JP5579985B2 - 防音用不織布材料およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、優れた防音および断熱特性を有する不織布材料に関する。さらに、本発明は、かかる不織布材料の製造方法に関する。さらに、本発明は、通過する通気流量の低減および抑制をもたらし、それが防音に有用であるエアレイド構造に関する。さらに、本発明は自動車の防音にも関する。

本発明の一部の態様は、ダッシュボードのライナーまたはマット、エンジン側バルクヘッド遮蔽、エンジン側ボンネット遮蔽、ホイールハウス車内遮蔽、荷室トリム遮蔽、フロア下敷き、小荷物トレイ、ドアパネルなどの自動車用の防音パネルおよびパッドの製造に関する。本発明は、さらに、食器洗い機や洗濯機などの大型電化製品の防音、建物の内外壁、天井および床の防音および断熱に関する。

本出願は、２００５年４月１日に米国で出願された仮特許出願第６０／６６７８７３号の優先権を主張するものである。この出願の表題は「Ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ Ａｃｏｕｓｔｉｃ ａｎｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ」である。この出願は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。

本出願は、また、２００５年１０月２１日に米国で出願された仮特許出願第６０／７２９２６４号の優先権を主張するものである。この出願の表題は「Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ」である。この出願は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。

自動車の室内は、自動車の車台および車体を通して伝わる可能性のある不快な騒音から遮蔽されることが望ましい。こうした騒音は、典型的には、路面と相互作用するタイヤ、 車外の風、またはエンジンおよびその他の機械部分の動作によってもたらされる。こうした騒音は数ヘルツ（Ｈｚ）から数千Ｈｚまでの範囲の周波数を持つ。

防音ブランケットの製造にはこれまで様々な材料が使われてきた。ブランケットは、自動車両の構造パネルの表面に取り付けるように設計され、構成されている。防音ブランケットまたは防音パッドは、望ましくない路面騒音および外部音を緩和、遮断、吸収または減衰する働きをする。最も一般的には、この種のブランケットには、「ショディ」（再生毛織地）と呼ばれる材料に形成されたリサイクル織物繊維が使われる。発泡素材が使用される場合もある。

当業者の間では、吸音材は、吸収すべき振動数の音の波長の４分の１に相当する厚さの場合に最も効果的であることが知られているが、使用できる遮蔽複合材の実際の厚さはスペースやコストに関する実務的な配慮によって制限を受けることが考えられる。ショディを自動車に使用する場合、ショディは密度が高く、重くなる傾向があることから、遮蔽複合材の厚さの実用的な上限は、多くの場合、２５ｍｍ（１インチ）前後であると考えられている。そのため、当技術分野では、しばしば重量層ないし粘弾性層と呼ばれる防音障壁をショディ材料に適用することによって音の低減効率を全体的に向上させる方法が知られている。その種の障壁材料はカーペット類の固定手段の用途を兼ねることも、またカーペットの構成要素に含めることもできる。例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５を参照のこと。特許文献６で開示されているところでは、一般に鉱物系である高密度不活性粉末が高充填されたアスファルト配合物が溶融状態で適用される。特許文献７では、メラミン樹脂、フェノール・アルデヒド樹脂、ユリア樹脂などの熱硬化性樹脂が紹介されており、さらに特許文献８では、高充填ビニルプラスチゾルが開示されている。特許文献９では、様々な熱硬化性および熱可塑性の障壁材料が高重量または高密度の障壁層を作るために利用されている。さらに、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる特許文献１０では、ポリマー音遮断材が開示されている。

これらの特許の多くで開示されている減音材の欠点は、それらが車両に顕著な重量増をもたらすところにある。音響に関する当業者であれば、最良の音障壁は、多くの場合、鉛板のように高重量で高密度の材料であることを理解している。しかし、たとえ分厚い、または重い音障壁であっても、わずかなピンホールや亀裂があるだけでその性能が損なわれてしまう可能性がある。

音障壁の代わりに吸音材も使われている。吸音材は、典型的には障壁材料よりも明らかに密度が低く、実のところ極めて多孔質であることができる。そのため、その音響性能がピンホールによって被る影響は小さい。知覚される音を低減するためのメカニズムとしては、音エネルギーの吸収以外に、音波の緩和と遮断がある。構造的な遮蔽の要件は自動車分野とは異なっても、技術的な知見は一方から他方に直接適用することができる。

最後の分析では、音の低減（遮断または吸収）の実際の物理的メカニズムは問題とならない。人の耳では、またはマイクロホンであってさえ、透過してくる音が部分的に遮断されたのか、あるいは部分的に吸収されたのかを言い当てることはできない。自動車のバルクヘッドに使用されるものなど、多数の貫通部のある防音・構造パネルの用途においては、吸音材料の方が障壁材料よりも実際には優れた性能を発揮することが考えられる。なぜなら、障壁材料が入射音の遮断に関して高い性能を持つためには貫通部周辺のガスケットはほぼ完璧でなければならないためである。

通常、車両の製造時には、繊維パネルに対して、それぞれの銘柄およびモデルのシートメタルに特有のものとして適合するように、打抜き型により、および／または熱と圧力を加えて行う成形により安定形状の輪郭が与えられる。成形加工では、加熱した金型と常温の材料とを使用することも、防音材料自体を加熱しておいて常温の金型内でプレスすることもできる。

吸音および遮音のための複合材、パッド、詰物またはブランケットの製造および使用における基準とされてきたのは、繊維原材料そのもののコスト、高重量の不織布ブランケットへの加工コスト、および車両の構造パネルに正確にはまるようにするための当該ブランケットの特注成形の容易さである。その他、これまで重要な技術パラメータとされてきたものとしては、そうした繊維不織布の音響特性、その重量のほか、長期にわたる供用中の耐久性がある。供用期間中、繊維不織布は熱および湿度の多様な変化にさらされるほか、油性または水性の接着剤にさらされる可能性も高い。
米国特許第４０５６１６１号明細書 米国特許第４９６６７９９号明細書 米国特許第５２６６１４３号明細書 米国特許第５０６８００１号明細書 米国特許第６１０９３８９号明細書 米国特許第３４２９７２８号明細書 米国特許第３５３６５５７号明細書 米国特許第４０３５２１５号明細書 米国特許第４１３１６６４号明細書 米国特許第３４２４２７０号明細書 米国特許第４８９８４６２号明細書 米国特許第４８８９５９５号明細書 米国特許第４８８８０９３号明細書 米国特許第４８２２４５３号明細書 米国特許第５３７２８８５号明細書 米国特許第５４５６９８２号明細書 米国特許第６８５５４２２号明細書 米国特許第６４０３８５７号明細書 米国特許第３９７２０９２号明細書 米国特許第３９８７９６８号明細書 米国特許第６２４１７１３号明細書 米国特許第６３５３１４８号明細書 米国特許第６１７１４４１号明細書 米国特許第６１５９３３５号明細書 米国特許第５６９５４８６号明細書 米国特許第６３４４１０９号明細書 米国特許第５０６８０７９号明細書 米国特許第５２６９０４９号明細書 米国特許第５６９３１６２号明細書 米国特許第５９２２１６３号明細書 米国特許第６００７６５３号明細書 米国特許第６３５５０７９号明細書 米国特許第６４７９４１５号明細書 米国特許第６５６２７４２号明細書 米国特許第６５６２７４３号明細書 米国特許第６５５９０８１号明細書 米国特許第６４９５７３４号明細書 米国特許第６４２０６２６号明細書 米国特許出願第０９／７１９３３８号明細書 米国特許出願第０９／７７４２４８号明細書 米国特許出願第０９／８５４１７９号明細書 米国特許出願第２００２／００７４０９７号明細書 米国特許出願第２００２／００６６５１７号明細書 米国特許出願第２００２／００９０５１１号明細書 米国特許出願第２００３／０２０８１７５号明細書 米国特許出願第２００４／０１１６８８２号明細書 米国特許出願第２００４／００２０１１４号明細書 米国特許出願第２００４／０１２１１３５号明細書 米国特許出願第２００５／０００４５４１号明細書 国際公開第２００５／０１３８７３号パンフレット ＰＣＴ／ＵＳ０４／４３０３０ M.J.Kocurek & C.F.B.Stevens、「Pulp and Paper Manufacture - Vol 1: Properties of Fibrous Raw Materials and Their Preparation for Pulping」、The Joint Textbook Committee of the Paper Industry、１８２頁（１９８３） R.G.MacdonaldおよびJ.N. Franklin、「Pulp and Paper Manufacture」全３巻、第２版、第１巻「The Pulping of Wood」１９６９年、第２巻「Control, Secondary Fiber, Structural Board, Coating」１９６９年、第３巻「Papermaking and Paperboard Making」（１９７０）、The joint Textbook Committee of the Paper Industry M.J.KocurekおよびC.F.B.Stevens、「Pulp and Paper Manufacture」、第１巻「Properties of Fibrous Raw Materials and Their Preparation for Pulping」、The Joint Textbook Committee of the Paper Industry、１８２頁（１９８３） 「Emulsion Polymers」、Mohamed S. El-Aasser（編集者）、Carrington D. Smith（編集者）、I. Meisel（編集者）、S.Spiegel（共同編集者）、C.S. Kniep（編集補佐）、ISBN: 3-527-30134-8（１９９９年３月に米国カリフォルニア州アナハイムで開催されたAmerican Chemical Society（ＡＣＳ）第２１７回会議より） 「Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers」、Peter A.Lovell（編集者）、Mohamed S. El-Aasser（編集者）、ISBN: 0-471-96746-7（Jassey-Bass, Wiley発行） INJ（International Nonwovens Journal）、Summer 2000、35〜36頁、「Performance on Nonwoven Cellulosic Composites For Automotive Interiors」

燃費の改善には車両のサイズおよび重量の低減が有効であることは以前から知られている。しかし、これまで、期待されるレベルの防音性能を確保しながら、より軽い防音材を組み込むための経済的に採算のとれる選択肢は存在しなかった。ここに提案するのは、防音のためのより軽量な代替案としての不織布構造の提供である。さらに、中を通り抜ける通気流量が低減され、抑制されるようにした不織布構造の提供を提案する。この構造は、１つの態様ではエアレイド構造である。

本発明の便益および利点は防音および断熱の性質を有する不織布材料によって達成される。不織布材料は、複合繊維材料、パッドまたは詰物としてその特徴を表現することもできる。基材は、ここでは「繊維材料」、「コア」または「ベースパッド」と呼び、互いに置き換えが可能であるものとする。繊維をしかるべき位置に保持するため、コアの繊維の間にバインダーが配される。

ある１つの態様では、コアは１つまたは複数の繊維層をなし、そのそれぞれの層は所定の、しかし必ずしも同一ではない密度または組成を有する。それぞれの繊維層は、面積の大半にわたって実質的に均一な密度および厚みをなす繊維の密集体を有する。繊維は熱可塑性バインダー、熱硬化性バインダーまたはそれらの組み合わせによって保持される。バインダーは、コアを構成する繊維層の全重量に対して重量比で下は約０．５パーセントから上は約５０パーセントまでの範囲の量で存在する。バインダーは重量比で約５パーセントから約６０パーセントまでの範囲で存在することが好ましい。

不織布材料は、コアのほか、防カビ剤、難燃剤または熱硬化性樹脂などの粒子を一体化して含むことができる。また、コアは、外側面に貼り付けたポリマーフィルムまたは保持シートを含む補助層を有することができる。ポリマーフィルムは、粒子を充填した高密度ラテックスまたはその他のバインダーをその中に含むことができて、それによって「重量層」を形成する。充填物は、ベースパッドの音響特性をさらに増強する遮音材または反射物として作用する粘弾性ポリマー被覆を生成することが好ましい。

本特許の開示では、従来型のエアレイド機を使って商業規模で防音材を経済的に生産する方法も提供する。不織布材料の生産のための好ましい連続工程では、３つまたはそれ以上の形成ヘッドを持つエアレイド装置によって繊維層が順次形成され、それぞれの層が層界面で互いに完全に一体化されることでコアまたはベースパッドが形成される。エアレイドパッドは、ヘッドが１つまたは２つの機械に複数回かけることによっても製造することができる。その上で、補助層はベースパッドの片側もしくは両側の主面に、またはコア内の独立層として追加することができる。こうすることで、ショディとして知られる従来の再生繊維材料と比べて大幅に重量を減らしつつ、不織布材料の決定的な防音品質を得ることができる。

本発明の様々な不織布材料は特にその重量において優れた吸音材となる。そのことは、独自の実験室音響透過試験（ＬＳＴＴ）におけるサンプルの性能によって実証されている。この実験室におけるスクリーニング試験では、サンプルの片側で「ホワイトノイズ」の増幅音源を使用し、サンプルの反対側でデシベル計のマイクロホンを使用する。９０ｄＢの入射音レベルから５〜１５ｄＢの騒音低減が達成された。その他の標準化された音響試験でも、この種のエアレイド材料の単位重量当たりの優れた性能が示されている。例えば、２つのマイクロホンを使用するＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８のような、または単一の移動式マイクロホンを使用するＡＳＴＭ Ｃ３８４のようなインピーダンス管吸音試験が実施された。この種の試験は１００〜６３００Ｈｚという幅広い範囲をカバーする。

標準音響試験とＬＳＴＴスクリーニング試験との主な違いは、インピーダンス管吸音試験ではマイクロホンはサンプルに対して音源と同じ側にあるのに対して、ＬＳＴＴではマイクロホンと音源の間にサンプルがあるというところにある。また、インピーダンス管吸音試験は周波数にかかわる音響特性の詳細も記録するのに対して、ＬＳＴＴではホワイトノイズの大きさだけを測定する。

１つの実施形態では、繊維材料のエアレイドウェブに対して、乾燥炉に通す前、まだエアレイド機の中にある間にラテックスのバインダーまたは被膜が噴霧される。任意選択として、このラテックスは炭酸カルシウムや硫酸バリウムなどの高密度微粉充填材の担体である。充填材は、その水に対する不溶性、コスト、密度、利用可能な粒度、予想される加工時および使用時の条件のもとでの化学的、物理的安定性に基づいて選択される。

１つの実施形態では、コアまたはベースパッドを含む不織布材料が提供される。コアは、
（Ａ）約９５重量パーセントから約４０重量パーセントまでのマトリックス繊維と、
（Ｂ）約６０重量パーセントから約５重量パーセントまでのコアバインダーとを含む繊維材料であって、ただし、コアにおける重量百分率はコアの全重量に対するものであり、
（Ｃ）コアは約２００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまでの基本重量を有しており、
（Ｄ）ベースパッドは約０．０１５ｇ／ｃｍ ^３ から約０．１０ｇ／ｃｍ ^３ までの密度を有しており、
（Ｅ）不織布材料はＬＳＴＴ音響透過試験で５デシベル以上の透過音低減を得る。

任意選択として、不織布材料はさらに、
（Ｆ）基本重量が約１０ｇｓｍから約２０００ｇｓｍまでで、不織布材料の表面と一体化した織布または不織布の担体を含む。

不織布材料はさらに、
（Ｇ）基本重量が約５０ｇｓｍから約４００ｇｓｍまでで、不織布材料の外側表面に存在するか、または不織布材料のコア内に独立した内部層として存在するプラスチック材料含有補助層を含むことができる。

不織布材料のもう１つの実施形態には、
（Ｈ）難燃剤と、
（Ｉ）防水剤と、
を含むことができる。

本発明のもう１つの態様は、１０、２５、場合によっては５０メートル四方、またはそれ以下の面積を持つ不織布材料のパネルである。このパネルは、熱および圧力を加えることで何らかの形状に成形され、その形状が保たれる。

本発明の範囲には、建物、車両または電化製品の構造材または構造表面、およびそれに取り付けられ、または貼り付けられた上述の不織布材料を含む断熱構造が含まれる。本発明のもう１つの実施形態は、上述の不織布材料、およびそこに取り付けられ、貼り付けられ、またはその他接する室内装飾材、カーペット類または構造材もしくは構造表面を含む減音積層体に関する。不織布材料は熱および圧力を加えることで何らかの形状に成形され、その形状が保たれるようにすることができる。

本発明のもう１つの実施形態は、容器および上述の不織布材料を含む何らかの対象物のためのパッケージである。

本発明の範囲には、不織布の製造方法であって、
（１ａ）不織布材料のコアを形成するために、移動式穴あきワイヤの上に１つまたはそれ以上の形成ヘッドから、コアの全重量を基準としたコアにおけるそれぞれの重量百分率で、
（Ａ）約９５重量パーセントから約４０重量パーセントまでのマトリックス繊維と、
（Ｂ）約６０重量パーセントから約５重量パーセントまでのコアバインダーと、
を含む混合物を付着させる段階と、それに続いて、
（２ａ）マトリックス繊維とバインダーの混合物を固結するために不織布材料を加熱する段階とを含む製造方法、または、
（１ｂ）移動式穴あきワイヤの上に、
（Ａ）基本重量が約１０ｇｓｍから約２０００ｇｓｍまでの織布もしくは不織布の担体を付着させる段階と、それに続いて、
（２ｂ）不織布材料のベースパッドを形成するために、担体の上に１つもしくはそれ以上の形成ヘッドから、コアの全重量を基準としたコアにおけるそれぞれの重量百分率で、
（Ｂ）約９５重量パーセントから約４０重量パーセントまでのマトリックス繊維と、
（Ｃ）約６０重量パーセントから約５重量パーセントまでのコアバインダーと、
を含む混合物を付着させ、それによって担体を不織布材料の表面と一体化させる段階と、それに続いて、
（３）マトリックス繊維とバインダーの混合物を固結するために不織布材料を加熱する段階とを含む製造方法であって、
（Ｄ）コアが約２００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまでの基本重量を持ち、
（Ｅ）コアが約０．０１５ｇ／ｃｍ ^３ から約０．１０ｇ／ｃｍ ^３ までの密度を持ち、
（Ｆ）不織布材料がＬＳＴＴ音響透過試験で５デシベル以上の透過音低減を得る、
不織布材料の製造方法が含まれる。

製造方法には、さらに、
（４）基本重量が約５０ｇｓｍから約４００ｇｓｍまでであり、
（Ａ）コアの外側表面に、または、
（Ｂ）不織布材料のコア内に独立した内部層として
存在するプラスチック材料含有補助層を形成する段階を含むことができる。

これらの製造方法は連続的なエアレイド製造方法であることが好ましい。

ここに開示する不織布材料のもう１つの態様は、不織布繊維材料の１表面に沿って薄く軽い「スクリム」を布置することにある。１つの実施形態では、
（Ａ）内側面および外側面を持ち、基本重量が約８ｇｓｍから約２００ｇｓｍまでのスクリムと、
（Ｂ）内側面および外側面を持ち、スクリムの内側面と接する不織布材料の内側面であって、該不織布材料が約１０ｇｓｍから約２０００ｇｓｍまでの基本重量を持ち、不織布材料の全重量に対する重量百分率で約３０重量パーセントから約９５重量パーセントまでのマトリックス繊維と約５重量パーセントから約７０重量パーセントまでのバインダーとを含む不織布材料の内側面と、
（Ｃ）スクリムの外側面に付着させた約１ｇｓｍから約４０ｇｓｍまでのポリマー被覆と、さらに任意選択として、
（Ｄ）不織布材料の外側面に付着させた約１ｇｓｍから約４０ｇｓｍまでの第２のポリマー被覆と、
を含む不織布構造が提供される。

もう１つの実施形態では、
（Ａ）第１の面および第２の面を持ち、基本重量が約８ｇｓｍから約２００ｇｓｍまでのスクリムと、
（Ｂ）スクリムの第１の面に付着させた約１ｇｓｍから約４０ｇｓｍまでのポリマー被覆と、さらに任意選択として、
（Ｃ）スクリムの第２の面に付着させた約１ｇｓｍから約４０ｇｓｍまでの第２のポリマー被覆と、
を含む不織布構造が提供される。

