JP2017037173A - 吸音フェルト - Google Patents

Abstract

【課題】吸音材として、低周波数から高周波数にかけて高い吸音性能を有する吸音フェルトを提供する。
【解決手段】合成繊維からなるフェルトにおいて、通気度Ｐ（ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃ）と目付Ｍ（ｇ／ｍ^２）が１≦Ｐ／Ｍ^−０．８≦１０００を満足し、層厚みが１０ｍｍ以下である緻密層が少なくとも１部を構成する吸音フェルト。緻密層が単繊維径１．０μｍ以下、繊維長が２０〜１５０ｍｍの範囲にある極細繊維から構成され、緻密層がフェルトの表層に配置されて、周波数１０００Ｈｚにおける吸音率が５０％以上である吸音フェルト。
【選択図】なし

Description

本発明は、薄型・軽量でありながらもフェルト材料に求められる特性に優れたものであり、特に低周波数から高周波数域にかけて優れた吸音特性を有する吸音材の使用に適したフェルトに関するものである。

自動車や建築物における室内環境向上への関心が高まっており、中でも騒音対策への要求は高く、吸音材が広く使用されている。吸音のメカニズムは、吸音材に入射した音波で振動した空気が吸音材内部で衝突や摩擦によって粘性抵抗を受け、熱エネルギーに変換されて散逸することにより、音響エネルギーが減衰することとされている。このため、吸音材の構造としては、音波が通過できる貫通構造をもち、かつ振動した空気が衝突・摩擦時に受ける粘性抵抗が大きくなるように吸音材内部の比表面積を大きくすることが望ましく、一般的に多孔質構造をもつ材料が吸音材として用いられている。

従来の吸音材では吸音特性に優れるものとしてグラスウール、ロックウール、アルミ繊維、発泡フォーム、多孔性セラミック等が使用されているが、人体への健康影響、リサイクルおよび環境適合性の点で問題があり、こうした材料を代替する吸音材が提案されてきている。

中でも合成繊維を絡合または接着して形成される不織布が、従来吸音材の抱える問題を克服することに加えて、安価で成形加工性が良好な点から比較的多くの提案がある。また、特に高周波数域の吸音性能は吸音材が厚いほど向上するため、合成繊維からなる吸音材では、吸音性能を向上させる手法として、目付を増加させる方法が用いられてきた。しかし、特に自動車用吸音材においては、燃費向上のために軽量かつ薄型の不織布の要求が高まっており、繊維径、積層構造、フィルム等の異素材との組合せなど様々な改良がなされてきている。さらに近年のハイブリッドカーや電気自動車の普及により、より高いレベルでの静粛性が求められるようになっており、ロードノイズといった低周波数域の吸音特性への要求が高まってきている。こうした吸音材に対する要求を達成するべく、種々の提案がなされている。

特許文献１では、繊度が１．１〜１１ｄｔｅｘの繊維からなる不織布を基材とし、繊度が１．１デシテックス以下の繊維からなるメルトブロー不織布を積層した吸音材が提案されている。この技術においては、メルトブロー不織布による極細繊維の層と基材層との相互作用によって吸音性能が高まることで、低目付化を可能としている。たしかに従来の合成繊維からなる吸音材と比較して、薄型・軽量化が達成されているものの、高周波域を中心としたものであり、吸音性能は従来と同等であり、低周波域の吸音特性は満足のいくものではなかった。

また、特許文献２では、基材となる不織布に多孔質フィルムを貼り合わせることにより
軽量で厚みが薄く、吸音性能が良好な吸音材を提案している。たしかに多孔質フィルムとの組合せを採用することで、従来の合成樹脂由来の吸音材と比較して薄型・軽量化を達成しつつ、高周波数における吸音性能を向上させている。しかしながら、特許文献２においても、特許文献１と同様にロードノイズ等に該当する低周波域での吸音性能は不十分なものであった。

一方、特許文献３では、ミクロンオーダーの極細繊維からなる不織布を、基材となる繊維構造体に積層することで、低周波から高周波にかけて広くかつ良好な吸音特性を有する吸音材を提案している。低周波数域（１０００Ｈｚ未満）の吸音性能は、目付増大による手法では向上させることが困難であるが、極細繊維からなる不織布を採用し、かつ不織布の積層構造を工夫することにより、低周波数域での吸音性能を向上させている。たしかに従来の合成繊維からなる吸音材と比較して、低周波数域においても吸音性能の向上が認められるものの、その吸音性能自体が不十分なものであり、自動車用途等での吸音材としての使用には積層させるなど目付けを増量させる必要が生じたり、軽量・薄型の吸音材としては採用困難なものであった。

