JP2006028708A - 吸音性積層体およびその製造法 - Google Patents
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Abstract
【課題】中程度の領域周波数の吸音性に優れ、薄く、軽量で、形態安定性に優れ、自動車内装用などに好適な吸音性積層体およびその製造法を提供する。
【解決手段】緻密な構造の表面材と、粗な構造の裏面材とを接合してなる吸音性積層体であって、該表面材が、平均繊維径１０〜3 ０μｍの連続長繊維層と、平均繊維径０．５〜７μｍ、目付１〜３０ｇ／ｍ2 のメルトブロー微細繊維層とを積層し、熱圧着により一体化した積層不織布で、該積層不織布の目付けが２０〜２５０ｇ／ｍ2 、嵩密度が０．１〜０．８ｇ／ｃｍ3 および通気度が１００ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ以下であり、前記裏面材が、平均繊維径１０〜３０μｍおよび嵩密度０．００５〜０．１５ｇ／ｃｍ3 である合成繊維不織布であり、かつ前記吸音性積層体の厚みが５〜５０ｍｍ、目付けが１００〜１０００ｇ／ｍ2 および周波数４０００Ｈｚの吸音率が５０％以上であることを特徴とする吸音性積層体。
【選択図】 なし
【解決手段】緻密な構造の表面材と、粗な構造の裏面材とを接合してなる吸音性積層体であって、該表面材が、平均繊維径１０〜3 ０μｍの連続長繊維層と、平均繊維径０．５〜７μｍ、目付１〜３０ｇ／ｍ2 のメルトブロー微細繊維層とを積層し、熱圧着により一体化した積層不織布で、該積層不織布の目付けが２０〜２５０ｇ／ｍ2 、嵩密度が０．１〜０．８ｇ／ｃｍ3 および通気度が１００ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ以下であり、前記裏面材が、平均繊維径１０〜３０μｍおよび嵩密度０．００５〜０．１５ｇ／ｃｍ3 である合成繊維不織布であり、かつ前記吸音性積層体の厚みが５〜５０ｍｍ、目付けが１００〜１０００ｇ／ｍ2 および周波数４０００Ｈｚの吸音率が５０％以上であることを特徴とする吸音性積層体。
【選択図】 なし
Description
本発明は吸音性積層体に関し、特に中程度の周波数、特に周波数４０００Ｈｚの吸音性に優れ、薄く、軽量で、形態安定性に優れた自動車内装用などに好適な吸音性積層体およびその製造法に関する。
従来から自動車や住宅の内装には、吸音材として、グラスウール、ロックウール、アルミ繊維、多孔性セラミック、屑綿などが使用されている。しかし、これらの吸音材は、施工性、人体への障害、リサイクル、環境などの点で問題があるため、近年では不織布を用いた種々の吸音材が提案されている。
例えば、特許文献１には、密度０．０１３〜０．０５ｇ／ｃｍ3 のメルトブローン極細繊維不織布を用いた防音シート材料が提案されている。しかし、このシート材料は厚みの変形が生じ易く、取扱性に劣り、さらに耐熱性が不足するなどの問題がある。
特許文献２には、融点差を有する２種以上の混綿繊維で構成された、難燃性を有する吸音材が提案されている。しかし、この吸音材は、難燃性、リサイクル性に優れるが、０．０１〜０．１ｇ／ｃｍ3 の密度で厚み変形が生じ易く、取扱性などに問題がある。
特許文献３には、繊維径が６μｍ以下の極細繊維を含有し、目付け３０〜２００ｇ／ｍ2 の不織布と、繊維径が７〜４０μｍで目付け５０〜２０００ｇ／ｍ2 の短繊維不織布とを流体交絡法またはニードルパンチ法により一体化した吸音材が提案されている。しかし、このような方法で一体化処理を行うと極細繊維が切断され、穴が開いた構成となり、吸音性、形態安定性が低下し易いという欠点がある。
特許文献４には、平均繊維径１０μｍ以下、平均みかけ密度０．１〜０．４ｇ／ｃｍ3 および目付け５〜３０ｇ／ｍ2 のメルトブローン不織布と、みかけ密度０．０１〜０．１０ｇ／ｃｍ3 および目付け５０〜２０００ｇ／ｍ2 の繊維集合体とからなる吸音材が提案されている。しかし、この吸音材は、メルトブローン不織布面の強度が低く、形態安定性、取扱性などに問題がある。
さらに特許文献５には、繊維径６μｍ以下の極細繊維を含み、目付け２０〜１００ｇ／ｍ2 のメルトブローン不織布と、繊維径７〜４０μｍ、目付け５０〜２０００ｇ／ｍ2 、厚み５〜３０ｍｍ基布入り短繊維不織布とが積層一体化された吸音材が提案されている。しかし、この吸音材でもメルトブローン不織布面の強度が低く、形態安定性、取扱性、価格などに問題があった。
このように従来技術では、メルトブロー繊維を吸音材に用いる場合、充分な吸音効果を得るために大量の微細繊維が必要であり、通常その目付を５０〜２００ｇ／ｍ2 とする必要があり、低目付でも吸音効果に優れ、かつ薄くて軽量な吸音材が望まれていた。
特開平０６−２１２５４６号公報
特開平１０−２６８８７１号公報
特開２００１−２７９５６７号公報
特開２００２−６９８２４号公報
特開２００２−１６１４６４号公報
