JP2021101053A - 異形断面繊維とその製造方法ならびに異形断面繊維を含む不織布及び吸遮音材 - Google Patents
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Abstract
【課題】繊度が小さい異形断面繊維と、それを用いた不織布及び吸遮音材を提供する。【解決手段】単繊維繊度が０．０１〜０．８ｄｔｅｘ、繊維軸に垂直方向の繊維断面における異形度（α、α＝Ｐ／（４πＡ）１／２、Ｐは繊維断面における周囲長（μｍ）、Ａは繊維断面の面積（μｍ２））が１．７〜４．０であり、短繊維である、異形断面繊維。【選択図】なし
Description
本発明は、異形断面繊維、異形断面繊維の製造方法、異形断面繊維を含む不織布及び吸遮音材に関する。
本願は、２０１８年５月２９日に、日本に出願された特願２０１８−１０２５０９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０１８年５月２９日に、日本に出願された特願２０１８−１０２５０９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
単繊維の直径が数マイクロメートルの極細繊維（マイクロファイバー）は、布帛とした際に繊細かつソフト感のある風合いを呈するため、ワイピングクロスやスエード調布帛として広く用いられている。一方、その大きな比表面積による捕集効果や高い音響抵抗を示すことによってフィルターや吸音材料など産業用途にも用いられている。
マイクロファイバーを製造する手法としては、易溶解性ポリマーからなる海成分中に難溶解性の島成分を含有する海島型複合繊維の海成分を選択的に除去する方法がある（特許文献１）。
マイクロファイバーを製造する手法としては、易溶解性ポリマーからなる海成分中に難溶解性の島成分を含有する海島型複合繊維の海成分を選択的に除去する方法がある（特許文献１）。
吸音材において、主に熱成形圧縮フェルト不織布を使用する際に、不織布の剛性を向上する目的で異形断面繊維を使用することがある（特許文献２）。特許文献２では、不織布の剛性向上における厚さの維持によって吸遮音性能を向上させることを目的としているため、太繊度の異形断面繊維を使用している。
特許文献２の、太繊度の異形断面繊維を使用した不織布は、必ずしも吸遮音性能が充分とは言えない。
しかし、極細の異形断面繊維は、従来法では製造が難しい。例えば特許文献１に記載されている方法は、一旦、海島型複合繊維を製造した後に溶解剤によって海成分を除去する工程が必要であり、適応できる製品には限界がある。また、紡糸原液を紡糸ノズルから吐出する紡糸方法（直接紡糸）による極細繊維の製造では、紡糸原液中の異物や紡糸ガイドの抵抗などの影響が大きく糸切れが起きやすいため、安定して生産するには細さに限界がある。特に異形断面繊維では糸切れの影響が大きくなることや、小口径の異形紡糸口金の製造が課題となる。
しかし、極細の異形断面繊維は、従来法では製造が難しい。例えば特許文献１に記載されている方法は、一旦、海島型複合繊維を製造した後に溶解剤によって海成分を除去する工程が必要であり、適応できる製品には限界がある。また、紡糸原液を紡糸ノズルから吐出する紡糸方法（直接紡糸）による極細繊維の製造では、紡糸原液中の異物や紡糸ガイドの抵抗などの影響が大きく糸切れが起きやすいため、安定して生産するには細さに限界がある。特に異形断面繊維では糸切れの影響が大きくなることや、小口径の異形紡糸口金の製造が課題となる。
本発明の目的は、繊度が小さい異形断面繊維と、それを用いた不織布及び吸遮音材を提供することにある。
本発明の要旨は以下の通りである。
［１］ 単繊維繊度が０．０１〜１．０ｄｔｅｘであり、かつ繊維軸に垂直方向の繊維断面における下記式（１）で算出される異形度（α）が１．５〜４．０である、異形断面繊維。
α＝Ｐ／（４πＡ）１／２ ・・・（１）
式中、Ｐは繊維断面における周囲長（単位：μｍ）、Ａは繊維断面の面積（単位：μｍ２）である。
［２］ 前記繊維断面の面積（Ａ）が０．５〜１００μｍ２であり、前記繊維断面における周囲長（Ｐ）が５〜２５０μｍである、［１］の異形断面繊維。
［３］ 前記繊維断面の形状がＹ字型、十字型、６葉型、８葉型、又は風車型である、［１］又は［２］の異形断面繊維。
［４］ ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、アクリル繊維又はレーヨン繊維である、［１］〜［３］のいずれかの異形断面繊維。
［５］ 下記吸遮音性能試験（Ｉ）で測定される、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率が０．４０以上である、［１］〜［４］のいずれかの異形断面繊維。
（吸遮音性能試験（Ｉ））
４０ｍｍに切断した繊維０．８１ｇを、直径４１．５ｍｍ、厚さ３０ｍｍの円筒状のホルダに入れ、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける垂直入射吸音率を測定し、その平均値を求める。
［６］ 下記吸遮音性能試験（ＩＩ）で測定される、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率が０．１７以上である、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の異形断面繊維。
（吸遮音性能試験（ＩＩ））
４０ｍｍに切断した繊維０．２７ｇを、直径４１．５ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円筒状のホルダに入れ、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける垂直入射吸音率を測定し、その平均値を求める。
［７］ 下記吸遮音性能試験（ＩＩＩ）で測定される、周波数４００〜５０００Ｈｚにおける透過損失が５．１ｄＢ以上である、［１］〜［６］のいずれかの異形断面繊維。
（吸遮音性能試験（ＩＩＩ））
繊維長が４０ｍｍの前記異形断面繊維７０質量％と、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍ、融点が１１０℃のポリエステル融着繊維３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分加熱し、その後冷却して厚さ１０ｍｍ、目付４８０ｇ／ｍ２の試験用不織布を得、得られた試験用不織布の、周波数４００〜５０００Ｈｚにおける垂直入射透過損失を測定し、その平均値を求める。
［８］ 吐出孔面積が１００〜３０００μｍ２、吐出孔形状の下記式（２）で算出される異形度（α’）が１．５〜４．０である吐出孔から繊維原料を吐出して繊維状物を得、前記繊維状物の単繊維繊度を０．０１〜１．０ｄｔｅｘとする、異形断面繊維の製造方法。
α’＝Ｐ’／（４πＡ’）１／２・・・（２）
式中、Ｐ’は吐出孔形状の周囲長（単位：μｍ）、Ａ’は吐出孔面積（単位：μｍ２）である。
［１］ 単繊維繊度が０．０１〜１．０ｄｔｅｘであり、かつ繊維軸に垂直方向の繊維断面における下記式（１）で算出される異形度（α）が１．５〜４．０である、異形断面繊維。
α＝Ｐ／（４πＡ）１／２ ・・・（１）
式中、Ｐは繊維断面における周囲長（単位：μｍ）、Ａは繊維断面の面積（単位：μｍ２）である。
［２］ 前記繊維断面の面積（Ａ）が０．５〜１００μｍ２であり、前記繊維断面における周囲長（Ｐ）が５〜２５０μｍである、［１］の異形断面繊維。
［３］ 前記繊維断面の形状がＹ字型、十字型、６葉型、８葉型、又は風車型である、［１］又は［２］の異形断面繊維。
［４］ ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、アクリル繊維又はレーヨン繊維である、［１］〜［３］のいずれかの異形断面繊維。
［５］ 下記吸遮音性能試験（Ｉ）で測定される、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率が０．４０以上である、［１］〜［４］のいずれかの異形断面繊維。
（吸遮音性能試験（Ｉ））
４０ｍｍに切断した繊維０．８１ｇを、直径４１．５ｍｍ、厚さ３０ｍｍの円筒状のホルダに入れ、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける垂直入射吸音率を測定し、その平均値を求める。
