JP2021193465A - 吸・遮音材用繊維、該繊維の使用及び吸・遮音材用繊維成型体 - Google Patents

吸・遮音材用繊維、該繊維の使用及び吸・遮音材用繊維成型体 Download PDF

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Abstract

【課題】１０００Ｈｚ以下の音の吸音効果に適する繊維を使用した吸・遮音材用繊維成型体を提供する。【解決手段】単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘ、単繊維の繊維長が２０〜６０ｍｍの吸・遮音材用繊維を７０質量％と、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、融点が１１０℃のポリエステル熱融着繊維を３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分間加熱し、その後冷却して厚み３０ｍｍ、目付１２００ｇ／ｍ２の繊維成型体とする。【選択図】図１

Description

本発明は周波数が１０００Ｈｚ以下の音の吸・遮音に効果的な繊維集合体の形成に適した吸・遮音材用繊維、該繊維の使用及び吸・遮音材用繊維成型体に関するものであり、自動車等の車体や住宅等の内外装材に使用され室内の静粛性を高める吸・遮音材用繊維及び吸・遮音材用繊維成型体に関するものである。
鉄道車両や自動車等に用いられる車両用部品から掃除機等の電化製品まで幅広い分野において吸・遮音材が用いられている。
例えば、自動車の室内に流入される騷音は、エンジンで発生した音が車体を通じて流入される騷音と、タイヤと路面との接触時に発生される騷音が車体を通じて流入される騷音に分けられる。
このような騷音を低減する方法として、流入する騒音を遮音材によって遮る方法と、流入した騒音を吸音材に吸収させる方法がある。
遮音とは、発生した音響エネルギーが遮蔽物によって反射され、遮断されることであり、吸音とは、発生した音響エネルギーが素材の内部経路に沿って伝達されながら熱エネルギーに変換されて消滅することである。
吸・遮音性能向上には、吸・遮音材の重量アップを伴うことが一般的であるが、最近、特に自動車分野において、燃費向上及び省資源のニーズが急速に高まり、吸・遮音材の軽量化が強く叫ばれるようになった。
吸・遮音性能と軽量化の相反する課題を解決させる為には、伝達音に対する優れた遮音と他の伝達経路（窓他）から流入した騒音の効率良い吸音、言い換えると吸・遮音のバランスに優れた材料が求められている。
例えば、自動車においては車内騒音の５０％以上を占めるエンジン音のダッシュ部からの透過音は１００〜１０００Ｈｚ程度の周波数が主であり、この領域の音を効率的に吸・遮音することが求められている。
その目的として、例えば特許文献１には、合成短繊維をマット状に成型し吸音材とすることが提案されている。一般的に用いられるガラス繊維の代わりに１〜５０デニールの合成繊維を使用しているが、吸音効果を発揮させるには重量が大きくなり、自動車等の車体の軽量化には相反するものである。
特許文献２には、単繊維繊度が０．６ｄｔｅｘのポリエステル繊維を含む防音材料が提案されているが、吸音効果は十分ではなかった。さらに単繊維繊度を細くすると製造コストが高くなり過ぎる問題があった。
特許文献３には、ガラス繊維とセルロース繊維を組み合わせた吸音シートが提供されているが、シートの物理量をコントロールすることにより吸音性能を変化させており、軽量化ができていないものである。
特開２００２−２４２０６６号公報 特開２０１６−０３４８２８号公報 特表２０１４−５２１９９５号公報
本発明の目的は、吸・遮音材に用いられ、吸・遮音効果に優れる繊維集合体を得られる単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘ、単繊維の繊維長が２０〜６０ｍｍの吸・遮音材用繊維を提供することにあり、１０００Ｈｚ以下の音の吸音効果に適する当該繊維を使用した吸・遮音材用繊維成型体を提供することにある。
１．単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘ、下記の繊維成型体とした時、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射吸音率の平均値が３７％以上である吸・遮音材用繊維。
２．単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘ、単繊維の繊維長が２０〜６０ｍｍ、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射吸音率の平均値が３７％以上である吸・遮音材用繊維。
３．前記繊維成型体とした時、周波数が３１５〜８００Ｈｚの音における前記垂直入射吸音率の平均値が４０％以上である１または２に記載の吸・遮音材用繊維。
