JP2002242066A - 吸音材の製造方法 - Google Patents

吸音材の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 人体に対して悪影響が少なく、しかも吸音効
果に優れた吸音材を提供する。 【解決手段】 低融点ポリエステル繊維等の熱融着性合
成短繊維と、アクリル系繊維やポリエステル系繊維等の
非熱融着性合成短繊維とを準備する。非熱融着性合成短
繊維は、熱融着性合成短繊維が軟化又は溶融する温度で
は実質的に軟化又は溶融しないものである。両者を混合
して短繊維ウェブ6を作成する。この短繊維ウェブ6
を、厚み方向に漸次圧縮させながら熱を与える。具体的
には、短繊維ウェブ6を、加熱炉5内に設けられた一対
の圧縮用コンベアベルト1及び2間に導入する。そし
て、短繊維ウェブ6を漸次圧縮させながら、熱融着性合
成短繊維を軟化又は溶融させ、非熱融着性合成短繊維相
互間を熱融着性合成短繊維で接着させて吸音材7を得
る。このような吸音材7は、厚みが40〜100mmで
目付が3〜6kg/m2である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速道路等の各種
道路の防音壁に適用される吸音材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高速道路等の各種道路近辺における住環
境を、自動車等の騒音から守るため、道路側縁に防音壁
が設けられている。この防音壁は、騒音を吸収するため
の防音材を内蔵してなるものである。
【0003】従来より、防音材としては、音を吸収しや
すいガラス繊維製マットを、フッ素系フィルムで覆った
ものが用いられている。しかし、この吸音材は、防音壁
の洗浄時や、防音壁に与えられる振動によって、フッ素
系フィルムが破れるということがあった。フッ素系フィ
ルムが破れると、ガラス繊維が外部へ飛散し、住環境等
を悪化させるということがあった。即ち、人がガラス繊
維を吸引すると、肺胞を傷つける等といった健康被害を
惹起する恐れがあった。また、この吸音材は、周波数の
高い領域の音を吸収しにくいということもあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このため、本発明者等
は、ガラス繊維に代えて、合成短繊維よりなるマットを
吸音材として用いることを試みた。合成短繊維は、有機
物質である高分子重合体を素材とするものであるため、
人体に対する悪影響がガラス繊維に比べて少ないという
利点がある。しかしながら、合成短繊維はガラス繊維に
比べて比重が小さいため、吸音効果に劣るという欠点が
あった。なお、吸音効果は、吸音材の質量と関係があ
り、質量が大きいほど、吸音効果が大きくなるものであ
る。
【0005】そこで、本発明者等は、合成短繊維群が集
積されてなる短繊維ウェブを押し固めて、質量の大きい
マットを得ることを試みた。しかし、単に押し固めただ
けでは、十分な質量のマットを得ることはできなかっ
た。このため、更に研究を重ねた結果、合成短繊維ウェ
ブを徐々に押し固めながら、合成短繊維相互間を接着さ
せてゆけば、十分な質量のマットが得られることが判明
した。本発明は、このような知見に基づいてなされたも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、熱融着
性合成短繊維と、該熱融着性合成短繊維が軟化又は溶融
する温度では実質的に軟化又は溶融しない非熱融着性合
成短繊維とが混合されてなる短繊維ウェブを、厚み方向
に漸次圧縮させながら熱を与えて、該熱融着性合成短繊
維を軟化又は溶融させ、該非熱融着性合成短繊維相互間
を該熱融着性合成短繊維で接着させることを特徴とする
吸音材の製造方法、及びこのような方法によって得られ
た高質量及び高密度の吸音材に関するものである。
【0007】本発明で使用する熱融着性合成短繊維とし
ては、比較的融点又は軟化点の低い合成短繊維であれば
用いることができる。例えば、融点が90〜150℃程
度の合成短繊維を用いることができる。具体的には、融
点が120〜130℃程度のポリオレフィン繊維や、融
点が110℃程度の低融点ポリエステル繊維が用いられ
る。熱融着性合成短繊維の繊度は、1〜50デニール程
度が好ましい。繊度が1デニール未満であると、開繊及
び集積が困難となり、短繊維ウェブを作成しにくくなる
傾向が生じる。また、繊度が50デニールを超えると、
得られる吸音材の組織が緻密になりにくく、高質量の吸
音材が得られにくくなる傾向が生じる。熱融着性合成短
繊維の繊維長は、20〜100mm程度が好ましい。繊
維長が20mm未満であったり、或いは100mmを超
えると、開繊及び集積が困難となり、短繊維ウェブを作
成しにくくなる傾向が生じる。
【0008】本発明で使用する非熱融着性合成短繊維
は、上記した熱融着性合成短繊維が軟化又は溶融する温
度では実質的に軟化又は溶融しないものであれば、どの
ようなものでも用いることができる。即ち、熱融着性合
成短繊維の軟化点又は融点よりも高い軟化点又は融点を
持つ合成短繊維であれば良い。具体的には、軟化点が1
50℃以上のアクリル系繊維や、融点が250℃程度の
ポリエステル系繊維を用いることができる。非熱融着性
合成短繊維の繊度は1〜50デニール程度が好ましく、
繊維長は20〜100mm程度が好ましい。この程度の