［６］ 下記吸遮音性能試験（ＩＩ）で測定される、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率が０．１７以上である、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の異形断面繊維。
（吸遮音性能試験（ＩＩ））
４０ｍｍに切断した繊維０．２７ｇを、直径４１．５ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円筒状のホルダに入れ、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける垂直入射吸音率を測定し、その平均値を求める。
［７］ 下記吸遮音性能試験（ＩＩＩ）で測定される、周波数４００〜５０００Ｈｚにおける透過損失が５．１ｄＢ以上である、［１］〜［６］のいずれかの異形断面繊維。
（吸遮音性能試験（ＩＩＩ））
繊維長が４０ｍｍの前記異形断面繊維７０質量％と、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍ、融点が１１０℃のポリエステル融着繊維３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分加熱し、その後冷却して厚さ１０ｍｍ、目付４８０ｇ／ｍ２の試験用不織布を得、得られた試験用不織布の、周波数４００〜５０００Ｈｚにおける垂直入射透過損失を測定し、その平均値を求める。
［８］ 吐出孔面積が１００〜３０００μｍ２、吐出孔形状の下記式（２）で算出される異形度（α’）が１．５〜４．０である吐出孔から繊維原料を吐出して繊維状物を得、前記繊維状物の単繊維繊度を０．０１〜１．０ｄｔｅｘとする、異形断面繊維の製造方法。
α’＝Ｐ’／（４πＡ’）１／２・・・（２）
式中、Ｐ’は吐出孔形状の周囲長（単位：μｍ）、Ａ’は吐出孔面積（単位：μｍ２）である。
［９］ 前記［１］〜［７］のいずれかの異形断面繊維を、１０質量％以上含む、不織布。
［１０］ 目付が１００〜５００ｇ／ｍ２、厚さが３〜３０ｍｍである、［９］の不織布。
［１１］ 周波数４００〜５０００Ｈｚにおける垂直入射透過損失の平均値が５．１ｄＢ以上である、［９］又は［１０］の不織布。
［１２］ 前記異形断面繊維を１０〜９０質量％、融着繊維を１０〜４０質量％含有し、前記前記異形断面繊維と前記融着繊維の合計が２０〜１００質量％である、［９］〜［１１］のいずれかの不織布。
［１３］ 前記［１］〜［７］のいずれかの異形断面繊維を、１０質量％以上含む、吸遮音材。
［１４］ 前記［９］〜［１２］のいずれかの不織布を５０質量％以上含む、吸遮音材。
［１０］ 目付が１００〜５００ｇ／ｍ２、厚さが３〜３０ｍｍである、［９］の不織布。
［１１］ 周波数４００〜５０００Ｈｚにおける垂直入射透過損失の平均値が５．１ｄＢ以上である、［９］又は［１０］の不織布。
［１２］ 前記異形断面繊維を１０〜９０質量％、融着繊維を１０〜４０質量％含有し、前記前記異形断面繊維と前記融着繊維の合計が２０〜１００質量％である、［９］〜［１１］のいずれかの不織布。
［１３］ 前記［１］〜［７］のいずれかの異形断面繊維を、１０質量％以上含む、吸遮音材。
［１４］ 前記［９］〜［１２］のいずれかの不織布を５０質量％以上含む、吸遮音材。
本発明の異形断面繊維は、吸音性能及び遮音性能（吸遮音性能）に優れた不織布の材料として好適である。
本発明の異形断面繊維の製造方法は、直接紡糸により繊度が小さい異形断面繊維を製造できる。
本発明の不織布は、吸遮音性能に優れる。
本発明の吸遮音材は、吸遮音性能に優れる。
本発明の異形断面繊維の製造方法は、直接紡糸により繊度が小さい異形断面繊維を製造できる。
本発明の不織布は、吸遮音性能に優れる。
本発明の吸遮音材は、吸遮音性能に優れる。
本明細書において、「透過損失」は「垂直入射透過損失」を意味する。垂直入射透過損失はＡＳＴＭ Ｅ２６１１に準拠する方法で測定する。「周波数４００〜５０００Ｈｚにおける透過損失」は「垂直入射透過損失の４００〜５０００Ｈｚにおける平均値」を意味する。他の周波数帯域の透過損失についても同様である。
本明細書において、「吸音率」は「垂直入射吸音率」を意味する。垂直入射吸音率はＪＩＳ Ａ １４０５−２に準拠する方法で測定する。吸音率が１であれば、すべての音を吸音しており、０であればすべての音を反射していることを示す。「周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率」は「吸音率の４００〜１２５０Ｈｚにおける平均値」を意味する。他の周波数帯域の吸音率についても同様である。
本明細書において、「吸音率」は「垂直入射吸音率」を意味する。垂直入射吸音率はＪＩＳ Ａ １４０５−２に準拠する方法で測定する。吸音率が１であれば、すべての音を吸音しており、０であればすべての音を反射していることを示す。「周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率」は「吸音率の４００〜１２５０Ｈｚにおける平均値」を意味する。他の周波数帯域の吸音率についても同様である。
以下、本発明の実施形態を説明する。
＜第１の実施形態：異形断面繊維＞
本実施形態の異形断面繊維は、単繊維繊度が０．０１〜１．０ｄｔｅｘである。
単繊維繊度が０．０１ｄｔｅｘ以上であれば、繊維の取り扱い性が良好であり、紡糸性もよく製造コストも高くなり過ぎない。１．０ｄｔｅｘ以下であれば、吸遮音性能に優れる。これらの観点から、前記単繊維繊度は０．０５〜０．８ｄｔｅｘであることがより好ましく、０．１〜０．６ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。
＜第１の実施形態：異形断面繊維＞
本実施形態の異形断面繊維は、単繊維繊度が０．０１〜１．０ｄｔｅｘである。
単繊維繊度が０．０１ｄｔｅｘ以上であれば、繊維の取り扱い性が良好であり、紡糸性もよく製造コストも高くなり過ぎない。１．０ｄｔｅｘ以下であれば、吸遮音性能に優れる。これらの観点から、前記単繊維繊度は０．０５〜０．８ｄｔｅｘであることがより好ましく、０．１〜０．６ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。
本実施形態の異形断面繊維は、異形度αが１．５〜４．０である。異形度αは、繊維軸に垂直方向の繊維断面における周囲長をＰ（単位：μｍ）、繊維断面の面積をＡ（単位：μｍ２）とするとき、下記式（１）で算出される。
α＝Ｐ／（４πＡ）１／２ ・・・（１）
異形度αが１．５以上であれば繊維断面の面積に対する繊維断面の周囲長が大きくなり、比表面積が大きくなり、吸遮音性能に優れる。異形度αが４．０以下であれば大きな比表面積に起因するガイド抵抗などが少なく、紡糸性に優れる。
異形度αは１．７〜３．７であることが好ましく、１．９〜３．５であることがより好ましい。
α＝Ｐ／（４πＡ）１／２ ・・・（１）
異形度αが１．５以上であれば繊維断面の面積に対する繊維断面の周囲長が大きくなり、比表面積が大きくなり、吸遮音性能に優れる。異形度αが４．０以下であれば大きな比表面積に起因するガイド抵抗などが少なく、紡糸性に優れる。
異形度αは１．７〜３．７であることが好ましく、１．９〜３．５であることがより好ましい。
本実施形態の異形断面繊維は、繊維断面の面積（以下、「断面積」ともいう。）が０．５〜１００μｍ２であることが好ましい。
前記断面積が０．５μｍ２以上であれば繊維の取り扱い性が良好であり、紡糸性も良く製造コストも高くなり過ぎない。前記断面積が１００μｍ２以下であれば、吸遮音性能に優れる。これらの観点から、前記断面積は１．５〜７５μｍ２であることがより好ましく、５〜５０μｍ２であることがさらに好ましい。
本実施形態の異形断面繊維は、繊維断面における周囲長が５〜２５０μｍであることが好ましい。
前記周囲長が５μｍ以上であれば繊維の取り扱い性が良好であり、紡糸性も良く製造コストも高くなり過ぎない。前記周囲長が２５０μｍ以下であれば、吸遮音性能に優れる。これらの観点から、前記周囲長は８〜２００μｍであることがより好ましく、３０〜１５０μｍであることがさらに好ましい。