４．前記繊維成型体とした時、周波数が４００〜６３０Ｈｚの音における前記垂直入射吸音率の平均値が３８％以上である１〜３のいずれかに記載の吸・遮音材用繊維。
５．捲縮数が８〜１４個／２５ｍｍ、捲縮率が５〜９％である１〜４のいずれかに記載の吸・遮音材用繊維。
６．前記繊維成型体とした時、周波数が２００〜４０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射透過損失の平均値が９．０ｄＢ以上である１〜５のいずれかに記載の吸・遮音材用繊維。
７．前記繊維成型体とした時、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射透過損失の平均値が６．３ｄＢ以上である１〜６のいずれかに記載の吸・遮音材用繊維。
８．単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘ、下記の繊維成型体とした時、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射吸音率の平均値が３７％以上である繊維の吸・遮音材としての使用。
（繊維成型体）
吸・遮音材用繊維を７０質量％と、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、融点が１１０℃のポリエステル熱融着繊維を３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分間加熱し、その後冷却して厚み３０ｍｍ、目付１２００ｇ／ｍ２の繊維成型体とする。
９．単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘ、単繊維の繊維長が２０〜６０ｍｍ、下記の繊維成型体とした時、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射吸音率の平均値が３７％以上である繊維の吸・遮音材としての使用。
（繊維成型体）
吸・遮音材用繊維を７０質量％と、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、融点が１１０℃のポリエステル熱融着繊維を３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分間加熱し、その後冷却して厚み３０ｍｍ、目付１２００ｇ／ｍ２の繊維成型体とする。
１０．単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘであり、単繊維の繊維長が２０〜６０ｍｍである吸・遮音材用繊維（以下「繊維Ｌ」という。）、熱融着繊維を含有し、
目付Ｄが６００〜２０００ｇ／ｍ２、厚みが３０〜５０ｍｍであって、
下記（１）または（２）を満たす吸・遮音材用繊維成型体。
（１）繊維Ｌの含有率Ｃが２０〜７０質量％
（２）繊維Ｌの含有率が５〜３０質量％であり、繊維Ｌと繊維Ｍとの合計の含有率が４０〜９０質量％である。
繊維Ｍは、該繊維Ｌ、該熱融着繊維以外の、単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘより大きく１．０ｄｔｅｘ以下である他の繊維。
１１．周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における垂直入射吸音率の平均値が４０％以上である１０に記載の吸・遮音材用繊維成型体。
１２．周波数が２００〜４０００Ｈｚの音における垂直入射透過損失の平均値が９．０ｄＢ以上である１０または１１に記載の吸・遮音材用繊維成型体。
１３．熱融着繊維の含有率が１０〜５０質量％であり、熱融着繊維の一部が溶融し、繊維同士が固定化されている部分を有する１０〜１２のいずれかに記載の吸・遮音材用繊維成型体。
１４．さらに、熱融着繊維以外の、単繊維繊度が１．０ｄｔｅｘより大きい繊維Ｎの含有率が５〜７０質量％である１０〜１３のいずれかに記載の吸・遮音材用繊維成型体。
本発明は、周波数が１０００Ｈｚ以下の音の吸・遮音性に優れた繊維成型体を形成できる吸・遮音材用繊維を得ることができ、特に、自動車等の車体や住宅等の内外装材に使用され室内の静粛性を高めることのできる吸・遮音材用繊維を得ることができる。
さらに、当該繊維を使用し、周波数が１０００Ｈｚ以下の音の吸・遮音性に優れた繊維成型体を提供することができる。
実施例１で得られた繊維Ａ［アクリル ０．１ｄｔｅｘ］、参考例１で得られた繊維Ｅ［アクリル １ｄｔｅｘ］及び実施例５で得られた繊維Ｆ［ポリエステル（ＰＥＴ）０．５ｄｔｅｘ］の垂直入射吸音率（％）の測定値を示す図である。
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の吸・遮音材用繊維は、単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘ、下記の繊維成型体とした時、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における垂直入射吸音率の平均値が３７％以上である。