例えば、特許文献１には、密度０．０１３〜０．０５ｇ／ｃｍ3 のメルトブローン極細繊維不織布を用いた防音シート材料が提案されている。しかし、このシート材料は厚みの変形が生じ易く、取扱性に劣り、さらに耐熱性が不足するなどの問題がある。
特許文献２には、融点差を有する２種以上の混綿繊維で構成された、難燃性を有する吸音材が提案されている。しかし、この吸音材は、難燃性、リサイクル性に優れるが、０．０１〜０．１ｇ／ｃｍ3 の密度で厚み変形が生じ易く、取扱性などに問題がある。
特許文献３には、繊維径が６μｍ以下の極細繊維を含有し、目付け３０〜２００ｇ／ｍ2 の不織布と、繊維径が７〜４０μｍで目付け５０〜２０００ｇ／ｍ2 の短繊維不織布とを流体交絡法またはニードルパンチ法により一体化した吸音材が提案されている。しかし、このような方法で一体化処理を行うと極細繊維が切断され、穴が開いた構成となり、吸音性、形態安定性が低下し易いという欠点がある。
特許文献４には、平均繊維径１０μｍ以下、平均みかけ密度０．１〜０．４ｇ／ｃｍ3 および目付け５〜３０ｇ／ｍ2 のメルトブローン不織布と、みかけ密度０．０１〜０．１０ｇ／ｃｍ3 および目付け５０〜２０００ｇ／ｍ2 の繊維集合体とからなる吸音材が提案されている。しかし、この吸音材は、メルトブローン不織布面の強度が低く、形態安定性、取扱性などに問題がある。
さらに特許文献５には、繊維径６μｍ以下の極細繊維を含み、目付け２０〜１００ｇ／ｍ2 のメルトブローン不織布と、繊維径７〜４０μｍ、目付け５０〜２０００ｇ／ｍ2 、厚み５〜３０ｍｍ基布入り短繊維不織布とが積層一体化された吸音材が提案されている。しかし、この吸音材でもメルトブローン不織布面の強度が低く、形態安定性、取扱性、価格などに問題があった。
このように従来技術では、メルトブロー繊維を吸音材に用いる場合、充分な吸音効果を得るために大量の微細繊維が必要であり、通常その目付を５０〜２００ｇ／ｍ2 とする必要があり、低目付でも吸音効果に優れ、かつ薄くて軽量な吸音材が望まれていた。
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、中程度の領域周波数の吸音性に優れ、薄く、軽量で、形態安定性に優れ、自動車内装用などに好適な吸音性積層体およびその製造法を提供することにある。
本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意検討した結果、特定の連続長繊維層とメルトブロー微細繊維層を積層して得られる、特定の密度、目付、通気度を有する緻密構造の積層不織布とを表面材とし、これに粗な構造の裏面材をホットメルト接着剤等により接合することにより、少量のメルトブロー微細繊維の使用でも大幅な吸音性の向上が図れることを見いだし、本発明に到達した。
すなわち、本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
すなわち、本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
（１）緻密な構造の表面材と、粗な構造の裏面材とを接合してなる吸音性積層体であって、該表面材が、平均繊維径１０〜3 ０μｍの連続長繊維層と、平均繊維径０．５〜７μｍ、目付１〜３０ｇ／ｍ2 のメルトブロー微細繊維層とを積層し、熱圧着により一体化した積層不織布で、該積層不織布の目付けが２０〜２５０ｇ／ｍ2 、嵩密度が０．１〜０．８ｇ／ｃｍ3 および通気度が１００ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ以下であり、前記裏面材が、平均繊維径１０〜３０μｍおよび嵩密度０．００５〜０．１５ｇ／ｃｍ3 である合成繊維不織布であり、かつ前記吸音性積層体の厚みが５〜５０ｍｍ、目付けが１００〜１０００ｇ／ｍ2 および周波数４０００Ｈｚの吸音率が５０％以上であることを特徴とする吸音性積層体。
（２）前記表面材の積層不織布が、ポリエステル系繊維またはポリエステル系共重合体繊維からなることを特徴とする（１）に記載の吸音性積層体。
（３）前記メルトブロー微細繊維の溶液粘度（ηｓｐ／ｃ）が０．２〜０．８であることを特徴とする（２）に記載の吸音性積層体。
（４）前記メルトブロー微細繊維層の目付が３〜２０ｇ／ｍ2 であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の吸音性積層体。
（５）前記裏面材の合成繊維不織布が、ポリエステル系短繊維またはポリエステル系共重 合短繊維からなることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の吸音性積層体。
（６）前記裏面材の合成繊維不織布が、熱融着繊維および／または熱可塑性樹脂を５〜５０重量％含有していることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の吸音性積層体。