前記断面積が０．５μｍ２以上であれば繊維の取り扱い性が良好であり、紡糸性も良く製造コストも高くなり過ぎない。前記断面積が１００μｍ２以下であれば、吸遮音性能に優れる。これらの観点から、前記断面積は１．５〜７５μｍ２であることがより好ましく、５〜５０μｍ２であることがさらに好ましい。
本実施形態の異形断面繊維は、繊維断面における周囲長が５〜２５０μｍであることが好ましい。
前記周囲長が５μｍ以上であれば繊維の取り扱い性が良好であり、紡糸性も良く製造コストも高くなり過ぎない。前記周囲長が２５０μｍ以下であれば、吸遮音性能に優れる。これらの観点から、前記周囲長は８〜２００μｍであることがより好ましく、３０〜１５０μｍであることがさらに好ましい。
本実施形態の異形断面繊維の断面形状は、異形度αが１．５〜４．０の範囲であれば特に限定されないが、多葉型であることが好ましい。多葉型は、周方向に間隔をおいて凸部を有する形状を意味する。例えば、凸部を３個有するＹ字型、凸部を４個有する十字型、凸部を６個有する６葉型、凸部を８個有する８葉型、又は湾曲した凸部を３〜８個有する風車型が、周囲長Ｐ／断面積Ａが大きくなりやすく、かつ良好な紡糸性が得られやすい点で好ましい。
本実施形態の異形断面繊維の素材は特に限定されないが、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、アクリル繊維等の合成繊維、アセテート、プロミックス等の半合成繊維、レーヨン、キュプラ等の再生繊維を好適に用いることができる。
これらのうちでも、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、アクリル繊維又はレーヨン繊維が好ましい。
特に軽量化の観点からは、比重の小さいアクリル繊維、ナイロン繊維又はポリプロピレン繊維が好適であり、さらに吸音性や細繊度繊維の生産性の観点から、アクリル繊維がより好適である。
これらのうちでも、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、アクリル繊維又はレーヨン繊維が好ましい。
特に軽量化の観点からは、比重の小さいアクリル繊維、ナイロン繊維又はポリプロピレン繊維が好適であり、さらに吸音性や細繊度繊維の生産性の観点から、アクリル繊維がより好適である。
本実施形態の異形断面繊維は、下記吸遮音性能試験（Ｉ）で測定される、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率（以下、「吸音率（Ｉ）」ともいう。）が０．４０以上であることが好ましい。前記吸音率（Ｉ）が０．４０以上であると、エンジン音やロードノイズを防ぎやすくなる。エンジン音やロードノイズの波長は１０００Ｈｚ付近である。前記吸音率（Ｉ）は０．４２〜１が好ましく、０．４５〜１がより好ましい。
（吸遮音性能試験（Ｉ））
４０ｍｍに切断した繊維０．８１ｇを、直径４１．５ｍｍ、厚さ３０ｍｍの円筒状のホルダに入れ、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率を測定し、その平均値を求める。
（吸遮音性能試験（Ｉ））
４０ｍｍに切断した繊維０．８１ｇを、直径４１．５ｍｍ、厚さ３０ｍｍの円筒状のホルダに入れ、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率を測定し、その平均値を求める。
本実施形態の異形断面繊維は、下記吸遮音性能試験（ＩＩ）で測定される、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率（以下、「吸音率（ＩＩ）」ともいう。）が０．１７以上であることが好ましい。前記吸音率（ＩＩ）が０．１７以上であると、エンジン音やロードノイズを防ぎやすくなる。エンジン音やロードノイズの波長は１０００Ｈｚ付近である。前記吸音率（ＩＩ）は０．１８〜１が好ましく、０．１９〜１がより好ましい。
（吸遮音性能試験（ＩＩ））
４０ｍｍに切断した繊維０．２７ｇを、直径４１．５ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円筒状のホルダに入れ、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率を測定し、その平均値を求める。
（吸遮音性能試験（ＩＩ））
４０ｍｍに切断した繊維０．２７ｇを、直径４１．５ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円筒状のホルダに入れ、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率を測定し、その平均値を求める。
本実施形態の異形断面繊維は、下記の吸遮音性能試験（ＩＩＩ）で測定される、周波数４００〜５０００Ｈｚにおける透過損失（以下、「透過損失（ＩＩＩ）」ともいう。）が５．１ｄＢ以上であることが好ましい。前記透過損失（ＩＩＩ）が５．１ｄＢ以上であれば、音を遮る効果に優れる。前記透過損失（ＩＩＩ）の上限は特に限定されず、高いほど好ましいが、２０ｄＢあれば吸遮音効果は十分である。
前記透過損失（ＩＩＩ）は、５．３ｄＢ以上がより好ましく、５．５ｄＢ以上がさらに好ましく、５．７ｄＢ以上が特に好ましい。上限は、１５ｄＢ以下でも効果は良く、１０ｄＢ以下でも効果はある。
これらの観点から、前記透過損失（ＩＩＩ）は、５．１〜２０ｄＢが好ましく、５．３〜２０ｄＢがより好ましく、５．５〜２０ｄＢがさらに好ましく、５．７〜２０ｄＢが特に好ましい。
前記透過損失（ＩＩＩ）は、５．１〜１５ｄＢでもよく、５．３〜１５ｄＢでもよく、５．５〜１５ｄＢでもよく、５．７〜１５ｄＢでもよい。
前記透過損失（ＩＩＩ）は、５．１〜１０ｄＢでもよく、５．３〜１０ｄＢでもよく、５．５〜１０ｄＢでもよく、５．７〜１０ｄＢでもよい。
（吸遮音性能試験（ＩＩＩ））
試験対象の異形断面繊維を、繊維長が４０ｍｍとなるように切断したものを用意する。これとは別に、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍ、融点が１１０℃のポリエステル融着繊維を用意する。
繊維長４０ｍｍの異形断面繊維７０質量％と、前記ポリエステル融着繊維３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分加熱し、その後冷却して厚さ１０ｍｍ、目付４８０ｇ／ｍ２の試験用不織布を作製する。得られた試験用不織布の、周波数４００〜５０００Ｈｚにおける透過損失および吸音率を測定し、その平均値を求める。
前記透過損失（ＩＩＩ）は、５．３ｄＢ以上がより好ましく、５．５ｄＢ以上がさらに好ましく、５．７ｄＢ以上が特に好ましい。上限は、１５ｄＢ以下でも効果は良く、１０ｄＢ以下でも効果はある。
これらの観点から、前記透過損失（ＩＩＩ）は、５．１〜２０ｄＢが好ましく、５．３〜２０ｄＢがより好ましく、５．５〜２０ｄＢがさらに好ましく、５．７〜２０ｄＢが特に好ましい。
前記透過損失（ＩＩＩ）は、５．１〜１５ｄＢでもよく、５．３〜１５ｄＢでもよく、５．５〜１５ｄＢでもよく、５．７〜１５ｄＢでもよい。
前記透過損失（ＩＩＩ）は、５．１〜１０ｄＢでもよく、５．３〜１０ｄＢでもよく、５．５〜１０ｄＢでもよく、５．７〜１０ｄＢでもよい。
（吸遮音性能試験（ＩＩＩ））
試験対象の異形断面繊維を、繊維長が４０ｍｍとなるように切断したものを用意する。これとは別に、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍ、融点が１１０℃のポリエステル融着繊維を用意する。
繊維長４０ｍｍの異形断面繊維７０質量％と、前記ポリエステル融着繊維３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分加熱し、その後冷却して厚さ１０ｍｍ、目付４８０ｇ／ｍ２の試験用不織布を作製する。得られた試験用不織布の、周波数４００〜５０００Ｈｚにおける透過損失および吸音率を測定し、その平均値を求める。
前記吸遮音性能試験（ＩＩＩ）で測定される、周波数４００〜５０００Ｈｚにおける吸音率は、吸音効果と吸音材の形状の観点から、０．２〜１であることが好ましく、０．３〜１であることがより好ましい。
＜異形断面繊維の製造方法＞