（繊維成型体）
吸・遮音材用繊維を７０質量％と、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、融点が１１０℃のポリエステル熱融着繊維を３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分間加熱し、その後冷却して厚み３０ｍｍ、目付１２００ｇ／ｍ２の繊維成型体とする。
垂直入射吸音率の測定方法は、吸・遮音材用繊維を７０質量％と、単繊維繊度：２．２ｄｔｅｘ、融点が１１０℃のポリエステル熱融着繊維を３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分間加熱し、その後冷却して厚み３０ｍｍ、目付１２００ｇ／ｍ２の繊維成型体とした時の、ＪＩＳ Ａ １４０５−２により垂直入射吸音率を測定する。
単繊維繊度が０．０１ｄｔｅｘ以上であれば、成型体の製造時の該繊維の取り扱いが良好であり、製造コストも高くなり過ぎず、０．５ｄｔｅｘ以下であれば、良好な吸・遮音性能を得ることができる。これらの観点から、前記単繊維繊度は０．０５〜０．４ｄｔｅｘがより好ましく、０．１〜０．３ｄｔｅｘがさらに好ましい。
また、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における垂直入射吸音率の平均値が３７％以上であれば、エンジン音及びダッシュ部からの透過音の低減効果に優れている。この観点から、前記垂直入射吸音率の平均値は４０％以上が好ましく、４３％以上がより好ましく、４６％以上がさらに好ましい。
本発明の吸・遮音材用繊維は、前記繊維成型体とした時、周波数が３１５〜８００Ｈｚの音における前記垂直入射吸音率の平均値が４０％以上であることが好ましい。
本発明の吸・遮音材用繊維は、周波数が３１５〜８００Ｈｚの音における前記垂直入射吸音率に特に優れており、エンジン音の吸・遮音に優れるものである。この観点から、前記繊維成型体とした時、周波数が３１５〜８００Ｈｚの音における前記垂直入射吸音率の平均値が４５％以上であることがさらに好ましく、５０％以上がさらに好ましい。
本発明の吸・遮音材用繊維は、前記繊維成型体とした時、周波数が４００〜６３０Ｈｚの音における前記垂直入射吸音率の平均値が３８％以上であることが好ましい。
本発明の吸・遮音材用繊維は、周波数が４００〜６３０Ｈｚの音における前記垂直入射吸音率に特に優れており、エンジン音の吸・遮音に優れるものである。
この観点から、前記繊維成型体とした時、周波数が４００〜６３０Ｈｚの音における前記垂直入射吸音率の平均値が４５％以上であることがさらに好ましく、５０％以上がさらに好ましい。
本発明の吸・遮音材用繊維に使用される繊維は特に限定されるものではないが、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等の合成繊維、アセテート、プロミックス等の半合成繊維等を好適に用いることができる。
中でも、軽量化の観点から、比重の小さいアクリル繊維、ナイロン繊維をより好適に用いることができ、さらに吸音性や細繊度繊維の生産性の観点から、アクリル繊維をより一層好適に用いることができる。
本発明の吸・遮音材用繊維としてアクリル繊維を用いると、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音の吸音性を良好にすることができる。
本発明の吸・遮音材用繊維は、単繊維の繊維長が２０〜６０ｍｍであることが好ましい。前記繊維長が２０〜６０ｍｍであれば、繊維の分散性も良好で成型体が成型しやすく、より好ましくは２０〜４０ｍｍであり、より一層好ましくは２０〜３５ｍｍである。
本発明の吸・遮音材用繊維は、捲縮数が８〜１４個／２５ｍｍ、捲縮率が５〜９％であることが好ましい。
捲縮数が８〜１４個／２５ｍｍ、捲縮率が５〜９％であれば、繊維集合体にする時の成型性が良好になる。
本発明の吸・遮音材用繊維は、前記繊維成型体とした時、周波数が２００〜４０００Ｈｚの音における垂直入射透過損失の平均値が９．０ｄＢ以上であることが好ましい。
垂直入射透過損失の測定方法は、吸・遮音材用繊維を７０質量％と、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、融点が１１０℃のポリエステル熱融着繊維を３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分間加熱し、その後冷却して厚み３０ｍｍ、目付１２００ｇ／ｍ２の繊維成型体とした時の、ＡＳＴＭ Ｅ２６１１に準拠して、垂直入射透過損失を測定する。
周波数が２００〜４０００Ｈｚの音における垂直入射透過損失の平均値が９．０ｄＢ以上であれば、車外またはエンジンルームから車内への透過音を効率良く低減できる。この観点から、前記垂直入射透過損失の平均値は１０．０ｄＢ以上がより好ましく、１１．０ｄＢ以上がさらに好ましい。