（７）平均繊維径１０〜3 ０μｍの連続長繊維層と、平均繊維径０．５〜７μｍ、目付１〜３０ｇ／ｍ2 のメルトブロー微細繊維層とを熱圧着により一体化した、目付けが２０〜２５０ｇ／ｍ2 、嵩密度が０．１〜０．８ｇ／ｃｍ3 および通気度が１００ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ以下である積層不織布からなる表面材と、平均繊維径が１０〜３０μｍおよび嵩密度が０．００５〜０．１５ｇ／ｃｍ3 である合成繊維不織布からなる裏面材とを接合して吸音性積層体を製造するに際し、該表面材と裏面材の間に接着剤または熱融着繊維を介在させて熱処理することを特徴とする吸音性積層体の製造法。
（２）前記表面材の積層不織布が、ポリエステル系繊維またはポリエステル系共重合体繊維からなることを特徴とする（１）に記載の吸音性積層体。
（３）前記メルトブロー微細繊維の溶液粘度（ηｓｐ／ｃ）が０．２〜０．８であることを特徴とする（２）に記載の吸音性積層体。
（４）前記メルトブロー微細繊維層の目付が３〜２０ｇ／ｍ2 であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の吸音性積層体。
（５）前記裏面材の合成繊維不織布が、ポリエステル系短繊維またはポリエステル系共重 合短繊維からなることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の吸音性積層体。
（６）前記裏面材の合成繊維不織布が、熱融着繊維および／または熱可塑性樹脂を５〜５０重量％含有していることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の吸音性積層体。
（７）平均繊維径１０〜3 ０μｍの連続長繊維層と、平均繊維径０．５〜７μｍ、目付１〜３０ｇ／ｍ2 のメルトブロー微細繊維層とを熱圧着により一体化した、目付けが２０〜２５０ｇ／ｍ2 、嵩密度が０．１〜０．８ｇ／ｃｍ3 および通気度が１００ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ以下である積層不織布からなる表面材と、平均繊維径が１０〜３０μｍおよび嵩密度が０．００５〜０．１５ｇ／ｃｍ3 である合成繊維不織布からなる裏面材とを接合して吸音性積層体を製造するに際し、該表面材と裏面材の間に接着剤または熱融着繊維を介在させて熱処理することを特徴とする吸音性積層体の製造法。
本発明の吸音性積層体によれば、表面材が、連続長繊維層とメルトブロー微細繊維層の積層体からなり、メルトブロー微細繊維層が連続長繊維層の隙間を埋めるように積層されるため、メルトブロー微細繊維の使用量が少なくしても緻密な構造を確保でき、薄くて軽量な吸音材を得ることができる。また該表面材が、極少量の通気性を有し、繊維構造的には小さな繊維空隙を有する緻密な構造の積層不織布であり、進入する音の波長が細孔中の摩擦抵抗で小さくなり、繊維空隙を進入するため、優れた吸音性を発現する。さらに裏面材が、大きな空隙を有する粗な構成からなる不織布であり、表面材から進入した音波を受け、粗な組織で繊維自由度の大きな繊維単糸が振動し、音エネルギーを吸収して効率よく熱エネルギーに変換させることができるため、優れた吸音効果を発現することができる。
また表面材と裏面材をホットメルト接着剤等により接合することにより、特定の厚みや目付等を有する吸音性積層体を得ることができるため、極細繊維の切断や貫通孔の形成等がなく、優れた吸音効果が得られる。
また表面材と裏面材をホットメルト接着剤等により接合することにより、特定の厚みや目付等を有する吸音性積層体を得ることができるため、極細繊維の切断や貫通孔の形成等がなく、優れた吸音効果が得られる。
本発明において、表面材には、連続長繊維層とメルトブロー微細繊維層とを熱圧着により積層一体化した積層不織布が用いられる。
本発明に用いられる連続長繊維層の形成には、延伸により充分な強力を発現させるため、紡糸速度等を適切な設定するのが好ましい。例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の場合には、紡糸速度３０００ｍ／ｍｉｎ以上で延伸紡糸するのが好ましい。連続長繊維ウェブは、スパンボンドのような紡糸方法により、摩擦帯電やコロナ帯電などにより糸条を均一に分散させる公知の方法で作製するのが好ましい。この方法によれば、未結合状態のウェブを生成しやすく、かつ経済性に優れる。また連続長繊維ウェブは単層でも複数を重ねた層でもよい。
連続長繊維の平均繊維径は、カバーリング性、強度、紡糸安定性等の点から、１０〜3 ０μｍ、好ましくは１２〜２５μｍの範囲である。
本発明に用いられる連続長繊維層の形成には、延伸により充分な強力を発現させるため、紡糸速度等を適切な設定するのが好ましい。例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の場合には、紡糸速度３０００ｍ／ｍｉｎ以上で延伸紡糸するのが好ましい。連続長繊維ウェブは、スパンボンドのような紡糸方法により、摩擦帯電やコロナ帯電などにより糸条を均一に分散させる公知の方法で作製するのが好ましい。この方法によれば、未結合状態のウェブを生成しやすく、かつ経済性に優れる。また連続長繊維ウェブは単層でも複数を重ねた層でもよい。
