JP2016133589A - 膜天井用吸音シート - Google Patents

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Abstract

【課題】軽量性を有し、照明や映像投影による演出効果、音の反響防止効果に優れ、屋内の膜天井構築用、光天井膜構築用に好適な不燃性の膜天井用吸音シートを提供する。
【解決手段】膜天井用吸音シート1はガラス長繊維を主体に含む不織布2を基材に、不織布2の片面にシリコーン系樹脂又は軟質塩化ビニル系樹脂を含む樹脂難燃層3を設けた積層体として、不織布2及び樹脂難燃層3との積層界面において、不織布2の内部に樹脂難燃層3の一部が侵入した埋没部3−1を有する。この埋没部3−1の深さが不織布の厚さに対して1〜35%とする。
【選択図】図1

Description

本発明は屋内競技場、体育館、屋内プール、イベントホール、公会堂、冠婚葬祭式場、駅舎ロビー、空港ロビー、ショッピングモールなどの天井に設置される天井面積構成部材兼吸音部材、または天井面積構成部材付帯物としての吸音部材であり、何れも施工に複雑な構造設計や吊り具構造を必要とせず簡易に設置可能で、万が一地震で崩落した場合にも重大な人的被害を生じる可能性の低い軽量性を有し、さらに照明や映像投影による演出効果、音の反響防止効果に優れた、膜天井構築用、光天井膜構築用に適する不燃性のシート状長尺材料に関する。
特許文献1には、高周波数帯域の吸音特性を低下させずに、中・低音域でも吸音性能を発揮する吸音構造体として、多孔質材料或いは発泡材料を吸音母材とし、音波が入射する側に不織布を、通気抵抗を阻害しないホットメルト材で前記吸音母材の表面に、一又は複数層熱融着した複合体が開示されている。このようなホットメルト材で熱融着した複合体では耐熱性に劣り、膜天井などの建築構造物の構成部材に適していない。特許文献2には、吸音性及び遮音性を有する防音材として、水硬性無機組成物とポリマー混和剤とからなる弾性モルタルを含浸させた不織布又は連続気泡フォームからなる遮音層と、弾性モルタル非含浸の不織布又は連続気泡フォームからなる吸音層との2層からなる防音材が開示されている。この防音材は難燃性や不燃性を満足する設計が可能であるが、モルタルにセメント類を使用することで、防音材自体が重く、硬く、光不透過性であるため、膜天井や光膜天井を構築する材料には不適切で、地震対策施工も大掛かりで困難となる。特許文献3には、耐熱性、難燃性、速乾性を有する自動車エンジンルーム用の吸音材として、ガラス不織布を基材とし、アラミド繊維などの耐熱性有機繊維からなる不織布を表皮材として積層されてなる吸音材が開示されているが、アラミド繊維などの着色有機繊維からなる不織布層は光透過性を阻害するため膜天井の構成部材に不必要である。従って大型建築物の天井に設置される天井面積構成部材兼吸音部材、または天井面積構成部材付帯物としての吸音部材であり、何れも施工に複雑な構造設計や吊り具構造を必要とせず簡易に設置可能で、万が一地震で崩落した場合にも重大な人的被害を生じる可能性の低い軽量性を有し、さらに照明や映像投影による演出効果、音の反響防止効果に優れた、膜天井構築用、光天井膜構築用に適する不燃性のシート状長尺材料の開発が望まれていた。
特開2008−008997号公報 特開2010−025337号公報 特開2014−232281号公報
本発明は、大型建築物の天井に設置される天井面積構成部材兼吸音部材、または天井面積構成部材付帯物としての吸音部材であり、何れも施工に複雑な構造設計や吊り具構造を必要とせず簡易に設置可能で、万が一地震で崩落した場合にも重大な人的被害を生じる可能性の低い軽量性を有し、さらに照明や映像投影による演出効果、音の反響防止効果に優れ、屋内競技場、体育館、屋内プール、イベントホール、公会堂、冠婚葬祭式場、駅舎ロビー、空港ロビー、ショッピングモールなどの膜天井構築用、光天井膜構築用に好適な不燃性のシート状長尺材料の提供を課題とするものである。
上記課題を解決するために、ガラス長繊維を主体に含む不織布を基材として、この不織布の片面にシリコーン系樹脂、または軟質塩化ビニル系樹脂を含む樹脂難燃層が設けられた積層体として、不織布及び樹脂難燃層との積層界面において、不織布の内部に樹脂難燃層の一部が侵入した埋没部を有するようにすること、さらに樹脂難燃層内に布帛を含むことで施工に複雑な構造設計や吊り具構造を必要とせず簡易に設置可能で、万が一地震で崩落した場合にも重大な人的被害を生じる可能性の低い軽量性を有し、さらに照明や映像投影による演出効果、音の反響防止効果の吸音性に優れた不燃性のシート状長尺材料が得られることを見出して本発明を完成するに至った。
すなわち本発明の膜天井用吸音シートは、ガラス長繊維を主体に含む不織布を基材として、前記不織布の片面にシリコーン系樹脂、または軟質塩化ビニル系樹脂を含む樹脂難燃層が設けられた積層体であって、前記不織布及び前記樹脂難燃層との積層界面において、前記不織布の内部に前記樹脂難燃層の一部が侵入した埋没部を有し、この埋没部の深さが前記不織布の厚さに対して1〜35%であることが好ましい。これによって天井面積構成部材付帯物として簡易に設置可能で、落下しても安全な軽量性を有し、さらに照明や映像投影による演出効果、音の反響防止効果の吸音性に優れた不燃性のシート状長尺材料を得ることを可能とする。
本発明の膜天井用吸音シートは、前記樹脂難燃層が不燃性布帛を含むことが好ましい。これによって天井面積構成部材兼吸音部材として簡易に設置可能で、落下しても安全な軽量性を有し、さらに照明や映像投影による演出効果、音の反響防止効果の吸音性に優れた不燃性のシート状長尺材料を得ることを可能とする。
本発明の膜天井用吸音シートは、前記樹脂難燃層が、中空ガラスビーズ、シラスバルーン、フライアッシュバルーン、合成マイカ、及び天然マイカから選ばれた1種以上を3〜25質量%含有することが好ましい。これによって照明や映像投影による演出効果、音の反響防止効果の吸音性に優れた不燃性のシート状長尺材料を得ることを可能とする。
