JP2014521995A - 通気度、気孔度の調節によるガラス繊維系吸音シート - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ガラス繊維とセルロース繊維を主原料としたガラス繊維吸音シートに関するものであり、基材の通気度と気孔度を調節することにより最大の吸音性能を有する吸音シートを提供する。
【解決手段】本発明にかかる吸音シートは基材からなり、２００Ｈｚないし２０００Ｈｚの周波数範囲で平均吸音率が０．４以上であることを特徴とする。本発明は、基材層の通気度および気孔度を調節することにより、吸音シートが薄いにもかかわらず吸音性能に非常に優れた効能を見せる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス繊維とセルロース繊維を主原料としたガラス繊維吸音シートに関するものであり、より詳しくは、基材の通気度と気孔度を調節することにより最大の吸音性能を有する吸音シートに関する。

従来は、通気性ポリマーのポリエステルやガラスウール等により様々な種類の吸音シートが生産されていた。また、特許文献１では、セルロースとポリエステル、ＰＶＡを主体に韓国の合成床材含浸用レイヤー紙を製造する技術は開示されているが、これら全ては材質自体が有する物性および通気性による吸音性能の優秀性に関するものであり、作業が煩わしいだけでなく吸音シートとしての機能が制限的だという問題があった。さらに、これを解決するために厚い吸音シートを使用すると空間が縮小され、且つ費用が多くかかるという不都合があり問題になっている。

よって、物理的な要素の調節により優れた吸音性能を同時に表すことができる新たな技術が要求されていた。

韓国公開特許公報第１０−２００２−００４４６００号

本発明の目的は、ガラス繊維とセルロース繊維で構成された最大の吸音性能を有する吸音シートを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、基材を含み、２００Ｈｚないし２０００Ｈｚの周波数範囲で平均吸音率が０．４以上の吸音性能を有することを特徴とする吸音シートを提供する。

本発明にかかる吸音シートは、吸音性能に卓越した効果を提供する。また、本発明による吸音シートは、吸遮音資材およびシステム構成時に構成資材として活用できる。

実施例１の条件で吸音シートを製作して管内法による垂直入射吸音率試験をした結果に対するものである。 実施例２の条件で吸音シートを製作して管内法による垂直入射吸音率試験をした結果に対するものである。 実施例３の条件で吸音シートを製作して管内法による垂直入射吸音率試験をした結果に対するものである。 比較例１の条件で吸音シートを製作して管内法による垂直入射吸音率試験をした結果に対するものである。 比較例２の条件で吸音シートを製作して管内法による垂直入射吸音率試験をした結果に対するものである。 比較例３の条件で吸音シートを製作して管内法による垂直入射吸音率試験をした結果に対するものである。 比較例４の条件で吸音シートを製作して管内法による垂直入射吸音率試験をした結果に対するものである。

本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、併せて詳しく後述している実施例を参照すると明確になると考える。しかし、本発明は以下で開示する実施例に限定されるものではなく、相違する多様な形態で具現され、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。明細書全体に亘って同一参照符号は同一構成要素を指す。

以下、本発明について詳しく説明する。

本発明は、基材を含み、２００Ｈｚないし２０００Ｈｚの周波数範囲の平均吸音率測定値が０．４以上の吸音性能を有する吸音シートを提供する。吸音率は０と１の間にあるものであり、１に近いほど吸音能力が良く、通常の吸音材は０．３程度で、０．４以上であれば吸音能力が優れると言える。普通、幾つかの周波数を基準に吸音係数を作り、このときの吸音係数の平均を平均吸音率と言い、前記吸音シートは平均吸音率が０．４以上の値を表すため、吸音性能が相当優れることが分かる。

前記基材は、ガラス繊維、セルロース繊維で構成できる。前記ガラス繊維は、ＳｉＯ_２を主成分とするガラスを、溶融、加工して繊維状に加工したものであり、製法および用途に応じて長繊維と短繊維に分かれる。繊維の直径は細いほど引張強度および熱伝導率の面で優れる。保温・吸音用としては５μｍないし２０μｍのもの、ろ過用としては４０μｍないし１５０μｍのものが主に使われる。

