JP2008012783A - 吸音性繊維シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】繊維シートの通気抵抗を0.08〜3.00kPa・s/mに設定した表面材料を提供する。このような繊維シートを繊維基材表面に積層すると、該基材の目付量が少なくても良好な吸音性を有する積層材が得られる。
【選択図】 なし
Description
上記吸音材は特に自動車に使用される場合には軽量であることが要求される。しかしながら軽量化のために該繊維シートあるいは繊維マットの目付けを減らせば吸音特性は当然悪化する。
そこで従来、上記繊維シートまたは繊維マットに合成樹脂発泡体シートを積層する構成が提案されている。
本発明では更に、上記吸音性表面材料を繊維基材の片面または両面に重合した積層材を所定形状に成形したことを特徴とする成形物が提供される。
請求項1の発明
通気抵抗が0.08〜3.00kPa・s/mである繊維シートからなることを特徴とする吸音性表面材料を繊維シートあるいは繊維マットである繊維基材に積層すると、該繊維基材の目付けを減らしても、特に中周波数から高周波数領域での良好な吸音性が確保される。
該繊維シートにポリリン酸アンモニウムおよび/または膨張黒鉛が含有されていると難燃性に優れた表面材料が得られる。
該繊維シートに融点180℃以下の低融点繊維が混合されていると、該繊維シートを加熱して該低融点繊維を軟化させ、軟化した該低融点繊維で繊維を結着することによって、剛性を向上させることが出来る。
該繊維シートは合成樹脂バインダーおよび/またはニードリングによって繊維が結着および/または結合されている不織布であると、高剛性の表面材料が提供される。
該合成樹脂バインダーはフェノール系樹脂であると、更に高剛性の表面材料が提供される。
該フェノール系樹脂はスルホメチル化および/またはスルフィメチル化されていると、該フェノール系樹脂水溶液は広いpH範囲で安定になるから、種々の硬化剤や添加剤が添加出来る。
上記吸音性表面材料を繊維基材の片面または両面に重合した積層材を所定形状に成形したことを特徴とする成形物は、上記吸音性表面材によって吸音性が向上せしめられており、繊維基材の目付け量を減らすことが出来る。
したがって、本発明では高剛性かつ吸音性に優れた軽量な吸音材が提供される。
〔繊維〕
本発明において使用される繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ウレタン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、アセテート繊維等の合成繊維、羊毛、モヘア、カシミア、ラクダ毛、アルパカ、ビキュナ、アンゴラ、蚕糸、キワタ、ガマ繊維、パルプ、木綿、ヤシ繊維、麻繊維、竹繊維、ケナフ繊維、アバカ繊維等の天然繊維、とうもろこし等のデンプンから得られる乳酸を原料とした生分解性繊維、レーヨン(人絹、スフ)、ポリノジック、キュプラ、アセテート、トリアセテート等のセルロース系人造繊維、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、石綿繊維等の無機繊維、これらの繊維を使用した繊維製品のスクラップを解繊して得られた再生繊維等である。これらの繊維は、単独あるいは2種以上組合わせて使用される。
該低融点繊維の繊度は、0.1dtex〜60dtexの範囲である。
上記低融点繊維は通常上記繊維に1〜50質量%混合される。
本発明の繊維シートは、上記繊維が熱可塑性繊維の場合には、該繊維の材料である熱可塑性樹脂を溶融し、ノズルから糸状に吐出させ絡合融着せしめるスパンボンド法、上記繊維のウェブのシートあるいはマットをニードルパンチングによって絡合する方法、あるいは繊維のウェブのシートあるいはマットに低融点繊維が混合されている場合には、該シートあるいはマットを加熱して該低融点繊維を軟化せしめることによって繊維を結着する方法、該シートまたはマットに合成樹脂バインダーを含浸あるいは混合して結着する方法、あるいは上記繊維のウェブのシートまたはマットをニードルパンチングによって絡合した上で合成樹脂バインダーを含浸して結着する方法、繊維を編織する方法等によって製造される。