第１の実施形態の異形断面繊維は、吐出孔から繊維原料を吐出して繊維状物を得、前記繊維状物の単繊維繊度を０．０１〜１．０ｄｔｅｘとする方法で製造できる。具体的には、繊維原料を紡糸ノズルの吐出孔から凝固浴中に吐出することにより繊維状物を得、必要に応じて繊維状物の単繊維繊度を調整する。繊維状物の単繊維繊度は、繊維状物を延伸する方法で調整できる。
繊維状物の断面形状が、得ようとする異形断面繊維の断面形状と同一、又はそれより大きくなるように吐出孔を設計することが好ましい。
具体的に、吐出孔の面積（開孔面積）が１００〜３０００μｍ２であり、吐出孔形状の下記式（２）で算出される異形度α’が１．５〜４．０であることが好ましい。
α’＝Ｐ’／（４πＡ’）１／２・・・（２）
式中、Ｐ’は吐出孔形状の周囲長（単位：μｍ）、Ａ’は吐出孔の面積（単位：μｍ２）である。
第１の実施形態の異形断面繊維は、吐出孔から繊維原料を吐出して繊維状物を得、前記繊維状物の単繊維繊度を０．０１〜１．０ｄｔｅｘとする方法で製造できる。具体的には、繊維原料を紡糸ノズルの吐出孔から凝固浴中に吐出することにより繊維状物を得、必要に応じて繊維状物の単繊維繊度を調整する。繊維状物の単繊維繊度は、繊維状物を延伸する方法で調整できる。
繊維状物の断面形状が、得ようとする異形断面繊維の断面形状と同一、又はそれより大きくなるように吐出孔を設計することが好ましい。
具体的に、吐出孔の面積（開孔面積）が１００〜３０００μｍ２であり、吐出孔形状の下記式（２）で算出される異形度α’が１．５〜４．０であることが好ましい。
α’＝Ｐ’／（４πＡ’）１／２・・・（２）
式中、Ｐ’は吐出孔形状の周囲長（単位：μｍ）、Ａ’は吐出孔の面積（単位：μｍ２）である。
吐出孔面積が１００μｍ２以上であれば、単繊維繊度が０．０１ｄｔｅｘ以上の異形断面繊維が得られやすい。吐出孔面積が３０００μｍ２以下であれば、単繊維繊度が１．０ｄｔｅｘ以下の異形断面繊維が得られやすい。これらの観点から、前記吐出孔面積は、２００〜２５００μｍ２であることが好ましく、２５０〜２０００μｍ２であることがより好ましい。
吐出孔形状の異形度α’が１．５以上であれば、異形度αが１．５以上である異形断面繊維を得やすい。吐出孔形状の異形度α’が４．０以下であれば、異形度αが４．０以下である異形断面繊維を得やすい。
吐出孔形状の異形度α’が１．５以上であれば、異形度αが１．５以上である異形断面繊維を得やすい。吐出孔形状の異形度α’が４．０以下であれば、異形度αが４．０以下である異形断面繊維を得やすい。
前記繊維状物の断面形状が、得ようとする異形断面繊維の断面形状より大きい相似形となるように吐出孔形状を設計することが好ましい。
吐出孔形状は、多葉型であることが好ましい。多葉型としては、Ｙ字型、十字型、６葉型、８葉型又は風車型が好ましい。図１、２は、多葉型の吐出孔形状の例である。図１は６個の凸部を周方向に等間隔で有する６葉型の例であり、その異型度αは２．０７である。図２は３個の湾曲した凸部を周方向に等間隔で有する風車型の例であり、その異型度αは２．２７である。
吐出孔形状は、多葉型であることが好ましい。多葉型としては、Ｙ字型、十字型、６葉型、８葉型又は風車型が好ましい。図１、２は、多葉型の吐出孔形状の例である。図１は６個の凸部を周方向に等間隔で有する６葉型の例であり、その異型度αは２．０７である。図２は３個の湾曲した凸部を周方向に等間隔で有する風車型の例であり、その異型度αは２．２７である。
前記繊維原料は、繊維を構成するポリマーを溶媒に溶解した紡糸原液が好ましい。
紡糸原液の固形分濃度は１０〜３０質量％が好ましく、１３〜２８質量％がより好ましく、１５〜２５質量％がさらに好ましい。前記固形分濃度が前記範囲の下限値以上であると凝固浴での溶剤置換が速やかに行われ、糸切れが起こりにくい。上限値以下であると紡糸溶液の粘度が高くなりすぎない。
紡糸原液の固形分濃度は１０〜３０質量％が好ましく、１３〜２８質量％がより好ましく、１５〜２５質量％がさらに好ましい。前記固形分濃度が前記範囲の下限値以上であると凝固浴での溶剤置換が速やかに行われ、糸切れが起こりにくい。上限値以下であると紡糸溶液の粘度が高くなりすぎない。
以下、アクリル繊維を例に挙げて、異形断面繊維の製造方法の詳細を説明する。本明細書においてアクリル繊維とは、アクリロニトリル及びこれと重合可能な不飽和単量体の共重合体（アクリロニトリル系ポリマー）からなる繊維を意味する。
前記不飽和単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、又はこれらのアルキルエステル類、酢酸ビニル、アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、さらに目的によってはビニルベンゼンスルホン酸ソーダ、メタリルスルホン酸ソーダ、アリルスルホン酸ソーダ、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸ソーダ、ソディウムパラスルホフェニールメタリルエ−テル等のイオン性不飽和単量体を用いることができる。これらの不飽和単量体は、１種でもよく２種以上組み合わせてもよい。
ポリマーを構成する全単量体単位に対して、アクリロニトリル単位の含有量は８０質量％以上が好ましく、８５質量％以上がより好ましい。上限は９９質量%以下が好ましい。
例えば、前記アクリロニトリル単位の含有量は８０〜９９質量％が好ましく、８５〜９９質量％がより好ましい。
アクリル繊維を構成するアクリロニトリル系ポリマーは、１種でもよく、アクリロニトリル単位の含有量が異なる２種以上の混合物でもよい。
アクリロニトリル系ポリマーの重合方法は、特に限定されず、懸濁重合、溶液重合等が例示できる。アクリロニトリル系ポリマーの分子量は通常アクリル繊維の製造に用いられる範囲の分子量であればよく、特に限定しない。例えば、ポリマー濃度が０．５重量％であるジメチルホルムアミド溶液の、２５℃における還元粘度（以下、「希釈溶液（０．５％）の還元粘度」ともいう。）が１．５〜３．０であることが好ましい。アクリロニトリル系ポリマーの分子量が低すぎると、紡糸性が低下すると同時に原糸の糸質も悪化する傾向にある。分子量が高すぎると、紡糸原液に最適粘度を与えるポリマー濃度が低くなり、生産性が低下する傾向にある。アクリロニトリル系ポリマーの分子量は、これらの不都合が生じないように、紡糸条件に応じて選択することが好ましい。
前記不飽和単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、又はこれらのアルキルエステル類、酢酸ビニル、アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、さらに目的によってはビニルベンゼンスルホン酸ソーダ、メタリルスルホン酸ソーダ、アリルスルホン酸ソーダ、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸ソーダ、ソディウムパラスルホフェニールメタリルエ−テル等のイオン性不飽和単量体を用いることができる。これらの不飽和単量体は、１種でもよく２種以上組み合わせてもよい。
ポリマーを構成する全単量体単位に対して、アクリロニトリル単位の含有量は８０質量％以上が好ましく、８５質量％以上がより好ましい。上限は９９質量%以下が好ましい。
例えば、前記アクリロニトリル単位の含有量は８０〜９９質量％が好ましく、８５〜９９質量％がより好ましい。
アクリル繊維を構成するアクリロニトリル系ポリマーは、１種でもよく、アクリロニトリル単位の含有量が異なる２種以上の混合物でもよい。
アクリロニトリル系ポリマーの重合方法は、特に限定されず、懸濁重合、溶液重合等が例示できる。アクリロニトリル系ポリマーの分子量は通常アクリル繊維の製造に用いられる範囲の分子量であればよく、特に限定しない。例えば、ポリマー濃度が０．５重量％であるジメチルホルムアミド溶液の、２５℃における還元粘度（以下、「希釈溶液（０．５％）の還元粘度」ともいう。）が１．５〜３．０であることが好ましい。アクリロニトリル系ポリマーの分子量が低すぎると、紡糸性が低下すると同時に原糸の糸質も悪化する傾向にある。分子量が高すぎると、紡糸原液に最適粘度を与えるポリマー濃度が低くなり、生産性が低下する傾向にある。アクリロニトリル系ポリマーの分子量は、これらの不都合が生じないように、紡糸条件に応じて選択することが好ましい。