連続長繊維の平均繊維径は、カバーリング性、強度、紡糸安定性等の点から、１０〜3 ０μｍ、好ましくは１２〜２５μｍの範囲である。
本発明に用いられるメルトブロー微細繊維層の平均繊維径は０．５〜７μｍ、好ましくは１〜５μｍである。メルトブロー法で０．５μｍ未満の繊維径に紡糸するには過酷な条件が必要となり、安定した繊維が得られず、また７μｍを超えると連続長繊維の繊径に近くなり、連続長繊維層の隙間に微細繊維として入り込んで該隙間を埋める作用が得られず、緻密な構造が得られない。またメルトブロー微細繊維層の目付は、低目付で充分な吸音性を得る点から１〜３０ｇ／ｍ2 、好ましくは２〜２５ｇ／ｍ2 、より好ましくは３〜２０ｇ／ｍ2 の範囲とされる。
連続長繊維層およびメルトブロー微細繊維層の繊維素材には、例えば、ポリエステルまたはその共重合体もしくはこれらの混合物などの熱可塑性樹脂、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、またイソフタル酸やフタル酸等が重合されたものが用いられる。ＰＥＴまたはその共重合体の場合には、メルトブロー微細繊維の溶液粘度（ηｓｐ／ｃ）は０．２〜０．８が好ましく、より好ましくは０．２〜０．６の範囲である。またＰＥＴのメルトブロー微細繊維では、他の合繊に比較して結晶化が遅く、低結晶の流動性のある状態で連続長繊維層の隙間に侵入でき、その結果、連続長繊維層の繊維間隙を埋めて緻密な構造が得られる。また連続長繊維およびメルトブロー微細繊維の繊維断面の形状には特に限定はないが、偏平糸などの異型断面糸が小さな空隙を有する高密度構造を得る点から好ましい。
また熱可塑性樹脂として、ポリアミドまたはその共重合体もしくはこれらの混合物であってもよく、またポリオレフィンまたはその共重合体もしくはこれらの混合物であってもよい。例えば、ポリエチレン、ホモポリプロピレン、α−オレフィン、エチレンなどをランダム共重合したポリプロピレンなどであってもよい。またポリエステル系樹脂またはポリアミド系樹脂、オレフィン類の樹脂を混合した樹脂からなってもよい。特にポリエステル素材の使用により、優れた強力の発現とともに、良好な耐候性や耐熱性等の特徴が得られる。また本発明の目的を阻害しない範囲で、着色剤、酸化チタン、紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤等の任意の添加剤が添加されてもよい。
本発明において、連続長繊維層とメルトブロー微細繊維層とを積層する方法には特に限定はなく、公知の方法で行うことができる。例えば、連続長繊維ウエブ（Ｓ）と、メルトブロー微細繊維ウエブ（Ｍ）とを未結合状態で積層する方法、または連続長繊維不織布とメルトブロー微細繊維不織布を形成した後、積層する方法が挙げられる。積層形態にも特に限定はなく、ＳＭ型、ＳＭＳ型の構造が挙げられるが、特に連続長繊維ウエブ（Ｓ）とメルトブロー微細繊維ウエブ（Ｍ）を未結合状態で積層する場合には、連続長繊維層の上下層の間にメルトブロー微細繊維層を形成したＳＭＳ型とするのが好ましい。このような構成により、微細繊維を連続長繊維層の隙間に効率よく埋め込むませて緻密な構造を容易に形成でき、かつメルトブロー微細繊維の少ない使用で優れた吸音効果が得られる。
上記積層不織布は熱圧着により一体化して得られる。該熱圧着は、部分熱圧着率５〜３０％で行うのが好ましいが、後述する通気度が得られるように全面に熱圧着してもよい。部分熱圧着の柄に特に制限はなく、メルトブロー微細繊維層を傷めるような大きな押し込み量をつけたエンボス等の使用は避けるのが好ましい。
部分熱圧着率が５％未満では充分な布強力が得られず、３０％超えると、非部分圧着部分が少なくなり、音の進入できる空隙が少なくなる。部分熱圧着は、基本的には、凹凸金属エンボスロール／金属フラットロールで１回通しで行われるが、金属エンボス／ゴム、、ペーパー、コットンロールなどで２回通しし、両面を熱圧着してもよい。
また部分熱圧着した後、一対の金属フラットロール／金属フラットロール、金属フラットロール／ペーパーロール、金属フラットロール／コットンロール、金属フラットロール／樹脂ロールなどで２段に分け、全面を熱圧着することが緻密化の点から好ましい。
部分熱圧着率が５％未満では充分な布強力が得られず、３０％超えると、非部分圧着部分が少なくなり、音の進入できる空隙が少なくなる。部分熱圧着は、基本的には、凹凸金属エンボスロール／金属フラットロールで１回通しで行われるが、金属エンボス／ゴム、、ペーパー、コットンロールなどで２回通しし、両面を熱圧着してもよい。
