JP3186731U - 複合吸音材 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易に得ることができ、かつ、比較的広い領域において高い吸音効果を発揮できる吸音材を提供する。
【解決手段】主たる構成繊維として木綿繊維を含む不織布層１と、不織布層１の片面に積層された発泡樹脂層２とからなる複合吸音材３であり、不織布層１中には、木綿繊維を５０質量％以上含み、不織布層１側を音の入射側に設置して使用することを特徴とする複合吸音材３。不織布層１としては、木綿繊維と熱接着性繊維とを構成繊維とし、これらの繊維が混合してなるものであり、構成繊維同士は、熱接着繊維の接着成分が溶融または軟化することにより熱接着されて一体化してなる不織布を好ましく用いる。
【選択図】図１

Description

本考案は、吸音材に関するものである。

吸音材としては、様々な形態のものがある。例えば、板状材料、膜状材料、孔開き板が挙げられ、これらの吸音材は、低周波数領域または中周波数領域の特定波数をピークとした山形の吸音カーブを描く。すなわち、これらの材料は、特定の共振、共鳴周波数で高い吸音性能を示す。このことは換言すると、特定の周波数以外の周波数帯ではほとんど吸音性能を示さないことである。したがって、これらの吸音材は、背後に空気層などのスペースを設ける形態にて主に使用されている。

一方、中〜高周波数領域の比較的広い領域で吸音効果を発揮する材料としては、ポリウレタンフォームなどの樹脂発泡材料が多用されている。しかしながら、ポリウレタンフォームでは、低周波領域での吸音性は良好ではない。

また、素材の異なる材料を積層してなる吸音材の開発も進められており、特許文献１には、繊維系吸音層にウレタン樹脂を塗布し発泡させ、繊維系吸音層と、ポリウレタン発泡樹脂層との間に、繊維とポリウレタン樹脂層とが複合してなる遮音層を設ける技術が開示されている。特許文献１の吸音材は、中間層に遮音層を設けたものであり、両面からの音を吸音あるいは防音しており、材料の複合化により一方方向からの音の入射に対する吸音性能の向上を図るものではない。

特許第５１９８１０３号

本考案は、簡易に得ることができ、かつ、比較的広い領域において高い吸音効果を発揮できる吸音材を提供することを課題とする。

本考案は、主たる構成繊維として木綿繊維を含む不織布層と、不織布層の片面に積層された発泡樹脂層とからなる複合吸音材であり、不織布層中には、木綿繊維を５０質量％以上含み、不織布層側を音の入射側に設置して使用することを特徴とする複合吸音材を要旨とするものである。

以下に本考案について詳細に説明する。

本考案の複合吸音材は、図１に概略断面図で示すように、主たる構成繊維として木綿繊維を含む不織布層（１）と、不織布層の片面に積層された発泡樹脂層（２）とから構成される複合吸音材（３）であり、不織布層側を音の入射側に設置して使用する。

不織布層の構成繊維である木綿繊維は、晒し加工の施されていないコーマ糸、晒し加工の施された晒し綿、または織物・編み物から得られた反毛等のいずれの形態であってもよい。また、木綿繊維の繊維長は、一般的に使用されている範囲で差し支えなく、具体的には１０〜５０ｍｍ程度である。

不織布層は、木綿繊維を５０質量％以上含んでいる。より好ましくは、７０質量％以上である。木綿繊維の含有量が５０質量％未満であると、本考案が所望する吸音性能を発揮できない恐れがあり、特に、低・中周波数領域での吸音性能が向上しにくい。

不織布層には、木綿繊維以外の繊維を含有させる場合、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル、レーヨンなどの化学繊維や、麻、羊毛、絹など天然繊維が挙げられる。また、熱可塑性重合体により構成される熱接着性繊維を混合させてもよい。この場合、熱接着性繊維の熱接着成分を溶融または軟化させ、熱接着成分を介して構成繊維同士を熱接着することにより一体化した不織布を不織布層として用いることができる。なお、不織布層は、木綿繊維のみから構成されるものも好ましい。

不織布の形態としては、エアレイド法やカーディング法などの各ウェブフォーミング方法により不織ウェブを得、得られた不織ウェブに、サーマルボンド法といった熱溶融による不織布化したもの、ケミカルボンド法による接着剤を用いて不織布化したもの、ニードルパンチ法、スパンレース法などによる機械的に繊維同士を三次元交絡させることにより不織布化したものなどが挙げられる。なお、ニードルパンチ法やスパンレース法とサーマルボンド法との両者を組み合わせる、あるいは、ニードルパンチ法やスパンレース法とケミカルボンド法との両者を組み合わせる方法により不織布化したものでもよい。なお、サーマルボンド法を採用する場合は、熱接着性繊維を構成繊維として混合するとよい。