紡糸原液は、アクリロニトリル系ポリマーを溶剤に溶解して調製する。このとき、紡糸原液の総質量に対する前記アクリロニトリル系ポリマーの含有量（ポリマー濃度）を１０〜３０質量％とする。ポリマー濃度が１０質量％以上であると、吐出孔の形状と、凝固後の繊維状物の断面の形状との差が大きくなく、異形断面繊維の断面形状を制御しやすい。ポリマー濃度が３０質量％以下であると、紡糸原液の経時安定性に優れ、紡糸安定性に優れる。
溶剤としてはジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の有機溶剤；硝酸、ロダン酸塩水溶液、塩化亜鉛水溶液等の無機溶剤；を用いることができる。異形断面繊維の断面形状を、吐出孔の形状により制御しやすい点で、有機溶剤が好ましい。
凝固浴として用いる溶剤水溶液の濃度は２５〜５０質量％が好ましい。凝固浴の温度は２０〜６０℃が好ましい。
溶剤としてはジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の有機溶剤；硝酸、ロダン酸塩水溶液、塩化亜鉛水溶液等の無機溶剤；を用いることができる。異形断面繊維の断面形状を、吐出孔の形状により制御しやすい点で、有機溶剤が好ましい。
凝固浴として用いる溶剤水溶液の濃度は２５〜５０質量％が好ましい。凝固浴の温度は２０〜６０℃が好ましい。
凝固後の繊維状物の引き取り速度と紡糸原液の吐出線速度の比で定義される紡糸ドラフトを０．７〜３．０とすると良好な紡糸状態を維持しやすい。紡糸ドラフトが０．７以上であると、吐出孔の形状と凝固後の繊維状物の断面形状との差が少ない。このため目的の断面形状を得やすく、また、断面ムラも抑制しやすい。紡糸ドラフトが３．０以下であると凝固浴中での糸切れを抑制しやすく、製造安定性に優れる。
得られた繊維状物は、必要に応じて、公知の方法で延伸して単繊維繊度を０．０１〜１．０ｄｔｅｘに調整する。また、必要に応じて、繊維状物の洗浄、乾燥、又は緩和処理等を行う。得られた繊維は用途に応じて所定の長さにカットして原綿とすることができる。
図３は、繊維断面が６葉型である異形断面繊維の例を示す顕微鏡写真である。図４は、繊維断面が風車型である異形断面繊維の例を示す顕微鏡写真である。
得られた繊維状物は、必要に応じて、公知の方法で延伸して単繊維繊度を０．０１〜１．０ｄｔｅｘに調整する。また、必要に応じて、繊維状物の洗浄、乾燥、又は緩和処理等を行う。得られた繊維は用途に応じて所定の長さにカットして原綿とすることができる。
図３は、繊維断面が６葉型である異形断面繊維の例を示す顕微鏡写真である。図４は、繊維断面が風車型である異形断面繊維の例を示す顕微鏡写真である。
＜第２の実施形態：不織布＞
本実施形態の不織布は、第１の実施形態の異形断面繊維を１０質量％以上含む。
本実施形態の不織布は、第１の実施形態の異形断面繊維を１０質量％以上含む。
異形断面繊維の単繊維繊度が０．０１ｄｔｅｘ以上であれば、不織布の強度に優れ、１．０ｄｔｅｘ以下であれば、吸遮音性能に優れる。これらの観点から、前記単繊維繊度は０．０５〜０．８ｄｔｅｘであることがより好ましく、０．１〜０．６ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。
異形断面繊維の異形度αが１．５以上であれば、比表面積が大きくなり、不織布の吸遮音性能に優れる。４．０以下であれば、不織布への加工時の工程通過性に優れる。
異形断面繊維の異形度αが１．５以上であれば、比表面積が大きくなり、不織布の吸遮音性能に優れる。４．０以下であれば、不織布への加工時の工程通過性に優れる。
不織布における異形断面繊維の含有率が１０質量％以上であれば、異形断面繊維を含むことによる吸遮音性能の向上効果が充分に得られる。吸遮音性能の点からは、異形断面繊維の含有率は高い方が好ましく、１００質量％でもよい。
これらの観点から、不織布における異形断面繊維の含有率は、３０〜１００質量％が好ましく、５０〜１００質量％がより好ましく、６０〜１００質量％が最も好ましい。
不織布は、成形性の点から、所望の吸遮音性能が得られる範囲で、そのほかの繊維を含有してもよい。
例えば、不織布における異形断面繊維の含有率は、１０〜９０質量％でもよく、１０〜７０質量％でもよい。
また、不織布における異形断面繊維の含有率は、３０〜９０質量％でもよく、３０〜７０質量％でもよく、５０〜９０質量％でもよく、５０〜７０質量％でもよく、６０〜９０質量％でもよく、６０〜７０質量％でもよい。
これらの観点から、不織布における異形断面繊維の含有率は、３０〜１００質量％が好ましく、５０〜１００質量％がより好ましく、６０〜１００質量％が最も好ましい。
不織布は、成形性の点から、所望の吸遮音性能が得られる範囲で、そのほかの繊維を含有してもよい。
例えば、不織布における異形断面繊維の含有率は、１０〜９０質量％でもよく、１０〜７０質量％でもよい。
また、不織布における異形断面繊維の含有率は、３０〜９０質量％でもよく、３０〜７０質量％でもよく、５０〜９０質量％でもよく、５０〜７０質量％でもよく、６０〜９０質量％でもよく、６０〜７０質量％でもよい。
そのほかの繊維として、融着繊維を含有してもよい。融着繊維は、異形断面繊維よりも低融点の繊維であり、例えば融点が１００〜１３０℃のポリエステル繊維等が好適に用いられる。
異形断面繊維と融着繊維の混合物を、融着繊維が熱融着する温度で加熱処理した後、冷却する方法で、不織布を製造できる。
不織布における融着繊維の含有率は１０〜４０質量％が好ましく、２０〜３５質量％がより好ましい。前記範囲の下限値以上であると不織布を任意の形態に加工しやすく、上限値以下であると融着繊維を含むことによる吸遮音性能の低下を抑制しやすい。
本実施形態の不織布は、例えば異形断面繊維を１０〜９０質量％、融着繊維を１０〜４０質量％含有し、かつ異形断面繊維と融着繊維の合計が２０〜１００質量％であることが好ましい。また、異形断面繊維を３０〜８０質量％、融着繊維を２０〜３５質量％含有し、かつ異形断面繊維と融着繊維の合計が５０〜１００質量％であることが好ましい。
異形断面繊維と融着繊維の混合物を、融着繊維が熱融着する温度で加熱処理した後、冷却する方法で、不織布を製造できる。
不織布における融着繊維の含有率は１０〜４０質量％が好ましく、２０〜３５質量％がより好ましい。前記範囲の下限値以上であると不織布を任意の形態に加工しやすく、上限値以下であると融着繊維を含むことによる吸遮音性能の低下を抑制しやすい。
本実施形態の不織布は、例えば異形断面繊維を１０〜９０質量％、融着繊維を１０〜４０質量％含有し、かつ異形断面繊維と融着繊維の合計が２０〜１００質量％であることが好ましい。また、異形断面繊維を３０〜８０質量％、融着繊維を２０〜３５質量％含有し、かつ異形断面繊維と融着繊維の合計が５０〜１００質量％であることが好ましい。
本実施形態の不織布は、目付が１００〜６００ｇ／ｍ２、であることが好ましい。 不織布の目付が１００ｇ／ｍ２以上であれば、吸遮音性能が高くなりやすく、６００ｇ／ｍ２以下であれば、成形性が良くコストも抑えられる。これらの観点から、不織布の目付は２００〜５５０ｇ／ｍ２であることがより好ましく、３００〜５００ｇ／ｍ２であることがさらに好ましい。
本実施形態の不織布は、厚さが３〜３０ｍｍであることが好ましい。不織布の厚さが、３ｍｍ以上であれば、吸遮音性能が高くなりやすく、３０ｍｍ以下であれば、小さな隙間にも利用できる汎用性の高い不織布となる。これらの観点から、不織布の厚さは５〜２５ｍｍであることがより好ましく、８〜２０ｍｍであることがさらに好ましい。
本実施形態の不織布は、厚さが３〜３０ｍｍであることが好ましい。不織布の厚さが、３ｍｍ以上であれば、吸遮音性能が高くなりやすく、３０ｍｍ以下であれば、小さな隙間にも利用できる汎用性の高い不織布となる。これらの観点から、不織布の厚さは５〜２５ｍｍであることがより好ましく、８〜２０ｍｍであることがさらに好ましい。
本実施形態の不織布は、周波数４００〜５０００Ｈｚにおける透過損失が５．１ｄＢ以上であることが好ましい。
前記透過損失の平均値が５．１ｄＢ以上であれば、吸遮音性能として優れた効果が得られやすい。この観点から、前記透過損失の平均値は５．３ｄＢ以上がより好ましく、５．５ｄＢ以上がさらに好ましく、５．７ｄＢ以上が特に好ましい。前記透過損失の平均値の上限は、２０ｄＢあれば吸遮音効果は十分であり、１５ｄＢ以下でも効果は良く、１０ｄＢ以下でも効果はある。