また部分熱圧着した後、一対の金属フラットロール／金属フラットロール、金属フラットロール／ペーパーロール、金属フラットロール／コットンロール、金属フラットロール／樹脂ロールなどで２段に分け、全面を熱圧着することが緻密化の点から好ましい。
熱圧着の条件としては、連続長繊維の樹脂融点から１５〜８０℃程度低い温度範囲で、線圧１００〜１０００Ｎ／ｃｍの範囲で選定するのが好ましい。圧力や温度が低いと連続長繊維間の接合やメルトブロー繊維の軟化による連続長繊維間隙への進入および接合が生じないために容易に層間が剥離したり、連続長繊維繊維が綿状に剥離し、十分な布強度が得られない場合がある。容易に層間剥離することがなく、強度や取扱性を考慮すると、学振摩耗試験機で荷重２５０ｇで１００回磨耗したときの毛羽指数が毛羽立ちの少ない３級以上となるように熱圧着条件を選択するのが好ましい。
上記の熱圧着により、メルトブロー微細繊維が、連続長繊維層の隙間に入り込み易くなり、その隙間を埋める作用が得られ、結果として、繊維隙間の微小な繊維構造が形成されると考えられる。
上記の熱圧着により、メルトブロー微細繊維が、連続長繊維層の隙間に入り込み易くなり、その隙間を埋める作用が得られ、結果として、繊維隙間の微小な繊維構造が形成されると考えられる。
本発明に用いられる積層不織布は、目付けが２０〜２５０ｇ／ｍ2 、好ましくは５０〜２００ｇ／ｍ2 である。目付けが２０ｇ／ｍ2 未満では、不織布の均一性および緻密性が低下し、小さな空隙が得られない。一方、２５０ｇ／ｍ2 を超えると、小さな空隙の緻密構造が得られるが、剛性が高くなり、裁断性、取扱性が低下し、さらにコスト高となる。
また積層不織布の嵩密度は０．１〜０．８ｇ／ｃｍ3 、好ましくは０．１５〜０．７５ｇ／ｃｍ3 である。嵩密度が大きいと、繊維の充填密度が高くなり、小さな空隙の緻密構造となる。従って、嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ3 未満では、不織布の緻密性が低下し、音の減少する効果が低下する。一方、０．８ｇ／ｃｍ3 を超えると、不織布の緻密性が高過ぎ、空隙が少なくなり、加工性が低下する。
さらに積層不織布の通気性は１００ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ以下、好ましくは、７０ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ以下、より好ましくは０．５〜５０ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃである。１００ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃを超えると進入する音の波長を小さくすることができず、音エネルギーの減少効果が得られない。
また積層不織布の嵩密度は０．１〜０．８ｇ／ｃｍ3 、好ましくは０．１５〜０．７５ｇ／ｃｍ3 である。嵩密度が大きいと、繊維の充填密度が高くなり、小さな空隙の緻密構造となる。従って、嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ3 未満では、不織布の緻密性が低下し、音の減少する効果が低下する。一方、０．８ｇ／ｃｍ3 を超えると、不織布の緻密性が高過ぎ、空隙が少なくなり、加工性が低下する。
さらに積層不織布の通気性は１００ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ以下、好ましくは、７０ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ以下、より好ましくは０．５〜５０ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃである。１００ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃを超えると進入する音の波長を小さくすることができず、音エネルギーの減少効果が得られない。
本発明には上記した積層不織布に積層する裏面材が用いられる。
本発明に用いられる裏面材は、比較的大きい空隙を有する粗な構造の合成繊維不織布で構成され、上記積層不織布から伝達された音波により該不織布の繊維単糸が振動し、熱エネルギーに変えられ、吸音性の効果を発揮する。該合成繊維不織布の作用効果を得るために、その平均繊維径は１０〜３０μｍ、好ましくは１２〜２５μｍμｍ、嵩密度は０．００５〜０．１５ｇ／ｃｍ3 、好ましくは０．０１〜０．１２ｇ／ｃｍ3 であることが必要である。また裏面材としての厚みは４〜４５ｍｍが好ましく、より好ましくは５〜４０ｍｍであり、また、目付けは８０〜８００ｇ／ｍ2 が好ましく、より好ましくは１００〜６００ｇ／ｍ2 である。