さらに、本発明の範囲には、
（１）内側面および外側面を持つスクリムを提供する段階と、
（２）基本重量が約１０ｇｓｍから約２０００ｇｓｍまでの不織布材料で、該不織布材料の全重量に対する重量百分率で約３０重量パーセントから約９５重量パーセントまでのマトリックス繊維と約５重量パーセントから約７０重量パーセントまでのバインダーとを含む不織布材料をエアレイド法でスクリムの内側面に敷きつめる段階と、
（３）スクリムの外側面に約１ｇｓｍから約４０ｇｓｍまでのポリマー被覆を付着させる段階と、さらに任意選択として、
（４）不織布材料の外側面に約１ｇｓｍから約４０ｇｓｍまでの第２のポリマー被覆を付着させる段階と、
を含む不織布構造の製造方法が含まれる。

不織布の材料および構造は自動車の防音材として有益性を持つ。不織布は自動車におけるその有益性に加え、その材料および構造が、大型電化製品から発生する音の緩和や建物および事務所内の区画の防音にも有効である。壁、床および天井におけるエアレイド遮蔽材の利用も本発明のこの態様の範囲に含まれる。

一部の用途では、不織布繊維材料は、自動車や大型電化製品の個々の銘柄およびモデルなど、それぞれの用途に特有の成形部品を作り上げるために成形加工を受ける。加熱され、加圧された状態に置かれる間に繊維コア内の接合材は固化または硬化し、それによってその特注形状を留める。その後、圧力が解除され、金型からパネルが取り出される。

通常、繊維材料に対しては、防カビ性を与え、さらに難燃性、または場合によって自消性にするための処理が加えられる。防音材が耐水性または防水性であることが望ましい一部用途では、パラフィンやシリコーンオイルなどの耐水剤の塗布が行われる。

上に説明した本発明の特徴がよくわかるように、いくつかの図面を添付する。ただし、添付の図面は限られた数の本発明の実施形態を図示するものであるに過ぎず、本発明はそれ以外の同様に有効な実施形態および適用につながりうるものであってみれば、それによって範囲が限定されると見なされるべきではない。

図１〜５は、様々な実施形態における不織布のエアレイド材料の断面図である。

ここで使用する「繊維材料」および「マトリックス繊維」という用語は、合成繊維またはセルロース繊維をいう。

「スクリム」とは、繊維状の織布または不織布の材料層をいう。スクリムは、エアレイド工程で担体シートとして使用することも、予備形成されたエアレイドまたはその他の不織布材料とコンバーティング工程で結合することもできる。場合によっては、担体という用語とスクリムという用語は互いに置き換え可能である。

実験室音響透過試験（ＬＳＴＴ）とは、パッドサンプルの一方の側で「ホワイトノイズ」の増幅音源を使用し、サンプルの反対側でデシベル計のマイクロホンを使用する実験室スクリーニング試験をいう。９０ｄＢの入射音レベルを用いる。

「コア」とはベースとなる繊維材料をいい、ここでは置き換え可能な形で「繊維材料」、「コア」または「ベースパッド」と呼ぶ。

図１〜５は、様々な実施形態におけるエアレイド不織布材料の断面図である。まず、図１は、均一なベースパッドないし「コア」１０の断面図を示している。エアレイドパッド１０は、マトリックス繊維およびコアバインダーによって作られるエアレイド不織布構造を規定する。「マトリックス繊維」は合成繊維およびセルロース繊維の両方を指す。繊維は、パッドおよび一切の補助的な層または材料の成形中または接合中にいささかも融解または溶解しないことが好ましい。

パッド１０のマトリックス繊維としての用途には様々な天然繊維および合成繊維が適している。好ましいマトリックス繊維はセルロース繊維であるが、マトリックス繊維は合成繊維であることも、またセルロース繊維と合成繊維の混合物であることもできる。

本発明の用途に適したセルロース繊維材料には、針葉樹繊維と広葉樹繊維の両方が含まれる。非特許文献１を参照のこと。この文献は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。代表的な（ただし排他的でない）種類の針葉樹パルプは、スラッシュパイン、バンクスマツ、ラジアータマツ、テーダマツ、ホワイトスプルース、ロッジポールマツ、セコイア、ベイマツに由来する。北米の南部針葉樹および北部針葉樹や、世界のその他の地域の針葉樹を使用することもできる。広葉樹繊維は、オーク、Ｑｕｅｒｃｕｓ属、カエデ、Ａｃｅｒ属、ポプラ、Ｐｏｌｕｌｕｓ属、または広くパルプに使用されるその他の種から得ることができる。Ｔ２３３ｃｍ−９５による測定で繊維長がより長いことから一般には針葉樹繊維が好ましく、また、Ｔ２３４ｃｍ−８４による測定で粗度がより高く、それによって破壊荷重による測定で北部針葉樹繊維に対しても広葉樹繊維に対しても繊維の固有強度が上回ることから、南部針葉樹繊維が最も好ましい。

その他の適当なセルロース繊維には、エスパルト草、バガス、ジュート、カラムシ、ケナフ麻、サイザル麻、マニラ麻、麻、亜麻、ならびにその他のリグニン系およびセルロース系繊維源が含まれる。そのほか、コットンリンターパルプや、架橋セルロース繊維のような化学改質セルロース、Ｂｕｃｋｅｙｅ ＨＰＦのような高純度セルロースが利用可能である。この種の繊維はＢｕｃｋｅｙｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．（米国テネシー州メンフィス）から入手可能である。

繊維材料は、その自然状態から任意のパルプ化工程によって調製することができる。かかる工程には、ケミカル、メカニカル、サーモメカニカル（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカル（ＣＴＭＰ）のそれぞれのパルプ化が含まれる。これらの工業プロセスについては、非特許文献２及び非特許文献３に詳述されている。両文献は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。

パッド１０のマトリックス繊維に使用されるセルロース繊維は、南部針葉樹クラフト、北部針葉樹クラフト、広葉樹、ユーカリ、メカニカル、リサイクル、レーヨンのいずれか１つまたはそれ以上の原料に由来するものであることができる。好ましくは、南部針葉樹クラフト、北部針葉樹クラフト、またはそれらの混合物を使用する。さらに好ましくは、南部針葉樹クラフトを使用する。パッド１０を形成する繊維材料は、クラフト法や亜硫酸法などの化学パルプ化工程によって調製することが好ましい。クラフト法は特に好ましい。南部針葉樹からクラフト法によって調製されたパルプはしばしばＳＳＫと呼ばれる。同様に、南部広葉樹パルプ、北部針葉樹パルプ、北部広葉樹パルプはそれぞれＳＨＫ、ＮＳＫ、ＮＨＫと呼ばれる。リグニンがごく低いレベルになるまで脱リグニンを行った繊維である漂白パルプが好ましいが、アルカリ安定性が問題とならない場合など、一部の用途では、そのコストの低さから無漂白クラフト繊維を使用することもできる。

本発明では、業界で「カーリーファイバー（縮れ繊維）」とも呼ばれる架橋セルロース繊維も有利であり、とりわけ、極端に分厚い不織布材料を実現し、構造１０の弾性を保ちたい場合には有利である。架橋繊維については、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４で記述されている。これらの特許はすべて参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、ボール紙および新聞のリサイクルセルロース繊維も、エアレイド機の空気の流れに乗せるのに十分なほどにその再生繊維をばらすことができれば原料となる。

セルロース繊維は、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成繊維と混合することができる。マトリックス繊維としての用途に適した合成繊維には、酢酸セルロース、ポリオレフィン（ポリエチレンおよびポリプロピレンを含む）、ナイロン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む）、塩化ビニル、ビスコースレーヨンなどの再生セルロース、ガラス繊維、セラミック繊維、および当技術分野において知られる各種二成分繊維が含まれる。二成分繊維は本発明の不織布材料のマトリックス繊維として使用することができるが、二成分繊維については、この先で接合繊維としてのその役割に関連してより詳しく説明し、検討する。

様々な実施形態においてマトリックス繊維または二成分バインダー繊維として使用するのに適したその他の合成繊維には、限定的でない例として、アクリル、ポリアミド（例えば、ナイロン６、ナイロン６／６、ナイロン１２、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸など）、ポリアミン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリル酸、（例えば、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、メタクリル酸およびアクリル酸のエステルなど）、ポリカーボネート（例えば、ポリビスフェノールＡカーボネート、ポリプロピレンカーボネートなど）、ポリジエン（例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリノルボルネンなど）、ポリエポキシド、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリカプロラクトン、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバレレート、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリプロピレンサクシネートなど）、ポリエーテル（例えば、ポリエチレングリコール（ポリエチレンオキサイド）、ポリブチレングリコール、ポリプロピレンオキサイド、ポリオキシメチレン（パラホルムアルデヒド）、ポリテトラメチレンエーテル（ポリテトラヒドロフラン）、ポリエピクロロヒドリンなど）、ポリフルオロカーボン、ホルムアルデヒド重合体（例えば、ユリアホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、フェノールホルムアルデヒドなど）、天然ポリマー（例えば、セルロース誘導体、キトサン、リグニン、ロウなど）、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリブテン、ポリオクテンなど）、ポリフェニレン（例えば、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンエーテルスルホンなど）、ケイ素含有ポリマー（例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリカルボメチルシランなど）、ポリウレタン、ポリビニル（例えば、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールのエステルおよびエーテル、ポリビニルアセテート、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリメチルビニルエーテル、ポリエチルビニルエーテル、ポリビニルメチルケトンなど）、ポリアセタール、ポリアリレート、共重合体（例えば、ポリエチレン−ｃｏ−酢酸ビニル、ポリエチレン−ｃｏ−アクリル酸、ポリブチレンテレフタレート−ｃｏ−ポリエチレンテレフタレート、ポリラウリルラクタム−ｂｌｏｃｋ−ポリテトラヒドロフランなど）を含む様々なポリマーからなる繊維が含まれる。

マトリックス繊維は、コアないしパッド材料１０の全重量に対して約３０重量パーセントから約９５重量パーセントまでの量でベースパッド内に存在することが望ましい。より望ましくは、マトリックス繊維はパッド１０の全重量に対して約４０重量パーセントから約９５重量パーセントまでの量でコア内に存在する。または、望ましくは、約５５重量パーセントから約９０重量パーセントまでの量で存在する。なお好ましくは、約６０重量パーセントから約８０重量パーセントまでの量で存在する。

マトリックス繊維はバインダーによって保持される。バインダーがある場合のその目的は、材料を固結し、一体として保持することにある。マトリックス繊維とバインダーは一体でコアないしベースパッド１０を形成する。

不織布材料での利用に適したバインダーは、各種二成分バインダー繊維またはその混合物、各種ラテックスまたはその混合物、二成分繊維またはそれを各種ラテックスもしくはその混合物と組み合わせた混合物であることができ、それらは熱可塑性であり、熱硬化性であり、またはそれらの性質を兼ね備えたものであることができる。様々な実施形態で熱可塑性粉末を使用することが可能で、不織布繊維材料の中に微粉、チップまたは顆粒の形で含めることができる。

当技術分野では、芯と鞘を有する二成分繊維が知られている。不織布材料、特にエアレイド法で生産される不織布材料の製造には多種多様なものが用いられている。本発明での利用に適した様々な二成分繊維が特許文献１５および特許文献１６に開示されている。これらの特許はいずれも参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。二成分繊維製造者の例として、ＫｏＳａ（米国ノースカロライナ州ソールズベリ）、Ｔｒｅｖｉｒａ（ドイツ、ボビンゲン）、ＥＳ Ｆｉｂｅｒ Ｖｉｓｉｏｎｓ（米国ジョージア州アセンズ）などがある。

本発明の様々な実施形態において有用であるのは、高い可逆的熱特性を有する多成分繊維である。この種の繊維は特許文献１７で開示されている。この特許は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。この種の材料は相変換材または温度調節材料として利用される。一般的に、相変換材料は、熱エネルギーを吸収または放出することによって熱の流れを低減または排除する能力を有する。一般に、相変換材料は、熱エネルギーを吸収または放出することにより、温度安定化域で、またはその範囲内で熱の流れを低減または排除することができる物質または物質の混合物を含むことができる。この温度安定化域には特定の遷移温度または遷移温度域を含むことができる。

構造断熱市場をターゲットとした実施形態の１つは、エアレイド機の融通性を利用して、熱または冷熱を蓄え、６ないし８時間後に放出することができる顆粒またはマイクロカプセルをエアレイドパッド１０の繊維の中に添加するというものである。顆粒は、かかる顆粒による断熱を施した建物のエネルギーコストを下げることができる。

不織布構造の様々な実施形態と組み合わせて使用される相変換材料は、相変換材料が熱を吸収または放出する際に熱エネルギーの流れを阻害することができるが、そのタイミングは、典型的には、相変換材料が、例えば液体と固体の状態、液体と気体の状態、固体と気体の状態、または２種の固体の状態など、２つの状態の間で遷移するときである。この作用は典型的には過渡的なものであり、加熱または冷却の過程で相変換材料の潜熱が吸収または放出されるまで起こる。熱エネルギーは相変換材料に蓄え、または相変換材料から取り出すことが可能であり、典型的には相変換材料は熱源または冷熱源によって実効性のある補給を受けることができる。適当な相変換材料を選択することにより、多成分繊維は様々な製品の中の任意の１つに使用するように設計することができる。

二成分繊維は、その芯および鞘の成分として様々なポリマーを含むことができる。ＰＥ（ポリエチレン）または変性ＰＥの鞘を持つ二成分繊維は、典型的にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはＰＰ（ポリプロピレン）の芯を有する。１つの実施形態では、二成分繊維はポリエステル製の芯とポリエチレン製の鞘を有する。別法として、ＰＰ（ポリプロピレン）、変性ＰＰもしくはＰＥ製の鞘、またはＰＰと変性ＰＥを組み合わせた鞘、または共重合ポリエステルの鞘において該共重合ポリエステルがイソフタル酸変性ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）である鞘で、典型的には芯がＰＥＴもしくはＰＰである多成分繊維、またはＰＰの鞘とＰＥＴの芯、ＰＥの鞘とＰＰの芯、さらに共重合ＰＥＴの鞘を使用することもできる。

繊維のデニールは好ましくは約１．０ｄｐｆから約４．０ｄｐｆまでであり、より好ましくは約１．５ｄｐｆから約２．５ｄｐｆまでである。繊維の長さは好ましくは約３ｍｍから約１２ｍｍまでであり、より好ましくは約４．５ｍｍから約７．５ｍｍまでである。

コアないしベースパッド１０に使用する二成分繊維には、同心型、偏心型、海島型、並列型など、様々な幾何学構成を用いることができる。繊維全体の芯および鞘の成分の相対重量百分率は多様であることができる。

本発明の様々な実施形態において有用なバインダーのもう１つの種類は、ポリエチレン粉末などの粉末状の熱可塑性材料である。

本発明の不織布材料およびコア１０に使用するものとして様々なラテックスバインダーが適している。その一例は、ＡｉｒＦｌｅｘ １２４のようなエチル酢酸ビニル共重合体である。ＡｉｒＦｌｅｘ １２４はＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（米国ペンシルバニア州アレンタウン）で入手することができる。ＡｉｒＦｌｅｘ １２４は約１０パーセントの固形分と、陰イオン界面活性剤のＡＥＲＯＳＯＬ（登録商標）ＯＴ約０．７５重量パーセントを含む。ＡＥＲＯＳＯＬ（登録商標）ＯＴはＣｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（米国ニュージャージー州ウェストパターソン）で入手することができる。スチレン・ブタジエン系やアクリル系のバインダーなど、その他の等級のエマルジョンポリマーバインダーも使用することができる。Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（米国ペンシルバニア州アレンタウン）のＢＩＮＤＥＲ ＡＩＲＦＬＥＸ（登録商標） １２４および１９２に任意選択で二酸化チタンなどの乳白剤や増白剤をエマルジョン中に分散させて加えたものを使用することもできる。スチレン・ブタジエン系、アクリル系、カルボキシル化されたスチレンブタジエンアクリロニトリル（ＳＢＡＮ）など、その他の等級のエマルジョンポリマーバインダーも使用することができる。カルボキシル化されたＳＢＡＮは、Ｄｏｗ Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｌａｔｅｘ ＬＬＣ（米国ノースカロライナ州リサーチトライアングルパーク）の製品６８９５７−８０として入手することができる。Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（米国ミシガン州ミッドランド）は、変性スチレンブタジエン（Ｓ／Ｂ）ラテックスのＣＰ ６１５ ＮＡおよびＣＰ ６９２ ＮＡや、変性スチレンアクリレート（Ｓ／Ａ）ラテックスのＣＰ ６８１０ ＮＡ．など、幅広い種類の適当なラテックスバインダーを提供している。幅広い種類の適当なラテックスについては、非特許文献４および非特許文献５で取り上げられている。また、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ， Ｉｎｃ．（米国、８６９ Ｏｌｄ Ｒｉｃｈｂｕｒｇ Ｒｄ．， Ｃｈｅｓｔｅｒ， ＳＣ ２６７０６）の様々なアクリル系、スチレン・アクリル系およびビニル・アクリル系ラテックスも有用である。また、Ｒｏｈｍ ａｎｄ ＨａａｓのアクリレートエマルジョンポリマーＲｈｏｐｌｅｘ（商標）およびＰｒｉｍａｌ（商標）も有用である。

不織布材料のコア１０におけるバインダーとして有用であること以外に、ラテックス（図示しない）は、埃を抑えるために材料１０の片側または両側の外側面に使用することができる。この用途では、使用量はそれぞれの表面２に対して約２ｇｓｍから約１０ｇｓｍまでの範囲となる。

マトリックス繊維およびコアバインダーを含むコアないしパッド１０の基本重量は約２００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまでである。いくつかの実施形態ではパッド１０の基本重量は約２００ｇｓｍから約１５００ｇｓｍまでであり、他のいくつかでは約１６００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまでである。いくつかの実施形態では、基本重量は約３００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまでの範囲であることができ、他のいくつかでは約４００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまで、他のいくつかでは約５００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまで、他のいくつかでは約６００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまで、他のいくつかでは約７００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまで、他のいくつかでは約８００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまで、他のいくつかでは約９００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまで、他のいくつかでは約１０００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまで、他のいくつかでは約１１００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまで、他のいくつかでは約１２００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまで、他のいくつかでは約１３００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまで、他のいくつかでは約１４００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまで、さらに他のいくつかでは約１５００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまでであることができる。

コアないしパッド１０は約０．０１５ｇ／ｃｍ ^３ から約０．１０ｇ／ｃｍ ^３ の密度であることが望ましい。より望ましくは、パッド１０の密度は約０．０１５ｇ／ｃｍ ^３ から約０．０６ｇ／ｃｍ ^３ であり、いくつかの実施形態では約０．０１７ｇ／ｃｍ ^３ から約０．０４５ｇ／ｃｍ ^３ である。

別の実施形態では、不織布材料またはコア１０は、基本重量が約１０ｇｓｍから約２０００ｇｓｍまでの織布または不織布の担体を含む。担体は不織布材料の表面２と一体をなしており、図１では独立して示されていない。図中で例えれば、担体は図１の層１１のようなものとなるが、その位置はコア１０の下となる。

不織布担体は、セルロース繊維または合成繊維のいずれから作られたものであろうと、当技術分野で知られる多種多様なものを使用することができる。不織布合成繊維には、スパンボンド、メルトブロー、スパンレースのいずれの方法を用いてもよい。一例は、ＨＹＢＯＮＤ（商標）の名で知られるスパンボンド法によるポリプロピレン不織布である。これは、Ｔｅｘｂｏｎｄ ｓ．ｐ．ａ．（イタリア、住所Ｖｉａ Ｆｏｒｎａｃｉ １５／１７， ３８０６８ Ｒｏｖｅｒｔｏ）製の基本重量が２０、４０、５０、６０、７０、１００、１２０および１５０ｇ／ｍ^２のスパンレイド（連続フィラメント）サーマルボンドによるポリプロピレン不織布である。表面が均一で、引裂き強度に優れ、空隙率の高いポリエステルスパンボンド不織布を使用することができる。カレンダー加工、ニードル加工、化学的手段、またはそれらの方法の組み合わせによって接合されたランダムな向きのポリエステルフィラメントのシート製品で、基本重量が１５から５００ｇ／ｍ^２までのポリエステルスパンボンドは、Ｊｏｈｎｓ Ｍａｎｖｉｌｌｅ Ｓａｌｅｓ ＧｍｂＨ（ドイツ、住所Ｍａｘ−Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｓｔｒａｓｓｅ １１， ８６３９９ Ｂｏｂｉｎｇｅｎ）で入手することができる。