これらの観点から、前記透過損失は、５．１〜２０ｄＢが好ましく、５．３〜２０ｄＢがより好ましく、５．５〜２０ｄＢがさらに好ましく、５．７〜２０ｄＢが特に好ましい。
前記透過損失は、５．１〜１５ｄＢでもよく、５．３〜１５ｄＢでもよく、５．５〜１５ｄＢでもよく、５．７〜１５ｄＢでもよい。
前記透過損失は、５．１〜１０ｄＢでもよく、５．３〜１０ｄＢでもよく、５．５〜１０ｄＢでもよく、５．７〜１０ｄＢでもよい。
前記透過損失の平均値は、例えば、不織布の厚さが大きいほど高くなる傾向がある。また不織布の目付が大きいほど高くなる傾向がある。
前記透過損失の平均値が５．１ｄＢ以上であれば、吸遮音性能として優れた効果が得られやすい。この観点から、前記透過損失の平均値は５．３ｄＢ以上がより好ましく、５．５ｄＢ以上がさらに好ましく、５．７ｄＢ以上が特に好ましい。前記透過損失の平均値の上限は、２０ｄＢあれば吸遮音効果は十分であり、１５ｄＢ以下でも効果は良く、１０ｄＢ以下でも効果はある。
これらの観点から、前記透過損失は、５．１〜２０ｄＢが好ましく、５．３〜２０ｄＢがより好ましく、５．５〜２０ｄＢがさらに好ましく、５．７〜２０ｄＢが特に好ましい。
前記透過損失は、５．１〜１５ｄＢでもよく、５．３〜１５ｄＢでもよく、５．５〜１５ｄＢでもよく、５．７〜１５ｄＢでもよい。
前記透過損失は、５．１〜１０ｄＢでもよく、５．３〜１０ｄＢでもよく、５．５〜１０ｄＢでもよく、５．７〜１０ｄＢでもよい。
前記透過損失の平均値は、例えば、不織布の厚さが大きいほど高くなる傾向がある。また不織布の目付が大きいほど高くなる傾向がある。
＜第３の実施形態：吸遮音材＞
本実施形態の吸遮音材は、第１の実施形態の異形断面繊維を１０質量％以上含む。吸遮音材に各種性能を付与するために、異形断面繊維以外の繊維又は部材を含有させてもよい。
本実施形態の吸遮音材の形態としては、不織布、又は不織布の積層体が挙げられる。
吸遮音材の総質量に対して、前記異形断面繊維の含有率が１０質量％以上であれば、前記異形断面繊維を含むことによる吸遮音性能の向上効果が充分に得られる。吸遮音性能の点からは、前記含有率は高い方が好ましく、１００質量％でもよい。吸遮音材における異形断面繊維の含有率は、１０〜１００質量％であることが好ましく、２０〜１００質量％であることがより好ましく、３０〜１００質量％であることがさらに好ましい。
吸遮音材における異形断面繊維の含有率は、１０〜９０質量％でもよく、１〜７０質量％でもよい。
吸遮音材における異形断面繊維の含有率は、３０〜９０質量％でもよく、３０〜７０質量％でもよい。
吸遮音材における異形断面繊維の含有率は、５０〜９０質量％でもよく、５０〜７０質量％でもよい。
また、本実施形態の吸遮音材と、不織布以外の部材とを組み合わせた複合体の形態で使用してもよい。不織布以外の部材は、吸遮音性能を有するものでもよく、有さないものでもよい。例えば所望の吸遮音性能が得られる範囲で、フィルム、シート、又は樹脂層等を、本実施形態の吸遮音材に積層してもよい。
本実施形態の吸遮音材は、第１の実施形態の異形断面繊維を１０質量％以上含む。吸遮音材に各種性能を付与するために、異形断面繊維以外の繊維又は部材を含有させてもよい。
本実施形態の吸遮音材の形態としては、不織布、又は不織布の積層体が挙げられる。
吸遮音材の総質量に対して、前記異形断面繊維の含有率が１０質量％以上であれば、前記異形断面繊維を含むことによる吸遮音性能の向上効果が充分に得られる。吸遮音性能の点からは、前記含有率は高い方が好ましく、１００質量％でもよい。吸遮音材における異形断面繊維の含有率は、１０〜１００質量％であることが好ましく、２０〜１００質量％であることがより好ましく、３０〜１００質量％であることがさらに好ましい。
吸遮音材における異形断面繊維の含有率は、１０〜９０質量％でもよく、１〜７０質量％でもよい。
吸遮音材における異形断面繊維の含有率は、３０〜９０質量％でもよく、３０〜７０質量％でもよい。
吸遮音材における異形断面繊維の含有率は、５０〜９０質量％でもよく、５０〜７０質量％でもよい。
また、本実施形態の吸遮音材と、不織布以外の部材とを組み合わせた複合体の形態で使用してもよい。不織布以外の部材は、吸遮音性能を有するものでもよく、有さないものでもよい。例えば所望の吸遮音性能が得られる範囲で、フィルム、シート、又は樹脂層等を、本実施形態の吸遮音材に積層してもよい。
＜第４の実施形態：吸遮音材＞
本実施形態の吸遮音材は、第２の実施形態の不織布を５０質量％以上含む。吸遮音材に各種性能を付与するために、第２の実施形態の不織布以外の部材を含有させてもよい。
本実施形態の吸遮音材の形態としては、第２の実施形態の不織布、第２の実施形態の不織布とそれ以外の不織布の積層体、又は第２の実施形態の不織布と不織布以外の部材との複合体が挙げられる。
吸遮音材の総質量に対して、第２の実施形態の不織布の含有率が５０質量％以上であれば、第２の実施形態の不織布を含むことによる吸遮音性能の向上効果が充分に得られる。吸遮音性能の点からは、前記含有率は高い方が好ましく、１００質量％でもよい。
不織布以外の部材は、吸遮音性能を有するものでもよく、有さないものでもよい。例えば所望の吸遮音性能が得られる範囲で、フィルム、シート、又は樹脂層等を、第２の実施形態の不織布に積層してもよい。
本実施形態の吸遮音材は、第２の実施形態の不織布を５０質量％以上含む。吸遮音材に各種性能を付与するために、第２の実施形態の不織布以外の部材を含有させてもよい。
本実施形態の吸遮音材の形態としては、第２の実施形態の不織布、第２の実施形態の不織布とそれ以外の不織布の積層体、又は第２の実施形態の不織布と不織布以外の部材との複合体が挙げられる。
吸遮音材の総質量に対して、第２の実施形態の不織布の含有率が５０質量％以上であれば、第２の実施形態の不織布を含むことによる吸遮音性能の向上効果が充分に得られる。吸遮音性能の点からは、前記含有率は高い方が好ましく、１００質量％でもよい。
不織布以外の部材は、吸遮音性能を有するものでもよく、有さないものでもよい。例えば所望の吸遮音性能が得られる範囲で、フィルム、シート、又は樹脂層等を、第２の実施形態の不織布に積層してもよい。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。尚、実施例における各項目の測定方法は以下の通りである。
（単繊維繊度の測定方法）
オートバイブロ式繊度測定器（サーチ制御電気社製、ＤｅｎｉｏｒＣｏｍｐｕｔｅｒＤＣ−１１）を使用し、温度２５℃、湿度６５％の条件下で単繊維繊度を測定した。２５回測定して、平均値を単繊維繊度の測定値とした。
（単繊維繊度の測定方法）
オートバイブロ式繊度測定器（サーチ制御電気社製、ＤｅｎｉｏｒＣｏｍｐｕｔｅｒＤＣ−１１）を使用し、温度２５℃、湿度６５％の条件下で単繊維繊度を測定した。２５回測定して、平均値を単繊維繊度の測定値とした。
（繊維の異形度α等の測定方法）
繊維軸に対して垂直方向に繊維断面を切り出し、イオンコーター（エイコー・エンジニアリング社製、ＩＢ−３型）でＡｕ蒸着した繊維断面を、走査電子顕微鏡（日立製作所社製、Ｓ−３５００Ｎ）を使用し、倍率２０００倍にて撮影した。得られた画像を面積測定プログラム（Ｑｕｉｃｋ Ｇｒａｉｎ）で処理して、断面積Ａ、周囲長Ｐを測定した。断面積Ａから円相当直径を算出して繊維の「直径」とした。Ａ、Ｐの値を用い前記式（１）により異形度を算出した。１０サンプルについて異形度を求め、その平均値を異形度αの測定値とした。
繊維軸に対して垂直方向に繊維断面を切り出し、イオンコーター（エイコー・エンジニアリング社製、ＩＢ−３型）でＡｕ蒸着した繊維断面を、走査電子顕微鏡（日立製作所社製、Ｓ−３５００Ｎ）を使用し、倍率２０００倍にて撮影した。得られた画像を面積測定プログラム（Ｑｕｉｃｋ Ｇｒａｉｎ）で処理して、断面積Ａ、周囲長Ｐを測定した。断面積Ａから円相当直径を算出して繊維の「直径」とした。Ａ、Ｐの値を用い前記式（１）により異形度を算出した。１０サンプルについて異形度を求め、その平均値を異形度αの測定値とした。
（透過損失及び吸音率の測定方法）
ＡＳＴＭ Ｅ２６１１に準拠して、所定の周波数の範囲における透過損失を測定した。ＪＩＳ Ａ １４０５−２に準拠して、所定の周波数の範囲における吸音率を測定した。測定装置は、日本音響エンジニアリング社製、型番ＷｉｎＺａｃを使用した。