上記繊維のバインダーとして使用される合成樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレンターポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、フッ素樹脂、熱可塑性アクリル樹脂、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリアミド、熱可塑性ウレタン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等の熱可塑性合成樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、熱硬化型アクリル樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化型ポリエステル等のような熱硬化性合成樹脂等が使用されるが、該合成樹脂を生成するウレタン樹脂プレポリマー、エポキシ樹脂プレポリマー、メラミン樹脂プレポリマー、尿素樹脂プレポリマー(初期縮合体)、フェノール樹脂プレポリマー(初期縮合体)、ジアリルフタレートプレポリマー、アクリルオリゴマー、多価イソシアナート、メタクリルエステルモノマー、ジアリルフタレートモノマー等のプレポリマー、オリゴマー、モノマー等の合成樹脂前駆体がしようされてもよい。上記合成樹脂は単独あるいは2種以上併用してもよく、通常粉末、エマルジョン、ラテックス、水溶液、有機溶剤溶液等として使用される。
フェノール系樹脂は、フェノール系化合物とホルムアルデヒドおよび/またはホルムアルデヒド供与体とを縮合させることによって得られる。
上記フェノール系樹脂に使用されるフェノール系化合物としては、一価フェノールであってもよいし、多価フェノールであってもよいし、一価フェノールと多価フェノールとの混合物であってもよいが、一価フェノールのみを使用した場合、硬化時および硬化後にホルムアルデヒドが放出され易いため、好ましくは多価フェノールまたは一価フェノールと多価フェノールとの混合物を使用する。
上記一価フェノールとしては、フェノールや、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、エチルフェノール、イソプロピルフェノール、キシレノール、3,5−キシレノール、ブチルフェノール、t−ブチルフェノール、ノニルフェノール等のアルキルフェノール、o−フルオロフェノール、m−フルオロフェノール、p−フルオロフェノール、o−クロロフェノール、m−クロロフェノール、p−クロロフェノール、o−ブロモフェノール、m−ブロモフェノール、p−ブロモフェノール、o−ヨードフェノール、m−ヨードフェノール、p−ヨードフェノール、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、o−ニトロフェノール、m−ニトロフェノール、p−ニトロフェノール、2,4−ジニトロフェノール、2,4,6−トリニトロフェノール等の一価フェノール置換体、ナフトール等の多環式一価フェノールなどが挙げられ、これら一価フェノールは単独でまたは二種以上混合して使用することが出来る。
上記多価フェノールとしては、レゾルシン、アルキルレゾルシン、ピロガロール、カテコール、アルキルカテコール、ハイドロキノン、アルキルハイドロキノン、フロログルシン、ビスフェノール、ジヒドロキシナフタリン等が挙げられ、これら多価フェノールは単独でまたは二種以上混合して使用することができる。多価フェノールのうち好ましいものは、レゾルシンまたはアルキルレゾルシンであり、特に好ましいものはレゾルシンよりもアルデヒドとの反応速度が速いアルキルレゾルシンである。
エストニア産オイルシェールの乾留によって得られる多価フェノール混合物は安価であり、かつ5−メチルレゾルシンのほか反応性の高い各種アルキルレゾルシンを多量に含むので、本発明において特に好ましい多価フェノール原料である。
本発明では上記フェノール系化合物とホルムアルデヒドおよび/またはホルムアルデヒド供与体が縮合せしめられるが、上記ホルムアルデヒド供与体とは分解するとホルムアルデヒドを生成供与する化合物またはそれらの二種以上の混合物を意味する。このようなアルデヒド供与体としては例えばパラホルムアルデヒド、トリオキサン、ヘキサメチレンテトラミン、テトラオキシメチレン等が例示される。本発明ではホルムアルデヒドとホルムアルデヒド供与体とを合わせて、以下ホルムアルデヒド類と云う。
上記フェノール系樹脂には二つの型があり、上記フェノール系化合物に対してホルムアルデヒド類を過剰にしてアルカリ触媒で反応することによって得られるレゾールと、ホルムアルデヒド類に対してフェノールを過剰にして酸触媒で反応することによって得られるノボラックとがあり、レゾールはフェノールとホルムアルデヒドが付加した種々のフェノールアルコールの混合物からなり、通常水溶液で提供され、ノボラックはフェノールアルコールに更にフェノールが縮合したジヒドロキシジフェニルメタン系の種々な誘導体からなり、通常粉末で提供される。