特開２００１−２０５７２５号公報（特許請求の範囲） 特開２００６−２８５０８６号公報（特許請求の範囲） 特開２００９−１８６８２５号公報（特許請求の範囲）

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決するものであり、軽量、薄型であり、かつ低周波数域の吸音特性にも優れる吸音フェルトを提供することにある。

上記目的は以下の手段により達成される。

（１）合成繊維からなるフェルトにおいて、通気度Ｐ（ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃ）と目付Ｍ（ｇ／ｍ^２）が１≦Ｐ／Ｍ^−０．８≦１０００を満足し、かつ層厚みが１０ｍｍ以下である緻密層が少なくとも１部を構成することを特徴とする吸音フェルト。

（２）緻密層が単繊維径１．０μｍ以下、繊維長が２０〜１５０ｍｍの範囲にある極細繊維から構成される（１）に記載の吸音フェルト。

（３）緻密層がフェルトの表層に配置されることを特徴とする（１）または（２）に記載の吸音フェルト。

（４）周波数１０００Ｈｚにおける吸音率が５０％以上であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の吸音フェルト。

（５）（１）〜（４）のいずれかに記載の吸音フェルトが少なくとも一部を構成する繊維製品。

本発明は、薄型・軽量でありながらも吸音フェルト材料に求められる特性に優れたものであり、特に低周波数から高周波数域にかけて優れた吸音特性を有する吸音材に使用に適した吸音フェルトに関するものである。

図１は本発明の吸音フェルトの模式図

以下、本発明を望ましい実施形態とともに詳述する。
本発明の吸音フェルトは、合成繊維から構成され、通気度Ｐ（ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃ）と目付Ｍ（ｇ／ｍ^２）が１≦Ｐ／Ｍ^−０．８≦１０００を満足する緻密層が少なくとも一部を構成する必要がある。ここでいうフェルトとは、合成繊維をニードルパンチにより絡合させた不織布を指す。また、通気度Ｐとは、ＪＩＳ Ｌ １９１３（２０１０）に従いフラジール形通気性試験機により測定される通気度のことである。

吸音のメカニズムは、吸音材に入射した音波により振動した空気が衝突や摩擦によって熱エネルギーに変換されることにより、その音響エネルギーが減衰することとされている。このため、吸音材の構造としては、音波が入射して通過できる貫通構造をもち、通気性を有することが吸音に優れる特性を発揮する目安となる。一方、吸音作用を生じさせるためには、入射した音波がフェルト構成繊維に衝突および摩擦することによって、熱エネルギーに変換されることがそのメカニズムの一つであり、音波と接触できる比表面積を増大させることが好適である。この比表面積の増大は、構成繊維の繊維径を小さくすることや目付を増加させることで、フェルト密度が高くなることにより達成できるものであるが、フェルトの密度が高くなりすぎると、音波がフェルト内部へ入射せずに表面で反射することとなり、十分な吸音性能が得られない場合がある。

発明者らは鋭意検討の結果、吸音フェルトを構成する緻密層において、通気度Ｐと目付Ｍとの間で上記関係を満たす設計とすることで、薄型・軽量であって、特に低周波数域において高い吸音性能を発揮し、幅広い周波数域にかけて吸音性能に優れる吸音フェルトが得られることを見出したのである。Ｐ／Ｍ^−０．８が上記範囲内にあることで、音波が緻密層内に入射できる通気性を有し、かつ繊維充填密度が十分に高く、音波と接触する構成繊維の比表面積が大きいために、音響エネルギーを熱エネルギーに効率良く変換できることとなり、高い吸音性能が得られる。

Ｐ／Ｍ^−０．８が１以上であることにより、緻密層内の繊維充填密度が十分に高く、音波と接触可能な繊維の比表面積が大きいものとなり、かつ音波を表面で反射させることなく、緻密層へ入射できる通気性を確保できる。一方、Ｐ／Ｍ^−０．８が１０００以下であることにより、音波が入射できる通気性を十分に有しつつも、緻密層内の繊維充填密度が高く、音波と接触可能な繊維の比表面積を高いレベルで確保できる。このため、構成繊維との接触による音響エネルギーの熱エネルギーへの変換が効率よく行われ、低周波数域で優れた吸音性能を発揮することとなる。