様々な天然繊維、合成繊維、およびそれらの混合物によって作られた布、織物、裏打ちなしのカーペット類、およびその他の織布材料を含む織布繊維は担体として使用することができる。ニードルパンチ不織布繊維は担体として使用することができる。また、その代わりに、Ｃｅｌｌｕ Ｔｉｓｓｕｅ Ｃｏ．、現在のＣｅｌｌｕ Ｔｉｓｓｕｅ Ｎｅｅｎａｈ（米国、住所２４９ Ｎ．Ｌａｋｅ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｎｅｅｎａｈ， ＷＩ５４９５６）の製品である１８ ｇ／ｍ^２の３０２４セルロース系担体織物を使用することもできる。

不織布防音材構造のその他の実施形態をここに示す。図２は防音構造２０の他の実施形態の断面図を示したものである。構造２０は、マトリックス繊維およびバインダーを有する図１のコア１０を含む不織布材料である。コアないしエアレイド構造１０の片側に貼り付けられてあるのは補助層１１である。補助層１１には、基本重量が約５０ｇｓｍから約４００ｇｓｍまでのプラスチック材料が含まれてある。バインダー層１１は、図１に示す表面２のように、不織布構造２０のパッド１０の外側面にあることが好ましい。しかし、バインダー層１１はコアないしベースパッド１０内の独立した内部層としてあることもできる。

バインダー層１１を形成するプラスチック材料は上述の合成繊維のいずれか１つまたはそれ以上であることができる。あるいは、プラスチック材料は上述の固体ラテックスのいずれか１つまたはそれ以上であることができる。さらにあるいは、プラスチック材料は、ホットメルト接着剤などのその他様々な熱可塑性材料のいずれか、または熱硬化性材料であることができる。補助層は、一面においては、成形が可能な熱可塑性または熱硬化性の高分子バインダー材料である。プラスチック材料が固体ラテックスに由来するものである場合、不織布コアないしパッド１０に塗布する前の液状ラテックスに混ぜたフィラーを含むことができる。適当なフィラーとしては、例えば、硫化物、酸化物、炭化物、ヨウ化物、ホウ化物、炭酸塩、硫酸塩などの陰イオン部に、バナジウム、タンタル、テルル、トリウム、スズ、タングステン、鉛、ジルコニウム、アルミニウム、アンチモン、ヒ素、バリウム、カルシウム、セリウム、クロム、銅、ユウロピウム、ガリウム、インジウム、鉄、鉛、マグネシウム、マンガン、モリブデン、ネオジム、ニッケル、ニオブ、オスミウム、パラジウム、白金、ロジウム、銀、ナトリウム、ストロンチウムのうちの１つまたはそれ以上が組み合わされた材料が含まれる。好ましいフィラーには、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫化鉛、ヨウ化鉛、ホウ化トリウム、炭酸鉛、炭酸ストロンチウム、雲母が含まれる。

指摘したように、補助層１１は１つまたはそれ以上のホットメルト接着剤からなることができる。繊維積層用に設計された湿気硬化型ポリウレタン反応性ホットメルト接着剤であるＲｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙ（米国、住所１００ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ Ｍａｌｌ Ｗｅｓｔ， Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ， ＰＡ １９１０６−２３９９）製のＭＯＲ−ＭＥＬＴ（商標）Ｒ−７００１Ｅ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｈｏｔ Ｍｅｌｔ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ｆｏｒ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎが使用可能である。

図３は防音構造３０のもう１つの実施形態の断面図を示したものである。この場合も構造３０は図１のコアないしパッド１０を含む。ここでは、プラスチック材料またはポリマーバインダー層１１はパッドの両側に付けられる。

補助層１１は、基本重量が約５０ｇｓｍから約４００ｇｓｍまでのプラスチック材料を含む。他のいくつかの実施形態では、プラスチック材料の基本重量は約７５ｇｓｍから約４００ｇｓｍまでであり、他のいくつかでは、基本重量は約１００ｇｓｍから約４００ｇｓｍまで、他のいくつかでは、基本重量は約１２５ｇｓｍから約４００ｇｓｍまで、さらに他のいくつかでは、基本重量は約１５０ｇｓｍから約４００ｇｓｍまでである。補助層１１の基本重量は、プラスチック材料の種類ならびに使用されるフィラーの種類および量によって変わりうる。

図４は図１のベースパッドの断面図である。この構成では、パッド１０の一方の側に図２のポリマーバインダー層１１が与えられ、もう一方の側に「重量」層１２が与えられる。重量層を形成するため、ポリマーバインダーに高密度フィラーを分散させる。これにより、重量層は追加的な音響障壁の役を果たす。ここでいう「重量」は密度のことを指す。一般に、重量層には０．１ｇ／ｃｃ超の密度が与えられる。

重量層１２に使用するものとしては、炭酸カルシウム、各種粘土（ベントナイトやカオリンなど）、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、滑石、二酸化チタン、沸石、セルロース系粉末、珪藻土、炭酸バリウム、雲母、炭素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、パルプ粉、木粉、ポリマー粒子、キチン、キチン誘導体などの高密度微粉フィラーを含んだバインダーが適している。通常は、かかる重量層１２は、図５に示すように材料の一方の側のみに付けられる。図２のフィラーなしのバインダー１１を他方の側に使用することができる。この実施形態では、ラテックス中のバインダー固形分の重量に対して約５０ｇｓｍから約７００ｇｓｍまでの微粒子の添加が可能である。高密度の微粉層は繊維層の遮音性能に寄与する。第２のバインダー１２は、存在する場合、材料の全重量に対して重量比で約４０パーセントまでの量をなし、好ましくは約１５〜２０パーセントまでの量である。

高密度のフィラーを含んだ補助層１１である重量層１２は、その基本重量が約５０ｇｓｍから約７００ｇｓｍまでの範囲であることができる。他のいくつかの実施形態では、重量層１２の基本重量は約７５ｇｓｍから約７００ｇｓｍまでであり、他のいくつかでは、基本重量は約１００ｇｓｍから約７００ｓｇｍまでであり、他のいくつかでは、基本重量は約２００ｇｓｍから約７００ｇｓｍまでであり、さらに他のいくつかでは、基本重量は約３００ｇｓｍから約７００ｇｓｍまでである。

図５は図４のパッドの断面図である。ここでは、重量層１２だけがエアレイドパッド１０の一方の側に付けられている。

接合した高密度の粉末および微粒子による重量層１２を設ける別の実施形態では、エアレイド機（図示しない）で粉末注入システムが使用される。エアレイド機は、最後の形成ヘッドの後、最初の圧縮ロールの前の段階で粉末を敷きつめて固体層とする。その粉末の層をエアレイド不織布材料に接合または固定するのに十分な量のラテックスバインダーを粉末で覆われた材料が乾燥／硬化段階に移る前にその上から噴霧し、または発泡させてその上を覆う。粉末をエアレイド構造に結合させるためのこの方法は、特許文献１８で高吸収性ポリマーの結合に既に成功裏に利用されているものである。この特許が基本的に教示するところは参照によって本明細書に組み込まれる。

別法として、不織布材料がコア１０の約７５重量パーセント以上に当たる合成物含有量を持つときは、熱または放射を与えることによって材料の表面を部分的または全面的に融解させることによって不織布材料の表面に補助層を形成することができる。

ベースパッド材料１０は従来より優れた音響特性を持つ。図６は、垂直入射音吸収係数を示した直交座標である。吸収係数が周波数に対して記録されている。２種類の材料が比較されている。第１の材料は知られているショディのサンプルである。より具体的には、このショディは２５ｍｍの厚さを持つ２０６５ｇｓｍの市販のショディである。データ点は四角で示されている。第２の材料は不織布材料１０の実施例３３で、２６ｍｍの厚さを持つ１０００ｇｓｍのエアレイド遮蔽材のサンプルである。不織布構造のデータ点は丸で示されている。この実験の対象とされた周波数域は１００〜６３００ヘルツであった。

実施例３３は、漂白クラフトを使って形成した繊維材料を持つ不織布材料の原型をなすものである。パッドのいずれの外側面にもラテックスは噴霧していない。不織布材料１０はショディよりもはるかに軽いにもかかわらず、約７５０ヘルツよりも上の周波数では、不織布材料の吸収係数はショディを上回っていることがわかる。（実施例３３については、この先の表８に関連してさらに詳しく述べる。）

不織布材料はＬＳＴＴ音響透過試験で５デシベル以上の透過音低減を果たす。より望ましくは、不織布材料はＬＳＴＴ音響透過試験で７デシベル以上の透過音低減を果たす。さらにより望ましくは、不織布材料１０はＬＳＴＴ音響透過試験で９デシベル以上の透過音低減を果たし、好ましくは、不織布材料１０はＬＳＴＴ音響透過試験で１１デシベル以上の透過音低減を果たす。

本発明の好ましい実施形態では、不織布材料１０は、ＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている吸音係数（α）が１０００Ｈｚで約０．５またはそれ以上である。望ましくは、不織布材料１０は、とりわけ他の層と組み合わされて構造２０、３０、４０または５０をなす場合、ＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている吸音係数（α）が１０００Ｈｚで約０．５５またはそれ以上である。より望ましくは、不織布材料１０は、とりわけ他の層と組み合わされて構造２０、３０、４０または５０をなす場合、ＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている吸音係数（α）が１０００Ｈｚで約０．６またはそれ以上である。さらにより望ましくは、不織布材料１０は、とりわけ、他の層と組み合わされて構造２０、３０、４０または５０をなす場合、ＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている吸音係数（α）が１０００Ｈｚで約０．６５またはそれ以上である。好ましくは、不織布材料は、とりわけ他の層と組み合わされて構造２０、３０、４０または５０をなす場合、ＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている吸音係数（α）が１０００Ｈｚで約０．７もしくはそれ以上、約０．８５もしくはそれ以上、または約０．９０もしくはそれ以上である。さらにより望ましくは、不織布材料１０は、とりわけ他の層と組み合わされて構造２０、３０、４０または５０をなす場合、ＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている吸音係数（α）が２５００Ｈｚで約０．９５もしくそれ以上、または約０．９７もしくはそれ以上である。

エアレイド法による不織布材１０の製造のための好ましい方法では、マトリックス繊維は、各種の繊維系、エマルジョン系もしくはラテックス系の、および／または熱可塑性もしくは熱硬化性の粉末のバインダーと組み合わせたときに優秀または有益な熱および音の遮蔽性能を持つ長さおよび直径のものが選ばれる。当然ながら、本発明の実施においては、繊維の物理的性質は、エアレイド機による繊維の効率的な加工と、連続的に移動する小孔のあるベルトまたはワイヤ上への基本的にランダムな形での繊維の付着とを可能にするものでなければならない。繊維または繊維混合物の選択に当たっては、従来型のエアレイド機による加工が可能であることに加え、形成工程中、成形作業時および使用時にさらされる可能性のある高温での熱劣化に対する強度も考慮に入れる。

繊維複合材料は、典型的には、約１ｍｍから約１５０ｍｍまたはそれ以上の厚さ、約２００ｇｓｍから５７００ｇｓｍまたはそれ以上の基本重量を持ち、そのコアまたはベースパッド１０は、典型的には、約２００ｇｓｍから約３０００ｇｓｍまでの基本重量を持ち、その担体は、存在する場合、約１０ｇｓｍから約２０００ｇｓｍまでの基本重量を持ち、さらにその補助層１１は、存在する場合、フィラーなしのときで約５０ｇｓｍから約４００ｇｓｍまで、フィラーとともに重量層１２を形成するときは約５０ｇｓｍから約７００ｇｓｍまでの基本重量を持つ。

それぞれの繊維層の初期の厚さおよび密度は、製造するパネルに望まれる音響応答に応じて、エアレイド工程で調整することができる。厚さおよび重量は、所期の構造と所期の性質を持つ特注防音シート材料を作り出すために変えることができる。防音および断熱のためのこのエアレイド手法が持つ顕著な利点は、音または熱に関する特定の期待に合わせて結果を調整することができるエアレイド工程の融通性の大きさにある。

それぞれの繊維層に組み込まれる接合剤の個々の種類および量は、音響複合材料の最終用途の条件に合わせて変えることができる。バインダーは、繊維マトリックスの実質的に均一な含浸を得るために使用するものであり、パッド１０の全重量に対して重量比で下は約５パーセントから上は約６０パーセントまで、より望ましくは、パッド１０の全重量に対して重量比で約１０パーセントから約４５パーセントまでの範囲の量で使用する。バインダーをより高い濃度で使用することによって、得られる成形後のパネルの剛性は高まる。多くの場合、接合剤をコア１０に対する重量比で約１０パーセントから約６０パーセントまでの量で使用することで満足すべき結果が得られる。通常、不織布パッドを成形可能とするためにはこの範囲の熱可塑性または熱硬化性バインダーで十分である。遮蔽を行う車両のボディパネルの独自の形状に熱および圧力のもとで合わせることができることは必要条件である。また、各種ラテックス、天然または合成のゴム、さらにはウレタンなどの合成樹脂ラテックスもこの目的のために十分使用することができる。ラテックスを使用する場合には、従来のようにエアレイド機における繊維層またはブランケットの形成時に液状のラテックスを繊維ウェブに噴霧して付着させる。

不織布構造のさらに別の実施形態を図７の７０に示す。図７には、不織布材料ないしベースパッド７１０を有する不織布構造７０が図示されている。不織布材料７１０には内側面７１２とその反対側の外側面（図示しない）がある。さらに、材料７１０には担体ないし「スクリム」７２０がある。

スクリム７２０には内側面７２２がある。さらに、スクリム７２０にはそれと反対の外側面７２４がある。図７では、スクリム７２０は不織布材料７１０に対して分解図の形で図示してある。しかし、これはあくまでも説明のためのものである。実際の実施では、スクリム７２０の内側面は材料７１０の内側面７１２と一体化している。

図１のコア１０と同様、図７の不織布材料７１０はバインダーによってまとめられた繊維材料によって作られる。不織布材料ないしパッド７１０には、コアないしパッド１０に使われるセルロース繊維または合成繊維材料と同じものを使うことができる。この別の構造７０では、不織布材料７１０は、約１０ｇｓｍから約２０００ｇｓｍまでの基本重量を有しており、パッド７１０の全重量に対して約３０重量パーセントから約９５重量パーセントまでのマトリックス繊維と、約５重量パーセントから約７０重量パーセントまでのバインダーとを含む。パッド７１０は、場合により、別法として基本重量が約１０ｇｓｍから約１０００ｇｓｍまでであることが望ましく、または、約１０ｇｓｍから約５００ｇｓｍまでであることがより望ましく、または、約１０ｇｓｍから約２５０ｇｓｍまでであることが好ましく、または、別法として約１０ｇｓｍから約１５０ｇｓｍまでである。

スクリム７２０は織布または不織布であることができる。１つの実施形態では、スクリム７２０は約８ｇｓｍから約２００ｇｓｍまでの基本重量を持つ。もう１つの実施形態では、スクリム７２０の基本重量は約８ｇｓｍから約１００ｇｓｍまでの間であり、より望ましくは、約８ｇｓｍから約７５ｇｓｍまでであり、または、スクリム７２０は約８ｇｓｍから約５０ｇｓｍまで、さらには約８ｇｓｍから約２５ｇｓｍまでの基本重量を持つことが好ましい場合がある。

一般に、スクリムは、スパンボンド法、メルトブロー法、スパンレース法、カーディング法、またはそれらの方法を、例えば、スパンボンド・メルトブロー・スパンボンドや、スパンボンド・メルトブロー・メルトブロー・スパンボンドなどの形で組み合わせた方法によって形成することができる。また、スクリムが、ポリエチレンテレフタレートやポリトリメチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリ乳酸、ナイロン、またはそれらの物質の組み合わせなどから作られているものなど、その他の有用な材料も興味深い。

スクリム７２０は、セルロース繊維などの天然繊維から製造することができる。それに代えて、各種合成繊維にスパンボンド法、メルトブロー法またはスパンレース法を適用したものを使用することができる。さらにそれに代えて、様々な天然繊維、合成繊維、およびそれらの混合物によって作られた布、織物、裏打ちなしのカーペット類、およびその他の織布材料を含むその他様々な材料をさらにスクリム７２０として使用することができる。スクリム７２０に使用する固有の材料には、担体に関する上掲の材料を含めることができる。

製造工程の結果として、織布または不織布のスクリム７２０はパッド７１０の内面と一体となる。一面において、スクリム７２０はエアレイド工程における担体シートとして使用され、スクリム７２０の内面は不織布材料７１０の内面７１２と直接接する。エアレイド法を用いた好ましい製造方法においては、不織布材料ないしパッド７１０はスクリム７２０の内面７２２上に直接形成される。しかし、この方法では、予備形成されたエアレイドまたはその他の不織布材料とスクリム７２０とをコンバーティング工程で結合することもできる。

スクリム７２０は約８ｇｓｍから約２００ｇｓｍまでの基本重量を持つことができるが、スクリム７２０の基本重量は約８ｇｓｍから約１００ｇｓｍまでであることが望ましい場合があり、約８ｇｓｍから約７５ｇｓｍまでであればなお望ましい場合があり、または、スクリム７２０の基本重量は約８ｇｓｍから約５０ｇｓｍまで、さらには約８ｇｓｍから約２５ｇｓｍまでであることが好ましい場合がある。

不織布構造７０は、ベースパッド７１０（マトリックス繊維およびバインダーを含む）およびスクリム７２０に加え、ポリマー材料を含むポリマー被覆層をさらに含むことができる。ポリマー材料は約１ｇｓｍから約４０ｇｓｍまでの基本重量を持ち、スクリム７２０の外側面７２４上にある。あるいは、ポリマー材料はパッド７１０の外側面（図示しないが、内側面７１２の反対側に当たる）に、またはその両方に付けることができる。ポリマー被覆は、噴霧、発泡法、ローラによる方法、その他、当技術分野で従来から知られている方法によって付着させることができる。ポリマー被覆は外側面に付着させるが、当然ながら、スクリム７２０または不織布パッド材料７１０へのある程度の浸透がある。

ポリマー材料は、上述の合成繊維、固体ラテックス、もしくはホットメルト接着剤などのその他様々な熱可塑性材料いずれか１つもしくはそれ以上、または固体ラテックス以外の熱硬性材料であることができる。固体ラテックスに由来するポリマー材料である場合には、スクリム７２０またはパッド７１０に塗布する前の液状ラテックスに混ぜたフィラーを含むことができる。適当なフィラーには、図２の構造２０の補助層１１に関する上掲の材料が含まれる。

図５に示す層１２などの重量層も繊維パッド７１０の表面に付けることができる。重量層は、以下に説明する粉末配合システムによって付けることができる。粉末配合システムは、高密度の粉末および微粒子が結合された重量層を作製するもので、エアレイド機で使用する。エアレイド機は、最後の形成ヘッドの後、最初の圧縮ロールの前の段階で粉末を固体層として敷きつめる。その粉末の層をエアレイド不織布材料に接合または固定するのに十分な量のラテックスバインダーを粉末で覆われたエアレイドが乾燥／硬化段階に移る前にその上から噴霧し、または発泡させてその上を覆う。上で指摘したように、粉末をエアレイド構造に結合させるためのこの方法は、特許文献１８で高吸収性ポリマーの接合に既に成功裏に利用されているものである。

本発明の実施に使用するものとしては、炭酸カルシウム、各種粘土（ベントナイトやカオリンなど）、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、滑石、二酸化チタン、沸石、セルロース系粉末、珪藻土、炭酸バリウム、雲母、炭素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、パルプ粉、木粉、ポリマー粒子、キチン、キチン誘導体などの高密度微粉フィラーを含んだバインダーが適している。この実施形態では、ラテックス中のバインダー固形分の重量に対して約０．５ｇｓｍから約３０ｇｓｍまでの微粒子の添加が可能である。高密度の微粉層は繊維層７１０の遮音性能に寄与する。

別の実施形態では、ポリマー被覆は１種類またはそれ以上のホットメルト接着剤からなる。繊維積層用に設計された湿気硬化型ポリウレタン反応性ホットメルト接着剤であるＲｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙ（米国ペンシルバニア州フィラデルフィア）製のＭＯＲ−ＭＥＬＴ（商標）Ｒ−７００１Ｅ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｈｏｔ Ｍｅｌｔ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ｆｏｒ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎが使用可能である。