本発明に使用されるフェノール系樹脂にあっては、まず上記フェノール系化合物とホルムアルデヒド類とを縮合させて初期縮合物とし、該初期縮合物を繊維シートに付着させた後、硬化触媒および/または加熱によって樹脂化する。
上記縮合物を製造するには、一価フェノールとホルムアルデヒド類とを縮合させて一価フェノール単独初期縮合物としてもよいし、また一価フェノールと多価フェノールとの混合物とホルムアルデヒド類とを縮合させて一価フェノール−多価フェノール初期共縮合物としてもよい。上記初期縮合物を製造するには、一価フェノールと多価フェノールのどちらか一方または両方をあらかじめ初期縮合物としておいてもよい。
上記アルキロール化トリアゾン誘導体は尿素系化合物と、アミン類と、ホルムアルデヒド類との反応によって得られる。アルキロール化トリアゾン誘導体の製造に使用される上記尿素系化合物として、尿素、チオ尿素、メチル尿素等のアルキル尿素、メチルチオ尿素等のアルキルチオ尿素、フェニル尿素、ナフチル尿素、ハロゲン化フェニル尿素、ニトロ化アルキル尿素等の単独または二種以上の混合物が例示される。特に望ましい尿素系化合物は尿素またはチオ尿素である。またアミン類としてメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミン等の脂肪族アミン、ベンジルアミン、フルフリルアミン、エタノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミン類のほか更にアンモニアが例示され、これらは単独でまたは二種以上の混合物として使用される。上記アルキロール化トリアゾン誘導体の製造に使用されるホルムアルデヒド類はフェノール系樹脂の初期縮合物の製造に使用されるホルムアルデヒド類と同様なものである。
上記アルキロール化トリアゾン誘導体の合成には、通常、尿素系化合物1モルに対してアミン類および/またはアンモニアは0.1〜1.2モル、ホルムアルデヒド類は1.5〜4.0モルの割合で反応させる。上記反応の際、これらの添加順序は任意であるが、好ましい反応方法としては、まずホルムアルデヒド類の所要量を反応器に投入し、通常60℃以下の温度に保ちながらアミン類および/またはアンモニアの所要量を徐々に添加し、更に所要量の尿素系化合物を添加し、80〜90℃で2〜3時間攪拌加熱して反応せしめる方法がある。ホルムアルデヒド類としては通常37%ホルマリンが用いられるが、反応生成物の濃度をあげるためにその一部をパラホルムアルデヒドに置き換えても良い。またヘキサメチレンテトラミンを用いると、より高い固形分の反応生成物が得られる。尿素系化合物と、アミン類および/またはアンモニアと、ホルムアルデヒド類との反応は通常水溶液で行われるが、水の一部または全部に代えてメタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のアルコール類の単独または二種以上の混合物が使用されても差し支えないし、またアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等の水可溶性有機溶剤の単独または二種以上の混合物が添加使用出来る。上記硬化剤の添加量はホルムアルデヒド類の場合は本発明のフェノール系樹脂の初期縮合物(初期共縮合物)100質量部に対して10〜100質量部、アルキロール化トリアゾン誘導体の場合は上記フェノール系樹脂の初期縮合物(初期共縮合物)100質量部に対して10〜500質量部である。
水溶性フェノール系樹脂の安定性を改良するために、上記フェノール系樹脂をスルホメチル化および/またはスルフィメチル化することが望ましい。
水溶性フェノール系樹脂の安定性を改良するために使用できるスルホメチル化剤としては、例えば、亜硫酸、重亜硫酸またはメタ重亜硫酸と、アルカリ金属またはトリメチルアミンやベンジルトリメチルアンモニウム等の第四級アミンもしくは第四級アンモニウムとを反応させて得られる水溶性亜硫酸塩や、これらの水溶性亜硫酸塩とアルデヒドとの反応によって得られるアルデヒド付加物が例示される。
該アルデヒド付加物とは、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、クロラール、フルフラール、グリオキザール、n−ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、フェニルアセトアルデヒド、o−トルアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒドと、上記水溶性亜硫酸塩とが付加反応したものであり、例えばホルムアルデヒドと亜硫酸塩からなるアルデヒド付加物は、ヒドロキシメタンスルホン酸塩である。