特に低周波数域における吸音性能は、比表面積によって大きく影響を受ける傾向にある。このため、より低周波数域での吸音性能を高める観点からＰ／Ｍ^−０．８が５００以下であることが好ましく、さらに高い吸音性能を維持しつつ、かつ薄型・軽量化への要求が高い用途に適用する観点から２００以下であることがより好ましく、更に好ましくは１００以下であり、一層好ましくは２０以下である。緻密層の比表面積がより増大することになるため、波長の長い低周波数の音をより効率的に吸音することが可能となり、低周波数域での吸音性能の向上および吸音フェルトの薄型・軽量化につながるのである。

本発明の吸音シートは、厚みが１０ｍｍ以下である緻密層が少なくとも一部を構成することが必要である。緻密層が係る範囲の厚みであれば、目付の増加を抑えることとなり、吸音フェルトの薄型・軽量化につながる。該緻密層は特に低周波数域における吸音性能に大きく寄与する部分であるが、厚みが１０ｍｍ以下であっても十分な吸音性能を発揮できるため、所望の性能を発揮しつつ、薄型・軽量化を満足することとなる。また、厚みが１０ｍｍを超えると必然的に緻密層の密度が非常に高まることとなり、音波を反射する作用が働くこととなり、厚みを１０ｍｍ以下とすることで、吸音性能を発揮させることが可能となる。一方、緻密層厚みの下限の目安として、緻密層形状を実質的に維持する観点から０．００１ｍｍ以上であることが好ましい。また、該吸音シートの緻密層は単独で使用しても良いが、他の繊維層との積層構造であってもよい。例えば該緻密層をより密度の低いフェルトを基材として積層することにより、吸音フェルトの剛性が高まって、入射した音響エネルギーによる緻密層の振動を抑制することとなり、効率良く熱エネルギーへ変換されることとなる。また、吸音フェルトがへたりにくくなり、耐久性向上にもつながる。さらに、緻密層の吸音特性と基材に使用するフェルトの吸音特性との相互作用によって、吸音性能をさらに高めることも可能となる。なお、積層する繊維層は緻密層よりも密度の低いものであれば特に限定されるものではなく、繊維層の積層数についても特に制限されない。

本発明の吸音フェルトは、緻密層が単繊維径１．０μｍ以下、繊維長が２０〜１５０ｍｍの範囲にある極細繊維から構成されることが好ましい。ここでいう単繊維径とは、吸音フェルトの緻密層中の合成繊維について、電子顕微鏡により撮影した画像から任意の単繊維１００本の繊維幅を測定し、その平均の小数点以下２桁目を四捨五入して小数点以下１桁目まで求めた値のことである。また、ここでいう繊維長は以下の方法により求めた値である。すなわち、フェルト緻密層の作製に用いる合成繊維に０．２ｇ／ｄｔｅｘの荷重をかけて、捲縮が伸びた状態の繊維長を定規によって測定し、これを無作為に抽出した単繊維２０本について実施して、その平均の小数点以下１桁目を四捨五入して整数とした値を繊維長とした。

吸音性能に大きく寄与する緻密層において、単繊維径が１．０μｍ以下であると、繊維の極細化によって該緻密層における繊維充填密度が高まることとなる。このため、音波が構成繊維と接触する比表面積が十分大きくなり、衝突・摩擦による熱エネルギーへの変換が効率的に生じることになるため好適である。特に低周波数域の吸音性能を高める観点から、緻密層を構成する極細繊維の単繊維径は０．７μｍ以下であることがより好ましい。また、単繊維径が細くなるほど、フェルトに塵や汚れ等が付着しやすくなり、製造工程中での取扱い性が低下するため、本発明においては、単繊維径下限の目安は、０．０５μｍである。また、該緻密層を構成する極細繊維は単繊維径の均一性が非常に高いものであるため、構成繊維の単繊維径がばらつきやすいスパンボンドやメルトブロー等の長繊維型不織布と比較して、吸音に影響する貫通孔（ポア）サイズの均一性が高くなる。このため、該緻密層の設計によって吸音特性の制御をより細かく行うことが可能である。

繊維長が上記範囲内にあることで極細繊維同士がフェルトの形態保持に十分な絡合力をもち、極細繊維の脱落を抑制することとなる。また、フェルトの吸音性能に大きく寄与する貫通孔の構造を安定的に保つことにも有効に作用する。繊維長が２０ｍｍよりも大きいことで、フェルトを構成する極細繊維同士の絡合が十分なものとなり、極細繊維の脱落を抑制できる。また、フェルト形態が安定なものとなるため、吸音材として使用する際にフェルト構造の経時変化が生じにくく、吸音性能を安定的に維持することができる。加えて、繊維長が１５０ｍｍよりも小さいことで、単独繊維内での絡合が生じて、繊維塊を形成し、フェルト構造を乱す問題を防ぐことができる。このため、安定した吸音性能を発揮できることとなる。特に低周波数域における吸音性能は、フェルト構造に大きく影響を受ける。このため、低周波数域における吸音性能を安定化させる観点から、緻密層を構成する極細繊維の繊維長は３０〜１００ｍｍの範囲にあることがより好ましい。