本発明の膜天井用吸音シートは、前記樹脂難燃層及び前記埋没部がフォーム状組成物のコーティングにより密度0.35〜0.75g/cmに形成されることが好ましい。これによって照明や映像投影による演出効果、通気性による音の反響防止効果の吸音性に優れた不燃性のシート状長尺材料を得ることを可能とする。
本発明の膜天井用吸音シートは、前記樹脂難燃層及び前記埋没部が化学発泡剤含有組成物のコーティングにより密度0.35〜0.75g/cmに形成されることが好ましい。これによって照明や映像投影による演出効果、通気性による音の反響防止効果の吸音性に優れた不燃性のシート状長尺材料を得ることを可能とする。
本発明によれば、大型建築物の天井に設置される天井面積構成部材兼吸音部材、または天井面積構成部材付帯物としての吸音部材としてシート状長尺材料が得られ、これらは施工に複雑な構造設計や吊り具構造を必要とせず簡易に設置可能で、万が一地震で崩落した場合にも重大な人的被害を生じる可能性の低い軽量性を有し、さらに照明や映像投影による演出効果、音の反響防止効果、及び不燃性に優れているので、屋内競技場、体育館、屋内プール、イベントホール、公会堂、冠婚葬祭式場、駅舎ロビー、空港ロビー、ショッピングモールなどの膜天井構築用、光天井膜構築用に広く用いることができる。
本発明の膜天井用吸音シートの断面の一例を模式的に示す図 本発明の膜天井用吸音シートの断面の一例を模式的に示す図 本発明の膜天井用吸音シートの断面の一例を模式的に示す図 本発明の膜天井用吸音シートの断面の一例を模式的に示す図
本発明の膜天井用吸音シートは、ガラス長繊維を主体に含む不織布を基材として、不織布の片面にシリコーン系樹脂、または軟質塩化ビニル系樹脂を含む樹脂難燃層を設けたシート状長尺材料である。膜天井用吸音シートに不燃性を必要としない屋内用途の場合は、ポリエステル不織布、ナイロン不織布、ビニロン不織布などを使用することができる。ガラス長繊維を主体に含む不織布としては、厚さ0.3mm〜2mm、質量30〜300g/mのペーパー状、シート状もの、さらに厚さ2mm〜5mm、質量300〜800g/mのマット状(ニードルパンチ)ものが挙げられる。不織布に用いるガラス繊維は、Eガラス、Cガラス、Sガラス、Tガラス、Dガラス、NEガラス、ホウケイ酸(SiO、B)ガラス、石英ガラスなどが使用でき、繊維断面が円形、扁平形状まゆ型、楕円形など、どのタイプでも使用出来る。これらのガラス繊維は、ガラス長繊維のまま、またはガラス不織布製造用の集束剤を付与して集束し切断したチョップドストランドの形態で使用され、ガラス繊維集束本数100〜1000本、長さ3mm〜50mm、繊維径2〜35μmが好ましい。このガラス繊維を分散剤、増粘剤などを添加した水中に分散した後、抄紙し脱水する湿式抄造法でガラス繊維のランダム集合体を得る。このガラス繊維のランダム集合体に接着剤(不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコールなど)溶液をスプレーするか、これらの接着剤の溶液中に浸漬するなどしてバインダー成分をガラス繊維間に付着させ、これを加熱乾燥、固化して不織布を得る。この湿式抄造法では繊維径の異なる複数のチョップドストランドを併用することによって和紙調外観の不織布を得ることができ、さらにチョップドストランドにガラス長繊維束を併用することによって雲竜和紙調外観の不織布を得ることができる。
本発明に用いる不織布はガラス繊維50〜100質量%で構成されることが好ましいが、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維など他の無機繊維成分を最大50質量%、チョップドストランド(繊維集束本数200〜1000本、長さ3mm〜50mm、繊維径2〜35μm)の形態で併用することができる。ガラス繊維100質量%のチョップドストランド、及び無機繊維を併用するガラス繊維チョップドストランドには、チョップドストランドを接着、固定するための接着成分として、熱可塑性樹脂繊維のチョップドストランドを不織布に対して3〜10質量%併用し、解繊、混合と同時に脱粒子した後、熱可塑性樹脂繊維の融点以上の温度に加熱してホットメルト接着したものであってもよい。熱可塑性樹脂繊維は塩化ビニル樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、ポリオレフィン樹脂系、ポリエステル樹脂系、ポリアミド樹脂系などが使用でき、これらは複数種併用することができる。塩化ビニル樹脂系とは塩化ビニル樹脂(可塑剤含有、または非含有)、さらに塩化ビニルモノマーと他のビニルモノマーとの共重合による共重合体樹脂を包含するもので、塩化ビニル樹脂系以下の記載樹脂についても同様の定義とする。また、さらにガラス繊維100質量%のチョップドストランド、及び無機繊維を併用するガラス繊維チョップドストランドには、ガラス長繊維束を併用することによって雲竜和紙調外観の不織布を得ることができる。
ガラス不織布には、樹脂難燃層との密着性を向上させるために、シランカップリング剤による表面処理を付帯することが好ましい。シランカップリング剤は具体的に、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランなどから選ばれた1種以上、の他、有機チタネート化合物も使用することができる。
