JP2004346654A

JP2004346654A - 防水性吸音材

Info

Publication number: JP2004346654A
Application number: JP2003146324A
Authority: JP
Inventors: Hisao Yamamoto; 尚生山本
Original assignee: Unitika Fibers Ltd
Current assignee: Unitika Fibers Ltd
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】防水効果の耐久性に優れた吸音材を提供する。
【解決手段】見掛け密度が０．０２ｇ／ｃｍ^３以上、０．１ｇ／ｃｍ^３未満である不織布を芯材とし、該芯材の少なくとも片面に、少なくとも繊維表面がポリオレフィン系重合体である繊維で構成されていて、見掛け密度が０．１ｇ／ｃｍ^３以上である布帛または不織布を表面材として積層してなる防水性吸音材。表面材が、ポリオレフィン系重合体を鞘成分とする芯鞘型複合繊維からなる不織布であることが好ましい。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路、鉄道、橋梁等の土木建造物や各種建築物等における騒音対策として用いられる防音壁用の吸音材に関するものであり、特に降雨等による水分の侵入が問題となる所に好適な吸音材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、繊維製布帛は、吸音性を有していることから，吸音材として各種の用途に用いられている。特に不織布は、構成繊維がランダムに配置されていて、厚みもあるために吸音効果が良好であり、例えば特許文献１にはポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体、ポリオレフィン系重合体等繊維形成性重合体からなる繊維を用いた不織布を吸音材として用いることが提案されている。しかしこれにおいては、道路、鉄道、橋梁等の土木建造物や各種建築物等の屋外にて用いられる用途において、降雨等により不織布内に水分が侵入すると繊維間に水分が存在することにより防音効果が著しく低下するという問題に対する考慮がなされていなかった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２５１９５６号公報
【０００４】
この対策としては、繊維製吸音材にセラミック系の撥水剤を塗布したり、撥水加工を行った不織布を表面材として用いることが提案されている。例えば、特許文献２には、フッ素系撥水剤やシリコン系撥水剤により撥水加工した有機繊維不織布を表面層とした吸音材が提案されている。しかしながら、撥水剤を塗布したり、撥水加工を行ったりした吸音材は、経時的に撥水効果が劣る傾向にあるので防水性の耐久性に難点があり、また不織布は形態安定性に乏しいために撥水加工を行う際の取扱いが難しく、加工工程が煩雑となるといった問題がある。
【０００５】
【特許文献２】
特開平１１−２９３８０４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、経時的な防水効果の低下がなく、防水効果の耐久性に優れた吸音材を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するものであり、見掛け密度が０．０２ｇ／ｃｍ^３以上、０．１ｇ／ｃｍ^３未満である不織布を芯材とし、該芯材の少なくとも片面に、繊維表面がポリオレフィン系重合体である繊維で構成されていて、見掛け密度が０．１ｇ／ｃｍ^３以上である布帛または不織布を表面材として積層してなることを特徴とする防水性吸音材を要旨とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の吸音材は、不織布を芯材とし、該芯材の少なくとも片面に、少なくとも繊維表面がポリオレフィン系重合体である繊維で構成された布帛または不織布が表面材として積層されたものである。
【０００９】
本発明の吸音材の芯材としての不織布は、綿、麻等の植物性繊維、羊毛、絹等の動物性繊維、レーヨン、ポリノジック等の再生繊維や半合成繊維、ポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体、アクリル系重合体、ポリオレフィン系重合体等の繊維形成性重合体からなる合成繊維、これら繊維形成性重合体が２種以上複合された複合合成繊維等の繊維からなる不織布である。芯材としての不織布は、一種の繊維のみからなるものであっても、複数種の繊維が混合されているものであってもよい。芯材としての不織布を構成する繊維の単糸繊度は、特に限定されないが、合成繊維の場合には２〜１０デシテックスであるものを好ましく用いることができる。