本発明の吸音フェルトは、緻密層がフェルトの表層に配置されることが好ましい。比表面積が大きく、吸音性能に優れる緻密層が表層に存在することにより、音が効率よく緻密層に入射して、熱エネルギーに変換されることとなる。例えば積層構造とする際に、より密度の低い繊維層で緻密層を挟み込む配置とした場合、低密度の繊維層に入射した音の進行方向がランダムとなり、緻密層に到達する際に音を効率よく入射させることが困難となり、結果的に緻密層が表層に存在する場合よりも、吸音性能が低下することとなる。

本発明の吸音フェルトは、周波数１０００Ｈｚにおける吸音率が５０％以上であることが好ましい。ここでいう吸音率とは以下実施例に記載の垂直入射方式で測定した吸音率を指す。一般に吸音フェルトをはじめとする多孔質構造を利用した材料では、音の周波数が高くなるほど、吸音性能が高くなる特性がある。このため、高周波数域（波長が短い）の音に対しては高い吸音性能が得られるものの、低周波数域（波長が長い）の音に対しては十分な効果が得られない。吸音材に入射した音波は多孔質材料の孔や隙間内の空気を振動して粘性抵抗を受け、音響エネルギーが熱エネルギーへと変換される。しかしながら、入射する音波の波長が長いと振動速度が遅くなるため、結果として、音響エネルギーの熱エネルギーへの変換効率が低下し、吸音性能が低いものとなる。

発明者らは鋭意検討の結果、極細繊維からなる緻密層が低周波数域において、特異的に高い吸音性能を発揮することを見出した。これは、繊維径がナノメートルオーダーと極めて細いものであることから、比表面積が極めて大きくなることとなり、振動速度の遅い低周波数域の音波に対しても、音響エネルギーから熱エネルギーへの変換効率が高いものとなることによる。周波数１０００Ｈｚにおける吸音率が５０％以上あることで、従来の吸音材では吸収しきれなかった騒音を低減できることとなる。

騒音に対する吸音率は高いほど望ましいものであり、周波数１０００Ｈｚにおける吸音率が７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。吸音率が７０％以上であれば、周波数１０００Ｈｚの騒音を低減できることとなり、８０％以上であれば、周波数１０００Ｈｚの騒音をほとんど感じないこととなる。

本発明の吸音フェルトを構成する合成繊維に使用するポリマーとしては、一般的な合成繊維の製造に用いられるものであれば、特に限定されるものではなく、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、アクリル等が挙げられるが、中でもポリエステルが好ましい。用いるポリエステルとしては、例えば、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、ポリプロピレンテレフタレートおよびその共重合体等が挙げられる。
なお、ポリエステル以外のポリマーとしては、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイドおよびこれらの共重合体等が挙げられる。

また、廃棄処分時の環境負荷低減の観点から、生分解性ポリマーを使用してもよく、例えば、ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンサクシネートカーボネート、ポリブチレンアジペートテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレートサクシネートまたはこれらの共重合体等が挙げられる。

本発明の吸音フェルトの製造方法としては、特に限定されるものではないが、以下にニードルパンチ法による製造方法の一例を示す。
薬液等で溶出可能な易溶出ポリマーを海成分に、熱可塑性ポリマーを島成分に配し、その島成分径がナノメートルオーダーである海島複合繊維の短繊維を、まずカード機に通し、ニードルパンチ装置へ投入する前処理として開繊させる。なお、この短繊維はニードルパンチによる絡合力を高める観点から、クリンパー等により捲縮が付与されていることが好ましい。次いで、ニードルパンチ装置の供給部に短繊維を投入し、さらに開繊・引き揃えを行って、シート状の繊維ウェブを形成し、これをクロスラッパー部で積層したシートにして、ニードルパンチ部へと運搬する。ニードルパンチ部に到達すると、シート状に並べられた短繊維同士を、上下に動くニードルによって絡合させて、緻密層の前駆体となるフェルトとする。一方、積層基材として使用するフェルトを熱可塑性ポリマー単成分からなるミクロンオーダーの繊維を使用し、同様にニードルパンチ法によって作製する。緻密層の前駆体となるフェルトを積層基材フェルトの上に重ねて、再びニードルパンチ装置に通すことにより、フェルト層間での絡合により積層一体化された吸音フェルトが得られる。

