JP2017181902A - 吸音材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無機繊維、有機繊維またはこれらの混合繊維からなる繊維群を備えた吸音材であって、前記繊維群における少なくとも繊維間の結合点が0.1以上の損失係数を有するポリマーコート膜で被覆されている吸音材。
【選択図】なし
Description
(1)ガラス繊維などの無機繊維のみからなる不織布を吸音材として使用しても、十分な吸音性は得られなかった。
(2)そこで、無機繊維のみからなる不織布において、無機繊維の繊維径を低減すると、低周波数から高周波数までの広い周波数域で吸音性が向上する。しかしながら、共振により、吸音性が低下するため、特に中周波数域(500〜1600Hz)において、十分な吸音性が得られない、という新たな課題が生じた。
(3)また、繊維の構成材料として、または繊維の被覆材料として、弾性率が比較的低いものを用いると、吸音性が向上すると考えるのが一般的である。しかしながら、そのような材料を用いても、共振により、吸音性が低下するため、中周波数域(500〜1600Hz)において、十分な吸音性がやはり得られない、という新たな課題が生じた。
前記繊維群における少なくとも繊維間の結合点が0.1以上の損失係数を有するポリマーコート膜で被覆されている吸音材に関する。
本発明の吸音材はまた、優れた断熱性を有する。
有機繊維としては、吸音材の分野で使用されているあらゆる有機繊維が使用可能であり、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリル繊維、ポリエチレン繊維およびそれらの混合繊維が挙げられる。
市販の塗料として、例えば、ウレタン系塗料、塩化ビニル系塗料、シリコーン系塗料、エポキシ系塗料が挙げられる。
市販の接着剤として、例えば、ウレタン系接着剤、塩化ビニル系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤等が挙げられる。
吸音性のさらなる向上の観点から好ましい熱硬化性材料は、ウレタン系塗料、塩化ビニル系塗料、ウレタン系接着剤、塩化ビニル系接着剤であり、より好ましい熱硬化性材料は、ウレタン系塗料、ウレタン系接着剤である。
メトラー社製 電子天秤 AE160を使用し、被覆処理前の重量の測定を行い、素材の比重と試験片の体積から空隙率(サンプル材料中の空気の体積含有率)を算出した。
表1〜表3のコーティング液で厚み100μmのフィルムを作製し、5mm×30mmの短冊状にカットしたサンプルを測定試験片として用いた。アイティー計測制御社製 垂動的粘弾性計測装置 DVA−220を使用し、測定周波数10Hz、昇温速度2℃/分にて測定を行い、測定温度23℃時のtanδを求めた。
メトラー社製 電子天秤 AE160を使用し、被覆処理前後の重量の測定を行い、被覆量を算出した。被覆量は、被覆処理後の重量をX、被覆処理前の重量をYとしたとき、(X−Y)/Xで表される値である。
日本音響エンジニアリング社製 垂直入射吸音率測定システム WinZacMTXを使用し、測定周波数範囲 200〜4800Hz(1/3オクターブバンド)、内径40mmの音響管を用いた垂直入射吸音率測定(JIS A 1405−2、ISO 10534−2準拠)を行い、500〜1600Hzの平均垂直入射吸音率を算出した。ポリマーコート膜を形成しなかったときの吸音率からの増加率を合わせて算出した。
平均繊維径約7〜8μmからなるグラスウールを、空隙率96%、厚み10mmになるよう、ニードルパンチにてシート状に成形し、不織布(A)を得た。不織布(A)を直径40mm、厚み10mmの円柱状にくり抜いて円柱状不織布(B)を作製し、電子天秤にて重量を測定した。その後、表1に示す被覆材をトルエンで固形分濃度10%になるよう希釈し、コーティング液を得た。円柱状不織布(B)をコーティング液中にディップし、コーティング液を円柱状不織布(B)の空隙部に完全に含浸させた。コーティング液から取り出した円柱状不織布(B)を熱風乾燥炉に入れ、表1に示す硬化条件で加熱し、コーティング液を乾燥および硬化させた。その後、円柱状不織布(B)を熱風乾燥炉から取り出し、さらに常温で7日間放置して、ポリマーコート膜で繊維の交点が接着された吸音率測定試験片(C)を得た。吸音率測定試験片(C)の重量を測定した後、走査型電子顕微鏡で観察してポリマーコート膜が繊維の交点を接着していることを確認した。吸音率を測定した結果を併せて表1に示した。