本発明の吸・遮音材用繊維は、前記繊維成型体とした時、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における垂直入射透過損失の平均値が６．３ｄＢ以上であることが好ましい。
周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における垂直入射透過損失の平均値が６．３ｄＢ以上であれば、ダッシュ部からのエンジン音を遮音しやすくなる。この観点から、前記垂直入射透過損失の平均値は６．５ｄＢ以上がより好ましく、７．０ｄＢ以上がさらに好ましい。
本発明の吸・遮音材用繊維の製造方法は、アクリロニトリル共重合体を溶媒に溶解し、固形分濃度を１０〜３０質量％とした紡糸溶液を、紡糸ノズルの吐出孔から、温度が２０〜６０℃、溶剤濃度が２５〜５０質量％の水溶液中に吐出し、単繊維繊度を０．０１〜０．５ｄｔｅｘとするものである。
紡糸溶液の固形分濃度が１０質量％以上であれば、凝固浴での溶剤置換が速やかに行われ、３０質量％以下であれば、紡糸溶液の粘度が高くなりすぎず、糸切れが起こりにくいので好ましい。これらの観点から、紡糸溶液の固形分濃度は、１５〜２８質量％が好ましく、１８〜２５質量％がさらに好ましい。
本発明の単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘ、前記繊維成型体とした時、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射吸音率の平均値が３７％以上である繊維は、吸・遮音材として使用することが好ましい。
単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘのものは、吸・遮音性に優れているため、吸・遮音材として好適に使用することができる。
上記のように、本発明の吸・遮音材用繊維としてはアクリル繊維を好適に用いることができるが、アクリル繊維を用いる場合を例として、以下に説明を行う。
本発明におけるアクリル繊維とは、アクリロニトリル及びこれと重合可能な不飽和単量体からなる。このような不飽和単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、若しく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ーテル等のイオン性不飽和単量体を用いることができる。
ポリマー中のアクリロニトリル単位の含有率は好ましくは８０％以上であり、特に好ましくは８５％以上であり、上限は９９％以下が好ましい。
これらのビニルモノマーは、単独或いは２種以上組み合わされていてもよい。また、本発明の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種類のポリマーからなっていてもよいし、アクリロニトリル含有率の異なる２種以上のポリマーの混合物からなっていてもよい。
上記アクリル系ポリマーの重合方法としては懸濁重合、溶液重合等が選択可能であるが特に限定しない。上記アク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、特に限定しないが、０．５重量％ジメチルホルムアミド溶液としたとき、２５℃における還元粘度が１．５〜３．０の範囲にあることが好ましい。
＜紡糸原液＞
紡糸原液はアクリル系ポリマーを１５質量％〜２８質量％となるように溶剤に溶解して調製するが、濃度が１５質量％以上では、凝固時にノズル孔の形状と繊維断面の形状の差が大きくなく、目的の断面形状を得やすい。一方、２８質量％以下の場合、紡糸原液の経時安定性が良く紡糸安定性が良好である。
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の他、硝酸、ロダン酸塩水溶液、塩化亜鉛水溶液等を用いることができるが、断面形状をノズル孔により制御しようとする場合には、有機溶剤が有利に用いられる。
＜紡糸＞
凝固糸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の範囲となるよう紡出、引き取りすることにより良好な紡糸状態を維持できる。紡糸ドラフトが０．７以上の場合には、凝固時にノズル孔の形状と繊維断面の形状の差が少なく目的の断面形状を得やすく、また、断面ムラも抑えられる。一方、３．０以下であれば凝固浴液中での糸切れが少なく、繊維自体を得ることが容易となる。
得られた凝固糸は公知の方法、条件で延伸、洗浄、乾燥され、得られた繊維は用途に応じて所定の長さにカットされ原綿とすることができる。
本発明の吸・遮音材用繊維成型体は、繊維Ｌ（単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘの吸・遮音材用繊維）等を、ポリエステル繊維等の熱融着繊維で部分的に融着させたものである。本発明の吸・遮音材用繊維成型体は、繊維Ｌ、熱融着繊維以外に、繊維Ｍ（繊維Ｌ、熱融着繊維以外の、単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘより大きく１．０ｄｔｅｘ以下である他の繊維）を含有することができる。