高密度の粉末および微粒子が接合された重量層の作製を伴う別の実施形態では、エアレイド機で粉末配合システムが使用され、最後の形成ヘッドの後、最初の圧縮ロールの前の段階で粉末を固体層として敷きつめる。その粉末の層をエアレイドに接合または固定するのに十分な量のラテックスバインダーを粉末で覆われたエアレイドが乾燥／硬化段階に移る前にその上から噴霧し、または発泡させてその上を覆う。粉末をエアレイド構造に結合させるためのこの方法は、特許文献１８で高吸収性ポリマーの結合に既に成功裏に利用されているものであり、この特許が基本的に教示するところは参照によってここに組み込まれている。

スクリム７２０の外面に対するポリマー被覆および任意選択であるパッド７１０の外側面に対する第２のポリマー被覆はいずれも約１ｇｓｍから約４０ｇｓｍまでの基本重量を有する。２つは同じであっても異なっていてもよく、また、当然ながら、スクリム７２０の外側面に対するポリマー被覆だけが備えられるのであってもよい。いくつかの実施形態では、ポリマー被覆の基本重量は約１ｇｓｍから約２５ｇｓｍまで、または約１ｇｓｍから約１０ｇｓｍまで、さらには約１ｇｓｍから約５ｇｓｍまでであることが望ましい場合がある。他のいくつかの実施形態では、ポリマー被覆の基本重量は約５ｇｓｍから約４０ｇｓｍまで、または約１０ｇｓｍから約４０ｇｓｍまで、さらには約２５ｇｓｍから約４０ｇｓｍまでであることが望ましい場合がある。

Ｕ．Ｓ．Ｂｏｒａｘ Ｉｎｃ．（米国カリフォルニア州バレンシア）製の難燃剤である四ホウ酸ナトリウム１０水和物の水溶液など、その他の材料を不織布構造７０の外側面に付着させ、またはポリマー被覆中に含めることができる。

大半の用途において、不織布材料１０、２０、３０、４０、５０、７０の人の専有部分に面する側は、当技術分野で知られるいくつかの一般的な難燃剤のいずれかによって処理する。最も典型的には、かかる難燃剤は様々な種類のホウ酸ナトリウムまたはリン酸ナトリウムを含む。Ｓｐａｒｔａｎ Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔｓ Ｉｎｃ．（米国イリノイ州クリスタルレーク）のＳｐａｒｔａｎ（商標）ＡＲ ２９５ Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔなどの所有権付き難燃剤混合物は有機成分と無機成分の両方を含む。

多くの遮蔽用途では、カビの繁殖に対する抵抗性も期待される。この性質を得るため、マトリックス繊維および／もしくはバインダーまたはエアレイド遮蔽材料のいずれかを、例えば、２−ヨード−プロピニルブチルカーバメイト、ジヨードメチル−ｐ−トリルスルホン、ジンクピリチオン、Ｎ−オクチルクロロイソチアゾロン、クロロプロピルトリメトキシシランと併用する塩化オクタデシルアミノジメチルトリメトキシシルイリプロピルアンモニウムなど、知られているいくつかの防カビ剤のいずれかによって処理することができる。使用できるその他の殺生物剤として、いずれもＲｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ製で、イソチアゾロンの化学作用に基づくＫＡＴＨＯＮ（登録商標）、水性の殺微生物剤であるＫＯＲＤＥＫ（登録商標）がある。

自動車および電化製品の一部の用途では、防音材に一定の撥水性があることが望ましい。ドアパネル、ホイールハウスおよびエンジン室は、顕著な保水のない遮蔽材が要求される典型的な用途である。ＧＥ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ（米国ウェストバージニア州フレンドリー）のＭＡＧＮＡＳＯＦＴ（登録商標）Ｅｘｔｒａ Ｅｍｕｌｓｉｏｎなど、知られている防水剤のいずれかを使用することができる。

防音構造を作り出す方法の別の実施形態では、エアレイド構造のコア１０の接合剤は、繊維構造１０に対する適合性を持つことと、一般に１００℃前後から、それ以下で繊維の熱劣化が起こる一定の温度までの範囲の熱軟化域を持つことを特徴とする様々な熱可塑性の熱軟化樹脂のうちのいずれかを含むことができる。好ましくは、かかる熱可塑性樹脂は約１２０℃から約１７０℃までの範囲内に熱軟化域を持つ。本発明の方法に沿った使用に適した様々な熱可塑性樹脂のうち、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、アクリル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル樹脂などは十分に使用可能であり、そのうち、ポリエチレンはそれ自体、好ましい熱可塑性バインダーをなす。チップ状のポリエチレンの接合剤はＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（米国ミシガン州ミッドランド）から発売されている。チップは微粉に粉砕した上でエアレイド製品に直接加えることができる。

商業生産に適した好ましい方法では、遮蔽材料として使用する（構造１０、２０、３０、４０、５０または７０のような）不織布材料は連続したエアレイドウェブの形で調製される。エアレイドウェブは、典型的にはハンマーミルを使用して、セルロースパルプシートを粉砕または離解してばらの繊維を得ることによって調製するのが典型的である。バージン繊維のパルプシートではなく、エアレイドのトリミング片や等級変更の際に生じた規格外の過渡期材料およびその他のエアレイド生産くずをリサイクルしたものをハンマーミルまたはその他の粉砕装置に供給することもできる。こうして生産くずをリサイクルできることは工程全体の経済性の向上に寄与する。バージン繊維またはリサイクル繊維のいずれから供給されるものであれ、ばらになった繊維はエアレイドウェブ形成機の形成ヘッドへと空気で運ばれる。本発明で使用するのに適したエアレイドウェブ形成機は、Ｄａｎ−Ｗｅｂ Ｆｏｒｍｉｎｇ（デンマーク、オルフス）、Ｍ＆Ｊ Ｆｉｂｒｅｔｅｃｈ Ａ／Ｓ（デンマーク、ホーセンス）、Ｒａｎｄｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（米国ニューヨーク州マセドン）（特許文献１９に記述あり）、Ｍａｒｇａｓａ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ（スペイン、セルダニヨラデルバレス）およびＤＯＡ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（オーストリア、ベルス）など、いくつかの製造者が製造している。これら様々な形成機は、開繊の方法や形成ワイヤへの繊維の気送方法は異なるものの、いずれもエアレイド繊維構造を形成するのに有用なウェブを製造することができる。

Ｄａｎ−Ｗｅｂの形成ヘッドは回転式または撹拌式の穴あきドラムを備えており、該ドラムは、繊維が真空によって小孔のある形成コンベヤまたは形成ワイヤに引き出されるまで繊維を分離状態に保つ役を果たす。Ｍ＆Ｊの機械では、形成ヘッドは基本的にスクリーン上に設けられた回転式攪拌機である。回転式攪拌機は一連または一群の回転プロペラまたは送風機羽根を備えることができる。熱可塑性の合成繊維など、その他の繊維は、開繊され、秤量された後、Ｌａｒｏｃｈｅ Ｓ．Ａ．（フランス、クールラビル）が提供する繊維フィーダなどの繊維配合システムで混合される。繊維フィーダからエアレイド機の形成ヘッドに気送された繊維は、そこで、ハンマーミルから送られてくる粉砕されたセルロースパルプ繊維とさらに混ぜ合わされ、連続的に動く形成ワイヤの上に堆積させられる。層が画定されてあることが望まれるときは、繊維の種類毎に別個の形成ヘッドを使用する。

エアレイドウェブは、ウェブの密度を高めることによって、必要に応じてその強度を高め、ウェブの厚さを調整するため、形成ワイヤからカレンダーまたはその他の緻密化段階へと移送される。その後、含有されている熱可塑性材料またはその他のバインダー材料が融解するのに十分な高さの温度に設定された炉に通すことによってウェブの繊維が結合される。噴霧または発泡によって塗布したラテックスの乾燥または硬化による２次結合も同じ炉で起こることができる。炉は、好ましくは、従来からの送風炉であり、または対流炉として使用することができるが、必要な加熱は赤外線または場合によりマイクロ波照射によって得ることができる。遮蔽材料は熱硬化の前または後に難燃剤で処理することができる。車両における遮蔽用途においては、典型的には、適用される自動車規則に適合するために不織布構造７１０に難燃剤が追加される。出来上がった不織布遮蔽材料または構造は、難燃剤およびその他の添加剤で処理された後、巻かれ、細切りにされ、または厚板として切られて、出荷用に梱包されることができる。ただし、車両用途の場合、構造７１０は、以下に詳述するように車両の各種パネル面の輪郭に合わせて成形することができる。

本発明の好ましい実施形態では、不織布構造はエアレイド構造であり、不織布材料はエアフェルトもしくはその他の未接合の繊維ウェブであり、または接合されている場合はエアレイドウェブである。

再び図７、およびスクリム７２０を備えた不織布構造７０において、不織布構造７０は厚さが薄くなるように設計される。厚さは一般に約１ｍｍから約６０ｍｍまでの範囲である。好ましくは、厚さは約１ｍｍから約３０ｍｍまでである。一部の望ましい実施形態では、構造７０の厚さは約１ｍｍから約１５ｍｍまでであり、約１ｍｍから約７ｍｍまでであり、または約１ｍｍから約３ｍｍまでである。

不織布構造７０は、通気抵抗が約５００から約１０，０００Ｒａｙｌ（ＮＳ／ｍ^３）までであり、一部の実施形態で望ましくは、約５００から約５，０００ Ｒａｙｌ（ＮＳ／ｍ^３）までであり、または、一部の実施形態で望ましくは、約５００から約３，０００ Ｒａｙｌ（ＮＳ／ｍ^３）までである。不織布構造７０を作るのに使用する材料の選択によって、様々な通気抵抗の材料を製造することが可能である。例えば、より高い通気抵抗が望まれる場合は、より高密度のスクリム７２０と開放度の低い構造を使用することが可能で、ポリマー被覆は基本重量の大きなものとすることができる。

本発明の実施に有用な様々な材料、構造および製造方法は、特許文献２１、特許文献２２、特許文献２３、特許文献２４、特許文献２５、特許文献２６、特許文献２７、特許文献２８、特許文献２９、特許文献３０、特許文献３１、特許文献３２、特許文献１８、特許文献３３、特許文献３４、特許文献３５、特許文献３６、特許文献３７および特許文献３８、特許文献３９、特許文献４０および特許文献４１、特許文献４２、特許文献４３、特許文献４４、特許文献４５、特許文献４６、特許文献４７、特許文献４８、特許文献４９および 特許文献５０、ならびに特許文献５１で開示されており、これらすべては参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。

図８は、典型的に車両の最前部１００に設けられたエンジン室８１５内に配置されたエンジン（模式的に８１０に図示するもの）を有する従来型の車両８００を示したものである。車両８００は居室８２０と車両８００最後部の荷室８２５とを有する。典型的に知られているとおり、居室８２０には、８３０に一般的に図示するダッシュボードがあって、そこには電子制御ユニット、表示ユニット、さらには電子娯楽ユニットなど、様々な電子機器が装備される。ダッシュボード８３０は居室８２０からエンジン室８１５を分離する主要な要素である。既に指摘したように、居室８２０は車両８００の車台および車体を通して伝わる可能性のある好ましくない騒音から隔離することが望ましい。

本発明の不織布構造１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０は、車両８００のどこであれ、エンジン騒音や路面騒音など、そうした外部の音または不快な音から居室８２０を遮蔽するために望ましい場所に何か所でも設置することができる。典型的に防音材および断熱材が設置されるいくつかの場所には、ダッシュボード８３０が含まれるが、不織布材料がダッシュボードのライナーの形状に成形できる場合に限られ、エンジン側バルクヘッド８３５が含まれるが、不織布材料をバルクヘッド８３５の形状に合うようにパネルその他の形状に成形できる場合に限られ、エンジン側ボンネット部分８４０が含まれるが、不織布材料をボンネットバッドまたはパネルの形状に成形できる場合に限られ、車内ホイールハウス部分８５０が含まれるが、不織布材料をパネルその他の形状に成形できる場合に限られ、荷室部分８２５が含まれるが、不織布材料を荷室トリム遮蔽の形状に成形できる場合に限られ、居室８３０のフロア８５５が含まれるが、不織布構造１０、２０、３０、４０、５０、７０をフロア下敷きに成形できる場合に限られ、車両のドア８６０部位が含まれるが、不織布構造１０、２０、３０、４０、５０、７０のいずれかをドアパネルに成形できる場合に限られる。上掲のものはあくまでも例であって、不織布構造１０、２０、３０、４０、５０、７０のいずれかを車両８００の小荷物トレイ部位または屋根部位までも含め、防音および断熱が望まれるその他の何か所の車両部位にでも設置可能であることは了解されるはずである。

不織布構造１０、２０、３０、４０、５０、７０の利点の１つは、所望の形状に成形できる材料からなることができるところにあり、したがって、車両８００の特定の部位に合うようにあらかじめ切断され、形状を整えられた車両用専用成形遮蔽部品を製造することが可能である。すなわち、不織布防音構造または材料をダッシュボードのライナーとして使おうとする場合には、材料は特定のダッシュボード８３０の形状に成形されることになり、ハンドルなど、車両の他の部品を受け入れることができるように様々な開口部などを含むことができる。不織布製品の予備成形が可能であるということは、必要な開口部や輪郭を与えられた製品部分を予備成形によってそこに組み込むことが可能となり、それによって時間のかかる切断の必要がなくなることから、従来技術によるショディ材料に対する改良をなすものである。また、切断は、手を入れないままの毛羽立った端部を開口部の周囲に生じさせる可能性もある。不織布材料または防音構造１０、２０、３０、４０、５０、７０は、遮蔽が望まれるその他のいかなる車両部位にも設置できるように予備成形することができる。そのため、不織布材料の予備成形が可能であるということは、特定の車両の仕様に従って遮蔽製品を量産できるものであることは了解されるはずである。車両の遮蔽用途においては、適用される自動車規則に適合するため、典型的には難燃剤が不織布材料に添加される。

特定の形状に成形され、または切断された不織布材料または防音構造１０、２０、３０、４０、５０、７０は、少なくともその１面を接着剤またはバインダーの薄い層で被覆することができ、それによって不織布材料製品を車両の金属部品など、別の対象に貼り付けられるようにすることが可能であることも了解されるはずである。例えば、不織布材料または構造１０、２０、３０、４０、５０、７０が荷室８２５のライナーの形状に成形または切断される場合、材料は金属製の荷室フロアに対して設置されるが、不織布材料または構造１０、２０、３０、４０、５０、７０は不必要に動くことがないように設置されることが望ましい。接着／接合層には最初は剥離層を貼り付けておき、使用場所でその接着／接合層からはがすようにすることができる。剥離層は、例えば、ろう紙など、紙の剥離層であることができる。

また、成形製品の形状の不織布材料または構造１０、２０、３０、４０、５０、７０は、必要な開口部がそこに形成されてある自動車用遮蔽インサートなどの形状にすることができ、さらに製造工程（成形工程など）で基材に接合することができる。例えば、成形された不織布製品は、プラスチック製支持材、厚紙製支持材または敷物もしくはカーペット類などの構造支持材に接合することができる。不織布材料または構造１０、２０、３０、４０、５０、７０を荷室のライナーとして使用する場合には、荷室８２５部分を視覚的により魅力的なものとするため、典型的には、防音構造に接合した何らかの種類の敷物またはカーペット類があることが好ましい。敷物またはカーペット類は、成形した防音構造または不織布材料１０、２０、３０、４０、５０、７０に対して、両者の間に設ける接着層の使用を含め、従来からの技法を用いて製造（成形）時に接合することができる。

本発明の１つの態様によれば、不織布材料は熱および圧力を加えて成形されて形状を与えられ、それが保たれる。パネルは５０メートル四方以下の面積を持つことができる。あるいは、パネルは２５メートル四方以下の面積を持つことができる。さらになお望ましくは、パネルは１０メートル四方以下の面積を持つことができる。

別の構成では、１０メートル四方以下の面積を持つ不織布材料のパネルが連続工程で形成され、切断されて、トラックまたは鉄道による出荷に適した長いロールとなる。独立したパネルの代わりに、材料を所望の幅に細長く切って芯に巻き付けて出荷することもできる。ロールは、その幅および厚さによって１０００平方メートルまたはそれ以上の面積を包含することができる。

本発明の別の態様によれば、不織布材料は、建物その他に防音および断熱を施すべく意図された製品に予備成形することができる。図９に示すような１つの実施例によれば、不織布材料は所望の防音および断熱特性を持つ天井タイルに予備成形される。図示された天井タイル９００は、図１のパッド１０による本発明の不織布材料のコア９１０によって形成される。天井タイル９００はさらに外層９２０を持つ。天井タイル９００は本発明の不織布材料だけからなることが可能であり、外層９２０は必須の要素でないことは理解されるはずである。

外層９２０は、コアないしベースパッド９１０を構成する不織布材料とは異なる材料からなる装飾的な外層であることができる。例えば、外層９２０は外層９２０の剛性を高める合成材料からなることができる。外層９２０に適した材料の１つは、コア９１０の片面に塗布されることによって外層９２０を形成することができるラテックスなどのポリマー材料である。ラテックスは、例えばコア９１０の片面に噴霧して塗布することができる。

外層９２０には、装飾模様などの形象９３０を含むことができる。装飾模様は単なる粗面であることもできれば、装飾模様はワッフル模様またはその他の格子であることもできる。装飾模様は、エンボス加工、または、成形工程によってコア９１０の片面に接合される成形可能な材料によって外層９２０が形成される場合における成形工程をも含め、何種類の技法によっても形成することができる。装飾模様は、ローラの使用によって、または外層９２０をコア９１０に積層できる積層構造によって形成することができる。

タイル９００には、既に述べたように何種類の薬剤でも添加することができ、これには、難燃剤や、ＢＩＯＢＬＯＣＫ（登録商標）塗料などのカビおよび白カビの表面繁殖を防ぐ薬剤、またはその他上述の薬剤が含まれるが、これらだけに限定されるものではない。

本発明の不織布材料のその他の用途と同様、または上述のとおり、不織布天井タイル９００は、建物や建築構造物で典型的に使用される従来の防音・断熱材と比較して優れた防音・断熱特性を提供する。本発明の不織布材料が天井タイルとしての利用に限定されるものではなく、内壁および間仕切りを含め、建物のその他様々な遮蔽箇所で利用可能であることは了解されるはずである。

本明細書で引用されるすべての特許、特許申請および公報は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。用語に齟齬がある場合は、本明細書に開示するところが優先する。

本明細書で説明する発明が上に規定する便益および利点の達成のために十分に計算されたものであることは明らかであろうが、一方で、本発明が、その精神から外れることなく、改変、変化および変更を受ける可能性があることは了解されるはずである。例えば、不織布構造はエアレイド法を前提として説明されているが、非エアレイド法もまた企図されるところである。

（実施例）
サンプルパッド形成の概要
３５．５×３５．５ｃｍ（１４×１４インチ）のパッドを形成する実験室用エアレイド装置が使用された。このサイズのサンプルはしばしば「ハンドシート」と呼ばれるもので、範囲決定実験に適している。ハンドシートは、実際のエアレイド機で連続したウェブの生産に入る前に形成されることがある。

ハンドシート形成機の操作では、あらかじめ秤量した分量の選ばれた繊維を混合チャンバに投入し、そこで空気の噴流によって繊維を流動化させ、混合する。それにより、混合チャンバ内に流動化した繊維の「雲」が形成される。繊維の雲は真空源によって形成ワイヤ上に引き下ろされる。真空システムに取り込まれることによる繊維の損失を最小限に抑えるため、ワイヤの上に織物またはその他の多孔質の担体シートを使用する。一部の自動車用途では、スパンボンドスリップシートまたは担体が防音ハンドシートまたは試験パッドの片面に付けられることが求められるが、別の場合には、担体はその後の処理および試験の前に取り除くことができる。

