JP3685315B2

JP3685315B2 - 吸音材及び複合不織布の製造方法

Info

Publication number: JP3685315B2
Application number: JP23062799A
Authority: JP
Inventors: 保榎原
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2019-08-17
Also published as: JP2001055657A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高性能の吸音材に関し、更に詳しくは、高い吸音性能及び制振性を併せ持った吸音材に関するもので、主に自動車用吸音材に好適なものであり、さらには、これらに好適な複合不織布の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、主に自動車内装材では、良好な吸音性能が要求されており、自動車用吸音材料としては、従来よりウレタンフォームやフェルト等が用いられており、最近では、熱可塑性繊維（主として、ポリエステル系繊維）及び芯鞘型（芯；高融点、鞘；低融点）繊維混綿、熱成形（熱融着）不織布等の提案がなされている。
【０００３】
しかしながら、吸音材の吸音性能の要求レベルは、年々高くなっており、特に中高音領域（１０００〜２５００Ｈｚ）での性能レベルのアップが要求されている。この要求に答える為、ウレタンフォーム、フェルト等では、目付けのアップが考えられるが、重量増加につながってしまう。また、熱可塑性繊維使用熱成形不織布についても、２〜６デニールの比較的細いデニールを用いれば、吸音性能のレベルアップは可能であるものの、重量の増加は免れない。
【０００４】
また、表面層がメルトブローン不織布の積層体による吸音材が特開平１０−２０３２６８号に提案されている。これは、上下にポリプロピレンメルトブローン不織布を設置し、これに不織布等を挟み込むものである。これは、表面層に該ポリプロピレンメルトブローン不織布を設置することにより、膜共振を起こし吸音作用を発現させようとするものである。また、該ポリプロピレンメルトブローン不織布に挟み込まれている不織布は、主に多孔質構造体により構成され、多孔質構造による吸音作用をもたらすものであり、この二つの吸音作用を混和させることによって比較的高い吸音作用を実現している。しかしながら、この方法も別々に作成した構造体の単なる組み合わせであり、工程の増加、重量の増加（特に、中層の多孔質不織布）は免れない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決すべく見出されたものであり、重量の増加をおさえると共に、優れた吸音性能と制振性能とを併せ持った自動車用に特に好適な吸音材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明はメルトブロー法により得られた１．０デニール以下の繊維で構成され、面密度が２０〜１００ｇ／ｍ²である不織布中に、短繊維の太さが０．５〜１５デニールであるポリエチレンテレフタレート系短繊維が１ｍ²当たり２０〜１００ｇ分散、混入され、かつ制振性を有することを特徴とする吸音材である。
【０００７】
さらには、メルトブローン繊維間に短繊維を混入させて複合不織布を製造するに際し、混入させる短繊維を、針密度が５０〜２００本／ｍ²、針刺し深さが５〜１８mmでニードルパンチ加工した目付け５０〜２００ｇ／ｍ²の短繊維不織布となし、次いで該短繊維不織布を反毛機を用いて、５００〜５０００ｒｐｍのワイヤーを捲いた回転シリンダーで開繊させて、短繊維をメルトブローン繊維間に混入させることを特徴とする複合不織布の製造方法である。
【０００８】
本発明では、従来技術を基本としながらも、メルトブロー不織布本体の低通気性を活かしながら、内部に短繊維を混入させることにより、別に不織布を作成しメルトブロー不織布を用い両面を貼り合せて得られる従来品に比べて、少ない工程でより低面密度で優れた吸音性能と制振性とを併せ持った吸音材を得ることが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