本発明の吸・遮音材用繊維成型体は、目付Ｄが６００〜２０００ｇ／ｍ２、厚みが３０〜５０ｍｍであって、下記（１）または（２）を満たす吸・遮音材用繊維成型体である。
（１）繊維Ｌの含有率Ｃが２０〜７０質量％であり、目付Ｄ（ｇ／ｍ２）と、繊維Ｌの含有率Ｃ（質量％）との関係が、Ｄ≧１６００−３０×Ｃを満たす。
（２）繊維Ｌの含有率が５〜３０質量％であり、さらに繊維Ｍを含有し、繊維Ｌと繊維Ｍとの合計の含有率が４０〜９０質量％である。
本発明の吸・遮音材用繊維成型体は、遮音性・吸音性に優れ、軽量であることから、自動車における車内騒音の防止等の用途に好適に用いることができる。
本発明の吸・遮音材用繊維成型体の目付が４００ｇ／ｍ２以上であれば、吸・遮音性能が良好となり易く、２０００ｇ／ｍ２以下であれば、軽量化がし易くなるので好ましい。これらの観点から、前記目付は５００〜１８００ｇ／ｍ２がより好ましく、６００〜１５００ｇ／ｍ２がさらに好ましい。
さらに、本発明の吸・遮音材用繊維成型体の厚みが２０ｍｍ以上であれば、吸・遮音性能が良好となり易く、５０ｍｍ以下であれば、軽量化がし易くなるので好ましい。これらの観点から、前記厚みは２３〜４０ｍｍがより好ましく、２５〜３５ｍｍがさらに好ましい。
上記（１）における繊維Ｌの含有率Ｃについては、繊維Ｌの含有率Ｃが２０質量％以上であれば、吸・遮音性能が良好となり易く、７０質量％以下であれば、熱融着繊維や繊維Ｎ（熱融着繊維以外の、単繊維繊度が１．０ｄｔｅｘより大きい繊維）を含有することができ、形態安定が得易くなり、コストを低くし易くなる。
これらの観点から、繊維Ｌの含有率Ｃは、３０〜７０質量％がより好ましく、４０〜６０質量％がさらに好ましい。
上記（１）における目付Ｄと、繊維Ｌの含有率Ｃとの関係（Ｄ≧１６００−３０×Ｃ）については、吸・遮音性能を担保するために、繊維Ｌの含有率Ｃが少ない場合には目付を大きくする必要があり、目付が小さい場合には繊維Ｌの含有率Ｃを多くする必要がある。
上記（２）については、繊維Ｌの含有率Ｃが５〜３０質量％と比較的少ない場合には、さらに繊維Ｍを含有させ、繊維Ｌと繊維Ｍとの合計の含有率を４０質量％以上にすることにより吸・遮音性能を良好とすることができ、９０質量％以下であれば、熱融着繊維の含有率が少なくなりすぎないため、形態安定が得易く、コストを低くし易くなる。
本発明の吸・遮音材用繊維成型体は、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における垂直入射吸音率の平均値が３７％以上であることが好ましい。
周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における垂直入射吸音率の平均値が３７％以上であれば、エンジン音及びダッシュ部からの透過音を低減効果に優れたものとすることができる。この観点から、前記垂直入射吸音率の平均値は４０％以上が好ましく、４３％以上がより好ましく、４６％以上がさらに好ましい。
本発明の吸・遮音材用繊維成型体は、繊維Ｌがアクリル繊維であることが好ましい。繊維Ｌとして、単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘと比較的小さいアクリル繊維を用いた場合には、図１に示すように、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における吸音性を良好なものとすることができる。
本発明の吸・遮音材用繊維成型体は、周波数が２００〜４０００Ｈｚの音における垂直入射透過損失の平均値が９．０ｄＢ以上であることが好ましい。
波数が２００〜４０００Ｈｚの音における垂直入射透過損失の平均値が９．０ｄＢ以上であれば、車外またはエンジンルームから車内への透過音を効率良く低減できる。この観点から、前記垂直入射透過損失の平均値は１０．０ｄＢ以上がより好ましく、１１．０ｄＢ以上がさらに好ましい。
本発明の吸・遮音材用繊維成型体は、熱融着繊維の含有率が１０〜５０質量％であり、熱融着繊維により固着化されていることが好ましい。熱融着繊維により、成型体を構成する繊維が固着化されていることで、複雑な形状でもその形状が維持できるため好ましい。
熱融着繊維の含有率が１０質量％以上であれば、繊維成型体の形状を維持し易くなり、５０質量％以下であれば、本発明の吸・遮音材用繊維を含有でき、吸・遮音性能を良好にし易くなる。
これらの観点から、熱融着繊維の含有率は１５〜４５質量％がより好ましく、２０〜４０質量％がさらに好ましい。
本発明の吸・遮音材用繊維成型体において用いられる熱融着繊維の単繊維繊度は、１〜５ｄｔｅｘが好ましい。
熱融着繊維の単繊維繊度が１ｄｔｅｘ以上であれば、吸・遮音材用繊維成型体を構成する繊維同士を固着化し易くなり、５ｄｔｅｘ以下であれば、吸音率の低下が少なくできる。