次いで、このフェルトをアルカリ等の薬液が入った浴に浸漬させ、海島複合繊維の海成分を溶解除去することにより、島成分を露出させ、フェルト緻密層にナノメートルオーダーの繊維径をもつ極細繊維を発生させる方法が好ましい。また、海成分の溶解除去工程では、一般的に熱を加えることとなり、極細繊維が発生することに加えて、フェルトに収縮が生じるため、より繊維充填密度の高い緻密層が得られることとなる。こうして極細繊維からなる緻密層と基材フェルトが積層一体化された吸音フェルトが得られる。

なお、海島複合繊維の海成分を予め除去し、極細繊維としてからフェルト化する方法も考えられるが、極細化による摩擦力の増大や静電気による影響によって、カード機やニードルパンチ部に極細繊維が多量に付着することとなり、原料ロスの増大、装置故障、製造するフェルト構造のバラツキが大きくなる等、製造工程に対して悪影響を与えることとなり、フェルト化後に極細繊維を発生させる製造方法を選択することが好ましい。

フェルトを積層構造とする際には、剥離抑制の観点から、基材となるフェルトには低融点繊維やバインダー等が含まれていてもよく、極細繊維からなる緻密層と積層した後、熱処理することにより接着させることや各種接着剤を使用して接着させる方法も適用できる。吸音フェルトの一体性を向上させ、緻密層と基材との剥離による吸音性能低下を防ぐことができる。

本発明の吸音フェルトは、用途に応じて機能付与することも可能であり、各種機能剤を添加してもよい。添加する機能剤としては、例えば、顔料、撥水剤、吸水剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、金属粒子、無機化合物粒子、香料、脱臭剤、抗菌剤、ガス吸着剤等が挙げられる。また、撥水加工、防炎加工、難燃加工、抗菌加工などの機能加工を施されていてもよい。

本発明の吸音シートは、吸音材として使用した場合に低周波数から高周波数にわたる広い領域で高い吸音性能を発揮するので、自動車、電子機器、建築物、住宅用などの様々な用途の吸音材として好適に用いることができる。

以下実施例を挙げて、本発明の吸音フェルトについて具体的に説明する。
実施例および比較例で、下記の評価を行った。

Ａ．単繊維径
Ｎｉｋｏｎ製電子顕微鏡Ｅ−ＳＥＭにて、フェルト緻密層中の合成繊維を撮影した画像において、任意の単繊維１００本について繊維幅を測定し、その平均の小数点以下２桁目を四捨五入して小数点以下１桁目まで求めた値を単繊維径とした。

Ｂ．繊維長
フェルト緻密層を構成する合成繊維に０．２ｇ／ｄｔｅｘの荷重をかけて、捲縮が伸びた状態の長さを定規によって測定した。これを無作為に抽出した単繊維２０本について実施し、その平均の小数点以下１桁目を四捨五入して整数とした値を繊維長とした。

Ｃ．目付
２５０ｍｍ×２５０ｍｍ角に切り出したフェルトの重量を秤量し、単位面積（１ｍ^２）当たりの重量に換算した。この換算値の小数点以下１桁目を四捨五入して整数値としたものを繊維シートの目付とした。

Ｄ．通気度
ＪＩＳ Ｌ１９１３（２０１０）に記載の方法に従って、フラジール形試験機を用いて作製した吸音フェルトの通気度を測定し、小数点以下３桁目を四捨五入して小数点以下２桁目まで求めた値を通気度とした。

Ｅ．Ｐ／Ｍ^−０．８の算出
Ｃ．項で求めた目付をＭ（ｇ／ｍ^２）、Ｄ．項で測定した通気度をＰ（ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃ）として、Ｐ／Ｍ^−０．８の値を算出し、小数点以下１桁目を四捨五入して整数値とした。

Ｆ．緻密層厚み
ダイヤルシックネスゲージ（ＴＥＣＬＯＣＫ社 ＳＭ−１１４ 測定子形状１０ｍｍφ、目量０．０１ｍｍ、測定力２．５Ｎ以下）を用いて吸音フェルトの厚みを測定した。測定は１サンプルにつき任意の５ヶ所で行い、その平均の小数点以下３桁目を四捨五入して小数点以下２桁目まで求めた値を吸音フェルトの厚みとした。次いで、基材フェルトの厚みを同様の方法で測定し、吸音フェルトの厚みから基材フェルトの厚みを差し引いた値を緻密層厚みとした。