本発明の膜天井用吸音シートは、不燃性を付帯するために不織布の片面にシリコーン系樹脂、または軟質塩化ビニル系樹脂を含む樹脂難燃層を設けた積層体であり、不燃性を必要としない屋内用途であれば、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂など、他の公知の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーを使用することができる。使用するシリコーン系樹脂はとしては、付加反応硬化型シリコーンエラストマー、縮合反応硬化型シリコーンエラストマー、ラジカル(パーオキサイド架橋)反応硬化型シリコーンエラストマーなど、柔軟性を有するものが使用でき、特にトルエン等で希釈してコーティングが可能で、しかも低温硬化ができる付加反応硬化型シリコーンエラストマーが好ましい。付加反応硬化型シリコーンエラストマーは、2種類のオルガノポリシロキサン中の官能基が付加反応により結合して架橋しエラストマー化するもので、これらは例えば、ビニル基やヘキセニル基のような脂肪族不飽和基を含有するオルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジェンポリシロキサンおよび白金族化合物系触媒からなる組成物が挙げられる。脂肪族不飽和基含有オルガノポリシロキサンとしては、両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、両末端ビニルメチルフェニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体が挙げられる。オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、メチルハイドロジェンシクロポリシロキサンが挙げられる。縮合反応硬化型シリコーンエラストマーは、2種類のオルガノポリシロキサン中の官能基、またはオルガノポリシロキサンとシリカやシラン等のケイ素化合物中の官能基が縮合反応により結合して架橋しエラストマー化するもの、ラジカル反応硬化型シリコーンエラストマーは、オルガノポリシロキサン、補強性充填剤および有機過酸化物によりエラストマー化するものである。これらのシリコーンエラストマーには、フッ素系樹脂、増量充填剤、難燃剤、有機顔料、無機顔料、有機溶剤などを含有することができる。
また樹脂難燃層に使用する軟質塩化ビニル系樹脂は、塩化ビニルモノマーの単独重合体(乳化重合タイプ、懸濁重合タイプで重合度が700〜3800のもの)の他、塩化ビニルモノマーと共重合し得る他のモノマー類との共重合体、及びグラフト重合体を含む。軟質塩化ビニル系樹脂は可塑剤を含み、可塑剤として、アジピン酸ジアルキルエステル類、セバシン酸ジアルキルエステル類、フタル酸ジアルキルエステル類、イソフタル酸ジアルキルエステル類、テレフタル酸ジアルキルエステル類,シクロヘキサンジカルボン酸ジアルキルエステル類、芳香族リン酸エステル類、塩素化パラフィン類、ポリエステルオリゴマー類などを、塩化ビニル系樹脂100質量部に対して30〜100質量部、好ましくは40〜80質量部含有するもの、さらに接着剤としてポリイソシアネート化合物単独、及びポリイソシアネート化合物とポリオール化合物の2液反応組成物を1〜10質量部配合でき、その他、フッ素系樹脂、難燃剤、充填剤、金属複合安定剤、着色剤、紫外線吸収剤などを含有することができる。
樹脂難燃層、特に軟質塩化ビニル系樹脂には難燃剤を含むことができ、難燃剤は具体的に、a).金属リン酸塩、金属有機リン酸塩、リン酸誘導体、ポリリン酸アンモニウム、及びポリリン酸アンモニウム誘導体化合物などのリン原子含有化合物、b).(イソ)シアヌレート系化合物、(イソ)シアヌル酸系化合物、グアニジン系化合物、尿素系化合物、及び、これらの誘導体化合物などの窒素原子含有化合物(メラミンシアヌレート)、c).ケイ素化合物、金属水酸化物、金属酸化物、金属炭酸塩化合物、金属硫酸塩化合物、ホウ酸化合物、及び無機系化合物複合体などの無機系化合物、d).有機臭素化物、有機塩素化物から選ばれた1種以上であり、樹脂難燃層を構成する樹脂(エラストマー)100質量部に対して、5〜100質量部、好ましくは10〜50質量部使用することで、膜天井用吸音シートの難燃性、不燃性を向上させると同時に、これら難燃剤を光拡散剤代わりとして照明や映像投影による演出効果をもたらし、さらには音の反響の減衰効果をもたらすことができる。
また、樹脂難燃層に、平均粒子径が10〜50μmの、中空ガラスビーズ、シラスバルーン、フライアッシュバルーン(セノスフィア/セノライト)、合成マイカ(フッ素雲母:KMg3ALSi3102)、及び天然マイカ(白雲母:KAL3Si310(OH)2)から選ばれた1種以上を3〜25質量%含有することが本発明の膜天井用吸音シートの反響減衰効果による吸音特性をより向上させることができる。このような樹脂難燃層の一部が不織布内に侵入した埋没部(含浸部)を形成し、この埋没部(含浸部)の深さを不織布の厚さに対して1〜35%とすることで不織布内部にも実質的に中空ガラスビーズ、シラスバルーン、フライアッシュバルーン(シリカ・アルミナ主成分)、合成マイカ、及び天然マイカなどを含有する構成を成すことで反響減衰効果による吸音特性をより向上させる。
本発明において樹脂難燃層は、樹脂難燃層と、その一部である埋没部がフォーム状組成物のコーティングにより密度0.35〜0.75g/cmに形成された通気性を有する樹脂難燃層がより反響減衰効果を得るために好ましい。フォーム状組成物は可塑剤を含む軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾルを用い、これに整泡剤としてシリコーンオイルを1〜5質量部含有する粘重なゾル組成物を攪拌機(ステンレスや金属を数本組み合わせて茶筅形にしたブレードを装着)により機械攪拌して気泡を強制的に巻き込んだホイップを、そのまま不織布にナイフコーティングすることで不織布への含浸と被覆を同時に成し、これによって形成された樹脂難燃層は樹脂難燃層の一部が不織布の内部に侵入した埋没部(含浸部)を有し、この埋没部(含浸部)の深さを不織布の厚さに対して1〜35%とすることで不織布内部にも実質的に気泡を含有する構成を成すことで反響減衰効果による吸音特性をより向上させる。樹脂難燃層の密度が0.75g/cmを超えると反響減衰効果による吸音特性が不十分となることがあり、密度が0.35g/cmより小さいと樹脂難燃層の摩耗強度を悪くすることがある。
