JP4032921B2

JP4032921B2 - 吸音材

Info

Publication number: JP4032921B2
Application number: JP2002311180A
Authority: JP
Inventors: 亮一羽根; 伸幸高野
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2022-10-25
Also published as: JP2004143632A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メルトブロー不織布とスパンボンド不織布を貼り合せた積層不織布、あるいはスパンボンド不織布からなる吸音材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンルームや天井材、掃除機等の家電製品等に内包される吸音材として、従来は単層のフェルト等の不織布が多く用いられている。これらの不織布は、発生する騒音を吸収し減衰させる作用を有しているが、その効果は必ずしも十分でなく、不満足なものが多かった。
【０００３】
一方で、昨今のやすらぎ志向の高まりにともない、自動車や家電製品に用いられる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（８００〜２０００Ｈｚ）での性能レベルのアップが要求されている。
【０００４】
この要求にこたえるため、不織布の目付アップが考えられ、現在５００〜２０００ｇ／ｍ²の不織布が用いられている。しかしながら、吸音性能は、向上するものの結果的に厚みおよび重量の増加につながっており、これらを自動車の天井材に用いた場合は自動車内の居室空間が狭くなり、また掃除機に用いた場合は掃除機の小型化の妨げになり、さらにはコストアップにもつながる等の観点から、吸音材の薄型化及び軽量化が必要である。
【０００５】
また、従来、メルトブロー不織布を用いかつ複合不織布構造とした吸音材も知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４等）。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されている吸音材では、短繊維が混入されているため、シート化するにはニードルパンチ等による加工が必要であり、コスト高になるという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載されている吸音材では、メルトブロー不織布が吸音材の表面にあるため、耐磨耗性に劣るという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献３に記載されている吸音材は、ポリエステル系樹脂からなるため耐アルカリ性に劣り、セメントと触れる可能性のある建築資材や土木資材等での使用が制限されるという問題点があった。
【０００９】
また、特許文献４に記載されている吸音材は、ニードルパンチ不織布にメルトブロー不織布を積層したものであるが、その積層にも更なるニードルパンチ加工が必要であるために、加工が煩雑になりコスト高にもつながるという問題点があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−５５６５７号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開２００２−６９８２３号公報
【００１２】
【特許文献３】
特開２００２−６９８２４号公報
【００１３】
【特許文献４】
特開２００２−２００６８７号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような問題を解決しようとするものであり、吸音性能に優れ、かつ軽量であり、さらには生分解性を有する新規な吸音材を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の吸音材は、かかる課題を解決するために以下の（１）〜（２）の構成を有するものであり、また、本発明は、該吸音材を用いた以下の（３）〜（６）の製品を提供するものである。
（１）構成繊維の平均繊維径が１０μｍ以下で目付が３〜１００ｇ／ｍ^２であるメルトブロー不織布と、構成繊維の平均繊維径が５〜５０μｍで目付が１０〜１００ｇ／ｍ^２であるスパンボンド不織布を少なくとも各１層以上用いて、それらを貼り合せ一体化させた積層不織布であって、該積層不織布の通気量が５〜５０ｃｃ／ｃｍ ^２／ｓｅｃであるとともに、さらに前記積層不織布を構成するスパンボンド不織布および／またはメルトブロー不織布を構成する繊維がポリオレフィン系樹脂もしくは生分解性樹脂からなることを特徴とする吸音材。