ハンドシートの繊維マトリックスには、典型的にはセルロースフラフパルプが使用される。セルロース材料は、
１．Ｂｕｃｋｅｙｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．（米国テネシー州メンフィス）製のＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）南部針葉樹漂白クラフト、
２．Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｓｔａｔｅｓ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ（米国サウスカロライナ州スパータンバーグ）製の無漂白クラフト包装紙（４２ポンド紙）、
３．消費者から回収したボール紙を粉砕して得た無漂白リサイクルクラフト、
４．古新聞を粉砕して得たリサイクルパルプ、
５．Ｂｕｃｋｅｙｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ製のラテックスボンドおよび可溶繊維ボンドによる各種エアレイドウェブを粉砕したリサイクルエアレイド繊維、および
６．Ｔｅｍｂｅｃ（カナダ、ケベック州テミスカミング）製ＴＥＭＦＩＴＥ−Ｐ（登録商標）亜硫酸パルプ（北部広葉樹７５パーセント、北部針葉樹２５パーセント）
の中から選ばれた。

選ばれた繊維は、好ましくは、機械的に離解（粉砕）して、低密度のばらの繊維状態（「フラフ」と呼ばれる）にされた後、ハンドシート装置に供給される。機械的な離解は、当技術分野で現在知られている様々な方法によって行うことができる。典型的には、Ｋａｍａｓミルなどのハンマーミルが使用される。５１ｍｍ（２インチ）スロットを備えるＫａｍａｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉ ＡＢ（スウェーデン）製Ｋａｍａｓミルは、実験室規模のフラフ生産には特に有用である。実験室でセルロース繊維の離解を行うのに特に有用であることがわかったもう１つの装置は、特許文献２０で説明されている３段フラフ化装置である。この特許は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。３段フラフ化装置は、セルロースパルプ繊維を機械的衝撃、機械撹拌および空気撹拌を組み合わせた処理にかけることによって、実質的に結び目のないフラフパルプを作り出す。以下の製作例においては、別段の指定がない限り、ＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）製ドライラップパルプシートはＫａｍａｓミルを使用して離解または粉砕し、無漂白クラフト、ボール紙、新聞紙、バージン広葉樹およびリサイクルエアレイド繊維は３段フラフ化装置を使用して粉砕した。

音響試験パッドは、セルロース材料ではなしに完全合成材料から作製することができる。各種ポリエチレンバインダー繊維を使用することができる。セルロースフラフの代わりにＰＥＴがマトリックス繊維をなす完全合成繊維からの音響材料またはパッドの調製には、以下の繊維原材料が使用された。
１．ＰＥＴ、リサイクル短繊維、１５ｄｐｆ×６ｍｍ ｔｙｐｅ ３７６Ｘ５、Ｗｅｌｌｍａｎ， Ｉｎｃ．（米国サウスカロライナ州ジョーンズビル） 製、
２．ＰＥＴ、バージン短繊維、６ｄｐｆ×６ｍｍ ｍｅｒｇｅ ３５３７９Ａおよび１５ｄｐｆ×６ｍｍ ｍｅｒｇｅ ３５３９１Ａ、Ｉｎｖｉｓｔａ（旧ＫｏＳａ、米国ノースカロライナ州ソールズベリ）製、
３．共重合ＰＥＴ二成分繊維（ｂｉｃｏ）、２ｄｐｆ×６ｍｍ、低温溶融共重合ポリエステルの鞘がポリエステル芯を包み込んでいるもの。この種の共重合ポリエステルの例としては、Ｗｅｌｌｍａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（アイルランド、住所Ｍｕｌｌａｇｈ， Ｋｅｌｌｓ， Ｃｏ．Ｍｅａｔｈ）製のＭ１４４０、Ｍ１４２６またはＭ１４２７、およびＩｎｖｉｓｔａ（米国ノースカロライナ州ソールズベリ）製のＴ２５４がある。

ハンドシートの調製にはバインダー繊維も使用される。ハンドシートにセルロースフラフのマトリックスを使用する場合は、バインダー繊維はＴｙｐｅ ２５５、Ｌｏｔ １６６１のポリエチレン鞘ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。この繊維は、Ｔｒｅｖｉｒａ（ドイツ、ボビンゲン）製ＰＥＴまたはポリエステル、芯２ｄｐｆ（デニール毎ファイバー）×６ｍｍ切断長の二成分繊維としても参照することができる。二成分繊維は一般に「ｂｉｃｏ」と呼ばれる。

バインダー繊維およびその他の合成繊維は簡易な梱包で届くため、実験室用パッド形成機で使用する際に開梱段階を別途設ける必要はない。実際のエアレイド製造施設が開梱設備および合成短繊維の計量手段を備えることは自明である。

商業用の複数の形成ヘッドエアレイド工程をシミュレーションするために段階を追って操作することができる実験室規模のエアレイドハンドシート装置を使用して、繊維混合物をエアレイド法によって敷きつめて３５．５６ｃｍ（１４インチ）四方のエアフェルトパッドを形成した。ハンドシート形成機は、室温および相対湿度が管理されて７３．４±２．７°Ｆおよび相対湿度５０±５％に保たれた室内に置かれる。繊維原材料は、湿度が管理された室内でパッド形成に先立って少なくとも３０分間は平衡状態に置かれる。湿度および室温の管理は、細かく粉砕された材料を運ぶ空気に静電気の問題が生じるのを避けるために必要である。基本重量が大きい材料に関しては、ハンドシート装置を使って最大２４までの段階または層でパッドを積み上げる。このように多くの段階を踏んでパッドを形成することは、複数の形成ヘッドを持つ連続エアレイド製造機で得られる均一度に関するよりよいシミュレーションが実験室用エアレイドハンドシート装置のバッチ式形成ヘッドによって得られるようにするのに役立つ。

繊維の全重量のうちの各分量が敷きつめられるたびにサンプルは装置内で９０度回転される。この操作は空気の乱流がもたらす結果を最小限とするのに役立ち、より均一なパッドを作り出す。このような段階的な手順を踏んでエアレイド試験パッド全体が形成される。パッドは１５０℃に加熱された実験室プレスで目標の厚さに圧縮され、そこにそのまま５〜３０分間置かれて、二成分バインダー繊維の熱可塑性の鞘が十分にその作用を果たすことができるようにする。

遮蔽パッドの多数の設計バリエーションに対する最初のスクリーニングを目的として、小型の音響透過チャンバが作られた。実験室音響透過試験（ＬＳＴＴ）がこのチャンバで行われた。ＬＳＴＴ室は半分に区画され、音源ないし音発生区画と受音区画とが作られた。試験チャンバのそれぞれの半分ないし区画は、断面が２５．４ｃｍ（１０インチ）四方で、長さが６１ｃｍ（２４インチ）であった。チャンバの両半分は１９ｍｍ（３／４インチ）中密度パーティクルボードで作られ、チャンバ両半分内における残響を最小化するためにＡｒｍｓｔｒｏｎｇ Ｗｏｒｌｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（米国ペンシルバニア州ランカスター）製の鉱物繊維防音天井タイルＳｔｙｌｅ ７５５Ｂ Ｆｉｓｓｕｒｅｄ Ｓｑｕａｒｅ Ｌａｙ−ｉｎによる内張りが施された。このタイルの内張りによって音響チャンバの内寸は２２．２ｃｍ（８．７５インチ）四方に減った。チャンバを卓上から隔離するため、各部の底には柔らかいゴム足が取り付けられた。

音を検出し、測定するために、試験チャンバの受音区画の中にマイクロホンが設置された。デシベル計（Ｅｘｔｅｃｈ Ｍｏｄｅｌ ４０７７３６騒音計）のマイクロホンプローブが受音チェンバ端部の密封穴から挿入された。直径１０ｃｍ（４インチ）のスピーカ（Ｐｉｏｎｅｅｒ、Ｍｏｄ ＴＳ−Ｇ１０４０Ｒ、１０ｃｍウーファおよび２．７ｃｍツィータ付き、周波数応答４５〜２２０００Ｈｚ、インピーダンス４．０オーム）がチャンバの音源区画の端部に設置された。スピーカは、エンドキャップから突き出たボルトの間に渡したゴムバンドに吊り下げることによって孤立させられた。標準音を発生するため、ｗｗｗ．ＰｕｒｅＷｈｉｔｅＮｏｉｓｅ．ｃｏｍで入手することができるコンパクトディスク「Ｐｕｒｅ Ｗｈｉｔｅ Ｎｏｉｓｅ − Ｔｈｅ Ｖｏｉｃｅ ｏｆ Ｅａｒｔｈ」がＲＣＡポータブルＣＤプレーヤーＭｏｄｅｌ ＲＣＤ０２５を使ってかけられた。ＣＤプレーヤーは３０ワットＬａｆａｙｅｔｔｅ Ｍｏｄｅｌ ＬＡ−２２４Ｔアンプを使って厚さ０．３５ｍｍ（０．０１４インチ）のアルミニウム板の反対側における騒音レベルが９０デシベルになるところまで増幅された。アルミニウム板はチャンバの音発生側に置かれる。

ＬＳＴＴチャンバが準備できたところで、試験対象のパッドサンプルを音源および受音の両チャンバ区画の間にチャンバ音源側のアルミニウム板に相対するように固定する。サンプルの縁は試験装置の両半分の間に取り付けることで約１０〜１５ｍｍだけ圧縮される。ＣＤプレーヤー／アンプのボリューム設定を変更することなく、アルミニウム板を通して９０ｄＢの騒音を与えたところのものから、騒音レベルをおよそ１分間モニターする。デシベルの高低の測定値を記録し、結果を平均して音響性能を表す。

基本重量の異なるサンプルを直接比較できるようにするため、吸音質量指数（ＳＡＭＩ）を計算する。ＳＡＭＩは、ＬＳＴＴにおける音響透過損失（サンプルがないときとサンプルを設置したときの伝達音のデシベル測定値の差）を１平方メートル当たりの重量で表したサンプルの基本重量で割ったものとして定義される。基本的には、この指数はＬＳＴＴで得られる音響データを基本重量に関して正規化するものである。基本重量はそれぞれの遮蔽部品の製造コストに直接関係する。分厚く、密度の高い材料は非常によく音を吸収するかもしれないが、商業的に成り立つためには高価すぎる可能性がある。

表１は、様々なエアレイド不織布材料の音響透過損失およびその他の特徴をショディと比較して示したものである。比較のために５つの実施例が取り上げられている。対照のショディは、Ｆｏｒｄ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ ＦＲＥＥＳＴＡＲ（登録商標）ミニバンのカーペット下敷きから取ったもので、「ＣＳ−１」の呼称が与えられている。

１〜５のどの実施例も、セルロースパルプ対二成分繊維の重量比は８０／２０であった。いずれの実施例も２層のエアレイドスラブを積層したもので、その両外側が１２０ｇｓｍのカルボキシル化されたＳＢＡＮラテックスバインダー（Ｄｏｗ−Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ製）によって被覆されている。各種繊維形態を示す略語はそれぞれ以下の意味を持つ。
−「ＢＫ」は漂白南部針葉樹クラフトのことをいう。
−「ＵＢＫ」は無漂白クラフトのことをいう。
−「ＣＢ」は粉砕したボール紙のことをいい、無漂白クラフト紙からなるリサイクル材料であって、もとの段ボールを作るために使われた構造接着剤が含まれている。２５ｍｍ×１００ｍｍのボール紙の帯片が３段フラフ化装置に供給され、遊離状態のフラフが作り出される。
−「ＨＷ」はＴｅｍｂｅｃ製のバージンパルプ混合物であって、北部針葉樹２５パーセントと北部広葉樹７５パーセントとを含んでおり、３段フラフ化装置にかけられた後、秤量されて実験室用パッド形成装置に送られる。パッドは所定の厚さに圧縮されることはなく、パッド形成機から出てきたときのままの厚さで炉内で硬化させられた。

表１の原デシベル測定値、音響透過損失（δｄＢ）およびＳＡＭＩ計算値は、密度または厚さが吸音において重要な役割を果たす可能性があることを示唆している。この点に関しては、密度が低い（または厚みのある）サンプルほど吸音性が高いことが示された。音響透過が測定されているのであるから、低密度の材料が明らかによく機能しているということは、この場合の実際の消音メカニズムは、おそらく遮断ではなく吸収であるということを示している。発明者は、いかなる理論にも束縛されることなく、ここに示された減音の効果は、エアレイド複合材料による吸収過程によるものであり、その大部分は、一定量の複合材料中に存在する膨大な数の小さな短繊維に負うものであると考える。より大きな合成繊維でも音エネルギーの吸収機能を果たすことはできるものの、低弾性率のセルロース細繊維と繊維間の小孔とをふんだんに有することこそが、入射する音エネルギーを最も効果的に吸収し、最終的には発熱へとつながる機械的振動によってそれを消散させる。

本発明の不織布ないし構造１０、２０、３０、４０、５０、７０は約３δｄＢ／ｋｇｓｍまたはそれ以上のＳＡＭＩ値を有することが望ましい。より望ましくは、構造は約５δｄＢ／ｋｇｓｍまたはそれ以上のＳＡＭＩ値を有し、よりいっそう望ましくは、約６δｄＢ／ｋｇｓｍまたはそれ以上のＳＡＭＩ値、より好ましくは、約７δｄＢ／ｋｇｓｍまたはそれ以上のＳＡＭＩ値、より好ましくは、約８δｄＢ／ｋｇｓｍまたはそれ以上のＳＡＭＩ値を有する。つまり、音響透過損失がより大きいことが好ましい。

上述の結果からさらに発展させて、サンプルの厚さを２５ｍｍで一定に保ちながら、基本重量と、したがって密度とを変化させる別の実験が行われた。追加の試験サンプルを下の表２に掲げる。表２には、実施例６から１１までを示す。実施例６から８まではパッド形成機で単層に形成されたが、実施例９から１１までは２つのエアレイドを使って積層された。これらのエアレイドサンプルは熱によって結合されただけで、ラテックスバインダーの噴霧は行われなかった。

表１からは、セルロースフラフマトリックス繊維の原材料は大きな要因ではないと見られたため、表２に示す実験に使用する原材料の選択はＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）に限られ、バインダー繊維はＴｒｅｖｉｒａ製のＴｙｐｅ ２５５ Ｌｏｔ １６６１二成分繊維とされた。サンプルの硬化は、アルミニウム板の間を２５ｍｍ幅にシム調整して加熱したプレス内で行い、バインダー繊維のポリエチレン鞘を溶融させるため、サンプルの内部温度が少なくとも約１４０℃に達するまで行った。

表２からは、厚さを一定にした場合、密度、または一定厚での基本重量は、デシベル単位による絶対的な吸音における主要な要因ではないことがはっきりと見て取れる。密度は０．０２０ｇ／ｃｃから上は０．０７８ｇ／ｃｃにまで変化させられたが、音響透過は基本的に変わらなかった。この実験で一定とされた因子は厚さであった。ＳＡＭＩの計算結果は、基本重量が費用対便益または単位重量当たりの吸音における重要な要因であることを明確に示している。また、このデータ表からは、吸収媒体の厚さは媒体のその他の物理的性質よりも重要である可能性があることがうかがわれる。そのため、また実用上の合理的な限度内においては、エアレイド防音・断熱材は、これらの目的で現に利用されているそれより従来型の材料と比べて、軽量で同じ厚さでありながら、それとほぼ同等の性能を発揮するものと推定される。基本重量を考慮した場合、エアレイド遮蔽材料は際立った性能を示す。

吸音性に対する厚さの効果をさらに調べるため、実施例１２から１４までのパッドサンプルが形成された。表３は実施例１２から１４までに対する試験結果を示したものである。これらの実施例では、繊維マトリックスの密度は０．０４ｇ／ｃｃで一定に保ち、基本重量（および厚さ）を変えた。表２の実施例８は表３で実施例１３として取り上げられている。この実験では、エアレイドパッドに対して二次（ラテックス）バインダーは使用しなかった。密度を同じにしたまま、基本重量および厚さを変化させると、絶対吸音性に対する厚さの直接的な効果が小さいながらも明瞭に見て取れるが、ＳＡＭＩを計算すると、基本重量が小さい方が単位重量当たりのデシベル量の変化が大きく、したがってより効果的であることが明らかとなる。

次に実施例１５から１９までのサンプルが形成された。エアレイドサンプルの片側もしくは両側へのポリマーバインダー層（ラテックスを「Ｌ」、非ラテックスを「ＮＬ」で示す）の追加および様々なレベルの二成分バインダー繊維の追加が音響透過にもたらす効果が調べられた。これらのバリエーションを表４に示す。ラテックスバインダー（「Ｌ」で示す）はＤｏｗ−Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｌａｔｅｘ製のスチレン−ブタジエン−アクリロニトリルのエマルジョン製品６８９５７−８０であった。

二成分繊維２０パーセントの実施例１５と二成分繊維４０パーセントの実施例１６との間には音響透過に関して統計的に有意な差はないことがわかる。一方、吸音材の片側または両側にラテックスバインダーの独立層を追加すると、透過音の低減（音響透過損失の増大）にわずかながら効果があるように見える。しかし、この効果も統計的に有意なものではない。むしろ重要なこととして、ポリマーバインダーは明らかに音響性能を下げるものとはなっていない。各種用途で成形可能とする目的においては、吸音性エアレイドをラテックスバインダーで被覆することが望ましい場合が考えられる。

次に、実験室ハンドシート形成装置を使って、様々な基本重量（ＢＷ）を持つ一連の完全合成エアレイド遮蔽パッドが調製された。これらのパッドサンプルを実施例２０から２６までとして表５に掲げる。試験パッドは、ポリエステル繊維と共重合ポリエステル鞘が７０対３０の比率で配合された二成分バインダー繊維によって形成された。表５では、Ｒ−ＰＥＴはリサイクルポリエステルであり、Ｖ−ＰＥＴはバージンポリエステルである。基本重量が８００ｇｓｍまでのパッドは、繊維を加えるたびに９０°ずつウェブを回転させながら１２の段階を経て形成された。基本重量が１０００ｇｓｍのパッドも同様にして２４の段階を経て形成された。未固結のウェブは１５０℃の対流炉で１５〜３０分間加熱して固められた後、３０．５ｃｍ（１２インチ）四方に切り整えられた。最終厚さへの圧縮は、アルミニウムと真ちゅうのシムを使って最終厚さに調整し、１５０℃に加熱したプレスで４０８ｋｇ（９００ポンド）の力をかけて行われた。１０００ｇｓｍのパッドはプレス内に３０分間留められ、それ以下の基本重量のパッドは１５分間加熱された。

表５からは、基本重量が低かったり、厚みがあったりする完全合成エアレイドパネルは、絶対値としてはあまり効率よく音を吸収しないものの、基本重量を計算に入れると、単位重量当たりのｄＢ低下の性能は極めて高いことがわかる。ショディと比べて顕著な重量の軽減に加え、耐湿性や特有の耐カビ性など、完全合成遮蔽材の方がセルロース主体の遮蔽材よりも優れている性質はほかにもある。

次に、表６に実施例２７および２７Ａのパッドサンプルに対する試験結果を示す。実施例２７および２７Ａは、本発明のエアレイドパネルまたはパッドを防音天井タイルまたは防音壁紙として使用する場合を示す。これらの使用例については、市販機の２．７メートル幅エアレイド機を使って製造したｂｉｃｏ対フラフ比が３０対７０であるエアレイドを２種類の市販の防音天井タイルと比較する。鉱物繊維タイル（ＣＳ−２）はＡｒｍｓｔｒｏｎｇ Ｗｏｒｌｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（米国ペンシルバニア州ランカスター）製Ｆｉｓｓｕｒｅｄ Ｓｑｕａｒｅ Ｌａｙ−Ｉｎ ｔｙｐｅ ７５５Ｂである。表面ビニル加工が施されたガラス繊維タイル（ＣＳ−３）もＡｒｍｓｔｒｏｎｇ製のｔｙｐｅ ３０２０Ａである。実験室音響透過試験（ＬＳＴＴ）では、タイルはその加飾された面が９０ｄＢ音源の方を向くようにして取り付ける。エアレイドパネルまたは試験パッドのスパンボンド担体側が音源に向けられた。ＬＳＴＴでは、天井タイルが室内で音をどう吸収するかを測定するのではなく、室内で発生させた音がどれだけ室内から漏れるかを測定する。