本発明に用いられる裏面材は、比較的大きい空隙を有する粗な構造の合成繊維不織布で構成され、上記積層不織布から伝達された音波により該不織布の繊維単糸が振動し、熱エネルギーに変えられ、吸音性の効果を発揮する。該合成繊維不織布の作用効果を得るために、その平均繊維径は１０〜３０μｍ、好ましくは１２〜２５μｍμｍ、嵩密度は０．００５〜０．１５ｇ／ｃｍ3 、好ましくは０．０１〜０．１２ｇ／ｃｍ3 であることが必要である。また裏面材としての厚みは４〜４５ｍｍが好ましく、より好ましくは５〜４０ｍｍであり、また、目付けは８０〜８００ｇ／ｍ2 が好ましく、より好ましくは１００〜６００ｇ／ｍ2 である。
合成繊維不織布を構成する繊維には特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリプロピレンなどのポリオレフイン系繊維、ナイロン６、ナイロン６６、共重合ポリアミドなどのポリアミド系繊維、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、共重合ポリエステル、脂肪族ポリエステルなどのポリエステル系繊維、鞘がポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエステル、芯がポリプロピレン、ポリエステルなどの組み合わせからなる芯鞘構造等の複合繊維、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネートなどの生分解性繊維などの繊維などを用いることができる。これらの繊維は単独または２種以上混合して用いてよく、また偏平糸などの異型断面繊維、捲縮繊維、割繊繊維などを混合または積層して用いることができる。特に断熱性、難燃性などからはポリエステル系繊維が好ましい。
合成繊維不織布は、短繊維または短繊維と長繊維を積層して公知のニードルパンチ法などで交絡して得られる。また不織布の繊維相互の結合を行って剛性を付与させるために、例えば、熱融着性繊維、難燃性繊維または水分散性の合成樹脂接着剤を５〜５０重量％、好ましくは７〜３０重量％含有させるのが好ましい。また難燃性などの機能を付与するために、アクリル系難燃繊維、エステル系難燃繊維などの難燃繊維、またはリン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤、チオ尿素系難燃剤を５〜５０重量％、好ましくは７〜３０重量％含有させるのが好ましい。
熱融着性繊維としては、鞘がポリエチレン、ポリプロピレン、共重合エステルなどで、芯がポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの複合繊維、低融点の共重合エステル繊維などが挙げられる。水分散性の合成樹脂としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、合成ゴム系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂などを単独でまたは難燃性樹脂と混合して用いられる。
熱融着性繊維としては、鞘がポリエチレン、ポリプロピレン、共重合エステルなどで、芯がポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの複合繊維、低融点の共重合エステル繊維などが挙げられる。水分散性の合成樹脂としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、合成ゴム系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂などを単独でまたは難燃性樹脂と混合して用いられる。
本発明の吸音性積層体は、上記した緻密構造の表面材と粗な構造の裏面材を接合して得られる。表面材と裏面材の接合は、例えば、熱融着繊維を接合面に介在させ、熱処理する方法、ホットメルト系樹脂や接着剤を塗布した後、熱処理する方法、ホットメルト系樹脂をカーテンスプレー方式で塗布する方法などにより行うことができる。
本発明の吸音性積層体は、厚みが５〜５０ｍｍ、好ましくは８〜４０ｍｍ、より好ましくは１０〜３０ｍｍであり、目付けが１００〜１０００ｇ／ｍ2 、好ましくは１２０〜８００ｇ／ｍ2 、より好ましくは１４０〜６００ｇ／ｍ2 であり、また周波数４０００Ｈｚの吸音率が５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上である。
中程度の周波数領域（２０００〜４０００Ｈｚ）における吸音率は、吸音材の厚みを大きくし、表面材の嵩密度を増加させることによって向上させることができるが、一方においてコスト高、嵩高になるなどの問題を生じるが、本発明では、吸音材の厚みおよび目付を上記範囲とすることにより、周波数４０００Ｈｚの吸音率を５０％以上に確保しつつ、巻取加工性、裁断加工性、重ね梱包や運搬時等の取扱性および経済性に優れた吸音性積層体を得ることができる。従って、本発明の吸音性積層体は、取り扱い時の端部や全体の厚みのへたりが少なく、施工後において安定した吸音性を得ることができる。