（２）前記（１）記載の積層不織布を構成するスパンボンド不織布およびメルトブロー不織布を構成する繊維の原料となる生分解性樹脂が、ポリ乳酸系樹脂であることを特徴とする吸音材。
（３）前記（１）または（２）のいずれかに記載の吸音材を用いている車輌。
（４）前記（１）または（２）のいずれかに記載の吸音材を用いている電気製品。
（５）前記（１）または（２）のいずれかに記載の吸音材を用いている建築資材。
（６）前記（１）または（２）のいずれかに記載の吸音材を用いている土木資材。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、前記課題、つまり、優れた吸音性を有し、かつ、軽量であり、なおかつ、生分解性を有する繊維から構成されるため環境への負荷が少ない不織布について鋭意検討し、メルトブロー不織布とスパンボンド不織布を少なくとも各１層以上用いて、それらを貼り合せ一体化させることにより、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。
【００１７】
本発明に用いられる吸音材は、構成繊維の平均繊維径が１０μｍ以下で目付が３〜１００ｇ／ｍ^２であるメルトブロー不織布と、構成繊維の平均繊維径が５〜５０μｍで目付が１０〜１００ｇ／ｍ^２であるスパンボンド不織布を少なくとも各１層以上用いて、それらを貼り合せ一体化させた積層不織布であって、該積層不織布の通気量が５〜５０ｃｃ／ｃｍ ^２／ｓｅｃであるとともに、さらに前記積層不織布を構成するスパンボンド不織布および／またはメルトブロー不織布を構成する繊維がポリオレフィン系樹脂もしくは生分解性樹脂からなるものである。
【００１８】
ここで、本発明において使用されるメルトブロー不織布は、特に限定されるものではないが、溶融したポリマーに加熱高速ガス流体を吹き当てることにより該溶融ポリマーを引き伸ばして極細繊維化し、捕集してシートとする、いわゆるメルトブロー法により製造されたものが好ましい。
【００１９】
該メルトブロー不織布を構成する繊維の平均繊維径は１０μｍ以下である。平均繊維径が１０μｍを超えると、吸音性能が著しく低下するため好ましくない。好ましい平均繊維径は８μｍ以下、さらに好ましい平均繊維径は６μｍ以下である。
【００２０】
該メルトブロー不織布の目付量は３〜１００ｇ／ｍ²であり、好ましくは５〜５０ｇ／ｍ²である。目付が３ｇ／ｍ²よりも低い場合にはメルトブロー不織布による吸音効果が発現できず、吸音性能が低下するため好ましくない。また、目付が１００ｇ／ｍ²よりも高い場合は、シート全体の重量が重く厚みも増大するため吸音材としての利用範囲が狭まり、さらに製造コストも高くなるため好ましくない。
【００２１】
本発明にて使用されるスパンボンド不織布は、特に規定されるものではないが、溶融したポリマーをノズルより押し出し、これを高速吸引ガスにより吸引延伸した後、移動コンベア上に捕集してウェブとし、さらに連続的に熱処理、絡合等を施すことによりシートとする、いわゆるスパンボンド法により製造されたものが好ましい。
【００２２】
該スパンボンド不織布を構成する繊維の平均繊維径は５〜５０μｍであり、好ましくは１０〜２０μｍである。
【００２３】
平均繊維径が５μｍよりも小さい場合には、シートの強度が低下し、またシートにコシがなく柔軟になり過ぎて吸音材としての加工性が悪くなること、さらに生産安定性の面からも好ましくない方向にある。また、平均繊維径が５０μｍを超える場合には、シートがごわつき加工性が悪くなり、またメルトブロー不織布との一体化が難しく好ましくない。
【００２４】
該スパンボンド不織布の目付量は１０〜１００ｇ／ｍ²であり、好ましくは２０〜７０ｇ／ｍ²である。目付が１０ｇ／ｍ²よりも低い場合には、シートの強度が低くなり、用途によっては使用することが難しい場合がある。また、目付が１００ｇ／ｍ²よりも高い場合には、シート全体の重量が重く、吸音材としての用途が限られ、さらに製造コストも高くなる方向にあり好ましくない。
【００２５】
「メルトブロー不織布とスパンボンド不織布を少なくとも各１層以上用いて、それらを貼り合せ一体化させた積層不織布」とは、メルトブロー不織布（以下、「Ｍ」と表記する場合がある）とスパンボンド不織布（以下、「Ｓ」と表記する場合がある）を各１層ずつ貼り合せ一体化させたＳ／Ｍタイプ、２層のスパンボンド不織布の内側に１層のメルトブロー不織布を挟み込み貼り合せ一体化させたＳ／Ｍ／Ｓタイプ、２層のメルトブロー不織布の内側に１層のスパンボンド不織布を挟込み、貼り合せ一体化させたＭ／Ｓ／Ｍタイプ、さらには２層のメルトブロー不織布と２層のスパンボンド不織布を交互に貼り合せ一体化させたＳ／Ｍ／Ｓ／Ｍタイプなど、その積層形態は、特に限定するものではないが、吸音材としての強度、耐磨耗性および加工性の点から表面にスパンボンド不織布の存在するＳ／Ｍ／Ｓタイプが好ましい。