メルトブローン不織布内に混入させる短繊維は、太さが０．５〜１５デニールであれば十分であり特に限定されないが、主に吸音性を向上させたい場合は０．５〜６デニールを用いることが望ましい。また、一般に比較的細いデニールは吸音性に効果が有り、また太いデニールは制振性に効果が有るため、細デニール（１〜３デニール）及び太デニール（１０〜１５デニール）の混合しても良い。また、制振性に重点を置く場合には、太デニール（１０〜１５デニール）単独でも良い。しかしながら、０．５デニール未満及び１５デニールを超えると十分短繊維を分散させてメルトブローン不織布内に混入させることが困難になるため、望ましくない。また、繊維長については、特に限定はされないが、分散及び吹き込みの容易性より２０〜８０mmがより望ましい。更に、不織布内の多孔質性を向上させる観点より、一般的に嵩高繊維といわれる繊維を使用することがより好ましい。
【００１０】
メルトブローン不織布の面密度(目付け)は、面密度が２０〜１００ｇ／ｍ²で有れば、十分な性能を得ることが出来る。しかしながら、２０ｇ／ｍ²未満であると十分な通気度の低下効果が得られず、また、１００ｇ／ｍ²を超えると通気度が一定以上低下せず、ある一定レベル以上の吸音性能が得られなくなる。
【００１１】
短繊維の混入量は、吸音性のレベルに合わせ１ｍ²当たり２０〜１００ｇ分散、メルトブローン不織布中に混入させれば良い。しかしながら、２０ｇ／ｍ²未満であるとメルトブローン不織布面に短繊維が十分行き渡らず、吸音性能を満足しない。
【００１２】
メルトブローン不織布中に混入する繊維の重量比は、特に限定は無いが、混入の容易さからメルトブローン不織布：混入する繊維は、１００：５０〜１００が望ましい。また、１００ｇを超えるとメルトブローン不織布内に十分分散させる事が出来なくなるため望ましくない。更に、混入に当たっては短繊維の拘束点が増えない様に留意する必要がある。
【００１３】
メルトブローン不織布の素材は、メルトブローン不織布が製造できる熱可塑性繊維であれば良く、特に限定されない。しかしながら、該メルトブローン不織布中に混入する短繊維は、製造時にメルトブローン不織布中で溶融等が起きない高融点繊維であることが必要あり、取り扱いの容易なポリエステル系短繊維である。更に、この場合のメルトブローン不織布は、ポリエステル系短繊維より融点の低い繊維であり、特にポリプロピレン繊維であることが望ましい。
【００１４】
メルトブローン不織布の構成繊維の太さは、１デニール以下であることが必須である。これは、１デニールを超えると十分な通気度の低下が起こらなくなるためである。また、０．５デニール以下であれば、特に限定はされないが、紡糸性の面から０．０００１デニール以上が望ましい。
【００１５】通気度は、吸音性に対し関係が有り、１５cm³／分未満であると、音が不織布中に十分入り込む事ができず、また、１００cm³／分を超えると音が通り易すぎるため不織布中で吸音する効果が低下してしまう。
【００１６】
バネ定数Ｋについては、制振性が最も関係が有り、数値が大きいと剛直なばねとして、小さいと軟らかなバネとして作用する。そのバネ定数の５〜５０ｋｇ／cmの範囲が、制振性に対し最も効果のある領域であり、５ｋｇ／cm未満であると軟らか過ぎ、また５０ｋｇ／cmを超えると剛直過ぎるため制振性は低下する。
【００１７】
複合不織布の製造方法において、メルトブロー法で不織布を製造する際に、短繊維は、充分開繊した状態でを吹き込むことが必要であり、このことにより短繊維は、メルトブローン不織布中に挟まれる形で均一に分散し、存在せしめることができる。
【００１８】
短繊維を十分に開繊させる方法としては、例えば、ニードルパンチ機を用いて面密度が５０〜２００本／ｍ²、針刺し深さが５〜１８mmでニードルパンチ処理した不織布を作成し、その後、反毛機を用いて、該不織布を５０００〜５０００ｒｐｍのワイヤーを捲いた回転シリンダーで開繊させる方法があり、この方法は、短繊維を十分に開繊できるので望ましい。