エアレイドサンプル２７Ａは、厚めに仕上げられている点を除いて実施例２７と同じ材料である。ランダム入射音吸収は、エアレイド材料および市販の鉱物繊維製天井タイルを対象にＡＳＴＭ Ｃ４２３−０２ａの残響室法による吸音係数・音係数に従って測定した。サンプルは、ＡＳＴＭ Ｅ７９５−００に従ってＥ４００型治具に取り付けられた。騒音低減係数（ＮＲＣ）は、２５０、５００、１０００および２０００Ｈｚのそれぞれにおけるランダム入射音吸収係数の平均を０．０５までで丸めた値である。マイクロホンは音響パネルの音源と同じ側に取り付けられた。このＡＳＴＭ試験は、吸収材料が音のレベルを室内でどれだけ低減できるかを測定するものである。係数１．０は入射音はすべて吸収されたことを意味する。

表６に示した結果によれば、７９７ｇｓｍで厚さ２１．６ｍｍのエアレイド不織布パネル（実施例２７）は、それを通過するホワイトノイズのボリュームの低減に関しては、樹脂結合したガラス繊維天井タイル（ＣＳ−３）に近いが、絶対的な吸音に関しては、基本重量が実施例２７のエアレイドの３．９倍という市販の重い鉱物繊維天井タイル（ＣＳ−２）ほどには効果的ではない。しかし、表６でＳＡＭＩとして示すようにデシベル測定値の変化量（δｄＢ）を基本重量に関して正規化すると、実施例２７のエアレイドサンプルはＬＳＴＴではいずれの市販タイルよりも効果的である。

ＡＳＴＭ Ｃ４２３−０２ａ試験では、分厚く、密度が低めのエアレイド試験パッドは、薄くて高密度の市販の天井タイルと比べて絶対的な数値で明らかに優れた吸音性を持つ。エアレイドパネルないし試験パッドは室内で入射音の７５％を吸収したが、市販のタイルは５０％しか吸収しなかった。

表７に示す実施例２８から３０までは、複数の形成ヘッドを持つ機械で製造されたサンプルである。パッドは、０．６メートル幅のパイロット規模エアレイド機で３つのＤａｎ−Ｗｅｂ式形成ヘッドを使って製造された。ウェブは、１７ｇｓｍのＢＢＡ Ｆｉｂｅｒｗｅｂ（米国テネシー州ナッシュビル）製ポリプロピレンＰ９型スパンボンド担体の上に形成された。形成ヘッド下流側の圧縮ロールは、この試作運転中はウェブに触れないように上げられていた。実施例３０の上に噴霧されたバインダーはカルボキシル化されたＳＢＡＮラテックスバインダー （Ｄｏｗ−Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ製）で、固形分約１０パーセントに希釈された。この試作運転では、ウェブに約２０分の炉内滞留時間が与えられるようにラインが停止された。炉はあらかじめ通気式から対流式に切り換えられていた。実際の生産ではラインが停止されることはなく、ウェブは複数の炉を通過する。表７の「種類」の欄の数字はｂｉｃｏ／セルロースフラフ比を示す。

表７は、パイロット規模エアレイド機で製造した実施例２８から３０までのエアレイド遮蔽材料が、基本重量ではそれをはるかに上回るものの厚さが薄い（密度が高い）市販のショディ材料に匹敵する吸音性を持つことを示している。単位重量当たりで表すと、エアレイドはショディよりも優れている。

上述の結果を確認し、それらを根拠として利用できるようにするため、各種エアレイド材料のサンプルは認定音響試験所であるＫｏｌａｎｏ ＆ Ｓａｈａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ， Ｉｎｃ．（米国ミシガン州ウォーターフォード）で試験にかけられた。ＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８「Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ａｎｄ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｕｓｉｎｇ ａ Ｔｕｂｅ， Ｔｗｏ Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅｓ， ａｎｄ ａ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ（管、マイクロホン２台およびデジタル周波数解析システムを使用した音響材料のインピーダンスおよび吸収）」の標準試験方法に準拠したインピーダンス管吸音試験手順が用いられた。測定は、Ｂｒｕｅｌ ａｎｄ Ｋｊａｅｒ（デンマーク、ネーロム）製の二マイクロホン・インピーダンス測定管Ｂ＆Ｋ ｔｙｐｅ ４２０６を使って行った。

既に指摘したように、標準音響試験とスクリーニング試験との主な違いは、インピーダンス管吸音試験ではマイクロホンはサンプルに対して音源と同じ側にあるのに対して、ＬＳＴＴではマイクロホンと音源の間にサンプルがあるところにある。また、インピーダンス管吸音試験は周波数にかかわる音響特性の詳細も記録するのに対して、ＬＳＴＴではホワイトノイズの大きさだけを測定する。

インピーダンス管吸音試験では、管内でランダム雑音源によって平面波が発生させられた。定在波は、壁面に取り付けたマイクロホンを使って２つの固定点で測定された。マイクロホンからの信号は二重チャネル信号アナライザＴｙｐｅ ２０３２（Ｂ＆Ｋ）に送られて複合的な音響透過関数が特定され、最終的にソフトウェアパッケージ（Ｂ＆Ｋ Ｔｙｐｅ ＢＺ５０５０）を使って吸音係数が計算された。吸音係数は、サンプルに入射する音のエネルギー量に対する吸収される音のエネルギー量の比である。入射音のエネルギーがすべて吸収される場合の係数は１．０である。

サンプルに対する試験は、材料とサンプルホルダーの背板との間に空気が入る空間のない状態で行われた。サンプルは、Ｂ＆Ｋ ｔｙｐｅ ４２０６管の大（直径１００ｍｍ）、小（直径２９ｍｍ）それぞれのサンプルホルダーに合わせて打ち抜かれた。大径管は１００〜１６００Ｈｚの測定範囲を持ち、小径管は１０００〜６３００Ｈｚの範囲で使用する。比較材料（ＣＳ−２）は表１で用いたのと同じショディ材料である。表８のそれぞれの実施例は、最初の欄に示すとおり、ラテックスを噴霧していないもの（ＮＬ）、片側に１２０ｇｓｍのラテックスを噴霧したもの（Ｌ−１）、両側にラテックスのあるもの（Ｌ−２）、または両側に付けたラテックス内に２４０ｇｓｍの炭酸塩フィラーを含むもの（ＣＣＬ−１）である。ＵＢクラフトは無漂白クラフトパルプである。Ｂ クラフトは漂白クラフトである。吸音係数（α）が計算され、その結果が平均された。騒音低減係数（ＮＲＣ）は、２５０、５００、１０００および２０００Ｈｚのそれぞれの周波数における吸音係数の平均である。ＮＲＣは、自動車産業で総合性能を比較するために使用されており、低い周波数で吸音性に優れたサンプルと高めの周波数で吸音性に優れたサンプルとを比較することを可能とする。試験を行った音周波数の全域を対照のショディと実施例３３について図６に示す。

表８の吸音係数測定値は、表１の音響透過スクリーニング測定によって得られた当初の結論を基本的に支持するものである。吸音においては、密度や基本重量よりも厚さの方が重要な要因であるように思われるが、実施例３２、３３および３７のように組成および厚さを一定に保った場合、７５０から１３００ｇｓｍまでの範囲で高めの基本重量の方が吸音性能が高くなるというはっきりとした傾向がある。エアレイドパッドは、一般に使用される対照のショディ材料よりもかなり低めの密度および基本重量で吸音に関して極めて効果的である。吸音に関して最も効果的だったのは実施例３４から３６までのサンプルであった。これらのエアレイドはいずれも８０／２０の漂白セルロースフラフ／二成分バインダー繊維で、厚さは２５ｍｍ超、基本重量は１２００〜１３００ｇｓｍである。軽量の実施例３１および３２と重量のある実施例３８は２５００Ｈｚでショディを上回る性能を示したが、低めの１０００Ｈｚの周波数ではそうはならなかった。実施例３３と実施例３４とを比較すると、ラテックス被覆だけで低周波数の吸音に大きな影響があることがわかる。表８は、エアレイド材料によって重量を大幅に削減しながら現在のショディ材料と同等またはそれ以上の音響性能が得られることを示しており、このことは車両の燃費向上につながる可能性がある。

表９および１０は、木材パルプ／二成分繊維によるエアレイド不織布試験パッド（実施例３９〜４１）と、ポリプロピレン熱可塑性繊維および木材パルプ以外の天然繊維から調製したカード方式およびニードルパンチ方式の不織布とを比較したものである。この比較情報（サンプルＡ〜Ｆ）は、非特許文献６に掲載されたＩＮＤＡ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｆａｂｒｉｃｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）の公開会議資料にあったものである。表９はサンプルの物理的性質を示したものであり、表１０は、所与の周波数における完全吸音を１００パーセントとしたときの百分率で表したＡＳＴＭ Ｃ−３８４による吸音係数を比較したものである。サンプル３９から４１までは製作例３９から４１までに対応するもので、実験室規模のパッド形成機で調製され、ＡＳＴＭ Ｅ−１０５０−９８インピーダンス管吸音試験にかけられた。それぞれの繊維の突き合わせ比較を行うため、上掲の公開論文の中で用いられているのと同じ周波数が選ばれた。試験方法の主な違いは、Ｃ−３８４では可動式マイクロホン１本だけを使用するのに対して、Ｅ−１０５０−９８では２本のマイクロホンを使用するというところにある。ほとんどの目的において、データは相互に置き換えて利用することができる。

本発明による木材パルプおよびｂｉｃｏ繊維のエアレイドパッドの方が、その他の天然および合成繊維を使って調製した従来技術による材料よりも密度がかなり低いことは表９を見れば一目瞭然である。

表１０は、エアレイド不織布試験サンプルが基本的に業界目標を達成し、またはそれを上回るものであること、さらに、厚手で、ラテックスバインダーも塗布したサンプルの４０および４１の場合は、ニードルパンチ方式によるあらゆる繊維の組み合わせを上回る性能を発揮することを示している。エアレイドは、厚手でありながら軽量の不織布を生産するには理想的な方法である。厚さ（表１および３）が吸音効率に正比例することは、より厚いサンプルでＬＳＳＴ測定値が低くなっていることで示されている。

（実施例４２）深絞り成形性
不織布材料の成形性を実証するためにエアレイド製品を金型にかけた。円形のアルミニウム製金型が機械加工された。１５２．４ｍｍ（６．０インチ）の円形のアルミニウム製上型には６９．８５ｍｍ（２．７５インチ）の円形突起があり、（０．８７５インチ）にわたって円錐状に直径５０．８ｍｍ（２．０インチ）まで漸減する。アルミニウム製の下型は２５．４ｍｍ（１．０インチ）の深さに機械加工され、直径が上部で７６．２ｍｍ（３．０インチ）から底の部分で５７．１５ｍｍ（２．２５インチ）まで円錐状に漸減する。遮蔽材料に接するすべてのエッジ部は半径３．２ｍｍ（０．１２５インチ）で面取りする。

本発明によるエアレイド遮蔽材の深絞り成形性は、実施例２８に類似したｂｉｃｏ／フラフ比３０／７０のエアレイドで、ただし１８．４ｍｍ厚に作られた７５０ｇｓｍパイロット設備サンプルの２２ｃｍ×３０ｃｍ片を使い、それを１５０℃に設定した対流炉で５分間加熱した後、それを機械加工した低温（常温）のアルミニウム製下型にすばやくかけることによって実証された。上型をはめ、４．７ｋｇ／ｃｍ^２の圧力をかけることによって、材料は変形しながら金型の中に押し込まれた。７５０ｇｓｍ、厚さ１８．４ｍｍのエアレイド材料は、金型内に押し込まれても、エアレイドウェブにもスパンボンド担体スリップシートにも破れを生じることはなく、わずかなしわができただけであった。対照のショディ（１６４０ｇｓｍ、厚さ２５ｍｍ）も、１５０℃の対流炉で１０分間加熱された後、同じ金型成形の条件にさらされた。ショディそのものが片面で破れ、不織布スリップシートにも裂け目が生じた。

（実施例４３）難燃剤による処理を施したエアレイド遮蔽材料
実験室ハンドシート装置を使って厚さ１３ｍｍの２５０ｇｓｍエアレイドパッドを製造した。使用した繊維組成は、ＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）が７０パーセント、Ｔｒｅｖｉｒａ ｔｙｐｅ Ｔ−２５５ ｎｕｍｂｅｒ １６６１二成分バインダー繊維が３０パーセントであった。二成分繊維を硬化させるため、パッドを１５０℃の対流炉に１５分間入れた。パッドは１０．２×３５．５ｃｍ（４×１４インチ）のサンプル３つに切り分けられた。それぞれの試験片は、Ｓｐａｒｔａｎ Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔｓ， Ｉｎｃ．（米国イリノイ州クリスタルレーク）製のリン酸二アンモニウム系難燃剤ＳＰＡＲＴＡＮ（商標）ＡＲ ２９５の４０パーセント（固形分）溶液を湿潤時の付加分が５〜１０ｇｓｍとなるまでそれぞれの面に噴霧した後、１５０℃の対流炉に入れて１．０分間乾燥させた。ＦＭＶＳＳ−３０２の条件に基づく水平燃焼の試験では、サンプルは自己消火まで５０秒間燃え、火炎前縁は６４ｍｍ（２．５インチ）進んだ。水平燃焼試験に合格するための最大燃焼速度は１０１ｍｍ／分、その間の最大距離は２５４ｍｍである。

ＦＭＶＳＳ ３０２とは、米国運輸省Ｆｅｄｅｒａｌ Ｍｏｔｏｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｎｏ． ３０２（連邦自動車安全基準第３０２号）、「Ｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ：Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ Ｃａｒｓ， Ｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ， Ｔｒｕｃｋｓ， ａｎｄ Ｂｕｓｅｓ（内装材の可燃性：乗用車、多目的乗用車両、トラックおよびバス）」、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １， １９７２である。この基準は、自動車の居室内に使用される材料に対する耐燃性要件を定めている。その目的は、車両火災、とりわけマッチやたばこなどの火元によって車内から発生する車両火災による自動車乗員の死傷を減らすことにある。

（実施例４４）難燃剤およびバインダーによる処理を施したエアレイド遮蔽材料
実験室ハンドシート装置を使って厚さ１３ｍｍの２００ｇｓｍエアレイドパッドを製造した。使用した繊維組成は、ＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）が７０パーセント、Ｔｒｅｖｉｒａ ｔｙｐｅ Ｔ−２５５ ｎｕｍｂｅｒ １６６１二成分バインダー繊維が３０パーセントであった。硬化処理を行っていない３５．５ｃｍ四方（１４インチ×１４インチ）のパッドを真空ボックスの上に置き、２５パーセント（固形分）の難燃剤ＳＰＡＲＴＡＮ ＡＲ２９５と２４．８パーセント（固形分）のラテックスバインダーＡｉｒＦｌｅｘ １９２の５０／５０混合物をその構造物の片面に噴霧した。薬剤による付加分は湿溶液で５．３グラムであった（乾燥付加分は約１０ｇｓｍ）。パッドの硬化処理は１５０℃で１５分間にわたって行った。

化学処理されていないサンプル上面に防炎用として１２メッシュの金網（幅５０ｍｍ×長さ３００ｍｍ）を置いた。その状態でＦＭＶＳＳ−３０２の条件に基づく水平燃焼試験にかけたとき、サンプルは自己消火まで３０秒間燃え、火炎前縁は３８ｍｍ（１．５インチ）進んだ。

（実施例４５）撥水性エアレイド遮蔽材
ＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）ドライラップ（パルプシート）を切断して５１ｍｍ×１０２ｍｍ（２インチ×４インチ）の断片とし、そこに、５パーセントのシリコーン油を含むＧＥ Ｓｉｌｉｃｏｎｓ（米国ウェストバージニア州フレンドリー）製エマルジョンＭＡＧＮＡＳＯＦＴ（登録商標）Ｅｘｔｒａ Ｅｍｕｌｓｉｏｎが１０重量パーセントの付加に相当する分だけ噴霧された。湿った状態のパルプ断片は直ちに実験室３段フラフ化装置にかけられ、実験室ハンドシート形成機で２００ｇｓｍのエアレイドパッドを製造するのに十分なフラフが集まるまでその作業が行われた。エアレイドの組成は、処理済みパルプが８０パーセント、Ｔｒｅｖｉｒａ Ｔ−２５５ ｎｕｍｂｅｒ １６６１二成分繊維が２０パーセントであった。パッドは、１５０℃の対流炉に１５分間入れることで二成分バインダー繊維の硬化処理が行われた。撥水性を試験するため、５１ｍｍ（２インチ）四方のサンプルが切り取られ、秤量された後、水に一晩漬けられた。サンプルを水面下に保つため、サンプルの上に金網が置かれた。処理を行っていないＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）から作られた対照サンプルも同様に秤量され、水に漬けられた。２４時間後、サンプルが水から慎重に引き上げられ、滴り落ちる水が１分間に１滴程度になるまで自然に水切りが行われた。湿重量が記録され、さらに湿重量から乾重量を引いたものを乾重量で割った吸水度（ｇ／ｇで表す）が計算された。それぞれの種類の５つのサンプルに対する測定値の平均が結果とされた。処理を行っていないフラフパルプで作られたエアレイドパッドは３２ｇ／ｇの水を吸ったが、シリコーン処理を施したフラフパルプは０．６８ｇ／ｇしか水を吸わず、高い撥水性を示した。

（実施例４６）断熱
エアレイドパッドは、８０パーセントのＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）セルロースフラフパルプと２０パーセントの二成分繊維Ｔｒｅｖｉｒａ ｔｙｐｅ ２５５ Ｌｏｔ １６６１とを混合したものを使って実験室ハンドシート装置で形成された。パッドは、隙間を２５ｍｍにシム調整され、１５０℃に加熱されたプラテンプレス内に置かれた。パッドの両側の間の中心かつ両端の間の中心に当たる位置に熱電対が挿入された。パッドの中心が１４０℃の温度に到達するまでの時間が記録された。

表１１は、重い断熱材ほど目標温度に到達するまでに時間がかかることを示している。すべての結果を基本重量９７３ｇｓｍに正規化することによって基本重量の差を取り除くと、昇温速度の差はごくわずかとなり、定数前後のランダムなばらつきに近づく。

（実施例４７〜５０）商用エアレイド機
表１２に示した実施例４７から５０までは２．８メートル幅の商用多ヘッドエアレイド機で製造された。エアレイド機の機種は本発明またはパッドの実施形態にとって決定的なものではないが、実施例４７から５０まではＤａｎ−Ｗｅｂ式の形成ヘッドを備えた機械で製造された。フラフ対ｂｉｃｏ比は重量で７５対２５であった。セルロース繊維はＢｕｃｋｅｙｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ製のＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）ｔｒｅａｔｅｄであった。「ｔｒｅａｔｅｄ」という呼称は、パルプシートの離解エネルギーを下げるための添加剤を指す。二成分繊維は、２．０デニールで切断長６ｍｍのＴｒｅｖｉｒａ ＧｍｂＨ（ドイツ、ボビンゲン）製Ｔｙｐｅ Ｔ−２５５ ｍｅｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ １６６１であった。このタイプの二成分繊維では、ポリエチレン鞘がポリエステル芯を覆っている。防音・断熱ウェブは、ＢＢＡ Ｆｉｂｅｒｗｅｂ（米国テネシー州ナッシュビル）製の２０ｇｓｍポリエステルスパンボンド担体上に形成された。

形成セクションを通り抜けたウェブの片側に四ホウ酸ナトリウムとジンクピリチオンの混合物を噴霧して難燃性および防カビ性を与え（乾燥付加分はボラックスが７．５ｇｓｍ、ジンクピリチオンが０．５ｇｓｍ）、その後、エチレン・酢酸ビニル系ラテックスバインダー（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製ＡＩＲＦＬＥＸ（登録商標）１９２、乾燥付加分は５．０ｇｓｍ）を噴霧して表面の繊維が飛び出さないようにした。炉に通した後、ウェブの反対側も同様に処理し、第２の炉で乾燥させた。