本発明において樹脂難燃層は、樹脂難燃層と、その一部である埋没部が化学発泡剤含有組成物のコーティング、180〜220℃の加熱により化学発泡剤を熱分解ガス化させ、ガス発生痕として生成した気泡を含み、密度0.35〜0.75g/cmに形成された通気性を有する樹脂難燃層がより反響減衰効果を得るために好ましい。化学発泡剤含有組成物は可塑剤を含む軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル、または2液型シリコーンエラストマーペーストを用い、これに化学発泡剤として、アゾジカルボアミド、オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジド、ベンゼンスルフォニルヒドラジド、p−トルエンスルフォニルヒドラジド、ジアゾアミノベンゼン、アゾビスイソブチロニトリルなどから選ばれた1種以上を1〜10質量部含有する粘重なペースト組成物を不織布にナイフコーティングすることで不織布への含浸と被覆を同時に成し、これによって形成された樹脂難燃層は樹脂難燃層の一部が不織布の内部に侵入した埋没部(含浸部)を有し、この埋没部(含浸部)の深さを不織布の厚さに対して1〜35%とする。そして180〜220℃の加熱により化学発泡剤を熱分解ガス化させ、ガス発生痕として生成した気泡を樹脂難燃層及び埋没部(含浸部)に含み、樹脂難燃層の密度を0.35〜0.75g/cmとする。また樹脂難燃層は軟質塩化ビニル樹脂による化学発泡剤含有組成物をカレンダー成型したフィルムとして不織布上に150〜175℃で熱溶融積層して形成し、180〜220℃の加熱により化学発泡剤を熱分解ガス化させ、ガス発生痕として生成した気泡を樹脂難燃層及び埋没部(含浸部)に含み、樹脂難燃層の密度を0.35〜0.75g/cmとする。樹脂難燃層の密度が0.75g/cmを超えると反響減衰効果による吸音特性が不十分となることがあり、密度が0.35g/cmより小さいと樹脂難燃層の摩耗強度を悪くすることがある。
また、樹脂難燃層には光拡散性粒子として、平均粒子径が1〜30μmの乳白色〜透明の、球状または不定形粒子状の無機系化合物、高分子化合物などを、樹脂被覆難燃層に対して、0.1〜20質量%、好ましくは1〜10質量%含んでいてもよく、これらの光拡散性粒子は例えば、ガラスビーズ、ガラス粉、シリカ(酸化ケイ素)、シリコーン樹脂ビーズ、シリコーン樹脂粉末、(架橋)アクリル系樹脂ビーズ、(架橋)アクリル系樹脂粉末、(架橋)ポリスチレン系樹脂ビーズ、(架橋)ポリスチレン系樹脂粉末、(高密度)ポリエチレン系樹脂ビーズ、(高密度)ポリエチレン系樹脂粉末、エポキシ樹脂ビーズ、エポキシ樹脂粉末、ベンゾグアナミン樹脂ビーズ、ベンゾグアナミン樹脂粉末などである。
樹脂難燃層を不織布基材上に形成する方法は具体的に、2液型シリコーンエラストマーペースト(有機溶剤を粘度調整剤に含むことができる)、シリコーン樹脂エマルジョンによる樹脂組成物(塗料)、軟質ポリ塩化ビニル樹脂を主体とするペーストゾル、などを用いて、公知の塗工方法、例えばナイフコーティング(不織布基材への片面加工)などの含浸(不織布基材内部に樹脂組成物が含浸しているが、不織布基材表面には樹脂組成物による被覆層が形成されていない状態)、及び含浸被覆(不織布基材内部に樹脂組成物が含浸し、かつ、不織布基材表面に樹脂組成物による被覆層が形成される状態)が例示でき、樹脂難燃層はこのような含浸による埋没部を含め、30〜500g/mで、このような態様による本発明の膜天井用吸音シートの質量は100〜1300g/mで2000g/mを超えないものである。この埋没部は含浸の深さが不織布の厚さに対して1〜35%とし、不織布全体に浸透した含浸体、または不織布に全く浸透していない非含浸体であってはならない。また不織布基材上に、カレンダー成型、Tダイス押出法により成形した0.01〜0.3mmの軟質ポリ塩化ビニル樹脂フィルムを、ペーストゾル含浸を介して、あるいは介さずに熱ラミネートにより(接着)積層する方法であってもよい。不織布と樹脂難燃層との積層界面において、不織布の内部に樹脂難燃層の一部が侵入した埋没部(含浸部)を有し、この埋没部(含浸部)の深さが不織布の厚さに対して1〜35%であること、特に10〜35%が反響減衰効果と膜材の屈曲耐久性とのバランスの観点において好ましく、シート幅なりに埋没部(含浸部)の深さが近似するようなバラつき幅の少ないものが好ましい。埋没部(含浸部)の深さが不織布の厚さに対して35%を超える部分を多く含むと反響減衰効果による吸音特性が不十分となることがあり、1%未満の部分を多く含むと不織布に対する樹脂難燃層の密着性が不十分となることがある。本発明の膜天井用吸音シートの可視光透過率(JIS Z8722)が5〜25%であることが光天井膜の用途において、光を透過すると同時に光源位置を隠蔽する効果に最適である。埋没部(含浸部)の深さは、シート幅なりに均等6分割する5つのポイントでの埋没部(含浸部)の測定値として扱う。
また本発明において樹脂難燃層には不燃性布帛を含むことによって、シートの吸音効果を増すと同時にシートの引裂強度と寸法安定性を増すことで、より膜天井用吸音シートに適した不燃性材料となる。芯材とする布帛は、無機マルチフィラメントヤーンを軸糸とする不燃性の、平織物、綾織物、朱子織物、摸紗織物、バスケット織物、これらを応用した3軸織物、4軸織物など、質量が30〜300g/m、好ましくは75〜200g/mのメッシュ織物、粗目織物、高密度織物などが使用できる。無機マルチフィラメントヤーンは、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維から選ばれた1種以上で構成され、これらはフィラメント直径が3〜10μm、繊度69〜2223dtex、特に138〜1112dtexのマルチフィラメントで、フィラメント数50〜500本、特に100〜300本で集束してなるヤーンである。ガラス繊維としては、E(無アルカリ)ガラス、C(アルカリ含)ガラス、Gガラス、Aガラス、Sガラス、Dガラス、DEガラスなど何れのガラス組成であってもよい。これらの無機マルチフィラメントヤーンは単糸に撚りを掛けて、あるいは撚りを掛けずに使用、あるいは単糸2本を合撚した双糸で、単糸の断面が略円形、楕円、または扁平のヤーンである。布帛の空隙率(軸糸同士の織交点に生じる空隙の総和)には限定は無く、空隙率が50%を超えるメッシュ状のものであれば、引裂強度とシートの寸法安定をより向上させ、空隙率が10%以下の高密度布帛であればシートの吸音効果を増すと同時にシートの引裂強度と寸法安定性を増すことを可能とする。またこれらの布帛には、段落〔0015〕に記載のシランカップリング剤による表面改質処理が施されていることが樹脂難燃層との密着性向上の観点において好ましい。