前記セルロース繊維は、通常、天然繊維と、これを原料として作った繊維であり、これらの代表的な例としては、木繊維、綿繊維、麻繊維、レイヨン等がある。セルロース繊維は、通常、紗織物または編物の形態をなす。また、セルロース繊維は他の合成繊維と一緒に混合されて使用したりもする。ポリエステルのような合成繊維と一緒に使用することができる。前記セルロース繊維に合成繊維を混合した、つまり、セルロース繊維を含有する繊維製品としては、これらの混紡糸、混紡織物、交織または交編物の形で存在する。

前記基材は、ガラス繊維３０重量％ないし６０重量％、セルロース繊維４０重量％ないし７０重量％を含み得る。本発明において前記ガラス繊維とセルロース繊維は、前記のような構成を有することが吸音性能の面で好ましい。前記繊維構成範囲内ではない場合は、吸音性能が低下するおそれがある。

具体的に、前記ガラス繊維含有含量が３０重量％未満の場合は、不織布の引張強度、破れ強度等の物性が低下し得、前記ガラス繊維含有含量が６０重量％を超える場合は、通気性が大きくなり過ぎて吸音性能が低下するおそれがある。また、前記セルロース繊維含有含量が前記範囲内を維持することにより、通気性が適切に維持されて優れた吸音性能を具現することができ、強度等が弱くならないという長所がある。

また、前記の基材は有機合成繊維をさらに含み得る。このとき、有機合成繊維は２重量％ないし１０重量％含むことができる。有機合成繊維とは、天然の繊維素やタンパク質を用いず、純化学的に石油、石炭、石灰石、塩素等の低分子を用いて自然に存在しない有機合成品を作り、これを細長い高分子化合物に紡糸して繊維化したものであり、前記範囲の有機合成繊維を含むことにより基材に柔軟性を付与することができ、折ったり曲げる等の基材に物理的な力を加えたときに基材の損傷を最小化することができる。

前記有機合成繊維の種類は、制限があるのではないが、ポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−スチレン共重合体（ＥＳ）、シクロオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニル−アセテート（ＥＶＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）、ポリウレタン（ＰＵ）から選ばれる１種以上であることを特徴とし得る。好ましくは、ガラス合成繊維をポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で構成することができる。

また、基材が柔軟性を確保できるという面で、４以上の炭素数を有するα−オレフィン単位およびＣ１ないし４アルキルビニルエーテル単位の群から選ばれた一つ以上の単位を含有するポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含有することがより好ましい。

また、前記基材は５０ｇ／ｍ^２ないし１５０ｇ／ｍ^２の坪量とすることが好ましい。本発明において、基材層の坪量が５０ｇ／ｍ^２未満だと吸音性能が減少するおそれがあり、１５０ｇ／ｍ^２を超えると製造原価が過度に上昇するおそれがある。

また、前記基材は０．１ｍｍないし０．７ｍｍの厚さを有することが好ましい。前記範囲を超えると、不織布の空隙率（Ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が少な過ぎたり大き過ぎて吸音性能が減少する恐れがある。

また、前記吸音シートは、２００Ｐａ圧力で１００Ｌ／ｍ^２／ｓないし１０００Ｌ／ｍ^２／ｓの通気度を有することが好ましい。本発明において、２００Ｐａ圧力で、吸音シートの通気度が前記範囲から外れる場合は空隙率（Ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が少な過ぎたり大き過ぎて吸音性能が減少するおそれがある。

また、前記吸音シートは、１０μｍないし５０μｍの平均気孔度（Ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ）を有することが好ましい。本発明において吸音シートの平均気孔度が前記範囲から外れる場合は、吸音性能が低下する恐れがある。