表１２は、ウェブの基本重量が高いほど最終的な密度も高くなることを示している。音響性能は、予想されるとおり、厚さが増すとともに向上する。ＮＩＳＡとは、ＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８試験法による「垂直入射音吸収」である。ＲＩＳＡとは、ＡＳＴＭ Ｅ７９５−００ Ｔｙｐｅ“Ａ”による取付けを用い、スクリムまたは担体側を音源に向けて行うＡＳＴＭ Ｃ４２３−０２ａ試験法による「ランダム入射音吸収」である。ＳＴＬとは、２０ゲージ鋼板を音源に向けて行うＳＡＥ Ｊ１４００−９０試験法による「音響透過損失」である。また、実施例４８もＭＶＳＳ−３０２水平可燃性試験にかけられ、４８ｍｍ／分という燃焼速度が明らかとなったが、これは許容最大速度である１００ｍｍ／分を十分に下回るものであった。

本発明によるエアレイド構造における通気流量およびその反対の通気抵抗がこのエアレイド法において制御されるメカニズムは、セルロース生地中の小さな木材パルプ繊維が液状ポリマーバインダーの液滴をとらえ、または濾し取ることによって生地の多孔性が低下するところにあると考えられる。このことは、エアレイドの担体側に一定量の液状ポリマーバインダーを噴霧することによって通気流量が著しく低下する以下の製作例にも表れている。噴霧されたものは、真空および毛管現象によって生地の中に引き込まれ、さらにそれを貫く。バインダーは、生地内の通気流量を抑制するだけでなく、生地がエアレイドに接着するのを助ける。

（実施例５１〜６４）エアレイド構造
ばらの繊維を形成ワイヤまたは不織布スクリムもしくは生地の担体の上に真空下で堆積させる実験室パッド形成機を使って１４のエアレイド構造が製作された。この実施例では、出来上がったエアレイド構造は片側に担体生地を有する。エアレイド構造を形成するため、単層１８ｇｓｍ（グラム毎平方メートル）のメーカー不明の標準的なダイヤパー担体生地がパッド形成機の形成ワイヤ上に広げられた。この生地は、また、通気流量１９．３リットル／秒（４１ＣＦＭ）、厚さ０．０７ｍｍ、密度０．２５４ｇ／ｃｃ、ＭＤ引張り強さ１９４グラム／ｃｍ（伸び率１９．２５パーセント）、ＣＤ引張り強さ１１１グラム／ｃｍ（伸び６．５パーセント）の特徴を持つ。

生地の上に３．６５グラムのセルロースフラフと１．５６グラムの二成分繊維を４段階で積み上げて１５０ｇｓｍのエアフェルトが形成された。形成のばらつきを最小限に抑えるため、積み重ねるたびにパッドは９０°ずつ回転させた。エアフェルトの組成は、７０パーセントがＢｕｃｋｅｙｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ（米国テネシー州メンフィス）からＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）ＬＥ＋として発売されているセルロース繊維、３０パーセントがＴｙｐｅ−２５５、２．０デニール、６ｍｍ長の二成分バインダー繊維（ないしｂｉｃｏ繊維）であった。エアフェルトおよび生地は常温の実験室プレスに移され、約０．０５ｇ／ｃｃの密度にまで圧縮された。固結された３５．５６ｃｍ×３５．５６ｃｍ（１４インチ×１４インチ）のエアレイド構造は３０．５ｃｍ×３５．５６ｃｍ（１２インチ×１４インチ）に切り整えられ、０．０８〜０．１３ｇ／ｃｃの範囲の密度が得られるように隙間がシム調整され、加熱された（１６０℃）実験室プレスにかけられた。二成分繊維が融けるように、パッドはこの加熱されたプレスに１５分間置かれた。エアレイド構造は１５．２４ｃｍ（６インチ）四方の大きさで４枚に切り分けられた。未処理のパッドに対して通気流量の測定が行われた。正方形のサンプルは、２０メッシュのステンレス鋼製金網を備え、６．５馬力の湿乾両用真空掃除機の吸引側に接続した真空ボックスの上に生地側を上にして置かれた。パッドは、生地側に各種ポリマーバインダーを噴霧した後、１０５〜１１０℃の対流炉内で１０分間乾燥させられた。乾燥サンプルは、実際の付加重量を計算するために秤量が行われ、密度を計算するために厚さが測られた。さらに、処理後の通気流量が測定された。

実施例５１から６０までは約２０ｇｓｍの標準セルロース生地の上に形成された。実施例６１および６２は、Ｓｈａｗａｎｏ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐａｐｅｒ（米国ウィスコンシン州シャワノー）製の１８ｇｓｍの低透過性生地であるＳｈａｗａｎｏ Ｔｉｓｓｕｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ３５２８の上に形成された。実施例６３および６４は、Ｃｅｌｌｕ Ｔｉｓｓｕｅ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ Ｉｎｃ．（米国コネチカット州イーストハートフォード）製の１７ｇｓｍの低透過性生地であるＣｅｌｌｕ Ｔｉｓｓｕｅ ３２０５ＦＱＰの上に形成された。バインダーの固形分比率は、出来上がった複合材料の透過性に影響を与えると考えられる。例えば、実施例６３では、バインダーは１５パーセント（固形分）で噴霧され、それによる３４ｇｓｍの付加分によって１３．６リットル／秒の通気流量が得られたが、３３ｇｓｍの付加分でわずか４．８リットル／秒となった実施例６４の場合、バインダーの固形分比率は１９．７パーセントであった。

表１３からもわかるように、同様に調製され、処理された複合材料どうしで比較した場合、生地側に塗布するバインダーの量を増やすと、通気流量の測定値は減少した。通気流量の低減には様々なエマルジョンポリマーや、場合によって溶液ポリマー（ポリビニルアルコール）も効果的で、その効果は必ずしもバインダーの種類には依存しない。一般に、通気流量が最初から低めの生地・エアレイド複合材料の場合、通気流量をさらに減らすために必要となるバインダーの量も少なかった。

このセットの製作例に使われたバインダーは以下のとおりである。Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ， Ｌ．Ｐ．（米国ペンシルバニア州アレンタウン）製のエチレン酢酸ビニル共重合体であるＡＩＲＦＬＥＸ（登録商標）−１９２および酢酸ビニル重合体のＶＩＮＡＣ（登録商標）ＤＰ９１２、Ｄｏｗ Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｌａｔｅｘ ＬＬＣ（米国ノースカロライナ州リサーチトライアングルパーク）製のカルボキシル化されたアクリロニトリル・ブタジエン樹脂であるＴＹＬＡＣ（登録商標）８７３、ならびにＣｅｌａｎｅｓｅ（旧Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｒｃｈ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）（米国ニュージャージー州ブリッジウォーター）製のエチレン酢酸ビニルであるＤＵＲ−Ｏ−ＳＥＴ（登録商標）２４−３５１Ａおよびポリ（ビニルアルコール）のＣＥＬＶＯＬ（登録商標）２４−２０３。測定された通気流量からＭＫＳ Ｒａｙｌで表した通気抵抗が計算された。

（実施例６５〜６９）積層接着剤層
フラフ対ｂｉｃｏ比が７５対２５で両面に５ｇｓｍ相当のラテックスバインダーを噴霧した厚さ１２．５ｍｍの４２０ｇｓｍエアレイドパッドを２．８メートル幅の商用Ｄａｎ−Ｗｅｂ式多ヘッドエアレイド機を使って２０ｇｓｍポリエステルスパンボンドスクリム上に形成した。セルロース繊維は、Ｂｕｃｋｅｙｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ製のＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）ｔｒｅａｔｅｄであった。「ｔｒｅａｔｅｄ」という呼称は、パルプシートの離解エネルギーを下げるための添加剤を指す。二成分繊維はＴｒｅｖｉｒａ １６６１ Ｔｙｐｅ ２５５（２．０ｄｐｆ、長さ６ｍｍ）であった。ポリエステルスパンボンド担体はＢＢＡ Ｆｉｂｅｒｗｅｂ（米国テネシー州ナッシュビル）から供給された。

複合エアレイドパッドは、ポリエステルスパンボンドスクリムを含め、基本重量が約４２０ｇｓｍであった。パッドは、スクリムと反対の側を様々な量の非架橋性および熱可塑性の各種ラテックスバインダーで処理した。１５０℃の炉で５分間乾燥させた後、サンプルないしパッドは１０２ｍｍ（４インチ）四方に切り分け、それぞれ試験サンプルとした。その後、サンプルは無処理のサンプルとともに１７２℃の炉に２分間入れられた。熱いままのサンプルどうしを、無処理サンプルのスクリム側を別のサンプルの処理済み側と合わせて圧縮した。約０．８０９重量キログラム／ｃｍ^２（１１．５ｐｓｉ）の圧力を４５秒間かけ、サンプルどうしを接合した。各サンプルを２５．４ｍｍ×１０２ｍｍ（１．０×４．０インチ）の３枚の帯状片に打抜き型によって切断した。

接合（処理したエアレイド側と無処理の担体側）の強度を、引張り試験機（Ｔｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ Ｍｏｄｅｌ ＱＣ１０００）を使って１１０ｍｍ／分のクロスヘッド速度で層間を引きはがすようにして測定した。接着点でサンプルの積層を分離するために必要な力は、試験を行ったすべての範囲で接着バインダーの付加比率が高いほど大きくなった。実施例６５から６９までは、本発明によるエアレイド吸音材が、自動車用のカーペットや詰物の組み付けに用いられるような熱および圧力のもとで異種材料と接合可能であることを示している。表１４に示すように、接着剤のガラス遷移温度は接合強度における要因ではなかった。しかし、ポリマーの骨格にある程度の酢酸ビニルが含まれていると、少なくともＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓのバインダーの場合、複合材料の処理済みエアレイド側と無処理のスクリム側とのより強固な接着に寄与するものと考えられる。

このセットの製作例に使われたバインダーは以下のとおりである。
２５−３５１Ａ。すなわち、Ｃｅｌａｎｅｓｅ製のエチレン・酢酸ビニルラテックスであるＤＵＲＯ−ＳＥＴ（登録商標）３５１Ａ。
２５−４４０１。すなわち、Ｃｅｌａｎｅｓｅ製のアクリルラテックスであるＮＡＣＲＹＬＩＣ（登録商標）４４０１。
ＡＦ４５００。すなわち、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｌ．Ｐ．製のエチレン・塩化ビニルラテックスであるＡＩＲＦＬＥＸ（登録商標）４５００。
ＡＦ４１０。すなわち、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｌ．Ｐ．製のエチレン・酢酸ビニルラテックスであるＡＩＲＦＬＥＸ（登録商標）４１０。
ＥＦ９１００。すなわち、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｌ．Ｐ．製の酢酸ビニルラテックスであるＶＩＮＡＣ（登録商標）９１００。

（実施例７０〜７７）高剛性の複合材料
前出の実施例で商用エアレイド機を使って製造した同じ４２０ｇｓｍのエアレイドパッドを１６０℃に加熱したプレスで１０分間、６ｍｍの厚さに圧縮し、その後、室温まで冷ましてから、片面ずつ１５ｇｓｍ（固形分ベース）が付加されるように約２５パーセント（固形分）のラテックスバインダーを噴霧し、１７２℃の炉で１５分間乾燥させる処理を行った。両面を処理した後、１６０℃に加熱したプレスに５分間かけて厚さを再び６ｍｍにした。０．０６ｇ／ｃｃの密度となった冷却後の複合材料を５０．８ｍｍ×２５４ｍｍ（２×１０インチ）の帯状片に切断し、Ｔｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ引張り試験機Ｍｏｄｅｌ ＱＣ１００を使って「Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｔｏ Ｄｉｓｔａｎｃｅ」モードでテストした。その際、１００Ｎのロードセルを使用し、サンプル支持ロッドの間隔を２００ｍｍとし、担体側を上に向けた。初期厚さが２１ｍｍの７８０ｇｓｍエアレイドを使って製作を繰り返し、密度が０．１３ｇ／ｃｃの複合材料を得た。この高めの密度のサンプルをＴｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔにかけるために５００Ｎのロードセルが必要となった。

バインダーの供給元は以下のとおりであった。
ＲＨＯＰＬＥＸ（登録商標）アクリルバインダーの製品シリーズ。Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ， ＬＬＣ（米国ノースカロライナ州シャーロット）製。
ＴＹＬＡＣ（登録商標）（カルボキシル化されたスチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体）。Ｄｏｗ Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｌａｔｅｘ ＬＬＣ（米国ノースカロライナ州リサーチトライアングルパーク）製。
ＲＯＶＥＮＥ（登録商標）（カルボキシル化されたスチレン・ブタジエンゴム）。Ｍａｌｌａｒｄ Ｃｒｅｅｋ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ， Ｉｎｃ．（米国ノースカロライナ州シャーロット）製。

表１５のデータから明らかなことは、密度の異なるエアレイドパッドには異なるバインダーの方が適しているということである。低密度の複合材料で特に高い剛性が得られたバインダーはＲＨＯＰＬＥＸ（登録商標）ＧＬ−７２０、およびＲＨＯＰＬＥＸ（登録商標）ＴＲ ４０７とＧＬ−７２０とを混合したものであった。０．１３ｇ／ｃｃのサンプル群に関して最も高い剛性を引き出したバインダーはＲＯＶＥＮＥ（登録商標）ＲＸ ５０６６０−１８であった。その他は基本的に大差なかった。

（実施例７８）スクリムの基本的なエアレイド構造
ばらの繊維を形成ワイヤまたは不織布スクリム担体の上に真空下で堆積させる実験室パッド形成機を使ってエアレイド構造が形成された。出来上がったエアレイド構造は、片側にスクリムを、反対側にエアフェルトパッドを持つ。以下の実施例では、形成ワイヤのうち、２５．４ｃｍ（１０インチ）×３５．５６ｃｍ（１４インチ）の面積までが覆われた。エアレイド構造を形成するため、ＢＢＡ Ｆｉｂｅｒｗｅｂ（米国テネシー州オールドヒッコリー）製３５０９３９型であるスパンボンド・メルトブロー・スパンボンド（ＳＭＳ）方式による１７ｇｓｍ（グラム毎平方メートル）のポリプロピレン不織布スクリムがパッド形成機の形成ワイヤ上に広げられた。スクリムの上に１．９２グラムのセルロースフラフと０．３４グラムの二成分繊維を４段階で積み上げて１００ｇｓｍのエアフェルトベースパッドが形成された。形成のばらつきを最小限に抑えるため、積み重ねるたびにパッドは９０°ずつ回転させた。エアフェルトの組成は、８５パーセントがＢｕｃｋｅｙｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， ＩｎｃからＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）として発売されているセルロース繊維、１５パーセントがＴｒｅｖｉｒａ ＧｍｂＨ（ドイツ、ボビンゲン）製Ｔｙｐｅ Ｔ−２５５ ｍｅｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ １６６１である２．０デニール、６ｍｍ長の二成分バインダー繊維ないしｂｉｃｏ繊維で、ポリエチレン鞘がポリプロピレン芯を覆っている。

エアフェルト材料およびスクリムを慎重に実験室常温プレスに移し、約２ｍｍの厚さに圧縮した。固結されたエアレイド構造は、２０メッシュのステンレス鋼製金網を備え、６．５馬力の湿乾両用真空掃除機の吸引側に接続した真空ボックスの上にスクリム側を下にして置かれた。パッド全体のエアフェルト側にＵ．Ｓ． Ｂｏｒａｘ Ｉｎｃ．（米国カリフォルニア州バレンシア）製の四ホウ酸ナトリウム十水和物２４．９６パーセント溶液１．７５グラムを噴霧し、さらにＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｌ．Ｐ．製の９．６５パーセント（固形分）エチレン酢酸ビニル（ＥＡＶ）水性ラテックスＡＩＲＦＬＥＸ（登録商標）１９２を４．０８グラム噴霧した。その後、エアレイド構造は１０５℃の対流炉で５分間乾燥させた。計算による付加レベルは、ボラックスが４．８３ｇｓｍ、ラテックスバインダーが４．３６ｇｓｍだった。

（実施例７９）通気抵抗が７９３Ｒａｙｌ（Ｎ−Ｓ／ｍ^３）のエアレイド構造
実施例１で形成した基本エアレイド構造を２つに切り分け、それぞれを１６．５×２５．４ｃｍ（６．５×１０インチ）に切り整えた。その１枚目には、そのＳＭＳスクリム側に四ホウ酸ナトリウム十水和物２４．９６パーセント溶液２．５６グラムを噴霧し、さらにＡＩＲＦＬＥＸ（登録商標）１９２の９．６５パーセント分散物２．４９グラムを噴霧した。その後、エアレイド構造は１６０℃に予熱した実験室プレスに移した。プレスは隙間を約１．５ｍｍに調整し、１２，４１０キロパスカル（１８００ｐｓｉ）の圧力をかけてパッドを１０分間押さえつけた。これにより、水分を蒸発させ、さらに二成分バインダー繊維の鞘を融かして、エアレイド構造を安定化させた。このエアレイド構造の最終的な重量は６．０５グラム、基本重量は１４４．３ｇｓｍ、厚さは１．６７ｍｍ、密度は０．０８６ｇ／ｃｃとなった。

エアレイド構造の通気流量が測定された。測定は、Ｍｅｔｓｏ Ｐａｐｅｒ Ｉｎｃ．（フィンランド、トゥルク）製の自己校正型可搬式計測器Ｐｅｒｍｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ＭＫ４を使って行われた。測定に当たり、サンプルは、テーブル面から２５ｍｍの高さに持ち上げられ、多数の穴が開けられて約９０パーセントの開口面積を持つ２０ｃｍ^２の鋼板である試験スタンドの上に置かれた。３回の測定が行われ、その結果が平均された。計測器の使用範囲は０．９〜４１０リットル／秒（２〜８７０ｃｆｍ）であった。パッドないしエアレイド構造の通気流量は１４．６リットル／秒（３０．９ｃｆｍ）であり、通気抵抗で７９３ＮＳ／ｍ^３（Ｒａｙｌ）相当であることがわかった。

（実施例８０）通気抵抗が１８１７Ｒａｙｌのエアレイド構造
もう１枚の１６．５×２５．４ｃｍ（６．５×１０インチ）の基本エアレイド構造には、そのＳＭＳスクリム側にボラックスの２４．９３％パーセント溶液２．８８グラムを噴霧し、さらに９．６５パーセントのＡＩＲＦＬＥＸ（登録商標）１９２ラテックスバインダー４．８３グラムを噴霧した。エアレイド構造は前と同様に１６０℃で１０分間乾燥、硬化させ、乾燥状態でボラックスにより１７．１４ｇｓｍ、ラテックスバインダーにより１１．１１ｇｓｍの付加分が与えられた。最終的な構造の重量は６．３グラムであり、基本重量は１５０．２ｇｓｍ、厚さは１．７７ｍｍ、密度は０．０８５ｇ／ｃｃで、通気流量６．４リットル／秒（１３．６ｃｆｍ）ないし通気流量抵抗１８１７Ｒａｙｌを示した。

（実施例８１）通気抵抗が９８０６Ｒａｙｌのエアレイド構造
この実施例では、担体シートとしてＡｖｇｏｌ Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（イスラエル、テルアビブ）製の１７ｇｓｍのＳＭＭＳ（スパンボンド・メルトブロー・メルトブロー・スパンボンド）スクリムが使用され、前出の実施例と同じように、エアレイド構造はその上に４段階で形成された。エアフェルトの基本重量は１００ｇｓｍで、８５ｇｓｍがＦＯＬＥＹ ＦＬＵＦＦＳ（登録商標）から、１５ｇｓｍがＴｙｐｅ Ｔ−２５５のｂｉｃｏからなるものであった。形成ワイヤは３０．５×３３ｃｍ（１２×１３インチ）の面積まで覆われ、形成されたエアレイド構造は重量が１２．４５グラムで、基本重量が１２４ｇｓｍであった。複合構造ないしパッドはスクリム側を下にして真空ボックスの上に置かれた。エアフェルトが表に出ている側にボラックス２５パーセント溶液３．６２グラムを噴霧し、さらに２５パーセントのＡＩＲＦＬＥＸ（登録商標）１９２を２．０６グラム噴霧した。その後、１０５℃の対流炉で５分間乾燥させた。付加分は、ボラックスが１１．８ｇｓｍ、ラテックスが５．１ｇｓｍと計算された。エアレイド構造は裏返しにして真空ボックスに戻され、ＳＭＭＳ側に２．９１グラムのボラックス溶液と９．６グラムのラテックスが噴霧された。加熱したプレス内で乾燥および硬化を行った後、スクリム側に対するボラックスによる付加分は９．５ｇｓｍ、ラテックスによる付加分は２３．８ｇｓｍであった。最終的なエアレイド構造の重量は１８．８グラムで、基本重量は１８７ｇｓｍ、厚さは１．７３ｍｍ、密度は０．１０８ｇ／ｃｃであった。