樹脂難燃層に布帛を芯材に含む構成は、布帛の少なくとも片面に樹脂難燃層が形成されていればよく、このような構成は、1)シリコーン系樹脂組成物、または軟質塩化ビニル系樹脂組成物を布帛片面、または両面にコーティングし、何れか一方に不織布を基材として積層すること、2)布帛をシリコーン系樹脂組成物、または軟質塩化ビニル系樹脂組成物中にディッピングすることでの布帛両面への樹脂難燃層を形成し、何れか一方に不織布を基材として積層すること、1)及び2)において樹脂組成物は、中空ガラスビーズ、シラスバルーン、フライアッシュバルーン、合成マイカ、及び天然マイカなどを含むことができ、これらを含む、含まないに係わらず、非フォーム状組成物、またはフォーム状組成物(密度0.35〜0.75g/cm)、または化学発泡剤含有組成物(密度0.35〜0.75g/cm)などを使用する。特に軟質塩化ビニル系樹脂組成物はカレンダー成型したフィルムを用いて布帛の片面に積層した発泡通気性または非発泡レザー形態において何れか一方に不織布を基材として積層した態様、または両面に積層した発泡通気性、または非発泡ターポリンの形態において何れか一方に不織布を基材として積層した態様が好ましい。このような態様による本発明の膜天井用吸音シートの質量は130〜1600g/mで2000g/mを超えないものである。
本発明の膜天井用吸音シートの施工は、幅1m〜3mの任意、長さ1m〜50mの任意の規格シートを自在に組み合わせ、不織布面側を音響の入射面として露出装着する。特に1).1枚が幅1m〜3m程度、長さ1m〜5m程度のシートは、四角形、長方形、三角形、菱形、などの形態でアルミフレーム(押材)によりシート全周を固定したパネル同士の組み合わせで、天井梁システムに固定することや、吊り下げることでフラット天井や幾何学立体天井に使用でき、2).また1枚が幅1m〜3m程度、長さ1m〜10m程度の長尺シートは幅方向の2辺を天井梁やアルミ押材に固定し、張力を掛けずにシートを自重で弛んだ半円弧状態に懸垂し、多数のシートで半円弧の並びを表現したデザインアート天井に使用でき、3).また1枚が幅1m〜3m程度、長さ1m〜5m程度のシートは、四角形、長方形、三角形、菱形、などの形態でシートの外周のポイント毎にハトメ、ターンバックル、取付金具、ジョイントナットなどを設け、ロープやバネを用いて天井梁システムにサスペンジョン固定することで張力をコントロールして得たドレープを利用するデザインアート天井に使用することができる。
本発明の膜天井用吸音シートは可視光透過率(JIS Z8722)5〜25%を有すること、及び樹脂難燃層に印刷を施すことによって、昼夜を通じて外観表示及び電気的光源、または太陽光の光透過による行灯表示やステンドグラス表示を可能とする。印刷は公知の印刷、例えばグラビア印刷、スクリーン印刷、転写印刷、インクジェット印刷の何れも可能であるが、本発明の膜天井用吸音シートにおいては、光透過性及び発色性とのバランス、不燃性との関連において、インク塗布量が少ないインクジェット印刷が適している。また可視光透過率(JIS Z8722)5〜25%を有することで映写プロジェクターによる良好かつ鮮明な画像や動画の投影による映像演出(アミューズメント、プロモーション、催事案内、緊急ニュース・避難誘導案内など)を可能とする。
本発明の膜天井用吸音シートは、コーンカロリーメーター試験法(ISO5660Part1)において、膜天井用吸音シートに対して輻射電気ヒ−タ−による輻射熱を、50kW/mで照射した時に、加熱開始後20分間の総発熱量が8MJ/m以下であり、且つ加熱開始後20分間、10秒以上継続して最高発熱速度が200kW/mを超えない燃焼特性を満たすことが不燃特性付帯の観点において好ましい。
以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。先ずは本発明の膜天井用吸音シートの評価方法を述べる。
〈吸音率〉
シートの不織布面側を音響の入射面として、JIS A1405(垂直入射法)によるNoise Reduction Coefficient(NRC値)を250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hzの各吸音率の算術平均値を求めた。各実施例に用いた不織布(1)のNRC値0.11または不織布(2)のNRC値0.16との対比を行った。
〈埋没部(含浸部)深さ〉
シート幅なりに均等6分割する5つのポイントでの埋没部(含浸部)をシート断面の拡大画像から求め、シート厚さに対する百分率で求めた。
〈可視光透過率〉
分光側色計CM3600d(コニカミノルタ社製)を使用し、JIS Z8722に従って測定した。
〈燃焼試験〉(ASTM-E1354:コーンカロリーメーター試験法)
輻射電気ヒーターによる50kW/mの輻射熱を膜材面に20分間照射し、この発熱性試験において、20分間の総発熱量と発熱速度を測定し、試験後の膜材外観を観察した。
(a)総発熱量:8MJ/m以下のものを適合とした。
(b)発熱速度:10秒以上継続して200kW/mを超えないものを適合とした。
(c)外観観察:直径0.5mmを超えるピンホール陥没痕の発生がないものを適合と
した。
〔実施例1〕
〈不織布(1)〉