平均繊維径約3〜4μmからなるグラスウールを、空隙率98%、厚み10mmになるよう、ニードルパンチにてシート状に成形し、不織布(D)を得た。不織布(D)を直径40mm、厚み10mmの円柱状にくり抜いて円柱状不織布(E)を作製し、電子天秤にて重量を測定した。その後、表2に示す被覆材をトルエンで表2に示す固形分濃度になるよう希釈し、コーティング液を得た。円柱状不織布(E)をコーティング液中にディップし、コーティング液を円柱状不織布(E)の空隙部に完全に含浸させた。コーティング液から取り出した円柱状不織布(E)を熱風乾燥炉に入れ、表2に示す硬化条件で加熱し、コーティング液を乾燥および硬化させた。その後、円柱状不織布(E)を熱風乾燥炉から取り出し、さらに常温で7日間放置して、ポリマーコート膜で繊維の交点が接着された吸音率測定試験片(F)を得た。吸音率測定試験片(F)の重量を測定した後、走査型電子顕微鏡で観察してポリマーコート膜が繊維の交点を接着していることを確認した。吸音率を測定した結果を併せて表2に示した。
離型剤を被覆処理した鋼板上にウレタン塗料Bをブレードで塗布し、熱風乾燥炉を用いて160℃×1hで硬化させ、厚み100μmのフィルム(G)を作製した。フィルム(G)を粉砕した粉をトルエン中に分散させ、ディスパーサーで10分間解砕した後、JIS P 3801に規定される5種Cの濾紙で濾過し、分散液を乾固させ、粒径1μm以下のエラストマ粒子(H)を得た。固形分濃度3.7%に希釈したウレタン塗料C39.4gにエラストマ粒子(H)を0.6g加え、ディスパーサーで30分間撹拌しコーティング液を作製した。その後、上記の円柱状不織布(E)をコーティング液中にディップし、コーティング液を円柱状不織布(E)の空隙部に完全に含浸させた。コーティング液から取り出した円柱状不織布(E)を熱風乾燥炉に入れ、表2に示す硬化条件で加熱し、コーティング液を乾燥および硬化させた。その後、円柱状不織布(E)を熱風乾燥炉から取り出し、さらに常温で7日間放置して、ポリマーコート膜で繊維の交点が接着された吸音率測定試験片(I)を得た。吸音率測定試験片(I)の重量を測定した後、走査型電子顕微鏡で観察してポリマーコート膜が繊維の交点を接着していることを確認した。吸音率を測定した結果を併せて表2に示した。
繊維長51mm、繊度2.2デニールのPET繊維を、空隙率96%、厚み5mmになるよう、ニードルパンチにてシート状に成形し、不織布(J)を得た。不織布(J)を直径40mm、厚み5mmの円柱状にくり抜いて円柱状不織布(K)を作製し、電子天秤にて重量を測定した。その後、表3に示す被覆材をトルエンで固形分濃度10%になるよう希釈し、コーティング液を得た。円柱状不織布(B)をコーティング液中にディップし、コーティング液を円柱状不織布(K)の空隙部に完全に含浸させた。コーティング液から取り出した円柱状不織布(K)を熱風乾燥炉に入れ、表3に示す硬化条件で加熱し、コーティング液を乾燥および硬化させた。その後、円柱状不織布(K)を熱風乾燥炉から取り出し、さらに常温で7日間放置して、ポリマーコート膜で繊維の交点が接着された吸音率測定試験片(L)を得た。吸音率測定試験片(L)の重量を測定した後、走査型電子顕微鏡で観察してポリマーコート膜が繊維の交点を接着していることを確認した。吸音率測定試験片(L)を2枚重ねて吸音率を測定した結果を併せて表3に示した。
平均繊維径約7〜8μmからなるグラスウールを、空隙率96%、厚み10mmになるよう、ニードルパンチにてシート状に成形し、不織布(A)を得た。不織布(A)を直径40mm、厚み10mmの円柱状にくり抜いて円柱状不織布(B)を作製し、電子天秤にて重量を測定した。その後、円柱状不織布(B)の吸音率を測定した結果を表1に示した。
表1に示す被覆材をトルエンで固形分濃度10%になるよう希釈し、コーティング液を得た。平均繊維径約7〜8μmからなるグラスウールをコーティング液中にディップした。ディップしたグラスウールを各繊維同士が重ならないように配置して熱風乾燥炉に入れ、表1に示す硬化条件で加熱し、繊維表面にコートされたコーティング液を乾燥および硬化させた。その後、グラスウールを熱風乾燥炉から取り出し、さらに常温で7日間放置して、ポリマーコート膜で繊維を被覆したグラスウール(M)を得た。グラスウール(M)を、空隙率96%、厚み10mmになるよう、ニードルパンチにてシート状に成形し、不織布(N)を得た。不織布(N)を直径40mm、厚み10mmの円柱状にくり抜いて円柱状不織布(O)を作製し、電子天秤にて重量を測定した。その後、円柱状不織布(O)の吸音率を測定した結果を表1に示した。円柱状不織布(O)を走査型電子顕微鏡で観察したところ、繊維の交点がポリマーコート膜により接着されていないことを確認した。