ＡＳＴＭ Ｅ２６１１に準拠して、所定の周波数の範囲における透過損失を測定した。ＪＩＳ Ａ １４０５−２に準拠して、所定の周波数の範囲における吸音率を測定した。測定装置は、日本音響エンジニアリング社製、型番ＷｉｎＺａｃを使用した。
（実施例１）
９３質量％のアクリロニトリル単位、及び７質量％の酢酸ビニル単位からなる共重合体を水系懸濁重合により得た。この共重合体の希釈溶液（０．５％）の還元粘度は２．０であった。
得られた共重合体をジメチルアセトアミドに溶解して共重合体濃度２４質量％の紡糸原液を得た。
得られた紡糸原液を、紡糸ノズルより、凝固浴中に吐出して繊維状物を得た。凝固浴は、温度が４０℃、ジメチルアセトアミド濃度が５０％の水溶液とした。紡糸ノズルの吐出孔の形状は、図１に示すような６葉型とした。吐出孔の面積（開孔面積）Ａ’は１５００μｍ２、異形度α’は２．２５とした。紡糸ドラフトの値は１．５とした。得られた繊維状物を、さらに９５℃の熱水中で５倍に延伸し、洗浄し、乾燥ロールによる乾燥を行い、加圧水蒸気雰囲気下で熱緩和処理した。続いて、２２０℃の乾熱ローラーを用いて２倍に乾熱延伸し、更に機械捲縮を付与し、単繊維繊度０．４ｄｔｅｘの繊維Ａを得た。
繊維Ａの断面積、周囲長、直径及び異形度を上記の方法で測定した。その結果を表１に示す（以下、同様）。
９３質量％のアクリロニトリル単位、及び７質量％の酢酸ビニル単位からなる共重合体を水系懸濁重合により得た。この共重合体の希釈溶液（０．５％）の還元粘度は２．０であった。
得られた共重合体をジメチルアセトアミドに溶解して共重合体濃度２４質量％の紡糸原液を得た。
得られた紡糸原液を、紡糸ノズルより、凝固浴中に吐出して繊維状物を得た。凝固浴は、温度が４０℃、ジメチルアセトアミド濃度が５０％の水溶液とした。紡糸ノズルの吐出孔の形状は、図１に示すような６葉型とした。吐出孔の面積（開孔面積）Ａ’は１５００μｍ２、異形度α’は２．２５とした。紡糸ドラフトの値は１．５とした。得られた繊維状物を、さらに９５℃の熱水中で５倍に延伸し、洗浄し、乾燥ロールによる乾燥を行い、加圧水蒸気雰囲気下で熱緩和処理した。続いて、２２０℃の乾熱ローラーを用いて２倍に乾熱延伸し、更に機械捲縮を付与し、単繊維繊度０．４ｄｔｅｘの繊維Ａを得た。
繊維Ａの断面積、周囲長、直径及び異形度を上記の方法で測定した。その結果を表１に示す（以下、同様）。
（実施例２）
単繊維繊度が０．６ｄｔｅｘとなるように延伸倍率を変更した以外は実施例１と同様にして繊維Ｂを得た。
単繊維繊度が０．６ｄｔｅｘとなるように延伸倍率を変更した以外は実施例１と同様にして繊維Ｂを得た。
（実施例３）
吐出孔の形状を図２に示す風車型にし、単繊維繊度が０．４ｄｔｅｘとなるように延伸した以外は実施例１と同様にして繊維Ｃを得た。
吐出孔の形状を図２に示す風車型にし、単繊維繊度が０．４ｄｔｅｘとなるように延伸した以外は実施例１と同様にして繊維Ｃを得た。
（実施例４）
吐出孔の形状を図２に示す風車型にし、単繊維繊度が０．６ｄｔｅｘとなるように延伸した以外は実施例１と同様にして繊維Ｄを得た。
吐出孔の形状を図２に示す風車型にし、単繊維繊度が０．６ｄｔｅｘとなるように延伸した以外は実施例１と同様にして繊維Ｄを得た。
（実施例５）
吐出孔の形状を図２に示す風車型にし、単繊維繊度が０．２ｄｔｅｘとなるように延伸した以外は実施例１と同様にして繊維Ｅを得た。
吐出孔の形状を図２に示す風車型にし、単繊維繊度が０．２ｄｔｅｘとなるように延伸した以外は実施例１と同様にして繊維Ｅを得た。
（比較例１）
紡糸ノズルの吐出孔の形状を丸（直径３５μｍの円形）に変更し、単繊維繊度が０．４ｄｔｅｘとなるように延伸した以外は実施例１と同様にして繊維Ｆを得た。
紡糸ノズルの吐出孔の形状を丸（直径３５μｍの円形）に変更し、単繊維繊度が０．４ｄｔｅｘとなるように延伸した以外は実施例１と同様にして繊維Ｆを得た。
（比較例２）
紡糸ノズルの吐出孔の形状を丸（直径３５μｍの円形）に変更し、単繊維繊度が０．６ｄｔｅｘとなるように延伸した以外は実施例１と同様にして繊維Ｇを得た。
紡糸ノズルの吐出孔の形状を丸（直径３５μｍの円形）に変更し、単繊維繊度が０．６ｄｔｅｘとなるように延伸した以外は実施例１と同様にして繊維Ｇを得た。
（実施例６〜９）
前記繊維Ａ〜Ｄについて、前記吸遮音性能試験（Ｉ）と同じ方法で吸音率を測定した。ただし、測定周波数は３１５〜４０００Ｈｚとし、３１５〜２０００Ｈｚにおける吸音率、４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率、１６００〜４０００Ｈｚにおける吸音率をそれぞれ求めた。
結果を表２に示す。表に示す値は、３つのサンプルの吸音率の測定値の平均である。
前記繊維Ａ〜Ｄについて、前記吸遮音性能試験（Ｉ）と同じ方法で吸音率を測定した。ただし、測定周波数は３１５〜４０００Ｈｚとし、３１５〜２０００Ｈｚにおける吸音率、４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率、１６００〜４０００Ｈｚにおける吸音率をそれぞれ求めた。
結果を表２に示す。表に示す値は、３つのサンプルの吸音率の測定値の平均である。
（比較例３）
繊維Ａを繊維Ｆに変更した以外は、実施例６と同様にして吸音率を測定した。その結果を表２に示す。
繊維Ａを繊維Ｆに変更した以外は、実施例６と同様にして吸音率を測定した。その結果を表２に示す。
表２の結果に示されるように、実施例の繊維Ａ〜Ｄは、比較例の繊維Ｆに比べて、３１５〜２０００Ｈｚ及び４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率は高く、１６００〜４０００Ｈｚにおける吸音率は、同等以上であった。
（実施例１０〜１３）
前記繊維Ａ〜Ｄについて、前記吸遮音性能試験（ＩＩ）と同じ方法で吸音率を測定した。ただし、測定周波数は３１５〜４０００Ｈｚとし、３１５〜２０００Ｈｚにおける吸音率、４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率、１６００〜４０００Ｈｚにおける吸音率をそれぞれ求めた。
結果を表３に示す。表に示す値は、３つのサンプルの吸音率の平均である。
前記繊維Ａ〜Ｄについて、前記吸遮音性能試験（ＩＩ）と同じ方法で吸音率を測定した。ただし、測定周波数は３１５〜４０００Ｈｚとし、３１５〜２０００Ｈｚにおける吸音率、４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率、１６００〜４０００Ｈｚにおける吸音率をそれぞれ求めた。
結果を表３に示す。表に示す値は、３つのサンプルの吸音率の平均である。
（比較例４）
繊維Ａを繊維Ｆに変更した以外は、実施例１０と同様にして吸音率を測定した。その結果を表３に示す。
繊維Ａを繊維Ｆに変更した以外は、実施例１０と同様にして吸音率を測定した。その結果を表３に示す。
表３の結果に示されるように、実施例の繊維Ａ〜Ｄは、比較例の繊維Ｆに比べて、３１５〜２０００Ｈｚ、４００〜１２５０Ｈｚ、及び１６００〜４０００Ｈｚにおける吸音率が、いずれも高かった。
（実施例１４）
４０ｍｍに切断した繊維Ａ７０質量％と、ポリエステル融着繊維（単繊維繊度：２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、融点：１１０℃）３０質量％とを混合した混合原料を、１７０℃で２０分間加熱し、その後冷却して厚さ２０ｍｍ、目付２００ｇ／ｍ２の試験用不織布を製造した。
具体的には、前記混合原料の２８．８ｇを縦２００ｍｍ横３００ｍｍ高さが５０ｍｍの容器に入れ、高さ２０ｍｍまで圧縮した後に、加熱成形を行って、前記不織布を得た。
得られた不織布について前記吸遮音性能試験（ＩＩＩ）と同じ方法で透過損失及び吸音率を測定した。測定周波数は４００〜５０００Ｈｚとし、４００〜５０００Ｈｚにおける透過損失及び吸音率、４００〜１２５０Ｈｚにおける透過損失及び吸音率、１６００〜４０００Ｈｚにおける透過損失及び吸音率をそれぞれ求めた。その結果を表４に示す。表に示す値は、３つのサンプルの透過損失又は吸音率の平均である。
４０ｍｍに切断した繊維Ａ７０質量％と、ポリエステル融着繊維（単繊維繊度：２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、融点：１１０℃）３０質量％とを混合した混合原料を、１７０℃で２０分間加熱し、その後冷却して厚さ２０ｍｍ、目付２００ｇ／ｍ２の試験用不織布を製造した。