Ｇ．吸音率
ＪＩＳ Ａ １４０５−１（２００７）「管内法による建築材料の垂直入射吸音率測定法」に準じ、電子測器株式会社製「自動垂直入射吸音率測定器」を使用して測定した。

実施例１
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を島成分、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を１０ｍｏｌ％共重合したＰＥＴ（共重合ＰＥＴ）を海成分（島成分／海成分＝７０／３０）として、紡糸温度２９５℃、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎにて溶融紡糸した後、ロール延伸によって単繊維径２２μｍの海島複合繊維（島成分径：０．６０μｍ）を作製した。次いで、この海島複合繊維について、クリンパーによる捲縮付与（捲縮数：１２山／２５ｍｍ）およびカット（繊維長：５１ｍｍ）を実施した。この海島複合繊維をカード機に通して開繊した後に、ニードルパンチ装置へ仕込んだ。仕込んだ海島複合繊維をさらに開繊・引き揃えながら繊維ウェブを形成させ、これをクロスラッパー部で積層した。次いで、積層した繊維ウェブを装置のコンベアによって、ニードルパンチ部へ運搬し、上下に動くニードル（パンチ密度：４０本／ｃｍ^２）によって積層ウェブ中の繊維同士を絡合させて緻密層（Ａ）の前駆体となるフェルト（目付：１６０ｇ／ｍ^２）を作製した。

一方、単繊維径が１４μｍのＰＥＴ繊維（捲縮数：１２山／２５ｍｍ、繊維長：５１ｍｍ）を使用して、上記と同様の方法によりフェルト（目付：１６０ｇ／ｍ^２）を作製した。このＰＥＴ繊維により作製したフェルトを基材（Ｂ）として、その上に海島複合繊維によるフェルトを重ね、ニードルパンチ装置（パンチ密度：４０本／ｃｍ^２）に通すことで両フェルトを絡合、一体化し、積層フェルトを得た。
次いで、この積層フェルトを０．２重量％マレイン酸水溶液に浸漬し、１３０℃で３０分攪拌処理した後、１重量％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、７５℃で４０分攪拌処理した。処理後の積層フェルトを純水で洗浄して残留した水酸化ナトリウムおよび共重合ＰＥＴの分解物を除去した後、送風乾燥機（５５℃）で乾燥を行った。この薬液処理によって、海島複合繊維の海成分を溶解除去し、積層フェルト中に極細繊維（繊維径０．６０μｍ）が発生し、基材（Ｂ）フェルトの上に緻密層（Ａ）が積層されたフェルトを得た。この積層フェルトを単繊維径が２５μｍのＰＥＴ繊維（捲縮数：１２山／２５ｍｍ、カット長：５１ｍｍ）からなるフェルト（基材（Ｃ）、目付：４００ｇ／ｍ^２）に積層し、ニードルパンチ装置（パンチ密度：４０本／ｃｍ^２）に通すことで、一体化し、吸音フェルトを得た。

得られた吸音フェルトは目付が６７２ｇ／ｍ^２（緻密層（Ａ）：１１２ｇ／ｍ^２、基材（Ｂ）：１６０ｇ／ｍ^２、基材（Ｃ）：４００ｇ／ｍ^２）、厚みが２４．６７ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．４６ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。また、吸音フェルトの通気度は１．９２ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、音波が入射して通過できる貫通構造を有するものであった。緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は８４であり、音波が入射できる通気性を十分に有しつつも、緻密層内の繊維充填密度が高く、音波と接触可能な繊維の比表面積を高いレベルで確保するものであった。このため、構成繊維との接触による音響エネルギーの熱エネルギーへの変換が効率よく行われることとなり、この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は１００％と優れた吸音性能を発揮するものであった。

実施例２〜７
海島複合繊維における島成分径を１．００μｍ（実施例２）、０．８８μｍ（実施例３）、０．７４μｍ（実施例４）、０．３４μｍ（実施例５）、０．２１μｍ（実施例６）、０．１０μｍ（実施例７）に変更したこと以外は実施例１に従い実施した。
実施例２で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．９３ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．７２ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は２２．９４ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は１０００であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は５６％であり、十分な吸音性能を発揮した。

実施例３で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．８２ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．６１ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は１１．４７ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は５００であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は７２％であり、良好な吸音性能を発揮した。

実施例４で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．７８ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．５７ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は４．５８ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は２００であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は８１％であり、優れた吸音性能を発揮した。

実施例５で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．４０ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．１９ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は０．４７ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は２１であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は９４％であり、優れた吸音性能を発揮した。

実施例６で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．３３ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．１２ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は０．１２ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は５であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は９６％であり、優れた吸音性能を発揮した。