これらの観点から、熱融着繊維の単繊維繊度は、１．５〜３ｄｔｅｘがさらに好ましい。
本発明の吸・遮音材用繊維成型体は、繊維Ｌ、繊維Ｍ等を熱融着繊維で部分的に融着させたものであるが、繊維Ｎとして、単繊維繊度が１．０ｄｔｅｘ以上の繊維を用い、その含有率を５〜７０質量％とすることができる。
コストを低減するために、吸・遮音性能において、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における垂直入射吸音率の平均値が４０％以上である範囲で繊維Ｎを含有させることができる。
繊維Ｎの含有率が５質量％以上であれば、コストの低減効果が顕著となり、７０質量％以下であれば、吸・遮音性能が良好である範囲を保ち易い。
繊維Ｎは、コスト低減効果の観点から、リサイクル繊維を用いることが好ましい。
これらの観点から、繊維Ｎの含有率は１５〜６０質量％がより好ましく、２０〜５０質量％がさらに好ましい。
また、本発明の吸・遮音材用繊維成型体は、難燃性能を付与するためにガラス繊維、鉱物繊維等の無機繊維を含有させても良い。
＜実施例＞
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は次の方法に拠った。
＜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％の条件下で測定した。測定は、２５回行い、平均値を使用した。
＜捲縮数、捲縮率の測定方法＞
ＪＩＳ Ｌ １０１５（２０１０） ８．１２に準拠して測定した。
＜垂直入射吸音率・垂直入射透過損失の測定方法＞
吸・遮音材用繊維を７０質量％と、単繊維繊度：２．２ｄｔｅｘ、融点：１１０℃のポリエステル熱融着繊維を３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分間加熱し、その後冷却して厚み３０ｍｍ、目付１２００ｇ／ｍ２の繊維成型体を製造した。
具体的には合計７２ｇの混綿原料を縦２００ｍｍ横３００ｍｍ高さが５０ｍｍの容器に入れ、高さ３０ｍｍまで圧縮した後に、加熱成型を行った。
当該繊維成型体を、ＪＩＳ Ａ １４０５−２及びＡＳＴＭ Ｅ２６１１に準拠して、所定の周波数の範囲における垂直入射吸音率（以下、「吸音率」ともいう。）、垂直入射透過損失（以下、「透過損失」ともいう。）をそれぞれ測定した。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）
アクリロニトリル単位が９３質量％、酢酸ビニル単位が７質量％からなる共重合体を水系懸濁重合により得た。この重合体の０．５質量％ジメチルホルムアミド溶液、２５℃における還元粘度は２．０であった。この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％の紡糸原液とした。紡糸ノズルの吐出孔より前記紡糸原液を４０℃、ジメチルアセトアミド５０％水溶液中に紡糸した。さらに９５℃の熱水で５倍に延伸し、洗浄、油剤付与、乾燥ロールによる乾燥を行い、更に機械捲縮により、捲縮数が１０個／２５ｍｍ、捲縮率が７％、単繊維繊度０．１ｄｔｅｘの表１記載の繊維Ａを得た。
繊維Ａを前記した測定方法により、吸音率、透過損失を測定した。その結果を表２に示す。
（実施例２〜４、参考例１）
紡糸原液の紡糸ノズルからの吐出量を変更して得られる繊度を調整した以外は、実施例１と同様にして、繊維Ｂ〜繊維Ｅを得た。
その後は、実施例１と同様にして繊維成型体を製造し、吸音率、透過損失を測定した。その結果を表２に示す。
（実施例５）
単繊維繊度０．５ｄｔｅｘのポリエステル（ＰＥＴ）繊維Ｆを使用して、実施例１と同様にして、吸音率、透過損失を測定した。その結果を表２に示す。
アクリル繊維とポリエステル繊維とを、同じ単繊維繊度で比較すると、アクリル繊維の方が吸音率の性能は高い。
しかしながら、ポリエステル繊維であっても、単繊維繊度を小さくすれば、吸音率の性能は高くできると考えられる。これは、アクリル繊維の種々単繊維繊度による吸音率の効果から推測できる。
（比較例１）
紡糸原液の紡糸ノズルからの吐出量を変更して得られる繊度を３．３ｄｔｅｘに調整した以外は、実施例１と同様にしてアクリル繊維Ｇを得た。
その後は、実施例１と同様にして繊維成型体を製造し、吸音率、透過損失を測定した。その結果を表２に示す。
単繊維繊度が大きいため、吸音率、透過損失とも低い値であった。
Figure 2021193465
Figure 2021193465
（実施例６）
実施例１で得た単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘの繊維Ａを４０ｍｍに切断した短繊維Ａ（繊維Ｌ）、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５０ｍｍの熱融着ポリエステル短繊維（熱融着繊維）及び単繊維繊度が３．３ｄｔｅｘ、繊維長が５０ｍｍのレギュラーアクリル短繊維（繊維Ｎ）を、短繊維Ａが５０質量％、熱融着ポリエスエル短繊維が３０質量％及びレギュラーアクリル短繊維が２０質量％の混率で混合し、１７０℃で２０分間加熱し、目付が１２００ｇ／ｍ２、厚みが３０ｍｍの不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
