JP2005195989A

JP2005195989A - 吸音フェルト

Info

Publication number: JP2005195989A
Application number: JP2004003544A
Authority: JP
Inventors: Hajime Owaki; 肇大脇
Original assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd
Current assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】単層のフェルトであっても、可聴全周波数帯域の音を効果的に吸音することができる吸音フェルトを開発する。
【解決手段】単層フェルトであって、片側表層の空気流れ抵抗値が５０〜３００Ｎ・sec／ｍ³であり、反対側表層の空気流れ抵抗値が５００〜４０００Ｎ・sec／ｍ³であり、層間の空気流れ抵抗値が連続的に変化している吸音フェルト。
【選択図】なし

Description

本発明は、単層にもかかわらず層間において高空気流れ抵抗値部分と低空気流れ抵抗値部分が存在する傾斜空気流れ抵抗値フェルトに関する。

吸音材料・断熱材料としてのフェルトは建築、自動車等の輸送機械を始めとして広く産業界に使用されている。フェルトの原材料は、毛、綿等の自然繊維、各種の化学合成有機繊維、ロックウール、グラスウール、金属繊維等の無機系繊維であり、また衣料品等、各種の繊維製品の廃棄物からのリサイクル品を使用することもある。

これらのフェルトは一般に低密度であるため、可聴音域における中〜低周波数帯域の音対策として有効であるが、高周波数帯域の音は透過してしまうため、別途高密度のゴムシートを積層し、対策する必要があった。即ち、高密度シートと低密度フェルトの積層物により、全般的な音対策が有効となるとされている。

しかし、廃棄物問題がクローズアップされている昨今では、別々の材料が積層された防音材はリサイクルには不向きであり、生産上も別々のラインにより生産した２種類のシートとフェルトを積層一体化させるという工程が必要となる。生産性とリサイクル性を上げるためには、複数の異なった密度のフェルトを積層させれば良いが、この場合でも最終的には複数層のフェルトを一体化する工程を設けることが必須であり、また、一体化のために接着剤を使用した場合、通気性を阻害して防音材全体としての吸音効果の低下を招く虞がある。
単層であって、傾斜密度を有する不織布としては、特開平７−１６６６１７号に記載されている防音床材がある。しかしながら該公報に記載された発明は、積層する材料が少なくても遮音等級Ｌ５０以下の防音床材を実現するものであり、その使用態様としては床下地に直貼りする床材において木質床板の裏側に設けるもので、あくまで遮音対策を目的としているため、開示内容においては低〜高周波の可聴域にある全ての周波数帯域に対する吸音効果は不明である。
特開平７−１６６６１７号

そこで、上記課題を解決せんとして、本発明者は鋭意研究の結果、単層のフェルトであって、層間に高空気流れ抵抗値部分と低空気流れ抵抗値部分とを有する傾斜空気流れ抵抗値吸音フェルトを発明したものである。その要旨は以下に存する。

単層フェルトであって、空気流れ抵抗値が５０〜３００Ｎ・sec／ｍ³の部分と、５００〜４０００Ｎ・sec／ｍ³の部分とを有することを特徴とする吸音フェルト。
単層フェルトであって、片側表層の空気流れ抵抗値が５０〜３００Ｎ・sec／ｍ³であり、反対側表層の空気流れ抵抗値が５００〜４０００Ｎ・sec／ｍ³であることを特徴とする吸音フェルト。
単層フェルトであって、片側表層の空気流れ抵抗値が５０〜３００Ｎ・sec／ｍ³であり、反対側表層の空気流れ抵抗値が５００〜４０００Ｎ・sec／ｍ³であり、層間の空気流れ抵抗値が連続的に変化していることを特徴とする吸音フェルト。
ニードル加工により製造されることを特徴とする上記吸音フェルト。

本発明になる吸音フェルトは、如何なる繊維原料であっても製造することができる。即ち、天然繊維、化学合成有機繊維、無機繊維が制限無く使用できる。また、繊維製品を裁断、解繊したリサイクル繊維原料も、好適に使用することができる。これらの繊維原料を、表面に針状物を有するドラムが高速回転する箇所を通過させることにより、極く低密度の綿状物とする。これをフリースと呼ぶ。

フリースを基に、本発明の吸音フェルトを生産するには、レジンフェルトや熱可塑フェルトの場合には、バインダー樹脂の散布量が異なるフリースを上下層に重ね合わせにして、加熱することにより、単層で空気流れ抵抗値が低い層と高い層を並存するレジンフェルト、熱可塑フェルトが得られる。
また、通常のレジンフェルト、熱可塑フェルトを製造した後で、アクリル樹脂等の樹脂エマルションを含浸させ、含浸させたフェルトを加熱乾燥させることによって、フェルト含浸部の空気流れ抵抗値を増大させ、単層フェルトに空気流れ抵抗値の小さい部分と大きい部分とを並存させることができる。空気流れ抵抗値は、含浸させる樹脂エマルションの量により調節が可能である。