【００１９】
【作用】
本発明の複合不織布において、比較的低密度で吸音性能に優れる理由は、主として短繊維によって形成される内層の不織布において、繊維の拘束点が減ることにより多孔質吸音性能が向上するものと思われる。メルトブロー不織布内に短繊維を混入させる本発明は、メルトブローン不織布を設置し、これに熱成形、ニードルパンチ不織布等を挟み込む従来のものと比べ、工程数が少ないのみならず、吸音性能が同一性能でよい場合は低密度化が可能であり、同密度であればより優れた吸音性を得ることが出来る。
【００２０】
【実施例】
以下に、本発明の実施例、比較例を用いて更に詳細に説明する。
（実施例１）
単糸デニールが０．０００１〜０．２デニールであり、目付けが４０ｇ／ｍ²であるポリプロピレン製メルトブローン不織布を製造する条件で、紡糸ノズルより吐出された溶融ポリプロピレン繊維の間に、ニードルパンチ機を用いて面密度が５０〜２００本／ｍ²、針刺し深さが５〜１８mmでニードルパンチ処理した不織布を作成した後、反毛機を用いて該不織布を５０００〜５０００ｒｐｍのワイヤーを捲いた回転シリンダーで十分開繊させた２デニールのポリエステル短繊維を、４０ｇ／ｍ²になるように吹き込み機を用いて均一に吹き込み、全体で８０ｇ／ｍ²の複合不織布を作成し、評価試料とした。
【００２１】
（実施例２）
単糸デニールが０．０００１〜０．２デニールであり、目付けが３０ｇ／ｍ²であるポリプロピレン製メルトブローン不織布を製造する条件で、実施例１と同様にしてに、十分開繊された６デニールのポリエステル短繊維を３０ｇ／ｍ²になるように、吹き込み機を用いて均一に吹き込み、全体で６０ｇ／ｍ²の複合不織布を作成し、評価試料とした。
【００２２】
（比較例１）
２デニールのポリエステル短繊維を用いた４０ｇ／ｍ²の不織布の上下に、単糸デニールが０．０００１〜０．２デニールであり、目付けが２０ｇ／ｍ²であるポリプロピレン製メルトブローン不織布を貼り合せたものを比較試料とした。
【００２３】
（比較例２）
６デニールのポリエステル短繊維を用いた３０ｇ／ｍ²の不織布の上下に、単糸デニールが０．０００１〜０．２デニールであり、目付けが１５ｇ／ｍ²であるポリプロピレン製メルトブローン不織布を貼り合せたものを比較試料とした。
【００２４】
（評価方法）
評価は、吸音率（残響室法；ＪＩＳＡ１４０９に準ずる）及び制振性（パネル加振法）を実施した。尚、パネル加振法は、１辺が５００×４００mm、厚さが１．６mmの鋼板パネルをフレームで支持し、その上に試料を設置した後、鋼板パネルを低周波（３００〜５００Ｈｚ）にて振動させ、この時のフレームの加速度ａと試料表面中央部の加速度ｂを測定し、両者の比ａ／ｂにより振動の減衰度として評価するものである。
評価結果については、下記に示した。
【００２５】
【表１】

表１から、実施例の不織布は、１２５０Ｈｚ付近より高い周波数で吸音率が高くなる傾向が顕著である。
【００２６】
【表２】

【００２７】
【発明の効果】
本発明は、１０００Ｈｚ以上の中高周波数領域において、高い吸音性能及び制振性を併せ持った吸音材を提供することが出来る。

Claims

メルトブロー法により得られた１．０デニール以下の繊維で構成され、面密度が２０〜１００ｇ／ｍ²である不織布中に、１〜３デニールの短繊維と１０〜１５デニールの短繊維短繊維が合わせて１ｍ²当たり２０〜１００ｇ分散、混入されていることを特徴とする吸音材。
メルトブローン繊維間に短繊維を混入させて複合不織布を製造するに際し、混入させる短繊維を、針密度が５０〜２００本／ｍ²、針刺し深さが５〜１８ｍｍでニードルパンチ加工した目付け５０〜２００ｇ／ｍ²の短繊維不織布となし、次いで該短繊維不織布を反毛機を用いて、５００〜５０００ｒｐｍのワイヤーを捲いた回転シリンダーで開繊させて、短繊維をメルトブローン繊維間に混入させることを特徴とする複合不織布の製造方法。