実施例７で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．２８ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．０７ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は０．０３ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は１であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は９８％であり、優れた吸音性能を発揮した。

比較例１
海島複合繊維における島成分比率を５０％、島成分径を１．００μｍに変更したこと以外は実施例１に従い実施した。
比較例１で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．８９ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．６８ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は２４．０９ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は１０５０と目付に対して通気性が非常に高く、緻密層内の繊維充填密度が低いものであった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は３４％であり、吸音性能が不十分なものであった。

比較例２
緻密層の代わりに非通気性ポリエチレン製フィルムを、実施例１で使用した基材（Ｂ）および（Ｃ）フェルトに積層・接着した吸音フェルトを作製した。

比較例２で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．３６ｍｍであった。このうち非通気性ポリエチレン製フィルムの厚みは０．１５ｍｍであり、表面が平滑なものであった。吸音フェルトの通気度は０ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃと通気性がなく、非通気性ポリエチレン製フィルムの目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は０と音波が吸音フェルト構造内部へ入射せずに表面で反射する構造となっており、この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は６％であり、吸音性能が不十分なものであった。

比較例３
吸音フェルトにおける緻密層（Ａ）の目付を３３６０ｇ／ｍ^２に変更したこと以外は、実施例１に従い実施した。
比較例３で得られた吸音フェルトは、厚みが３４．４３ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは１０．２２ｍｍと厚く非常に密度の高いフェルト層であった。吸音フェルトの通気度は０．０１ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は７と通気性は有するものの、その程度は極めて小さいものであり、音波の一部が吸音フェルト構造内部へ入射せずに表面で反射する構造となっていると推測される。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は３８％であり、吸音性能が不十分なものであった。

実施例８〜１３
海島複合繊維の繊維長を３０ｍｍ（実施例８）、２０ｍｍ（実施例９）、１５ｍｍ（実施例１０）、１００ｍｍ（実施例１１）、１５０ｍｍ（実施例１２）、１７０ｍｍ（実施例１３）に変更したこと以外は、実施例１に従い実施した。

実施例８で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．６３ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．４２ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は２．１２ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は９２であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は９２％であり、優れた吸音性能を発揮した。

実施例９で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．５６ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．３５ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は７．０１ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は３０６であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は７６％であり、良好な吸音性能を発揮した。

実施例１０で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．４９ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．２８ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。なお、なお、緻密層（Ａ）を構成する繊維長が短めであったため表面からは極細繊維の脱落が認められ、緻密層（Ａ）の内部構造の乱れも認められたが問題ないレベルであった。吸音フェルトの通気度は１６．５２ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は７２０であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は５４％であり、十分な吸音性能を発揮した。

実施例１１で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．５３ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．３２ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は２．０４ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は８９であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は９５％であり、優れた吸音性能を発揮した。

実施例１２で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．５５ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．３３ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。なお、緻密層（Ａ）表面の一部に極細繊維の同士が絡合した繊維塊が認められ、緻密層（Ａ）の内部構造の一部が乱れていたが問題ないレベルであった。極細繊維が緻密な多孔構造を有するものであった。吸音フェルトの通気度は６．３７ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は３３３であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は７８％であり、良好な吸音性能を発揮した。

実施例１３で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．５８ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．３７ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。なお、緻密層（Ａ）表面に極細繊維の同士が絡合した繊維塊が多数認められ、緻密層（Ａ）の内部構造に乱れが生じているものであったが問題ないレベルであった。吸音フェルトの通気度は１２．２７ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は５３５であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は６６％であり、十分な吸音性能を発揮した。

実施例１４〜１６
海島複合繊維の島成分をナイロン６（融点２２５℃、実施例１６）、ポリプロピレン（融点１６９℃、実施例１７）、ポリブチレンテレフタレート（融点２２４℃、実施例１８）に変更し、紡糸温度を２８５℃としたこと以外は、実施例１に従い実施した。

実施例１４で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．７２ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．５１ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は２．０９ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は９１であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は９４％であり、優れた吸音性能を発揮した。

実施例１５で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．６８ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．４７ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は２．０３ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は８８であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は９６％であり、優れた吸音性能を発揮した。

実施例１６で得られた吸音フェルトは、厚みが２４．６５ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．４４ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は１．９７ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は８６であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は９６％であり、優れた吸音性能を発揮した。