ニードルフェルトの場合には、ニードリング加工の突き深さが浅い箇所では単位時間当たりの突き回数を多くし（突き速度が速い）、突き深さが深くなるにつれて、単位時間当たりの突き回数を減少させる（突き速度が遅くなる）ことにより、あるいは突き深さが深くなるにつれてニードリングに使われる針の本数が漸減するようにニードルパンチする、若しくはニードリングに使われる針の本数が任意のタイミングで可変できる機構を有するニードルパンチング機を使用することにより、単層で空気流れ抵抗値が変化するニードルフェルトが得られる。

空気流れ抵抗値が５０〜３００Ｎ・sec／ｍ³の範囲にある低空気流れ抵抗値部分においては、５０Ｎ・sec／ｍ³未満の空気流れ抵抗値であると周波数帯域に限らず吸音効果が得られない虞があり、３００Ｎ・sec／ｍ³を超える空気流れ抵抗値であると、低周波数帯域における吸音効果が充分ではなくなる。
また、５００〜４０００Ｎ・sec／ｍ³の範囲にある高空気流れ抵抗値部分において、５００Ｎ・sec／ｍ³未満の空気流れ抵抗値の場合、高周波数帯域における吸音効果が充分ではなく、４０００Ｎ・sec／ｍ³を超える空気流れ抵抗値であると、周波数帯域に限らず吸音効果が得られない虞がある。

本発明になる吸音フェルトは、単層において空気流れ抵抗値が５０〜３００Ｎ・sec／ｍ³の範囲にある低空気流れ抵抗値部分と、５００〜４０００Ｎ・sec／ｍ³の範囲にある高空気流れ抵抗値部分があることを必須とするが、他の部分において上記範囲に入らない、中間的な空気流れ抵抗値部分が存在することを排除するものではない。
即ち、一例を示せば、片側表層において１００Ｎ・sec／ｍ³の低空気流れ抵抗値層があり、反対側の表層において３０００Ｎ・sec／ｍ³の高空気流れ抵抗値層があれば、この両層に挟まれる中間の層の空気流れ抵抗値が、上記範囲に入らない中間の４００Ｎ・sec／ｍ³の空気流れ抵抗値層であってもよく、一定の空気流れ抵抗値を示さず、低空気流れ抵抗値層から高空気流れ抵抗値層に向けて、１００Ｎ・sec／ｍ³から空気流れ抵抗値が連続的に増加し、３０００Ｎ・sec／ｍ³に至るというものであっても良い。

無論、単層フェルトの一部分が５０〜３００Ｎ・sec／ｍ³の範囲にある低空気流れ抵抗値部分であり、残りの全層が５００〜４０００Ｎ・sec／ｍ³の範囲にある高空気流れ抵抗値部分である構成を取っていてもかまわない。低空気流れ抵抗値部分を構成する層、高空気流れ抵抗値部分を構成する層、それ以外の中間的な空気流れ抵抗値部分を構成する層が占める割合は全く任意である。

本発明になる吸音フェルトは、単層で高周波数帯域から低周波数帯域の音を吸音することが可能であるが、騒音原となる音の周波数分析を行い、吸音が必要なターゲットとなる中心周波数帯域が判明すれば、吸音フェルトの吸音特性を、ターゲットとなる周波数帯域に吸音ピークが来るような特性に調整することが可能となる。これは、高空気流れ抵抗値部分の空気流れ抵抗値、低空気流れ抵抗地部分の空気流れ抵抗値、それぞれの層の占める厚さや割合を調節することにより可能である。

本発明になる吸音フェルトは、単層、即ちフェルト１枚のみで幅広い周波数帯域の音を吸音する効果が得られるが、これに更に遮音効果を付与するため、従来公知の、ゴムやアスファルト原料による高密度シートを積層して使用することを妨げるものではない。また、意匠性を高めるため、不織布やビニルクロス製による表皮化粧層を積層することも可能である。

本発明になる吸音フェルトは、自動車用防音材としてダッシュインシュレータ、エンジンフードインシュレータ、フロアカーペット、トランクルームトリム、フロアトリム、ドアトリム、ピラーガーニッシュ、ルーフトリムなど、従来型のフェルトが使用されていた箇所にそのまま置き換えて使用することが可能である。