【００２６】
本発明において、メルトブロー不織布とスパンボンド不織布を一体化させる方法は、製布時に同一ネット上で捕集し自己融着により一体化させる方法や、別々に製布した不織布を熱エンボスロールや超音波エンボスロール等を用いて一体化させる熱接着法、さらには別々に製布した不織布をニードルパンチやウオーターパンチ等により一体化させる機械的交絡法など、吸音材として十分な吸音性能が得られれば特に限定されるものではないが、コスト面から、後加工を要さない、製布時に同一ネット上で捕集し自己融着により一体化させる方法が好ましい。
【００２７】
本発明に用いられる積層不織布の通気量は、吸音材として十分な吸音性能を得るために、５〜５０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃとするものであり、好ましくは５〜３０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃとするものである。
【００２８】
通気量が５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃよりも小さい場合には、加工性に劣る。また、通気量が５０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃよりも大きい場合には、吸音性能が低下する。
【００３６】
本発明に用いられるメルトブロー不織布および／またはスパンボンド不織布を構成する繊維は、優れた吸音性能を得るため、ポリオレフィン系樹脂からなるものである。
【００３７】
また、本発明に用いられるメルトブロー不織布および／またはスパンボンド不織布を構成する繊維は、生分解性樹脂からなるものである。
【００３８】
生分解性を有さないポリエステル、ナイロン等を原料として使用した場合は、使用後焼却あるいは埋め立て処分が必要であるが、焼却処理をした場合、焼却時の発熱量が高いため焼却炉を傷めるという問題点があり、また埋め立て処分をした場合には、これら原料が化学的に安定なため、長期間に渡って形状を保ち続けてしまうという環境上の問題点がある。本発明にて供される吸音材においては、生分解性を有する樹脂を原料として使用することにより、焼却処分の必要はなく、埋め立て等の処分後、化学的に分解され自然環境を汚染することがない。
【００３９】
本発明に用いられる生分解性樹脂とは、ポリカプロラクトン系樹脂やポリブチレンサクシネート系樹脂など、生分解性を有する樹脂であればよく、特に限定されるものではないが、融点が高く耐熱性に優れ、また機械的特性に優れる点から、ポリ乳酸系樹脂であることが最も好ましい。
【００４０】
本発明において、車輛とは、自動車、電車、飛行機、船、二輪車、ヘリコプター、潜水艦等のことである。
【００４１】
本発明において、電気製品とは、掃除機、洗濯機、乾燥機、冷蔵庫、電子レンジ、オーブンレンジ、エアコン、ヒーター、オーディオ、テレビ、ミシン、コピー機、電話機、ファクシミリ、パソコン、ワープロ等のことである。
【００４２】
本発明において、建築資材とは、壁紙、床材、畳、天井材、屋根下材、ハウスラップ、断熱材等のことである。
【００４３】
本発明において、土木資材とは、高速道路防音壁、新幹線防音壁、トンネル用遮水シート、線路地盤補強材等のことである。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明をさらに実施例により詳細に説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
【００４５】
なお、各実施例において、吸音材に用いられる不織布として適当な特性を有しているかは、吸音率と強度から評価した。また、使用された後、廃棄された際に、不織布の形状を保ったまま残存し、自然環境を汚染するかは、不織布の生分解性から評価した。
【００４６】
それぞれの評価結果は表１に示したとおりである。
（１）通気量：
不織布の通気量をＪＩＳＬ１９０６のフラジール形法に基づき測定した。
（２）吸音率：
見かけ密度１．５ｋｇ／ｍ³、厚さ１２ｍｍのプレス硬綿基材上に貼り付けたサンプルについて、ＪＩＳＡ１４０５に従って、垂直入射法吸音率（％）を求めた。代表値として１６００Ｈｚの値を用い、６０％以上のものを吸音性能に優れていると判定した。
（３）強度：
不織布の縦方向の引張強さをＪＩＳＬ１９０６に基づき測定し、１００Ｎ／５０ｍｍ以上のものを吸音材用不織布として適していると判定した。
（４）生分解性：
温度５８℃、通気量４０ｍｌ／ｍｉｎの条件のコンポスト中に不織布シートを埋没させ、１年以内に生分解したものを○、１年たっても生分解しなかったものを×と判定した。