不織布の形態として、具体的には、木綿繊維と熱接着性繊維とを構成繊維とし、これらの繊維が混合してなるものであり、構成繊維同士は、熱接着繊維の接着成分が溶融または軟化することにより熱接着されて一体化してなる不織布、また、上記不織布において、構成繊維である木綿繊維と熱接着性繊維とがニードルパンチ法あるいはスパンレース法により三次元的に交絡した状態で、構成繊維同士が熱接着により一体化している不織布、木綿繊維と他の繊維とがニードルパンチ法あるいはスパンレース法により三次元的に交絡することによってのみ不織布化してなる不織布、木綿繊維のみを構成繊維とし、木綿繊維同士がニードルパンチ法あるいはスパンレース法により三次元的に交絡することによってのみ不織布化してなる不織布等が挙げられる。

不織布の目付は、用いる用途や設置場所において適宜選択すればよいが、下限は１００ｇ／ｍ^２以上が好ましい。例えば、スパンレース法により三次元的に交絡してなる不織布は、目付が１００〜２５０ｇ／ｍ^２程度のものを用いて、良好な吸音効果を発揮する。不織布の目付の上限は限定しないが、目付が大きくなると質量が増すため吸音効果は向上する傾向にある。ただし、厚みも大きくなる傾向となるため、コンパクト性が求められる用途には不向きである。よって、コンパクト性を求められるときは、目付は、５００ｇ／ｍ^２以下がよい。

本考案の複合吸音材は、上記した不織布層の片面に発泡樹脂層が積層されている。発泡樹脂層としては、発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレンなどが使用できる。発泡樹脂層においては、樹脂層中の個々の気泡が独立して存在する独立気泡構造、個々の気泡が連続してなる連続気泡構造がある。吸音特性および通気性の観点から、連続気泡構造のものを好ましく用いる。発泡樹脂層の厚みは、コンパクト性を考慮すると、１０〜３０ｍｍ程度がよい。

不織布層の片面に発泡樹脂層を積層する手段としては、接着剤を介して積層一体化する方法が挙げられるが、接着剤を用いることなく、不織布層と発泡樹脂層とを単に重ね合わせて複合吸音材とすることが好ましい。接着剤を用いないことにより、不織布層と発泡樹脂層間には通気性を確実に確保することができ、安定した吸音性能を維持できる。このように、単に重ね合わせて積層する場合は、所定のフレーム（枠）に嵌め込み、少なくとも端部を固定することにより一体化するとよい。接着剤を介して積層一体化する場合は、接着剤を部分的に配置することによって、通気性を確保するとよい。接着剤が膜を形成して接着剤層となり、通気性が損なわれると、不織布層から発泡樹脂層への音の侵入が阻害され、吸音性能が低下する恐れがある。このように部分的に接着剤を存在させる方法としては、パウダー状や繊維状の熱接着剤を用いるとよい。また、発泡樹脂層において、不織布側面となる発泡樹脂層表面を炎であぶり、溶けた樹脂を接着剤とし不織布を貼り合わせる方法（.発泡樹脂のフレームラミネート法）により接着一体化することもできる。

本考案の複合吸音材は、不織布層側を音の入射側に位置するように設置して使用する。その理由は定かではないが、不織布層側を音の入射側に位置することにより、低・中周波数領域の吸音性能が向上する。

本考案によれば、主たる構成繊維として木綿繊維を含む不織布層と、発泡樹脂層とを積層し、不織布層側を音の入射側に設置して使用することにより、低・中〜高波数領域において、幅広い吸音性能を発揮しうる吸音材を、簡易に提供することができる。

また、音の入射側を不織布層とするため、人目に触れる表面に不織布層が位置することとなり、木綿繊維独特の天然繊維の素材感や暖かみを感じることができ、また、不織布表面に染色やプリント等の加工を行うことにより良好な美観を呈するものにもなる。

図１は、本考案に係る複合吸音材の概略断面図である。 図２は、実施例における吸音性を評価したグラフである。 図３は、実施例における吸音性を評価したグラフである。 図４は、実施例における吸音性を評価したグラフである。 図５は、実施例における吸音性を評価したグラフである。

１：不織布層
２：発泡樹脂層
３：複合吸音材

次に、実施例に基づいて本考案を説明するが、本考案は、実施例に限定されるものではない。なお、吸音率は、以下により求めた。
＜吸音率＞
ＪＩＳ Ａ１４０５−２：２００７に基づき、円形断面の音響管を用いて伝達関数法による垂直入射率の測定に従い、垂直入射吸音率を測定した。

実施例１
不織布層として、構成繊維同士が熱接着してなる不織布を用いた。すなわち、木綿繊維として未脱脂漂白木綿繊維を用意し、ポリエステル系熱接着性繊維（ユニチカ社製 銘柄＜７０８０＞）とを質量で７０：３０となるように混綿して開繊しカードウェブを作成し、得られたカードウェブに１５０℃で熱風処理を施すことにより、熱接着性繊維の熱接着成分を溶融させて構成繊維同士を接着させ、厚み１４ｍｍ、目付４４０ｇ／ｍ^２の不織布を得た。