自動車以外にも、鉄道、船舶、航空機等の各種の輸送機械、建設用機械、生産機械の防音材、内装材等に使用が可能である。また、住宅、工場、ビルなどの建物や、工場生産プラントなどに防音材として使用することが可能である。

以下に、本発明の理解を助けるために具体的な実施例を説明する。言うまでもないが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

各種の布製品からリサイクルされた天然繊維、化学繊維混合の繊維原料を裁断、解繊し、フェルト原反のフリースを作成する際に、バインダー樹脂であるフェノール樹脂散布量を単位面積あたり３０質量％としたフリースと、同散布量を単位面積あたり５質量％としたフリースとを作り、上記２つのフリースを上下層となるように重ね合わせて加熱した結果、面重量１５００ｇ／ｍ²のフェルトにおいて、厚さ５ｍｍ・空気流れ抵抗値１６００Ｎ・sec／ｍ³の層と、厚さ１５ｍｍ・空気流れ抵抗値１５０Ｎ・sec／ｍ³の層とを有する吸音フェルト１を得た。

実施例１において使用した繊維原料によりフェノール樹脂をバインダー樹脂としてフェルト原反を作成し、この原反の片面に、固形分比４５％のラテックスを含浸させ、反対側片面に、前記ラテックスを固形分比１５％に希釈したラテックスを含浸させ、加熱乾燥させた結果、面重量１５００ｇ／ｍ²のフェルトにおいて、空気流れ抵抗値２５００Ｎ・sec／ｍ³の層と、空気流れ抵抗値２００Ｎ・sec／ｍ³の層とを有する吸音フェルト２を得た。

実施例１において使用した繊維原料によりニードルパンチング加工によりニードルフェルトを作成した。ニードリングのための針の到達位置を、最深部から徐々にフェルト上層部に上げる様に調整し、最深部がニードリング密度が最も高く、上層部がニードリング密度が最も低くなるようにした。
上記ニードルパンチング加工の結果、面重量１５００ｇ／ｍ²のフェルトにおいて、ニードリング密度の最高部の空気流れ抵抗値２３００Ｎ・Ｓ／ｍ³の層と、ニードリング密度の最低部の空気流れ抵抗値２００Ｎ・Ｓ／ｍ³の層とを有する吸音フェルト３を得た。

[比較例１]
実施例１にて使用した繊維原料を使用して、フェノール樹脂バインダーを散布し、面重量１５００ｇ／ｍ²のレジンフェルト４を得た。

[比較例２]
ガラス繊維を原料とした、面重量１５００ｇ／ｍ²のグラスウール５を使用した。

吸音フェルト１〜３、及びレジンフェルト４、グラスウール５を使用して、垂直入射吸音率法により、４００Hz〜４０００Hzにおける各周波数における音の吸音率を測定した。

グラフ１

一見して分かる様に、グラスウールは１０００Hz以下の低周波数帯域においては比較的高い吸音率を示し、それ以上の高周波数帯域では吸音率が低下してしまい、他方レジンフェルトは１２５０Hzを超える高周波数帯域においては比較的高い吸音率を示し、それ以下の中〜低周波数帯域では吸音率が低下してしまうのに対して、本発明になる吸音フェルトは低周波数帯域から高周波数帯域まで高い吸音率を示すことが明らかである。

本発明による吸音フェルトは、単層により可聴全周波数帯域の音を吸音することが可能であり、しかも騒音のターゲットとなる周波数帯域の音を重点的に吸音することも可能であるため、産業上防音が必要となるあらゆる場面において、低コストで高い効果を得る事ができ、しかもリサイクル性にも優れるため、環境問題にも対応したフェルトであると言える。

Claims

単層フェルトであって、空気流れ抵抗値が５０〜３００Ｎ・Ｓ／ｍ³の部分と、５００〜４０００Ｎ・Ｓ／ｍ³の部分とを有することを特徴とする吸音フェルト。
単層フェルトであって、片側表層の空気流れ抵抗値が５０〜３００Ｎ・Ｓ／ｍ³であり、反対側表層の空気流れ抵抗値が５００〜４０００Ｎ・Ｓ／ｍ³であることを特徴とする吸音フェルト。
単層フェルトであって、片側表層の空気流れ抵抗値が５０〜３００Ｎ・Ｓ／ｍ³であり、反対側表層の空気流れ抵抗値が５００〜４０００Ｎ・Ｓ／ｍ³であり、層間の空気流れ抵抗値が連続的に変化していることを特徴とする吸音フェルト。
ニードル加工により製造されることを特徴とする請求項１乃至３に記載された吸音フェルト。