このエアレイド構造の通気流量も測定された。通気流量は１．１８リットル／秒（２．５ｃｆｍ）で、通気抵抗９８０６Ｒａｙｌに相当するものであった。

均一なエアレイドベースパッドの断面図である。 エアレイドパッドの片側に付けられた熱可塑性または熱硬化性の成形可能なバインダーの単一層を有する図１のパッドの断面図である。エアレイド構造はこのように形成される。 エアレイドによる不織布構造の別法による構成の１つで、パッドの両側に付けられたポリマーバインダーの層を有する図１のパッドの断面図である。 エアレイドによる不織布構造の別法による構成の１つで、ベースパッドの一方の面にポリマーバインダーの層が与えられ、もう一方の面に「重量」層が与えられている図１のパッドの断面図である。ポリマーバインダー内に高密度のフィラーを分散させることによって重量層が構成される。 エアレイドによる不織布構造の別法による構成のさらなる１つで、重量層がエアレイドパッドの片側に付けられている図１のパッドの断面図である。 垂直入射音吸収係数を示した直交座標図である。吸収係数が周波数との関係でグラフ化されている。 エアレイドによる不織布構造の別法による構成のさらなる１つの斜視図である。スクリムと繊維ベースパッドが示されている。説明のため、スクリムはベースパッドの内側面から分解されている。 本発明による不織布材料の様々な設置場所の例を示す車両の一般的な概略側面図である。 天井タイルとして形成された不織布材料の斜視図である。タイルは装飾的な外層を含む。

符号の説明

１０ コア
１１ 補助層
１２ 重量層
２０ 不織布構造
７０ 不織布構造
７１０ ベースパッド
７１２ 内側層
７２０ スクリム
７２２ 内側層
７２４ 外側層
８００ 車両
８１５ エンジン室
８２０ 居室
８２５ 荷室
８３０ ダッシュボード
８３５ バルクヘッド
８４０ エンジン側ボンネット部分
８５０ 車内ホールハウス部分
８５５ フロア
８６０ ドア
９００ 天井タイル
９１０ コア
９２０ 外層
９３０ 形象

Claims (92)

1. コアを有する不織布材料であって、該コアが、
   （Ａ）９５重量パーセントから４０重量パーセントまでのマトリックス繊維と、
   （Ｂ）６０重量パーセントから５重量パーセントまでのコアバインダーとを含んでおり、ただし、前記コアにおける重量百分率は前記コアの全重量に対するものであり、
   （Ｃ）前記コアが２００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでの基本重量を有しており、
   （Ｄ）前記コアが０．０１５ｇ／ｃｍ^３から０．１０ｇ／ｃｍ^３までの密度を有しており、
   （Ｅ）前記不織布材料がＬＳＴＴ音響透過試験で５デシベル以上の透過音低減を得ることができ、
   前記マトリックス繊維は、木材パルプベースのセルロース繊維であり、
   （Ｇ）基本重量が５０ｇｓｍから７００ｇｓｍまでで、前記不織布材料の外側面に存在するか、または前記不織布材料のコア内に独立した内部層として存在するプラスチック材料含有補助層、をさらに含み、
   前記補助層が０．１ｇ／ｃｃ超の高密度フィラー材料を含む、不織布材料。
2. 合成繊維をさらに備える請求項１に記載の不織布材料。
3. 前記コアバインダーが二成分繊維バインダー、ラテックスバインダー、熱可塑性粉末またはそれらの混合物である請求項１または２に記載の不織布材料。
4. 前記コアバインダーが二成分繊維である請求項１から３のいずれか一項に記載の不織布材料。
5. 前記コアバインダーがラテックスバインダーである請求項１から４のいずれか一項に記載の不織布材料。
6. 前記コアバインダーが熱可塑性粉末である請求項３に記載の不織布材料。
7. 前記コアバインダーが粉末状、チップ状または顆粒状のポリオレフィンである請求項３に記載の不織布材料。
8. 前記コアバインダーが二成分繊維バインダーとラテックスバインダーの混合物である請求項３に記載の不織布材料。
9. 前記コアの基本重量が３００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでである請求項１から８のいずれか一項に記載の不織布材料。
10. 前記コアの基本重量が４００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでである請求項１から９のいずれか一項に記載の不織布材料。
11. 前記コアの基本重量が５００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでである請求項１から１０のいずれか一項に記載の不織布材料。
12. 前記コアの基本重量が６００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでである請求項１から１１のいずれか一項に記載の不織布材料。
13. 前記コアの基本重量が７００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでである請求項１から１２のいずれか一項に記載の不織布材料。
14. 前記コアの基本重量が８００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでである請求項１から１３のいずれか一項に記載の不織布材料。
15. 前記コアの基本重量が９００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでである請求項１から１４のいずれか一項に記載の不織布材料。
16. 前記コアの基本重量が１０００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでである請求項１から１５のいずれか一項に記載の不織布材料。
17. 前記コアの基本重量が１２００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでである請求項１から１６のいずれか一項に記載の不織布材料。
18. 前記コアの基本重量が１４００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでである請求項１から１７のいずれか一項に記載の不織布材料。
19. 前記コアの基本重量が１６００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでである請求項１から１８のいずれか一項に記載の不織布材料。
20. 前記密度が０．０１５ｇ／ｃｍ^３から０．０８ｇ／ｃｍ^３まである請求項１から１９のいずれか一項に記載の不織布材料。
21. 前記密度が０．０１５ｇ／ｃｍ^３から０．０６ｇ／ｃｍ^３まである請求項１から２０のいずれか一項に記載の不織布材料。
22. 前記密度が０．０１７ｇ／ｃｍ^３から０．０４５ｇ／ｃｍ^３まである請求項１から２１のいずれか一項に記載の不織布材料。
23. ＬＳＴＴ音響透過試験における前記不織布材料の透過音低減が７デシベル以上である請求項１から２２のいずれか一項に記載の不織布材料。
24. ＬＳＴＴ音響透過試験における前記不織布材料の透過音低減が９デシベル以上である請求項１から２３のいずれか一項に記載の不織布材料。
25. ＬＳＴＴ音響透過試験における前記不織布材料の透過音低減が１１デシベル以上である請求項１から２４のいずれか一項に記載の不織布材料。
26. 前記コアが、
    （Ａ）９０重量パーセントから５５重量パーセントまでのマトリックス繊維と、
    （Ｂ）４５重量パーセントから１０重量パーセントまでのコアバインダーと、
    を含んでおり、ただし、前記コアにおける重量百分率は前記コアの全重量に対するものである、請求項１から２５のいずれか一項に記載の不織布材料。
27. 前記コアが、
    （Ａ）８０重量パーセントから６０重量パーセントまでのマトリックス繊維と、
    （Ｂ）４０重量パーセントから２０重量パーセントまでのコアバインダーと、
    を含んでおり、ただし、前記コアにおける重量百分率は前記コアの全重量に対するものである、請求項１から２６のいずれか一項に記載の不織布材料。
28. （Ｆ）基本重量が１０ｇｓｍから２０００ｇｓｍまでで、前記コア表面と一体化した織布または不織布の担体、
    をさらに含む請求項１から２７のいずれか一項に記載の不織布材料。
29. 前記担体が、合成繊維、セルロース繊維またはそれらの混合物を含む不織布担体である請求項２８に記載の不織布材料。
30. 前記担体が、スパンボンド法、メルトブロー法またはスパンレース法による合成担体である請求項２９に記載の不織布材料。
31. 前記担体がセルロース担体である請求項２９に記載の不織布材料。
32. 前記担体が、合成繊維、セルロース繊維またはそれらの混合物を含む織布担体である請求項２８に記載の不織布材料。
33. 前記担体が、布、織物、裏打ちなしのカーペット類、またはその他の織布材料である織布担体である請求項２８に記載の不織布材料。
34. 前記補助層が７５ｇｓｍから７００ｇｓｍまでの基本重量を持つ請求項１に記載の不織布材料。
35. 前記補助層が１５０ｇｓｍから７００ｇｓｍまでの基本重量を持つ請求項３４に記載の不織布材料。
36. 前記補助層が３００ｇｓｍから７００ｇｓｍまでの基本重量を持つ請求項３４に記載の不織布材料。
37. 前記補助層が５００ｇｓｍから７００ｇｓｍまでの基本重量を持つ請求項３４に記載の不織布材料。
38. 前記補助層が５０ｇｓｍから４００ｇｓｍまでの基本重量を持つ請求項３３に記載の不織布材料。
39. 前記補助層が１００ｇｓｍから４００ｇｓｍまでの基本重量を持つ請求項３３に記載の不織布材料。
40. 前記補助層が１５０ｇｓｍから４００ｇｓｍまでの基本重量を持つ請求項３３に記載の不織布材料。
41. 前記補助層が１種類またはそれ以上のラテックスからなる請求項３３から４０のいずれか一項に記載の不織布材料。
42. 前記補助層が１種類またはそれ以上のラテックスおよび１種類のフィラーからなる請求項４１に記載の不織布材料。
43. 前記フィラーが炭酸カルシウム、硫酸バリウムまたはそれらの混合物である請求項４２に記載の不織布材料。
44. 前記補助層が１種類またはそれ以上の熱可塑性繊維を含む請求項３３から４０のいずれか一項に記載の不織布材料。
45. 前記補助層が１種類またはそれ以上のホットメルト接着剤を含む請求項３３から４０のいずれか一項に記載の不織布材料。
46. 前記補助層が３０重量パーセントから１００重量パーセントまでのラテックス固形分および０から７０重量パーセントまでのフィラーを含む請求項４２から４３のいずれか一項に記載の不織布材料。
47. 前記不織布材料がＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている１０００Ｈｚでの吸音係数（α）で０．５またはそれ以上の値を有する請求項１から４６のいずれか一項に記載の不織布材料。
48. 前記不織布材料がＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている１０００Ｈｚでの吸音係数（α）で０．５５またはそれ以上の値を有する請求項１から４７のいずれか一項に記載の不織布材料。
49. 前記不織布材料がＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている１０００Ｈｚでの吸音係数（α）で０．６またはそれ以上の値を有する請求項１から４８のいずれか一項に記載の不織布材料。
50. 前記不織布材料がＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている１０００Ｈｚでの吸音係数（α）で０．６５またはそれ以上の値を有する請求項１から４９のいずれか一項に記載の不織布材料。
51. 前記不織布材料がＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている１０００Ｈｚでの吸音係数（α）で０．７またはそれ以上の値を有する請求項１から５０のいずれか一項に記載の不織布材料。
52. 前記不織布材料がＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている２５００Ｈｚでの吸音係数（α）で０．８５またはそれ以上の値を有する請求項１から５１のいずれか一項に記載の不織布材料。
53. 前記不織布材料がＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている２５００Ｈｚでの吸音係数（α）で０．９またはそれ以上の値を有する請求項１から５２のいずれか一項に記載の不織布材料。
54. 前記不織布材料がＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている２５００Ｈｚでの吸音係数（α）で０．９５またはそれ以上の値を有する請求項１から５３のいずれか一項に記載の不織布材料。
55. 前記不織布材料がＡＳＴＭ Ｅ１０５０−９８で定められている２５００Ｈｚでの吸音係数（α）で０．９７またはそれ以上の値を有する請求項１から５４のいずれか一項に記載の不織布材料。
56. （Ｈ）難燃剤、
    をさらに含む請求項１から５５のいずれか一項に記載の不織布材料。
57. （Ｉ）防水剤、
    をさらに含む請求項１から５６のいずれか一項に記載の不織布材料。
58. 前記不織布材料が３δｄＢ／ｋｇｓｍまたはそれ以上のＳＡＭＩ値を有する請求項１から５７のいずれか一項に記載の不織布材料。
59. 前記不織布材料が４δｄＢ／ｋｇｓｍまたはそれ以上のＳＡＭＩ値を有する請求項１から５８のいずれか一項に記載の不織布材料。
60. 前記不織布材料が５δｄＢ／ｋｇｓｍまたはそれ以上のＳＡＭＩ値を有する請求項１から５９のいずれか一項に記載の不織布材料。
61. 前記不織布材料が６δｄＢ／ｋｇｓｍまたはそれ以上のＳＡＭＩ値を有する請求項１から６０のいずれか一項に記載の不織布材料。
62. 前記不織布材料が７δｄＢ／ｋｇｓｍまたはそれ以上のＳＡＭＩ値を有する請求項１から６１のいずれか一項に記載の不織布材料。
63. 前記不織布材料が８δｄＢ／ｋｇｓｍまたはそれ以上のＳＡＭＩ値を有する請求項１から６２のいずれか一項に記載の不織布材料。
64. 熱および圧力を加えられて成形され、その形状に保たれており、５０メートル四方以下の面積を持つ、請求項１から６３のいずれか一項に記載の不織布材料によるパネル。
65. 前記パネルが２５メートル四方以下の面積を持つ請求項６３に記載のパネル。
66. 前記パネルが１０メートル四方以下の面積を持つ請求項６３に記載のパネル。
67. 連続工程によって形成され、トラックまたは鉄道による出荷に適した長いロール状に切断されており、１０メートル四方以下の面積を持つ、請求項１から６６のいずれか一項に記載の不織布材料によるパネル。
68. 建物、車両または電化製品の構造の部材または表面、およびそれに取り付けられ、または張り付けられた請求項１から６７のいずれか一項に記載の不織布材料を含む断熱構造。
69. 前記不織布材料の前記コアが、時間をおいて放出するまで熱または冷熱を蓄えることができる繊維、顆粒またはマイクロカプセルが添加された繊維を含んでいる請求項６７に記載の断熱構造。
70. 請求項１から６９のいずれか一項に記載の不織布材料、およびそこに取り付けられ、貼り付けられ、またはその他接する室内装飾材、カーペット類または構造の部材もしくは表面を含む防音積層体。
71. 熱および圧力を加えられて成形され、その形状に保たれている請求項７０に記載の防音積層体のパネル。
72. 容器および請求項１から７１のいずれか一項に記載の不織布材料を含む何らかの対象物のためのパッケージ。
73. 不織布材料の製造方法であって、
    （１ａ）該不織布材料のコアを形成するために、移動式穴あきワイヤの上に１つまたはそれ以上の形成ヘッドから、該コアの全重量を基準とした該コアにおけるそれぞれの重量百分率で、
    （Ａ）９５重量パーセントから４０重量パーセントまでのマトリックス繊維と、
    （Ｂ）６０重量パーセントから５重量パーセントまでのコアバインダーと、
    を含む混合物を付着させる段階と、それに続いて、
    （２ａ）マトリックス繊維とバインダーの前記混合物を固結するために前記不織布材料を加熱する段階とを含む製造方法、または、
    （１ｂ）移動式穴あきワイヤの上に、
    （Ａ）基本重量が１０ｇｓｍから２０００ｇｓｍまでの織布もしくは不織布の担体を付着させる段階と、それに続いて、
    （２ｂ）前記不織布材料のコアを形成するために、前記担体の上に１つもしくはそれ以上の形成ヘッドから、該コアの全重量を基準とした該コアにおけるそれぞれの重量百分率で、
    （Ｂ）９５重量パーセントから４０重量パーセントまでのマトリックス繊維と、
    （Ｃ）６０重量パーセントから５重量パーセントまでのコアバインダーと、
    を含む混合物を付着させ、それによって前記担体を前記コアの表面と一体化させる段階と、それに続いて、
    （３）マトリックス繊維とバインダーの前記混合物を固結するために前記不織布材料を加熱する段階とを含む製造方法であって、
    （Ｄ）前記コアが２００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでの基本重量を持ち、
    （Ｅ）前記コアが０．０１５ｇ／ｃｍ^３から０．１０ｇ／ｃｍ^３までの密度を持ち、
    （Ｆ）前記不織布材料がＬＳＴＴ音響透過試験で５デシベル以上の透過音低減を得ることができ、
    前記マトリックス繊維は、木材パルプベースのセルロース繊維であり、
    （４）基本重量が５０ｇｓｍから４００ｇｓｍまでで、前記コアの外側表面に存在するか、または前記コア内に独立した内部層として存在するプラスチック材料含有補助層を形成する段階、をさらに含み、
    前記補助層が０．１ｇ／ｃｃ超の高密度フィラー材料を含む、不織布材料の製造方法。
74. 前記補助層がプラスチック材料およびフィラーを含む請求項７３に記載の製造方法。
75. 前記補助層が不織布材料表面層に対する熱間カレンダー加工または放射加熱によって不織布材料の外側面に作り出される請求項７３に記載の製造方法。
76. 前記製造方法が連続した工程である請求項７３から７５のいずれか一項に記載の製造方法。
77. 建物または車両に防音または断熱を施すための方法において、
    （Ａ）建物または車両の構造の空洞または表面を提供する段階と、
    （Ｂ）それらに対して請求項１から６３のいずれか一項に記載の不織布材料を貼り付けるまたは取り付ける段階と、
    を含む方法。
78. 請求項１に記載の不織布材料であって、基本重量が２００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでのコアを含む不織布材料と、
    難燃剤と、
    を含む成形断熱製品であって、該断熱製品が少なくとも１つの車両部分を補完する所定の形状に成形されている成形断熱製品。
79. 前記少なくとも１つの車両部分が、ダッシュボード、エンジン側隔壁、ボンネット、ドアパネル、荷室、居室フロア、小荷物トレイおよび室内ホイールハウスからなるグループの中から選ばれる請求項７８に記載の成形断熱製品。
80. 請求項１の不織布材料であって、基本重量が２００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでのコアを含む不織布材料から形成されたエアレイド構造と、
    難燃剤と、
    を含む車両用遮蔽製品。
81. 請求項１に記載の不織布材料であって、基本重量が２００ｇｓｍから３０００ｇｓｍまでのコアを含む不織布材料と、
    不織布材料とは異なる材料によって形成され、不織布コアよりも高い剛性を持つ装飾的な外層と、
    を含む防音遮蔽製品。
82. 前記製品が天井タイルを含んでおり、その一部としての形象が前記装飾的な外層に形成されている請求項８１に記載の防音遮蔽製品。
83. 前記形象が、点刻模様、そこにエンボス加工された装飾模様、粗面処理された表面のいずれか１つを含む請求項８２に記載の防音遮蔽製品。
84. 前記装飾的な外層が合成材料によって形成されている請求項８２に記載の防音遮蔽製品。
85. 前記合成材料が前記コア上に配置されたプラスチック材料の層である請求項８４に記載の防音遮蔽製品。
86. 前記製品が正方形のタイルに切られてある請求項８１に記載の防音遮蔽製品。
87. 前記装飾的な外側層が表面のカビおよび白カビの繁殖を防止する薬剤をさらに含む請求項８１に記載の防音遮蔽製品。
88. 請求項１に記載の不織布材料によって形成され、成形されてその形状に保たれるエアレイド構造であって、該不織布材料がＬＳＴＴ音響透過試験で５デシベル以上の透過音低減を得るとともに難燃剤を含んでいるエアレイド構造と、
    該エアレイド構造に接合されている基材と、
    を含む車両遮蔽パネルインサートの形状を持つ成形製品。
89. 前記エアレイド構造にある車両部分を受けるための開口部が設けられている請求項８８に記載の製品。
90. 前記基材が、カーペット、厚紙ボード支持材、プラスチック支持材からなるグループの中から選ばれる請求項８８に記載の製品。
91. 前記インサートが、ダッシュボードインサート、ホイールハウスインサート、エンジンバルクヘッドインサート、ドアインサート、フロアインサート、荷室インサート、ボンネット裏面インサートからなるグループの中から選ばれる請求項８９に記載の成形製品。
92. １０００メートル四方までの面積を持ち、連続工程によって形成され、所望の幅に切断されて、トラックまたは鉄道による出荷に適したロールに巻き上げられた請求項１から６３のいずれか一項に記載の不織布材料によるパネル。

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