水溶性フェノール系樹脂の安定性を改良するために使用できるスルフィメチル化剤としては、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシラート(ロンガリット)、ベンズアルデヒドナトリウムスルホキシラート等の脂肪族、芳香族アルデヒドのアルカリ金属スルホキシラート類、ナトリウムハイドロサルファイト、マグネシウムハイドロサルファイト等のアルカリ金属、アルカリ土類金属のハイドロサルファイト(亜ジチオン酸塩)類、ヒドロキシメタンスルフィン酸塩等のヒドロキシアルカンスルフィン酸塩等が例示される。
スルホメチル化剤および/またはスルフィメチル化剤の添加は、縮合反応前、反応中、反応後のいずれの段階で行ってもよい。
合成樹脂バインダーを含浸または混合した繊維シート中の合成樹脂量を調節するには、合成樹脂バインダー含浸または混合後、繊維シートを絞りロールやプレス盤を使用して絞る。該繊維シートに低融点繊維が含まれている場合には、該繊維シートを加熱して低融点繊維を軟化させ、繊維を該軟化物によって結着しておくことが望ましい。そうすると該繊維シートは強度および剛性が更に向上し、合成樹脂含浸の際の作業性が向上し、また絞り後の厚みの復元も顕著になる。
本発明の繊維シートに難燃性を付与するには、難燃剤としてポリリン酸アンモニウムおよび/または膨張黒鉛を使用する。
重合度が10以上であれば、ポリリン酸アンモニウムは殆ど水に不溶となる。しかし重合度が40を越えるとポリリン酸アンモニウムを水あるいは水性分散媒に分散させた時に分散液の粘度が異常に増大するので、繊維シート等に塗布あるいは含浸させる場合に均一な塗布あるいは含浸が困難となり、塗布量あるいは含浸量にむらが出来、結果として充分な難燃性が得られなくなる。
上記水溶性樹脂は通常上記水溶液中に固形分として0.1〜20質量%程度使用される。
超音波乳化装置を使用した場合、該ポリリン酸アンモニウムおよび/または該膨張黒鉛は上記水溶液あるいは上記エマルジョン中に均一に分散される。とりわけ該膨張黒鉛は超音波によって細分化され、このように細分化された膨張黒鉛を均一に分散した合成樹脂バインダーのエマルジョンあるいは水溶液を繊維シートに含浸させると、膨張黒鉛は繊維シートの内部にまで浸透し易くなり、繊維シートの難燃性を向上せしめる。
ここで通気抵抗R(Pa・s/m)とは通気性材料の通気の程度を表す尺度である。この通気抵抗Rの測定は定常流差圧測定方式により行われる。図1に示すように、シリンダー状の通気路W内に試験片Tを配置し、一定の通気量V(図中矢印の向き)の状態で図中矢印の始点側の通気路W内の圧力P1と、図中矢印の終点P2の圧力差を測定し、次式より通気抵抗Rを求めることが出来る。
(式)R=ΔP/V
ここで、ΔP(=P1−P2):圧力差(Pa)、V:単位面積当りの通気量(m3/m2・s)である。なお通気抵抗R(Pa・s/m)は通気度C(m/Pa・s)とC=1/Rの関係にある。
通気抵抗は、例えば、通気性試験機(製品名:KES−F8−AP1、カトーテック株式会社製、定常流差圧測定方式)によって測定することが出来る。
通気抵抗が0.08〜3.00kPa・s/mの範囲にある繊維シートからなる表面材料は吸音性に優れる。
更に本発明の繊維シートの目付けは、通常15〜200g/m2に設定される。
本発明の表面材料が片面または両面に積層される繊維基材としては、上記表面材料である繊維シートと同一材料でかつ同一の製造方法によって製造されたものが使用される。但し該繊維基材の目付けは通常100〜2000g/m2に設定される。本発明の表面材料は優れた吸音性を有するので、該繊維基材の目付は軽量なもので充分である。
本発明の繊維シートと上記繊維基材との接着は、ホットメルトシート、ホットメルト接着剤粉末を介して行なうか、該繊維シートあるいは該繊維基材に合成樹脂バインダーが塗布あるいは含浸されている場合には該合成樹脂バインダーにより接着させてもよい。
該ホットメルトシートやホットメルト接着剤粉末は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のポリオレフィン系樹脂(ポリオレフィン系樹脂の変性物を含む)、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエステル共重合体、ポリアミド、ポリアミド共重合体等の1種または2種以上の混合物等の低融点樹脂を材料とする。