実施例１
平均繊維径が１７．６μｍ、目付が３６ｇ／ｍ²であり、ポリプロピレン樹脂を原料としたスパンボンド不織布上に、平均繊維径が４．５μｍ、目付が８ｇ／ｍ²で、ポリプロピレン樹脂を原料としたメルトブロー不織布を捕集し、さらにその上に平均繊維径が１７．６μｍ、目付が３６ｇ／ｍ²で、ポリプロピレン樹脂を原料としたスパンボンド不織布を捕集し、自己融着によって一体化させたＳ／Ｍ／Ｓタイプの積層不織布を得た。得られた不織布の評価結果は表１の通りであり、吸音材として適したものであった。
実施例２
平均繊維径が１７．６μｍ、目付が２２ｇ／ｍ²であり、ポリプロピレン樹脂を原料としたスパンボンド不織布上に、平均繊維径が４．５μｍ、目付が６ｇ／ｍ²で、ポリプロピレン樹脂を原料としたメルトブロー不織布を捕集し、さらにその上に平均繊維径が１７．６μｍ、目付が２２ｇ／ｍ²で、ポリプロピレン樹脂を原料としたスパンボンド不織布を捕集し、自己融着によって一体化させたＳ／Ｍ／Ｓタイプの積層不織布を得た。
【００４７】
得られた不織布の評価結果は、表１の通りであり、吸音材として適したものであった。
実施例３
平均繊維径が１７．６μｍ、目付が８０ｇ／ｍ²であり、ポリプロピレン樹脂を原料としたスパンボンド不織布上に、平均繊維径が４．５μｍ、目付が１０ｇ／ｍ²で、ポリプロピレン樹脂を原料としたメルトブロー不織布を捕集し、自己融着によって一体化させたＳ／Ｍタイプの積層不織布を得た。得られた不織布の評価結果は表１の通りであり、吸音材として適したものであった。
実施例４
平均繊維径が１６．０μｍ、目付が２６０ｇ／ｍ²であり、ポリプロピレン樹脂を原料としたスパンボンド不織布を得た。得られた不織布の評価結果は表１の通りであり、吸音材として適したものであった。
実施例５
平均繊維径が１２．０μｍ、目付が５０ｇ／ｍ²であり、ポリ乳酸樹脂を原料としたスパンボンド不織布の両面に、平均繊維径が３．５μｍ、目付が３０ｇ／ｍ²で、ポリ乳酸樹脂を原料としたメルトブロー不織布を、２０ＭＰａの水圧の柱状水流で貼り合せ一体化させたＭ／Ｓ／Ｍタイプの不織布を得た。得られた不織布の評価結果は表１の通りであり、吸音材として適したものであり、かつ生分解性も有するものであった。
比較例１
平均繊維径が１６．０μｍ、目付が５０ｇ／ｍ²であり、ポリプロピレン樹脂を原料としたスパンボンド不織布を得た。得られた不織布の評価結果は表１の通りであるが、吸音性に劣り、吸音材として不適当なものであった。
比較例２
平均繊維径が４．５μｍ、目付が５０ｇ／ｍ²であり、ポリプロピレン樹脂を原料としたメルトブロー不織布を得た。得られた不織布の評価結果は表１の通りであり、吸音性には優れているものの強度が弱く、吸音材として不適当なものであった。
比較例３
平均繊維径が１７．６μｍ、目付が３０ｇ／ｍ²であり、ポリプロピレン樹脂を原料としたスパンボンド不織布上に、平均繊維径が１２．０μｍ、目付が１０ｇ／ｍ²で、ポリプロピレン樹脂を原料としたメルトブロー不織布を捕集し、自己融着によって一体化させたＳ／Ｍタイプの積層不織布を得た。得られた不織布の評価結果は表１の通りであり、吸音性に劣り、強度も弱く、吸音材として不適当なものであった。
【００４８】
【表１】

【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、特定のスパンボンド不織布と特定のメルトブロー不織布を一体化させることにより、吸音性能に優れ、かつ軽量である新規な吸音材を提供することができる。また、不織布を構成する繊維が生分解性樹脂からなることにより、使用後廃棄しても自然環境を汚染することもほとんどないものである。

Claims

構成繊維の平均繊維径が１０μｍ以下で目付が３〜１００ｇ／ｍ^２であるメルトブロー不織布と、構成繊維の平均繊維径が５〜５０μｍで目付が１０〜１００ｇ／ｍ^２であるスパンボンド不織布を少なくとも各１層以上用いて、それらを貼り合せ一体化させた積層不織布であって、該積層不織布の通気量が５〜５０ｃｃ／ｃｍ ^２／ｓｅｃであるとともに、さらに前記積層不織布を構成するスパンボンド不織布および／またはメルトブロー不織布を構成する繊維がポリオレフィン系樹脂もしくは生分解性樹脂からなることを特徴とする吸音材。
前記積層不織布を構成するスパンボンド不織布およびメルトブロー不織布を構成する繊維の原料となる生分解性樹脂が、ポリ乳酸系樹脂であることを特徴とする請求項１記載の吸音材。
請求項１または２のいずれかに記載の吸音材を用いている車輌。
請求項１または２のいずれかに記載の吸音材を用いている電気製品。
請求項１または２のいずれかに記載の吸音材を用いている建築資材。
請求項１または２のいずれかに記載の吸音材を用いている土木資材。