繊度及び繊維長が好ましい理由は、熱融着性合成短繊維
の場合と同様である。
【0009】次に、熱融着性合成短繊維と非熱融着性合
成短繊維とを混合して短繊維ウェブを作成する。混合割
合は、熱融着性合成短繊維が10〜50質量%であり、
非熱融着性合成短繊維が90〜50質量%であるのが好
ましい。熱融着性合成短繊維が10質量%未満である
と、非熱融着性合成短繊維相互間の接着が不十分とな
り、所定厚みで高質量の吸音材が得られにくくなる傾向
が生じる。また、熱融着性合成短繊維が50質量%を超
えると、得られる吸音材が剛直になりすぎて、取り扱い
性に劣る傾向が生じる。
【0010】熱融着性合成短繊維と非熱融着性合成短繊
維とを混合して短繊維ウェブを作成するには、両者を混
合した後に、開繊機(カード機)で開繊しながら集積す
れば良い。具体的には、両者を混合した混綿を、ランダ
ムカード機で開繊及び集積して短繊維ウェブを作成する
のが好ましい。ランダムカード機は、ラチスによる梳り
作用と空気による開繊作用とによって、短繊維が開繊及
び集積されるもので、空気式ウェブ形成装置と言われ
(Rando−Feeder及びRando−Webb
erとも言われる。)、短繊維がランダムに集積される
点に特徴がある。従って、嵩高い短繊維ウェブを得るこ
とができ、これを厚み方向に圧縮することによって、高
質量の吸音材が得やすくなるのである。これに対して、
フラットカード機やローラーカード機を用いて開繊及び
集積すると、短繊維が機械方向に配列して集積される傾
向があり、嵩高い短繊維ウェブを得にくくなる。しかし
ながら、もちろん、これらも本発明において使用しても
差し支えない。
【0011】得られた短繊維ウェブを、漸次圧縮させな
がら、これに熱を与える。この熱は熱融着性短繊維が軟
化又は溶融する程度の温度で良く、これによって、熱融
着性短繊維が軟化又は溶融し、非熱融着性短繊維相互間
が接着するのである。漸次圧縮する理由は、熱融着性短
繊維を軟化又は溶融させながら、徐々に短繊維ウェブを
圧縮することによって、所定の厚みにするためである。
一度に圧縮すると、熱融着性短繊維の軟化又は溶融が進
んでいない場合、所定の厚みにするのが困難であった
り、或いは圧縮を解放した場合、厚みが回復する恐れが
ある。
【0012】漸次圧縮するための具体的態様としては、
例えば、図1に示すような態様が挙げられる。即ち、一
対の圧縮用コンベアベルト1及び2の間に、短繊維ウェ
ブ6を導入する。コンベアベルト1は、短繊維ウェブ6
の進行方向に向けて、コンベアベルト2との間隔が狭く
なるように、傾斜して設けられている。一対の圧縮用コ
ンベアベルト1及び2は、加熱炉5内に設置されている
ので、コンベアベルト1及び2間で圧縮されながら搬送
される短繊維ウェブ6には、熱が与えられる。加熱炉5
の熱源としては、熱風を用いるのが好ましく、この熱風
を短繊維ウェブ6に吹きつけて、短繊維ウェブ6内を貫
通させるのが好ましい。なお、この場合には、熱風を短
繊維ウェブ6に吹きつけやすくするように、圧縮用コン
ベアベルト1及び2として、開口部を持つもの、具体的
には金網等を用いるのが好ましい。加熱炉5の熱源とし
て、熱風に代えて電熱ヒーターを用いると、短繊維ウェ
ブ6内部まで熱が伝わりにくくなり、非熱融着性短繊維
相互間が十分に接着されない傾向が生じる。しかしなが
ら、もちろん、本発明において電熱ヒーターを用いても
差し支えない。
【0013】加熱炉5には、圧縮用コンベアベルト1及
び2の後に、更に一定間隔で配設された一対の厚み調整
用コンベアベルト3及び4を設けておくのが好ましい。
これによって、所定厚みの吸音材7が製造されるのであ
る。もちろん、厚み調整用コンベアベルト3及び4がな
くとも、圧縮用コンベアベルト1及び2によって、所定
厚みの吸音材7を得ることができる。
【0014】このようにして得られた吸音材は、嵩高い
短繊維ウェブが均一に押し固められ、短繊維ウェブを構
成している非熱融着性短繊維相互間が熱融着性短繊維で
接着されたものである。従って、極めて高密度で高質量
であり、吸音効果に優れている。特に、吸音材として適
しているのは、厚みが40〜100mmで目付が3〜6
kg/m2のものである。厚みが40mm未満になると
必然的に目付も3kg/m2未満となり、吸音効果が低
下する傾向が生じる。また、厚みが100mmを超える
と、防音壁に適用しにくくなる傾向が生じる。更に、目
付が6kg/m 2を超えるものを製造するのは、一般的
に困難である。本発明に係る吸音材は、防音壁に適用し
やすいように、一般的には平板状の形態であるのが好ま
しいが、その他の形態であっても良い。特に、碗状や、
断面半円形の棒状の形態であるのも好ましい。このよう
な形態の場合には、防音材から反射した音が外部に漏れ
にくく、防音材内で吸収されるからである。
【0015】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明
は、合成短繊維ウェブを徐々に押し固めながら、合成短
繊維相互間を接着させれば、従来、合成短繊維を用いて
実現しにくかった高質量で高密度の吸音材が得られると
の知見に基づくものとして解釈されるべきである。
【0016】実施例 繊度4デニールで繊維長51mmの低融点ポリエステル
繊維(融点110℃)20質量%と、繊度7デニールで
繊維長51mmのアクリル系繊維60質量%と、繊度7
