなる。
明するが、本発明はこれにより何等限定を受ける物では
ない。なお、実施例中に記載した物性は以下の方法によ
り測定した。
さ方向に対して平行に配列されている繊維(図2におい
て0°≦θ≦45°)の総本数を(B)とし、繊維構造
体の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維(図2
において45°<θ≦90°)の総本数を(A)として
B/Aを算出した。尚、本数の測定は、任意の10ヶ所
について各々30本の繊維を透過型光学顕微鏡で観察
し、その数を数えた。
内法による建築材料の垂直入射吸音率を測定した。
℃で5分間成型を行い、冷却後取り出したサンプルの角
部の形状及び厚みの均一性について、目視判定により下
記の3段階で評価した。 ○:良好 △:やや不良 ×:不良
リエーテルエステル系エラストマーを鞘成分に配し、ポ
リブチレンテレフタレートを芯成分に配した、単繊維繊
度3.3dtex、繊維長51mmの芯鞘型熱接着性複
合短繊維(芯成分:鞘成分の重量比=60:40)と、
異方冷却により立体捲縮を付与した単繊維繊度3.3d
tex、繊維長51mmのポリエチレンテレフタレート
短繊維(非弾性捲縮短繊維)とを、重量比で30:70
となるように混綿し、ローラーカードにより均一なウェ
ッブを得た。該ウェッブを軽くニードルパンチングした
後、図1に示す熱処理機を用いて、ウェッブをアコーデ
ィオン状に折りたたみながら200℃で加熱処理し、熱
融着による固着点を形成させて吸音用繊維構造体(目付
が1000g/m2、厚みが20mm、密度が0.05
g/cm3)を得た。該繊維構造体のB/Aの値を表1
に、また、目付、密度、吸音特性及び成形性の測定結果
を表2に示す。
共重合ポリエステルを配し、芯成分にポリエチレンテレ
フタレート配した、単繊維繊度4.4dtex、繊維長
51mmの熱接着性複合短繊維を使用し、ウェッブをア
コーディオン状に折りたたみながら加熱処理する際の温
度を160℃とした以外は実施例1と同様に実施して、
吸音用繊維構造体を得た。該繊維構造体のB/Aの値を
表1に、また、目付、密度、吸音特性及び成形性の測定
結果を表2に示す。
接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維との混綿比率を、
重量比で50:50となるようにした以外は実施例2と
同様に実施して、吸音用繊維構造体を得た。該繊維構造
体のB/Aの値を表1に、また、目付、密度、吸音特性
及び成形性の測定結果を表2に示す。
縮短繊維の単繊維繊度を6.7dtexに変更した以外
は実施例2と同様に実施して、吸音用繊維構造体を得
た。該繊維構造体のB/Aの値を表1に、また、目付、
密度、吸音特性及び成形性の測定結果を表2に示す。
与した単繊維繊度3.3dtex、繊維長51mmのポ
リエチレンテレフタレート短繊維(非弾性捲縮短繊維)
を用い、ローラーカードにより均一なウェッブを得た
後、該ウェッブをニードルパンチングして吸音用繊維構
造体を得た。該繊維構造体のB/Aの値を表1に、ま
た、目付、密度、吸音特性及び成形性の測定結果を表2
に示す。
たウェッブをその厚さ方向に積層した後、金型内に載置
し、160℃で加熱処理して吸音用繊維構造体を得た。
該繊維構造体のB/Aの値を表1に、また、目付、密
度、吸音特性及び成形性の測定結果を表2に示す。
接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維とを混綿した後、
吹き込み装置を用いて吹き込み成型した繊維構造体を、
160℃で加熱処理して吸音用繊維構造体を得た。該繊
維構造体のB/Aの値を表1に、また、目付、密度、吸
音特性及び成形性の測定結果を表2に示す。
へのウェッブの供給量及びコンベア速度を変更し、繊維
構造体の密度を0.018g/cm3に変更した以外は
実施例2と同様に実施して、吸音用繊維構造体を得た。
該繊維構造体のB/Aの値を表1に、また、目付、密
度、吸音特性及び成形性の測定結果を表2に示す。
接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維との混綿比率を、
重量比で70:30となるようにした以外は実施例2と
同様に実施して、吸音用繊維構造体を得た。該繊維構造
体のB/Aの値を表1に、また、目付、密度、吸音特性
及び成形性の測定結果を表2に示す。
接着性複合短繊維と非弾性捲縮短繊維との混綿比率を、
重量比で5:95となるようにした以外は実施例2と同
様に実施して、吸音用繊維構造体を得た。該繊維構造体
のB/Aの値を表1に、また、目付、密度、吸音特性及
び成形性の測定結果を表2に示す。
のコンベア速度を変更し、繊維構造体の密度を0.01
0g/cm3に変更した以外は実施例2と同様に実施し
て、吸音用繊維構造体を得た。該繊維構造体のB/Aの
値を表1に、また、目付、密度、吸音特性及び成形性の
測定結果を表2に示す。
のコンベア速度を変更し、繊維構造体の密度を0.02
6g/cm3に変更した以外は実施例2と同様に実施し
て、吸音用繊維構造体を得た。該繊維構造体のB/Aの
値を表1に、また、目付、密度、吸音特性及び成形性の
測定結果を表2に示す。
であるばかりでなく、成形性にも優れた吸音用複合繊維
構造物が得られるので、車輌や住宅あるいは高速道路な
どの騒音軽減に好適に利用する事が出来る。
図。
Claims (8)
- 【請求項1】 非弾性捲縮短繊維と、該非弾性捲縮短繊
維を構成するポリマーよりも40℃以上低い融点を有す
るポリマーが、熱融着成分としてその表面に配された熱
接着性複合短繊維とが重量比率で90/10〜50/5
0となるように混綿され、該熱接着性複合短繊維同士が
交差した状態で熱融着された固着点及び該熱接着性複合
短繊維と該非弾性捲縮短繊維とが交差した状態で熱融着
された固着点とが散在してなる繊維構造体であって、該
繊維構造体の平均密度が0.02〜0.20g/cm3
の範囲にあり、且つ該繊維構造体の厚さ方向に対して平
行に配列されている繊維の総本数を(B)とし、繊維構
造体の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総
本数を(A)とするとき、B/Aが1.5以上であるこ
とを特徴とする吸音用繊維構造体。 - 【請求項2】 繊維構造体を構成する繊維の平均繊度が
0.56〜11.1dtexの範囲にある請求項1記載
の吸音用繊維構造体。 - 【請求項3】 非弾性捲縮短繊維の単繊維繊度が1.1
〜22.2dtexの範囲にある請求項1又は2記載の
吸音用繊維構造体。 - 【請求項4】 非弾性捲縮短繊維が非弾性ポリエステル
系捲縮短繊維である請求項1、2又は3記載の吸音用繊
維構造体。 - 【請求項5】 熱接着性複合短繊維の熱融着成分が熱可
塑性エラストマーである請求項1〜4のいずれか1項に
記載の吸音用繊維構造体。 - 【請求項6】 熱可塑性エラストマーがポリエステル系
エラストマーである請求項5記載の吸音用繊維構造体。 - 【請求項7】 熱接着性複合短繊維の熱融着成分が非弾
性ポリエステル系ポリマーである請求項1〜4のいずれ
か1項に記載の吸音用繊維構造体。 - 【請求項8】 非弾性ポリエステル系ポリマーが共重合
ポリエステルである請求項7記載の吸音用繊維構造体。
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