ホットメルトシートを接着に使用する場合には、例えば、Tダイより押し出されたホットメルトシートを本発明の繊維シートにラミネートし、更に該繊維シートを該繊維基材に積層して積層材とする。
上記積層材を所定形状に成形して得られる成形物の通気抵抗は0.1〜100kPa・s/mであることが望ましい。通気抵抗が0.1〜100kPa・s/mの範囲にある成形物は吸音性に優れる。
本発明の積層材は平板状あるいは所定形状に成形されるが、通常成形にはホットプレス成形が適用される。該繊維シートおよび/または繊維基材に熱硬化性樹脂バインダーが含浸されている場合には、該ホットプレス温度は該熱硬化性樹脂の熱硬化温度以上に設定され、該繊維シートおよび/または繊維基材に低融点繊維や熱可塑性樹脂バインダーが含浸されている場合には、ホットプレス温度は該低融点繊維や該熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度に設定される。上記積層材において表面材料である繊維シートおよび/または上記繊維基材に膨張黒鉛が付着されている場合には、ホットプレス温度は該膨張黒鉛の膨張開始温度以下に設定され、また該繊維シートおよび/または上記繊維基材に熱膨張性粒体が含有されている場合には、該熱膨張性粒体の加熱膨張は上記プレス成形時に該積層材の厚みを規制しつゝ行われる。該積層材を厚みを規制しつゝ含有する該熱膨張性粒体の膨張温度以上に加熱すると、該熱膨張性粒体が膨張する。該積層材は上記したように厚みを規制されているから、繊維シートや繊維基材において該粒体の膨張によって周りの繊維は圧縮され、繊維部分の密度は高くなって剛性が向上する。しかし繊維シートや繊維基材全体としては、空隙率は変わらず、したがって重量も変わらない。本発明の積層材はホットプレスにより平板状に成形した後、熱圧プレスにより所定形状に成形されてもよく、また低融点繊維や熱可塑性樹脂バインダーが含まれている場合には、加熱して該低融点繊維や熱可塑性樹脂バインダーを軟化させてからコールドプレスによって所定形状に成形してもよい。本発明の積層材においては繊維シートあるいは繊維基材は、それぞれ複数枚重ねて使用してもよい。本発明の成形物は、例えば、自動車の天井材、ダッシュサイレンサ、フードサイレンサ、エンジンアンダーカバーサイレンサ、シリンダーヘッドカバーサイレンサ、ダッシュアウターサイレンサ、フロアマット、ダッシュボード、ドアトリアム等の内装材の基材、あるいは基材に積層する補強材あるいは、吸音材、断熱材、建築材料等として有用である。
本発明の成形物を製造するには、先ず繊維基材を成形し、次いで表面材料である繊維シートを接着してもよい。
〔実施例1〕
フェノール−ホルムアルデヒド初期縮合物(60質量%固形分の水溶液)40質量部、水60質量部からなる樹脂水溶液を調整し、該樹脂水溶液にスパンボンド法によるポリエステル長繊維不織布(目付量30g/m2)を浸積し、該不織布に該樹脂水溶液を固形分として30質量%の含浸量となるように含浸させた後、該不織布の裏面にアクリル樹脂エマルジョン(50質量%固形分)40質量部と平均重合度n=30のポリリン酸アンモニウム(粒子径:50〜75μm)20質量部およびポリビニルアルコール(5質量%固形分の水溶液)40質量部からなる混合分散液をスプレーにて固形分として20g/m2の塗布量で塗布し、120℃の乾燥機にて10分間乾燥させプレキュアーすることによって繊維シート(1)を得た。
該繊維シート(1)の通気抵抗は0.08kPa・s/mであった。
実施例1において、該混合液の塗布量を60g/m2とした以外は同様にして繊維シート(2)を得た。
該繊維シート(2)の通気抵抗は0.91kPa・s/mであった。
実施例1において、アクリル樹脂エマルジョン/ポリリン酸アンモニウム/ポリビニルアルコールからなる混合分散液のスプレーを省略し、同様にプレキュアーして繊維シート(イ)を得た。
該繊維シート(イ)の通気抵抗は0.02kPa・s/mであった。
実施例1において、該混合液の塗布量を5g/m2とした他は同様にして繊維シート(ロ)を得た。
該繊維シート(ロ)の通気抵抗は0.05kPa・s/mであった。
実施例1において、該混合液の塗布量を200g/m2とした他は同様にして繊維シート(ハ)を得た。
該繊維シート(ハ)の通気抵抗は3.50kPa・s/mであった。