【００１０】
また、芯材としての不織布の見掛け密度は０．０２ｇ／ｃｍ^３以上、０．１ｇ／ｃｍ^３未満である。このよう見掛け密度とすることにより、吸音材としての施工性、自立性を確保し、かつ吸音性も得ることができる。芯材としての不織布は、構成繊維が短繊維からなる不織布であっても、また、長繊維からなる不織布であってもよく、その製造方法は、限定されるものではない。
【００１１】
例えば、芯材としての不織布の製造方法として、短繊維の場合にはローラーカードやランダムウェバー等により作成したウェブをニードルパンチすることにより、上記の見掛け密度とする方法や、低融点重合体からなる繊維や低融点重合体が繊維の表面に存在するように複合紡糸した繊維をバインダー繊維として併用してウェブを作成し、これを加圧・加熱により融着させて、上記の見掛け密度とする方法等がある。バインダー繊維を併用した不織布を芯材として用いると、形状安定性の良好な吸音材とすることができるので、より施工性がよく、安定した吸音性を有する吸音材を得ることができるようになる。具体的な例として、主体繊維として、ポリエチレンテレフタレートからなるポリエステル繊維やナイロン６６繊維のように比較的融点の高い繊維を用い、バインダー繊維として、融点の低いポリエチレンやナイロン６、共重合により低融点としたポリエステル系重合体やポリアミド系重合体をバインダー成分として、バインダー成分を芯鞘型の鞘部、海島型の海部に配して複合紡糸した複合繊維を用い、両者を混綿してウェブを作成し、バインダー成分の融点以上の温度に加熱して、溶融または軟化したバインダー成分を介して主体繊維を接着させた不織布を得ることが挙げられる。
【００１２】
長繊維の場合には、スパンボンド法等の方法により得たウェブをニードルパンチ処理を施すことにより、繊維間に空隙を設けて、上記の見掛け密度とする方法が好ましい。また、不織布を構成する繊維の全部あるいは一部を、低融点重合体を繊維の表面に配置した複合型繊維とし、ニードルパンチ処理を施した後に、加熱処理を施して、低融点重合体を溶融させて、繊維同士の融着部を形成させてもよい。この場合も、短繊維の場合と同様に、ニードルパンチのみによるものより、複合繊維を併用して融着部を形成させたものの方がより面剛性に優れ、形態安定性がよいため施工性がよく、安定した吸音性を有する吸音材を得ることができる。
【００１３】
本発明の防水性吸音材は、上記の芯材の少なくとも片面に、繊維表面がポリオレフィン系重合体である繊維で構成されている布帛を表面材として積層されてなるものである。本発明の防水性吸音材には、上記の表面材が芯材の両面に積層されていてもよいが、少なくとも片面には表面材が積層されていて、表面材が積層されている面を雨等が当る側に設置して用いる。両面に雨等が当る状態にて用いられる場合には、芯材の両面に表面材を積層したものを用いる。
【００１４】
本発明に用いられる表面材は、繊維表面がポリオレフィン系重合体である繊維で構成されている布帛または不織布を用いる。繊維表面がポリオレフィン系重合体である繊維を表面材の構成繊維として用いるのは、ポリオレフィン系重合体が、水に対する表面張力が大きいので、表面材に水滴が当った際にも表面材内に水が侵入しない撥水性を有しているためである。表面がポリオレフィン系重合体である繊維としては、繊維がポリオレフィン系重合体のみからなる繊維や、繊維が複合紡糸して得られた複合繊維であって、繊維の表面にポリオレフィン系重合体が配置されている繊維が挙げられる。
【００１５】
表面材に用いられるポリオレフィン系重合体としては、炭素原子数２〜１８の脂肪族α−モノオレフィン、例えばエチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ドデセン、１−オクタデセン等からなるホモポリオレフィン重合体が挙げられる。これらの脂肪族α−モノオレフィンは、例えばブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、スチレン、α−メチルスチレンのような他の類似のエチレン系不飽和モノマーが共重合されたポリオレフィン系共重合体であってもよい。また、ポリエチレン系重合体の場合には、エチレンに対してプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテンまたは類似の高級α−オレフィンが１０重量％以下共重合されたものであってもよく、ポリプロピレン系重合体の場合には、プロピレンに対してエチレンまたは類似の高級α−オレフィンが１０重量％以下共重合されたものであってもよい。