実施例１７
実施例１と同様の方法で緻密層（Ａ）の前駆体フェルトを作製し、基材フェルトと積層することなく、前駆体フェルト単独で海成分の除去処理を行い、緻密層（Ａ）のみからなる吸音フェルトを得た。
得られた吸音フェルトは、目付が１１２ｇ／ｍ^２（緻密層（Ａ）のみ）、厚みが０．４３ｍｍであった。この吸音フェルトの通気度は１．８７ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は８２であった。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は８３％であり、優れた吸音性能を発揮した。

実施例１８
基材（Ｂ）フェルトの上に緻密層（Ａ）が積層されたフェルトを実施例１と同様の方法で作製した。このフェルトを緻密層（Ａ）が基材（Ｃ）フェルトと接するように積層して、ニードルパンチ装置（パンチ密度：４０本／ｃｍ^２）に通すことで、一体化し、基材（Ｂ）フェルトと基材（Ｃ）フェルトの間に緻密層（Ａ）が挟み込まれた構成の吸音フェルトを得た。
得られた吸音フェルトは、厚みが２４．６９ｍｍであった。このうち緻密層（Ａ）の厚みは０．４８ｍｍと非常に薄いフェルト層であり、吸音フェルトの薄型軽量化に寄与するものであった。吸音フェルトの通気度は２０．８１ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、緻密層の目付Ｍと通気度Ｐにより表されるＰ／Ｍ^−０．８は９０７であった。この吸音フェルトは密度の低い繊維層で緻密層を挟み込む配置となっており、低密度の繊維層に入射した音波の進行方向がランダムとなるため、緻密層に到達する際に、音波の入射効率が緻密層を表層に配置する場合よりも低くなると推測される。この吸音フェルトについて、垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は５７％であり、十分な吸音性能を発揮した。

比較例４〜６
実施例１と同様の方法で基材（Ｂ）フェルト（比較例４）、基材（Ｃ）フェルト（比較例５）、基材（Ｂ）と基材（Ｃ）との積層フェルト（比較例６）を作製した。

比較例４で得られた基材（Ｂ）フェルトは、目付が１６０ｇ／ｍ^２、厚みが１．２１ｍｍであった。なお、通気度は８５．００ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、参考として基材（Ｂ）の目付をＭ_Ｂとし、通気度Ｐを用いて算出したＰ／Ｍ_Ｂ ^−０．８は４９２９と非常に通気性が高く、密度の低いフェルト構造であった。垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は７％であり、吸音性能が不十分なものであった。

比較例５で得られた基材（Ｃ）フェルトは、目付が４００ｇ／ｍ^２、厚みが２３．００ｍｍであった。なお、通気度は５３．００ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、参考として基材（Ｃ）の目付をＭ_Ｃとし、通気度Ｐを用いて算出したＰ／Ｍ_Ｃ ^−０．８は６３９６と非常に通気性が高く、密度の低いフェルト構造であった。垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は４％であり、吸音性能が不十分なものであった。

比較例６で得られた基材（Ｂ）と基材（Ｃ）との積層フェルトは、目付が５６０ｇ／ｍ^２、厚みが２４．２１ｍｍであった。なお、通気度は３０．６０ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃであり、参考として積層フェルト（Ｂ＋Ｃ）の目付をＭ_Ｂ＋Ｃとし、通気度Ｐを用いて算出したＰ／Ｍ_Ｂ＋Ｃ ^−０．８は４８３４であり、非常に通気性が高く、密度の低いフェルト構造であった。垂直入射吸音率測定法により測定した１０００Ｈｚにおける吸音率は８％であり、吸音性能が不十分なものであった。

本発明の吸音フェルトは、薄型・軽量であり、低周波数から高周波数の広い領域において高い吸音性能を有するものであり、自動車、鉄道、電子機器、建築物、住宅などの吸音材として有用である。

１ 極細繊維による緻密層
２ １の緻密層より構成繊維径が大きい基材フェルト層
３ ２の基材フェルト層よりも構成繊維径が大きい基材フェルト層

Claims (5)

1. 合成繊維からなるフェルトにおいて、通気度Ｐ（ｃｃ／ｃｍ^２・ｓｅｃ）と目付Ｍ（ｇ／ｍ^２）が１≦Ｐ／Ｍ^−０．８≦１０００を満足し、かつ層厚みが１０ｍｍ以下である緻密層が少なくとも１部を構成することを特徴とする吸音フェルト。
2. 緻密層が単繊維径１．０μｍ以下、繊維長が２０〜１５０ｍｍの範囲にある極細繊維から構成される請求項１に記載の吸音フェルト。
3. 緻密層がフェルトの表層に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の吸音フェルト。
4. 周波数１０００Ｈｚにおける吸音率が５０％以上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フェルト。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の吸音フェルトが少なくとも一部を構成する繊維製品。