Eガラスからなるガラス繊維チョップドストランド(ガラス繊維集束本数300本、繊維径15.8μm、繊維長25mm、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(シランカップリング剤)1質量%酢酸水溶液サイジング)を湿式抄造し、エポキシ樹脂をバインダーとして10質量%を含むガラス不織布(1)(目付:300g/m、厚さ:2mm)を基材に使用した。
〈樹脂難燃層〉
下記配合1のペースト状組成物を不織布(1)の幅方向に均一に垂らし、ドクターブレードによる圧着部を通過させて、不織布(1)の片表面に配合1のペースト状組成物による濡塗膜を均一に形成し、予備乾燥でトルエンを除去した後、160℃×3分間電気炉加熱して付加反応硬化を行い、不織布(1)の片表面に樹脂難燃層が120g/m設けられたシートを得た。樹脂難燃層の一部が不織布(1)の内部に含浸状態で埋没部が不織布(1)の厚さに対して32%(深さ0.64mm)の近傍で幅なり全面に形成され、これによって樹脂難燃層が不織布(1)と接着していた。得られたシートの質量は420g/mであった。
〔配合1〕シリコーン系樹脂ペースト状組成物
※付加反応硬化型シリコーンエラストマー(下記2液を使用)
両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン 50質量部
両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン 50質量部
白金族化合物(触媒) 0.2質量部
架橋アクリル系樹脂ビーズ(光拡散剤)粒子径8μm 5質量部
メラミンシアヌレート(難燃剤) 10質量部
水酸化アルミニウム(難燃剤) 10質量部
トルエン(希釈剤) 50質量部
〔実施例2〕
実施例1の配合1を下記配合2に変更した以外は実施例1と同様として不織布(1)の片表面に樹脂難燃層が120g/m設けられたシートを得た。樹脂難燃層の一部が不織布(1)の内部に含浸状態で埋没部が不織布(1)の厚さに対して32%(深さ0.64mm)の近傍で幅なり全面に形成され、これによって不織布(1)の埋没部にも中空ガラスビーズ(反響減衰剤)を含むものであった。得られたシートの質量は420g/mであった。
〔配合2〕シリコーン系樹脂ペースト状組成物
※付加反応硬化型シリコーンエラストマー(下記2液を使用)
両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン 50質量部
両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン 50質量部
白金族化合物(触媒) 0.2質量部
中空ガラスビーズ(反響減衰剤)粒子径15μm 10質量部
架橋アクリル系樹脂ビーズ(光拡散剤)粒子径8μm 5質量部
メラミンシアヌレート(難燃剤) 10質量部
水酸化アルミニウム(難燃剤) 10質量部
トルエン(希釈剤) 50質量部
※樹脂難燃層に占める中空ガラスビーズの量は7.4質量%である。
〔実施例3〕
Eガラスのマルチフィラメントヤーン(フィラメント径9μm、フィラメント数400本:75dtexの扁平糸条)を基材布帛の経糸及び緯糸とする空隙率1%の平織物で、経糸打込密度52本/1インチ、緯糸打込密度40本/1インチ、質量250g/m、シランカップリング剤(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)処理したガラスクロスを用い、配合1のペースト状組成物による濡塗膜をガラスクロスの両面に均一に形成し、これを樹脂難燃層(ガラスクロスを芯材に含む)として、その片面上に不織布(1)を積層した状態で160℃×3分間電気炉加熱して付加反応硬化を行い、不織布(1)の片表面に樹脂難燃層(ガラスクロスを芯材に含む)が410g/m設けられたシートを得た。樹脂難燃層の一部が不織布(1)の内部に含浸状態で埋没部が不織布(1)の厚さに対して24%(深さ0.48mm)の近傍で幅なり全面に形成され、これによって樹脂難燃層が不織布(1)と接着していた。得られたシートの質量は710g/mであった。
〔実施例4〕
実施例3のシートにおいて、配合1を下記配合3に変更した以外は実施例3と同様にして不織布(1)の片表面に樹脂難燃層(ガラスクロスを芯材に含む)が410g/m設けられたシートを得た。樹脂難燃層の一部が不織布(1)の内部に含浸状態で埋没部が不織布(1)の厚さに対して24%(深さ0.48mm)の近傍で幅なり全面に形成され、これによって不織布(1)の埋没部にも天然マイカ(白雲母:反響減衰剤)を含むものであった。得られたシートの質量は710g/mであった。
〔配合3〕シリコーン系樹脂ペースト状組成物
※付加反応硬化型シリコーンエラストマー(下記2液を使用)
両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン 50質量部
両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン 50質量部
白金族化合物(触媒) 0.2質量部
天然マイカ(白雲母:反響減衰剤)粒子径25μm 10質量部
架橋アクリル系樹脂ビーズ(光拡散剤)粒子径8μm 5質量部
メラミンシアヌレート(難燃剤) 10質量部
水酸化アルミニウム(難燃剤) 10質量部
トルエン(希釈剤) 50質量部
※樹脂難燃層に占める天然マイカ(白雲母)の量は7.4質量%である。
〔実施例5〕
〈樹脂難燃層〉
下記配合4のペーストゾル組成物を不織布(1)の幅方向に均一に垂らし、ドクターブレードによる圧着部を通過させて、不織布(1)の片表面に配合4のペーストゾル組成物による濡塗膜を均一に形成し、180℃×3分間電気炉加熱してゲル化処理を行い、不織布(1)の片表面に樹脂難燃層が150g/m設けられたシートを得た。樹脂難燃層の一部が不織布(1)の内部に含浸状態で埋没部が不織布(1)の厚さに対して30%(深さ0.6mm)の近傍で幅なり全面に形成され、これによって樹脂難燃層が不織布(1)と接着していた。得られたシートの質量は450g/mであった。