（実施例７）
混合する短繊維の混率を表３に示す通りに変えた以外は、実施例６と同様にして不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
（実施例８）
前記短繊維Ａ（繊維Ｌ）、単繊維繊度が０．６ｄｔｅｘ、繊維長が３２ｍｍのポリエステル短繊維（繊維Ｍ）、前記熱融着ポリエステル短繊維（熱融着繊維）及び前記レギュラーアクリル短繊維（繊維Ｎ）を、表３に示す混率で混合した以外は実施例６と同様にして不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
（実施例９、１０）
混合する短繊維の混率を表３に示す通りに変えた以外は、実施例８と同様にして不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
（比較例２）
混合する短繊維の混率を表３に示す通りに変えた以外は、実施例６と同様にして不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
本発明の吸・遮音性アクリル繊維の含有率が少ないため、吸音率が低下した。
（比較例３）
混合する短繊維の混率を表３に示す通りに変えた以外は、実施例６と同様にして不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
本発明の吸・遮音性アクリル繊維を含有しておらず、単繊維繊度の太いレギュラーアクリル繊維では、吸音率を高くできなかった。
（比較例４）
混合する短繊維の混率を表３に示す通りに変えた以外は、実施例６と同様にして不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
本発明の吸・遮音性アクリル繊維を含有しておらず、０．６ｄｔｅｘのポリエステル繊維では、吸音率を高くできなかった。
（実施例１１）
不織布の目付を６００ｇ／ｍ２に変えた以外は、実施例６と同様にして不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
（実施例１２）
混合する短繊維の混率を表３に示す通りに変えた以外は、実施例１１と同様にして不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
（実施例１３）
混合する短繊維の混率を表３に示す通りに変えた以外は、実施例１１と同様にして不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
本発明のアクリル繊維の含有率は３０質量％であったが、目付が小さいため、吸音率が低下した。
（比較例５）
混合する短繊維の混率を表３に示す通りに変えた以外は、実施例１１と同様にして不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
本発明の吸・遮音性アクリル繊維の含有率が少ないため、吸音率が低下した。
（比較例６）
混合する短繊維の混率を表３に示す通りに変えた以外は、実施例１１と同様にして不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
本発明の吸・遮音性アクリル繊維を含有しておらず、単繊維繊度の太いレギュラーアクリル繊維では、吸音率を高くできなかった。
（比較例７）
混合する短繊維の混率を表３に示す通りに変えた以外は、実施例１１と同様にして不織布を得た。
吸音率と透過損失を測定した結果を表３に示す。
本発明の吸・遮音性アクリル繊維を含有しておらず、０．６ｄｔｅｘのポリエステル繊維では、吸音率を高くできなかった。
Figure 2021193465
本発明の吸・遮音材用繊維を用いて不織布のような繊維集合体にし、吸音材・遮音材として利用することで、軽量で静音性が求められる素材（自動車内外装材、住宅用建材の吸・遮音材）に有利に適用できるので、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。

Claims (14)

  1. 単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘ、下記の繊維成型体とした時、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射吸音率の平均値が３７％以上である吸・遮音材用繊維。