スルホメチル化・フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物(40質量%固形分の水溶液)40質量部、カーボンブラック分散液(30質量%固形分)2質量部、フッ素系撥水撥油剤(20質量%固形分)3質量部、および水55質量部からなる樹脂混合液を調整し、該樹脂混合液にスパンボンド法によるポリエステル長繊維不織布(目付量50g/m2)を浸積し、該不織布に該樹脂混合液を固形分として40質量%の含浸量になるように含浸させた後、該不織布の裏面にアクリル樹脂エマルジョン(50質量%固形分)40質量部と平均重合度n=40のポリリン酸アンモニウム(粒子径:50〜75μm)20質量部、膨張黒鉛(粒子径:70〜80μm、膨張開始温度:300℃、膨張率:300ml/m2)5質量部および水35質量部からなる混合分散液をスプレーにて固形分として40g/m2の塗布量で塗布し、120℃の乾燥機にて10分間乾燥させ、プレキュアーさせた繊維シート(3)を得た。
該繊維シート(3)の通気抵抗は1.51kPa・s/mであった。
実施例3において、該混合分散液を固形分として10g/m2の塗布量で塗布した他は同様にして繊維シート(ニ)を得た。
該繊維シート(ニ)の通気抵抗は0.04kPa・s/mであった。
ポリエステル繊維80質量部、および芯鞘型低融点ポリエステル繊維(鞘成分の融点:130℃)20質量部からなる混合繊維のウェブにニードルパンチングを施した後、片面にカレンダー加工処理を行い、目付量80g/m2の不織布を作成した。次にスルフィメチル化・フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物(50質量%固形分の水溶液)30質量部、カーボンブラック分散液(30質量%固形分)2質量部、フッ素系撥水撥油剤(20質量%固形分)3質量部、および水65質量部からなる樹脂混合液を調整し、該樹脂混合液に該不織布を浸積し、該不織布に該樹脂混合液を固形分として30質量%の含有量になるように含浸させた後、該不織布の裏面にアクリル樹脂エマルジョン(50質量%固形分)50質量部とリン酸エステル系難燃剤(40質量%固形分)5質量部、膨張黒鉛(粒子径:70〜80μm、膨張開始温度:300℃、膨張率:300ml/m2)5質量部および水40質量部からなる混合分散液をスプレーにて固形分として80g/m2の塗布量で塗布し、120℃の乾燥機にて10分間乾燥させ、プレキュアーさせた繊維シート(4)を得た。
該繊維シート(4)の通気抵抗は2.01kPa・s/mであった。
実施例4において、該混合分散液の塗布量を15g/m2とした他は同様にして繊維シート(ホ)を得た。
該繊維シート(ホ)の通気抵抗は0.06kPa・s/mであった。
実施例4において、該混合分散液の塗布量を250g/m2とした他は同様にして繊維シート(ヘ)を得た。
該繊維シート(ヘ)の通気抵抗は10.5kPa・s/mであった。
実施例4においてアクリル樹脂エマルジョン/リン酸エステル系難燃剤/膨張黒鉛/水からなる混合分散液のスプレーを省略し、同様にプレキュアーさせた繊維シート(ト)を得た。
該繊維シート(ト)の通気抵抗は0.04kPa・s/mであった。
基材として未硬化フェノール樹脂が塗布された目付量が各々500,800,1000g/m2のガラスウール原綿シートを用い、該ガラスウールシートの単体、および該ガラスウールシートの片面に上記該実施例(1)〜(4)および比較例(イ)〜(ト)による繊維シートを重合して200℃で60秒間、熱圧プレス成形で得られた厚さ10mmの成形シートを試料として用い、それぞれの垂直入射吸音率(%)を測定した結果を表1〜3に示す。
該成形シートに含まれるガラスウールシート、不織布、熱硬化樹脂、およびその他の樹脂の合計重量(成形シート重量)を表4に示す。
表1、表2、表3のガラスウールシート単体の結果より、ガラスウールシート単体の吸音性能はガラスウールシートの目付量により左右される事が判り、目付量が増えるにしたがい吸音性能が向上する。
表1、表2、表3の比較例1、比較例7から、ガラスウールシート単体に熱硬化性樹脂を含浸させただけの不織布の通気抵抗は0.02〜0.04kPa・s/m程度であり、該樹脂含浸シートを用いて成形してもガラスウールシート単体と比較してあまり吸音性能が向上していないことが判る。
表1、表2の実施例1〜4および表3の比較例7から、不織布の通気抵抗を好ましい範囲に調整(0.08〜3.00kPa・s/m)することにより、ガラスウールシートの目付量が500g/m2の試料でも表3の比較例7のガラスウールシート試料(目付量1000g/m2)と同等な吸音性能が発揮出来ることが判る。また、800g/m2のガラスウールシートを用いると、該ガラスウールシートの目付量1000g/m2より更に向上することが判る。