平均繊維径約3〜4μmからなるグラスウールを、空隙率98%、厚み10mmになるよう、ニードルパンチにてシート状に成形し、不織布(D)を得た。不織布(D)を直径40mm、厚み10mmの円柱状にくり抜いて円柱状不織布(E)を作製し、電子天秤にて重量を測定した。その後、円柱状不織布(E)の吸音率を測定した結果を表2に示した。
平均繊維径約3〜4μmからなるグラスウールを、空隙率98%、厚み10mmになるよう、ニードルパンチにてシート状に成形し、不織布(D)を得た。不織布(D)を直径40mm、厚み10mmの円柱状にくり抜いて円柱状不織布(E)を作製し、電子天秤にて重量を測定した。その後、表2に示す被覆材を固形分濃度5%になるよう希釈し、コーティング液を得た。円柱状不織布(E)をコーティング液中にディップし、コーティング液を円柱状不織布(E)の空隙部に完全に含浸させた。コーティング液から取り出した円柱状不織布(E)を熱風乾燥炉に入れ、表2に示す硬化条件で加熱し、コーティング液を乾燥および硬化させた。その後、円柱状不織布(E)を熱風乾燥炉から取り出し、さらに常温で7日間放置して、ポリマーコート膜で繊維の交点が接着された吸音率測定試験片(P)を得た。吸音率測定試験片(P)の重量を測定した後、走査型電子顕微鏡で観察してポリマーコート膜が繊維の交点を接着していることを確認した。吸音率を測定した結果を併せて表2に示した。
繊維長51mm、繊度2.2デニールのPET繊維を、空隙率96%、厚み5mmになるよう、ニードルパンチにてシート状に成形し、不織布(J)を得た。不織布(J)を直径40mm、厚み5mmの円柱状にくり抜いて円柱状不織布(K)を作製し、電子天秤にて重量を測定した。その後、円柱状不織布(K)を2枚重ねて吸音率を測定した結果を表3に示した。
グラスウールA:平均繊維径約7〜8μmおよび平均繊維長30〜150mmからなる硝子繊維
グラスウールB:平均繊維径約3〜4μmおよび平均繊維長30〜150mmからなる硝子繊維
PET不織布:繊維長51mm、繊度2.2デニール(繊維径約16μm)のPET繊維
ウレタン系接着剤(湿気硬化性ポリマー):W−222(横浜ゴム製);ポリロタキサンの含有量は0重量%である:
塩化ビニル系接着剤(熱硬化性エラストマー):#1551A(サンスター技研製);ポリロタキサンの含有量は0重量%である:
ウレタン塗料A(熱硬化性エラストマー):SH3400M(ASM製);ポリロタキサンの含有量は当該塗料の固形分に対して5〜20重量%である:
ウレタン塗料B(熱硬化性エラストマー):SH3400S(ASM製);ポリロタキサンの含有量は当該塗料の固形分に対して5〜20重量%である:
ウレタン塗料C(熱硬化性ポリマー):R2250(日本ビー・ケミカル);ポリロタキサンの含有量は0重量%である:
エラストマ粒子:ウレタン塗料Bを硬化・粉砕した粒子
Claims (9)
- 無機繊維、有機繊維またはこれらの混合繊維からなる繊維群を備えた吸音材であって、
前記繊維群における少なくとも繊維間の結合点が0.1以上の損失係数を有するポリマーコート膜で被覆されている吸音材。 - 前記繊維群における繊維間の結合点および繊維表面が前記ポリマーコート膜で被覆されている、請求項1に記載の吸音材。
- 前記ポリマーコート膜が熱硬化性ポリマーまたは熱硬化性エラストマーから構成される、請求項1または2に記載の吸音材。
- 前記ポリマーコート膜がポリロタキサンを含む、請求項1〜3のいずれかに記載の吸音材。
- 前記繊維群が不織布の形態を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の吸音材。
- 前記繊維群が、ガラス繊維および炭素繊維からなる群から選択される1種以上の無機繊維からなる、請求項1〜5のいずれかに記載の吸音材。
- 前記繊維群が、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリル繊維およびポリエチレン繊維からなる群から選択される1種以上の有機繊維からなる、請求項1〜5のいずれかに記載の吸音材。
- 前記ポリマーコート膜の繊維群に対する被覆量が5〜90重量%である、請求項1〜7のいずれかに記載の吸音材。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の吸音材の製造方法であって、
前記繊維群に、損失係数が0.1以上のポリマーコート膜を形成するためのコーティング液を塗布した後、加熱する、吸音材の製造方法。
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