中程度の周波数領域（２０００〜４０００Ｈｚ）における吸音率は、吸音材の厚みを大きくし、表面材の嵩密度を増加させることによって向上させることができるが、一方においてコスト高、嵩高になるなどの問題を生じるが、本発明では、吸音材の厚みおよび目付を上記範囲とすることにより、周波数４０００Ｈｚの吸音率を５０％以上に確保しつつ、巻取加工性、裁断加工性、重ね梱包や運搬時等の取扱性および経済性に優れた吸音性積層体を得ることができる。従って、本発明の吸音性積層体は、取り扱い時の端部や全体の厚みのへたりが少なく、施工後において安定した吸音性を得ることができる。
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。なお、各特性値は、下記の方法により測定した。
１）目付け（ｇ／ｍ2 ） ：ＪＩＳ−１９１３に準ずる。
２）平均繊維径（μｍ）：顕微鏡で５００倍の拡大写真を取り、１０本の平均値で求める。
３）嵩密度（ｇ／ｃｍ3 ）：（目付け）／（厚み）から算出し、単位容積あたりの重量を求める。
４）厚み（ｍｍ） ：ＪＩＳ−Ｌ−１９１３−Ｂ法に準ずる。荷重０．０２ｋＰａの圧力の厚みを３カ所以上測定し、そ平均値で示す。ただし、表面材の厚みは、荷重２０ｋＰａで測定した。
５）吸音性（％） ：ＪＩＳ−１４０５に準じ、垂直の入射法の測定機で周波数２０００〜４０００ＨＺを測定する。
６）通気性 ：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６フラジュール形法で測定する。
１）目付け（ｇ／ｍ2 ） ：ＪＩＳ−１９１３に準ずる。
２）平均繊維径（μｍ）：顕微鏡で５００倍の拡大写真を取り、１０本の平均値で求める。
３）嵩密度（ｇ／ｃｍ3 ）：（目付け）／（厚み）から算出し、単位容積あたりの重量を求める。
４）厚み（ｍｍ） ：ＪＩＳ−Ｌ−１９１３−Ｂ法に準ずる。荷重０．０２ｋＰａの圧力の厚みを３カ所以上測定し、そ平均値で示す。ただし、表面材の厚みは、荷重２０ｋＰａで測定した。
５）吸音性（％） ：ＪＩＳ−１４０５に準じ、垂直の入射法の測定機で周波数２０００〜４０００ＨＺを測定する。
６）通気性 ：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６フラジュール形法で測定する。
［実施例１〜１０、比較例１〜３］
連続長繊維は、ポリエチレンテレフタレート（オルソクロロフェノールを用いた１％、２５℃法の溶液粘度ηsp/c ０．７７）を用い、公知のスパンボンド法により、紡糸温度３００℃で表１に示すそれぞれ未結合ウェブ（Ｓ1 ）を捕集ネット上に形成し、該連続長繊維ウエブ（Ｓ1 ）上に、ポリエチレンテレフタレート（同じく溶液粘度ηsp/c ０．５０）を用い、紡糸温度３００℃、加熱エアは３２０℃で１０００Ｎｍ3 ／ｈｒで糸条を直接に噴出させ、表１に示すメルトブロー微細繊維ウエブ（Ｍ）を形成した。
メルトブローノズルから連続長繊維ウェブまでの距離は１００ｍｍとし、メルトブロー直下の吸引風速を約７ｍ／ｓｅｃに設定した。この方法より、メルトブロー微細繊維が連続長繊維集合体へ進入した積層体を得ることができた。
さらにメルトブロー微細繊維ウエブ（Ｍ）上に同様にポリエチレンテレフタレートの連続長繊維ウエブ（Ｓ2 ）を積層した積層ウエブを、一対のエンボスロール／フラットロール温度２３０℃、線圧３００Ｎ／ｃｍで部分熱圧着し、表１に示す（実施例１、３、４、７〜１０）嵩密度の表面材用不織布を得た。さらに一対の金属フラットロール／金属フラットロールで温度２３５℃、線圧５００Ｎ／ｃｍでカレンダー加工して表１に示す（実施例２、５、６）嵩密度の表面材用不織布を得た。ただし、実施例１０は、連続長繊維とメルトブロー微細繊維との２層（Ｓ1 ／Ｍ）を積層し、部分熱圧着し、表１に示す嵩密度の表面材用不織布を得た。
連続長繊維は、ポリエチレンテレフタレート（オルソクロロフェノールを用いた１％、２５℃法の溶液粘度ηsp/c ０．７７）を用い、公知のスパンボンド法により、紡糸温度３００℃で表１に示すそれぞれ未結合ウェブ（Ｓ1 ）を捕集ネット上に形成し、該連続長繊維ウエブ（Ｓ1 ）上に、ポリエチレンテレフタレート（同じく溶液粘度ηsp/c ０．５０）を用い、紡糸温度３００℃、加熱エアは３２０℃で１０００Ｎｍ3 ／ｈｒで糸条を直接に噴出させ、表１に示すメルトブロー微細繊維ウエブ（Ｍ）を形成した。
メルトブローノズルから連続長繊維ウェブまでの距離は１００ｍｍとし、メルトブロー直下の吸引風速を約７ｍ／ｓｅｃに設定した。この方法より、メルトブロー微細繊維が連続長繊維集合体へ進入した積層体を得ることができた。
さらにメルトブロー微細繊維ウエブ（Ｍ）上に同様にポリエチレンテレフタレートの連続長繊維ウエブ（Ｓ2 ）を積層した積層ウエブを、一対のエンボスロール／フラットロール温度２３０℃、線圧３００Ｎ／ｃｍで部分熱圧着し、表１に示す（実施例１、３、４、７〜１０）嵩密度の表面材用不織布を得た。さらに一対の金属フラットロール／金属フラットロールで温度２３５℃、線圧５００Ｎ／ｃｍでカレンダー加工して表１に示す（実施例２、５、６）嵩密度の表面材用不織布を得た。ただし、実施例１０は、連続長繊維とメルトブロー微細繊維との２層（Ｓ1 ／Ｍ）を積層し、部分熱圧着し、表１に示す嵩密度の表面材用不織布を得た。