  2. 単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘ、単繊維の繊維長が２０〜６０ｍｍ、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射吸音率の平均値が３７％以上である吸・遮音材用繊維。
  3. 前記繊維成型体とした時、周波数が３１５〜８００Ｈｚの音における前記垂直入射吸音率の平均値が４０％以上である請求項１または２に記載の吸・遮音材用繊維。
  4. 前記繊維成型体とした時、周波数が４００〜６３０Ｈｚの音における前記垂直入射吸音率の平均値が３８％以上である請求項１〜３のいずれか一項に記載の吸・遮音材用繊維。
  5. 捲縮数が８〜１４個／２５ｍｍ、捲縮率が５〜９％である請求項１〜４のいずれか一項に記載の吸・遮音材用繊維。
  6. 前記繊維成型体とした時、周波数が２００〜４０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射透過損失の平均値が９．０ｄＢ以上である請求項１〜５のいずれか一項に記載の吸・遮音材用繊維。
  7. 前記繊維成型体とした時、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射透過損失の平均値が６．３ｄＢ以上である請求項１〜６のいずれか一項に記載の吸・遮音材用繊維。
  8. 単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘ、下記の繊維成型体とした時、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射吸音率の平均値が３７％以上である繊維の吸・遮音材としての使用。
    （繊維成型体）
    吸・遮音材用繊維を７０質量％と、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、融点が１１０℃のポリエステル熱融着繊維を３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分間加熱し、その後冷却して厚み３０ｍｍ、目付１２００ｇ／ｍ２の繊維成型体とする。
  9. 単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘ、単繊維の繊維長が２０〜６０ｍｍ、下記の繊維成型体とした時、周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における前記繊維成型体の垂直入射吸音率の平均値が３７％以上である繊維の吸・遮音材としての使用。
    （繊維成型体）
    吸・遮音材用繊維を７０質量％と、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、融点が１１０℃のポリエステル熱融着繊維を３０質量％とを混合し、１７０℃で２０分間加熱し、その後冷却して厚み３０ｍｍ、目付１２００ｇ／ｍ２の繊維成型体とする。
  10. 単繊維繊度が０．０１〜０．５ｄｔｅｘであり、単繊維の繊維長が２０〜６０ｍｍである吸・遮音材用繊維（以下「繊維Ｌ」という。）、熱融着繊維を含有し、
    目付Ｄが６００〜２０００ｇ／ｍ２、厚みが３０〜５０ｍｍであって、
    下記（１）または（２）を満たす吸・遮音材用繊維成型体。
    （１）繊維Ｌの含有率Ｃが２０〜７０質量％
    （２）繊維Ｌの含有率が５〜３０質量％であり、繊維Ｌと繊維Ｍとの合計の含有率が４０〜９０質量％である。
    繊維Ｍは、該繊維Ｌ、該熱融着繊維以外の、単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘより大きく１．０ｄｔｅｘ以下である他の繊維。
  11. 周波数が２００〜１０００Ｈｚの音における垂直入射吸音率の平均値が４０％以上である請求項１０に記載の吸・遮音材用繊維成型体。
  12. 周波数が２００〜４０００Ｈｚの音における垂直入射透過損失の平均値が９．０ｄＢ以上である請求項１０または１１に記載の吸・遮音材用繊維成型体。
  13. 熱融着繊維の含有率が１０〜５０質量％であり、熱融着繊維の一部が溶融し、繊維同士が固定化されている部分を有する請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の吸・遮音材用繊維成型体。
  14. さらに、熱融着繊維以外の、単繊維繊度が１．０ｄｔｅｘより大きい繊維Ｎの含有率が５〜７０質量％である請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の吸・遮音材用繊維成型体。
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JP2019168711A (ja) * 2016-07-27 2019-10-03 三菱ケミカル株式会社 吸・遮音材用繊維、該繊維の使用及び吸・遮音材用繊維成型体

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