具体的には、前記混合原料の２８．８ｇを縦２００ｍｍ横３００ｍｍ高さが５０ｍｍの容器に入れ、高さ２０ｍｍまで圧縮した後に、加熱成形を行って、前記不織布を得た。
得られた不織布について前記吸遮音性能試験（ＩＩＩ）と同じ方法で透過損失及び吸音率を測定した。測定周波数は４００〜５０００Ｈｚとし、４００〜５０００Ｈｚにおける透過損失及び吸音率、４００〜１２５０Ｈｚにおける透過損失及び吸音率、１６００〜４０００Ｈｚにおける透過損失及び吸音率をそれぞれ求めた。その結果を表４に示す。表に示す値は、３つのサンプルの透過損失又は吸音率の平均である。
（実施例１５、１６）
繊維Ａを繊維Ｃ、Ｄに変更した以外は、実施例１４と同様にして試験用不織布を製造し、透過損失及び吸音率を測定した。その結果を表４に示す。
繊維Ａを繊維Ｃ、Ｄに変更した以外は、実施例１４と同様にして試験用不織布を製造し、透過損失及び吸音率を測定した。その結果を表４に示す。
（比較例１７）
繊維Ａを繊維Ｆに変更した以外は、実施例１４と同様にして試験用不織布を製造し、透過損失及び吸音率を測定した。その結果を表４に示す。
繊維Ａを繊維Ｆに変更した以外は、実施例１４と同様にして試験用不織布を製造し、透過損失及び吸音率を測定した。その結果を表４に示す。
表４の結果に示されるように、実施例の繊維Ａ、Ｃ、Ｄは、比較例の繊維Ｆに比べて、４００〜５０００Ｈｚ、４００〜１２５０Ｈｚにおける透過損失が高かった。
また、実施例の繊維Ａ、Ｃ、Ｄは、比較例の繊維Ｆに比べて、４００〜５０００Ｈｚ、４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率が高く、１６００〜４０００Ｈｚにおける吸音率は同等以上であった。
また、実施例の繊維Ａ、Ｃ、Ｄは、比較例の繊維Ｆに比べて、４００〜５０００Ｈｚ、４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率が高く、１６００〜４０００Ｈｚにおける吸音率は同等以上であった。
本発明の異形断面繊維は、吸音性能及び遮音性能（吸遮音性能）に優れた不織布の材料として好適である。
本発明の異形断面繊維の製造方法は、直接紡糸により繊度が小さい異形断面繊維を製造できる。
本発明の不織布は、吸遮音性能に優れる。
本発明の吸遮音材は、吸遮音性能に優れる。
本発明の異形断面繊維の製造方法は、直接紡糸により繊度が小さい異形断面繊維を製造できる。
本発明の不織布は、吸遮音性能に優れる。
本発明の吸遮音材は、吸遮音性能に優れる。
Claims (19)
- 単繊維繊度が０．０１〜０．８ｄｔｅｘであり、かつ繊維軸に垂直方向の繊維断面における下記式（１）で算出される異形度（α）が１．７〜４．０であり、短繊維である、異形断面繊維。
α＝Ｐ／（４πＡ）１／２ ・・・（１）
式中、Ｐは繊維断面における周囲長（単位：μｍ）、Ａは繊維断面の面積（単位：μｍ２）である。 - 単繊維繊度が０．０１〜０．８ｄｔｅｘであり、かつ繊維軸に垂直方向の繊維断面における下記式（１）で算出される異形度（α）が２．４７〜４．０である、異形断面繊維。
α＝Ｐ／（４πＡ）１／２ ・・・（１）
式中、Ｐは繊維断面における周囲長（単位：μｍ）、Ａは繊維断面の面積（単位：μｍ２）である。 - 単繊維繊度が０．０１〜１．０ｄｔｅｘであり、かつ繊維軸に垂直方向の繊維断面における下記式（１）で算出される異形度（α）が１．５〜４．０であり、アクリル繊維である、異形断面繊維。
α＝Ｐ／（４πＡ）１／２ ・・・（１）
式中、Ｐは繊維断面における周囲長（単位：μｍ）、Ａは繊維断面の面積（単位：μｍ２）である。 - アクリル繊維である、請求項１又は２に記載の異形断面繊維。
- 前記アクリル繊維が、アクリロニトリル単位の含有量が８０質量％以上である、請求項３又は４に記載の異形断面繊維。
- 前記繊維断面の面積（Ａ）が０．５〜１００μｍ２であり、前記繊維断面における周囲長（Ｐ）が５〜２５０μｍである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の異形断面繊維。
- 前記繊維断面の形状がＹ字型、十字型、６葉型、８葉型、又は風車型である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の異形断面繊維。
- 単繊維繊度が０．０５〜０．４ｄｔｅｘである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の異形断面繊維。
- 下記吸遮音性能試験（Ｉ）で測定される、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率が０．４０以上である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の異形断面繊維。
（吸遮音性能試験（Ｉ））
４０ｍｍに切断した繊維０．８１ｇを、直径４１．５ｍｍ、厚さ３０ｍｍの円筒状のホルダに入れ、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける垂直入射吸音率を測定し、その平均値を求める。 - 下記吸遮音性能試験（ＩＩ）で測定される、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける吸音率が０．１７以上である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の異形断面繊維。
（吸遮音性能試験（ＩＩ））
４０ｍｍに切断した繊維０．２７ｇを、直径４１．５ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円筒状のホルダに入れ、周波数４００〜１２５０Ｈｚにおける垂直入射吸音率を測定し、その平均値を求める。 - 下記吸遮音性能試験（ＩＩＩ）で測定される、周波数４００〜５０００Ｈｚにおける透過損失が５．１ｄＢ以上である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の異形断面繊維。
（吸遮音性能試験（ＩＩＩ））
繊維長が４０ｍｍの前記異形断面繊維７０質量％と、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍ、融点が１１０℃のポリエステル融着繊維３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分加熱し、その後冷却して厚さ１０ｍｍ、目付４８０ｇ／ｍ２の試験用不織布を得、得られた試験用不織布の、周波数４００〜５０００Ｈｚにおける垂直入射透過損失を測定し、その平均値を求める。 - 吐出孔面積が１００〜３０００μｍ２、吐出孔形状の下記式（２）で算出される異形度（α’）が１．７〜４．０である吐出孔から繊維原料を吐出して繊維状物を得、前記繊維状物を延伸して単繊維繊度を０．０１〜１．０ｄｔｅｘとする、異形断面繊維の製造方法。
α’＝Ｐ’／（４πＡ’）１／２・・・（２）
式中、Ｐ’は吐出孔形状の周囲長（単位：μｍ）、Ａ’は吐出孔面積（単位：μｍ２）である。 - 前記単繊維繊度を０．０１〜０．８ｄｔｅｘとする、請求項１２に記載の異形断面繊維の製造方法。
- 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の異形断面繊維を、１０質量％以上含む、不織布。
- 目付が１００〜５００ｇ／ｍ２、厚さが３〜３０ｍｍである、請求項１４に記載の不織布。
- 周波数４００〜５０００Ｈｚにおける垂直入射透過損失の平均値が５．１ｄＢ以上である、請求項１４又は１５記載の不織布。
- 前記異形断面繊維を１０〜９０質量％、融着繊維を１０〜４０質量％含有し、前記前記異形断面繊維と前記融着繊維の合計が２０〜１００質量％である、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の不織布。
- 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の異形断面繊維を、１０質量％以上含む、吸遮音材。
- 請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の不織布を５０質量％以上含む、吸遮音材。
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