【００１６】
繊維表面にポリオレフィン系重合体が配されてなる繊維が複合繊維である場合、芯鞘型の複合繊維の鞘成分として同心あるいは偏心的にポリオレフィン系重合体を配置したもの、海島型の複合繊維の海成分としてポリオレフィン系重合体を配置したもの等が挙げられる。中でも、ポリオレフィン系重合体を鞘成分とした芯鞘型の複合繊維を用いることが好ましい。この場合の芯成分としては、鞘成分に用いたポリオレフィン系重合体より高い融点を有するポリオレフィン系重合体や、高い融点を有するポリエステル系重合体ポリアミド系重合体を用いることができる。
【００１７】
本発明の防水性吸音材の表面材としての布帛の見掛け密度は、０．１ｇ／ｃｍ^３以上である。表面材としての布帛の見掛け密度を０．１ｇ／ｃｍ^３以上とするのは、布帛を構成する繊維間の間隙を小さくして、吸音材に雨等の水滴がかかった際にも吸音材内に水滴が侵入しないようにする効果をより高めるためである。表面材の見掛け密度の上限値としては、布帛の性質等から１．０ｇ／ｃｍ^３程度であるのが現実的である。水滴の浸入防止効果および吸音性を考慮して、０．２〜０．６ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。
【００１８】
表面材としては、織物、編物、不織布を用いることができるが、中でも、微細な繊維間空隙が多数存在すること、見掛け密度の制御がしやすいことから不織布を用いることが好ましい。
【００１９】
表面材として不織布を用いる際も、構成繊維が短繊維からなる不織布であっても、長繊維からなる不織布であってもよく、その製造方法も、いずれの方法であってもよい。構成繊維が短繊維である場合には、上記のような複合繊維からなるウェブを加圧しながら熱処理して複合繊維の表面に存在する重合体を融着させる方法や、抄紙法による方法等がある。長繊維である場合の不織布としては、スパンボンド法によるウェブからなる不織布であるのが好適である。スパンボンド法によるウェブからなる不織布の中でも、ポリオレフィン系重合体を鞘成分として用いた芯鞘型複合繊維をスパンボンド法によりウェブとし、このウエブに、熱エンボス加工を施して部分熱圧着したスパンボンド不織布を用いることが、目的とする見かけ密度を良好に達成することができること、剛性に優れること等の点から好ましい。この場合の複合繊維の芯成分としては、鞘成分であるポリオレフィン系重合体より融点の高い繊維形成性重合体が用いられ、ポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体等が好ましく用いられる。表面材の構成繊維の単繊維繊度は、吸音性や防水性の点から小さい方が好ましく、７デシテックス以下、さらには４デシテックス以下であるのが好ましい。
【００２０】
本発明の吸音材の芯材と表面材の積層方法としては、接着剤や接着シートを介して接着する方法、ニードルパンチにより両層を交絡する方法、また、芯材および／または表面材を構成する繊維として、複合繊維を用いた場合には、複合繊維を構成する低融点の重合体を接着成分として利用して熱接着する方法等がある。
【００２１】
本発明の吸音材の厚さは、用途によって設定すればよいが、吸音性能より４０〜１００ｍｍであるのが好ましい。この場合、表面材としての不織布の厚さは、３ｍｍ以下で充分に役目を果たすことができ、コスト等を考慮して０．３〜１ｍｍであるのが好ましい。
【００２２】
本発明の吸音材は、必要に応じて着色されてなるものであってもよい。色は、用途に応じて適宜設定すればよい。また、着色方法としては、原着の繊維を用いる方法、後加工により色を付与する方法等が挙げられる。
【００２３】
本発明の吸音材は、道路、鉄道、橋梁等の土木建造物や各種建築物等における騒音対策として設置する防音壁に用いるものである。具体的には、例えば、吸音面側に音響入射用の開口が施されたパンチング板と背面板との間に、吸音材の表面材がパンチング板側に面するように設置して防音壁とする。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、実施例における性能の評価は、次の方法で行った。
（１）撥水度
ＪＩＳＬ−１０９２６．２撥水度試験
（２）吸水率
ＪＩＳＬ−１０９２６．３雨試験（シャワー試験）Ａ法に準じて吸水率（％）を測定した。
（３）吸音率（％）