以下、本発明を次の実施例によってより詳しく説明する。但し、下記実施例は本発明の内容を例示するだけのものであり、発明の範囲が実施例によって限定されるものではない。

＜実施例および比較例＞

本実験では、ガラス繊維とセルロース繊維を下記表１の条件にして不織布を製作した。

前記の繊維を用いて製作した不織布を、厚さ、繊維構成比、不織布の坪量を調節して実施例および比較例を構成した。（表２、表３）

＜評価＞通気度および気孔度の調節による吸音性能

（１）．試験方法

１．試験法
管内法（ＫＳ Ｆ ２８１４）

２．測定装備（装備名：モデル名（製造社／製造国））
管内法：ＨＭ−０２ Ｉ／Ｏ（Ｓｃｅｉｎ／Ｓ．ＫＯＲＥＡ）

３．測定温／湿度：（１９．４ 誤差範囲０．３）℃／（５９．４ 誤差範囲１．９）％ Ｒ．Ｈ

前記管内法は、吸音物質の吸音率を測定する方法であって、一定の方向から平面波が垂直に入射する時の定在波を測定して求めるものである。また、試片を確保し難い時に試すことができる簡易方法であり、試片の大きさを正確に製作した後、反復試験して測定誤差を最小化した結果を得ることができる。

＜式＞
ＮＲＣ＝（ａ２５０＋ａ５００＋ａ１，０００＋ａ２，０００）／４

ａＸ：ＸＨｚの吸音率（Ｘは数字）

ここで、ＮＲＣ（Ｎｏｉｓｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）とは、吸音材の吸音率は各周波数ごとに異なるためある材料の吸音性能を言う際にその材料を代表する吸音率の単一指数が必要になるが、このようにある材料の吸音率を一つの単一指数で表現したものをＮＲＣと言う。

（２）．試験結果

１．管内法による垂直入射吸音率の試験結果（背後空間５０ｍｍ）

前記の試験方法によって、下記表４、５のような実験結果を得た。

２．通気度および平均気孔度（Ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ）による平均吸音率

下記［表６］および［表７］は、実施例および比較例の通気度ならびに平均気孔度（Ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ）による平均吸音率を測定した結果である。

［表６］に表したように、不織布の繊維構成が実施例１ないし３のような場合は、不織布の通気度が２００Ｐａの圧力で１００Ｌ／ｍ^２／ｓないし１０００Ｌ／ｍ^２／ｓの範囲を有し、平均気孔度（Ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ）が１０μｍないし５０μｍの範囲を有し、２００Ｈｚないし２０００Ｈｚの周波数範囲で吸音シートの平均吸音率が０．４以上を有することを確認できた。

また、［表７］に示したように、比較例１ないし４の場合、不織布の通気度が２００Ｐａの圧力下では測定できない程に通気度が高く、平均気孔度（Ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ）は５０μｍの範囲から外れ、平均吸音率が０．３未満であることが分かった。

Claims (11)

1. 基材を含み、２００Ｈｚないし２０００Ｈｚの周波数範囲で平均吸音率測定値が０．４以上である吸音性能を有することを特徴とする吸音シート。
2. 前記基材は、ガラス繊維、セルロース繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載の吸音シート。
3. 前記基材は、ガラス繊維３０重量％ないし６０重量％、セルロース繊維４０重量％ないし７０重量％を含むことを特徴とする請求項２に記載の吸音シート。
4. 前記基材は、有機合成繊維をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の吸音シート。
5. 前記基材は、有機合成繊維を２重量％ないし１０重量％含むことを特徴とする請求項４に記載の吸音シート。
6. 前記有機合成繊維は、ポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−スチレン共重合体（ＥＳ）、シクロオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニル−アセテート（ＥＶＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）、ポリウレタン（ＰＵ）から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項４に記載の吸音シート。
7. 前記ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）は、４以上の炭素数を有するα−オレフィン単位およびＣ１ないし４アルキルビニルエーテル単位の群から選ばれた一つ以上の単位を含有することを特徴とする請求項６に記載の吸音シート。
8. 前記基材は、０．１ｍｍないし０．７ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の吸音シート。
9. 前記基材は、５０ｇ／ｍ^２ないし１５０ｇ／ｍ^２の坪量を有することを特徴とする請求項１に記載の吸音シート。
10. 前記吸音シートは、２００Ｐａ圧力で１００Ｌ／ｍ^２／ｓないし１０００Ｌ／ｍ^２／ｓの通気度を有することを特徴とする請求項１に記載の吸音シート。
11. 前記吸音シートは、１０μｍないし５０μｍの平均気孔度（Ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ）を有することを特徴とする請求項１に記載の吸音シート。

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