得られた不織布とポリウレタン発泡樹脂（イノアック社製、銘柄：Ｆ−２、厚み２０ｍｍ）と重ね合わせて音響管（円形断面φ２８．６ｍｍを使用）にセットし、不織布側を音の入射方向として吸音率を測定した。なお、比較のために、不織布層のみ、ポリウレタン発泡樹脂層のみについての吸音率もそれぞれ測定した。

実施例２
不織布層として、構成繊維同士が三次元的に交絡した状態で、構成繊維同士が熱繊維してなる不織布を用いた。すなわち、未脱脂漂白木綿繊維、ポリエステル短繊維（ユニチカ社製、銘柄＜１２１＞、繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）、ポリエステル系熱接着性繊維（ユニチカ社製 銘柄＜７０８０＞）を準備し、これらを質量比で５０：２０：３０となるように混綿して開繊しカードウェブを作成し、得られたカードウェブにニーードルパンチ処理を施して、構成繊維同士を三次元的に交絡させた後、１５０℃で熱風処理を施し、熱接着性繊維の熱接着成分を溶融させて構成繊維同士を接着させ、厚み１０ｍｍ、目付５００ｇ／ｍ^２の不織布を得た。

得られた不織布とポリウレタン発泡樹脂（イノアック社製、銘柄：Ｆ−２、厚み２０ｍｍ）と重ね合わせて音響管（円形断面φ２８．６ｍｍを使用）にセットし、不織布側を音の入射方向として吸音率を測定した。なお、比較のために、不織布層のみ、ポリウレタン発泡樹脂層のみについての吸音率も測定した。

実施例３
不織布層として、木綿繊維のみから構成され、構成繊維同士が三次元的に交絡してなる不織布を用いた。すなわち、木綿繊維をカード機に通して得られたカードウェブを、メッシュ状支持体に担持して高圧水流を施し、構成繊維同士を三次元的に交絡させた。この後、マングルロールで余剰水分を絞り取り、乾燥機を通して乾燥し、不織布中の水分を除去して、厚み１．６ｍｍ、目付１５０ｇ／ｍ^２の木綿繊維のみからなるスパレース不織布を得た。

得られた不織布とポリウレタン発泡樹脂（イノアック社製、銘柄：Ｆ−２、厚み２０ｍｍ）と重ね合わせて音響管（円形断面φ２８．６ｍｍを使用）にセットし、不織布側を音の入射方向として吸音率を測定した。なお、比較のために、不織布層のみ、ポリウレタン発泡樹脂層のみについての吸音率も測定した。

測定結果を図２〜４に示す。実施例１は図２、実施例２は図３、実施例３は図４である。図から明らかなように、ポリウレタン発泡樹脂層と不織布層とを積層した本考案の複合吸音材は、低・中周波数領域〜高周波数領域の全体に亘って、良好な吸音効果を示している。また、特に実施例２、３の複合吸音材は、周波数１５００Ｈｚ〜５０００Ｈｚの範囲において、いずれの周波数においても垂直入射吸音率が８０％を超えている。

また、実施例１と実施例２で得られた不織布を用い、それぞれポリウレタン発泡樹脂（イノアック社製、銘柄：Ｆ−２、厚み２０ｍｍ）と重ね合わせて音響管（円形断面φ４０．０ｍｍを使用）にセットし、不織布側を音の入射方向として吸音率を測定した。また、比較として、ポリウレタン発泡樹脂層側を音の入射方向とした吸音率も測定した。その結果を図５に示した。不織布側を音の入射方向とした方が全体的に吸音効果が高いことが分かる。

Claims (7)

1. 主たる構成繊維として木綿繊維を含む不織布層と、不織布層の片面に積層された発泡樹脂層とからなる複合吸音材であり、不織布層中には、木綿繊維を５０質量％以上含み、不織布層側を音の入射側に設置して使用することを特徴とする複合吸音材。
2. 不織布層が、木綿繊維と熱接着性繊維とを構成繊維とし、これらの繊維が混合してなるものであり、構成繊維同士は、熱接着繊維の接着成分が溶融または軟化することにより熱接着されて一体化してなる不織布によって構成されることを特徴とする請求項１記載の複合吸音材。
3. 不織布層が、構成繊維である木綿繊維と熱接着性繊維とが三次元的に交絡した状態で、構成繊維同士が熱接着により一体化していることを特徴とする請求項２記載の複合吸音材。
4. 不織布層が、木綿繊維のみを構成繊維とすることを特徴とする請求項１記載の複合吸音材。
5. 不織布層が、構成繊維同士が三次元的に交絡することのみによって一体化してなる不織布によって構成されることを特徴とする請求項１または４記載の複合吸音材。
6. 周波数１５００Ｈｚ〜４０００Ｈｚの範囲において、いずれの周波数においても垂直入射吸音率が８０％以上であることを特徴とする請求項１〜５記載の複合吸音材。
7. 不織布層と発泡樹脂層とは、重ねた状態でフレームに嵌め込まれることにより積層されていることを特徴とする請求項１〜６記載の複合吸音材。