〔配合4〕軟質塩化ビニル系樹脂によるペーストゾル組成物
乳化重合塩化ビニル樹脂(重合度1700) 100質量部
1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル(可塑剤) 60質量部
※商品名:ヘキサモールDINCH(BASF社製)
リン酸クレジルジフェニル(防炎可塑剤) 10質量部
(別名CDP:クレジルジフェニルフォスフェート)
酸化アンチモン(難燃剤) 15質量部
酸化モリブデン(難燃剤) 5質量部
架橋アクリル系樹脂ビーズ(光拡散剤)粒子径8μm 5質量部
バリウム亜鉛複合化合物(安定剤) 2質量部
イソシアヌレート変性トリイソシアネート(TDIの3量体) 3質量部
ジエチレングリコール(ポリオール) 3質量部
※イソシアヌレート変性トリイソシアネートの付加反応により、不織布(1)との密着性を向上すると同時に、ジエチレングリコールとの重合により軟質塩化ビニル樹脂内部にポリウレタン構造を生成することで、より不織布(1)との密着性を強固とする。
〔実施例6〕
実施例5の配合4を下記配合5に変更した以外は実施例5と同様として、不織布(1)の片表面に樹脂難燃層が150g/m設けられたシートを得た。樹脂難燃層の一部が不織布(1)の内部に含浸状態で埋没部が不織布(1)の厚さに対して30%(深さ0.6mm)の近傍で幅なり全面に形成され、これによって不織布(1)の埋没部にもシラスバルーン(反響減衰剤)を含むものであった。得られたシートの質量は450g/mであった。
〔配合5〕軟質塩化ビニル系樹脂によるペーストゾル組成物
乳化重合塩化ビニル樹脂(重合度1700) 100質量部
1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル(可塑剤) 60質量部
※商品名:ヘキサモールDINCH(BASF社製)
リン酸クレジルジフェニル(防炎可塑剤) 10質量部
(別名CDP:クレジルジフェニルフォスフェート)
酸化アンチモン(難燃剤) 15質量部
酸化モリブデン(難燃剤) 5質量部
架橋アクリル系樹脂ビーズ(光拡散剤)粒子径8μm 5質量部
シラスバルーン(反響減衰剤)粒子径13〜28μm 10質量部
バリウム亜鉛複合化合物(安定剤) 2質量部
イソシアヌレート変性トリイソシアネート(TDIの3量体) 3質量部
ジエチレングリコール(ポリオール) 3質量部
※イソシアヌレート変性トリイソシアネートの付加反応により、不織布(1)との密着性を向上すると同時に、ジエチレングリコールとの重合により軟質塩化ビニル樹脂内部にポリウレタン構造を生成することで、より不織布(1)との密着性を強固とする。
※樹脂難燃層に占めるシラスバルーンの量は4.7質量%である。
〔実施例7〕
実施例5の配合4に整泡剤としてジメチルシリコーンオイル2質量部を添加した軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物を攪拌機(ステンレスや金属を数本組み合わせて茶筅形にしたブレードを装着)により機械攪拌して気泡を強制的に巻き込んだホイップ(2倍発泡)を、そのまま不織布(1)の片面にクリアランスコーティングし、ペーストによる濡塗膜フォームを均一に形成し、180℃×3分間電気炉加熱してゲル化処理を行い、不織布(1)の片表面に樹脂難燃層フォーム(密度0.5g/cm)が75g/m設けられたシートを得た。樹脂難燃層の一部が不織布(1)の内部に含浸状態で埋没部が不織布(1)の厚さに対して13%(深さ0.26mm)の近傍で幅なり全面に形成され、これによって不織布(1)の埋没部にも気泡を含むものであった。得られたシートの質量は375g/mであった。
〔実施例8〕
実施例5の配合4に化学発泡剤としてアゾジカルボアミド2質量部を添加した軟質塩化ビニル樹脂ペーストゾル組成物を不織布(1)の幅方向に均一に垂らし、ドクターブレードによる圧着部を通過させて、不織布(1)の片表面にペーストゾル組成物による濡塗膜を均一に形成し、160℃×3分間電気炉加熱して予備ゲル化処理を行い、次いで210℃×1分間の加熱を行い、アゾジカルボアミドを熱分解、気化させることによって不織布(1)の片表面に樹脂難燃層フォーム(2倍発泡:密度0.5g/cm)が75g/m設けられたシートを得た。樹脂難燃層の一部が不織布(1)の内部に含浸状態で埋没部が不織布(1)の厚さに対して30%(深さ0.6mm)の近傍で幅なり全面に形成され、これによって不織布(1)の埋没部にも気泡を含むものであった。得られたシートの質量は375g/mであった。
〔実施例9〕
Eガラスのマルチフィラメントヤーン(フィラメント径9μm、フィラメント数400本:75dtexの扁平糸条)を基材布帛の経糸及び緯糸とする空隙率1%の平織物で、経糸打込密度52本/1インチ、緯糸打込密度40本/1インチ、質量250g/m、シランカップリング剤(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)処理したガラスクロスを用い、配合4のペーストゾル組成物による濡塗膜100g/mをガラスクロスの片面に均一に形成し、これを樹脂難燃層(ガラスクロスを芯材に含む)として、樹脂難燃層上に不織布(1)を積層した状態で180℃×3分間電気炉加熱してゲル化処理を行い、不織布(1)の片表面に樹脂難燃層(ガラスクロスを芯材に含む)が設けられたシートを得た。樹脂難燃層の一部が不織布(1)の内部に含浸状態で埋没部が不織布(1)の厚さに対して22%(深さ0.44mm)の近傍で幅なり全面に形成され、これによって樹脂難燃層が不織布(1)と接着していた。得られたシートの質量は650g/mであった。
〔実施例10〕