またこの場合、表4から判るように成形シートの重量がガラスウールシートの1000g/m2の試料より軽くても同程度あるいはそれ以上の吸音性能が達成されることが判る。
表1、表2、表3の比較例1,2,4,5,7より、不織布の通気抵抗が0.08kPa・s/m未満の場合は、吸音性能があまり向上しないことが判る。
また、表1、表2、表3の比較例3,6より、不織布の通気抵抗が3.00kPa・s/mを超える場合は、周波数(Hz)が1000〜3000の部分は向上するがそれ以上の周波数(Hz)では極端に低下することが判る。
上記の結果から、基材上に適当に調整された通気抵抗を有する本発明の繊維シートを積層することにより、従来の成形シートの吸音性能を維持しつつ基材重量を軽くすることが出来る。
ケナフ繊維(繊度:12〜15dtex、繊維長:70mm)70質量%とポリエステル繊維(繊度:4.4dtex、繊維長:55mm)10質量%および低融点芯鞘型ポリエステル繊維(繊度:6.6dtex、鞘成分融点130℃、繊維長:50mm)20質量%からなる混合物を解繊機にて解繊ミキシングし、目付量350g/m2のフリースを形成した後、135℃の熱風を10〜30秒間該フリースにあて該低融点芯鞘型ポリエステル繊維の鞘成分を溶融し、厚さ30mmの繊維シートを得た。
次にスルホメチル化・フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物(50質量%固形分の水溶液)30質量部、平均重合度n=20のポリリン酸アンモニウム10質量部、水60質量部からなる樹脂混合液を該繊維シートを該樹脂混合液に含浸させロールにて絞り、該繊維シートに目付量の50質量%になるように含浸塗布し、110℃で乾燥しプレキュアーさせた難燃性繊維シートを得た。該難燃性繊維シートを基材とし、実施例1で得られた繊維シート(1)を該難燃性繊維シート片面に重合し、200℃で70秒間所定形状に熱圧プレス成形したところ吸音性に優れ、軽量で剛性の良好な難燃性がUL94規格のV−0の成形品が得られた。
竹繊維(繊度:10〜12dtex、繊維長:70mm)30質量%とケナフ繊維(繊度:12〜15dtex、繊維長:70mm)40質量%と炭素繊維(繊度:6dtex、繊維長:60mm)15質量%および低融点芯鞘型ポリエステル繊維(繊度:6.6dtex、鞘成分融点130℃、繊維長:55mm)15質量%からなる混合物を解繊機にて解繊ミキシングし、目付量400g/m2のフリースを形成した後、135℃の熱風を10〜30秒間該フリースにあて該低融点芯鞘型ポリエステル繊維の鞘成分を溶融し、厚さ30mmの繊維シートを得た。
次にスルホメチル化・フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物(50質量%固形分の水溶液)30質量部、平均重合度n=30のポリリン酸アンモニウム10質量部、カーボンブラック分散液(30質量%固形分)2質量部、フッ素系撥水撥油剤(20質量%固形分)2質量部、水56質量部からなる樹脂混合液を調整し、該繊維シートを該樹脂混合液に含浸させロールにて絞り、該繊維シートに目付量の40質量%になるように含浸塗布し、110℃で乾燥しプレキュアーさせた難燃性繊維シートを得た。該難燃性繊維シートを基材とし、実施例3で得られた繊維シート(3)を表皮材として両面に重合し、200℃で70秒間所定形状に熱圧プレス成形したところ吸音性に優れ、軽量で剛性の良好な難燃性がUL94規格のV−0の成形品が得られた。
繊維屑を再生して得られた再生繊維(繊度:5〜15dtex、繊維長:20〜70mm)50質量部とポリエステル繊維(繊度:6.6dtex、繊維長:65mm)40質量部とポリプロプレン繊維(繊度:4.5dtex、繊維長:75mm)10質量%からなる混合繊維に、硬化剤としてのヘキサメチレンテトラミン入りノボラック型フェノール樹脂粉末(粒子径:60〜80μm)70質量部、膨張黒鉛(粒子径:70〜80μm、膨張開始温度:300℃)5質量部、平均重合度n=30のポリリン酸アンモニウム(粒子径:50〜75μm)25質量部からなる樹脂混合液を該混合繊維に対し30質量%になるように混合したフリースを乾燥炉内でプレキュアーさせ厚さ25mm、目付量500g/m2の難燃性シートを得た。該難燃性シートを基材とし、実施例4で得られた繊維シート(4)の裏面にホットメルト接着剤として融点110℃のポリアミド粉末(粒子径:150〜200μm)を10g/m2の塗布量で塗布し、120℃で10秒間加熱して該ポリアミド粉末を該難燃性シート裏面に重合し、200℃で90秒間、所定形状に熱圧プレス成形した。この試料は吸音性に優れ、軽量で剛性の良好な難燃性がUL94規格のV−0の成形品が得られた。