裏面材には、実施例１〜５、８〜１０では、ポリエステル短繊維（繊維径２５μｍ、繊維長５１ｍｍ）７０％と、共重合ポリエステル繊維（融点１３５℃、繊維径１８μｍ、繊維長５１ｍｍ）３０％を公知のカード法でウエブを形成し、ニードルパンチ加工で交絡したものを用いた。また実施例６、７では、ポリエステル短繊維（繊維径１２μｍ、２５μｍ、繊維長５１ｍｍ）不織布に芳香族リン酸エステル系水分散性難燃剤２０％含有させた水溶性アクリル樹脂をスプレー方式で２０重量％付着させたものを用いた。
次いで、上記表面材と裏面材を共重合ポリエステル系ホットメルトパウダー（融点１３０℃）を２０ｇ／ｍ2 塗布して加熱処理で接合した。
また、比較例１では厚みの薄い表面材のみとし、比較例２では粗の構成からなる裏面材のみとし、さらに比較例３ではメルトブロー微細繊維ウエブ（Ｍ）を積層させない表面材と裏面材とを接合したものを用いた。
得られた吸音性積層体の特性を表１に示したが、本発明の吸音性積層体は、メルトブロー微細繊維の割合が少ないにもかかわらず、いずれも吸音性に優れたものであった。これに対し、比較例１〜３では吸音性の低いものであった。
次いで、上記表面材と裏面材を共重合ポリエステル系ホットメルトパウダー（融点１３０℃）を２０ｇ／ｍ2 塗布して加熱処理で接合した。
また、比較例１では厚みの薄い表面材のみとし、比較例２では粗の構成からなる裏面材のみとし、さらに比較例３ではメルトブロー微細繊維ウエブ（Ｍ）を積層させない表面材と裏面材とを接合したものを用いた。
得られた吸音性積層体の特性を表１に示したが、本発明の吸音性積層体は、メルトブロー微細繊維の割合が少ないにもかかわらず、いずれも吸音性に優れたものであった。これに対し、比較例１〜３では吸音性の低いものであった。
本発明の吸音性積層体は、少ないメルトブロー微細繊維の使用で優れた吸音性が得られるため、低コストであり、また取扱時の厚み変化が少なく、断裁加工が容易で、設置後の吸音性が変化し難いため、自動車内装用、建築材料などに好適に用いられる。
Claims (7)
- 緻密な構造の表面材と、粗な構造の裏面材とを接合してなる吸音性積層体であって、該表面材が、平均繊維径１０〜3 ０μｍの連続長繊維層と、平均繊維径０．５〜７μｍ、目付１〜３０ｇ／ｍ2 のメルトブロー微細繊維層とを積層し、熱圧着により一体化した積層不織布で、該積層不織布の目付けが２０〜２５０ｇ／ｍ2 、嵩密度が０．１〜０．８ｇ／ｃｍ3 および通気度が１００ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ以下であり、前記裏面材が、平均繊維径１０〜３０μｍおよび嵩密度０．００５〜０．１５ｇ／ｃｍ3 である合成繊維不織布であり、かつ前記吸音性積層体の厚みが５〜５０ｍｍ、目付けが１００〜１０００ｇ／ｍ2 および周波数４０００Ｈｚの吸音率が５０％以上であることを特徴とする吸音性積層体。
- 前記表面材の積層不織布が、ポリエステル系繊維またはポリエステル系共重合体繊維からなることを特徴とする請求項１に記載の吸音性積層体。
- 前記メルトブロー微細繊維の溶液粘度（ηｓｐ／ｃ）が０．２〜０．８であることを特徴とする請求項２に記載の吸音性積層体。
- 前記メルトブロー微細繊維層の目付が３〜２０ｇ／ｍ2 であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸音性積層体。
- 前記裏面材の合成繊維不織布が、ポリエステル系短繊維またはポリエステル系共重合短繊維からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の吸音性積層体。
- 前記裏面材の合成繊維不織布が、熱融着繊維および／または熱可塑性樹脂を５〜５０重量％含有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の吸音性積層体。
- 平均繊維径１０〜3 ０μｍの連続長繊維層と、平均繊維径０．５〜７μｍ、目付１〜３０ｇ／ｍ2 のメルトブロー微細繊維層とを熱圧着により一体化した、目付けが２０〜２５０ｇ／ｍ2 、嵩密度が０．１〜０．８ｇ／ｃｍ3 および通気度が１００ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ以下である積層不織布からなる表面材と、平均繊維径が１０〜３０μｍおよび嵩密度が０．００５〜０．１５ｇ／ｃｍ3 である合成繊維不織布からなる裏面材とを接合して吸音性積層体を製造するに際し、該表面材と裏面材の間に接着剤または熱融着繊維を介在させて熱処理することを特徴とする吸音性積層体の製造法。
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