実施例9のシートにおいて、配合4を下記配合6に変更した以外は実施例9と同様にして不織布(1)の片表面に樹脂難燃層(ガラスクロスを芯材に含む)が350g/m設けられたシートを得た。樹脂難燃層の一部が不織布(1)の内部に含浸状態で埋没部が不織布(1)の厚さに対して22%(深さ0.44mm)の近傍で幅なり全面に形成され、これによって不織布(1)の埋没部にもフライアッシュバルーン(反響減衰剤)を含むものであった。得られたシートの質量は650g/mであった。
〔配合6〕軟質塩化ビニル系樹脂によるペーストゾル組成物
乳化重合塩化ビニル樹脂(重合度1700) 100質量部
1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニル(可塑剤) 60質量部
※商品名:ヘキサモールDINCH(BASF社製)
リン酸クレジルジフェニル(防炎可塑剤) 10質量部
(別名CDP:クレジルジフェニルフォスフェート)
酸化アンチモン(難燃剤) 15質量部
酸化モリブデン(難燃剤) 5質量部
架橋アクリル系樹脂ビーズ(光拡散剤)粒子径8μm 5質量部
フライアッシュバルーン(反響減衰剤)粒子径10〜30μm 10質量部
バリウム亜鉛複合化合物(安定剤) 2質量部
イソシアヌレート変性トリイソシアネート(TDIの3量体) 3質量部
ジエチレングリコール(ポリオール) 3質量部
※イソシアヌレート変性トリイソシアネートの付加反応により、不織布(1)との密着性を向上すると同時に、ジエチレングリコールとの重合により軟質塩化ビニル樹脂内部にポリウレタン構造を生成することで、より不織布(1)との密着性を強固とする。
※樹脂難燃層に占めるフライアッシュバルーンの量は4.7質量%である。
〔実施例11〜20〕
実施例1〜10で用いた不織布(1)を下記不織布(2)に変更した以外は各々実施例1〜10と同様として実施例11〜20のシートを得た。
〈不織布(2)〉
Eガラスからなるガラス繊維チョップドストランド(ガラス繊維集束本数300本、繊維径15.8μm、繊維長25mm、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(シランカップリング剤)1質量%酢酸水溶液サイジング)を湿式抄造し、エポキシ樹脂をバインダーとして10質量%を含むガラス不織布(2)(目付:750g/m、厚さ:5mm)を基材に使用した。
実施例1〜20のシートは、いずれも天井材に使用可能で、万が一地震で崩落した場合にも重大な人的被害を生じる可能性の低い軽量性を有し、さらに反響防止効果の吸音性(JIS A1405:垂直入射法によるNRC値向上)を有し、不織布(1)及び不織布(2)よりもNRC値が向上し、比較例1及び比較例2との対比においてもNRC値が向上しており、しかも不燃性のシートが得られるのみならず、可視光透過率(JIS Z8722)5〜25%を有することにより、樹脂難燃層に印刷を施したものは、昼夜を通じて外観表示及び電気的光源、または太陽光の光透過による行灯表示やステンドグラス表示を可能とし、さらに印刷の無い無垢のシートにおいては映写プロジェクターによる良好かつ鮮明な画像や動画の投影による映像演出を可能とする。
〔比較例1〕
実施例1において不織布(1)の片表面に樹脂難燃層を120g/m設けたシートにおいて、配合1にトルエン20質量部追加によりペースト状組成物の液粘度を下げ、不織布(1)に対する樹脂難燃層含浸深さを増し、樹脂難燃層の埋没部が不織布(1)の厚さに対して90%(深さ1.8mm)に幅なり均一に形成された、質量420g/mのシートとした。
〔比較例2〕
実施例1において不織布(1)の両面に樹脂難燃層を各々120g/m設けたシートにおいて、樹脂難燃層の埋没部が不織布(1)の厚さに対して表裏各々32%(深さ0.64mm)に幅なり均一に形成され、不織布(1)の厚さに対する非埋没部36%を中間に有する質量540g/mのシートとした。
本発明によれば、天井材に使用可能で、万が一地震で崩落した場合にも重大な人的被害を生じる可能性の低い軽量性を有し、さらに反響防止の吸音性(JIS A1405:垂直入射法によるNRC値向上)を有し、しかも不燃性のシートが得られるのみならず、可視光透過率(JIS Z8722)5〜25%を有すること、及び樹脂難燃層に印刷を施すことによって、昼夜を通じて外観表示及び電気的光源、または太陽光の光透過による行灯表示やステンドグラス表示を可能とし、さらに映写プロジェクターによる良好かつ鮮明な画像や動画の投影による映像演出を可能とするので、屋内競技場、体育館、屋内プール、イベントホール、公会堂、冠婚葬祭式場、駅舎ロビー、空港ロビー、ショッピングモールなどの天井に設置される天井面積構成部材兼吸音部材、または天井面積構成部材付帯物としての吸音部材として好適である。
1:膜天井用吸音シート
2:不織布
3:樹脂難燃層
3−1:埋没部
3−2:気泡、またはバルーン
4:布帛

Claims (5)

  1. ガラス長繊維を主体に含む不織布を基材として、前記不織布の片面にシリコーン系樹脂、または軟質塩化ビニル系樹脂を含む樹脂難燃層が設けられた積層体であって、前記不織布及び前記樹脂難燃層との積層界面において、前記不織布の内部に前記樹脂難燃層の一部が侵入した埋没部を有し、この埋没部の深さが前記不織布の厚さに対して1〜35%であることを特徴とする膜天井用吸音シート。
  2. 前記樹脂難燃層が不燃性布帛を含む請求項1に記載の膜天井用吸音シート。
  3. 前記樹脂難燃層が、中空ガラスビーズ、シラスバルーン、フライアッシュバルーン、合成マイカ、及び天然マイカから選ばれた1種以上を3〜25質量%含有する請求項1または2に記載の膜天井用吸音シート。
  4. 前記樹脂難燃層及び前記埋没部がフォーム状組成物のコーティングにより密度0.35〜0.75g/cmに形成される請求項1〜3の何れか1項に記載の膜天井用吸音シート。
  5. 前記樹脂難燃層及び前記埋没部が化学発泡剤含有組成物のコーティングにより密度0.35〜0.75g/cmに形成される請求項1〜3の何れか1項に記載の膜天井用吸音シート。
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