デニールで繊維長51mmのポリエステル系繊維(融点
250℃)20質量%とを混合し、ランダムカード機で
開繊及び集積して、目付3.8kg/m 2の短繊維ウェ
ブを作成した。この短繊維ウェブを、図1に示した加熱
炉内に配置された一対の圧縮用コンベアベルト間に導入
し圧縮しながら、短繊維ウェブに温度130℃程度に調
整された熱風を吹きつけた。そして、出口の間隔を50
mmに調整された一対の圧縮用コンベアベルト間から搬
出された吸音材を得た。この吸音材は、平板状で厚みが
50mmで目付が3.8kg/m2であった。
【0017】比較例 厚み50mmで目付が1.6kg/m2であるガラス繊
維製マットを、フッ素系フィルムで被覆した吸音材(市
販品)を準備した。
【0018】試験例 実施例で得られた吸音材と比較例に係る吸音材につい
て、周波数ごとの吸音率をJIS A 1405記載の
方法に準拠して測定した。この結果を表1に示した。な
お、周波数は1秒当たりのサイクル数である。 〔表1〕 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 吸音率(%) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 周波数 実施例 比較例 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 125 9.6 11 160 13 14 200 22 21 250 30 26 315 33 30 400 56 56 500 73 73 630 85 85 800 95 97 1000 99 99 1250 100 96 1600 95 87 2000 89 82 2500 89 75 3150 97 77 4000 99 71 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【0019】表1の結果から明らかなように、実施例で
得られる吸音材は、市販されているガラス繊維製吸音材
と同等以上の吸音効果を奏するものである。特に、周波
数の高い領域においては、ガラス繊維製吸音材に比べ
て、格段に優れた吸音効果を奏するものである。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る吸音
材は、ガラス繊維が用いられておらず、合成短繊維で構
成されているので、人がその破片を吸引した場合でも、
悪影響を与えにくいという効果を奏する。また、このた
め、ガラス繊維を用いた場合のように、フッ素系フィル
ム等で吸音材を被覆する必要はなく、そのまま防音材と
して適用でき、合理的である。更に、ガラス繊維よりな
る吸音材に比べて、周波数の高い領域の音を吸収しやす
いという、格別顕著な効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る吸音材を製造する際に用いる装置
の一例を示した模式的側面図である。
【符号の説明】
1 圧縮用コンベアベルト 2 圧縮用コンベアベルト 3 厚み調整用コンベアベルト 4 厚み調整用コンベアベルト 5 加熱炉 6 短繊維ウェブ 7 吸音材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G10K 11/16 G10K 11/16 C

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱融着性合成短繊維と、該熱融着性合成
    短繊維が軟化又は溶融する温度では実質的に軟化又は溶
    融しない非熱融着性合成短繊維とが混合されてなる短繊
    維ウェブを、厚み方向に漸次圧縮させながら熱を与え
    て、該熱融着性合成短繊維を軟化又は溶融させ、該非熱
    融着性合成短繊維相互間を該熱融着性合成短繊維で接着
    させることを特徴とする吸音材の製造方法。
  2. 【請求項2】 熱融着性合成短繊維が低融点ポリエステ
    ル繊維である請求項1記載の吸音材の製造方法。
  3. 【請求項3】 非熱融着性合成短繊維がアクリル系繊維
    及び/又はポリエステル系繊維である請求項1又は2記
    載の吸音材の製造方法。
  4. 【請求項4】 熱融着性合成短繊維10〜50質量%
    と、非熱融着性合成短繊維90〜50質量%とが混合さ
    れてなる短繊維ウェブを用いる請求項1乃至3のいずれ
    か一項に記載の吸音材の製造方法。
  5. 【請求項5】 熱融着性合成短繊維と非熱融着性合成短
    繊維とをランダムカード機で開繊及び集積して短繊維ウ
    ェブを作成する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の
    吸音材の製造方法。
  6. 【請求項6】 一対の圧縮用コンベアベルト間で短繊維
    ウェブを厚み方向に漸次圧縮しながら、熱風を該短繊維
    ウェブに吹きつけて熱を与える請求項1乃至5のいずれ
    か一項に記載の吸音材の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の
    方法で得られた、厚みが40〜100mmで目付が3〜
    6kg/m2である吸音材。
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