ＪＩＳＡ−１４０５に準じて周波数１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、４００Ｈｚ、８００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、４０００Ｈｚ、６３００Ｈｚの吸音率を測定。
【００２５】
実施例１
芯材用の不織布として下記のものを用いた。
主体繊維である立体捲縮を有するポリエステル系中空複合繊維（ユニチカファイバー株式会社製＜Ｈ３８Ｆ＞単糸繊度６．６デシテックス×繊維長５１ｍｍ）と、ポリエチレンテレフタレート単位にイソフタル酸を共重合した融点が１１０℃の共重合ポリエステルを鞘成分（バインダー成分）、ポリエチレンテレフタレートを芯成分として複合紡糸したポリエステル系芯鞘型バインダー繊維（ユニチカファイバー株式会社製＜４０８０＞単糸繊度３．３デシテックス×繊維長５１ｍｍ）とを、６０：４０（質量比）の割合で混綿してカード機でウェブを作成した。次いで厚さ４５ｍｍのスペーサーで厚さを規制しつつ１５０℃の熱風循環乾燥機中で１分間熱処理して、見掛け密度が０．０４ｇ／ｃｍ^３、厚さが４５ｍｍのポリエステル系短繊維不織布を得、これを芯材用の不織布とした。
【００２６】
表面材用の不織布としては、ポリエチレンを鞘成分、ポリエチレンテレフタレートを芯成分とする散点状に部分熱圧着されたスパンボンド不織布（ユニチカ株式会社製登録商標「エルベス」銘柄＜Ｓ１００３ＷＤＯ＞単糸繊度３．３デシテックス、厚さ０．５２ｍｍ、見かけ密度０．１９ｇ／ｃｍ^３）を用いた。
【００２７】
得られた芯材用のポリエステル系短繊維不織布と表面材用の部分熱圧着スパンボンド不織布との間に、目付２０ｇ／ｍ^２、融点９０℃の共重合ポリエステル製の熱接着シート（呉羽テック株式会社製登録商標「ダイナックシート」）を挟んで積層し、加熱プレス機を使用して、温度１００℃で２分間加熱プレスして、表面材を芯材の片面に積層した本発明の防水性吸音材を得た。
【００２８】
実施例２
実施例１において、表面材として、ポリエチレンを鞘成分とし、ポリエチレンテレフタレートを芯成分とする織目状に部分熱圧着されたスパンボンド不織布（ユニチカ株式会社製登録商標「エルベス」銘柄＜Ｔ１００３ＷＤＯ＞単糸繊度３．３デシテックス、厚さ０．３１ｍｍ、見かけ密度０．３２ｇ／ｃｍ^３）を用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の防水性吸音材を得た。
【００２９】
得られた実施例１、２の評価結果を併せて表１に示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
表１から明らかなように、実施例１、２の吸音材は、吸音特性に優れていると共に撥水性に優れていて、水をかけても内部に吸水しにくいため優れた防水性を有するものであった。
【００３２】
【発明の作用および効果】
本発明のごとく、見掛け密度が０．０２ｇ／ｃｍ^３以上、０．１ｇ／ｃｍ^３未満である不織布を芯材とし、該芯材の少なくとも片面に、繊維表面がポリオレフィン系重合体である繊維で構成されていて、見掛け密度が０．１ｇ／ｃｍ^３以上である布帛または不織布が表面材として積層されてなる吸音材は、表面材の表面が表面張力の大きいポリオレフィン系重合体で構成されていて、繊維間の間隙が小さいので、ＪＩＳＬ１０９２に規定の撥水度試験（スプレー試験）で優れた撥水性を有し、またＪＩＳＬ１０９２に規定の雨試験（シャワー試験）Ａ法による吸水率が極めて小さく優れた防水性を有している。また、表面材を構成する繊維自身が撥水性を有しているので、使用期間中にその性能は劣化することがなく、耐久性のある防水性を有する吸音材となる。
【００３３】
したがって、本発明の防水性吸音材は、充分な吸音性能を有すると共に耐久性に優れた防水性を有するので、雨等にさらされる可能性のある用途においても長期にわたって優れた吸音性を維持することができる。
【００３４】
また、撥水性・防水性を付与するための後加工を要しないため、煩雑な製造工程を要することなく、吸音材を得ることができる。

Claims

見掛け密度が０．０２ｇ／ｃｍ^３以上、０．１ｇ／ｃｍ^３未満である不織布を芯材とし、該芯材の少なくとも片面に、繊維表面がポリオレフィン系重合体である繊維で構成されていて、見掛け密度が０．１ｇ／ｃｍ^３以上である布帛または不織布を表面材として積層してなることを特徴とする防水性吸音材。
表面材が、ポリオレフィン系重合体を鞘成分とする芯鞘型複合繊維からなる不織布である請求項１記載の防水性吸音材。
表面材が、ポリオレフィン系重合体を鞘成分とする芯鞘型複合繊維からなる部分熱圧着スパンボンド不織布である請求項２記載の防水性吸音材。