実施例5において、繊維シート(1)を該難燃性シートの中間に重合し同様にして成形物を得た。この物は、難燃性は良好であったが、吸音特性が特別に向上しなかった。
両面にカレンダー加工処理を施した目付量80g/m2のポリエステル繊維からなる不織布をスルホメチル化・フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物(45質量%固形分の水溶液)40質量部、カーボンブラック分散液(30質量%固形分)1質量部、フッ素系撥水撥油剤(20質量%固形分)5質量部、ポリビニルアルコール(5質量%固形分の水溶液)10質量部、および水44質量部からなる樹脂混合分散液に含浸し、該樹脂混合分散液が該不織布に対し固形分として20質量%の含浸量となるようにロールにて塗布後、該不織布の裏面にホットメルト接着剤としてポリアミド(融点:130℃、粒子径:70〜80μmの30質量%固形分の水分散液)10質量部、平均重合度n=20のポリリン酸アンモニウム(粒子径:50〜75μm)15質量部、リン酸エステル系難燃剤(50質量%固形分)5質量部、カーボンブラック分散液(30質量%固形分)1質量部、および水69質量部からなる混合分散液をスプレーにて固形分として20g/m2の塗布量で塗布し、150℃の乾燥機にて4分間乾燥させ、繊維シートを得た。該繊維シートの通気抵抗値は1.4kPa・s/mであった。次に実施例5で得られた難燃性繊維シートを基材とし、該繊維シートを表面材料とし、該混合分散液のスプレー塗布面を該基材に重合し、200℃で60秒間所定形状に熱圧プレス成形したところ吸音性に優れ、意匠性の良好な、難燃性がUL94規格V−0の成形品が得られた。
スルホメチル化・フェノール−アルキルレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物(50質量%固形分の水溶液)50質量部、カーボンブラック分散液(30質量%固形分)2質量部、フッ素系撥水撥油剤(20質量%固形分)3質量部、アクリル樹脂エマルジョン(5質量%固形分)15質量部、および水30質量部からなる樹脂混合分散液を調整し、該樹脂混合分散液にスパンボンド法によるポリエステル長繊維不織布(目付量50g/m2)を浸漬し、該不織布に対し、固形分として25質量%の含浸量になるように含浸後、該不織布の裏面にホットメルト接着剤としてポリエステル(融点:130℃、粒子径:50〜60μmの40質量%固形分の水分散液)5質量部、平均重合度n=20のポリリン酸アンモニウム(粒子径:50〜75μm)20質量部、カーボンブラック分散液(30質量%固形分)1質量部、および水74質量部からなる混合分散液をスプレーにて固形分として20g/m2の塗布量で塗布し、140℃の乾燥機にて3分間乾燥させ、繊維シートを得た。該繊維シートの通気抵抗は2.5kPa・s/mであった。次に実施例5で得られた難燃性繊維シートを基材とし、該繊維シートを表面材料とし、該混合分散液のスプレー塗布面を該基材に重合し、200℃で60秒間所定形状に熱圧プレス成形したところ吸音性に優れ、軽量で剛性の良好な難燃性がUL94規格V−0の成形品が得られた。
Claims (7)
- 通気抵抗が0.08〜3.00kPa・s/mである繊維シートからなることを特徴とする吸音性表面材料。
- 該繊維シートにはポリリン酸アンモニウムおよび/または膨張黒鉛が含有されている請求項1に記載の吸音性表面材料。
- 該繊維シートには融点180℃以下の低融点繊維が混合されている請求項1および請求項2のいずれか一つに記載の吸音性表面材料。
- 該繊維シートは合成樹脂バインダーおよび/またはニードリングによって繊維が結着および/または結合されている不織布である請求項1〜請求項3のいずれか一つに記載の吸音性表面材料。
- 該合成樹脂バインダーはフェノール系樹脂である請求項4に記載の吸音性表面材料。
- 該フェノール系樹脂はスルホメチル化および/またはスルフィメチル化されている請求項5に記載の吸音性表面材料。
- 請求項1〜6のうちいずれか1項に記載の吸音性表面材料を繊維基材の片面または両面に重合した積層材を所定形状に成形したことを特徴とする成形物。
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